Barnes Maze Teststrategien mit kleinen und großen Nager-Modelle

Die Trockenland Barnes Labyrinth wird häufig zur räumlichen Navigation Fähigkeit in Reaktion auf leicht aversive Reize zu messen. In aufeinander folgenden Tagen, Leistung (zB Latenz, um das Entweichen Käfig zu suchen) der Probanden verbessert, was auf normalen Lernen und Gedächtnis. Unterschiede zwischen Ratten und Mäusen erfordern Gerät und Methodik Veränderungen, die hier beschrieben werden.

Räumliches Lernen und Gedächtnis von Labornagern wird oft über Navigationsfähigkeit in Labyrinthe, die beliebtesten sind die Wasser-und Trockenland (Barnes) Labyrinthe bewertet. Verbesserte Leistung über Sitzungen oder Studien wird angenommen, dass Lernen und Gedächtnis des Flucht Käfig / Plattform Lage zu reflektieren. Als weniger stressig als Wasser Labyrinthe, ist die Barnes Labyrinth eine relativ einfache Konstruktion aus einer kreisförmigen Plattform oben mit mehreren Bohrungen gleichmäßig um den Umfangsrand angeordnet. Alle außer einem der Löcher falschen Boden oder Sack endet, während eine führt zum Entweichen Käfig. Leicht aversiven Reizen (zB helle Deckenbeleuchtung) motivieren, um das Entweichen Käfig suchen. Latenz, um das Entweichen Käfig finden können während der Sitzung gemessen werden, jedoch zusätzliche Endpunkte erfordern in der Regel Video-Aufzeichnung. Aus diesen Videoaufnahmen kann die Verwendung von automatisierten Tracking-Software eine Vielzahl von Endpunkten, die ähnlich denen in Wasser Labyrinthe hergestellt (z. B. sind generieren </ Em> gelegte Strecke, Geschwindigkeit / Geschwindigkeit, Zeit in der richtigen Quadranten verbracht, verbrachte Zeit verschieben / ruhen, und die Bestätigung der Latenz). Art der Suchstrategie (dh Zufalls, seriellen oder direkt) kann als gut eingestuft werden. Barnes Labyrinth Bau-und Testmethoden auch für kleine Nagetiere, wie Mäuse und große Nagetiere, wie Ratten unterscheiden. Zum Beispiel, während Extra-Labyrinth Cues wirksam für Ratten, kleinere wilde Nagetiere können intra-Irrgartens mit einem Sichtschutz rund um das Labyrinth erfordern. Entsprechende Reize müssen identifiziert werden, die die Nager zu motivieren, um die Flucht Käfig suchen. Sowohl Barnes und Wasser Labyrinthe kann zeitaufwendig als 4-7 Testversuche sind in der Regel erforderlich, um eine verbesserte Lern-und Gedächtnisleistung (z. B. kürzere Latenzen oder Pfadlängen, um die Flucht Plattform oder Käfig zu suchen) und / oder Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen zu erkennen. Auch so ist die Barnes Labyrinth ein weithin eingesetzten Verhaltensbeurteilung Messung räumlichen Navigationsfähigkeiten undihre möglichen Störungen durch genetische, neurologisch-Manipulationen oder Drogen / Giftstoff-Exposition.

Räumliches Lernen und Gedächtnis in Labornager wurde zuerst mit Lebensmitteln entzogen Ratten, die ein Labyrinth von Gassen navigiert, ein Lebensmittel ^ein Verstärker lokalisieren bewertet. Einige Jahrzehnte später wurde ein Raumbezug Speichersystem ² vorgeschlagen. Im Gegensatz zum Arbeitsspeicher, die Speicher in einer Testphase oder Gerichtsverfahren bezieht, bezieht Referenzspeicher zum Speicher über Test-Sessions oder Prüfungen und ist enger, langfristige Arbeitsspeicher an.

Mehrere Arten von Labyrinthe sind als nicht-invasive Beurteilung des Hippocampus-abhängigen räumlichen Lernen und Gedächtnis in kleinen und großen Nager (zB Wasserlabyrinth, mehrere T-Labyrinth, Irrgarten und radialen Arm Trockenland Labyrinthe) ^6.3 entwickelt. Hier konzentrieren wir uns auf die kreisförmige Plattform oder Barnes Labyrinth, erstmals 1979 von Dr. Carol Barnes ⁷ beschrieben. Dieses Labyrinth wurde verwendet, um räumliche Navigations Lernen und Gedächtnis in einer Vielzahl von Tiermodellen zu testen, darunter Ratten (RaTTUs norvegicus), Mäuse (Mus musculus), Hirschmäuse (Peromyscus maniculatus bairdii), Kalifornien Mäuse (Peromyscus californicus) und hystricomorph Nagetieren (Degus [Strauchratten Degus]) ^13.08. Andere Arten beurteilt mit der Barnes Labyrinth gehören American Schaben (Periplaneta americana) ^14, Kornnattern (Elaphe guttata guttata) ^15,   squamate Reptilien (zB Seiten-gestromt Eidechsen [Uta stansburiana]) ¹⁶ und nicht-menschlichen Primaten (z. B. Maus Lemuren [Microcebus murinus]) ^17. In unseren Labors hat Barnes Labyrinth Leistung als Index der Neurotoxizität nach Entwicklungs Bisphenol A (BPA) oder Ethinylestradiol (EE2) Exposition ^9-1113 verwendet. Es ist auch allgemein für das Verhalten Phänotypisierung von verschiedenen Mausstämmen ^18-21, Beurteilung von Alterungseffekten ^7,22-28 verwendet werden, und die Alzheimer-Krankheit bezogenen deficits in Tiermodellen ^3,29-33, sowie die Auswirkungen von Bewegung und Ernährung, Umwelt-und Stoffwechselveränderungen ^34-42.

