Name: assessing spatial learning and memory in small squamate reptiles
Uploaded: 2017-01-03T14:00:00
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We thank M. Forney, R. Maged, and K. Hellwinkle for data collection and two anonymous reviewers for comments on a previous version of this manuscript. This research was supported by an NSF award to LDL (IOS-0918268).

सभी प्रक्रियाओं पेन स्टेट यूनिवर्सिटी संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया (IACUC - प्रोटोकॉल आईडी: 43,242) और सभी स्थानीय, राज्य और संघीय नियमों का पालन किया। 1. तैयारी <ol><li>...

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	<li>Adriano, F., Caltagirone, C., Spalletta, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+volume+reduction+in+first-episode+and+chronic+schizophrenia:+A+review+and+meta-analysis.">Hippocampal volume reduction in first-episode and chronic schizophrenia: A review and meta-analysis.</a> Neuroscientist. 18, 180-200 (2012).</li><li>Karl, A., Schaefer, M., Malta, L. S., Dorfel, D., Rohleder, N., Werner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+meta-analysis+of+structural+brain+abnormalities+in+PTSD.">A meta-analysis of structural brain abnormalities in PTSD.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 30, 1004-1031 (2006).</li><li>Shi, F., Liu, B., Zhou, Y., Yu, C., Jiang, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+volume+and+asymmetry+in+mild+cognitive+impairment+and+Alzheimer's+disease:+Meta-analyses+of+MRI+studies.">Hippocampal volume and asymmetry in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: Meta-analyses of MRI studies.</a> Hippocampus. 19, 1055-1064 (2009).</li><li>Videbech, P., Ravnkilde, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+volume+and+depression:+A+meta-analysis+of+MRI+studies.">Hippocampal volume and depression: A meta-analysis of MRI studies.</a> Am. J. Psychiatry. 161, 1957-1966 (2004).</li><li>Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+spatial+memory+in+mice.">Assessment of spatial memory in mice.</a> Life Sci. 87, 521-536 (2010).</li><li>Vorhees, C. V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+spatial+learning+and+memory+in+rodents.">Assessing spatial learning and memory in rodents.</a> ILAR J. 55, 310-332 (2014).</li><li>Jenssen, T. 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B., Crews, C., Wilczynski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+reversal+learning+in+congeneric+lizards+with+different+foraging+strategies.">Spatial and reversal learning in congeneric lizards with different foraging strategies.</a> Anim. Behav. 57, 393-407 (1999).</li><li>Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+medial+and+dorsal+cortex+lesions+on+spatial+memory+in+lizards.">Effects of medial and dorsal cortex lesions on spatial memory in lizards.</a> Behav. Brain Res. 118, 27-42 (2001).</li><li>Holtzman, D. 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Lett. 8, 946-948 (2012).</li><li>Fo&#224;, A., Basaglia, F., Beltrami, G., Carnacina, M., Moretto, E., Bertolucci, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation+of+lizards+in+a+Morris+water-maze:+roles+of+the+sun+compass+and+the+parietal+eye.">Orientation of lizards in a Morris water-maze: roles of the sun compass and the parietal eye.</a> J. Exp. Biol. 212, 2918-2924 (2009).</li><li>L&#243;pez, J. C., Vargas, J. P., G&#243;mez, Y., Salas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+non-spatial+learning+in+turtles:+the+role+of+medial+cortex.">Spatial and non-spatial learning in turtles: the role of medial cortex.</a> Behav. Brain Res. 143, 109-120 (2003).</li><li>Petrillo, M., Ritter, C. A., Powers, A. 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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+apparatus+design+and+behavioral+measures+for+the+assessment+of+visuo-spatial+learning+and+memory+of+mice+on+the+Barnes+maze.">Optimization of apparatus design and behavioral measures for the assessment of visuo-spatial learning and memory of mice on the Barnes maze.</a> Learn. Mem. 20, 85-96 (2013).</li><li>Patil, S. S., Sunyer, B., H&#246;ger, H., Lubec, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+spatial+memory+of+C57BL/6J+and+CD1+mice+in+the+Barnes+maze,+the+Multiple+T-maze+and+in+the+Morris+water+maze.">Evaluation of spatial memory of C57BL/6J and CD1 mice in the Barnes maze, the Multiple T-maze and in the Morris water maze.</a> Behav. Brain. Res. 198, 58-68 (2009).</li><li>Roth, T. C., Krochmal, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+age-specific+learning+and+experience+for+turtles+navigating+a+changing+landscape.">The role of age-specific learning and experience for turtles navigating a changing landscape.</a> Curr. Biol. 25, 333-337 (2015).</li></ol>

प्रयोगात्मक स्थानिक सीखने और स्मृति के लिए परीक्षण है, वहाँ कई महत्वपूर्ण मुद्दों पर वैचारिक कि प्रोटोकॉल में प्रमुख कदम से कुछ में संबोधित कर रहे हैं। सबसे पहले, विषयों प्रदर्शित करना चाहिए कि वे प्?...

