Abstract
げっ歯類における空間認知の研究は、典型的には、属性1迷路から次へと変化する迷路タスクの使用を採用しています。これらのタスクは、その行動の柔軟性と必要なメモリ所要時間、目標や経路の数、また、全体的なタスクの複雑さによって異なります。これらのタスクの多くで交絡機能は目標、 例えば、他者中心の(宣言型のような)または自己中心的な(手続き)ベースの戦略に到達するために、げっ歯類によって採用戦略のコントロールの欠如です。ダブルH迷路は、実験者は、研修期間中に学習戦略のタイプを指示することを可能にすることによって、この問題に対処する新たな水エスケープ記憶課題です。ダブルH迷路は、これらのアームの一方の先端に沈め逃避台と一緒に両側に突出した3本のアームを有する中央路地で構成透明デバイスです。
ラットは、STを交互に他者中心の戦略を使用して訓練することができますこのようにして利用可能なallothetic手がかりに基づいて、プラットフォームの位置を学習するためにそれらを必要とする;予測不可能な方法で迷路の美術位置(§4.7プロトコル1を参照)。代替的に、自己中心的な学習戦略(プロトコル2;§4.8)は、それらが目標に到達するために必要な手続きのパターンを学習するまで、各トライアルの間に同じ位置からラットを解放することによって使用することができます。この作業では、安定したメモリトレースの形成を可能にすることが証明されています。
メモリは、誤解を招くプローブ試行における訓練期間は、次のプローブすることができるもので、ラットの交互の開始位置。自己中心的な学習のパラダイム後、ラットは、典型的には、他者中心のベースの戦略に頼るが、余分な迷路の手がかりに彼らの最初のビューは、元の位置著しく異なる場合のみです。このタスクは、理想的には他者中心の/自己中心的なメモリ性能に薬/摂動の影響、ならびに目の間の相互作用を探索するのに適しています2メモリシステムをESE。
Introduction
動物では、学習は主に、それぞれ、プレースおよび手続き記憶に関する中心的な役割を果たしhippocampal-及び線条体ベースのメモリシステム1,2によって媒介されます。これら2つのシステム間の関係は複雑であり、それらは協同または競合的やり方1,3で互いに相互作用することが知られています。さらに、研究は、動物の行動上のこれらのメモリシステムのいずれかの影響が存在しないか、他のシステム4-7の損傷後増加することが示されています。これらのシステムの両方は、視床を介して、前頭前皮質に接続されています。
多くの神経疾患および神経変性疾患は、手続きや陳述記憶システム間の相互作用に依存しており、ヒトでの空間認識に影響を与えることができます。例としては、パーキンソン病(PD)、ハンチントン病(HD)8-10、アルツハイマー病(AD)11-14、ならびにを含みます筋萎縮性側索硬化症(ALS)15。これらの障害に関連する動物モデルは、特定の受容体ブロック16の様々な薬物治療を介して、ならびに標的病変を通して誘導することができます。このような動物は、空間記憶課題で使用する場合、貴重な洞察は、これらの疾患に、ならびに種々の治療の選択肢に関する機序に得ることができます。
集合的に、特定の学習および記憶の側面、ならびに種々の疾患17,18のための潜在的な治療の効果を評価するために設計されているげっ歯類における空間記憶課題の多くの異なる種類があります。これらのタスクは、目標や経路の数、タスクを解決するための行動の自由度、メモリ持続時間や遅延、並びにタスクの解決に使用される戦略の選択によって区別することができます。良好な性能を配向するために使用されている外部の手がかりやランドマークに基づいて取得することができます目標に向かって、動物(他者中心のか、場所の戦略)。ラットは目標は1左ターン1右折が続いていることを知っている場合は別の方法として、げっ歯類では、例えば 、(自己中心的または手続き戦略)に移動する方向に関して身体の方向と手がかりに基づいて戦略を開発することができます、その後、他者中心のや場所戦略の必要はほとんどありません。迷路タスクは、多くの場合、それらの解決にげっ歯類に提供される柔軟性の程度に応じて異なります。例えば、モリス水迷路、後者( 例えば、19)やバーンズ迷路の乾燥バージョンに( 例えば 、20)は 、ラットが目標を達成するために取ることができる無限のルートが潜在的にあります。モリス水迷路では、例えば、目的の場所には、外部のランドマークや手がかり(他者中心の戦略)に、またはプラットフォームが(自己中心的な戦略)21が見つかるまで単純に中心に向かって円で泳いによって基づいて学習することができます。特定のタスクは、複数の目標を持っていますそして高度な柔軟性は、そのような円錐フィールドタスク22またはオールトンのラジアルとして23迷路 。スケールのもう一方の端で目標を達成する、 例えば、石の迷路、またはT迷路の交互バージョンで制限された柔軟性を提供するタスクは、あります。これらのタスクは、目標を達成する唯一の正しい方法を提供し、主に線条体ベースの手続きメモリシステムによって管理され、認知ルーチンの出現を促進します。
ダブルH迷路は、実験者は、タスク24の解決にげっ歯類によって学習された戦略のタイプを指示できるように設計された新たな空間メモリ試験装置です。垂直中央路地が交差する3つの並列実行アームからなる、ダブルH迷路は、齧歯類は、迷路のいずれかの場所に浸漬さ逃避台に到達することを学ぶした水のエスケープ作業です。トレーニング中、手続き戦略は、Tを維持することによって開発することができます彼は、同じを通じて開始し、ゴールの位置。あるいは、他者中心の戦略は、このように、それは水迷路に関係しているような環境の合図に基づいて、隠されたプラットフォームの位置を学習するラットを必要とする、ランダムな順序で開始位置を交互に開発することができます。これは、実験者は、そうでなければ、げっ歯類が利用戦略の種類をほとんど制御を持っている多くの異なる迷路タスクに存在する障害物を克服します。これは、特定の認知増強薬候補の効果は、海馬ベースのプレースメモリ·システムに依存していることを考慮した場合、例えば動物は、他者中心のから切り替えると、このように認知ルーチンまたは手順の出現は行動観察の解釈を混乱させることができることが重要です訓練の過程で手続き記憶します。同様に、他者中心の場所ベースのメモリの影響を受けず、手続き記憶に薬物および治療の効果を評価することが望ましい場合があります。最後に、このデバイスこれらのメモリシステム間の協力または競合的相互作用、およびげっ歯類があるシステムから別のシステムに切り替えることができる条件を検討するために利用することができます。
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Protocol
1.一般的な注意事項
このプロトコルは、大学病院フライブルク(ストラスブールに同じ)の動物実験委員会によって承認されています。視力は、空間学習のテストでのパフォーマンスのために必要です。損なわれた視覚システムとのげっ歯類は、このように適していません。また、照明はラットは、周囲の壁に配置された異なるキューを確認するために十分でなければなりません。これは、基本的な形の(正方形、円形、三角形)が、よく対比手がかり(白塗りの背景に例えば黒塗りの合図)を利用すると便利です。このテストと溺死が発生する可能性のために水泳を必要とするため、同様に、重度の運動の赤字は除外基準です。最後に、ハイパー気になるげっ歯類を強くバイアスされた検索行動、パフォーマンスへの影響を表示することができます。
2.装置が設定します
