בארנס מבוך אסטרטגיות בדיקה עם קטן ומודלים מכרסמים גדולים

מבוך בארנס היבשתי נעשה שימוש נרחב כדי למדוד את יכולת ניווט המרחבי לגירויים המעטה מרתיעים תגובה. במשך ימים רצופים, ביצועים (למשל השהיה לאתר כלוב בריחה) של נבדקי ביקורת משתפרת, מעיד על למידה וזיכרון רגילים. הבדלים בין חולדות ועכברים מחייבים שינויי מנגנון ומתודולוגיה המפורטים כאן.

למידה וזיכרון של מכרסמים מעבדה המרחבית לעתים קרובות העריכו באמצעות יכולת ניווט במבוכים, הפופולרי ביותר מהם המים וקרקע יבשה במבוכים (ברנס). הוא חשב ביצועים משופרים מעל מפגשים או ניסויים כדי לשקף את הלמידה וזיכרון של מיקום כלוב בריחה / פלטפורמה. נחשב פחות מלחיץ מ מבוכי מים, מבוך בארנס הוא עיצוב פשוט יחסית של למעלה פלטפורמה עגולה עם כמה חורים במרווחים שווים מסביב לקצה המעטפת. אבל כל אחד מהחורים בתחתית כפול או מסתיים סמיות, בעוד אחד מוביל לכלוב בריחה. גירויים המעטה מרתיעים (למשל אורות בוהקים מלמעלה) מספקים מוטיבציה לאתר את כלוב הבריחה. חביון לאתר את כלוב הבריחה ניתן למדוד במהלך הפגישה, עם זאת, נקודות קצה נוספות בדרך כלל דורשים הקלטת וידאו. מהקלטות וידאו אלו, שימוש בתוכנת מעקב אוטומטי יכול ליצור מגוון של נקודות קצה, כי הם דומים לאלו שיוצרו במבוכי מים (לדוגמא: </ Em> המרחק שעבר, מהירות / מהירות, זמן בילה ברבע הנכון, משך הזמן נע / נח, ואישור של חביון). סוג של אסטרטגית החיפוש (כלומר אקראית, סידורי, או ישירה) יכול להיות מסווג גם כן. שיטות בניית מבוך ובדיקות בארנס יכולות להשתנות למכרסמים קטנים, כגון עכברים, ומכרסמים גדולים, כגון חולדות. לדוגמא, בעוד רמזים נוסף מבוך הם יעילים לחולדות, מכרסמים פראיים קטנים יותר עשויים לדרוש רמזי התוך מבוך עם מחסום חזותי ברחבי המבוך. גירויים מתאימים חייבים להיות מזוהים אשר להניע את המכרסם לאתר את כלוב הבריחה. בארנס ומבוכי מים שניהם יכולים להיות זמן רב כ4-7 ניסויים מבחן נדרשים בדרך כלל כדי לזהות ביצועי למידה וזיכרון משופרים (למשל שיהוי קצר יותר או נתיב אורכים כדי לאתר את פלטפורמת הבריחה או כלוב) ו / או הבדלים בין קבוצות ניסוי. למרות זאת, במבוך בארנס הוא הערכה התנהגותית מועסק נרחב מדידת יכולות ניווט במרחב ובהשיבוש הפוטנציאלי שלהם על ידי מניפולציות גנטיות, neurobehavioral, או חשיפה לסמים / toxicant.

למידה וזיכרון במכרסמים מעבדה המרחבית הוערכו ראשון עם חולדות שנשלל מזון שניווטו במבוך של סמטאות לאתר חיזוק מזון ^1. כמה עשורים מאוחר יותר, מערכת זיכרון התייחסות מרחבית הוצעה ^2. בניגוד לזיכרון עבודה המתייחס לזיכרון בתוך פגישת מבחן או משפט, זיכרון התייחסות מתייחס לזיכרון על פני מפגשי מבחן או ניסויים, והוא קשור באופן הדוק יותר לזיכרון לטווח ארוך.

מספר סוגים של מבוכים פותחו כהערכות פולשנית של למידה זו בהיפוקמפוס תלוי במרחב ובזיכרון במכרסמים קטנים וגדולים (למשל מבוך מים, T-מבוך מרובה, מבוך זרוע הרדיאלית ומבוכים יבש קרקע) ^3-6. כאן, אנו מתמקדים בפלטפורמה העגולה או מבוך בארנס, שתוארה לראשונה בשנת 1979 על ידי ד"ר קרול ⁷ ברנס. המבוך הזה נעשה שימוש כדי לבחון את מידת ניווט במרחב ובזיכרון במגוון רחב של מודלים של מכרסמים, כולל חולדות (Ranorvegicus ttus), עכברים (מאסכאלאס), צבאים עכברים (Peromyscus maniculatus bairdii), עכברי קליפורניה (Peromyscus californicus), ומכרסמים hystricomorph (למשל degus [degus Octodon]) ^8-13. מינים אחרים הוערכו באמצעות המבוך בארנס כוללים תיקנים אמריקאים (americana Periplaneta) ^14, נחשי תירס (Elaphe guttata guttata) ^15,   זוחלים קשקשים (למשל לטאות מוכתמות בצד [stansburiana אוטה]) ^16, ופרימטים לא אנושיים (למשל הלמורים עכבר [murinus Microcebus]) ^17. במעבדות שלנו, ביצועי מבוך בארנס שמשו כמדד לרעילות עצבית לאחר יספנול התפתחותית (BPA) או אסטרדיול ethinyl חשיפה (EE2) ^9-1,113. כמו כן הוא משמש בדרך כלל לphenotyping התנהגותם של זנים שונים עכבר ^18-21, הערכה של השפעות הזדקנות ^7,22-28, וdef הקשורים למחלה אלצהיימרicits במודלים של בעלי החיים ^3,29-33, כמו גם את ההשפעות של פעילות גופנית ושינויים תזונתיים, סביבתיים, וחילוף חומרים של ^34-42.

