Name: shuttle box assay as an associative learning tool for cognitive assessment in learning and memory studies using adult zebrafish
Uploaded: 2021-07-12T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Shuttle Box Assay as an Associative Learning Tool for Cognitive Assessment in Learning and Memory Studies using Adult Zebrafish at JoVE.com

저자는 하이드 랩 회원들에게 사려 깊은 토론과 제브라피시 치료 및 축산에 대한 프레이만 생명 과학 센터 기술자에게 감사를 표하고 싶습니다. 이 작품은 노틀담 대학의 제브라피시 연구 센터, 노틀담 대학의 줄기 세포 및 재생 의학 센터, NIH R01-EY018417 (DRH), 국립 과학 재단 대학원 연구 펠로우십 프로그램 (JTH), 노트르 담 (JTH)의 LTC 닐 하이랜드 펠로우십의 국립 안과 연구소에서 보조금을 지원받았습니다. 자유 펠로우십(JTH)과 팻 틸만 장학금(JTH)의 센티넬. 그림 1은 BioRender.com.

브라위피쉬는 프레이만 생명과학 센터의 노틀담 제브라피시 시설에서 자랐으며 유지되었습니다. 이 원고에 설명 된 방법은 노틀담 동물 관리 및 사용위원회 (동물 복지 보증 번호 A3093-01)의 대학에 의해 승인되었다.
1. 셔틀 박스 학습 패러다임(그림 1A)
참고: 학습 패러다임은 연관 학습에 관한 인식의 신속한 평가를 제공합니다.
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	<li>Deutsch, M., Mendez, M., Teng, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+between+traumatic+brain+injury+and+frontotemporal+degeneration.">Interactions between traumatic brain injury and frontotemporal degeneration.</a> Dementia and Geriatric Cognitive Disorders. 39, 143-153 (2015).</li><li>Gardner, R., 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=Traumatic+brain+injury+in+later+life+increases+risk+for+Parkinson+disease.">Traumatic brain injury in later life increases risk for Parkinson disease.</a> Annals in Neurology. 77, 987 (2015).</li><li>Fleminger, S., Oliver, D., Lovestone, S., Rabe-Hesketh, S., Giora, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Head+injury+as+a+risk+factor+for+Alzheimer's+disease:+the+evidence+10+years+on;+a+partial+replication.">Head injury as a risk factor for Alzheimer's disease: the evidence 10 years on; a partial replication.</a> Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry. 74, 857-886 (2003).</li><li>Johnson, V., Stewart, W., Smith, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+brain+injury+and+amyloid-&#946;+pathology:+a+link+to+Alzheimer's+disease.">Traumatic brain injury and amyloid-&#946; pathology: a link to Alzheimer's disease.</a> Nature Reviews Neurosciences. 11, 361-370 (2010).</li><li>Korley, F. K., Kelen, G. D., Jones, C. M., Diaz-Arrastia, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emergency+department+evaluation+of+traumatic+brain+injury+in+the+United+States,+2009-2010.">Emergency department evaluation of traumatic brain injury in the United States, 2009-2010.</a> The Journal of Head Trauma Rehabilitation. 31, 379-387 (2016).</li><li>Corrigan, J. D., Selassie, A. W., Orman, J. A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epidemiology+of+traumatic+brain+injury.">The epidemiology of traumatic brain injury.</a> The Journal of Head Trauma Rehabilitation. 25, 72-80 (2010).</li><li>Levin, H., Arrastia, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diagnosis,+prognosis,+and+clinical+management+of+mild+traumatic+brain+injury.">Diagnosis, prognosis, and clinical management of mild traumatic brain injury.</a> The Lancet Neurology. 14, 506-517 (2015).</li><li>GBD 2016 Traumatic Brain Injury and Spinal Cord Injury Collaborators. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global,+regional,+and+national+burden+of+traumatic+brain+injury+and+spinal+cord+injury,+1990-2016:+A+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2016.">Global, regional, and national burden of traumatic brain injury and spinal cord injury, 1990-2016: A systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016.</a> The Lancet, Neurology. 18 (1), 56-87 (2019).</li><li>Campbell, L. 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=Notch3+and+DeltaB+maintain+M&#252;ller+glia+quiescence+and+act+as+negative+regulators+of+regeneration+in+the+light-damaged+zebrafish+retina.">Notch3 and DeltaB maintain M&#252;ller glia quiescence and act as negative regulators of regeneration in the light-damaged zebrafish retina.</a> Glia. 69 (3), 546-566 (2021).</li><li>Green, L. A., Nebiolo, J. C., Smith, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia+exit+the+CNS+in+spinal+root+avulsion.">Microglia exit the CNS in spinal root avulsion.</a> PLoS Biology. 17 (2), 3000159 (2019).</li><li>Hentig, J., Byrd-Jacobs, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+to+zinc+sulfate+results+in+differential+effects+on+olfactory+sensory+neuron+subtypes+in+the+adult+zebrafish.">Exposure to zinc sulfate results in differential effects on olfactory sensory neuron subtypes in the adult zebrafish.</a> International Journal of Molecular Sciences. 17 (9), 1445 (2016).</li><li>Ito, Y., Tanaka, H., Okamoto, H., Oshima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+neural+stem+cells+and+their+progeny+in+the+adult+zebrafish+optic+tectum.">Characterization of neural stem cells and their progeny in the adult zebrafish optic tectum.</a> Developmental Biology. 342, 26-38 (2010).</li><li>Lahne, M., Nagashima, M., Hyde, D. R., Hitchcock, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reprogramming+Muller+glia+to+regenerate+retinal+neurons.">Reprogramming Muller glia to regenerate retinal neurons.</a> Annual Reviews of Vision Sciences. 6, 171-193 (2020).</li><li>Kroehne, V., Freudenreich, D., Hans, S., Kaslin, J., Brand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+the+adult+zebrafish+brain+from+neurogenic+radial+glia-type+progenitors.">Regeneration of the adult zebrafish brain from neurogenic radial glia-type progenitors.</a> Development. 138 (22), 4831-4841 (2011).</li><li>Kishimoto, N., Shimizu, K., Sawamoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+regeneration+in+a+zebrafish+model+of+adult+brain+injury.">Neuronal regeneration in a zebrafish model of adult brain injury.