Name: analysis of learning and memory ability in an alzheimer's disease mouse model using the morris water maze
Uploaded: 2019-10-29T13:00:00
Duration: 7 min 7 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Learning and Memory Ability in an Alzheimer's Disease Mouse Model using the Morris Water Maze at JoVE.com

הוללינג טיאן ונינג דינג הם סופרים שותפים לראשונה. דז'גאנג לי ו-ג'ינג-ג'יאנג הם מחברים משותפים. מחקר זה נתמך על ידי מענקים של הארגון הלאומי למדעי הטבע של סין (גרנט Nos. 81804178, 81473774, ו 81503654). הפרוטוקול ואת התוצאות המתוארות כאן מקורו במאמר, "מעורבות ידני דיקור מווסת התנהגות זרימת דם מוחין במודל העכבר SAMP8 של מחלת אלצהיימר" על ידי ד ר. נינג דינג ואח '.

פרוטוקול זה אושר על ידי ועדת האתיקה של בעלי חיים של אוניברסיטת בייג של הרפואה הסינית, וזה היה בהתאם לכל ההנחיות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה של סין. לא היה מצב מוות בשוגג במהלך ההליך הניסיוני, ובעלי חיים לא היו צריכים להיות מורדמים במחקר זה.
1. הכנה
<ol><li>רכישה 30 עכברים SAMP8 זכרים ו -10 עכברים SAMR1 זכרים (גיל: 8 חודשים).</li>
	<li>הבית העכברים באופן אינדיבידואלי בכלובים אוורור בודדים בטמפרטורה של 24 ± 2 ° צ' ו 12 h מחזור כהה/אור.</li>
	<li>להאכיל את העכברים עם דיאטה גלולה סטנדרטית זמין לפרסום libitum ולספק מי שתייה סטרילית.</li>
	<li>Acclimate כל העכברים לסביבה 5 ימים לפני ניסויים.</li>
</ol>2. הקבצה של בעלי חיים
<ol><li>באופן אקראי לחלק 30 עכברים SAMP8 לתוך שלוש קבוצות (n = 10/קבוצה): קבוצת AD, קבוצת דיקור ידני (MA), וקבוצת תרופות (M).</li>
	<li>השתמש 10 עכברים SAMR1 כפקד רגיל (N) קבוצה6.</li>
</ol>3. ניהול לוחות הידרוכלוריד שפיזיל
<ol><li>לרסק הידרוכלוריד הידרו מחשב (5 מ"ג/טבליה) ולפזר אותו 50 mL של מים מזוקקים.</li>
	<li>לספק את התרופה המוכנה בשלב 3.1 במינונים של 1 מ"ג/ק"ג לעכברים באמצעות gavage אוראלי פעם ביום8 במהלך הניסוי כולו, כולל הימים בהם הטיפול MA ובדיקות mwm מבוצעים.</li>
</ol>4. ניהול דיקור סיני ידני
<ol><li>לשתק את העכברים של הקבוצה MA בשקיות העכבר.</li>
	<li>השתמש חד פעמי מחטים אקופונקטורה סטרילי (0.25 מ"מ x 13 מ"מ) ולהחיל את שיטת הקוץ השטוח של MA על Baihui (GV20) ו Yintang (GV29)5 לכיוון האף עבור 20 דקות. ודא כי עומק המחט 0.2 – 0.3 ס"מ.</li>
	<li>בבימוי עיוות את מניפולציה בתוך 90 ° במהירות של כ 180 r/min כל 5 דקות עבור ~ 15 s בכל פעם במהלך הניסוי כולו, כולל ימים שבהם טיפול MA ובדיקות MWM מבוצעים.</li>
</ol>5. מבחן של מ. ע.
הערה: ב -24 שעות לאחר 15 הימים הרצופים של הטיפול, העכברים בארבע הקבוצות למבחן MWM. לנהל את המשפט פלטפורמה גלוי, משפט פלטפורמה מוסתר, ניסוי בדיקה, ומשפט היפוך לפי סדר.
<ol><li>. היכונו לבדיקת מהאמאום<ol>
<li>מיקום התקן MWM ומערכת רכישת אותות ועיבוד בחדר ניסוי שנועד לשמור על בידוד קול.</li>
		<li>שים מיכל לבן עגול (קוטר = 90 ס"מ, גובה = 50 ס"מ) מוקף בד אטום באמצע המכשיר MWM.</li>
		<li>תקן מצלמת וידאו לתקרת ההתקן MWM וחבר אותו למקליט וידאו עם מערכת מעקב אוטומטית כדי לאסוף את הנתונים.</li>
		<li>מחלקים את מיכל מבוך המים באופן שווה לארבעה אזורים שווים, באמצעות שני קווים הדדיים הדדית, המסומנים בצפון (N), דרום (ים), מזרח (E), ומערבה (W). לחלק את אזור הבריכה מושגית לארבעה הרביעים באותו גודל (NE, NW, SW, ו-SE).</li>