इस तरह के संज्ञानात्मक क्षमता में एक प्रगतिशील गिरावट के साथ अल्जाइमर उपहार के रूप में कई neurodegenerative रोगों, आम तौर पर मस्तिष्क 1-4 की गिरावट के साथ समवर्ती। मस्तिष्क की चोट और संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं पर गिरावट के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए, क्लीनिकल रिसर्च मॉडल कृंतक प्रजातियों और परीक्षण उपकरण और प्रोटोकॉल के मानकीकरण के फायदे leveraged है। विशेष रूप से, स्थानिक सीखने और स्मृति प्रक्रियाओं जैसे कि मॉरिस पानी भूलभुलैया, बार्न्स भूलभुलैया, और रेडियल भुजा भूलभुलैया के रूप में कई मानक मानदंड के माध्यम से मूल्यांकन किया गया है (ये और अन्य मानदंड की एक व्यापक समीक्षा के लिए, 5,6 देखें)। इन स्थानिक सीखने और स्मृति मानदंड के समृद्ध इतिहास काफी सफल साबित हो गया है, शोधकर्ताओं पहलुओं और मानव स्मृति, मस्तिष्क समारोह, और रोग के बीच संबंध की बारीकियों के कई समझने के लिए अनुमति देता है। के लिए छोड़ दिया संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं का आकलन नैदानिक ​​अनुसंधान के क्षेत्र में जांच की गई है, जबकिई कुछ समय, अनुसंधान nonmodel प्रजातियों की संज्ञानात्मक क्षमताओं की ओर निर्देशित अपेक्षाकृत नया है। nonmodel प्रजातियों में अनुभूति का अध्ययन शोधकर्ता आम तौर पर संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की पारिस्थितिकी और विकासवादी प्रासंगिकता में रुचि रखते हैं, विशेष रूप से अस्तित्व और प्रजनन के संदर्भ में कर रहे हैं। सरीसृप में कुछ अध्ययनों से सुझाव दिया है कि उन्नत संज्ञानात्मक क्षमताओं, विशेष रूप से स्थानिक स्मृति में, कुछ व्यवहार, विशेष रूप से उन के विषय में नेविगेशन और उन्मुखीकरण आबाद हो सकती है। हालांकि, जबकि कई अध्ययनों से दिखा दिया है कि सरीसृप विस्थापन 7.8 के बाद नई दिशा सकता है, संज्ञानात्मक अंतर्निहित तंत्र पुनरभिविन्यास व्यवहार अभी तक अलावा छेड़ा नहीं किया गया है। इस वजह से, कुछ अध्ययनों प्रयोगात्मक नेविगेशन 9-17 दौरान स्थानिक सीखने और स्मृति के महत्व का आकलन करने का प्रयास किया है। इन अध्ययनों में मुख्य रूप से कार्यप्रणाली कृंतक मानदंड और प्रोटोकॉल, कभी कभी सरीसृप में उपयोग के लिए संशोधित करने के बाद मॉडलिंग कर रहे हैं, लेकिन इन अध्ययनोंस्थानिक स्मृति का आकलन करने में चर सफलता मिली है। कुछ अध्ययनों से कुछ प्रजातियों 11-17 में स्थानिक सीखने और स्मृति का प्रदर्शन किया है, जबकि अन्य अध्ययनों से इस तरह के 9,10 का कोई सबूत नहीं मिला। इस प्रकार, भूमिका या सरीसृप में नेविगेशन के दौरान स्थानिक सीखने और स्मृति के अस्तित्व अभी भी स्पष्ट नहीं है। एक मुद्दा है कि समस्याग्रस्त किया जा सकता है जब प्रयोगात्मक सरीसृप में स्थानिक सीखने और स्मृति का आकलन करने के कार्य की पारिस्थितिकी प्रासंगिकता है। सरीसृप एक विशेष वर्गीकरण समूह कृन्तकों से काफी अलग है, पारिस्थितिकी, व्यवहार, और शरीर विज्ञान बड़े बदलाव का प्रदर्शन कर रहे हैं। सरीसृप प्रजातियों भर में व्यवहार में अंतर संभवतः स्थानिक संज्ञानात्मक क्षमताओं के आकलन को प्रभावित कर सकता है, खासकर अगर इस्तेमाल किया प्रतिमान एक प्राकृतिक व्यवहार में नल नहीं है। उदाहरण के लिए, एक प्रजाति है कि आम तौर पर छोटे दरारों में शरण चाहता है में, स्थानिक क्षमता आसानी से उपयोग कर एक बार्न्स भूलभुलैया जबकि इस भूलभुलैया आदर्श प्रतिमान विकल्प नहीं हो सकता मूल्यांकन किया जा सकताएक प्रजाति है कि आम तौर पर स्थिर बनी हुई है। इसी तरह, सबसे squamate सरीसृप जलीय नहीं हैं और इस प्रकार मॉरिस पानी भूलभुलैया स्थानिक सीखने और स्मृति परीक्षण के लिए एक उपयुक्त विकल्प नहीं हो सकता है (लेकिन 15 देखें); हालांकि, इस भूलभुलैया कछुए 16 में स्थानिक क्षमता के परीक्षण के लिए एक आदर्श विकल्प हो सकता है। अंत में, इस समूह के शरीर क्रिया विज्ञान, के लिए जिम्मेदार होना चाहिए के रूप में सरीसृप ectothermic और उचित तापमान रखरखाव कर रहे हैं, सब्सट्रेट की विशेष रूप से, परीक्षण प्रक्रिया के दौरान विचार किया जाना चाहिए। प्रोटोकॉल और यहाँ प्रस्तुत प्रतिमान स्थानिक सीखने और स्मृति वयस्क पक्ष-सूजा हुआ छिपकलियों में (Uta stansburiana) 13, एक छोटे छिपकली है कि आम तौर पर चट्टानों 18 में छोटे दरारों में शिकारियों से भाग जाता है के लिए जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया। प्राकृतिक इतिहास और प्रजातियों के व्यवहार के इस पहलू को जानने का, हम स्थानिक सीखने और स्मृति के लिए परीक्षण करने के लिए पारंपरिक बार्न्स भूलभुलैया के एक संशोधन का इस्तेमाल किया। बार्न्स भूलभुलैया मैंSA शुष्क भूमि भूलभुलैया और आम तौर पर कृंतक मॉडल में स्थानिक अनुभूति के परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया। हम दोनों डिजाइन और प्रोटोकॉल (नीचे वर्णित) में कृंतक भूलभुलैया से कई मायनों में हमारे भूलभुलैया संशोधित। हमारे भूलभुलैया 10 छेद मंच की परिधि के साथ एक दूसरे से समान दूरी (चित्रा 1) के साथ एक परिपत्र मंच शामिल थे। यहां वर्णित प्रोटोकॉल एक विषय के प्रशिक्षण परीक्षणों में भाग लेने के लिए एक लक्ष्य छेद के स्थान जानने के लिए शामिल है, फिर, एक बार विषय लक्ष्य छेद के स्थान सीखता है, एक जांच परीक्षण के लक्ष्य के लिए नेविगेशन के दौरान स्थानिक स्मृति का उपयोग पता लगाने के लिए प्रयोग किया जाता है।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="851">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Barnes maze</td>
			<td style="width:239px;">TSE Systems</td>
			<td style="width:176px;">302050-BM/M</td>
			<td style="width:183px;">Available from other vendors. Alternatively, a Barnes maze can be constructed from a standard, non-porous round table.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Heat tape</td>
			<td>Big Apple Pet Supply</td>
			<td></td>
			<td>May also use a small space heater situated on the floor under the maze.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pet keeper for small animals</td>
			<td>Petco</td>
			<td>1230204</td>
			<td>Housing enclosure that can be mounted under the maze.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nickel plated shelf support pegs</td>
			<td>Newegg</td>
			<td>241941</td>
			<td>Pegs attached to underside of maze. Secures enclosure to maze during trials.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LifeCam Studio webcam</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>Q2F-00013</td>
			<td>Available from other vendors. Other brands of webcams may also be used.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Tracking software</td>
			<td style="width:239px;">Code custom written for Matlab 
			and the Image Toolbox</td>
			<td></td>
			<td>Video tracking software. Other tracking software such as VideoMot 2 from TSE Systems can be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing spatial learning and memory in small squamate reptiles