יתרון עיקרי של שימוש במבוך בארנס הוא שזה גורם פחות מתח בנושאים ביחס למבוכי מים, כמו מבוך המים של מוריס ^43, אם כי הן יכולות לגרום לעלייה חריפה בריכוזי corticosterone פלזמה בעכברים ^44. כמבוך יבשה, מבוך בארנס עשוי להיות יותר ethologically רלוונטי למכרסמים יבשתיים ^45. למרות ביצועי מבוך מים הוכח להיות רגיש יותר לשינויים גנטיים בעכברים ^3,46,47, ביצועי מבוך בארנס הוא רגיש יותר לשינויים מסוימים אחרים ^48,49. במודלים של מכרסמים שבו שימוש במבוך מים אינו אפשרי, מבוך בארנס עשוי לספק הערכה מכויל של שימור זיכרון המרחבי ^{ביום 31.} הגירויים המעטה מרתיעים בדרך כלל בשימוש במבוך בארנס (אורות כלומר בהירים),עם זאת, לא יכול לספק מוטיבציה מספקת למכרסמים כדי לאתר את כלוב הבריחה ^45. יתר על כן, מכרסמים יכולים ללמוד שאין עונש מתרחש אם הם לא נכנסים לכלוב הבריחה. כך, במקום באופן פעיל מחפש את כלוב הבריחה, כמה מכרסמים פעיל לחקור את המבוך עבור משכיו של כל משפט ארוכים. כפי שנסקר על ידי קנארד ^ו24 ודרוף-Pak, חיפושים מוגברים זה יהיה להאריך את זמן האחזור כדי לאתר את כלוב הבריחה, אורך דרך, ולהגדיל את מספר הטעויות. לכן, מדידה של מספר פרמטרים, כוללים מיסות, שיעור שגיאה, זמן מושקע ברביעים הנכונים ולא הנכונים, המהירות, הזמן נע, זמן מנוחה, ואסטרטגיית חיפוש, עשויה באופן קולקטיבי לספק אינדיקציה טובה יותר לגבי יכולת הלמידה וזיכרון ניווט המרחבי של כל נושא ^{8 -10.} בנוסף, ביצועים ניתן למדוד כמיסות כדי לאתר את כלוב הבריחה (מדד עיקרי) או חביון להיכנס לכלוב הבריחה (מדד כולל) ראשון. יש לי כמה arguאד כי צעדים עיקריים של ביצועים הם השתקפות מדויקת יותר של למידה מרחבית מאשר אמצעים כולל ^50. רוב המחקרים, כוללים דוגמאות שתוארו כאן, השתמשו בהשהיה להיכנס לכלוב הבריחה כדי לקבוע שיעור שגיאה ואסטרטגיה חיפוש. יתר על כן, יש לי כמה מערכות תוכנת מעקב מערכת איתור גוף שלוש נקודות שניתן למדוד את התדרים של מרחרח את החורים שגויים לעומת נכונים. לבסוף, המבוך יש לנקות ביסודיות עם אתנול בין ניסויים כדי להסיר רמזי חוש הריח שיכול לספק רמזים או להוכיח מסיח את הדעת לבעלי חיים שלאחר מכן.

עיצובי מבוך בארנס להשתנות אבל בדרך כלל לכל אחד יש 12 20 או חורי בריחה פוטנציאליים, רק אחת מהן מוביל לבית או כלוב בריחה. כלוב הבריחה עשוי להיות ממוקם באופן ישיר מתחת לחור המילוט בחלק העליון המבוך (למבוכים ללא קירות) או בנוי לתוך החומה המקיפה של המבוך. הרמזים יכולים להשתנות בגודל כ 16.5 גובה סנטימטר או רוחב (בתוך מ 'aze) לקו אופקי 21.6 ס"מ רוחב שבוצעו מרצפה ועד תקרה של קיר החדר מחוץ למבוך. איורים 1-5 דוגמאות מופע של עיצובי מבוך בארנס למיני Peromyscus (איור 1) וחולדות (איורים 2-5). חייבים תקעים או תחתית שווא לכסות את חורי nonescape כדי למנוע את בעל החיים מהנפילה אל מחוץ למבוך. גודלו של חדר הבדיקה יכול להשתנות (~ 20 מ ^'2), אבל זה חייב להיות גדול מספיק כדי לספק מספיק מקום במבוך, הרגלת בעלי החיים לחדר, אדיב מחשב עם וידאו הגדרה (אם משתמש בו), ומקום לניסוי לשבת במרחק (לפחות ~ 122 סנטימטר) ממנגנון המבוך כך שנוכחותם לא תפריע לביצועים של בעלי החיים. הקצאה של מיקום כלוב בריחה צריכה להיות מאוזנת בין קבוצות טיפול ויחסי מין. בעוד הנהלים הספציפיים שתוארו כאן אינם כוללים את מסתובבים במבוך בין ניסויים כדי להרתיע שימוש ברמזי ריח תוך מבוך, חלק ממחקריםלשלב הליך זה ^50. בנהלים שלנו, הוא ניגב את המבוך נקי עם אתנול בין הניסויים לחסל רמזי ריח.

באיתור כלוב הבריחה, שלושה סוגים של אסטרטגיות חיפוש הוגדרו ("דפוסים" שמכונים במקור על ידי ⁷ ברנס): 1) אקראיים, מבצעי מוגדרים כחיפושים מקומיים של חורים מופרדים על ידי שבילים חוצים את מרכז המבוך, 2) סדרתי, כפי שהוגדרו חיפוש שיטתי של חורים רצופים בכיוון השעון או נגד כיוון השעון, ו3) ישיר או מרחבי, שהוגדר כניווט ישירות לרבע הנכון מבלי לחצות את מרכז המבוך יותר מפעם אחת ועם שלוש או פחות שגיאים. באופן כללי, עם בדיקות חוזרות ונשנות, מכרסמים בדרך כלל להתקדם דרך אסטרטגיות החיפוש לפי הסדר הרשום (אקראי, סידורי, וישיר) ^51. גם ניסוי בדיקה ללא כלוב הבריחה עשוי לשמש כאמצעי נוסף של זיכרון ^50.