		<li>בתוך המראה של העכבר, מניחים רמזים חזותיים של צורות שונות על הקיר של כל רביע כהפניות חזותיות (למשל, ריבועים, משולשים, ועיגולים). הערה: הרמזים המרוחק הם נקודות ההתייחסות לניווט של בעל החיים לאיתור הפלטפורמה. לכן, אל תזיז אותם במהלך המבחן. מיקומו של החוקר הוא מיקום אפשרי והוא יכול להשפיע על MWM. לכן, על החוקר להישאר מחוץ למראה העכברים בזמן ההמתנה לבעל החיים לבצע את המבדק.</li>
		<li>למלא את הטנק עגול עם מים עד עומק של 30 ס"מ ולתחזק 22 ± 2 ° צ' עם חימום חשמלי.</li>
		<li>להפוך את המים אטום עם כ 150 גרם של אבקת חלב.</li>
	</ol></li>
	<li>לבצע את המשפט פלטפורמה גלוי.<ol>
<li>מניחים פלטפורמה עגולה פלסטית (קוטר = 9.5 ס"מ; גובה = 28 ס"מ) 1 ס מ מעל פני המים בכל רביע באופן אקראי.</li>
		<li>. שים דגל שחור על הרציף</li>
		<li>שחררו כל עכבר בעדינות לתוך המים במפלס המים מאחד מארבעת מיקומי ההתחלה הפונים אל קיר הטנקים. אל תפיל את העכבר לתוך המים.</li>
		<li>הפעל את תוכנית המעקב של המחשב ברגע שהעכבר משתחרר לתוך המים.</li>
		<li>תן כל עכבר 60 s כדי לחפש את הפלטפורמה. בסוף כל ניסוי, מניחים כל עכבר על הפלטפורמה ומאפשרים לו להישאר על זה במשך 10 – 30 s.</li>
		<li>בדוק את מסלולי השחייה של העכברים במחשב, להקליט את הזמן שהעכבר לקח כדי למצוא את הפלטפורמה כמו השהיה להימלט, ולנתח את מהירות השחייה.</li>
		<li>יבש כל עכבר עם מגבות ולחמם אותו עם חימום חשמלי. הקפידו להשתמש במקור חום מתאים כדי למנוע התחממות יתר של בעל החיים. הערה: מניחים כל עכבר לתוך הבריכה בכל אחד מארבעת הרביעים שונים לארבעה מבחנים, הזזת הפלטפורמה למיקום אחר עם כל משפט שאחריו. המרווח בין שני מבחנים באמצעות עכבר הוא 15 – 20 דקות.</li>
	</ol></li>
	<li>לבצע את הניסוי במקום מוסתר פלטפורמה/מקום הניווט.<ol>
<li>מקם את אותה הפלטפורמה ללא דגל ברביע SE.</li>
		<li>באופן אקראי למקם את העכבר לתוך הבריכה מכל אחד מארבעת הרביעים (NE, NW, SW, N) מול קיר הבריכה עבור ארבעה ניסויים. השתמש במרווח זמן של 15 עד 20 דקות בין שני מבחנים.</li>
		<li>תן כל עכבר 60 s כדי לחפש פלטפורמה נסתרת.</li>
		<li>להקליט את השהיית הבריחה של כל ניסוי אחרי העכבר מטפס עד לפלטפורמה עבור ניתוח עוקבות.</li>
		<li>יבש כל עכבר עם מגבות ולחמם אותו עם חימום חשמלי. הערה: התנהלות משפט הפלטפורמה הנסתרת מימים 2 עד 6. אם העכבר לא יכול למצוא את הפלטפורמה ב 60 s, להוביל את העכבר כדי לטפס אל הפלטפורמה ולאפשר לו להישאר שם במשך 10 – 30 בסוף כל ניסוי. בצע ארבעה משפטים/יום עבור כל עכבר עבור 5 ימים רצופים, עם הפלטפורמה ואת הרמזים החזותיים בתנוחות קבועות.</li>
	</ol></li>
	<li>בצע את הניסוי בדיקה. הערה: אתר כל עכבר בבריכה בעמדת התחלה רומן להתבונן ביכולת החקירה המרחבית של העכבר.<ol>
<li>. הסר את הפלטפורמה</li>
		<li>לאתר כל עכבר הפונה אל קיר הטנק בבריכה פעם אחת עבור 60 s. ודא שהמיקום ההתחלתי הוא רביע NW, שהוא הרביע הרחוק ביותר מרביע SE.</li>
		<li>הקלט את מרחק השחייה, את מהירות השחייה ואת מספר מוצלב הפלטפורמה במבוך.</li>
		<li>יבש כל עכבר עם מגבות ולספק חמימות לאחר המשפט.</li>
	</ol></li>
	<li>בצע את המשפט היפוך. הערה: בצע את משפט ההיפוך מימים 8:11.<ol>
<li>מקם את הפלטפורמה באמצע הרביע NW (במקום ברביע SE).</li>
		<li>בצע את השלבים 5.3.2-5.3.5 כמפורט בסעיף הניסיון המוסתר בפלטפורמה.</li>
	</ol></li>
</ol>6. אנליזה סטטיסטית
<ol><li>השתמש בתוכנת סטטיסטיקה (לדוגמה, SPSS 20.0) כדי לבצע את הניתוח הסטטיסטי.</li>
</ol>