</a> Disease Models &amp; Mechanisms. 5 (2), 200-209 (2012).</li><li>Bhattarai, P., 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=Neuron-glia+interaction+through+Serotonin-BDNF-NGFR+axis+enables+regenerative+neurogenesis+in+Alzheimer's+model+of+adult+zebrafish+brain.">Neuron-glia interaction through Serotonin-BDNF-NGFR axis enables regenerative neurogenesis in Alzheimer's model of adult zebrafish brain.</a> PLoS Biology. 18 (1), 3000585 (2020).</li><li>Kalueff, A., 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=Towards+a+comprehensive+catalog+of+zebrafish+behavior+1.0+and+beyond.">Towards a comprehensive catalog of zebrafish behavior 1.0 and beyond.</a> Zebrafish. 10 (1), 70-86 (2013).</li><li>Chanin, S., 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=Assessing+startle+responses+and+their+habituation+in+adult+zebrafish.">Assessing startle responses and their habituation in adult zebrafish.</a> Zebrafish Protocols for Neurobehavioral Research. 66, (2012).</li><li>L&#243;pez-Schier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroplasticity+in+the+acoustic+startle+reflex+in+larval+zebrafish.">Neuroplasticity in the acoustic startle reflex in larval zebrafish.</a> Current Opinion in Neurobiology. 54, 134-139 (2019).</li><li>Maheras, A. L., 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=Genetic+pathways+of+neuroregeneration+in+a+novel+mild+traumatic+brain+injury+model+in+adult+zebrafish.">Genetic pathways of neuroregeneration in a novel mild traumatic brain injury model in adult zebrafish.</a> eNeuro. 5 (1), (2018).</li><li>Gaspary, K. V., Reolon, G. K., Gusso, D., Bonan, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+object+recognition+and+object+location+tasks+in+zebrafish:+Influence+of+habituation+and+NMDA+receptor+antagonism.">Novel object recognition and object location tasks in zebrafish: Influence of habituation and NMDA receptor antagonism.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 155, 249-260 (2018).</li><li>Hentig, J., Cloghessy, K., Dunseath, C., Hyde, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+scalable+model+to+study+the+effects+of+blunt-force+injury+in+adult+zebrafish.">A scalable model to study the effects of blunt-force injury in adult zebrafish.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2021).</li><li>Wu, Y. 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=Fragile+X+mental+retardation-1+knockout+zebrafish+shows+precocious+development+in+social+behavior.">Fragile X mental retardation-1 knockout zebrafish shows precocious development in social behavior.</a> Zebrafish. 14 (5), 438-443 (2017).</li><li>Rea, V., Van Raay, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+zebrafish+to+model+autism+spectrum+disorder:+A+Comparison+of+ASD+risk+genes+between+zebrafish+and+their+mammalian+counterparts.">Using zebrafish to model autism spectrum disorder: A Comparison of ASD risk genes between zebrafish and their mammalian counterparts.</a> Frontiers in Molecular Neuroscience. 13, 575575 (2020).</li><li>Zhdanova, I. 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=Aging+of+the+circadian+system+in+zebrafish+and+the+effects+of+melatonin+on+sleep+and+cognitive+performance.">Aging of the circadian system in zebrafish and the effects of melatonin on sleep and cognitive performance.</a> Brain Research Bulletin. 75 (2-4), 433-441 (2008).</li><li>Yu, L., Tucci, V., Kishi, S., Zhdanova, I. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognitive+aging+in+zebrafish.">Cognitive aging in zebrafish.</a> PloS One. 1 (1), 14 (2006).</li><li>Bahl, A., Engert, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+circuits+for+evidence+accumulation+and+decision+making+in+larval+zebrafish.">Neural circuits for evidence accumulation and decision making in larval zebrafish.</a> Nature Neuroscience. 23 (1), 94-102 (2020).</li><li>Ngoc Hieu, B. T., 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=Development+of+a+modified+three-day+t-maze+protocol+for+evaluating+learning+and+memory+capacity+of+adult+zebrafish.">Development of a modified three-day t-maze protocol for evaluating learning and memory capacity of adult zebrafish.</a> International Journal of Molecular Sciences. 21 (4), 1464 (2020).</li><li>Williams, F. E., White, D., Messer, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+spatial+alternation+task+for+assessing+memory+function+in+zebrafish.">A simple spatial alternation task for assessing memory function in zebrafish.</a> Behavioural Processes. 58 (3), 125-132 (2002).</li><li>Zohar, O., 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=Closed-head+minimal+traumatic+brain+injury+produces+long-term+cognitive+deficits+in+mice.">Closed-head minimal traumatic brain injury produces long-term cognitive deficits in mice.</a> Neuroscience. 118 (4), 949-955 (2003).</li><li>Becker, C., Becker, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adult+zebrafish+as+a+model+for+successful+central+nervous+system+regeneration.">Adult zebrafish as a model for successful central nervous system regeneration.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 26 (2-3), 71-80 (2008).</li><li>Grandel, H., Kaslin, J., Ganz, J., Wenzel, I., Brand, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+stem+cells+and+neurogenesis+in+the+adult+zebrafish+brain:+origin,+proliferation+dynamics,+migration,+and+cell+fate.">Neural stem cells and neurogenesis in the adult zebrafish brain: origin, proliferation dynamics, migration, and cell fate.</a> Developmental Biology. 295 (1), 263-277 (2006).</li></ol>

