JoVE Journal > Biology
Summary
Abstract
Protocol
Discussion
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
생물학

Rat fimbria-forniks Lezyonlar Koku Takibi sonra ancak Engelli Dead Reckoning Pilotaj Korunan bir video gösteri

Published: April 24, 2009
doi:
10.3791/1193
,
1Department of Neuroscience,Canadian Centre for Behavioural Neuroscience, University of Lethbridge

Summary

Bir pilot koku izleme görevi sıçan, gıda ile görsel bir koku izi kullanarak ya da kızılötesi ışık kullanarak ölü hesaplaşma bir sığınak dönmek için yetenek, önceki hareketleri entegre kayıt, hipokampus ölü hesaplaşma için gerekli olduğunu göstermektedir.

Abstract

Pilot projeler ve çok farklı bir işaret takımyıldızları ve hesaplama işlemleri (Darwin, 1873 ölü hesaplaşma gezinme stratejileri kullanır; Barlow, 1964; O'Keefe ve Nadel, 1978; Mittelstaedt ve Mittelstaedt, 1980; Landeau ve ark, 1984; Etienne, 1987; Gallistel, 1990, Maurer ve Séguinot, 1995). Ölü hesaplaşma, kendi hareketleri ile üretilen ipuçlarının entegrasyon gerektirmektedir Pilotaj, nispeten istikrarlı bir dış (görsel, koku alma, işitme) ipuçları arasındaki ilişkileri kullanımını gerektirir. Hayvanlar vestibüler reseptörleri kendi kendine hareket bilgileri elde etmek için, ve muhtemelen kas ve eklem reseptörleri hareketi oluşturmak komutları efference kopyası. Bir hayvan hareketleri nedeniyle görsel akışları, işitsel ve koku uyaranlara kullanabilirsiniz. Pilot bir strateji, bir hayvan kullanmak, çevresindeki yerlere yön ve mesafeleri belirlemek için bir ölü hesaplaşma stratejisi kullanarak ise sadece sol bir konuma dönmek için önceki hareketleri tarafından oluşturulan ipuçları entegre edebilirsiniz geometrik hesaplamalar kullanabilirsiniz. Ölü hesaplaşma halk dilinde "yön duygusu" ve "mesafe duygusu denir."

Hipokampus pilot (O'Keefe ve Nadel, 1978; O'Keefe ve Speakman, 1987) yer alması önemli bir delil olmamasına rağmen; Whishaw ve Maaswinkel, 1998, davranışsal (Whishaw ve ark, 1997 kanıtlar da vardır; Maaswinkel ve Whishaw, 1999), modelleme (Samsonovich ve McNaughton, 1997) ve elektrofizyolojik (O'Mare ve ark, 1994; Keskin ve ark, 1995; Taube ve Burton, 1995; Blair ve Keskin, 1996; McNaughton ve ark. , 1996; Wiener, 1996; hipokampal formasyon ölü hesaplaşma katkısı olduğunu Golob ve Taube, 1997) çalışmalar. Ancak navigasyon iki form hipokampus göreceli katkısı hala belirsiz. Dudchenko ve ark, 1997; Martin ve ark hayvanlar, stratejiler ve ipuçları (Etienne ve ark, 1996 bunların kullanımı çok esnek, çünkü Normalde, bir hayvanın ölü bir hesaplaşma ve strateji pilot olduğunu emin olmak zor. , 1997; 1999 Maaswinkel ve Whishaw). Bu stratejilerin kullanımı hipokampus göreceli katkısı incelemek için işaret belirtimi sorunu çözmek için mevcut video gösterilerinin hedefi oldu. Sıçanlarda pelet açık alanda gizli büyük bir yiyecek elde etmek için doğrusal veya çokgen kokulu yollar takip etmesi yeni bir görev eğitilmiştir. Sıçan, sığınak, doğruluk ve ana üssü olan bağımlı değişkenler (Whishaw ve Tomie, 1997) dönmek için kullanılır ipuçları geri yiyecek taşımak için bir eğilimine sahip. Fareler yiyecek, sığınak ulaşmak için aa ölü hesaplaşma strateji kullanmak için bir hayvan zorlamak için gözleri bağlanmış, test edilmiştir ve onlar görmek değil. Hangi bir spektral dalga boyu, kızılötesi ışık altında ve bazı deneyler koku izi ek bir kez kaldırılmış oldu hayvansal gıda ulaştı. Hipokampal formasyon bilgi akışı (Bland, 1986) bozabilir hipokampus, fimbria-forniks (FF) lezyonlar, göreceli katkısını incelemek için, bellek (Gaffan ve Gaffan, 1991) zarar ve mekansal açıkları üretmek (Whishaw ve Jarrard 1995) kullanılmıştır.