<ol>
	<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=Value+of+water+mazes+for+assessing+spatial+and+egocentric+learning+and+memory+in+rodent+basic+research+and+regulatory+studies.">Value of water mazes for assessing spatial and egocentric learning and memory in rodent basic research and regulatory studies.</a> Neurotoxicology Teratology. 45, 75-90 (2014).</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=Morris+water+maze:+procedures+for+assessing+spatial+and+related+forms+of+learning+and+memory.">Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory.</a> Nature Protocol. 1 (2), 848-858 (2006).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+state+of+the+art+of+dementia+research:+New+frontiers;+World+Alzheimer+Report+2018.">The state of the art of dementia research: New frontiers; World Alzheimer Report 2018.</a> Alzheimer's Disease International. 9, 1-46 (2018).</li><li>Vorhees, C. V., et al. <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+neonatal+(+)-methamphetamine+on+path+integration+and+spatial+learning+in+rats:+effects+of+dose+and+rearing+conditions.">Effects of neonatal (+)-methamphetamine on path integration and spatial learning in rats: effects of dose and rearing conditions.</a> International Journal of Developmental Neuroscience. 26 (6), 599-610 (2008).</li><li>Ding, N., Jiang, J., Xu, A., Tang, Y., Li, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manual+acupuncture+regulates+behavior+and+cerebral+blood+flow+in+the+SAMP8+mouse+model+of+Alzheimer's+disease.">Manual acupuncture regulates behavior and cerebral blood flow in the SAMP8 mouse model of Alzheimer's disease.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 37 (2019).</li><li>Ding, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Manual+acupuncture+suppresses+the+expression+of+proinflammatory+proteins+associated+with+the+NLRP3+inflammasome+in+the+hippocampus+of+SAMP8+mice.">Manual acupuncture suppresses the expression of proinflammatory proteins associated with the NLRP3 inflammasome in the hippocampus of SAMP8 mice.</a> Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2017, 1-8 (2017).</li><li>Cao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+changes+and+hippocampus+glucose+metabolism+in+APP/PS1+transgenic+mice+via+electro-acupuncture+at+governor+vessel+acupoints.">Behavioral changes and hippocampus glucose metabolism in APP/PS1 transgenic mice via electro-acupuncture at governor vessel acupoints.</a> Frontiers in Aging Neuroscience. 9, 5 (2017).</li><li>Amy, E., et al. <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+sub-chronic+donepezil+on+brain+Abeta+and+cognition+in+a+mouse+model+of+Alzheimer's+disease.">Effects of sub-chronic donepezil on brain Abeta and cognition in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Psychopharmacology. 230, 279-289 (2013).</li><li>Garthe, A., Kempermann, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+old+test+for+new+neurons:+refining+the+Morris+water+maze+to+study+the+functional+relevance+of+adult+hippocampal+neurogenesis.">An old test for new neurons: refining the Morris water maze to study the functional relevance of adult hippocampal neurogenesis.</a> Frontiers in Neuroscience. 7, 63 (2013).</li><li>Schoenfeld, R., Schiffelholz, T., Beyer, C., Leplow, B., Foreman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variants+of+the+Morris+water+maze+task+to+comparatively+assess+human+and+rodent+place+navigation.">Variants of the Morris water maze task to comparatively assess human and rodent place navigation.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 139, 117-127 (2017).</li><li>Otnass, M. K., Brun, V. H., Moser, M., Moser, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pretraining+prevents+spatial+learning+impairment+after+saturation+of+hippocampal+long-term+potentiation.">Pretraining prevents spatial learning impairment after saturation of hippocampal long-term potentiation.</a> Journal of Neuroscience. 19 (24), 49 (1999).</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 Journal. 55 (2), 310-332 (2014).</li><li>Vorhees, C. V., Skelton, M. R., 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=Age-dependent+effects+of+neonatal+methamphetamine+exposure+on+spatial+learning.">Age-dependent effects of neonatal methamphetamine exposure on spatial learning.</a> Behavioural Pharmacology. 18 (5-6), 549-562 (2007).</li><li>Iivonen, H., Nurminen, L., Harri, M., Tanila, H., Puoliv&#228;li, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypothermia+in+mice+tested+in+Morris+water+maze.">Hypothermia in mice tested in Morris water maze.</a> Behaviour Brain Research. 141 (2), 207-213 (2003).</li><li>Lin, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ozone+inhibits+APP/A&#946;+production+and+improves+cognition+in+an+APP/PS1+transgenic+mouse+model.">Ozone inhibits APP/A&#946; production and improves cognition in an APP/PS1 transgenic mouse model.</a> Neuroscience. , (2019).</li><li>Zuo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preoperative+vitamin-rich+carbohydrate+loading+alleviates+postoperative+cognitive+dysfunction+in+aged+rats.">Preoperative vitamin-rich carbohydrate loading alleviates postoperative cognitive dysfunction in aged rats.</a> Behavioural Brain Research. 373, 112107 (2019).</li></ol>