인지 장애는 삶의 질에 크게 영향을 미칠 수 있습니다. 인구 전반에 걸쳐 뇌진탕과 외상성 뇌 손상의 가시성과 발생이 증가하기 때문에 인지 장애를 일으키는 방법과 손상을 최소화하거나 되돌릴 수있는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 이유로, 인지 감소에 대 한 테스트 할 수 있는 모델 유기 체 이러한 연구에서 중요 한 역할을. 설치류는 오랫동안 신경 행동 및 인식을 조사하?...

학습과 기억은 노화, 신경 퇴행성 질환 또는 부상으로 인해 발생하는 인지 장애의 지표로 일상적으로 사용됩니다. 외상성 뇌 손상 (TBIs) 인지 적자 결과 가장 일반적인 부상. 결핵은 전두엽 치매 및 파킨슨 병1,2와 같은 여러 신경 퇴행성 질환과의 연관성 때문에 우려가 커지고있습니다. 또한, 일부 TBI 환자에서 관찰된 베타 아밀로이드 집계증가는 알츠하이머병3,4의발병과도 연관될 수 있음을 시사한다. 결핵은 종종 무딘 힘 외상의 결과이며, 경미한 뇌 손상 (miTBI)이 가장 일반적인 것으로, 단절의 범위에 걸쳐5. 그러나, miTBIs는 수시로 보고되지 않고 단지 짧은 기간 동안 경미한 인식 손상 귀착되기 때문에잘못 진단되고, 부상당한 개별은 일반적으로 완전히 6복구합니다. 대조적으로, 반복되는 miTBI 사건은 젊은 과 중년 성인에서 매우 널리 퍼진 때문에, 시간7에걸쳐 축적될 수 있고, 인지 발달을 손상시킬 수 있고, 신경 퇴행성 질환1,2,3,4,5,중등도 또는 중증 TBI8을경험하는 개인과 유사하게 증가하는 관심사가 되고 있다.
Zebrafish(Danio rerio)는중추 신경계9,10,11,12,13에걸쳐 분실 되거나 손상된 뉴런을 재생하는 기능을 포함하여 신경 과학에서 다양한 주제를 탐구하는 데 유용한 모델입니다. 신경 재생은 또한 등내 부위에 있는 아르치팔륨을 포함하는 텔렌스팔론에서 입증되었다. 이 신경 해부학 영역은 해마와 유사하며 물고기의 인식과인간14,15,16의짧은 메모리에 필요할 가능성이 있습니다. 또한, 제브라피쉬 의 행동은 광범위하게 특징지어지고카탈로그화되어 있다 17. 학습은 짧은 블록에서 수행 될 때 비 연관 학습의 빠른 형태를 나타낼 수있는 깜짝 반응(18)에대한 습관화를 포함하여 다양한 기술을 통해 연구되었으며, 급속한 부패 시간19에주의를기울입니다. T 박스, 플러스 미로 및 시각적 차별(20)및20과 같은 연관 학습의 더 복잡한 테스트가 사용되지만 종종 시간이 많이 걸리며 며칠 또는 몇 주 동안 준비가 필요하며 shoaling 또는 긍정적 인 보강에 의존합니다. 여기서는 연관 학습과 즉각적이거나 지연된 메모리를 모두 평가하는 빠른 패러다임을 설명합니다. 이 셔틀 박스 분석은 역경 자극과 부정적인 보강 컨디셔닝을 사용하여 무딘 힘 TBI에 따라 인지 적자와 회복을 평가합니다. 우리는 손상되지 않은 제어 성인 제브라피쉬 (8-24 개월)가 관찰자에 걸쳐 높은 수준의 일관성으로 셔틀 박스에서 20 번의 시험 (평가 <20 분)내에서 적색불을 피하는 법을 다시 배우는 것을 보여줍니다. 또한 셔틀 박스를 사용하면 성인(8-24개월)의 학습 능력과 기억 능력이 일관되며 TBI 가사 나 반복된 TBI 간에 상당한 장애가 있는 인지를 말하는 데 유용합니다. 더욱이, 이 방법은 성인 제브라피시의 인지 유지 또는 회복에 영향을 미치는 약물 내정간섭의 광범위한 질병 진행 또는 효능을 추적하는 지표로 급속하게 사용될 수 있었다.
여기서는 즉각적인 기억과 지연된 메모리 측면에서 복잡한 연관 학습(섹션 1)과 메모리를 모두 검사할 수 있는 신속한 인지 평가에 대한 교육 개요를 제공합니다. 이 패러다임은 학습 된 연관 인지 작업의 단기 및 장기 기억의 평가를 제공합니다 (섹션 2).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Flashlight</td>
			<td>Ultrafire</td>
			<td>9145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instant Ocean</td>
			<td>Instant Ocean</td>
			<td>SS15-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large DNA Gel Box</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB-SB-1316</td>
			<td>Shuttle Box</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB-105</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

shuttle box assay as an associative learning tool for cognitive assessment in learning and memory studies using adult zebrafish