नैदानिक ​​अनुसंधान संज्ञानात्मक गिरावट का आकलन करने के लिए, आमतौर पर स्थानिक सीखने और स्मृति क्षमताओं को लक्षित मानदंड की एक किस्म leveraged है। हालांकि, nonmodel प्रजातियों के संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं में रुचि है, आम तौर पर एक पारिस्थितिकी संदर्भ में भी अध्ययन का एक उभरता हुआ क्षेत्र बन गया है। विशेष रूप से, सरीसृप में संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं में दिलचस्पी बढ़ रही है, हालांकि साँप अनुभूति पर प्रयोगात्मक अध्ययन विरल हैं। कुछ साँप अध्ययन है कि प्रयोगात्मक स्थानिक सीखने और स्मृति के लिए परीक्षण किया है सरीसृप में उपयोग के लिए संशोधित कृंतक मानदंड का इस्तेमाल किया है। हालांकि, पारिस्थितिकी शरीर विज्ञान और यह वर्गीकरण समूह के व्यवहार के महत्वपूर्ण पहलुओं को जब स्थानिक आधारित अनुभूति के लिए परीक्षण को ध्यान में रखा जाना चाहिए। यहाँ, हम सूखी भूमि बार्न्स भूलभुलैया के संशोधनों और जुड़े परीक्षण प्रोटोकॉल है कि प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं जब स्थानिक सीखने और छोटे squamate सरीसृप में स्मृति क्षमता के लिए जांच कर रही वर्णन है। वर्णित प्रतिमान और समर्थकcedures सफलतापूर्वक पुरुष पक्ष-सूजा हुआ छिपकली (Uta stansburiana), प्रदर्शन है कि स्थानिक सीखने और स्मृति एक पारिस्थितिकी तंत्र प्रासंगिक और प्रोटोकॉल के साथ इस वर्गीकरण समूह में मूल्यांकन किया जा सकता है के साथ इस्तेमाल किया गया।