הפרוטוקול והנציגתוצאות כאן פותחו עבור שני סוגים של מכרסמים (מכרסמים מכונים Peromyscus מינים אחרים קטנים) וחולדות. בעוד נהלים הכלליים אלה עשויים גם להחזיק לעכברים מולדים ו / או outbred (מאסכאלאס), יש להתייעץ מחקרים אחרים על הבדלי המתודולוגיה פוטנציאל למינים אלה האחרונים ^18-21.

1. בארנס מבוך נוהל המכרסמים קטנים

1. להדליק את האורות ממעל מעל המבוך והמקום "לא נכנס" סימנים בצד החיצוני של דלת המעבדה.
2. להביא עכברים בכלובים בבית הרגילים שלהם במבחן החדר כ 30 דקות לפני תחילת המשפט הראשון כדי לאפשר התרגלות. אם החדר שקט, זה לא יכול להיות צורך לכלול רעש לבן, אחרת אמצעי זהירות זה עשוי להילקח בחשבון.
3. הגדר את תכנית המעקב.
4. להסיר בעדינות את העכבר הראשון מהכלוב בבית שלה ואת המקום בקופסא הפלסטיק המכוסה הגבוהה. הנח את הבריחה שלה (בית נקי) כלוב פוליפרופילן (29 סנטימטר x 19 סנטימטר x 13 סנטימטר) מתחת לחור המילוט המיועד.
   1. להבטיח את הנייר שהוא חוסם את צינור מוסר שמחור הבריחה וכל החורים האחרים מחוברים.
   2. צייר וילון סביב המבוך.
5. מניחים את קופסא הפלסטיק עם העכבר בתוך במרכז המבוך וכ -8 שניות מאוחר יותר, בעדינות taKe בעלי החיים מחוץ לכלוב ולמקם אותו על גבי המבוך.
   1. לאחר שהניח את בעלי החיים שבמרכז המבוך, בשקט לעבור לאזור המחשב (~ 150 סנטימטר מהמבוך).
   2. ליזום את תוכנת מעקב התכנית המתאימה שצריכה להיות כבר פתוח כדי להבטיח זמן מינימאלי (תוך מספר שניות) שחלפה מרגע שבעלי החיים הונחו על המבוך עד שהתכנית מתחילה מתעדת את הביצועים שלה.
6. שים לב לביצועים של בעלי החיים מצג המחשב ומספר חור השיא, מספר המשפט, אסטרטגיית חיפוש, ומספר הטעויות שנעשו. שגיאה מוגדרת כמרחרח של חור שגוי. הערכה של אסטרטגיית חיפוש יכולה להתבצע בשידור חי או במאוחר על בסיס תבנית המעקב.
   1. אסטרטגיית חיפוש היא מסווגת כישירה (הולך ישירות לתוך כלוב הבריחה עם 3 או פחות שגיאות),
   2. סידורי (נסיעה לאורך היקף המבוך עד לכלוב הבריחה נמצא), או
   3. אקראי </ Strong> (חוצה את מרכז המבוך מספר פעמים כדי לבדוק את החורים שונים).
7. לעצור את תכנית המעקב, כאשר יש לו את בעלי החיים בכל ארבע כפות הרגליים בתוך כלוב הבריחה.
8. אם העכבר לא מצליח להיכנס לכלוב הבריחה תוך 5 דקות, בעדינות להדריך אותו למיקום הנכון ולתוך כלוב הבריחה. בואו העכבר יישאר בכלוב הבריחה למשך 2 דקות.
9. הסר את העכבר מכלוב הבריחה והמקום בכלוב בבית.
10. ריסוס העליון המבוך ולברוח כלוב עם 70% אתנול ולנגב יבש. הגדר את הכלוב / העכבר הראשון בצד ל30 דקות לפני הפעלת הניסוי השני שלה.
11. לפני שיתחיל בעכבר הבא, לסתום את חור הבריחה הנכון בעבר וניתק את תקע נייר חוסם את החור מחור הבריחה המיועד לכי הנושא הבא.
12. כל עכבר נבדק על 2 ניסויים / יום עם מרווח בין משפט של כ 30 דקות.
13. חזור על שלבים אלה עד שכל העכברים נבדקו במשך שבעה ימים רצופים, דבר שעשוי להגדיל את סיכוי of התבוננות ביצועים ו / או הבדלים בין קבוצות טיפול, ביחס לארבעה ימים בלבד של נתונים משופרים.

2. בארנס מבוך בדיקה לחולדות כאשר תכנית מעקב היא לא זמינה

1. להבטיח את המבוך הוא במיקומה הנכון (במרכז ישירות מתחת אורות), תחתיות שווא שחוסמים חורי nonescape ולמנוע את בעל החיים מהנפילה מתוכם באופן מאובטח במבוך, וכלוב הבריחה הוא במיקום הייעודי לנושא הראשון. תאורה עילית מעל המבוך צריכה להיות מופעלת.
2. מחשב והמצלמה להבטיח מוכנים ושעון עצר זמין.
3. הפעל רעש לבן כדי להחליש כל רעשים ממקומות אחרים בסביבה. הכיסא של הבוחן הוא כ 122 סנטימטר מהקצה הקרוב ביותר של ראש המבוך ונשאר באותו המקום לאורך כל בדיקה.
4. טיימר (מוגדר 2 דקות) צריך להיות זמין (נדרש רק ביום 1 של בדיקות). טיימר לא צריך "ביפ" או בדרך אחרת לעשות רעש. דלת (ים) כדי לבדוק room צריך להיות "לא נכנס" לחתום על בחוץ.
5. גיליון צו מבחן לנבדקים יפרט את סדר בדיקת הנושא, את מספר המושב, מיקום מספר החור של כלוב הבריחה לכל נושא, ואזורים להקליט חביון ושעה ביום לכל נושא, כמו גם אזור לכל הערות נחוצות (איור 6).
6. מ30-60 דקות לפני החולדה הראשונה היא להיבדק, להביא את בעלי החיים בכלובים בביתם לחדר הבדיקה כדי לאפשר להתרגלות.
7. צינור המרכז שהעכברוש הוא להציב לתוך בתחילת משפט מוגדר במרכז המבוך. הגדר את גיליון הקרטון מראה את תעודת הזהות של בעלי החיים הראשונות על העליונה. זה מאפשר הקלטת וידאו כדי ללכוד את קוד זיהוי של בעלי החיים לזיהוי קל של כל נושא על ידי התבוננות כמה שניות הראשונות של הווידאו.