인지 적자, 장애인 된 학습 및 메모리를 포함 하 여, 다양 한 발달 및 나이 관련 된 신경 퇴행 성 질환및 외상성 뇌 손상의 주요 증상 (TBI). Zebrafish는 개발 중 투명성과 신경 외상에 따른 강력한 재생 기능으로 인해 중요한 신경 과학 모델입니다. 제브라피시에는 다양한 인지 검사가 존재하지만, 급속히 비 연관 학습을 검사하는 인지 평가의 대부분은. 동시에, 연관 학습 소법은 종종 며칠 또는 몇 주가 필요합니다. 여기서는 불리한 자극(감전)을 활용하고 최소한의 준비 시간이 필요한 신속한 연관 학습 테스트를 설명합니다. 여기에 제시 된 셔틀 박스 분석법은 간단하고 초보자 수사관에게 이상적이며 최소한의 장비가 필요합니다. TBI에 이어 이 셔틀 박스 테스트는 인지 적자와 젊은 자발물고기로의 회복을 재현적으로 평가합니다. 또한 분석법은 즉시 또는 지연된 메모리를 검사할 수 있습니다. 단일 TBI와 반복된 TBI 이벤트가 학습 및 즉각적인 메모리에 부정적인 영향을 미치지만 메모리가 지연되지 는 않음을 입증합니다. 따라서 셔틀박스 분석이 인지 장애의 진행과 회복을 재현적으로 추적한다는 결론을 내릴 수 있습니다.

프로토콜 및 회로도(그림1)에설명된 학습 패러다임은 연관 학습에 대한 인식의 신속한 평가를 제공합니다. 또한, 이 패러다임은 학습을 5회 연속 양성 시험의 반복적이고 일관된 디스플레이로 정의함으로써 높은 수준의 스트링성을 가지고 있습니다. 이 패러다임은 또한 연령과 부상의 범위에 적용 할 수 있습니다. 8개월(청년 성인), 18개월(중년 성인), 24개월(고령자)의 손상?...

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Shuttle Box Assay as an Associative Learning Tool for Cognitive Assessment in Learning and Memory Studies using Adult Zebrafish

학습과 기억은 발달, 질병 의존, 또는 환경 유발 인지 장애를 연구하는 데 강력한 지표입니다. 대부분의 인지 평가에는 특수 장비와 광범위한 시간 약속이 필요합니다. 그러나 셔틀박스 분석체는 기존의 젤박스를 활용하여 성인 제브라피시 인식의 신속하고 신뢰할 수 있는 평가를 제공하는 연관 학습 도구입니다.

성인 얼룩말 물고기를 사용하여 학습 및 메모리 연구에서 인지 평가를위한 연관 학습 도구로 셔틀 박스 분석

Cognitive deficits, including impaired learning and memory, are a primary symptom of various developmental and age-related neurodegenerative diseases and ...