- 両端の中心で交差する160センチメートル中央路地からなるダブルH迷路を構築3 160センチメートルによる並列実行アーム( 図1参照)。中央路地とその垂直アーム20センチ幅であり、35センチの高透明プレキシガラスの壁で囲まれていることを確認してください。プレキシグラスの厚さは、すべての部分のための6mmです。
- 接着剤やネジを使用して所定の位置に壁を確保し、すべての内部角度でシリコーンジョイントを使用して防水迷路。彼らは防水性を失うべきこれらの接合部は、容易に交換することができます。空にするためのコーナーアームの1つ(または迷路の中央)の先端に排水口を配置します。
- 十分なため、その周囲の空間)迷路を歩いて、とよく対比手がかりのb)の配置で80センチの高さのテーブルの上に迷路を配置します。その位置、 すなわち 、北西(NW)、北(N)、北東(NE)、南西(SW)、南(S)で迷路の各アームを指定し、南東(SE)。
- 手動またはAUTのいずれかを使用して、動物の行動のテスト後分析のための迷路の上の天井に取り付けられたカメラを配置OMATIC(ビデオ追跡)方法(§5参照)。
3.一般的なコメント
- 使用前に、18センチメートル(200 L)のおおよその高さまで水で迷路を埋めます。これは、自分の足で迷路の底に触れることから、ラットを防ぐのに十分に高いが、漏れを防ぐのに十分浅いです。
- 事前研修の後、250グラムの脱脂粉乳を混合して水不透明をレンダリングします。悪臭になってから牛乳と水を防止するために、日常的に水を変更します。ラットが逃避台を追求するためのインセンティブを提供するために、23°C - 21との間の水の温度を維持します。
注:ラットは事前トレーニング中にプラットフォームの位置に慣れるように、その位置は、トレーニング中に異なるアームに移動されます。 - コーナーアーム(NE、NW、SEやSW)のいずれかの端で17センチの高さ、直径10cmのプラットフォームを浸す、使用前に。水没する高さを確認すると、水面の表面下1cmです。到達するために、ラットを訓練他者中心のまたは使用されるパラダイムの種類に依存する自己中心的な学習戦略、(§4参照)のいずれかを使用して、ターゲットプラットフォーム。
4.基本的なトレーニングプロトコル
注:ラットは、典型的には、彼らが迷路に精通することを可能にする前のトレーニングの最初の日が設けられています。
- 事前研修センターのアームの一方( 例えば、Sアーム)の先端から、ラットを解放した後、ラットを4つの連続した60秒を与え、コーナーアームの一方( 例えば、NE)の先端に目標プラットフォームを配置試験中は、ターゲットプラットフォームに到達します。
- 逃避台に達すると、彼らは休むとその周囲を観察できるように、ラットは、15秒のためにそこに待機することができます。関係なく、開始位置の、常に侵入を防ぎ透明ギロチンドア、反対の腕をブロックします。
注:事前に訓練中には、透明な水を残し、およびプラットフォームを調整し、彼それはこのように、ラットに、それが見えるように、水の表面の上1cmに突出するようにIGHT。 - 少なくとも10秒のギャップによって分離された最大4つの連続した試験では、(試験の間、数分間隔で離散的なトレーニング、 すなわち、代替案である)からなる毎日のトレーニングセッションを実行します。
- 訓練のために、選択されたアーム( 例えば、NW)への事前研修位置からプラットフォームを移動し、1センチメートル水面下の端でそれを沈めます。今ミルクパワーを添加することにより水の不透明をレンダリングし、以下の研修(第4章)を行います。
- 、60秒以内にターゲットプラットフォームに到達開始位置に戻し、ゆっくり実験者によってプラットホームにそれらを案内しないラットについて。
- そのようないくつかの距離泳いとして訓練し、プローブのセッション中に変数、目標アーム/プラットフォームに待ち時間、各アームで過ごした時間、ならびに初期/反復エラーの数を測定します( 図を参照してください2)。待ち時間は、モータの困難によって影響され得ることに留意してください。ケースが生じた場合、距離との誤差は認知能力に関して、より信頼性の高い変数として表示されます。
- 他者中心の戦略トレーニング:
- 1日目 - プレトレーニング:
- このステップのミルクパウダーを追加しないでください。固定位置に水の表面の上1cmに突出逃避台を配置します。プラットフォームに到達するために4つの連続した試験において、ラットを訓練します。
- 日2から5 - トレーニング:
- それは不透明なレンダリングするために水に脱脂粉乳250グラムを追加します。 (NWへNEから、例えば )別の腕にプラットフォームを移動し、プラットフォームが水面下1cmであるように、水を追加します。両腕が単一セッションで試行開始として2回使用されるように、各セッションの予測不可能な配列中のNまたはSアームのいずれかからリリースラット、(4件の試験/日、 例えば、SNNS、NSNS; 図3参照 )。
- 6日目 - プローブセッション:
- プローブ試行のためのプラットフォームを削除します。 ( 例えば、SW)トレーニング中に使用されるものとは異なるアームからラットを解放し、それらを60秒間泳ぐことができます。代表水泳トラックについては、図4を参照してください。ターゲット·アームで過ごした時間(プラットフォームの以前の位置)の分析では、ラットは、空間的な戦略、戦略の別のタイプ、異なる戦略の連続的な組み合わせ(以下を参照)、または無秩序な検索パターンを使用するかどうかについての指標を与えます。
- 1日目 - プレトレーニング:
- 自己中心的な戦略トレーニング:
- 1日目 - プレトレーニング:
- これは、他者中心の戦略トレーニング(ステップ4.1)の最初のステップと同じです。このステップのミルクパウダーを追加しないでください。固定位置に水の表面の上1cmに突出逃避台を配置します。プラットフォームに到達するために4つの連続した試験において、ラットを訓練します。
- 日2から5 - トレーニング:
- 250gのを追加します。それが不透明にレンダリングするために水に脱脂粉乳。別のアームにプラットフォームを移動し、プラットフォームが水面下1cmであるように、水を加えます。同じ開始アーム(SまたはN; 図5参照)からリリースラットごとに審判の(4件の試験/日)。
- 6日目 - プローブセッション:
- プローブ試行のためのプラットフォームを削除します。ラットは、それらが訓練中にリリースされた場所とは異なるアームから放出されます。ラットは60秒間泳ぐことを可能にします。透明ギロチンドアと反対側の腕をブロックします。
注: 例えば、テスト薬剤の影響など 、特定の実験の要件に応じてのために、上記のトレーニング戦略を変更します。
- プローブ試行のためのプラットフォームを削除します。ラットは、それらが訓練中にリリースされた場所とは異なるアームから放出されます。ラットは60秒間泳ぐことを可能にします。透明ギロチンドアと反対側の腕をブロックします。
- 1日目 - プレトレーニング:
- 水中での各セッションの後、吸収性タオルでラットをオフに乾燥させます。
5.分析
- 待ち時間、初期および繰り返しエラー、最初の選択肢と応答型manuaの測定を行いますLLYオーバーヘッドカメラから撮影した動画から、これらの変数を記録することもできます。
- あるいは可能な場合は、市販のビデオ追跡ソフトウェアを利用し、自動的にこれらの変数を記録するように構成される。
- 統計分析:
注:統計解析の具体的な実装が行われている研究に依存します。- 1を実行し、初期/反復エラーに関する二、三方向ANOVAを、ゴールアーム/プラットフォーム、およびターゲットアームで過ごした時間の待ち時間。試験日、及び治療群(複数可)を含む因子を有します。
- 必要な場合には、ポストホックニューマン·クールズ多重比較試験を用いて、これらのANOVAをに従ってください。パフォーマンスを比較するために、( 例えば、チャンスレベル対プローブ試行中にターゲットアームで過ごした時間は)、t検定を行い、基準値を使用します。
- 必要に応じて、PARAMETための非パラメトリック加えて統計( 例えば、χ²、以下を参照)またはその代わりに使用条件RICものが満たされていません。
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Representative Results
自己中心的な学習戦略
研究は、自己中心的な学習のパラダイム25以下、外部環境の手がかりのその視点の変化に基づいて、ラットの変化で選択されたメモリ戦略かどうかを決定するために実施しました。ラットを、すなわち (NEにあるゴールアームに到達するために4日(4件の試験/日)で訓練し、その後、誤解を招くようなプローブ試行を使用して、5日目に試験し、スタートアームはあったのいずれか左60センチ移動しました)SWはSアームから訓練された動物のために開始するか、180°回転;、NEトレーニング中にN個のアームから放出された動物のために開始します。プラットフォームは通常の位置の左60センチ移動したときにプローブ試行の間、ラットは、手続き記憶応答のための好みを開発することが示された(26匹のラットを用いて、92.3パーセントで、 図6を参照します)。これは、両方のNとSの腕の中で訓練されたラットで明らかであった(とその後NEとSW腕から解放しますプローブ試験中の、それぞれ)。これとは対照的に、彼らは( すなわち、SにN、およびその逆の変化)で訓練されていたものとは反対の腕から放出された25匹のラット(32%)のうちわずか8はと、手続き応答を示していました場所応答の高い存在。 χ2分析は、(χ2 = 19.80、P <0.001)、この分布の差は非常に有意であることを示しました。回転群では、トレーニング中にN個のアームから放出された13匹のラットのうち5は、( 図6の「その他」として示される)場所や手続き応答のいずれかを考慮していなかった行動を表示していた、その有意であった(χ2 = 5.77、P <0.05)。要約すると、トレーニング(60センチメートル横ずれ)の間に観察されるのと同様の環境面でのプローブ試行にリリースされたラットは、主に大規模な茶のラットに対し、自己中心的な戦略を利用していました(180°回転を介して)、その環境の観点でNGESは場所の発生率が高いか、「その他」の回答を表示していました。
背線条体における脳深部刺激 - 手続き学習のための含意
手続き学習のパラダイムは、それが誤解を招くようなプローブ試験で動物の買収、および戦略の選択にどのように影響するかを理解するための努力で、背側線条体26で脳深部刺激(DBS)を受けたラットにおいて利用されてきました。ラットを3群(刺激、偽刺激と制御)に分割し、NEアームに隠されたエスケープ·プラットフォームに、Sアームのスタート位置から泳ぐことを3日連続(4件の試験/日)のために訓練しました。直後に、各トレーニングセッションのラットは、20分の期間を交互に4時間かけDBSを投与しました。ラットはその後、プラットフォームがレモされた最後の訓練日後に20秒プローブ試行24時間を与えられましたVED、スタート位置は、左(SWアーム)60センチメートルシフトしました。この研究は、捕捉性能の間に刺激(STIM)および偽刺激(SHAM)群間に有意差が報告されなかった一方で、それらはプローブ試行の間に変更された動作を表示していました。プローブ試験中のラットのグループのそれぞれの性能を図7に示されている3群のラットのそれぞれが目標アームた(p <0.01; 2.9秒のチャンスレベルで)で費やされた平均以上の時間を示していたが、一方向ANOVA(群)を使用して分析した群間に有意差(F(2,42)= 1.4)が、存在しませんでした。チャンスレベルは総迷路領域にわたって目標アームの表面領域を分割し、プローブ試験時間(20秒)を乗じて、この場合に測定しました。また、有意差が(F(2,24)= 0.5)を元のプラットフォームの場所に到達するための待ち時間に関する群間で観察されませんでした。一般のグループのそれぞれを話しますターゲット·アーム(プローブ試行期間の〜35%)で過ごした6〜8秒で、プラットフォームはトレーニング期間中に位置していた腕に到達するために8と11秒の間に必要なラット。これは、偶然のレベルよりも有意に良好であった(2.9秒であり、p <0.01)。第一アームの選択は、STIMラットの42%がNアーム(手続き記憶応答を示す)を選択すると、42%が彼らの最初の選択肢として、NW(他の応答)を選択、またSTIMとCONTラットの間で異なっていた、そして残りの14 %NEアーム(場所応答)を選択します。これとは対照的に、CONTラットの65%はわずか7%がNWいずれかを選択して、N個のアームに直接泳ぎました。 χ2統計量(χ2 = 4.09、p <0.05)を用いて評価されるように、これらのグループ間の差は、有意でした。まとめると、プローブ試行中に行われた観察は、脳深部刺激を受けたラットで手続き記憶の基礎となるプロセスの変更を示しています。
PROCED神経障害のラットモデルにおけるウラルメモリテスト
統合失調症
ラットでの手続き学習と記憶は、ダブルH迷路で自己中心的な学習戦略を使用して、統合失調症との関連性の動物モデルを用いてプローブされています。 Lecourtierらは27、新生児の腹側海馬病変(NVHL)はラットで手続き記憶にどのような影響を与えるかについて検討生後日目の84 - 87を事前トレーニングの一日を過ごした後、ラットを3日間連続(4件の試験/日)で訓練した中でそれらが(透明ギロチンドアによってブロックNアーム付き)Sアームから解放され、プラットフォームはNEアームの先端に位置していました。訓練期間の次の連続した日に、誤解を招くようなプローブ試行は、プラットフォームを除去している場所を取って、ラットを(ブロックされたSアーム付き)SWアームフォームをリリースし、60秒間泳がせました。
結果は、3日間のTR中に得られましたainingは、平均待ち時間プラットフォームに到達する( 図8A、上)、および( 図8A、下)発生したエラーの平均数を示します。 3日間の研修期間にわたって、プラットフォームの待ち時間のトレーニングデイの有意な効果があった(F(2,38)= 46.67、P = 0.0000)と発生したエラーの数(F(2,38)= 7.06、Pラットの両方のグループによるトレーニングの過程を通して減少プラットフォームの遅延と、それぞれのエラー(数)、により反射された= 0.002)。ラットの両方のグループのパフォーマンスを比較すると、プラットフォームの待ち時間(F(1,19)= 25.81、P = 0.00006)の両方で、また、発生したエラーの数に病変の有意な効果があった(F(1,19 NVHLラットを悪化行うことが示された場合には)= 14.92、P = 0.001)。トレーニングデイと病変の間に有意な相互作用がターゲットプラットフォームに到達するための待ち時間に関して観察されなかった(F(2,38)= 0.34、P = 0.72)、またはエラーの数(F(2,38)= 0.18、P = 0.18 )について説明することができますラットの両方のグループのための研修期間を通して性能の向上の同様の傾向の存在による。トレーニングの開始、およびプローブ試験中に記録されたような典型的な水泳のトラックは、図9に示されている。ケースの比較がされたプローブ試験中に使用されたラットは、χ2検定を用いて分析した第一の選択肢の割合を、手続き学習ベースの戦略に関連する選択肢の割合に基づいて作られました。偽群(100%)から8/8ラットはプローブセッション中に手続き学習ベースの選択肢を表示していた一方で、NVHL群(7.7%)からわずか1/13のラットは、残りの選択肢がでていると、この動作を表示していましたプレースや手続き戦略( 図8B、下)のいずれかによって反射されないアーム。これらの違いは、(χ1 2 = 17.23、P = 0.0000)、統計的に有意でした。一般的に言えば、これらの知見は、ABIの赤字をハイライト偽手術群と比較してのNVHLラットのリティ)、タスクを取得し、そしてb)手続きのメモリベースの応答を取得します。この後者の発見は、NVHLラットの空間的見当識障害を反映しています。