בדיקה ראשוני יום 1:

1. להתחיל בהקלטת וידאו של מחשב (אם משתמש בו) וכולל כ 5 שניות של המשפט עם גיליון זיהוי בעלי החיים לSubject זיהוי. שם קובץ (או תאריך יצירה) יזהה יום / שעה של בדיקות.
2. הסר את החיה הראשונה מהכלוב בבית שלה (תבדוק את הזהות אם בעלי חיים רבים נמצאים בכלוב) ומניח בעדינות את הראש ראשון לתוך כלוב הבריחה. לכסות את כלוב הבריחה עם תחתית כפולה נוספת ולהתחיל את הטיימר 2 דקות. זה מאפשר לבעלי החיים כדי להרגיל לכלוב הבריחה.
3. לאחר 2 דקות הטיימר מסתיים, להסיר בעדינות בבעלי חיים מכלוב בריחה (להסיר מכסה תחתון שווא, כמו גם ולהגדיר מן המבוך), גיליון מזהה מעלית, ומניח מייד את העכברוש בתוך צינור המרכז. מכסה העליון של צינור מרכז עם גיליון מזהה קרטון.
4. בעדינות ולאט לאט להרים את שפופרת מרכז עם כריכת קרטון ומניח בצד. הפעל את שעון העצר כצינור המרכז הוא הרים מעל לבעלי החיים. מעבר ללשבת בכיסא של הבוחן.
5. לשבת בשקט בכיסא, צופה גם בבעלי החיים ושעון העצר. לכל בעל חיים מרבי של 5 דקות כדי למצוא את כלוב הבריחה.
6. אם החולדה מוצאת את כלוב הבריחה בפחות מ5 דקות, לעצור את שעון העצר ומיסות שיא והשעה ביום על גיליון כדי בדיקה. הסר את בעלי החיים מכלוב בריחה ומניח חזרה לכלוב בבית.
7. אם החולדה אינה מוצא את כלוב הבריחה תוך 5 דקות, בעדינות להנחות את בעלי החיים לכלוב הבריחה ולאפשר 15 שניות לעבור לפני הסרת והחזרת בעלי החיים לכלוב בבית.
   1. משך שניות זה 15 יכול להיות מתוזמן באמצעות שעון עם יד שנייה על קיר חדר בדיקה.
   2. זמן שיא של יום בגיליון צו מבחן והשיא שהעכברוש לא מצא כלוב הבריחה.
8. אם החולדה נופלת / קופץ מהמבוך, הבוחן צריך להעיף מבט בשעון העצר בזמן. הבוחן צריך ואז ינסה לשלוף את בעלי החיים במהירות.
   1. אם זה יכול להיעשות תוך 10 שניות, החלף את בעלי החיים אל מרכז המבוך ולהקליט את הזמן של הנפילה / הקפיצה בגיליון המבחן (אם הבוחן יכול להבחין בין נפילה או לקפוץ, זה צריך להיות מסומן). להמשיך במשפט.
   2. אם אחזור animal לוקח זמן רב יותר מאשר 10 שניות, לעצור את שעון העצר, ואת בעלי החיים לכלוב בבית בחזרה. זמן שיא של נפילה / קפיצה (אם הבוחן יכול להבחין בין נפילה או קפיצה, תציין זאת).
   3. נתונים מניסויים בבעלי חיים שנפלו / קפצו ושלא ניתן לאחזר בתוך 10 שניות הושמטו מניתוחים סטטיסטיים.
9. לעצור את הקלטת וידאו במחשב. הקלט את כל הערות על המשפט.
10. הסר את כל שתן או צואה מהחלק העליון המבוך, לרסס עם 70% אתנול, ולנגב ביסודיות יבשה. הסר את כלוב בריחה ולנקות עם 70% אתנול.
11. שים את כלוב בריחה נקי במיקום הייעודי לנושא הבא. לאחר בריחת כלוב אחד או יותר מאפשר לכל לאוויר יבש כדי להפחית את ריח אתנול. שים תחתון שווא נקי על החור הקודם (כך שכל אבל חור אחד יש תחתית כפולה וחור אחד שמכיל את כלוב הבריחה).
12. הגדר את צינור המרכז עם גיליון מזהה לנושא הבא במרכז המבוך. להתחיל בהקלטת וידאו במחשב.
13. הסר את החיה הבאה להיבדק, מקום לתוך כלוב בריחה (אם היום / 1 מושב), ולהתחיל 2 דקות טיימר (רק אם יום / מושב 1). תמשיך משלב 2 לעיל. כל נושא מקבל משפט 1 / יום.
14. אחרי הכל בעלי החיים שנבדקו, לנקות את המבוך ולברוח כלוב, לכבות את אור זרקורים, ורעש לבן. הסר "לא נכנס" שלט (ים) מדלת (ים).