셔틀 박스 분석은 무딘 힘 외상 또는 제브라피시의 다른 유형의 뇌 손상에 따라 인지 장애의 진행 및 회복을 재현합니다. 셔틀 박스 분석기능을 사용하면 제브라피시의 단기 및 장기 메모리 모두에서 비교적 간단하고 빠르며 강력한 연관 학습 측정을 할 수 있습니다. 먼저 30.5~19~7.5센티미터 젤 박스를 5~19센티미터 의 수족관급 플렉시글래스를 45도 각도로 수정하여 셔틀박스를 준비한다.그런 다음 탱크의 중간 지점을 표시하는 선을 만들어 물고기가 탱크의 중간을 교차했을 때 를 평가합니다. 셔틀 박스에 800 밀리리터의 시스템 물을 추가한 후, 2~3마리의 물고기를 시스템 물이 들어 있는 홀딩 탱크에 넣습니다. 셔틀 박스 분석이 수행될 어두운 방에 탱크를 둡니다.다음으로 어두운 방에는 셔틀 박스 중앙에 물고기 한 마리를 놓습니다. 뚜껑을 고정하고 전극을 전원 공급 장치에 부착합니다. 물고기는 어둠 속에서 적응해야합니다.모든 조명을 끄고 물고기를 셔틀 박스로 15분 간 안내합니다. 물고기가 자유롭게 탱크를 탐험 할 때 성공적인 적응을 고려할 수 있습니다. 물고기의 성공적인 적응 후, 수동으로 물고기에 의해 점유 측면에 젤 박스 벽에서 약 2 센티미터 800 루멘 붉은 렌즈 손전등을 빛난다.물고기가 백금 와이어 옆에 쉬고 있다면 재판을 시작하지 마십시오. 물고기에 직접 빛 자극을 비추고 수동으로 자극의 지속적인 시각화를 보장하기 위해 빛과 물고기의 측면 움직임을 따르십시오. 성공하거나 실패한 재판에 대한 다음 조건 중 하나가 충족 될 때까지 빛 자극을 계속 제공합니다.물고기가 빛 노출 후 15초 이내에 탱크의 중간 지점을 가로지르는 경우 시험이 성공적이라고 생각해 보십시오. 물고기가 중간 지점을 교차하면 즉시 빛 자극을 중지합니다. 시험이 실패하면 전기 전도 전원 공급 장치를 사용하여 1 암페어에 20 밀리볼트의 음수 충격 자극을 적용하고, 최대 4개의 충격으로 15초 동안 2초 를 번갈아 가며 또는 물고기가 상자의 중간 지점을 통과할 때까지 번갈아 가며.그런 다음 빛과 음의 자극을 모두 종료합니다. 훈련 기간 전에 는 15 분 동안 어두운 조건에서 물고기를 떠나 셔틀 박스에 성공적으로 적응을 보장합니다. 그런 다음 물고기가 차지하는 측면의 젤 박스 벽에서 약 2센티미터 떨어진 800 루멘 붉은 렌즈 손전등을 수동으로 비춥춥습니다.물고기에 직접 빛 자극을 비추고 자극의 지속적인 시각화를 보장하기 위해 빛과 물고기의 측면 움직임을 따르십시오. 빛이 물고기에 비추는 동안, 동시에 한 암페어에 20 밀리볼트의 불리한 충격 자극을 적용, 2 초에 번갈아, 최대 4 충격으로 15 초 동안 2 초 또는 물고기가 상자의 중간 지점을 통과 할 때까지. 일단 이것이 달성되면, 빛과 불리한 자극을 종료합니다.25회 반복을 반복합니다. 완료되면, 물고기가 어두운 조건에서 15 분의 또 다른 적응 기간을 허용합니다. 초기 테스트 기간 동안 셔틀 박스에서 15분 동안 성공적으로 적응한 다음 최대 15초 동안의 라이트 자극만 적용하고 응답을 기록합니다.물고기가 빛의 자극을 시작한 후 15초 이내에 셔틀 박스의 중간 지점을 가로질러 가는 경우 시험이 성공적이고, 물고기가 중간 지점을 넘어갈 때 즉시 빛의 자극을 멈춥시면 시험이 성공적이라고 생각해 보십시오. 