Ein Hauptvorteil von Barnes Labyrinth Nutzung ist, dass es weniger Stress induziert in den Fächern relativ zu Wasser Labyrinthe, wie der Morris-Wasserlabyrinth ^43, obwohl beide akuten Anstieg der Plasma-Corticosteron-Konzentrationen in ⁴⁴ Mäuse zu induzieren. Als trockene Land Labyrinth kann der Barnes-Labyrinth für terrestrischen Nagetiere ⁴⁵ weitere artgerechte-relevant. Obwohl Wasserlabyrinth Leistung hat sich gezeigt, empfindlicher auf genetische Veränderungen in Mäusen ^3,46,47 zu sein, ist mehr empfindlich auf bestimmte andere Veränderungen ^48,49 Barnes Labyrinth Leistung. In Tiermodellen, wo Wasser-Labyrinth Einsatz nicht möglich ist, kann das Barnes-Labyrinth bieten eine fein abgestimmte Bewertung der räumlichen Gedächtnisleistung ^31. Die milde aversiven Reizen in der Regel im Barnes Labyrinth (dh helle Lichter) verwendet wird,jedoch kann keine ausreichende Motivation für die Nager, um das Entweichen Korb ⁴⁵ zu lokalisieren. Darüber hinaus können Nagetiere lernen, dass keine Strafe tritt auf, wenn sie nicht in die Flucht Käfig. Statt also aktiv nach der Flucht Käfig, einige Nagetiere aktiv erkunden das Labyrinth für lange Laufzeiten der einzelnen Studien. Wie von Kennard und Woodruff-Pak ²⁴ überprüft, wird diese erhöhte Erforschung der Latenz verlängern, um die Flucht Käfig, Pfadlänge zu finden, und die Anzahl von Fehlern. So Messung mehrerer Parameter, einschließlich Latenz, Fehlerrate, die Zeit in den richtigen und falschen Quadranten, Geschwindigkeit verbrachte, Zeit in Bewegung, Zeit stillstehen, und Suchstrategie können gemeinsam einen besseren Indikator für die räumliche Navigations Lern-und Gedächtnisfähigkeit jeder Person ^{8 -10.} Zusätzlich kann die Leistung als Latenz gemessen werden, um zuerst das Flucht Käfig (primäre Maßnahme) oder die Wartezeit, um die Flucht Käfig (Gesamtmaßnahme). Einige haben Argumenteed, dass die primäre Maßnahmen der Leistung sind eine genaue Wiedergabe der räumlichen Lernen als insgesamt ⁵⁰ Maßnahmen. Die meisten Studien, einschließlich der hier beschriebenen Beispiele verwenden Latenz, um das Entweichen Käfig eingeben, um Fehlerrate und Suchstrategie zu bestimmen. Ferner haben einige Tracking-Software-Systeme einen Drei-Punkt-Körper Detektionssystem, das die Frequenzen der Sniffing die richtigen Löcher vs korrekt messen kann. Schließlich muss das Labyrinth gründlich mit Ethanol zwischen Studien gereinigt werden, um Geruchssinn, die Hinweise liefern oder sich als störend auf nachfolgende Tiere könnten zu entfernen.

Barnes Labyrinth Designs variieren aber in der Regel jeweils 12 oder 20 potenzielle Fluchtlöcher, von denen nur einer zu Hause oder eine Flucht Käfig. Die Escape-Käfig kann entweder direkt unter dem Austrittsloch auf dem Labyrinth oben (ohne Wände für Labyrinthe) befinden oder in die umgebende Wand des Labyrinth gebaut. Die Signale können in der Größe von ca. 16,5 cm Höhe oder Breite (m variieren innerhalb deraze) auf eine horizontale Linie in der Breite 21,6 cm vom Boden bis zur Decke des Raumes Wand außerhalb des Labyrinths gesetzt. Fig. 1-5 zeigen Beispiele von Barnes Labyrinth Designs für Peromyscus Spezies (Abbildung 1) und Ratten (Abbildungen 2-5). Stecker oder Doppelböden müssen die nonescape Löcher abdecken, um das Tier aus aus dem Labyrinth fällt. Größe des Testraum kann variieren (~ 20 m ^2), aber es muss groß genug, um genügend Raum für das Labyrinth zu bieten, Gewöhnung der Tiere an die Raum, der einen Computer mit Video-Set-up (falls verwendet), und ein Ort, für den Experimentator in einem Abstand (mindestens ~ 122 cm) vom Labyrinth-Vorrichtung, so daß ihre Anwesenheit nicht mit der Leistung des Tieres stören sitzen. Zuordnung der Flucht Käfig Standort sollte zwischen den Behandlungsgruppen und Geschlecht ausgeglichen werden. Während die hier beschriebenen spezifischen Verfahren enthalten keine Dreh das Labyrinth zwischen Studien die Nutzung der inner Labyrinth Geruch Cues, einige Studien entmutigennehmen dieses Verfahren ^50. In unserem Verfahren wird das Labyrinth sauber mit Ethanol abgewischt, um zwischen Studien Hinweise Geruch zu beseitigen.

Bei der Lokalisierung der Flucht Käfig, drei Arten von Suchstrategien definiert wurden (ursprünglich als "Muster" von Barnes ^7): 1) zufällig, operativ als lokalisierte Such der Löcher durch die Wege der Überquerung des Labyrinths Zentrum getrennt, 2) Serien, definiert als definiert eine systematische Suche von aufeinanderfolgenden Löchern im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, und 3) die direkte oder räumliche, definiert als die Navigation direkt auf den richtigen Quadranten ohne Überquerung der Labyrinth-Center mehr als einmal und mit drei oder weniger Fehlern. In der Regel mit wiederholten Tests, Nagetiere normalerweise durch die Suchstrategien in der aufgeführten (Random-, serielle und direkt) ^51, um Fortschritte. Eine Sonde Studie ohne die Flucht Käfig kann auch als weitere Maßnahme des Speichers ⁵⁰ verwendet werden.