ハンチントン病
手続き学習と記憶はまた、以前に28に記載したのと同様のパラダイムを使用して、ハンチントン病(tgHD)トランスジェニックラットモデルにおいて精査されています。 40 tgHDラット(25人の男性; 5ホモ接合体、15ヘテロ接合体、5野生型、および15人の女性; 4ホモ接合体、5ヘテロ接合体、5野生型)は13ヶ月で自己中心的な学習戦略を使用して、ダブルH迷路で試験しました。単一のプローブ試行に続いて(プローブ1、5日目; 図10B); -動物は1日4件の試験( 図10Aの4日、1)で4日間かけて訓練しました。 図10C <; 6日目に、動物は、その後7日目(プローブ2の第2のプローブ試行を行った研修、さらに4試験を受けました/強いです>)。研修期間を通じてこれらのグループの間に統計的に有意な差はなかったが、ラットの3つのグループすべてが、捕捉性能の漸進的な改善を示した( 図10Dは 、遺伝子型、F(2,43)= 2.9、P = 0.07)。これにもかかわらず、おそらく情報のリコール赤字の指標であるだけでなく、各トレーニングまたはプローブセッションの最初の試行の間にヘテロ接合体と野生型ラットを行わないようにホモ接合体ラットのための明確な傾向、( 図10Dがあります、遺伝子型×試験、F(38646)= 2.6、P <0.001)。
第一および第二のプローブの両方の試験の間、プラットフォームの位置( 図10EおよびF、遺伝子型、F(2,34)= 1.6〜0.1、両方NS)に到達するための待ち時間に関するラットの群間に有意差はなかったですまたは時間が目標アーム( 図10GおよびH、Geの中で過ごしましたNOTYPE、F(2,34)= 2.7と1.3の両方NS)。グループ間の初期および繰り返し誤差の量が評価されたときしかし、ホモ接合体のラットは、最初のエラー( 図10Iの有意に増加した数を有することが示された。遺伝子型、F(2,34)= 11.1、P <0.001;事後ニューマン·クールズ検定、ホモ接合体tgHD>野生型、ヘテロ接合tgHD、P <0.05)、および反復誤差( 図10J:遺伝子型、F(2,34)= 12.1、P <0.001;ポストホックニューマン·クールズ検定、ホモ接合体tgHD>野生型、ヘテロ接合tgHD、P <0.05)。まとめると、このデータはtgHDラットにおける明確な記憶障害を示唆する。
他者中心の学習とのmPFCまたはdHipの二国間ムシモール不活性化を、次のメモリパフォーマンス
reuniensと菱形(ReRh)皮質 - 海馬の相互作用の調節に関する視床核の役割は他者中心の学習パラで研究しましたダブルH迷路、これらの脳領域29の二国間ムシモール(MSCI)の不活性化を使用してdigm。本研究における一つの実験はエスケーププラットフォームがNEアームの先端に位置していたとラットは、4日(4件の試験/日)で訓練された、ここで説明されています。これらは、いずれかのNまたはSアームからランダム化された配列でリリースされた(S、 例えば、S、N、N、説明のために§4.7を参照します)。 2つのプローブの試験は、トレーニングの2日後に追加のトレーニングの最初の2日後に(1)24時間、(2)24時間を与えました。したがって、動物は、1日目、2、4および5に訓練しました。プローブ試験は3と6の30分前に、各プローブ試行に日に行われていると、ラットは内側前頭前皮質(のmPFC)または背側海馬(dHip)にムシモールの1μL(MSCI)に0.26または0.70ナノモルを注入しました。残りの動物は、対照としてのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)の等価容量で注入しました。
トレーニングセッション中(1日目 - 2、および4から5)、ラットのLL群は迷路( 図11A-B)で泳いだ全体的な距離に関して同等の性能を示していました。距離泳いだが日間短縮することが示された一方で(Fを(3159)、P <0.0001 = 59.3)、脳領域(F(1153)= 0.2、NS)、不活性化の有意な効果はなかった(F(3,53) = 0.3、NS)、および構造と不活性化との間に有意な交互作用(F(2,53)= 0.8、NS)。まとめると、これは、それらの間に有意差は認められなかったと、4トレーニングセッションでラットの群の全ての間で学習の同等のパターンを示しています。
プローブおよびトレーニングセッションのための代表的な水泳経路は、図11Eに示されています。のmPFCとdHipグループは第2のプローブトライアルにPBSで前処理するためのラット( 図11C-D)のグループのそれぞれによってプレースアームで過ごした時間については、性能が大幅にチャンスレベル以上であることが示されました( p <0.05)、および上記のチャンス第一プローブ試験(P <0.05)の間のmPFC-PBSグループのレベル。 MSCIはのmPFCに導入した場合、プレースアームにラットにより費やされた時間は、0.26または0.70ナノモルの濃度のいずれかのために、いずれかのプローブ試行のチャンスから差は認められませんでした。両濃度(これとは対照的に、dHip·MSCI·グループは、最初のプローブ試験中の両方の濃度について(偶然より)手続き応答アームに有意に少ない時間を費やしていたが、その性能は、第2のプローブ試験中に偶然と差がなかったです、再び)。第2のプローブ試験では、場所アーム(NE)に費やされた時間の2×2×2 ANOVAが(F(1,53)= 11.2、P <0.01)、不活性化(F(2,53 =有意な構造を示しましたこれが示していることは(プラットフォーム·アームを見つけるために、対照ラットの能力は訓練の4日後に顕著に改善されることである17.4、P <0.001)、およびプローブ試行(F(1,53)= 9.0、P <0.01)の効果。 2日間)とは対照的に - 。両方のmPFCとdHip不活性化グループで破壊した効果、Generallyに言えば、これらの混乱は、特にパフォーマンスの赤字は、MSCIの0.26と0.70ナノモル濃度の両方について観察されたことを考えると、dHip群でより顕著でした。これに対してのmPFC不活化赤字はMSCIの高濃度でより顕著でした。
