इस लेख टी भूलभुलैया परीक्षण चूहों में सीखने और स्मृति समारोह का आकलन करने के लिए एक संशोधित स्वचालित तंत्र का उपयोग की प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है.
जबरिया प्रत्यावर्तन और बाएँ सही भेदभाव कार्यों टी भूलभुलैया का उपयोग व्यापक रूप से किया गया है के लिए काम कर रहे हैं और संदर्भ स्मृति का आकलन करने के लिए, क्रमशः कृन्तकों में प्रयोग किया जाता है. हमारी प्रयोगशाला में, हम अनुवांशिक इंजीनियर चूहों के 30 से अधिक उपभेदों इस तंत्र के स्वचालित संस्करण का उपयोग कर में स्मृति के दो प्रकार का मूल्यांकन किया गया. यहाँ, हम संशोधित टी भूलभुलैया एक प्रणाली वीडियो ट्रैकिंग और एक फिल्म के प्रारूप में हमारे प्रोटोकॉल के साथ एक कंप्यूटर द्वारा संचालित तंत्र मौजूद है. तंत्र टी – भूलभुलैया दरवाजे कि स्वचालित रूप से नीचे खोल सकते हैं, एक शुरुआत के बॉक्स के साथ एक, एक टी के आकार गली, बॉक्स के एक पक्ष में दो स्वचालित गोली dispensers के साथ बक्से, और दो एल के आकार गलियों फिसलने से विभाजित रनवे के होते हैं . प्रत्येक एल के आकार गली शुरू बॉक्स से जुड़ा है इतना है कि चूहों प्रारंभ बॉक्स में, जो माउस व्यवहार पर शामिल experimenter के प्रभाव से निपटने के लिए लौट सकते हैं. इस उपकरण में भी एक फायदा है कि vivo में इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी में vivo microdialysis, और optogenetics techn मेंiques टी भूलभुलैया प्रदर्शन के दौरान किया जा सकता है क्योंकि दरवाजे के फर्श में नीचे जाने के लिए डिज़ाइन कर रहे हैं. चूहों, जो आठ हाथ रेडियल भूलभुलैया काम में स्मृति घाटे काम दिखाने के लिए रिपोर्ट कर रहे हैं इस फिल्म लेख में, हम टी भूलभुलैया स्वचालित तंत्र और α-CaMKII + / टी भूलभुलैया प्रदर्शन का उपयोग कर कार्यों का वर्णन. हमारे आंकड़ों से संकेत दिया कि α-CaMKII / चूहों काम कर रहे एक स्मृति घाटा, लेकिन संदर्भ स्मृति की कोई हानि से पता चला है, और पिछले आठ हाथ रेडियल भूलभुलैया काम है, जो हमारे प्रोटोकॉल की वैधता का समर्थन करता है का उपयोग निष्कर्षों के साथ संगत कर रहे हैं. इसके अलावा, हमारे आंकड़ों से संकेत मिलता है कि म्यूटेंट सीखने घाटे उलट प्रदर्शन खड़ा है, सुझाव है कि α-CaMKII कमी के कारण कम व्यवहार लचीलापन. इस प्रकार, टी – भूलभुलैया परीक्षण संशोधित स्वचालित तंत्र का उपयोग कर काम कर रहे हैं और संदर्भ स्मृति और चूहों में व्यवहार में लचीलापन आकलन करने के लिए उपयोगी है.
जबरिया प्रत्यावर्तन और बाएँ सही भेदभाव कार्यों टी भूलभुलैया का उपयोग करने के लिए काम कर रहे हैं और संदर्भ स्मृति का आकलन करने के लिए, क्रमशः 4,5 कृन्तकों में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है. टी भूलभुलैया कार्य में, यह ज्ञात है कि rodents विभिन्न रणनीतियों का उपयोग करने के लिए अतिरिक्त उलझन संकेत, कमरे के संकेत के विन्यास, भूलभुलैया के उन्मुखीकरण, और इतने पर जैसे कार्य, स्थानिक और गैर स्थानिक संकेत पर आधारित है, प्रदर्शन कर सकते हैं 6,7,8. एक कमरा और इसकी स्थिरता का अभाव, या कमरे में संकेत के ध्रुवीकरण की उपस्थिति में भूलभुलैया के ओरिएंटेशन, और कृन्तकों कमरे में संकेत देखने की क्षमता रणनीतियों को प्रभावित कर सकता है. इस प्रकार, शोधकर्ताओं ने एक प्रयोग और व्यवहार डेटा की व्याख्या करने में एक कमरे में विन्यास और तंत्र और संकेत के उन्मुखीकरण पर विचार करने की आवश्यकता है. हमारी प्रयोगशाला में, हम एक ही दिशा में एक soundproof कमरे और सेट वस्तुओं में एक ऐसे कमरे के दरवाजे, छत पर फ्लोरोसेंट रोशनी, कमरे की दीवारों, सीसीडी कैमरों के रूप में, दीवार की ओर दो तंत्र का सामना करना पड़ जगहapparatuses, और रैक माउस पिंजरों समायोजित करने के लिए, कि चूहों के लिए अतिरिक्त भूलभुलैया स्थानिक संकेत (चित्रा 1C देखें) के रूप में सेवा कर सकता है.
