छोटे Squamate सरीसृप में स्थानिक सीखने और स्मृति का आकलन
Summary
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.
Abstract
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।
Introduction
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।
Protocol
Representative Results
Discussion
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?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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).
Materials
| Barnes maze | TSE Systems | 302050-BM/M | Available from other vendors. Alternatively, a Barnes maze can be constructed from a standard, non-porous round table. |
| Heat tape | Big Apple Pet Supply | May also use a small space heater situated on the floor under the maze. | |
| Pet keeper for small animals | Petco | 1230204 | Housing enclosure that can be mounted under the maze. |
| Nickel plated shelf support pegs | Newegg | 241941 | Pegs attached to underside of maze. Secures enclosure to maze during trials. |
| LifeCam Studio webcam | Microsoft | Q2F-00013 | Available from other vendors. Other brands of webcams may also be used. |
| Tracking software | Code custom written for Matlab and the Image Toolbox |
Video tracking software. Other tracking software such as VideoMot 2 from TSE Systems can be used. |
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