ימים 2 עד 7 בדיקה

1. הקמתי חדר בדיקה ומבוך לבדיקה כפי שפורט לעיל.
2. הגדר צינור מרכז במרכז מבוך עם גיליון מזהה על העליונה. להתחיל בהקלטת וידאו. הסר את החיה הראשונה מכלוב בבית והמקום לתוך הצינור המרכזי.
3. צעד זה מבדיל את הימים 2-7 מיום 1, במיוחד, בימים 2-7, הנושא הוא להציב לתוך צינור המרכז ישירות לאחר ההסרה מהכלוב בבית ותקופת התרגלות 2 דקות בתוך כלוב הבריחה לא נעשה.
4. הליך חוזר החל מהשלב 4 לעיל.

3. ניתוח סטטיסטיעבור נקודתי קצה מבוך בארנס

1. מנתח נתונים עשוי לדרוש מספר בדיקות סטטיסטיות. משתנה רציף, כגון מיסות ושיעור שגיאה, עשוי להיות מנותח כמזימה לפצל במרחב ובזמן ^52.
2. אם חלק מבעלי החיים לא לאתר את כלוב בריחה או בבית בתוך הזמן המרבי מוקצב, ניתן להקצות את נתוני ההשהיה כמרביים ונותחו על ידי שימוש בבדיקות ProcLife בגרסת SAS 9.2 ניתוח תוכנה.
   1. שיטה סטטיסטית זו שימושית עבור נתונים התנהגותיים שבו יש הפסקת גבול עליונה.
3. נתונים אסטרטגית חיפוש עשויים להיות מנותחים על ידי שימוש בעיצוב מידה חוזרת ונשנית עם PROC GLIMMIX וגרסת SAS 9.2 ניתוח תוכנה.
   1. ניתוח ראשון זה מעסיק קישור להיכנס זה מצטבר והפצה multinomial כזה שכל אסטרטגיות החיפוש שלוש (אקראי, סידורי, וישיר) נכללות בניתוח זה.
   2. כדי לקבוע אם החיות לומדות להשתמש באסטרטגית החיפוש היעילה יותר, secon (ישיר)ניתוח ד באסטרטגיית חיפוש יכול להתבצע על ששתי אסטרטגיות פחות יעילים (אקראיות וסדרתי) בשילוב והשוואה מול אסטרטגיית החיפוש הישירה היעילה יותר.
   3. שיטה השנייה זו התוצאה התפלגות הבינומית ומעסיקה גם PROC GLIMMIX.

עכברי צבי זכר לבגרות מינית תלויים ביכולת ניווט מרחבית משופרת לאיתור שותפים פוטנציאלי רבייה, אשר הופצו באופן נרחב בכל הסביבה. לנשים בהריון וחשיפה למבוגרים לטסטוסטרון שניהם חיוניים בארגון והפעלה זה מאוחר יותר זכר בוגר התנהגות ^53. ככזה, הוא היה חזקה כי חשיפה המוקדמת לתרכובות האנדוקרינית שיבוש עלולה להפריע תכונה מאוחר יותר אצל גברים. כדי לבדוק השערה זו, עכברי צבי זכר ונקבה נחשפו התפתחותית באמצעות הדיאטה האימהית לכמה מינונים רלוונטיים לסביבה של BPA בדיאטה פיטואסטרוגן חופשית, שליטת אסטרוגן חיובית (אסטרדיול ethinyl [EE2]) בדיאטה פיטואסטרוגן חינם, או הבסיס לשלוט בדיאטה מעודנת ללא פיטואסטרוגן, והוערכו על ביצועי מבוך בארנס כבוגרים. איור 1 מציג את מנגנון מבוך בארנס למין זה. זכרים שנחשפו לשני גבוהים, אבל לא הנמוכים ביותר, במינונים BPA להפגיןגירעונות שווים ד בלמידה מרחבית, כפי שבאו לידי ביטוי בהשהיה ממושכת, עלו שיעור שגיאה, וחוסר יכולת להמיר את אסטרטגיית החיפוש הישירה על תקופת הניסיון (איורים 7-9). עם זאת, נשים שנחשפו לEE2 והמנה באמצע BPA, אך לא במינונים BPA האחרים הציגו דפוסים גבריים של למידה וזיכרון המרחביים (כלומר ירידה בשימוש בחביון והמוגבר של אסטרטגיית החיפוש הישירה) ^9,13.

בניגוד לעכברים פוליגמיים צבאים, בני דודים הקשורים אליהם, עכברי קליפורניה זכר מונוגמי, להגדיל את הצלחת הרבייה שלהם על ידי זוג מליטה ושנותר בשטח עם נקבה אחת ושיתוף באחריות הורית ^54,55. לכן, יכולת ניווט המרחבי לא הייתה כפופה לסעיף אבולוציוניים חזק בעכברי קליפורניה. כתוצאה מכך, ההנחה הייתה כי בתחילת BPA וחשיפת EE2 לא לכוון את ההתנהגות הזאת בעכברי קליפורניה. בתמיכה של hypothe זהאחותי, חשיפה התפתחותית לBPA או EE2 לא שינתה התנהגויות מרחבית ניווט (חביון, שיעור שגיאה, או המרה לאסטרטגית החיפוש הישירה) בזכרים או נקבות, שהפגינו תגובות דומות בכל קבוצות הטיפול (איורים 10 ו11) ^10. לעומת שליטה עכברי צבאים, לשלוט עכברי קליפורניה לא להקטין את מספר השגיאות שנעשו בשבעת ימי מבחן ברציפות וגם לא עכברי זכרי שליטת קליפורניה להגדיל את השימוש שלהם באסטרטגיית החיפוש הישירה. זה עשוי לשקף הבדלי מינים ביכולת למידה, עם זאת, זה אפשרי, כי חידוד נוסף להערכה של בדיקות למידה וזיכרון visuo מרחבים נדרש לעכברי קליפורניה.

