작은 Squamate 파충류에서 공간 학습 및 메모리 평가
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
임상 연구는 일반적으로 공간 학습과 기억 능력을 대상으로인지 기능 저하를 평가하기 위해 패러다임의 다양한 활용했다. 그러나 nonmodel 종의인지 과정에 대한 관심은, 일반적으로 생태 학적 맥락에서, 또한 연구의 새로운 분야가되었다. 파충류인지에 대한 실험 연구는 드문 드문 있지만 특히, 파충류의인지 과정에 대한 관심이 증가하고있다. 실험적으로 공간 학습과 기억에 대한 테스트 한 소수의 파충류 연구는 파충류에 사용하기 위해 수정 된 설치류 패러다임을 사용했습니다. 공간적 기반인지를 테스트 때, 생태 학적으로 생리이 분류 학적 그룹의 행동의 중요한 측면을 고려해야합니다. 여기, 우리는 공간 학습과 작은 squamate 파충류의 메모리 능력을 프로빙 할 때 성능을 향상시킬 수있는 마른 땅 반스 미로의 수정 및 관련 시험 프로토콜을 설명합니다. 설명 된 패러다임과 프로cedures이 성공적으로 공간 학습과 기억은 생태 학적으로 중요한 장치 및 프로토콜이 분류 학적 그룹에서 평가 될 수 있음을 보여주는 남성 측에 얼룩이 도마뱀 (우타의 stansburiana)로 사용 하였다.
Introduction
이러한인지 능력의 점진적 감소와 알츠하이머의 현재와 같은 많은 신경 퇴행성 질환은 일반적으로 뇌 1-4의 저하 동시. 인지 과정에서 뇌 손상 및 열화의 영향을 테스트하기 위해 임상 연구 모델 설치류 및 검사 장치 및 프로토콜의 표준화의 이점을 활용하고있다. 특히, 공간 학습과 기억 과정이 같은 모리스 물 미로, 반스 미로, 및 방사형 팔 미로와 같은 여러 표준 패러다임을 통해 평가되었다 (이들과 다른 패러다임의 포괄적 검토를 위해, 5, 6 참조). 이러한 공간 학습 및 기억 패러다임의 풍부한 역사 연구자 패싯 인간 메모리, 뇌 기능과 질병의 관계 뉘앙스 많은 이해할 수 있도록 매우 성공적으로 입증되었다.
인지 과정의 평가는 임상 연구에서 조사되었지만 종료에 대해전자 약간의 시간이 nonmodel 종의인지 능력 지향 연구는 상대적으로 새로운 기능입니다. nonmodel 종인지를 공부 연구원은 특히 생존과 생식의 맥락에서,인지 과정의 생태 및 진화 관련성에 일반적으로 관심이 있습니다. 파충류의 일부 연구는 고급인지 능력, 특히 공간 메모리에 어떤 행동, 특히 관한 탐색 및 방향을 기초 수 있음을 제안했다. 많은 연구가 파충류 변위 7,8 이후의 방향을 바꾸 수 있다는 것을 증명하면서 그러나,인지 적 메커니즘 기본 방향 전환 동작은 아직 떨어져 조롱되지 않았다. 이 때문에, 몇몇 연구는 실험적 탐색 9-17 중 공간 학습 및 기억의 중요성을 평가하기 위해 시도했다. 이 연구의 방법론은 주로 때로는 파충류에 사용하기 위해 수정 된 설치류 패러다임 및 프로토콜, 모델로, 그러나 이들 연구공간 기억을 평가 변수 성공을 거두었습니다. 다른 연구는 9,10의 증거를 발견하면서 일부 연구는 어떤 종 11-17에서 공간 학습과 기억을 증명하고있다. 따라서, 파충류 탐색하는 동안 역할 또는 공간 학습과 기억의 존재는 여전히 불분명하다.
실험적으로 파충류에서 공간 학습과 기억을 평가할 때 문제가 될 수있는 하나의 문제는 작업의 생태 학적 관련성이다. 파충류 생태, 행동 및 생리에 큰 변화를 보여 설치류에서 매우 독특한 특수 분류 학적 그룹이다. 사용 된 패러다임은 자연적인 행동을 활용하지 않는 경우 특히 파충류 종에 걸쳐 행동의 차이는 아마도, 공간인지 능력의 평가에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 일반적으로 작은 틈새에 피난처를 구하고 종으로, 공간 능력은 쉽게 미로 이상적인 패러다임 선택하지 않을 수 있습니다 반면 반즈는 미로 사용하여 평가 될 수있다일반적으로 움직 남아있는 종이다. 마찬가지로, 대부분의 squamate 파충류 수생하지 않으며, 따라서 모리스 물 미로 공간 학습과 기억을 테스트하는 경우 적합한 선택이 될 (하지만 15 참조)하지 않을 수 있습니다; 그러나,이 미로는 거북이 (16)의 공간 능력을 테스트하기위한 이상적인 선택이 될 수 있습니다. 파충류 특히 기판, 검사 과정에서 고려되어야 ectothermic 적절한 온도 유지되어 마지막으로이 그룹의 생리가 고려되어야한다.
프로토콜과 여기에 제시된 패러다임은 성인 사이드에 얼룩이 도마뱀의 공간 학습과 기억 (우타의 stansburiana) (13), 일반적으로 바위 (18)의 작은 틈새로 포식자로부터 도망 작은 도마뱀에 대해 조사하기 위해 사용되었다. 종의 자연 역사와 행동의 이러한 측면을 알고, 우리는 공간 학습과 기억을 테스트하기 위해 기존의 반즈 미로의 변형을 사용했다. 반즈 미로 전SA 드라이 랜드 미로 일반적으로 설치류 모델에서 공간인지를 테스트하기 위해 사용된다. 우리는 디자인과 프로토콜 (아래에서 설명) 모두에서, 설치류 미로에서 여러 가지 방법으로 우리의 미로를 수정했습니다. 우리 미로 플랫폼의 주변을 따라 서로 등 간격 (10)의 구멍 (도 1)을 갖는 원형의 플랫폼으로 구성되었다. 피사체의 목표 구멍의 위치를 알게되면 여기에 설명 된 프로토콜을 목표 구멍의 위치를 알아 훈련 실험에 참여하는 대상을 포함하고, 프로브 시험은 목표 탐색 중에 공간적 메모리 사용을 확인하는데 사용된다.
Protocol
Representative Results
Discussion
실험적으로 공간 학습과 기억에 대한 테스트 할 때, 프로토콜의 주요 단계 중 일부에서 해결 된 몇 가지 중요한 개념 문제가 있습니다. 첫째, 대상자들은 교육 실험의 과정을 통해 목표 구멍의 위치를 배우는 것을 보여 주어야합니다. 미리 설정된 기준을 달성하는 목표 구멍 위치의 학습이 발생했음을 보여준다. 피사체가 목표 구멍의 위치를 학습하지 않으면, 네비게이션 전략을 결정하?…
Divulgazioni
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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