कई मामलों में, टी भूलभुलैया परीक्षण मैन्युअल रूप से किया गया है के रूप में एक मानव प्रयोगकर्ता के द्वारा आयोजित: प्रत्येक परीक्षण में, प्रयोगकर्ता के भोजन की थाली पर एक sucrose गोली स्थानों, और परीक्षण शुरू करने के लिए तंत्र के गिलोटिन दरवाजे खोलता है. तब, जब एक माउस या तो हथियारों के प्रवेश करती है, प्रयोगकर्ता के दरवाजे, रिकॉर्ड माउस व्यवहार बंद कर देता है, और हाथ से हाथ से प्रारंभ बॉक्स माउस स्थानान्तरण. माउस जीनोटाइप या प्रयोगात्मक हालत के साथ बातचीत से निपटने के संभव confounding चर टी भूलभुलैया प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है. पिछले एक दशक के दौरान, एक सतत प्रत्यावर्तन कार्य है कि लक्ष्य हाथ से इस विषय के मैनुअल हस्तांतरण प्रारंभ बॉक्स में वापस शामिल नहीं करता है के लिए संशोधित टी भूलभुलैया परीक्षण किया गया है. इस्तेमाल किया गया है 9-11 यहां तक कि जब तंत्र, प्रोटोकॉल, और परीक्षण कई पर्यावरण चर सख्ती स्टेशन बराबर कर रहे हैंndardized व्यवहार परीक्षण हमेशा अलग 12,13 प्रयोगशालाओं में इसी तरह के परिणाम के उपज नहीं है. विशिष्ट परीक्षण प्रदर्शन प्रयोगकर्ताओं प्रत्येक प्रयोगशाला के लिए अद्वितीय हो सकता है और भी चूहों के व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं हो सकता है. इसके अलावा, एक मानव प्रयोगकर्ता के आम तौर पर एक sucrose गोली misplacing, खोलने या परीक्षण संख्या और timekeeping पर नज़र रखने में अन्य दरवाजे, के रूप में अच्छी तरह से गलतियों बंद के रूप में ऐसी त्रुटियों, के लिए उपयुक्त है. Confounding चर और मानवीय त्रुटियों की घटना के प्रभाव को कम करने के लिए, हम विकसित किया है और स्वचालित टी भूलभुलैया छवि टीएम कार्यक्रम के साथ एक वीडियो ट्रैकिंग प्रणाली द्वारा नियंत्रित उपकरण का इस्तेमाल किया. सुधार टी भूलभुलैया तंत्र भी लाभ है कि हमें टी भूलभुलैया प्रदर्शन के दौरान microdialysis, इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी, और optogenetics तकनीक के उपयोग करने के लिए क्योंकि दरवाजे के फर्श में नीचे जाने के लिए डिज़ाइन कर रहे हैं की अनुमति है. इस प्रकार, स्वचालित तंत्र के लिए काम कर रहे हैं और कृन्तकों में संदर्भ स्मृति के तंत्रिका जीव विज्ञान के अध्ययन की सुविधा के लिए एक उपयोगी उपकरण है.
एक सत्र में परीक्षण की एक श्रृंखला के स्वचालित और लगातार निष्पादन को सक्षम करने के लिए, हमारे प्रोटोकॉल के कुछ संभावित कमियां हैं. उदाहरण के लिए, मजबूर प्रत्यावर्तन कार्य में, समय चूहों के लिए वापस S1 के लिए A1 या A2 संभवतः उनके प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है से जाने के लिए. यह एक गंभीर समस्या नहीं है, हालांकि, हो सकता है के बाद से रहने P1 या p2 के क्षेत्र में ही एक स्थानिक क्यू और मजबूर पसंद रन में किसी भी क्षेत्र में लंबे या छोटे रहने बदल नहीं सकता है एक स्मृति लोड किया जा सकता है. एक अन्य संभावित समस्या है कि गंध चूहों द्वारा किए गए निशान है, बजाय स्थानिक काम स्मृति, इस्तेमाल किया जा सकता है. हालांकि, कुछ परीक्षणों के बाद, गंध ट्रेल्स अधिलेखित कई बार हो सकता है और संकेत के रूप में उपयोग किया जा मुश्किल हो सकता है. इसके अलावा,, बाएं प्रकाश भेदभाव कार्य में गंध ट्रेल्स चूहों लगातार परीक्षण भर में एक इनाम के स्थान खोजने के लिए घ्राण संकेत के रूप में सेवा कर सकता है. संकेत परीक्षणों में एक सत्र में सीखने और स्मृति की प्रक्रिया को प्रभावित कर सकता है जो संभवतः एक समस्या हो सकती है. हालांकि,चूहों के एक सत्र में बहुत पहले परीक्षण में गंध निशान रणनीति का उपयोग नहीं है और इसलिए पहले परीक्षण के प्रदर्शन के एक सूचकांक कि गंध निशान रणनीति की क्षमता का उपयोग से रहित है के रूप में काम करेगा कर सकते हैं.
