Nya objekt erkännande Test för utredning av inlärning och minne hos möss
Summary
Objekt Igenkänningstestet (ORT) är en enkel och effektiv analys för bedömning av inlärning och minne hos möss. Metoden som beskrivs nedan.
Abstract
Objekt Igenkänningstestet (ORT) är en vanligt förekommande beteende analys för utredning av olika aspekter av lärande och minne hos möss. ORT är ganska enkel och kan utföras över 3 dagar: tillvänjning dag, utbildningsdag och testing dag. Under träning får musen utforska 2 identiska objekt. På testdagen ersätts ett av objekten som utbildning med ett nytt objekt. Eftersom möss har en inneboende preferens för nyhet, om musen känner igen bekanta objektet, kommer att det tillbringa merparten av sin tid på det nya objektet. På grund av detta medfödda önskemål finns det inget behov av positiv eller negativ förstärkning eller länge träningsscheman. Dessutom kan ORT också ändras för många applikationer. Kvarhållning intervall kan förkortas för att undersöka korttidsminne, eller förlängs för att undersöka långtidsminnet. Farmakologisk intervention kan användas vid olika tillfällen innan träning, efter träning, eller före minns för att undersöka olika faser av lärande (dvs, förvärv, tidig eller sen konsolidering eller återkallande). Övergripande, ORT är en relativt låg stress, effektiv test för minne i möss, och är lämpliga för påvisande av neuropsykologiska förändringar efter farmakologiska, biologiska eller genetiska manipulationer.
Introduction
Igenkänningstestet objekt (ORT), även känd som nya objekt Igenkänningstestet (NOR), är en relativt snabb och effektivt sätt för att testa olika faser av inlärning och minne hos möss. Ursprungligen beskrevs av Ennaceur och Delacour 1988 och används främst i råttor1; sedan dess har det dock varit framgångsrikt anpassade för användning i möss2,3,4,5,6,7. Testet bygger på så få som tre sessioner: en tillvänjning session, ett träningspass och en testomgång. Utbildning innebär helt enkelt visuell utforskning av två identiska objekt, medan testsession handlar om att ersätta ett tidigare utforskade objekt med ett nytt objekt. Eftersom gnagare har en inneboende preferens för nyhet, kommer att en gnagare som kommer ihåg det välbekanta objektet spendera mer tid att utforska den nya objekt7,8,9.
Den största fördelen med ORT över andra gnagare minnestester är att det bygger på gnagare naturliga böjelse för att utforska nyhet8. Därför finns det inget behov av många träningspass eller någon positiv eller negativ förstärkning att motivera beteende. Detta innebär att ORT är mycket mindre stressande, i förhållande till andra tester10,11,12,13,14,15, och kräver avsevärt mindre tid att köra än andra vanliga minne tester, såsom Morris vatten labyrint eller Barnes labyrint, som båda kan ta upp till en vecka eller längre. Följaktligen, villkoren för ORT mer liknar de som används för att studera människans uppfattningsförmåga, ökande ekologiska giltigheten av testet över många andra gnagare minnestester. På samma sätt eftersom ORT är en enkel visuell recall uppgift, har det varit framgångsrikt anpassade för användning i många arter, inklusive människor och icke-mänskliga primater, för att bedöma olika mellan arter aspekter av deklarativa minnet 2,16 ,17. Slutligen, ORT kan enkelt modifieras för att undersöka olika faser av inlärning och minne (dvs, förvärv, konsolidering eller återkallande), att bedöma olika typer av minne (t.ex., rumsliga minne) eller att bedöma olika lagring intervall (dvs, kortsiktiga vs långtidsminne).
Mångsidigheten hos ORT ger en plattform för innumerable forskningsansökningar. Studier kan göra användning av farmakologiska agenter att antingen störa eller förbättra minnet. Varierande tiden av Läkemedelsverket innan eller efter träning, eller före testning kan antyda den underliggande Neurala mekanismer som leder till störd eller förstärkt minne6,18,19, 20. på liknande sätt, optogenetic teknik kan vara används på dessa samma olika tidpunkter för att titta på neural aktivering/hämning som bidrar till de olika faserna av inlärning och minne. ORT är också lämpligt för att bedöma skillnader i transgena djur, i lesionen studier, neurodegenerativa modeller eller i åldrande studier21,22,23,24, 25 , 26 , 27 , 28. tiden mellan utbildning och testning, känd som kvarhållning intervall, kan ändras för att bedöma dessa ändringar på kort och lång sikt minne26. I slutändan, ORT kan användas som ett verktyg för att studera farmakologiska, genetiska och neurologiska förändringar till inlärning och minne, eller dessa verktyg kan användas för att studera grunden för inlärning och minne i ORT.