מנגנון בארנס המבוך והחומרה הקשורים לחולדות מוצגים איורים 2-5. מנגנון זה שימש להערכת למידה מרחבית וזיכרון של חולדות ספראג-Dawley זכר ונקבה בימים שלאחר לידה 47-51 (ותוצאות 5ימי cutive, בדיקה 1 / יום). ביום האחרון (כלומר יום 5), כלוב הבריחה הועבר 180 מעלות ממיקומו המקורי בימים 1-4. נושאים אלה בעבר העריכו לרפלקס ליישר ואלכסון לוח ההתנהגות (preweaning), ולשחק התנהגות, רמות פעילות השדה פתוחות, וקואורדינציה מוטורית. הסכרים שלהם צרכו 3 חתיכות קטנות של אפל וניל על שחלקה 1 מיליליטר / קילוגרם משקל גוף של מים בימי הריון 6-21. הנושאים עצמם טופלו דרך הפה עם 1 מיליליטר / קילוגרם משקל גוף של מים פעמיים ביום בימים שלאחר לידה 1-21. בגמילה, הם היו זוג, שוכנו עם אחים מאותו המין. עם זאת, רק 1/sex/litter הוערך עבור ביצועי מבוך בארנס. איור 12 תערוכות השהיה ממוצעת לאתר את הכלוב לחילוצו של כל מין בכל 5 ימי מבחן. השפעות עיקריות משמעותיות של מין (p <0.04) והפעלה (p <0.01) הצביעו על שיהוי קצר יותר אצל נשים, וזמן תגובה קצר יותר בימים 2-5 בהשוואה ליום 1. אחרים havדואר דיווח גם שיהוי קצר יותר בחולדות נקבות ^56, עם זאת, השפעות מין דומות לא תמיד כבר ציינו במעבדה שלנו ^11. לפיכך, השפעת מין עקבית בחולדות היא עדיין לא נקבעה נקודתי קצה אחרות מאשר השהיה עדיין אינן זמינות;. עם זאת, תוכנת מעקב הוא בשימוש במחקר דומה לבחינת שיעור שגיאה ואסטרטגיית חיפוש בחולדות.

איור 1. מנגנון מבוך בארנס למיני Peromyscus.) הרמזים הגיאומטריים תוך המבוך (למשל העיגול, ריבוע, משולש וכוכב) ממוקמים בתוך קיר המבוך כל 90 °, יש 12 חורי בריחה להציב כל 30 °, ו ) עליון המבוך מוקף בוילון שחור (לא מוצג). ב 'המבוךדגש על דוכן פוליפרופילן ומוגבה 100 סנטימטר מעל הרצפה. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 2. מנגנון בארנס המבוך לחולדות. עליון המבוך ודוכני תמיכה ניתן לראות בקוטר עליון מבוך וגובה מריצפה שמוצגת. מספרים על הרצפה מצביעים על מספרי חור ולאפשר לבוחן למקום כלוב הבריחה במיקום המיועד (לא ניתן לראות המספרים הקומות בנושא). אחד הרמזים החזותיים במיוחד המבוך ניתן לראות על הקיר המרוחק (כלומר פסים אנכיים שחורים). לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 3. מבט קרוב יותר של מנגנון מבוך בארנס לחולדות. שקופיות כלוב בריחה הלבנות לתוך חריצים בחלק התחתון של החלק העליון המבוך. חריצים דומים נמצאים בחלק התחתון של החלק העליון מבוך לכל חור היקפי. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 4. צינור המרכז בנושא מדגם זיהוי גיליון בחלק העליון של מנגנון מבוך בארנס לחולדות. כריכת הקרטון מרימה משם לPlacדואר העכברוש בתוך הצינור והוא הוחלף לאחר מכן. הידית של צינור המרכז מאפשרת ההרמה קלה להתחיל את המשפט. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 5. כלוב הבריחה לחולדות עם ממדים. שרשראות קטנות על הרמפה כלפי מטה לספק אחיזה לעכברוש בעת הזנה. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 6. גיליון לדוגמא מבחן למבוך בארנס. המידע בכתב יד נרשם בעת פגישת המבחן בעוד מידע אחר שנוצר קודם לכן. העמודות הן: 1) כדי בדיקה כדי שכלובי בעלי החיים עשויים להיות מסודרים על מנת והנסיין יודע את סדר הבדיקות, 2) מספר הפעלה (בדרך כלל, 5-7 ימים רצופים), 3) זיהוי בעלי חיים, 4) מין ( 5 מיקום לא עשוי להיות נחוץ בגיליון המבחן),) של כלוב הבריחה לכל נושא, 6) כפי שצוינו על ידי סימני ביקורת בטור זה, מספרי בעלי החיים 106 ו131 לא מצאו כלוב הבריחה בתוך הזמן המוקצב, 7) השעה ביום לתחילת משפטו של כל בעלי חיים, ו8) ההשהיה כדי לאתר את כלוב הבריחה (בשניות). בחלק התחתון של גיליון המבחן הוא שטח נרחב לניסוי לרשום הערות וביאורים, כמו כל רעשים או הפרעות שאולי התרחשו במהלך הפגישה. לחץ כאן לצפייה largתמונה אה.