जैसा प्रतिनिधि परिणामों में दिखाया गया, का नियंत्रण C57BL/6J चूहों प्रतिशत सही प्रतिक्रिया धीरे – धीरे दोनों कार्यों में सत्र के पार वृद्धि हुई है. निष्कर्षों की पुष्टि कि C57BL/6J चूहों संशोधित टी भूलभुलैया स्वचालित में सही विकल्प बनाने के लिए सीख सकते हैं. इस अध्ययन में, चूहों 80% के आसपास के सही विकल्प पर रुके थे और नहीं भी अधिक गहन प्रशिक्षण के बाद (चित्रा 2A देखें). यह देखते हुए कि वे प्रशिक्षण में कुछ चूक त्रुटियों को दिखा रखने, उनकी प्रेरणा चूहों के लिए इतना उच्च नहीं हो सकता है के रूप में प्रदर्शन के उच्च स्तर तक पहुँचने के लिए हो सकता है. मजबूर प्रत्यावर्तन कार्य में α-CaMKII / चूहों सही प्रतिक्रियाओं का नियंत्रण चूहों की तुलना में एक प्रतिशत कम दिखाया. इस प्रकार, उत्परिवर्ती चूहों इस टा में नियंत्रण चूहों की तुलना में ख़राब प्रदर्शन का प्रदर्शनएस के. इस परिणाम पिछले आठ बांह रेडियल भूलभुलैया 2,14 परीक्षण में प्राप्त निष्कर्षों के साथ संगत है, आगे सबूत है कि α-CaMKII कमी के काम स्मृति में घाटा लाती है और स्वचालित तंत्र टी भूलभुलैया में मजबूर प्रत्यावर्तन कार्य सही पता लगाता है कि उपलब्ध कराने उत्परिवर्ती चूहों की स्मृति घाटे काम कर रहा है. बाएं सही भेदभाव कार्य में, परिणामों से संकेत मिलता है कि α-CaMKII कमी खुराक संदर्भ स्मृति को प्रभावित नहीं है. जैसा उलट सीखने सत्र के परिणामों में दिखाया गया है, तथापि, α CaMKII कमी व्यवहार लचीलापन कम कर सकते हैं. उत्परिवर्ती चूहे भी उलट शिक्षण सत्र के दौरान नियंत्रण चूहों की तुलना में अधिक चूक त्रुटियों का प्रदर्शन किया. चूक त्रुटियों की संख्या में वृद्धि जानने के लिए जो हाथ इनाम के साथ जुड़ा हुआ है के लिए अवसर कम हो सकता है. इसलिए, देरी सीखने अधिग्रहण चूक त्रुटियों की संख्या में वृद्धि के कारण शुरुआती सत्र के दौरान हो सकता है, लेकिन नहीं कर सके बिगड़ा उलट एलकमाई. एक और संभावना है कि म्यूटेंट नियम है, जो चूक की त्रुटियों को प्रेरित और कार्यकारी समारोह के साथ हस्तक्षेप कर सकता है में परिवर्तन के द्वारा भ्रमित किया जा सकता है. इस प्रकार, के लिए एक उचित निष्कर्ष आकर्षित करने के लिए, चूक त्रुटियों के रूप में सही पसंद प्रतिशत के रूप में अच्छी तरह से जांच की जानी चाहिए.
छवि टीएम कार्यक्रम उत्पन्न विलंबता और दूरी के लिए अतिरिक्त परिणाम सही प्रतिक्रिया का प्रतिशत और चूक त्रुटि की संख्या के रूप में एक सत्र के रूप में अच्छी तरह से पूरा करने के लिए कूच. विलंबता और दूरी में अंतर करने के लिए एक सत्र पूरा करने के लिए कूच हरकत गतिविधि स्तर, आवेगी हथियार पसंद करने की प्रवृत्ति, के लिए कार्य करने की प्रेरणा, कार्य, विभिन्न सीखने रणनीति अभ्यस्तता स्तर और आदि में एक फर्क के बारे में के रूप में व्याख्या की जा सकती है प्रतिनिधि परिणाम, α-CaMKII / चूहों कम विलंबता और कम नियंत्रण के उन से कूच दूरी से पता चला है. वास्तव में, टी करने के लिए α CaMKII + / – चूहों की तुलना में एक hyperlocomotor गतिविधि से पता चला हैवह 3 चूहों नियंत्रण और इस phenotype के सूचकांकों में मतभेद कायम करना सकता है.