Protocol
Representative Results
Discussion
ORT är en effektiv och flexibel metod för att studera lärande och minne hos möss. När du konfigurerar ett experiment, är det viktigt att överväga ett antal variabler som kan påverka resultatet. Som diskuterades i de representativa resultat, kommer att stam av musen påverka både utforskning tid och kvarhållning intervall. En minskning av utforskning tid kan förvränga eller mask resulterar i en absolut diskriminering analys2,3,<sup class="x…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Arbete ovan och tidigare publicerats av författaren stöddes av ett stipendium från National Institute of Mental Health (MH088480). Författaren vill tacka hennes före detta mentor, Dr. James O’Donnell för hans stöd i detta projekt. Denna publikation stöds av ett stipendium från National Institute of Health (T32 DA007135).
Materials
| Open Field Box | Panlab/Harvard Apparatus | LE800SC | Available in grey, white, or black |
| ANY-maze | Stoelting Co. | 60000 | Behavior tracking system |
| EthoVisionXT 12 | Noldus | Behavior tracking system; requires 3 point tracking | |
| Video Camera | Any | Video camera should be mounted directly overhead of the apparatus | |
| 70% Ethanol | Fisher Scientific | BP2818-4 | Prior to starting testing and in between trials, each object should be carefully cleaned. The floor and walls of the apparatus should also be cleaned. |
Riferimenti
- Ennaceur, A., Meliani, K. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats III. Spatial vs. non-spatial working memory. Behav. Brain Res. 51 (1), 83-92 (1988).
- Akkerman, S., et al. Object recognition testing: methodological considerations on exploration and discrimination measures. Behav. Brain Res. 232 (2), 335-347 (2012).
- Antunes, M., Biala, G. The novel object recognition memory: neurobiology, test procedure, and its modifications. Cogn. Process. 13 (2), 93-110 (2012).
- Leger, M., et al. Object recognition test in mice. Nat. Protoc. 8 (12), 2531-2537 (2013).
- van Goethem, N. P., et al. Object recognition testing: Rodent species, strains, housing conditions, and estrous cycle. Behav. Brain Res. 232 (2), 323-334 (2012).
- Lueptow, L. M., Zhang, C. -. G., O’Donnell, J. M. Cyclic GMP-mediated memory enhancement in the object recognition test by inhibitors of phosphodiesterase-2 in mice. Psychopharmacology (Berl). , (2015).
- Ennaceur, A. One-trial object recognition in rats and mice: Methodological and theoretical issues. Behav. Brain Res. 215 (2), 244-254 (2010).
- Berlyne, D. Novelty and curiosity as determinants of exploratory behavior. Br. J. Psychol. 41 (1-2), 68-80 (1950).
- Ennaceur, A., Delacour, J. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats I. Behavioral-data. Behav. Brain Res. 31 (1), 47-59 (1988).
- Aguilar-Valles, A., et al. Analysis of the stress response in rats trained in the water-maze: differential expression of corticotropin-releasing hormone, CRH-R1, glucocorticoid receptors and brain-derived neurotrophic factor in limbic regions. Neuroendocrinology. 82 (5-6), 306-319 (2005).
- Anisman, H., Hayley, S., Kelly, O., Borowski, T., Merali, Z. Psychogenic, neurogenic, and systemic stressor effects on plasma corticosterone and behavior: Mouse strain-dependent outcomes. Behav. Neurosci. 115 (2), 443-454 (2001).
- Kim, J. J., Diamond, D. M. The stressed hippocampus, synaptic plasticity and lost memories. Nat. Rev. Neurosci. 3 (6), 453-462 (2002).
- Willner, P. Validity, reliability and utility of the chronic mild stress model of depression: a 10 year review and evaluation. Psychopharmacology (Berl). 134, 319-329 (1997).
- Leussis, M. P., Bolivar, V. J. Habituation in rodents: A review of behavior, neurobiology, and genetics. Neurosci. Biobehav. Rev. 30 (7), 1045-1064 (2006).
- Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nat. Methods. 7 (10), 825-826 (2010).
- Dere, E., Huston, J. P., De Souza Silva, M. A. The pharmacology, neuroanatomy and neurogenetics of one-trial object recognition in rodents. Neurosci. Biobehav. Rev. 31, 673-704 (2007).
- Winters, B. D., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Object recognition memory: Neurobiological mechanisms of encoding, consolidation and retrieval. Neurosci. Biobehav. Rev. 32, 1055-1070 (2008).
- Rutten, K., et al. Time-dependent involvement of cAMP and cGMP in consolidation of object memory: studies using selective phosphodiesterase type 2, 4 and 5 inhibitors. Eur. J. Pharmacol. 558 (1-3), 107-112 (2007).