. איור 7 השפעות של חשיפה ההתפתחותי של עכברי זכרים ונקבת צבי לBPA או EE2 על אסטרטגיית חיפוש במבוך בארנס דוגמא) דיאגרמות הממחישה את שלוש אסטרטגיות מוגדרות חיפוש:. אקראי (למעלה), סדרתי (באמצע), וישיר (תחתונה) אחוז. ב ') של BPA, EE2 ועכברי שליטת ההעסקה אקראית (צהוב), סדרתי (ירוק), או אסטרטגיות חיפוש (שחור) ישירות על פני בדיקת רכישה. זכרים CTL מנוצלים אסטרטגיה הישירה החיפוש נפוץ יותר על פני תקופת המבחן של 7 ימים ברציפות יותר מכל הקבוצות האחרות מלבד זכרים BPA במינון נמוך ונקבות EE2 (כל ערכי P <0.05). CTL = שליטה; EE2 = אסטרדיול ethinyl, BPA = יספנול מעובד באישור.0;. ¹³ לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 8. השפעות של חשיפה ההתפתחותי של עכברי זכרים ונקבת צבי לBPA או EE2 (קבוצות כמו באיור 3) בהשהיה כדי לאתר את כלוב הבריחה בארנס מבוך.) זכרים. ב ') נקבות. CTL זכרים נמצאים במהירות רבה יותר את כלוב הבריחה הנכון, כפי שהודגם על ידי שיהוי קצר יותר, מאשר נקבות CTL (P = 0.0103), זכרים חשופים EE2 (P <0.0008), וזכרי BPA העליונים ואמצעי במינון (P = 0.03, P = 0.02, בהתאמה). הזכרים CTL, לעומת זאת, הראו תגובות דומות כמו זכרים BPA במינון נמוך ונקבות EE2 (P של> 0.05). לעומת זאת, נשים שEE2 דתקופות ecreased השהיה מעבר לתקופת הניסיון מאשר גברים EE2 חשופים (P = 0.0013). הנתונים מוצגים כממוצע ± SEM. הותאם באישור Jasarevic et al. ¹³ לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 9. חשיפה התפתחותית של עכברי צבאים זכר ונקבה לBPA וEE2 (קבוצות כמו באיור 3) על שגיאות בריחה. א) זכרים. ב ') נקבות. זכרים CTL הפגינו כמחצית ממספר השגיאות או הערכים לתוך חורים שגויים בהשוואה לנקבות CTL (P = 0.0002) וזכרי EE2 (P = 0.02). יתר על כן, הזכרים CTL ביצעו פחות שגיאות מאשר גברים עליון מינון BPA (P =0.02), אך לא היה שונה בשיעור שגיאה (P> 0.05) מזכרי BPA במינון או באמצע או נמוך. מצד השני, נשים EE2 הפגינו תגובה גברית כך שקבוצה זו ברשותו את אותו שיעור השגיאה כזכרי CTL ושגיאות מופחתים (P = 0.002) מאשר גברים EE2. נקבות חשופה BPA מינון התיכון הראו גם פחות שגיאות מאשר נקבות BPA וCTL במינון נמוך (P = 0.0005 ו0.01, בהתאמה). הנתונים מוצגים כממוצע ± SEM. הותאם באישור Jasarevic et al. ¹³ לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 10. אסטרטגיות חיפוש של זכר ונקבה בעכברי קליפורניה בדיקות מבוך בארנס. אסטרטגיות חיפוש arדואר בצבעים: אקראי (צהוב), סדרתי (ירוק), וישיר (שחור). במהלך תקופת הבדיקה של 7 ימים, לא היו השפעה משמעותית של toxicant או סקס על אסטרטגיית חיפוש שימוש בבעלי חיים אלה. הותאם באישור וויליאמס et al. ¹⁰ לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 11. חביון לאתר את כלוב הבריחה ובריחה טעויות בבדיקות מבוך בארנס לעכברי זכרים (& C) ונקבה (B & D) קליפורניה (אותו קבוצות כמו באיור 6). A ו-B) וחביון. C ו-D) בריחה שגיאות . במהלך תקופת הבדיקה של 7 ימים, לא היו signi ficant השפעות של toxicant או סקס על אסטרטגיית חיפוש שימוש בבעלי חיים אלה. הנתונים מוצגים כממוצע ± SEM. הותאם באישור וויליאמס et al. ¹⁰ לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 12. חביון כדי לאתר את כלוב הבריחה לזכר וחולדות ספראג-Dawley נשיות העריכו בימים שלאחר לידה 47-51 (ניסוי 1 / יום). ביום האחרון (היום 5), כלוב הבריחה הועבר 180 ° ממקורי מיקום. נקבות הפגינו שיהוי קצר יותר באופן משמעותי מאשר גברים, וזמן תגובה בימים 2-5 היו קצרים יותר באופן משמעותי מהשהיה ביום 1. הנתונים מוצגים כממוצע ± SEM.TP :/ / www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51194/51194fig12highres.jpg "target =" _blank "> לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

שלבים קריטיים בתהליכי בדיקת מבוך בארנס כוללים: 1) מתן הגירוי המעטה מרתיע הנכון להניע את בעלי החיים כדי לאתר את כלוב הבריחה, 2) הבטחת תנאים אחידים נשמרים על פני הניסויים בבעלי החיים (לדוגמא בזמן בדיקה, בדיקת כוח אדם, בקרת רעש חיצונית, וגירויים אחרים שעלול להשפיע על ביצועים), 3) במידה וניסויים הם וידאו מוקלט, מיטוב ולהבטיח הקלטת וידאו מתאימה ולהגיש בחזרה למעלה, ו4) ניקוי של המבוך עם 70% אתנול להסיר רמזי חוש הריח בין ניסויים.

זיהוי הגירויים הטובים ביותר להניע את הנושא כדי לאתר את כלוב הבריחה יכול לדרוש כמה שינויים ו / או פתרון בעיות. הגירוי האופייני הוא תקורה תאורה בהירה. עם זאת, זה עלול שלא להספיק לכמה מינים. למרות שציין באופן מזדמן ורק על ידינו, חולדות שבהרחבה כבר העריכו התנהגותית (ולכן, טיפלו בהרחבה) נראות פחות מוטיבציה תחת B הסטנדרטיArnes מבוך תנאים, סביר להניח כי הם הופכים להיות יותר צייתנים ומורגלים למנגנון ו / או סביבות שונים. גירויים שמיעתיים (למשל טורף נשמע) עשויים להיחשב אבל זה מגביל את היכולת להרגיל בו זמנית בעלי חיים אחרים לחדר הבדיקות. גירויים אחרים ששימשו בהצלחה כוללים אוהדי תקורה לכוון אוויר ^ב57,58 העליונים המבוך או שינוי בארנס מבוך להיות תיאבון, במקום ⁵⁶ מרתיעים.