המחברים לא מצהירים על ניגוד אינטרסים פוטנציאלי.

למרות מבוכים מים רבים, כולל מבוך המים ביאל ומבוך המים סינסינטי, היו בסביבה לפחות מאה שנה, רק MWM כבר שימש באופן יעיל ואובייקטיבי להעריך למידה מרחבית ואת יכולת הזיכרון, כי יש הרבה היתרונות9. למרות השימוש הנרחב של MWM, ההליך לא תמיד נעשה שימוש אופטימלי. ניסויים ב-MWM לוקח זמן רב ומושפעים מגורמים משתנים רבים. ישנם מספר היבטים יעילים ואמינים המסייעים לזהות שינויים בלמידה מרחבית וביכולת הזיכרון שיש להתחשב בהם.
ארבעה משפטי MWM שונים בוצעו. הניסוי בפלטפורמה הגלויה שימש ביום 1 של MWM. אם בעלי החיים יוכלו לשחות ישירות אל הרציף, היא ציינה שיכולת השחייה והחזון של בעלי החיים היו נורמליים10. Otnass הציע כי הניסוי פלטפורמה גלוי צריך להיות מתנהל הראשון11. תוצאות משפט הפלטפורמה הגלויה במחקר זה פירושו שארבע הקבוצות החלו באותה רמת למידה. משם, הניסויים הרצופים יכולים להתחיל. משפט הפלטפורמה המוסתרת שימש להערכת יכולתם של העכברים לרכוש יכולת למידה וזיכרון. הניסוי הבדיקה נערכה ביום 7, 24 שעות לאחר סיום המשפט פלטפורמה מוסתר, כדי להעריך את הזיכרון העבודה. לבסוף, נעשה שימוש במשפט ההיפוך להערכת זיכרון העבודה2. השינויים בארבעת הניסויים השונים של MWM הצביעו ביחד על כך שלעכברים של מודל המודעה יש יכולת למידה נמוכה וזיכרון, ולתואר MA היתה השפעה חיובית על AD5.
אין תקנים ספציפיים לממדי המאגר ולרציף1. משתמשים בבריכת קוטר של 214 ס מ ברוב מחקרי MWM. וריס ו ויליאמס הפגינו כי עם פרוטוקולים זהים, חולדות ללמוד מהר יותר בבריכה 122 ס מ מאשר בבריכה 210 ס"מ; השיפוע התלול של עקומת הלמידה מעיד כי הבריכה בקוטר 122 ס מ היא קלה מאוד לחולדות לנווט12. בפרוטוקול הנוכחי, בהתחשב בגיל הישן ובקומתו החלשה של עכברי המודעה, שימשו בריכה בקוטר 90 ס"מ ובפלטפורמת 9.5 ס מ. תוצאות הניסויים הראשוניים הצביעו על כך שלעכברים היה קושי רב יותר למצוא את הפלטפורמה בתוך בריכה בקוטר גדול יותר. לכן, בדיקות בבריכות גדולות אינן מייצגות את ההבדל האמיתי בין הקבוצות. החיות הנסיוניות התקשה למצוא את הפלטפורמה בבריכה גדולה יותר עם פלטפורמה קטנה יותר4. לכן, גודל הבריכה והפלטפורמה חייבים להיות ממוטבים בניסויים ראשוניים על פי הדרישות הנסיוניות ומצבם של בעלי החיים הניסיוניים.
מים בטמפרטורה החל מ-20 עד 24 ° c מומלץ לבצע את מבחן ה-MWM4. בעלי חיים ניסיוניים מיושנים הופיעו בצורה גרועה במים קרים13, מה שמעיד על אובדן גיל ברור של הומיאותרמיות14. במחקר זה הונחה תרמוסטט בתחתית הבריכה כדי לשמור על טמפרטורת המים בטמפרטורה של 20 – 24 ° c. תוצאות המחקר לא הראו הבדל משמעותי במהירויות שחייה בין ארבע קבוצות5.
MWM היא טכניקה רבת עוצמה להערכת תפקוד קוגניטיבי והיא משמשת רבות במחקרים כיום. עם זאת, אין ציוד מוגדר, סטנדרטי ועקבי לביצוע מבחן mwm, כולל גודלי הבריכה והרציף15,16. מעבדות שונות יש מפרטים שונים עבור MWM. לכן, החוקרים לבחור את המכשיר הניסיוני המתאים על פי דרישות הניסוי הפרטני שלהם, אשר עלול לגרום בלבול בקרב החוקרים. יש צורך גם בניסויים מוקדמים. מחקרים נוספים צריכים להתבצע על ניסויים בסיסיים כמו MWM. כיום, הגמישות של MWM ככלי ניסיוני רק טמון ביכולת לבחור את הפרוטוקולים הבסיסיים בהתאם למחקר מתכליתי. לכן, ניתן להחיל בדיקה זו על מנת להעריך את התפקוד הקוגניטיבי בעומק רב יותר.