- Prickaerts, J., De Vente, J., Honig, W., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. cGMP, but not cAMP, in rat hippocampus is involved in early stages of object memory consolidation. Eur. J. Pharmacol. 436 (1-2), 83-87 (2002).
- Bertaina-Anglade, V., Enjuanes, E., Morillon, D., Drieu la Rochelle, C. The object recognition task in rats and mice: A simple and rapid model in safety pharmacology to detect amnesic properties of a new chemical entity. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 54 (2), 99-105 (2006).
- Li, S., Wang, C., Wang, W., Dong, H., Hou, P., Tang, Y. Chronic mild stress impairs cognition in mice: From brain homeostasis to behavior. Life Sci. 82 (17), 934-942 (2008).
- Frick, K. M., Gresack, J. E. Sex Differences in the Behavioral Response to Spatial and Object Novelty in Adult C57BL/6 Mice. Behav. Neurosci. 117 (6), 1283-1291 (2003).
- Grayson, B., Leger, M., Piercy, C., Adamson, L., Harte, M., Neill, J. C. Assessment of disease-related cognitive impairments using the novel object recognition (NOR) task in rodents. Behav. Brain Res. 285, 176-193 (2015).
- Tuscher, J. J., Fortress, A. M., Kim, J., Frick, K. M. Regulation of object recognition and object placement by ovarian sex steroid hormones. Behav. Brain Res. 285, 140-157 (2015).
- Balderas, I., Moreno-Castilla, P., Bermudez-Rattoni, F. Dopamine D1 receptor activity modulates object recognition memory consolidation in the perirhinal cortex but not in the hippocampus. Hippocampus. 23 (10), 873-878 (2013).
- Akkerman, S., Blokland, A., Prickaerts, J. Mind the gap: delayed manifestation of long-term object memory improvement by phosphodiesterase inhibitors. Neurobiol. Learn. Mem. 109, 139-143 (2014).
- Domek-Łopacińska, K., Strosznajder, J. B. The effect of selective inhibition of cyclic GMP hydrolyzing phosphodiesterases 2 and 5 on learning and memory processes and nitric oxide synthase activity in brain during aging. Brain Res. 1216, 68-77 (2008).
- Reneerkens, O., et al. Inhibition of phoshodiesterase type 2 or type 10 reverses object memory deficits induced by scopolamine or MK-801. Behav. Brain Res. 236 (1), 16-22 (2013).
- Deacon, R. M. J. Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nat. Protoc. 1 (2), 936-946 (2006).
- Şık, A., van Nieuwehuyzen, P., Prickaerts, J., Blokland, A. Performance of different mouse strains in an object recognition task. Behav. Brain Res. 147 (1-2), 49-54 (2003).
- Prut, L., Belzung, C., Rabelias, U. F., Psychobiologie, E. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors a review. Eur. J. Pharmacol. 463, 3-33 (2003).
- Akkerman, S., Prickaerts, J., Steinbusch, H. W. M., Blokland, A. Object recognition testing: statistical considerations. Behav. Brain Res. 232 (2), 317-322 (2012).
- Balderas, I., Rodriguez-Ortiz, C. J., Bermudez-Rattoni, F. Retrieval and reconsolidation of object recognition memory are independent processes in the perirhinal cortex. Neuroscienze. 253, 398-405 (2013).
- de curtis, M., Pare, D. The rhinal cortices: a wall of inhibition between the neocortex and the hippocampus. Prog. Neurobiol. 74 (2), 101-110 (2004).
- Brown, M. W., Barker, G. R. I., Aggleton, J. P., Warburton, E. C. What pharmacological interventions indicate concerning the role of the perirhinal cortex in recognition memory. Neuropsychologia. 50 (13), 3122-3140 (2012).
- Moore, S. J., Deshpande, K., Stinnett, G. S., Seasholtz, A. F., Murphy, G. G. Conversion of short-term to long-term memory in the novel object recognition paradigm. Neurobiol. Learn. Mem. 105, 174-185 (2013).
- Suzuki, W. A. The anatomy, physiology and functions of the perirhinal cortex. Curr. Opin. Neurobiol. 6, 179-186 (1996).
- Wan, H., Aggleton, J. P., Brown, M. W. Different contributions of the hippocampus and perirhinal cortex to recognition memory. J. Neurosci. 19 (3), 1142-1148 (1999).
- Warburton, E. C., Brown, M. W. Findings from animals concerning when interactions between perirhinal cortex, hippocampus and medial prefrontal cortex are necessary for recognition memory. Neuropsychologia. 48 (8), 2262-2272 (2010).