Das Protokoll und die VertreterErgebnisse wurden hier für zwei Arten von Nagetieren (Peromyscus arten anders bezeichnet kleine Nagetiere) und Ratten entwickelt. Während diese allgemeinen Verfahren kann auch für Inzucht-und / oder outbred Mäuse (Mus musculus) zu halten, sollten weitere Studien über mögliche Unterschiede Methodik für die letztere Art ^18-21 konsultiert werden.

1. Barnes Maze Procedure für kleine Nagetiere

1. Schalten Sie die Deckenbeleuchtung über dem Labyrinth und Ort "Do Not Enter"-Zeichen auf der Außenseite der Labortür.
2. Bringen Mäuse in ihrem normalen Käfige zu den Testraum ca. 30 min vor Beginn der ersten Studie zur Gewöhnung zu ermöglichen. Wenn der Raum ist ruhig, kann es nicht notwendig, weißes Rauschen enthalten sein, da sonst diese Vorsichtsmaßnahme in Betracht gezogen werden.
3. Stellen Sie das Tracking-Programm.
4. Entfernen Sie vorsichtig die erste Maus von seinem eigenen Käfig und legen im hohen bedeckt Kunststoff-Box. Zeigen seiner Flucht (Reinheim) Polypropylen-Käfig (29 cm x 19 cm x 13 cm) unter dem Austrittsloch bezeichnet.
   1. Achten Sie darauf, das Papier, dass die Blockierung der Röhre wird von diesem Austrittsloch entfernt und alle anderen Löcher gesteckt.
   2. Zeichnen Vorhang um das Labyrinth.
5. Setzen Sie die Kunststoff-Box mit der Maus in das Labyrinth in Zentrum und ca. 8 Sek. später sanft take, das Tier aus dem Käfig und legen Sie es auf das Labyrinth.
   1. Nachdem Sie das Tier in der Mitte des Labyrinths, ruhig auf den Computer-Bereich (~ 150 cm aus dem Labyrinth) zu bewegen.
   2. Initiieren Sie die entsprechende Tracking-Software-Programm, das bereits geöffnet sein sollte, um minimale Zeit (innerhalb weniger Sekunden) zu gewährleisten, hat sich von der Zeit wurde das Tier auf dem Labyrinth gelegt, bis das Programm startet dokumentieren seine Leistung verstrichen ist.
6. Leistung Tieres Beachten von Computer-Monitor und Plattenlochnummer, Versuch Nummer, Suchstrategie und die Anzahl der Fehler gemacht. Ein Fehler wird als Sniffing einer falschen Loch definiert. Bewertung der Suchstrategie können Spannung oder später werden auf der Basis der Tracking-Muster.
   1. Suchstrategie wird als Direkt kategorisiert (gehen direkt in die Flucht Käfig mit drei oder weniger Fehlern),
   2. Serial (entlang dem Labyrinth Umfang, bis die Flucht Käfig befindet), oder
   3. Zufällige </ Strong> (Crossing The Labyrinth Zentrum mehrmals, um verschiedene Löcher zu überprüfen).
7. Stoppen Sie den Tracking-Programm, wenn das Tier hat alle vier Pfoten in der Flucht Käfig.
8. Wenn die Maus nicht, um das Entweichen Käfig innerhalb von 5 Minuten geben, sanft leiten es an den richtigen Ort und in die Flucht Käfig. Lassen Sie die Maus in die Flucht Käfig bleiben für 2 min.
9. Entfernen Sie mit der Maus aus dem Käfig entkommen und legen in Heimkäfig.
10. Sprühen Sie das Labyrinth zu entkommen Käfig oben und mit 70% Ethanol und trocken wischen. Setzen Sie den ersten Käfig / Maus beiseite für 30 Minuten vor der Ausführung der zweiten Studie.
11. Vor Beginn der nächsten Maus, stecken Sie das bisher richtig Flucht Loch und entfernen Sie das Papier Stecker blockieren das Loch von der bezeichneten Fluchtloch für das nächste Thema.
12. Jede Maus ist für 2-Studien / Tag mit einem inter-trial-Intervall von ca. 30 min getestet.
13. Wiederholen Sie diese Schritte, bis alle Mäuse haben an sieben aufeinanderfolgenden Tagen getestet worden, die die Wahrscheinlichkeit erhöhen kann of Beobachtung verbesserte Leistung und / oder Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen im Vergleich zu nur vier Tage von Daten.

2. Barnes Maze Test für Ratten Wenn ein Tracking-Programm ist nicht verfügbar

1. Stellen Sie sicher, das Labyrinth in seiner korrekten Platzierung (direkt unterhalb Lichter zentriert), Doppelböden, die nonescape Öffnungen blockieren und verhindern, dass das Tier vor dem Herausfallen sind sicher in dem Labyrinth, und die Flucht Käfig ist in den bezeichneten Ort für das erste Thema. Deckenleuchten über dem Labyrinth eingeschaltet werden sollte.
2. Stellen Sie sicher, Computer und die Kamera bereit sind und eine Stoppuhr zur Verfügung.
3. Schalten Sie weißes Rauschen keine Geräusche von anderen nahe gelegenen Orten zu dämpfen. Die Tester Stuhl ist ca. 122 cm von der nächstgelegenen Rand des Labyrinths oben und bleibt an der gleichen Stelle des gesamten Tests.
4. Ein Timer (bis 2 min eingestellt) sollten zur Verfügung (nur am 1. Tag der Prüfung erforderlich) sein. Timer sollte nicht "Piep" oder anders machen Lärm. Tür (en) zu testen room haben sollte "Do Not Enter"-Zeichen auf der Außenseite.
5. Ein Test Bestellformular für die Fächer wird die Reihenfolge von Subjekt-Tests, der Sitzungsnummer, das Loch Nummer Standort des Flucht Käfig für jedes Thema und Bereiche Liste aufnehmen Latenzzeit und Tageszeit für jedes Fach sowie einen Bereich für jede notwendigen Anmerkungen (Abbildung 6).
6. Von 30 bis 60 min vor der ersten Ratte getestet werden soll, bringen die Tiere in ihre Käfige zu den Testraum für die Gewöhnung zu ermöglichen.
7. Das Zentrum Röhre, die Ratte wird zu Beginn einer Gerichtsverhandlung in platziert ist im Labyrinth Zentrum. Stellen Sie den Karton Blatt mit dem ersten Tier-ID an der Spitze. Dies ermöglicht die Videoaufzeichnung, um das Tier ID für eine einfache Identifizierung der einzelnen Gegenstand zu erfassen durch Beobachten der ersten paar Sekunden des Videos.