図1.ダブルH迷路概略。ダブルH迷路は約1.084メートル2の内部表面積で1,600 X 1600ミリメートルの正方形を占める、との最後に壁パネル、ギロチンドア、クロスバー、および透明カバーで構成されてい各アーム(A)。直径100mm、140ミリメートル高シリンダー逃避プラットフォーム(B)として機能するように目標アームの一方の端部に配置されています。迷路全体に壁パネルの厚さは6mmです。ダブルH迷路の写真は、(Dが示されています。迷路のエッジが明瞭にするために強調表示して、24から)復刻。迷路構造の詳細については、迷路の青写真は、リクエストに応じてご利用いただけます。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
エラー分析のための区域の図2のレイアウト (EZ1 - EZ4)エラーゾーンを示すダブルH迷路の鳥瞰図、2つの異なる開始位置のための(南- ;北- B)。エラーゾーンは灰色で強調されており、クローズドアームは(ギロチンドアを介して)黒で強調表示されます。エラーゾーンはラットがスタートとゴールのアーム間の最短経路から作ることができるすべての可能な偏差に基づいて決定されます。従ってから解放されるとSアーム(A)は 、最初の右折は初期誤差を構成するエラーゾーン1(EZ1)を、ラットに入ることになります。これは、各ゾーンのため、複数回発生した場合に、繰り返しエラーがカウントされます。 Bにおける斜線は、このように4最初のエラー(EZ1、ez3、EZ2、およびEZ4)を構成する、NWでゴールに到達する前にすべての4のエラーゾーンにラットを置き、例えば水泳のパスを、強調しています。 24から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
図3のプロトコルは、他者中心の戦略の訓練に使用される他者中心のトレーニングパラダイムは、3を介して行われます- 。4日、およびラットを1日4試験まで与えられています。ラットをN(A)及びS(から放出されます例えば、NSSN、NSNS、SSNNなど )、透明ギロチンドアによってブロックされ、反対の腕を持ちます。エスケーププラットフォームは、同じ場所(この場合はNW)に固定されています。プローブ試験のために、プラットフォームを除去し、ラットはSアームから放出され、迷路の内側に泳ぐ60秒を与えられました。 24から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
他者中心の戦略トレーニングから水泳トラックの図4.例。スイムトラック例は(/日4件の試験で)4訓練日後1日の遅延の後に与えられたプローブ試行中に斜線として示されています。ラットは、Sアームから放出されたプラットフォームは、そのNW(TRAIから削除されました寧)の位置にします。 Aでは、トラックは6.62秒の旧プラットフォームの場所に到達するための待ち時間に相当し、このアームで過ごした時間は25.16秒(8.2秒でチャンス)でした。 Bでは、トラックは26.45秒で腕の中で費やされた時間で、14.02秒の待ち時間に対応します。 24から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
自己中心的な戦略のトレーニングに使用される図5のプロトコル Sアームは透明ギロチンドアによって閉鎖と。トレーニング(A)中、ラットは、ダブルH迷路(白矢印)のN個のアームから解放されました。 4件の試験で(連続4日間にわたって逃避台はNWアームに位置し、ラットはこのアームを見つけるために訓練しました/日)。プローブ試行の間に、逃避台を除去し、SEまたはNアームがそれぞれ、閉鎖したラットは、NE(B、白矢印)、またはSアーム(C、白矢印)のいずれかから放出されました。 、場所メモリ(NWに泳ぐ)、またはどちらを使用して、場所応答、プローブ試行は60秒、ラットは手続き記憶を使用して、自己中心的な応答(SEに泳ぐ、S開始のためのNEの開始のために、Nに泳ぐ)のどちらかになるだろう続きました。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
プローブ試験中に6パフォーマンスの図。ラットの4つのグループのそれぞれによって作られた回答の割合は、プローブ試行のために示されています。関係なく、NまたはSアーム、60によるスタートアームのシフトのいずれかから訓練されたラットの左(トランス)のCMは、主に、手続き応答(; 92.3パーセントRESP)をもたらしました。しかし、彼らのスタートアームを持っていたラットの2つのグループが180°(腐敗)が所定の位置応答(PLACE)の高い量を表示する回転させます。これは、(トランスグループ内の)環境ビューの微妙なシフトは、プラットフォームの場所を見つけるためにメモリを配置するスイッチングよりラットをもたらしたことを示しています。どちらの場所でも、手続き応答した応答は、他に指定されました。 25から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
ダブルH迷路のメモリパフォーマンスにHFSの図7.効果。ラットは、自己中心的なパラダイム(4件の試験/日)でのトレーニングの3日後に20秒プローブセッションを受けました。データはfoを示します。R刺激(STIM)、偽刺激(SHAM)及びラットの対照(CONT)グループと、次の連続した日に開催されたプローブのセッション。そこトレーニングプラットフォーム位置(A)に到達するまでの平均待ち時間に関するラット3群の間で観察された有意な差はなかった、および標的アーム(B)に費やした平均時間。 (; p <0.05の斜線で示すように)Bでは、*チャンスレベルから目標アームで過ごした時間の有意差を表します。最初の20秒の間に各グループによって行われたエラーの平均数については、有意差はSTIMとCONT群(p <0.05)の間で観察されました。手続き、場所やグループごとに「OTHER」回答のパーセンテージは、それぞれ、白、グレー、および黒のバーとして、(D)に示されています。 NとNW応答に関するSTIMとCONTラットの間の差は有意(χ2 = 4.09でした、おそらくプローブセッション中STIMで手続き戦略の変更された使用を強調したp <0.05)。 26から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
手続き記憶の図8 NHVL誘発赤字 3トレーニング日のそれぞれの間に、新生児の腹側海馬病変(NVHL)ラットは偽手術動物よりもターゲットプラットフォームに到達する時間のかなり多い量を費やした。(;上)。また、NVHLグループは、従来のターゲットプラットフォーム(;下のA)の位置に複数のエラーをしました。プローブ試行の間に迷路のレイアウトはSWに位置スタートアームと、B(上)に示されており、アクセス可能なアームの各々は以下に基づいてハイライトラットは、迷路の中に放出される際の戦略を選択した:場所の応答(PLACE; NE)、手続き記憶(PROC; N)といずれも(他; NWとSE)。 Sアームはギロチンドアで閉鎖しました。プローブ試行NVHLラットは、すべてを持っていた偽群とは対照的に、どちらの場所でも手続き記憶を占め、他の応答の優勢を表示中に、手続き応答(B;下)に表示。全体的な障害のトレーニングのパフォーマンスとNVHLラットにおけるプローブセッション中に明確な戦略の欠如は、それぞれ、学習障害や空間識失調を示しています。 27から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