Protocol

Hayvanlar 250-300 gram ağırlığında Oniki yetişkin dişi Long-Evans ratları (Lethbridge vivaryum Üniversitesi), 20-21 ° C'de muhafaza ve oda sıcaklığında 12 saat ışıklı bir laboratuvar tel örgü kafeslerde grupları içinde yer açık / koyu döngüsü (8 08:00 AM). Altı sıçanlarda sahte operasyonlar aldı ve altı test etmeden önce fimbria-forniks lezyonlar aldı. Cerrahi Steril cerrahi için, fareler sodyum ile …

Discussion

Deneyleri, sıçan, sığınma dizenin sonunda bulunan bir gıda pelet kokulu bir dize dışa gezisinden sonra eve dönmek için challanged edildi bir roman görev istismar ederek ölü hesaplaşma navigasyon karşı pilot hipokampus katkısı inceledi. Kontrol sıçanlar, hem mekansal ve ölü hesaplaşma stratejileri kullanarak verimli bir navigasyon. Fimbria-forniks lezyonu olan sıçan mekansal bir strateji kullanarak başarıyla navigasyon ama ölü hesaplaşma kullanmak zorunda engelli. Bu sonuçlar, hipokampal fo…

Acknowledgements

Bu çalışma, Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüsü tarafından desteklendi.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Sodium pentobarbital Reagent Sigma-Aldrich p3761-25g  
Atropine methyl nitrate Reagent Sigma-Aldrich a0382-5g  
Rodent pellets Animal food BIO-SERV    
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Amaral, D. G., Witter, M. P., Paxinos, G. . Hippocampal formation. In: The rat nervous system. , 443-493 (1995).
  2. Angeli, S. J., Murray, E. A., Mishkin, M. Hippocampectomized monkeys can remember one place but not two. Neuropsychologia. 31, 1021-1030 (1993).
  3. Barlow, J. S. Inertial navigation as a basis for animal navigation. J Theor Biol. 6, 76-117 (1964).
  4. Barnes, C. A. Memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and behavioral study in the rat. J Comp Physiol Psychol. 93, 74-104 (1979).
  5. Blair, H. T., Sharp, P. E. Visual and vestibular influences on headdirection cells in the anterior thalamus of the rat. Behav Neurosci. 110, 643-660 (1996).
  6. Bland, B. H. The physiology and pharmacology of hippocampal formation theta rhythms. Prog Neurobiol. 26, 1-54 (1986).
  7. Cassel, J. C., Kelche, C., Peterson, G. M., Ballough, G. P., Goepp, I., Will, B. Graft induced behavioral recovery from subcallosal septo-hippocampal damage in rats depends on maturity stage of donor tissue. 신경과학. 45, 571-586 (1991).
  8. Chen, L. L., Lin, L. H., Green, E. J., Barnes, C. A., McNaughton, B. L. Head direction cells in the rat posterior cortex. I. Anatomical distribution and behavioral modulation. Exp Brain Res. 101, 8-23 (1994).
  9. Darwin, C. On the origin of certain instincts. Nature. 7, 417-418 (1873).
  10. Dudchenko, P. A., Goodridge, J. P., Seiterle, D. A., Taube, J. S. Effects of repeated disorientation on the acquisition of spatial tasks in rats: dissociation between the appetitive radial arm maze and aversive water maze. J Exp Psychol. 23, 194-210 (1997).
  11. Etienne, A. S., Ellen, P., Thinus-Blanc, C. . The control of short-distance homing in the golden hamster. In: Cognitive processes in spatial orientation in animal and man. , 223-251 (1987).
  12. Martinus, N. i. j. h. o. f. f., Etienne, A., Maurer, R., Seguinot, V. Path integration in mammals and its interaction with visual landmarks. J Exp Biol. 199, 201-209 (1996).
  13. Gaffan, D., Gaffan, E. A. Amnesia in man following transection of the fornix. Brain. 114, 2611-2618 (1991).
  14. Gallistel, C. R. The organization of learning. , (1990).