Erste Test-Tag 1:

1. Beginnen Computer-Video-Aufnahme (falls verwendet) und umfassen ca. 5 sec der Studie mit Tier ID Blatt für subject Identifikation. Dateiname (oder Erstellungsdatum) wird Tag / Zeit der Prüfung zu identifizieren.
2. Entfernen Sie das erste Tier aus seinem Käfig (Identitätsprüfung, wenn mehrere Tiere im Käfig) und schonend platzieren Kopf zuerst in die Flucht Käfig. Decken Sie die Escape-Käfig mit einem zusätzlichen Zwischenboden und starten Sie die 2 Minuten-Timer. Dies ermöglicht es dem Tier, an der die Escape-Käfig gewöhnen.
3. Nach 2 min Timer endet, entfernen Tier von Flucht Käfig (Bodenabdeckung entfernen falsch, wie gut und eingestellt vom Labyrinth), Lift ID Blatt, und sofort setzen die Ratte in das Mittelrohr. Blende auf Mittelrohr mit Pappe ID Blatt.
4. Sanft und langsam heben Mittelrohr mit Kartondeckel und beiseite stellen. Starten Sie die Stoppuhr, wie das Mittelrohr ist über das Tier angehoben. Gehen Sie in der Tester-Stuhl sitzen.
5. Sitzt ruhig auf dem Stuhl und sah sowohl die Tier-und die Stoppuhr. Jedes Tier hat maximal 5 Minuten, um das Entweichen Käfig zu finden.
6. Wenn die Ratte findet das Entweichen Käfig in weniger als5 min, stoppen Sie die Stoppuhr und Plattenlatenzzeit und Tageszeit auf Test Bestellformular. Entfernen von Tierrettungskäfig und legen Sie wieder in eigenen Käfig.
7. Wenn die Ratte nicht die Flucht Käfig innerhalb von 5 min zu finden, sanft in das Tier in die Flucht zu ermöglichen Käfig und 15 Sekunden vor dem Entfernen und Rücksendung der Tier zum eigenen Käfig passieren.
   1. Diese 15 Sekunden Dauer kann über eine Uhr mit Sekundenzeiger auf der Testraumwand zeitgesteuert werden.
   2. Nehmen Sie die Tageszeit auf dem Testblatt und um Datensatz, der die Ratte nicht die Flucht Käfig nicht zu finden.
8. Wenn die Ratte fällt / springt aus dem Labyrinth der Tester sollte für Zeit Blick auf Stoppuhr. Der Tester sollte dann versuchen, das Tier zu schnell abrufen.
   1. Wenn dies innerhalb von 10 Sekunden durchgeführt werden, ersetzen Sie das Tier auf die Mitte des Labyrinths und notieren Sie die Zeit der Herbst / Sprung auf der Testseite (wenn der Tester zwischen einem Sturz oder Sprung zu unterscheiden, diese bezeichnet werden sollten). Fahren Sie mit der Testversion.
   2. Wenn das Abrufen der animal länger als 10 Sekunden, stoppen Sie die Stoppuhr, und legte Tier zurück in den Käfig. Rekordzeit von Herbst / Sprung (wenn der Tester zwischen einem Sturz oder Sprung zu unterscheiden, beachten Sie diese).
   3. Daten aus Studien, in denen ein Tier fiel / gesprungen und konnte nicht innerhalb von 10 Sekunden abgerufen werden aus statistischen Analysen verzichtet.
9. Stoppen Videoaufzeichnung auf dem Computer. Notieren Sie alle Kommentare über die Studie.
10. Entfernen Sie alle Urin oder Kot aus dem Labyrinth oben, Spray mit 70% Ethanol und gründlich trocken zu wischen. Flucht Käfig entfernen und reinigen mit 70% Ethanol.
11. Setzen Sie eine saubere Flucht Käfig an der vorgesehenen Platzierung für die nächste Thema. Mit mehr als einem Käfig entkommen kann jeder an der Luft trocknen, um das Ethanol Geruch zu vermindern. Setzen Sie einen sauberen doppelten Boden bei der letzten Loch (so dass alle, aber ein Loch hat einen doppelten Boden, und dass ein Loch enthält die Escape-Käfig).
12. Die Mittenrohr mit ID Blatt für das nächste Thema in der Labyrinth-Center. Beginnen Videoaufzeichnung auf dem Computer.
13. Entfernen Sie das nächste Tier getestet werden, legen Sie in Flucht Käfig (wenn Tag / Session 1) und 2 Minuten Timer starten (nur bei Tag / Session 1). Fahren Sie mit Schritt 2 oben. Jeder Patient erhält 1-Studie / Tag.
14. Nachdem alle Tiere getestet werden, reinigen Sie den Käfig zu entkommen und Labyrinth, schalten Sie Deckenbeleuchtung und weißem Rauschen. Entfernen "Do Not Enter"-Zeichen (n) von Tür (en).

Tage 2 bis 7 Testing

1. Richten Sie Testraum und Labyrinth zum Testen wie oben beschrieben.
2. Legen Mittelrohr in Labyrinth-Center mit ID Blatt an der Spitze. Beginnen Videoaufzeichnung. Entfernen Sie das erste Tier von zu Hause aus Käfig und Ort in das Mittelrohr.
3. Dieser Schritt unterscheidet 2-7 Tage ab Tag 1, insbesondere an den Tagen 2-7, wird das Motiv direkt in das Mittelrohr nach Entnahme aus dem Käfig und dem 2 Minuten Eingewöhnungszeit in der Flucht Käfig platziert ist noch nicht fertig.
4. Wiederholen Sie den Vorgang ab Schritt 4 oben.