トレーニング中に、図9の典型的な水泳トラックと保持が。典型的な水泳トラックは(偽手術(SHAM)及び新生児腹側海馬病変(NVHL)グループの両方のために、最初のテストの日中の第1および第4の比較試験(上部および中央)のため、プローブ試験中に示されています下)。トレーニングフェーズ中にN個のアームは、透明ギロチンドアで閉鎖した後、ラットを、Sアームから解放されました。プローブセッション訓練中に使用されたスタートアームの間に(S)透明ギロチンドアで閉鎖した後、ラットをSWアームから解放されました。 「x」は60秒の試用期間が経過した後のラットを迷路から取り出した場所を示します。ラットは、N個のアームに第一移動していたとき、手続き記憶応答を計測しました。 27から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
図10.トレーニングとハンチントン病のラットモデルにおける保持性能。13ヶ月でダブルH迷路の訓練(A)およびプローブ(BC)の構成は(白矢印で識別される)開始点を含む、示されており、 (灰色で強調)、閉じたオフアーム。トレーニングフェーズでは、ラットは、NWアームの先端に位置していたプラットフォームにN個のアームから泳ぎました。プローブセッション中、プラットフォームを除去し、ラットを形NEアーム(プローブ1; B)のいずれかにリリースされた、またはSアーム(プローブ2; C)。実線はプレースメモリの応答を示しているのに対し、両方の場合において、斜線は、手続き型インメモリベースの応答を示します。レイテンシがトレーニング(D)の間にプラットフォームに到達するために、プローブ1(E)とプローブ2(F)セッションは3のために示されていますラット群。ラットは、(G)第一および第二の時の目標アーム(以前のプラットホームの位置)に費やした時間(H)のプローブのセッションもチャンスレベル(8.25秒)を表す斜線で示されています。トレーニングとプローブの各セッション中の初期(I)と繰り返し(J)のエラーがグループごとに表示されます。すべてのデータは平均±SEMとして示されています。 28から転載。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
。プローブのセッションで、5他者中心の学習のパラダイムを使用して、(4件の試験/日) - 2、4 - 図11.トレーニングとdHipかのmPFC不活性化したラットにおける保持性能ラットのすべてのグループが1日に訓練しましたプローブセッションラットの間、3日目および6に行われているのは、透明ギロチンドア(E)によって閉じNEアームと、SWアームから解放されました。ラットは、内側前頭前皮質(のmPFC)または各プローブのセッションの前に背側海馬(dHip)のいずれかにMSCI、またはPBSのいずれか0.26または0.70ナノモルの二国間の注入を受けました。のmPFC(A)とdHip(B)ラットで泳いだの平均距離は、従来逃避台に達する群の間で有意な差は、トレーニングの日のそれぞれのために示されています。プローブ試行の間に、60秒の期間中にターゲットの場所応答アーム(NE)で過ごした時間は、(CD)を示しています。代表的な水泳経路は、プローブセッション(E)中のラットのグループのそれぞれのために示されています。 chanc;すべてのデータは、#が偶然に(p <0.05と比較して有意差をPBS(P <0.05)と比較して有意な差を示す、および*を示すと、平均±SEMとして示されていますハッチング線で示し、Eレベル)。 この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。
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Discussion
研究デザインと分析へのコメント
その構想以来、ダブルH迷路をまとめ、通常24,25の下ラットで自己中心的なおよび/ または他者中心の応答を研究するために設計されており、26-29脳の状態を変化させたラットにおける行動実験の数で利用されています。後者の研究では、線条体の脳深部刺激(DBS)26、神経疾患27,28と同様に、ムシモール29を使用して、さまざまな皮質-海馬脳領域の二国間の非活動化の動物モデルを含みます。それぞれ§4.7および§4.8にまとめとしての研究の多くは、allocentric-や自己中心的な学習戦略のいずれかを利用して説明します。コアパラダイムへの微妙な変化が、( 例えば、誤解を招くようなプローブ試行25時のスタート·アームで180°回転)は、特定の研究に適切な場合には作られています。訓練パラダイムの特定の性質によって決まります行われている研究、上の( 例えば、24〜29)。ラットが初めて、バックのいずれかの開始アームに、または新しい迷路セグメントに正しい目標経路から外れたときはいつでも、最初のエラーがカウントされます。これが複数回発生したときはいつでも、繰り返しエラーがカウントされます。正しい目標経路は、開始位置とプラットフォーム/目標アームの間の最短経路として定義されます。開始位置は、Sアームであり、逃避台はNWアームにある場合は、得られた4エラーゾーン(EZ1 - EZ4)はSW、NEとSEの腕の中で配置されている、などの東側部分中央の路地( 図2A)。ラットは一度4エラー各ゾーンを訪れていたとして、図2(b)の例の水泳トレースは、4初期エラーを表します。ラットをのみ、すべての4本の足が内側にあるとき、アーム/迷路のセグメントに参入していると考えられています。
統計分析
タイトcorrela与えられました待ち時間の間ションは、距離SWUM(開始位置とプラットフォームとの間で)、後者の変数は、しばしば省略されています。しかし、明らかな運動課題を表示ラットにおいて、距離またはエラーの数は、より信頼性のある変数に見えます。自己中心的なパラダイムに訓練されたラットについては、プローブ試行の間に二重H迷路内の彼らの最初の水泳の選択は、彼らが最初に泳ぐ場所に応じて、自己中心的な他者中心のまたは「その他」のいずれかの応答を構成しています。これは、χ2統計量を用いて分析されます。ラットはプローブ試験中に対象アームで過ごした時間については、チャンスレベルは迷路(13.76パーセント)の残りの部分に対して、この腕の表面積の割合に基づいて計算しました。したがって、13.76パーセント×60秒= 8.25秒。
例えば、試験薬剤の影響などのためのトレーニング戦略の変更
標準他者中心のと自己中心的な学習に多くのadaptionsプロトコルは、ダブルH迷路でラットをテストしている様々な研究、全体で利用されています。トレーニングセッションの頻度および持続時間は、特定のプロトコルに応じて構成することができます。例えば、ポルBodettoらは、試験日(2、4、6の数だけでなく、一日あたりの試行回数(3または4)24を変化させる。また、研究の大半は60秒プローブ試行を利用しながら、 ( 例えば、24,25,27-29)、シューマッハらは、20秒26を使用していました。動物は、いずれかのトレーニング24前またはプローブセッション29の前に薬で治療することができる。最後に、プローブセッション中に開始位置の場所がよいです動物に余分な迷路の手がかりの類似( 例えば、シューマッハら 26)、または顕著に変化した( 例えば、24,25)最初のビューを提供するために変化させること。
概論