  15. Golob, E. J., Taube, J. S. Head direction cells and episodic spatial information in rats without a hippocampus. Proc Natl Acad Sci USA. 94, 7645-7650 (1997).
  16. Grey, J. A., McNaughton, N. Comparison between the behavioural effects of septal and hippocampal lesions: a review. Neurosci Biobehav Rev. 7, 119-188 (1983).
  17. Jarrard, L. E. On the role of the hippocampus in learning and memory in the rat. Behav Neural Biol. 60, 9-26 (1993).
  18. Jeltsch, H., Cassel, J. C., Jackisch, R., Neufang, B., Green, P. L., Kelche, C., Hertting, G., Will, B. Lesions of supracallosal or infracallosal hippocampal pathways in the rat: behavioural, neurochemical, and histochemical effects. Behav Neural Biol. 62, 121-133 (1994).
  19. Landeau, B., Spelke, E., Gleitman, H. Spatial knowledge in a young blind child. Cognition. 16, 225-260 (1984).
  20. Maaswinkel, H., Whishaw, I. Q. Homing with locale, taxon, and dead reckoning strategies by foraging rats: sensory hierarchy in spatial navigation. Behav Brain Res. 99, 143-152 (1999).
  21. Martin, G. M., Harley, C. W., Smith, A. R., Hoyles, E. S., Hynes, C. A. Opaque transportation with rotation blocks reliable goal location on a plus maze but does not prevent goal location in the Morris maze. J Exp Psychol. 23, 183-193 (1997).
  22. Maurer, R., Séguinot, V., V, . What is modeling for? A critical review of the models of path integration. J Theor Biol. 175, 457-475 (1995).
  23. McNaughton, B. L., Barnes, C. A., Gerrard, J. L., Gothard, K., Jung, J. J., Knierim, J. J., Kudrimoti, H., Quin, Y., Skaggs, W. E., Suster, M., Weaver, K. L. Deciphering the hippocampal polyglot: the hippocampus as a path integration system. J Exp Biol. 199, 173-185 (1996).
  24. Mittelstaedt, M. L., Mittelstaedt, M. Homing by path integration in a mammal. Naturwissenschafen. 67, 566-567 (1980).
  25. Mizumori, S. J. Y., Williams, J. D. Directionally selective mnemonic properties of neurons in the lateral dorsal nucleus of the thalamus of rats. J Neurosci. 13, 4015-4028 (1993).
  26. Muller, R. U., Stead, M., Pach, J. The hippocampus as a cognitive graph. J Gen Physiol. 107, 663-694 (1996).
  27. O’Keefe, J., Nadel, L. . The hippocampus as a cognitive map. , (1978).
  28. O’Keefe, J., Speakman, A. Single unit activity in the rat hippocampus during a spatial memory task. Exp Brain Res. 68, 1-27 (1987).
  29. O’Mare, S., Rolls, E. T., Berthoz, A., Desner, R. P. Neurons responding to whole-body motion in the primate hippocampus. J Neurosci. 14, 6511-6523 (1994).
  30. Pearce, J. M., Roberts, A. D. L., Good, M. Hippocampal lesions disrupt navigation based on cognitive maps but not heading vectors. Nature. 369, 75-77 (1998).
  31. Samsonovich, A., McNaughton, B. L. Path integration and cognitive mapping in a continuous attractor neural network model. J Neurosci. 17, 5900-5920 (1997).
  32. Sharp, P. E. Subicular cells generate similar spatial firing patterns in two geometrically and visually distinctive environments: comparison with hippocampal place cells. Behav Brain Res. 85, 71-92 (1997).
  33. Sharp, P. E., Blair, H. T., Etkin, D., Tzanetos, D. B. J. Influences of vestibular and visual motion information on the spatial firing patterns of hippocampal place cells. 신경과학. 15, 173-189 (1995).
  34. Shapiro, M. L., O’Connor, C. N-methyl-D-aspartate receptor antagonist MK-801 and spatial memory representation: working memory is impaired in an unfamiliar environment but not in a familiar environment. Behav Neurosci. 106, 604-612 (1992).
  35. Squire, L. Memory and the hippocampus: a synthesis from findings with rats, monkey, and humans. Psychol Rev. 99, 195-231 (1992).