물고기가 광선 자극을 시작한 후 15초 후에 셔틀 박스의 중간 지점을 가로지르지 않고 15초 후에 빛의 자극을 멈추면 시험이 실패한 것으로 간주하십시오. 초기 테스트 중에 실패한 시도 후 불리한 자극을 적용하지 마십시오.초기 테스트 기간 이후에 단기 메모리 테스트를 수행합니다. 극적인 뇌 손상을 유도 하 고 테스트 하기 전에 4 시간 동안 기다립니다. 그런 다음 셔틀 박스에서 물고기를 15 분 동안 수용하십시오.최대 15초 동안 의 빛 자극만 적용하여 단기 메모리를 평가하고, 빛이 꺼지기 전에 물고기가 상자의 중간 지점을 가로질러 지나거나, 시험 통과로 간주하거나, 실패한 시험으로 간주되는 15초 이내에 중간 지점을 넘지 못하는 경우 기록합니다. 각 시험 사이의 30초 휴식 기간으로 위의 단계를 25회 반복하고 성공적이고 실패한 시험 의 수를 기록합니다. 초기 테스트 후 4일 간 장기 메모리 테스트를 수행합니다.외상성 뇌 손상을 유발하고 테스트하기 전에 4 시간 동안 기다린 다음 셔틀 박스에서 물고기를 15 분 동안 적응시하십시오. 최대 15초 동안 의 빛 자극만 적용하여 장기 메모리를 평가하고, 빛이 꺼지기 전에 물고기가 상자의 중간 지점을 가로질러 지나거나, 시험 통과로 간주하거나, 실패한 시험으로 간주되는 15초 이내에 중간 지점을 넘지 못하는 경우 기록합니다. 각 시험 사이에 30초 의 휴식 기간을 가진 위의 25번을 반복하고 성공적이고 실패한 시험의 수를 기록합니다.인지 평가를 위한 학습 및 기억 패러다임에 대한 교육 개요는 여기에 표시됩니다. 8개월의 손상되지 않은 물고기, 젊은 성인, 18개월, 중년 성인, 24개월, 고령자, 고령자, 홍등등을 피하는 행동을 배우기 위해 비슷한 수의 시험이 필요했습니다. 심한 무딘 힘 외상성 뇌 손상 모델, 또는 STBI를 활용 한 후, 다른 연령대의 물고기는 부상 후 1 ~ 5 일 에 걸쳐 분석을 마스터하기 위해 시험의 유사한 수를 필요로했다.STBI 다음 날, 모든 연령대의 물고기는 손상되지 않은 컨트롤보다 훨씬 큰 행동을 배우기 위해 비슷한 수의 시험이 필요했습니다. 손상되지 않은 물고기는 셔틀 박스를 빠르게 마스터하여 약 17 번의 시험에서 5 번의 연속 양성 시험을 달성한 반면, 가벼운 뇌 손상 또는 가벼운 TBI, 물고기는 행동을 배우기 위해 시험 횟수가 크게 증가했습니다. 이 적자는 2개의 온화한 TBI 후에 증가하고 3개의 온화한 TBI 상해 후에 더 상승했습니다.손상되지 않은 물고기는 초기 테스트 기간에 비해 즉각적인 기억과 지연 된 메모리에 성공적인 시험의 퍼센트 차이의 약간의 증가를 나타낸다. 하나의 온화한 TBI에 따라, 물고기는 손상되지 않은 물고기에 비해 중요하고 즉각적인 기억 적자를 표시. 이 경향은 두 개의 온화한 TBI와 3개의 온화한 TBI 둘 다 에 따라 증가한 적자로 반복되는 상해로 계속되었습니다.적용된 불리한 자극의 타이밍은 매우 중요합니다. 불리한 자극을 빛과 페어링하고 동시 제거는 그들의 협회를 고화시키고 패러다임에 매우 중요합니다. 분석법은 발달, 노화 및 인지 장애에 대한 환경적 영향을 조사하는 데 사용할 수 있는 신속한 평가 또는 복잡한 연관 학습을 허용합니다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