ダブルH迷路課題がそれを証明してい急速にげっ歯類で取得された、そのような食事制限などの事前の補強技術を必要としないことができる簡単な記憶課題であると自己。その基本的な原理は、ラットが隠れ逃避台に到達するために水泳、その後多くのモリス水迷路のように、その位置を学習することを含みます。ラットは、このような前臨床応用および薬物スクリーニングのような時間を意識した研究に関して、この作業にかなりの利点を与え、わずか2日間で安定した性能(6件の試験/日)に訓練することができます。訓練プロトコルは、他者中心のまたは自己中心的な学習パラダイムに合わせて調整することができ、全体に行われたプローブ試行1つのシステムからに切り替えるラットの能力を含むこれらの行動を支配する二つのメモリシステムとの間の動的なバランスへの洞察を提供することができその他。最後に、標準的なプロトコル( 例えば、スタートアームの横方向の変位、 対回転)には多くの適応は目を強化するために実施することができます誤解を招くようなプローブ試行25で特定の戦略のEを使用。
買収およびトレース期間
多くの研究でさえ健忘薬、病変および高頻度刺激(下記参照)の存在下で、二重H迷路を用いて、両方の他者中心の24,29及び安定したメモリ·トレースにつながっている24-28自己中心的なトレーニングパラダイム。特に他者中心のプロトコルにおけるラットは、開始位置は、試験(主にNまたはSを横切ってランダム化されるため、タスクを解決するためのルーチンを開発することができない(§4.7参照)より、タスクの空間的な需要を増加させることができます)。タスク全体のパフォーマンスは、初期および繰り返し誤差(離れタスクの目標からの偏差)をカウントするだけでなく、目標アーム/プラットフォームに到達するための待ち時間を測定することによって測定されました。誤解を招くようなプローブ試験中に行われた追加対策が行わ応答アームで過ごした時間だけでなく、初期のCを含みます迷路の中に放出されると行われhoiceラット。一貫して、これまでに行われた研究において、これらの変数は徐々にしたがって性能向上を反映して、安定的に比較的短いトレーニング期間にわたって変化することが見られました。 6日他者中心の学習プロトコルの例では、ラットは、初期誤差(〜2からほぼ0)と(〜0.5から0から)繰り返しエラーの数だけでなく、逃避台に到達するために彼らの待ち時間を短縮することが観察されました(〜35秒から約10秒)24。の平均最初の試験の待ち時間とは対照的に、(8秒未満で、目標腕を入力して、平均待ち時間によって明らかにされたように、この特定の研究の間には、ラットが学んだと逃避台の位置を取得することができるプローブ試験で明らかでした42.8秒)。さらに、ラットはあっても最後の訓練日とプローブセッション間の最長取得後遅延(18日)に逃避台の位置を保持することが示されている24。また、パフォーマンスの低下のための統計的証拠は、より短い遅延時間(1〜5日)で見られませんでした。
手続き記憶の場所からスイッチ
彼らはクロス迷路の内側に繰り返しのタスクを獲得した後に以前は、パッカードとMcGaugh 7は 、ラットは、手続き応答に場所からスイッチする傾向を示していました。この実験では、ラットは、一貫して他の固定点での食物報酬を達成するために同じ開始点から放出されました。生理食塩水処置したラットは、トレーニングの16日後の研修、手続き記憶の8日後にメモリを占め対応戦略を示していました。誤解を招くようなプローブ試験でそれによって開始アームが別の場所に移動されました。この現象は、その後、ラットを一貫して自己中心的な目を使用して、(同じ出発アームから放出された二重Hにおける拡張手続き学習24,25迷路 、以下のことが実証されていますrategy; )§4.8を参照してください。ダブルH迷路を利用最初の研究の一つで、それは、誤解を招くようなプローブ試行(開始位置で60センチメートル横ずれ)の環境視点での微妙な変化は、ラットにおいて主として手続き応答につながっていることがわかりました開始位置に180°シフトを受けたし、その後の場所応答24のはるかに高い発生率を表示していた。ラットとは対照的に、この効果は、環境の視点は、トレーニングセッション中に見られるものと十分に類似していた手続きベースの戦略を利用したラットに起因するものでした。これは、さらに考慮に開始位置を取ったその後の研究で調査されたNまたはSアームのいずれかから訓練を受けたラットの群のいずれかの横または回転シフトを経験している、後者(ラットはNとSアーム開始位置に分割しました)そのうちの顕著迷路25の環境初期視点を変えました。彼らは、同様の結果だけでなく、Rを発見しました初期環境の観点に基づいた戦略の選択をegardingだけでなく、この選択は、ラットが最初に迷路で訓練された位置の比較的不変でした。まとめると、これらの観察は、(誤解を招くようなプローブ試験中)ダブルH迷路の開始位置の調整がどのように著しく異なる環境手がかりに、ラットの初期の視点に応じて、いずれかの手続きや場所の応答を容易にすることができることを実証しています。大きな違いは、それらが訓練されているとは反対の腕から開始したラットに見られるように、それらがメモリを配置するために主に頼ります。それは状況がそれを要求し、さらにラットは場所のメモリを使用してタスクを取得した後の手続き応答を学ぶことを示唆している初期の知見を強化する際にラットは、オンデマンドで以前に学習の場所、メモリに切り替えるための能力を実証するため、これは興味深いです7。このことは、今後の研究において有益であり得るものでexperimenターは、ラットは、特定の治療後にメモリを配置するために、手続きから切り替えることができるかどうかを知りたいことがあります。
記憶障害の動物モデルでのパフォーマンスの赤字
その構想以来、ダブルH迷路は、選択的海馬病変27を介して、げっ歯類における記憶障害の影響を評価した皮質-海馬脳領域29の不活性化いくつかの研究、線条体の深部脳刺激(DBS)26に利用されています、だけでなく、様々な全身投与の薬剤24の使用を介して。これらの例のすべてが訓練後のプローブ試験における性能差を表示していた一方で、処置および対照ラットのパフォーマンスは、トレーニングセッションの終わりに向かって正規化しました。それは急速にiについて、さらに、コリン作動性またはグルタミン酸作動性神経伝達に影響を及ぼす薬剤24の存在下で取得することができるという点で、これは、タスクの単純さを強調しnstance。パフォーマンスの様々な変更は、プローブのセッションで指摘されていました。背側線条体のDBSは、誤解を招くようなプローブトライアル以下、自己中心的な学習パラダイム26を行った(対照ラット対 )ラットにおける場所/手続き/他の応答の有意に変化する分布を明らかにしました。これは、DBSを受けたラットでは、手続き記憶の根底にある神経プロセスの変更に起因することが提案されました。 (0.70と0.26ナノモルで)皮質-海馬脳領域の二国間ムシモールの不活性化は、ラットを紛らわしいプローブ試行29で試験したときの戦略シフトの主要な障害を誘導することが見出されました。本研究では、これらの赤字が続いても、両方の皮質と海馬の情報交換が必要なタスクに移行する戦略におけるその役割の可能性を強調しreuniensと菱形(ReRh)視床核、二国間の不活性化による存在していたことに気づきました。記憶障害で神経疾患の動物モデルはまた、ダブルH迷路27,28で評価されています。ラット29を制御するために比較して、新生児の腹側海馬病変(NVHL)ラットは、ターゲットプラットフォーム(P = 0.00006)と同様に発生したエラー(P = 0.001)の増加した数に達するまでにかなり長い待ち時間を表示していました。また、NVHLラットは、空間的解体を強調も場所も手続き記憶(すべての手続き応答を表示していたコントロールラットとは対照的に)を占めていたプローブ試行の間に主に応答を表示していました。最後に、ハンチントン病のトランスジェニックラットモデルは、手続き学習パラダイム28以下、プローブ試験中に明確な記憶障害を示していました。それは罰金Cを可能にするので、一緒になって、この証拠は、動物における神経学的障害(および潜在的な治療の選択肢を)評価する研究に利用するダブルH迷路のための魅力的な役割を強調表示しますタスクの完了に必要とされる学習と戦略の種類を超えるontrol。