כיום, הניסוי MWM הפך לנפוץ ביותר ואת הניסוי התנהגותי סטנדרטי כדי להעריך את הלמידה המרחבית ואת הזיכרון של בעלי חיים1. זה תוכנן בתחילה על ידי הפסיכולוג הבריטי ריצ'רד ג. מוריס, והוא השתפר כל הזמן. יתרונות רבים כגון הכשרה מינימלית, השירות חוצה המינים, חוסר רגישות להבדלים במשקל הגוף, והיכולת הבדיקה חוזרות של MWM לעשות את זה השיטה הטובה ביותר להערכת פונקציה קוגניטיבית2. מחלת אלצהיימר (AD) היא בעיה רפואית גדולה, המאופיינת בעיקר על ידי ירידה בעיבוד הזיכרון ותפקוד קוגניטיבי3. MWM הוא אמצעי ניסיוני הכרחי כדי להעריך את יכולת הלמידה והזיכרון של חיות מודל לספירה ואת האפקטיביות של שיטות התערבות. ניסויים MWM הם בדרך כלל זמן רב (6 – 11 ימים) וכרוכים גורמים משתנים רבים4. למרות שיש מאמרים רבים על ניסויים במבוך מים, בפועל, לחוקרים אין פרוטוקול קוהרנטי. לכן, וידאו אינטואיטיבי וקפדני של תהליך הפעולה חשוב במיוחד. באמצעות ניסוי קודם כדוגמה5, כל השלבים של ה-mwm מתוארים. באמצעות mwm, מחקרים קודמים הציעו כי דיקור סיני יכול להקל על הסימפטומים של עכברים מודל מודעה5,6,7.
להלן, פרוטוקול MWM המשמש במחקר האחרונות5 מתוארת כדי לספק שיטה פשוטה וגלויה עבור חוקרים להעריך את הלמידה המרחבית ואת הזיכרון של בעלי מודל לספירה.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>acupuncture needles</td>
			<td>Beijing Zhongyan Taihe Medical Instrument Limited Company</td>
			<td>511526</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>desktop computer</td>
			<td>Chengdu Techman Software Limited Liability Company</td>
			<td>Lenovo T4700D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donepezil Hydrochloride Tablet</td>
			<td>Eisai China</td>
			<td>H20050978</td>
			<td>Aricept</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mice</td>
			<td>Zhi Shan (Beijing) Academy of Medical Science</td>
			<td>SCXK2014-0003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirros water maze device</td>
			<td>Chengdu Techman Software Limited Liability Company</td>
			<td>WMT-100S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mouse bags</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Signal acquisition and processing system</td>
			<td>Chengdu Techman Software Limited Liability Company</td>
			<td>BL-420N</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of learning and memory ability in an alzheimer's disease mouse model using the morris water maze

מבוך מים של מוריס (MWM) ניסוי כוחות בעלי חיים ניסיוניים לשחות וללמוד למצוא פלטפורמה מוסתר במים. היא משמשת רבות במחקר מדעי כדי להעריך את הלמידה והזיכרון של בעלי חיים. בשל השימוש הנרחב במבחן MWM, פרוטוקולים ניסוי חזותי חיוניים לחוקרים. כתב יד זה משתמש במחקרים האחרונים כדי להציג את הפרוטוקול של בדיקת MWM. מחלת אלצהיימר (AD) מאופיין באובדן מתקדם של זיכרון ותפקוד קוגניטיבי. טיפול אלטרנטיבי ומשלים המשמש לספירה הוא דיקור ידני (MA). כדי להעריך את יכולת הלמידה והזיכרון של עכברי מודל לספירה, בוצעו בדיקות MWM. משפט פלטפורמה גלוי, משפט פלטפורמה מוסתרים, ניסוי בדיקה, והיפוך המשפט של MWM שימשו להערכת למידה מרחבית ויכולת זיכרון. בניסוי הפלטפורמה הגלויה, מהירות השחייה והשהיית הבריחה של עכברים בקבוצות שונות לא הייתה שונה באופן משמעותי. בתוך הפלטפורמה מוסתר משפטי היפוך, קבוצת AD הראה השהיה בריחה ארוכה. השהיית הבריחה ירדה באופן משמעותי לאחר הטיפול ב-MA. מספר מוצלב פלטפורמה נמוכה ושיעור הזמן ברביע SW בניסוי בדיקה עלה לאחר הטיפול MA (p < 0.05 או p < 0.01). תוצאות הבדיקות של MWM מרמזות על כך שתואר MA יכול לשפר ביעילות את יכולות הלמידה והזיכרון המרחבי של עכברי מודל לספירה. פעולות נסיוניות קפדניות המסופקות על מהימנות התוצאות.