  36. Sutherland, R. J., Rodriguez, A. J. The role of the fornix/fimbria and some related subcortical structures in place learning and memory. Behav Brain Res. 32, 129-144 (1989).
  37. Taube, J. S. Head direction cells recorded from the postsubiculum in freely moving rats. I. Description and quantitative analysis. J Neurosci. 172, 49-84 (1990).
  38. Taube, J. S. Head direction cells recorded in the anterior thalamic nuclei of freely moving rats. J Neurosci. 15, 70-85 (1995).
  39. Taube, J. S., Burton, H. L. Head direction cell activity monitored in a novel environment and during a cue conflict situation. J Neurosci. 15, 1953-1971 (1995).
  40. Whishaw, I. Q. Activation, travel distance, and environmental change influence food carrying in rats with hippocampal, medial thalamic and septal lesions: implications for studies on hoarding and theories of hippocampal function. Hippocampus. 3, 373-385 (1993).
  41. Whishaw, I. Q., Jarrard, L. Similarities vs. differences in place learning and circadian activity in rats after fimbria-fornix section or ibotenate removal of hippocampal cells. Hippocampus. 5, 595-604 (1995).
  42. Whishaw, I. Q., Jarrard, L. E. Evidence for extrahippocampal involvement in place learning and hippocampal involvement in path integration. Hippocampus. 6, 513-524 (1996).
  43. Whishaw, I. Q., Maaswinkel, H. Rats with fimbria – fornix lesions are impaired in path integration: a role for the hippocampus in ‘sense of direction’. J Neurosci. 18, 3050-3080 (1998).
  44. Whishaw, I. Q., Mittleman, G. Visits to starts, routes, places by rats (Rattus norvegicus) in swimming pool navigation tasks. J Comp Psychol. 100, 422-431 (1986).
  45. Whishaw, I. Q., Tomie, J. Piloting and dead reckoning dissociated by fimbria-fornix lesions in a rat food carrying task. Behav Brain Res. 89, 87-97 (1997).
  46. Whishaw, I. Q., Coles, B. K. L., Bellerive, C. H. M. Food carrying: a new method for naturalistic studies of spontaneous and forced alternation. J Neurosci Methods. 61, 139-143 (1995a).
  47. Whishaw, I. Q., Cassel, J. C., Jarrard, L. E. Rats with fimbria – fornix lesions display a place response in a swimming pool: a dissociation between getting there and knowing where. J Neurosci. 15, 5779-5788 (1995b).
  48. Whishaw, I. Q., McKenna, J., Maaswinkel, H. Hippocampal lesions and path integration. Curr Opin Neurobiol. 7, 228-234 (1997).
  49. Wiener, S. I. Spatial behavioral and sensory correlates of hippocampal CA1 complex spike cell activity: implications for information processing functions. Prog Neurobiol. 49, 335-361 (1996).
  50. Winer, B. J. . Statistical principles in experimental design. , (1962).
  51. Worden, R. Navigation by fragment fitting: a theory of hippocampal function. Hippocampus. 2, 165-188 (1992).

Tags

Preserved PilotingScent TrackingImpaired Dead ReckoningFimbria-fornix LesionsRat Navigation StrategiesCue ConstellationsComputational ProcessesPiloting CuesDead Reckoning CuesExternal CuesSelf-movement InformationVestibular ReceptorsEfference CopyVisual StimuliAuditory StimuliOlfactory StimuliGeometrical CalculationsHippocampus Involvement In Piloting
check_url/kr/1193?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Whishaw, I. Q., Gorny, B. P. A Video Demonstration of Preserved Piloting by Scent Tracking but Impaired Dead Reckoning After Fimbria-Fornix Lesions in the Rat. J. Vis. Exp. (26), e1193, doi:10.3791/1193 (2009).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image