C. 엘레간스 긍정적인 Butanone 학습, 단기 및 장기 연관 메모리 Assays

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

연구

신경과학

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

단일 셀 및 단일 스파이크 해상도 suprathreshold 신경 활동의 광 기록

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

Mapping Cortical Dynamics Using Simultaneous MEG/EEG and Anatomically-constrained Minimum-norm Estimates: an Auditory Attention Example

동시 멕 / EEG와 해부학적인 몸의 구조 제약 최소 - 표준 견적을 사용하여 매핑 두피 역학 : 청각주의 예

Magneto- and electroencephalography (MEG/EEG) are neuroimaging techniques that provide a high temporal resolution particularly suitable to investigate the ...

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

Appetitive Associative Olfactory Learning in Drosophila Larvae

에 Appetitive 연관 강한 학습<em&gt; Drosophila</em&gt; 애벌레

In the following we describe the methodological  details of appetitive associative olfactory learning in Drosophila larvae. The setup, in combination with ...

Drosophila Adult Olfactory Shock Learning

Drosophila Adult Olfactory Shock Learning

초파리 성인 후각 충격 학습

Drosophila have been used in classical conditioning experiments for over 40 years, thus greatly facilitating our understanding of memory, including the ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

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설치류 중추 신경계의 생체 Optogenetic 자극

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

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

의 기록 세포 내 전압 응답에 대한 전기 생리 방법<em&gt; 초파리</em&gt; 빛 자극에 광수와의 interneurons<em&gt; 생체</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

작은 Squamate 파충류에서 공간 학습 및 메모리 평가

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

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

학습과 기억의 척도 로서의 Drosophila Courtship 컨디셔닝

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