דיאגרמת ציר הזמן של פרוטוקול זה מוצגת באיור 1.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60055/60055fig01.jpg"> איור 1: ציר הזמן דיאגרמה של פרוטוקול המחקר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60055/60055fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
ציר הזמן מראה כי הניסוי נמשך בסך הכל 21 ימים. הטיפול הוחל על העכבר במהלך הניסוי כולו ובדיקות MWM החלו לאחר 15 ימים של טיפול. הפלטפורמה הגלויה, הפלטפורמה המוסתרת, הבדיקה ומבחני ההיפוך נערכו לפי הסדר.
תוצאות שפורסמו בעבר מ Ding ואח '5 מוצגות כתוצאות טיפוסיות של Mwm איור 2.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60055/60055fig02.jpg"> איור 2: התוצאות האופייניות של מבחן מבוך מים של מוריס (n = 10). (א) שינויים בהשהיה בריחה ומהירות שחייה של חולדות בין הקבוצות השונות במשפט פלטפורמה גלוי. (ב) שינויים בהשהיה הבריחה של חולדות בין הקבוצות השונות בפלטפורמת מוסתרים משפטי היפוך. ערכי p הם * p < 0.05 ו * * p < 0.01 לעומת קבוצת הביקורת. הסמל מציין p < 0.01 לעומת קבוצת AD. (ג) שינויים במספר מוצלב הפלטפורמה ואת אחוז הזמן שהושקע על ידי חולדות ברביע הצפון מערבי בין קבוצות ניסיוני שונים בניסוי הבדיקה. התוצאות של פלטפורמת גלוי, מוסתר פלטפורמה, ומשפט היפוך בכל קבוצה מוצגים (n = 10, פירושו ± SD). דמות זו השתנתה מדינג ואח '5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60055/60055fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
איור 2A מציג את התוצאות של משפט הפלטפורמה הגלויה. לא נצפו הבדלים סטטיסטיים בהשהיה הבריחה או במהירות שחייה בין הקבוצות ביום הראשון של MWM. איור 2B מציג את התוצאות של הפלטפורמה הנסתרת ואת המשפט היפוך מימים 2 עד 6 ו-8 עד 11. השהיית הבריחה של קבוצת AD נשארה ברמה גבוהה בכל יום במבחן. השהיית הבריחה של שלוש הקבוצות האחרות ירדה בהדרגה. השהיית הבריחה מימים 3 עד 6 ומספר 8-11 הייתה ארוכה יותר בקבוצת המודעה מאשר בקבוצת הביקורת (p < 0.01). השהיות הבריחה של עכברים בקבוצות ה-MA והתרופות היו קצרות יותר מזו של עכברים בקבוצת המודעה בימים 2 עד 6 ומספר 8-11, בהתאמה (p < 0.01). איור 2C מציג את התוצאות של הניסוי בדיקה. מספר מוצלב הפלטפורמה של עכברים בקבוצת המודעה היה נמוך מבחינה סטטיסטית מאשר בקבוצת הביקורת (p < 0.01). מספר מוצלב הפלטפורמה בקבוצה MA היה גבוה יותר מזה בקבוצת AD (p < 0.05). שיעור הזמן שהושקע ברביע SW על-ידי עכברים בקבוצת המודעה היה נמוך באופן משמעותי מזה בקבוצת הביקורת (p < 0.01). שיעור הזמן שהושקע ברביע SW בקבוצת MA היה גבוה יותר מזה בקבוצת AD (p < 0.01).

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Learning and Memory Ability in an Alzheimer's Disease Mouse Model using the Morris Water Maze at JoVE.com

Analysis of Learning and Memory Ability in an Alzheimer's Disease Mouse Model using the Morris Water Maze

להלן, פרוטוקול לניהול בדיקות מבוך מים של מוריס כדי להעריך את היכולת של למידה וזיכרון של עכברי מודל מחלת אלצהיימר ולהעריך את ההשפעה של דיקור ידני לטיפול בהם מתוארת.

ניתוח של היכולת למידה וזיכרון במודל של מחלת אלצהיימר באמצעות מבוך המים של מוריס

A Morris water maze (MWM) experiment forces experimental animals to swim and learn to find a platform hidden in the water. It is widely used in scientific ...