इस प्रोटोकॉल छोटी छिपकलियों में स्थानिक आधारित नेविगेशन की प्रयोगात्मक मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है। पिछले एक अध्ययन सफलतापूर्वक पुरुष पक्ष-सूजा हुआ छिपकली 13 में स्थानिक नेविगे?...

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Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles (Video) | JoVE

This paper describes a modification of the Barnes maze, a standard rodent paradigm used to assess spatial memory and learning, for use in small squamate reptiles.

छोटे Squamate सरीसृप में स्थानिक सीखने और स्मृति का आकलन

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays (Video) | JoVE

सी एलिगेंस सकारात्मक Butanone लर्निंग, लघु अवधि, और लंबी अवधि के साहचर्य मेमोरी Assays

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment ...

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration (Video) | JoVE

में परख लोकोमोटर, सीखना, और स्मृति घाटे ड्रोसोफिला Neurodegeneration के मॉडल

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of ...

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice (Video) | JoVE

मॉरिस जल सीखने और स्मृति घाटे के लिए भूलभुलैया टेस्ट अल्जाइमर रोग मॉडल चूहे में

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice (Video) | JoVE

टी भूलभुलैया मजबूर प्रत्यावर्तन और वाम सही काम कर रहे हैं और चूहे में संदर्भ मेमोरी का आकलन करने के लिए भेदभाव कार्य

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation

Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation (Video) | JoVE

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी के पास MazeSuite और कार्यात्मक का उपयोग करने के लिए सीखने के स्थानिक नेविगेशन में अध्ययन

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution (Video) | JoVE

एकल कोशिका और एकल कील संकल्प के साथ suprathreshold तंत्रिका गतिविधि के ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

Hippocampal Insulin Microinjection and In vivo Microdialysis During Spatial Memory Testing

Hippocampal Insulin Microinjection and In vivo Microdialysis During Spatial Memory Testing (Video) | JoVE

Hippocampal microinjection और इंसुलिन<em&gt; Vivo में</em&gt; स्थानिक स्मृति परीक्षण के दौरान microdialysis

Glucose metabolism is a useful marker for local neural activity, forming the basis of methods such as 2-deoxyglucose and functional magnetic resonance ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System (Video) | JoVE

कृंतक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विवो optogenetic उत्तेजना में

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

A Lateralized Odor Learning Model in Neonatal Rats for Dissecting Neural Circuitry Underpinning Memory Formation

A Lateralized Odor Learning Model in Neonatal Rats for Dissecting Neural Circuitry Underpinning Memory Formation (Video) | JoVE

तंत्रिका circuitry underpinning स्मृति गठन विदारक के लिए नवजात चूहों में एक Lateralized गंध लर्निंग मॉडल

Rat pups during a critical postnatal period (&#8804; 10 days) readily form a preference for an odor that is associated with stimuli mimicking maternal ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory (Video) | JoVE

सीखने और मेमोरी का एक उपाय के रूप में ड्रोसोफिला कोर्टशिप कंडीशनिंग

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...