רמזים חזותיים Extra-מבוך הם הנורמה לבדיקת מבוך בארנס עם חולדות. במיני עכבר מעבדה טיפוסיים, זה כבר הציע רמזים נוסף מבוך עשויים לייצר תוצאות טובות יותר מאשר רמזים תוך מבוך ^59,60. עם זאת, עכברי צבאים יכולים להשתמש בהצלחה רמזי התוך מבוך כדי לאתר את כלוב הבריחה ולעשות זאת בהצלחה להמיר לאורך תקופת הבדיקה לשימוש של ^8,9 אסטרטגיית חיפוש הישיר. יתר על כן, קיר חיצוני מונע את בעלי החיים מנפילה או קפיצה מהמבוך. כמו עכברי קליפורניה הם קלים יותר לטפל ועל 2-3x גדולים יותר מאשר עכברי צבאים, אחרים בחנו בהצלחה המין הזה בארנס מבוך ללא שימוש בקיר ^40,61. עם זאת, במבוך במקרה שהיה קטן יותר (65 סנטימטר קוטר) עם 16 חורים שהונחו יותר פנימה (1.3 סנטימטר).

מתודולוגית, יש פרטים קטנים שעלול להשפיע על הליך מבוך בארנס וintrepretation של התוצאות. עליון המבוך למכרסמים הוא גדול יחסית וחדר הבדיקה חייב להיות גדול מספיק כדי לאפשר לבוחן לנוע בחופשיות ברחבי המבוך. הצבת המבוך בפינה אינה מומלצת כבוחן חייב להיות מסוגל לנוע סביב ההיקף כדי לאחזר את החולדה ולמקם את כלוב הבריחה במיקום המתאים. רמות חרדה של המכרסמים, כפי שמעידים על ידי ריכוז corticosterone הפלזמה מוגבר ^44, הן גבוהות במהלך בדיקה וגירויים חיצוניים יכולים להיות החרפה. מכרסמים בדרך כלל להקפיא בגירויים שמיעתיים פתאומייםולכן, חשוב שסביבת הבדיקות אינה ממוקמת באזור רועש. כי זה יכול להיות הערכה ממושכת ביום נתון ועל פני ימים, זה יכול להיות מאתגר עבור הבוחן להישאר קשובים למשפט, עם זאת, תשומת לב ישירה להתנהגותו של הנושא הוא חיונית. מסיבה זו וכדי למנוע תופעות היממה על ביצועים, רצוי לבחון מספר מצומצם של בעלי חיים לחלון נבחרים של זמן (למשל בבוקר או אחר הצהריים) ביום נתון. לבסוף, הריח של אתנול עשוי להיות מרתיע לנושא, אם כי זה לא נבדק באופן מפורש. כלובי בריחה כמה ותחתית שווא נוספת הציעו, כך שהכלובים יש לי זמן לייבוש באוויר לאחר שרסס עם אתנול.

היתרונות העיקריים של מבוך בארנס הם קלות שימוש יחסית לסוגים אחרים מבוך ונקודתי קצה נוספת שניתן להשיג שעשויה לספק הערכה מקיפה יותר של impairm ניסוי המושרהמציג. בנוסף, מבוך יבשה זה עשוי טוב יותר לשחזר את הסביבה הטבעית למכרסמי שוכני קרקע. תקופת בדיקת multiday יכולה לספק ראיות חזקות יותר של ביצועים שהשתנו, כפי שמעידה חביון, שיעור שגיאה, והמרה במהלך בדיקה מאסטרטגיית חיפוש יעילה (אקראית או סדרתי) לאסטרטגית חיפוש ישירה.

תוצאות ממבוך בארנס ניתן לאמת עם בדיקות אחרות של ניווט במרחב. בנוסף, חשוב לקבוע כי גירעונות ביצועי מבוך בארנס פוטנציאליים אינם תוצאה של שינויים בחרדה, פעילות, או יכולות מוטוריות. לפיכך, תוצאות של חרדה ו / או הערכות של תנועה, כגון מוגבה בתוספת מבוך או פתוחה התנהגות שדה, עשויות לקבוע אם ברנס מבוך ליקויים משקפים שינויים אמיתיים בניווט במרחב. עם זאת, בדיקות עכבריות נפוצות של חרדה לא תמיד ניבוי של ביצועי מבוך בארנס ^44. אם שינויי ניווט מרחבי אמיתיים נמצאים, מוlecular, שינויי histopathological, אלקטרו, או synaptogenic עשויים להיות לכאורה בהיפוקמפוס, entorhinal קליפת המוח, או באזורים בקליפת המוח אחרים, כפי שאזורי המוח אלה מופיעים למשול תגובת למידה וזיכרון זה ^62-64.

מסמך זה נבדק בהתאם למדיניות מזון והתרופות האמריקאית (FDA) ארצות הברית ואושר לפרסום. אישור לא מסמל שהתוכן משקף בהכרח את העמדה או חוות דעת של ה-FDA וגם לא אזכור של שמות מסחריים או מוצרים מסחריים מהווה אישור או המלצה לשימוש. הממצאים ומסקנות בדו"ח זה הם אלה של הכותבים ולא בהכרח מייצגים את הדעות של ה-FDA. יש המחברים אין אינטרסים ואין לחשוף מתחרים.

המחברים מודים למר אלדין Jašarević, מר סקוט וויליאמס, מר רוג'ר ו 'מייסן, שרה א' ג'ונסון, ד"ר ר 'מיכאל רוברטס, ד"ר מרק ר' Ellersieck, וד"ר דוד ג גירי באוניברסיטת מיזורי, ומר חוק דלברט ג וצוות הטיפול בבעלי החיים במרכז הלאומי למחקר Toxicological / ה-FDA. עבודה זו נתמכה על ידי NIH אתגר גרנט לגרנט לאחריות חברתית (RC1 ES018195), גרנט יתרון Mizzou ל( CSR וDCG), מכללת אוניברסיטת מיזורי של הפרס פקולטה לרפואת הווטרינרית (CSR), וE7318 פרוטוקול במרכז הלאומי לToxicological מחקר / ה-FDA.