利点と欠点
以前の議論を要約すると、ダブルH迷路は、安定したメモリ·トレースにつながることができ、シンプルで迅速に取得したタスクです。また、関与して学習のタイプ、すなわち、他者中心のか、自己中心的な学習を指示するために実験を有効にすることができます。これら二つのメモリシステムとの間の動的な相互作用は、前述のように、プローブ試験で観察され、条件( 例えば、病変、薬物、DBS)の様々な環境下で評価することができます。任意の水迷路( 例えば、30)のように、水の内部に配置されたときに、ダブルH迷路は、水迷路であることを考えると、その主な欠点の一つは、動物のための急性ストレスを伴います。また、タスク( 例えば、待ち時間はプラットフォームをターゲットに)における従属変数の多くは、ラットにおいて、通常のモータの性能を必要とします。これは重要である。なぜなら運動障害( 例えば、パーキンソン病のモデル)ラットは、このように長いタスクで待ち時間が誤っ記憶障害として解釈することができる、対照動物と異なって泳ぐことが知られています。このような場合、距離は最後の手段として使用することができます。水は脱脂粉乳を用いて不透明されなければならないことを考えると、迷路を空にしなければならず、実験室の設定に応じて、時間のかかる作業である自体、悪臭になってから水を防止するために、毎日補充しました。粉ミルクは、しかし、合成色素で置き換えることができます。最後に、他の迷路タスクとは異なり、水の使用は、同時EEG)移植可能なシステムは、二重にカバーするためにはほとんど透過範囲を有していないいる(使用されない限り、記録(ケーブルテザーまたは無線の記録方式のいずれかを使用して)の使用を防止しますH迷路)、またはb)の努力は防水システムに行われます。
この方法への将来の機能拡張
そのconce以来ption、ダブルH迷路は、代表的な結果に記載されているように、それぞれ、標準的なプロトコルに微妙なadaptionsをしたいくつかの研究に携わってきました。多数の他の変数は、プローブのセッション中に、手続き応答次のことを確認し、このような第二希望ラットとして、開催される今後の研究に関連していることを記録してもよいです。例えば、ラットはすぐに避難プラットフォームは(負のフィードバック)を欠落していることを発見した後のメモリを配置することが切り替えることができます。その他の行動措置は水泳の速度の分析、ならびにラットで撮影された水泳経路の特性を含むことができます。社内の研究中に観察されたように、ダブルHアームの特定の側面に沿って泳ぐラットでは、次の接合部に達すると、その特定の方向に回転する傾向があります。このような行動は、市販のビデオ追跡ソフトウェアを使用して記録することができます。最後に、現在の他者中心の学習プロトコルに関しては、それはそれを排除することはできませんこの手順は、2つのルーチンの開発にラットを導くかもしれません。さらに、プローブ試行の開始点は、訓練開始点の1つと同じであってもよいです。 など ; S、N、NW、SE、したがって他者中心の戦略を訓練するためのより適切なプロトコルは、ラットが予測不可能な配列( 例えば、N、NW、SE、Sに放出されるからアーム/日開始4を使用してから成っているかもしれません)。エスケーププラットフォームはトレーニングセッション( 例えば、NE)の間に配置されている場所の残りの武器の一つは、他の一つは、トレーニング中に閉じたが、プローブ試行(例えば、SW)の出発アームとして使用されることになります。このプロトコルとは公表された結果がありませんが、現在進行中の実験は、このプロトコルは、学習の空間的な性質についてのはるかに少ない疑問で完璧に動作することを示しました。
結論
ダブルHは、ラットにおける場所と手続き学習を評価するために使用することができ、効率的で信頼性の迷路試験です。それの比較的短い取得時間は、薬物候補の迅速な前臨床評価に最適ですし、ほぼ3買収後の数週間にわたって性能低下の欠如は、システムレベルでのリモートメモリの時空間ダイナミクスの同定における役割を強調しています。また、手続きや陳述記憶システム間の動的相互作用に基づいた研究を可能にします。
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Disclosures
著者らは、開示することは何もありません。
Acknowledgments
この作品は、ストラスブール大学とNeurex·神経科学アッパーラインネットワーク(RPへのポスドクフェローシップ)によってドイツ研究財団(DFG、承認番号EXC 1086)によって資金を供給エクセレンスのBrainLinks-BrainToolsクラスタによってサポートされていました。私たちは、専門家の技術支援のためのナジャマティーニをお願いいたします。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Rats or Mice | Charles River | ||
Towels for drying | University Hospital | 1 / animal | |
Water | ~200 L / day | ||
Skim milk powder | Grocery store | 250 g / 200 L water | |
Garden Hose | Hardware store | ||
Drying rack for towels | Hardware store | ||
Kinect camera | Kinect | ||
PC computer | any |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Double H Maze, (plexiglass) (Custom-Built) | |||
External lateral walls, 1600 × 350 × 6 mm | 2 | ||
Internal lateral walls, 706 × 350 × 6 mm | 8 | ||
Central corridor panels, 500 × 350 × 6 mm | 4 | ||
Arm extremities, 188 × 350 × 6 mm | 6 | ||
Guillotine doors, 187 × 350 × 6 mm | 3 | ||
Extremity covers, 200 × 250 mm | 6 | ||
Crossbars, 200 × 40 mm | 6 |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Double-H Maze Platform (to be ballasted) (Custom-Built) | |||
Metal platform, 100 mm diameter × 150 mm | 2 | ||
Platform cover, 100 mm diameter × 6 mm | 2 |
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