हमारी प्रयोगशाला में, हम 36 से अधिक उपभेदों अनुवांशिक इंजीनियर चूहों और जंगली प्रकार के एक टी भूलभुलैया परीक्षण में चूहों पर नियंत्रण स्वचालित तंत्र का उपयोग करने के लिए जीन, मस्तिष्क, और 15,16 व्यवहार के बीच संबंध को स्पष्ट आकलन किया है. हम 1200 से अधिक चूहों के कच्चे डेटा का एक बड़ा सेट प्राप्त किया है, और टी भूलभुलैया उत्परिवर्ती 3,16-22 चूहों के कई उपभेदों में प्रदर्शन के लिए डेटा की रिपोर्ट. पहले से ही शोध लेख में प्रकाशित उपभेदों के डेटा एक सार्वजनिक डेटाबेस (: यूआरएल के रूप में "माउस व्यवहार phenotype धन्यवाद" में शामिल हैं http://www.mouse-phenotype.org/~~V ). अध्ययन के कुछ प्रदर्शन कि उत्परिवर्ती Dtnbp1 1, 20 Nrd1 या Plp1 21 जीन के साथ चूहों स्मृति घाटे काम दिखा. इस प्रकार, हमारे साथ टी भूलभुलैया स्वचालित कार्य के लिए मानकीकृत प्रोटोकॉलतंत्र उत्परिवर्ती और जंगली की तरह चूहों पर नियंत्रण के बीच स्मृति समारोह पर आनुवंशिक प्रभाव का पता लगाने के लिए उपयुक्त है. व्यवहार परीक्षण प्रोटोकॉल के लिए मानकीकृत, दोहराया, और प्रयोगशालाओं की तुलना में परिणाम की जरूरत है. सुधार टी भूलभुलैया उपकरण परीक्षण प्रक्रियाओं के स्वचालन, जो प्रयोगशालाओं भर में इस्तेमाल किया प्रोटोकॉल के मानकीकरण के लिए योगदान कर सकते हैं करने के लिए होता है.
इस वीडियो लेख में दिखाया गया है, तंत्र और कार्यक्रम के वर्तमान संस्करण काला या agouti चूहों का परीक्षण करने के लिए हमें की अनुमति है, लेकिन हो सकता है नहीं सूरजमुखी मनुष्य चूहों. अब, हम प्रणाली का एक संशोधित संस्करण का निर्माण कर रहे हैं सूरजमुखी मनुष्य चूहों का परीक्षण किया जा करने के लिए सक्षम है. प्रणाली एक फायदा है कि vivo microdialysis में vivo में इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी में और optogenetics प्रयोगों टी भूलभुलैया परीक्षण के दौरान प्रदर्शन किया जा सकता है, क्योंकि दरवाजे के लिए फर्श के नीचे जाने के लिए डिज़ाइन कर रहे हैं. उदाहरण के लिए, कुछ शोधकर्ताओं ने हथियारों के चुनाव के दौरान हिप्पोकैम्पस में न्यूरॉन्स की electrophysiological गुण की जाँच की कोशिश कर सकते हैंहालांकि तंत्र की कुछ सुधार करने के लिए दरवाजे और गोली हटाने तंत्र actuators में से बिजली के शोर को कम करने की जरूरत हो सकती है.
साथ में ले ली, टी – भूलभुलैया मजबूर प्रत्यावर्तन और बाएँ सही भेदभाव कार्यों संशोधित स्वचालित तंत्र का उपयोग कर काम कर रहे हैं और संदर्भ स्मृति और चूहों में व्यवहार में लचीलापन आकलन करने के लिए उपयोगी होते हैं.
The authors have nothing to disclose.
हम काज़ुओ नाकानिशी व्यवहार विश्लेषण के लिए अपनी छवि टीएम कार्यक्रम के विकास में मदद के लिए धन्यवाद. इस शोध खोज रिसर्च के लिए अनुदान में सहायता (19653081), अनुदान सहायता में वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए (बी) (21,300,121), अभिनव क्षेत्रों पर वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए अनुदान सहायता (व्यापक मस्तिष्क विज्ञान नेटवर्क) द्वारा समर्थित किया गया शिक्षा मंत्रालय, विज्ञान, खेल और जापान की संस्कृति, Neuroinformatics जापान केंद्र से अनुदान (NIJC), और शिखा और जापान विज्ञान और प्रौद्योगिकी एजेंसी (JST) के बर्ड से अनुदान.