מבוך המים של מוריס, או ניסוי MWM, הפך לניסוי ההתנהגותי הנפוץ והקלאסיק ביותר להערכת יכולת הלמידה והזיכרון המרחבית של בעלי חיים. למרות שיש מאמרים רבים על MWM, בפועל, החוקרים עדיין מרגישים מבולבלים. לכן, וידאו זה תהליך פעולה אינטואיטיבי וקפדני חשוב במיוחד.ביצענו בעבר מחקר מבוסס MWM, הציע כי דיקור סיני יכול להקל על הסימפטומים של עכברים מודל AD. להלן, אנו מציגים את פרוטוקול הפעולה של MWM המשמש במחקרים האחרונים שלנו כדי לספק שיטה פשוטה וגלויה לחוקרים להעריך את הלמידה המרחבית ואת הזיכרון של בעלי חיים מודל AD. MWM היא טכניקה רבת עוצמה להערכת התפקוד הקוגניטיבי והיא נמצאת בשימוש נרחב במחקרים.עם זאת, אין פרמטרים מוגדרים או סטנדרטיים לביצוע המשימה, כגון גודל הבריכה והפלטפורמה. אז, הדגמה אמיתית של השיטה היא קריטית. התחילו בהתמקמה למבחן מבוך המים של מוריס או MWM בהתאם לכיווני כתב היד.התקן ה-MWM ומערכת רכישת האותות והעיבוד צריכים להיות ממוקמים בחדר ניסויים שנועד לשמור על בידוד קול. מיכל לבן עגול מוקף בד אטום צריך להיות ממוקם באמצע התקן MWM. יש לתקן מצלמת וידאו לתקרת ההתקן, ומחוברת למקליט וידאו באמצעות מערכת מעקב אוטומטית.מחלקים את מיכל מבוך המים לארבעה אזורים שווים באמצעות קווים המסומנות צפונה, דרום, מזרח ומערב, אשר יחלקו את אזור הבריכה לארבעה רבעים. לאחר מכן, מניחים רמז חזותי ייחודי על הקיר של כל רבע בטווח הראייה של העכבר. ממלאים את המיכל העגול במים בעומק של 30 ס"מ, ומוסיפים 150 גרם אבקת חלב למים כדי להפוך אותו אטום.כדי לבצע את ניסוי הפלטפורמה הנראית לעין, הנח פלטפורמה מעגלית מפלסטיק סנטימטר אחד מעל פני המים בכל רבע באקראי, והניח עליה דגל שחור. שחרר כל עכבר בעדינות לתוך המים מאחד מארבעת המיקומים להתחיל מול קיר המיכל. הפעל את תוכנית המעקב אחר המחשב ברגע שהעכבר משתחרר למים, ותן לכל עכבר 60 שניות להגיע לפלטפורמה.בסוף כל ניסיון, מניחים את העכבר על הרציף, ולאפשר לו להישאר שם במשך 10 עד 30 שניות. שימו לב למסלולי השחייה של העכברים במחשב. הקלט את הזמן שלקח לעכבר למצוא את הפלטפורמה כהשהיה בריחה, ולנתח את מהירות השחייה של העכבר.לאחר מכן, לייבש את העכבר עם מגבות לחמם אותו עם תנור חשמלי. להזיז את הפלטפורמה ולבצע ארבעה ניסויים לכל עכבר, הפעלת עכבר ברביע אחר. אפשר לעכבר להתאושש במשך 15 עד 20 דקות בין כל ניסיון.כדי לבצע את משפט הפלטפורמה הנסתרת, מקם את אותה פלטפורמה ללא דגל ברביע הדרום-מזרחי. לאחר מכן, מניחים את העכבר באופן אקראי באחד מארבעת הרבעים, ולתת לו 60 שניות כדי למצוא את הפלטפורמה הנסתרת. אם העכבר לא יכול למצוא את הפלטפורמה בתוך 60 שניות, להנחות אותו לפלטפורמה ולאפשר לו להישאר שם במשך 10 עד 30 שניות.הקלט את השהיית הבריחה של כל משפט. יבש את העכבר עם מגבות, ולשמור אותו חם עם תנור חשמלי. בצע ארבעה ניסויים לכל עכבר עם 15 עד 20 דקות בין כל ניסיון, הפעלת העכבר ברביע אחר בכל פעם.חזור על הניסויים במשך חמישה ימים רצופים עם הפלטפורמה ורמזים חזותיים בעמדות קבועות. כדי לבצע את ניסוי הגשוש, הסר את הפלטפורמה והצב את העכבר במים הפונים לקיר הטנק ברביע הצפון-מערבי. רשום את מרחק השחייה, המהירות ומספר ההצלבה של הפלטפורמה.בסיום, ייבשו את העכבר ושמור עליו חם. כדי לבצע את המשפט הפוך, למקם את הפלטפורמה ברביע הצפון מערבי ולחזור על המשפט פלטפורמה נסתרת. פרוטוקול זה שימש כדי לחקור את ההשפעות של דיקור ידני או MA על למידה וזיכרון של עכברים עם מחלת אלצהיימר.עבור קבוצת MA, הטיפול החל 15 ימים לפני בדיקות MWM ונמשך לאורך 11 ימי הבדיקות. במהלך מבחן הפלטפורמה הנראית לעין ביום הראשון של MWM, לא נצפו הבדלים סטטיסטיים בהשהיה הבריחה או במהירות השחייה בין הקבוצות. במהלך הפלטפורמה הנסתרת וניסוי היפוך, השהיית הבריחה של מחלת האלצהיימר או קבוצת AD נשארה גבוהה, בעוד ההשהיה של שלוש הקבוצות האחרות ירדה בהדרגה.חשוב לציין, השהיית הבריחה של קבוצת MA הייתה קצרה יותר מזה של קבוצת AD. במהלך ניסוי הבדיקה, מספר הקרוסאוברים של עכברים בקבוצת MA היה נמוך מזה של קבוצת הביקורת, אך גבוה משמעותית מזה של קבוצת AD. יתר על כן, אחוז הזמן שהעכברים MA בילו ברביע שבו הפלטפורמה הייתה ממוקמת בעבר היה דומה לקבוצת התרופות, אשר היה פחות שליטה, אבל גדול יותר מאשר לספירה. חשוב לזכור שאם העכבר לא יכול למצוא את הפלטפורמה בתוך 60 שניות, החוקר צריך להנחות אותו לפלטפורמה ולאפשר לו להישאר שם במשך 10 עד 30 שניות.אין סטנדרטים ספציפיים לממדים של הבריכה וגודל הפלטפורמה. פרמטרים אלה חייבים להיות אופטימליים בניסויים ראשוניים בהתאם לדרישות הניסוי ולמצבם של בעלי החיים הניסיוניים. רוב המחקרים צריכים להתבצע על ניסויים בסיסיים כמו MWM.כיום, הגמישות של MWM ככלי ניסיוני טמונה רק ביכולת לבחור את הפרוטוקולים הבסיסיים על פי המחקר המוצע, ולכן ניתן ליישם מבחן זה כדי להעריך את התפקוד הקוגניטיבי לעומק.