3. Statistische Analysenfür Barnes Maze Endpunkte

1. Datenanalysen kann mehrere statistische Tests. Kontinuierliche Variablen, wie Latenz und Fehlerrate, als ein Split-Plot in Raum und Zeit ⁵² analysiert werden.
2. Wenn einige Tiere nicht die Flucht oder Käfig innerhalb der maximal vorgegebenen Zeit nicht finden, können die Latenz als die maximale zugewiesen und durch die Verwendung ProcLife Tests in SAS Version 9.2 Software-Analyse untersucht werden.
   1. Dieses statistische Verfahren ist nützlich für die Verhaltensdaten in dem es eine obere Grenze Grenz.
3. Suchstrategie Daten können durch die Verwendung eines wiederholten Maßnahme Design mit PROC glimmix-und SAS-Version 9.2 Software-Analyse untersucht werden.
   1. Diese erste Analyse beschäftigt eine kumulative protokollieren Link und eine Multinomialverteilung, so dass alle drei Suchstrategien (Random-, serielle und direkt) sind in diese Analyse einbezogen.
   2. Um festzustellen, ob die Tiere lernen, die effizienter Suchstrategie (direkt), ein SECON verwendend Analyse Suchstrategie durchgeführt werden kann, auf dem die zwei weniger effiziente Strategien (zufällig und seriell) werden kombiniert und verglichen die effizientere direkten Suchstrategie.
   3. Dieses letztere Verfahren führt zu einer Binomialverteilung und PROC glimmix beschäftigt auch.

Geschlechtsreife männliche Rotwild Mäuse sind abhängig verbesserte räumliche Navigations Fähigkeit, potenzielle Brutpartner, die überall in der Umwelt verbreitet werden, zu lokalisieren. Sowohl prä-und Erwachsenen Einwirkung von Testosteron sind unerlässlich bei der Organisation und der Aktivierung dieses später erwachsenen männlichen Verhalten ^53. So wurde angenommen, dass frühe Exposition gegenüber endokrinen Disruptoren könnte diese Eigenschaft später bei Männern stören. Um diese Hypothese zu testen, männlichen und weiblichen Hirsche Mäuse wurden entwicklungs über die Ernährung der Mutter zu mehreren umweltrelevanten Dosen von BPA in einem Phytoöstrogen freie Diät, einem positiven Östrogenkontrolle (Ethinylestradiol [EE2]) in einem Phytoöstrogen freie Diät, oder der Grund ausgesetzt Kontrolle Phytoöstrogen frei raffinierte Ernährung und wurden für Barnes Labyrinth Leistung als Erwachsene beurteilt. Abbildung 1 zeigt die Barnes Labyrinth Gerät für diese Spezies. Männchen mit den beiden höheren, jedoch nicht der niedrigste ausgesetzt, zeigen BPA Dosend äquivalent Defizite im räumlichen Lernen, wie bei längerer Latenzzeit manifestiert, erhöhte Fehlerrate, und die Unfähigkeit, die direkte Suchstrategie über die Probezeit (Abbildungen 7-9) zu konvertieren. Allerdings Weibchen EE2 und der Mitte des BPA-Dosis ausgesetzt, aber nicht die anderen Dosen BPA ausgestellt masculinized Muster der räumlichen Lernen und Gedächtnis (dh verringerte Latenzzeit und die verstärkte Nutzung der direkten Suchstrategie) ^9,13.

Im Gegensatz zu polygamen Mäusen Hirsche, die damit verbundenen Cousins, monogamen Kalifornien männlichen Mäusen, erhöhen ihre Fortpflanzungserfolg von Paarbindung und in der restlichen Gebiet mit einem einzigen Weibchen und den Austausch im elterlichen Verantwortung ^54,55. Deshalb hat räumliche Navigations Fähigkeit nicht, die starken evolutionären Abschnitt in Kalifornien Mäusen. Folglich war die Vermutung, dass eine frühe BPA und EE2 Exposition würde dieses Verhalten nicht in Kalifornien Mäuse Ziel. Zur Unterstützung dieser Hypothesesis, Entwicklungs BPA-Exposition oder EE2 nicht räumliche Navigationsverhalten (Latenz, Fehlerrate oder die Umwandlung der direkten Suchstrategie) bei Männern oder Frauen, die vergleichbar Antworten in allen Behandlungsgruppen (10 und 11) ¹⁰ gezeigt, zu ändern. Im Vergleich zu Kontrollmäusen Hirsche, steuern Kalifornien Mäuse nicht die Anzahl der Fehler in den sieben aufeinanderfolgenden Testtagen gemacht verringern auch nicht die Steuer Kalifornien männlichen Mäusen erhöhen ihre Verwendung der direkten Suchstrategie. Dies kann ein Unterschied in der Art Lernfähigkeit reflektieren, jedoch ist es möglich, dass eine weitere zur Beurteilung der visuell-räumliches Lernen und Gedächtnis Tests für Kalifornien Mäusen erforderlich.

Die Barnes Labyrinth Geräten und zugehörigen Hardware für Ratten sind in den Abbildungen 2-5 dargestellt. Diese Vorrichtung wurde verwendet, um das Lernen und Gedächtnis von männlichen und weiblichen Sprague-Dawley-Ratten an den postnatalen Tagen 47-51 (5 Folgen zu beurteilencutive Tage, 1-Studie / Tag). Am letzten Tag (dh Tag 5), die Flucht Käfig wurde 180 ° von seinem ursprünglichen Standort an den Tagen 1-4 bewegt. Diese Probanden hatten zuvor für die aufrichtenden Reflex und Schrägbrett Verhalten (Entwöhnung) bewertet worden, und Spielverhalten, offenen Feld Aktivität, und die motorische Koordination. Die Dämme waren drei kleine Stücke von Vanille-Wafer, auf dem wurde ein auf Schwangerschafts Tage 6-21 verzichtet ml / kg Körpergewicht an Wasser verbraucht. Die Probanden selbst wurden oral mit 1 ml / kg Körpergewicht Wasser zweimal täglich auf die postnatale 1-21 Tage behandelt. Bei der Entwöhnung, waren sie mit einem gleichgeschlechtlichen Paar-Geschwister untergebracht. Es wurde jedoch nur 1/sex/litter für Barnes Labyrinth Leistung beurteilt. Abbildung 12 zeigt durchschnittliche Latenz, um das Entweichen Käfig für jedes Geschlecht auf jeder der fünf Testtage finden. Signifikante Haupteffekte des Geschlechts (p <0,04) und Sitzungs (p <0,01) angegeben kürzere Latenzzeiten bei Frauen und kürzere Wartezeiten an den Tagen 2-5, bezogen auf 1 Tag. Andere have berichtete auch kürzere Latenzen bei weiblichen Ratten ^56, aber ähnliche Effekte Sex nicht immer in unserem Labor ¹¹ festgestellt worden. So ist eine konsequente Sex Wirkung bei Ratten noch bestimmt werden andere als Latenz Endpunkte sind noch nicht verfügbar;. Jedoch Tracking-Software im Einsatz ist in einer ähnlichen Studie, die Fehlerrate und Suchstrategie bei Ratten zu untersuchen.

Abbildung 1. Die Barnes Labyrinth Vorrichtung zur Peromyscus Arten. A) Die intra-Labyrinth geometrischen Cues (zB Kreis, Quadrat, Dreieck und Stern) sind im Inneren des Labyrinths Wand alle 90 ° platziert, gibt es 12 platziert alle 30 ° Fluchtlöcher und das Labyrinth wird durch einen schwarzen Vorhang umgeben (nicht gezeigt). B) Das Labyrinth obenist auf einem Ständer platziert Polypropylen und 100 cm über dem Boden erhöht. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 2. Die Barnes Labyrinth Gerät für Ratten. Das Labyrinth oben und Unterstützung Stände können mit Labyrinth oberen Durchmesser und Höhe vom Boden gezeigt, gesehen werden. Zahlen auf dem Boden zeigen, Lochzahlen und damit der Tester, um die Flucht Käfig in der vorgesehenen Stelle platzieren (die Bodennummern können nicht durch den Gegenstand zu sehen). Einer der Extra-Labyrinth visuelle Hinweise können an der gegenüberliegenden Wand (dh schwarze Streifen) zu sehen. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 3. Ein genauerer Blick auf die Barnes Labyrinth Gerät für Ratten. Die weißen Käfig Fluchtrutschen in den Nuten an der Unterseite des oberen Labyrinth. Ähnliche Nuten an der Unterseite des oberen Labyrinth für jeden Umfang Loch befindet. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 4. Die Mittelrohr mit Proben Thema Kennzeichnungsblatt auf der Oberseite des Barnes Labyrinth Gerät für Ratten. Die Kartondeckel hebt sich um place die Ratte innerhalb des Rohres und wird dann ersetzt. Der Handgriff auf dem Mittelrohr erlaubt das Heben, den Prozess zu beginnen. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 5. Die Flucht Käfig für Ratten mit Dimensionen. Kleine Laufflächen auf der Rampe nach unten sorgen für Traktion für die Ratte bei der Eingabe. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

6. Probentestblatt für Barnes Labyrinth. Die handgeschriebene Informationen zum Zeitpunkt der Testsitzung aufgezeichnet, während andere Informationen werden vorher generiert. Die Spalten sind: 1) Test um, so dass die Tierkäfige können in einer Reihenfolge angeordnet werden, und der Experimentator, 2) Sitzungsnummer (typischerweise 5-7 aufeinanderfolgenden Tagen), 3) tierisches ID, 4) kennt die Reihenfolge der Test Geschlecht ( nicht notwendig sein kann auf dem Testblatt), 5) Lage des Flucht Käfig für jedes Fach, 6), wie von Häkchen in dieser Spalte angezeigt, Tier-Nummern 106 und 131 nicht die Flucht Käfig innerhalb der vorgegebenen Zeit zu finden, 7) die Tageszeit für den Beginn der einzelnen Tierversuch und 8) Latenzzeit, um das Entweichen Käfig (in sec) zu lokalisieren. An der Unterseite der Testplatte ist ausreichend Platz für den Experimentator, die Kommentare und Anmerkungen, wie irgendwelche Geräusche oder Unterbrechungen, die während der Sitzung aufgetreten sind aufzuzeichnen. Klicken Sie hier, um zu sehen größäh Bild.