Research

JoVE Journal

Behavior

Shallow Water (Paddling) Variants of Water Maze Tests in Mice

Shallow Water Paddling Variants of Water Maze Tests in Mice

מים רדודים (חתירה) נוסחים שונים של בדיקות מבוך מים בעכברים

When Richard Morris devised his water maze in 19817, most behavioral work was done in rats. However, the greater understanding of mouse genetics led to ...

Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

שימוש במבוך מים שמונה רדיאליים להעריך עבודה וזכרון עזר בעקבות ילודים פגיעה מוחית

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

The Double-H Maze: A Robust Behavioral Test for Learning and Memory in Rodents

זוגי H-המבוך: מבחן חזק התנהגות למידה וזיכרון במכרסמים

Spatial cognition research in rodents typically employs the use of maze tasks, whose attributes vary from one maze to the next. These tasks vary by their ...

Morris Water Maze Test: Optimization for Mouse Strain and Testing Environment

מבחן מוריס מים מבוך: אופטימיזציה לזני עכבר ובדיקת איכות סביבה

 The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, ...

Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze

מקום ותגובה למידה בשטח הפתוח מגדל המבוך

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for ...

An Experimental Analysis of Children's Ability to Provide a False Report about a Crime

ניתוח ניסיוני של יכולתם של הילדים לספק דו&quot;ח שקרי על פשע

A considerable amount of research has evaluated children's lie-telling behaviors and skills1-2; however, limitations with the tasks used for eliciting ...

The 4 Mountains Test: A Short Test of Spatial Memory with High Sensitivity for the Diagnosis of Pre-dementia Alzheimer's Disease

4 הרי מבחן: בדיקה קצרה של זיכרון מרחבי עם רגישות גבוהה עבור אבחון של דמנציה קדם מחלת אלצהיימר

This protocol describes the administration of the 4 Mountains Test (4MT), a short test of spatial memory, in which memory for the topographical layout of ...

Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice

אובייקט הרומן מבחן ההכרה לחקירה של למידה וזיכרון בעכברים

The object recognition test (ORT) is a commonly used behavioral assay for the investigation of various aspects of learning and memory in mice. The ORT is ...

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

הערכת זיכרון מרחבי פגיעה במודל עכבר של פגיעה מוחית טראומטית באמצעות מבוך רדיאלי מים רדיאלי

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Utilizing the Modified T-Maze to Assess Functional Memory Outcomes After Cardiac Arrest

ניצול של T-Maze ששונה כדי להעריך את תוצאות תפקודי זיכרון לאחר דום לב

Background: Evaluating mild to moderate cognitive impairment in a global cerebral ischemia (i.e. cardiac arrest) model can be difficult due to poor ...