. Abbildung 7 Auswirkungen von Entwicklungs Exposition von männlichen und weiblichen Mäusen, die Hirsche BPA oder EE2 auf Suchstrategie in Barnes Labyrinth A) Beispiel Diagramme, die die drei definierten Suchstrategien:. Zufalls (oben), seriell (Mitte) und direkte (unten) . B) Prozentsatz der BPA, EE2 und Kontrollmäusen Verwendung random (gelb), seriell (grün) oder direkt (schwarz) Suchstrategien über Erwerb Tests. CTL Männer nutzten die direkten Suchstrategie häufiger über die 7 aufeinanderfolgende Tage Testzeitraum als alle anderen Gruppen außer niedrigen Dosis BPA Männchen und Weibchen EE2 (alle P-Werte <0,05). CTL = Kontrolle; EE2 = Ethinylestradiol, BPA = Bisphenol A mit Erlaubnis von Angepasst.0;. ^13. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 8. Auswirkungen von Entwicklungs Exposition von männlichen und weiblichen Mäusen, die Hirsche BPA oder EE2 (gleiche Gruppen, wie in Abbildung 3) auf die Wartezeit, um die Flucht Käfig in der Barnes-Labyrinth zu finden. A) Männlich. B) Frauen. CTL Männchen schneller entfernt den richtigen Käfig entkommen, als durch kürzere Latenzzeiten beispielhaft, als CTL-Frauen (P = 0,0103), EE2-exponierten Männern (P <0,0008), und die oberen und mittleren Dosis BPA Männer (p = 0,03, p = 0,02, beziehungsweise). CTL-Männchen zeigten jedoch ähnliche Reaktionen wie niedrigen Dosis BPA Männchen und Weibchen EE2 (P> 0,05). Im Gegensatz dazu hatte EE2 Weibchen decreased Latenzzeiten in der Probezeit als EE2 exponierten Männern (P = 0,0013). Daten sind als Mittelwert ± SEM dargestellt. Mit Genehmigung von Jasarevic et al. Angepasst ¹³ Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 9. Developmental Exposition von männlichen und weiblichen Mäusen, die Hirsche BPA und EE2 (gleiche Gruppen, wie in Abbildung 3) auf Fluchtfehler. A) Männlich. B) Frauen. CTL Männchen zeigten etwa die Hälfte der Anzahl der Fehler oder falsche Einträge in Löcher gegenüber CTL Frauen (P = 0,0002) und EE2 Männchen (P = 0,02). Darüber hinaus sind die CTL Männern begangen weniger Fehler als obere Dosis BPA Männer (P =0,02), aber nicht in der Fehlerrate unterscheiden (p> 0,05) von der Mitte oder niedrige Dosis BPA Männer. Auf der anderen Seite zeigte EE2 Weibchen eine masculinized Antwort, so dass diese Gruppe besaß die gleiche Fehlerrate als CTL-Männchen und weniger Fehler (P = 0,002) als EE2 Männer. Mittel BPA-Dosis ausgesetzt Frauen zeigten auch weniger Fehler als niedrige Dosis BPA und CTL-Frauen (P = 0,0005 und 0,01, beziehungsweise). Daten sind als Mittelwert ± SEM dargestellt. Mit Genehmigung von Jasarevic et al. Angepasst ¹³ Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 10. Suchstrategien von männlichen und weiblichen Mäusen in Kalifornien Barnes Labyrinth-Tests. Suchstrategien arE farblich gekennzeichnet: random (gelb), seriell (grün) und Direkt (schwarz). Während der 7-tägigen Testzeitraum gab es keine wesentlichen Auswirkungen von Gift-oder Sex auf Suchstrategie für die Verwendung dieser Tiere. Mit Genehmigung von Williams et al. Angepasst ¹⁰ Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 11. Latenz, um das Entweichen Käfig suchen und fliehen Fehler in Barnes Labyrinth-Tests für die männlichen (A & C) und weiblichen (B & D) California Mäuse (gleiche Gruppen, wie in Abbildung 6). A und B) Latenz. C und D) Escape-Fehler . Während der 7-tägigen Testzeitraum gab es keine signi ficant Auswirkungen von Gift-oder Sex auf Suchstrategie für die Verwendung dieser Tiere. Daten sind als Mittelwert ± SEM dargestellt. Mit Genehmigung von Williams et al. Angepasst ¹⁰ Klicken Sie hier für eine größere Ansicht .

Abbildung 12. Latenz, um das Entweichen Käfig für männliche und weibliche Sprague-Dawley-Ratten auf die postnatale Tage 47-51 (1-Studie / Tag) bewertet lokalisieren. Am letzten Tag (Tag 5) wurde die Flucht Käfig 180 ° von der ursprünglichen bewegt Lage. Frauen eine signifikant kürzere Latenzzeiten als Männer und Wartezeiten an den Tagen 2-5 waren signifikant kürzer als Latenzzeit am 1. Tag. Daten sind als Mittelwert ± SEM dargestellt.tp :/ / www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51194/51194fig12highres.jpg "target =" _blank "> Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Kritische Schritte in Barnes Labyrinth Testverfahren gehören: 1) die Bereitstellung der richtigen mild aversiven Reiz, um das Tier zu motivieren, um die Flucht Käfig zu finden, 2) die Gewährleistung einheitlicher Bedingungen sind über die Tierversuche erhalten (zB Testzeit, Testpersonal, externe Lärmschutz, und andere Reize, die die Leistung beeinträchtigen könnten), 3), wenn Studien sind Video aufgezeichnet, Optimierung und Sicherstellung der ordnungsgemäßen Video-Aufzeichnung und-Datei wieder auf, und 4) die Reinigung des Labyrinth mit 70% Ethanol zum Geruchssinn zwischen Studien zu entfernen.

Die Ermittlung der besten Reize, das Thema zu motivieren, um die Flucht Käfig finden können einige Änderungen und / oder Problemlösungen erfordern. Die typische Reiz helle Beleuchtung Overhead. Dies kann jedoch nicht ausreichend für einige Spezies. Obwohl von uns nur anekdotisch erwähnt, Ratten, die ausführlich im Verhalten beurteilt wurden (und damit ausgiebig behandelt) scheinen weniger motiviert unter der Standard-Barnes Labyrinth Bedingungen, wahrscheinlich, weil sie mehr gelehrig und gewöhnt an verschiedene Geräte und / oder Umgebungen. Akustische Reize (z. B. Raub klingt) in Erwägung gezogen werden, jedoch die Möglichkeit, gleichzeitig auf den Testraum zu gewöhnen andere Tiere begrenzt. Andere Reize, die erfolgreich eingesetzt wurden, gehören Overhead-Fans die Luft an der Spitze ^57,58 Labyrinth oder Ändern der Barnes-Labyrinth zu appetitive sein, anstelle der aversiven ⁵⁶ zu leiten.

Extra Labyrinth visuelle Hinweise sind die Norm für Barnes Labyrinth-Tests mit Ratten. In typischen Labormaus-Arten, wurde vorgeschlagen, dass Extra-Irrgartens kann bessere Ergebnisse als intra-Irrgartens ^59,60 produzieren. Allerdings können Rehe Mäusen erfolgreich nutzen Intra-Labyrinth Hinweise, um das Entweichen Käfig suchen und nicht erfolgreich konvertieren über den Testzeitraum auf der direkten Suchstrategie ^8,9 zu verwenden. Darüber hinaus verhindert eine Außenwand, die Tiere fallen oder springen aus dem Labyrinth. Beispiel Kalifornien Mäuse sind leichter zu handhaben und zu etwa 2-3fach größer als deer Mäusen, andere erfolgreich getestet, diese Spezies in dem Barnes Labyrinth ohne die Verwendung eines Wand ^40,61. Jedoch war das Labyrinth in diesem Fall geringer (65 cm Durchmesser) mit 16 Löchern, die weiter innen angeordnet waren (1,3 cm).

Methodisch gibt es kleine Details, die das Barnes Maze-Verfahren und intrepretation der Ergebnisse beeinträchtigen könnten. Das Labyrinth oben für Nagetiere ist relativ groß und die Testraum muss groß genug sein, damit der Tester frei um das Labyrinth zu bewegen. Platzieren Sie das Labyrinth in einer Ecke wird nicht empfohlen, da der Tester muss in der Lage, um den Umfang zu bewegen, um die Ratte abzurufen und die Escape-Käfig an der entsprechenden Stelle sein. Angst Ebenen der Nager, wie durch erhöhte Plasma-Corticosteron-Konzentration ⁴⁴ hervorgeht, sind bei der Prüfung und äußere Reize könnte verschärft erhöht. Nagetiere typischerweise bei plötzlichen auditive Reize einfrierenund somit ist es wichtig, dass die Testumgebung nicht in lauter Umgebung. Da dies ein langwieriger Prüfung an einem bestimmten Tag und über Tage, kann es schwierig sein für den Tester aufmerksam auf die Studie zu bleiben, jedoch ist die Aufmerksamkeit auf das Verhalten des Patienten unerlässlich. Aus diesem Grund und um zirkadianen Auswirkungen auf die Leistung zu vermeiden, ist es optimal, eine begrenzte Anzahl von Tieren für eine ausgewählte Zeitfenster (z. B. morgens oder nachmittags) an einem bestimmten Tag zu testen. Schließlich kann der Geruch von Ethanol aversive dem Subjekt sein, obwohl dies nicht explizit getestet. Mehrere Flucht Käfige und zusätzliche Doppelböden werden vorgeschlagen, so dass die Käfige Zeit haben, nachdem er mit Ethanol besprüht an der Luft trocknen.

Die Hauptvorteile des Barnes-Labyrinth sind seine Benutzerfreundlichkeit im Vergleich zu anderen Arten Labyrinth und die zusätzlichen Endpunkte, die erhalten werden, die eine umfassendere Beurteilung von experimentell induzierten impairm bieten können werdenEltern. Zusätzlich kann diese trockene Land Labyrinth besser rekapitulieren die natürliche Umgebung für an Land lebende Nagetiere. Die mehrtägigen Testphase konnte liefern robustere Hinweis auf eine veränderte Leistung, wie Latenz, Fehlerrate und Umwandlung über den Verlauf der Prüfung aus einer ineffizienten Suchstrategie (Random oder seriell) zu einem direkten Suchstrategie belegt.

Die Ergebnisse der Barnes-Labyrinth kann mit anderen Tests der räumlichen Navigation überprüft werden. Darüber hinaus ist es wichtig festzustellen, dass potenzielle Barnes Labyrinth Leistungsdefizite sind nicht das Ergebnis von Veränderungen in der Angst, Tätigkeit oder motorischen Fähigkeiten. So können Ergebnisse von Angst und / oder motorischen Assessments, wie erhöhten Plus-Labyrinth oder offenen Feld Verhalten, festzustellen, ob Barnes Labyrinth Beeinträchtigungen spiegeln wahre Veränderungen in der räumlichen Navigation. Allerdings gemeinsamen murinen Tests der Angst kann nicht immer vorhersagen Barnes Labyrinth Leistung ⁴⁴ sein. Wenn das stimmt räumlichen Navigation Veränderungen vorhanden sind, moMolekular könnte histopathologische, elektro oder synaptogenic Änderungen ersichtlich sein, im Hippocampus, im entorhinalen Kortex oder anderen kortikalen Arealen, da diese Hirnregionen scheinen diese Lern-und Gedächtnisantwort ^62-64 regieren.

Dieses Dokument wurde in Übereinstimmung mit US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) Politik überprüft und zur Veröffentlichung freigegeben. Zulassung bedeutet nicht, dass der Inhalt notwendigerweise die Meinung der FDA reflektieren auch nicht Erwähnung von Handelsnamen oder Handelsprodukte bilden Billigung oder Empfehlung für den Einsatz. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen in diesem Bericht sind die der Autoren und stellen nicht notwendigerweise die Meinung der FDA stellen. Die Autoren haben keine konkurrierenden Interessen und nichts zu offenbaren.

Die Autoren danken Herrn Eldin Jašarević, Mr. Scott Williams, Roger W. Meißner, Sarah A. Johnson, Dr. R. Michael Roberts, Dr. Mark R. Ellersieck, und Dr. David C. Geary an der Universität Missouri, und Herr C. Delbert Gesetz und die Tierpfleger am National Center für Toxikologische Forschung / FDA. Diese Arbeit wurde durch ein NIH-Herausforderung Zuschuss unterstützt werden, um die CSR (RC1 ES018195), einem Mizzou Vorteil Grant (CSR und DCG), einer von der Universität Missouri College of Veterinary Medicine Faculty Award (CSR) Grant und Protokoll-E7318 am National Center für Toxikologische Forschung / FDA.