We thank M. Forney, R. Maged, and K. Hellwinkle for data collection and two anonymous reviewers for comments on a previous version of this manuscript. This research was supported by an NSF award to LDL (IOS-0918268).

כל ההליכים אושרו על ידי טיפול בבעלי חיים מוסדיים אוניברסיטת פן סטייט ועדת שימוש (IACUC - פרוטוקול ID: 43,242) דבק לכל מקומי, מדינתי, ו תקנות פדרליות. 1. הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישה או לבנות מבוך בארנס, והבטיח כי חורי מטרה הם בגודל מתאים עבור המינים של עניין. עבור פרוטוקול זה, השתמש שבע לטאות מבוגרות מוכתם בצד (תוטה stansburiana). קבע את גודל דגימה מספק ללימודים באמצעות מינים אחרים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם בניית מבוך בארנס, לרכוש בכל קנה מידה, שולחן עגול nonporous (106 ס&quot;מ קוטר), 76.2 ס&quot;מ מוגבה מהרצפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות סרט מדידה, לסמן 10 נקודות במרחק שווה במרווחים 26 ס&quot;מ מסביב לשולחן 6.35 ס&quot;מ מהקצה של הטבלה. השתמש 10 חורים בעוד מבוכים מכרסמים בדרך כלל יש יותר חורים. פעולה זו מאפשרת הפחתה במספר אפשרויות בריחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש קצת מסור חור (2.54ס&quot;מ קוטר), לקדוח את כל 10 חורים המטרה וחול כל קצוות חדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר יתדות תמיכת מדף ארבע תחת כל חור עם ברגים, באמצעות מארז הביתה כמדריך ממדים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את המבוך בחדר שקט עם תאורה עילית בהירה רמזים מרחביים זמינים לניווט (דלתות, ארונות, וכו &#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר של פוקוס אוטומטי, מצלמת עדשה רחבת זווית (11.3 ס&quot;מ x 3.99 ס&quot;מ) או מצלמה מתאימה אחרת ישירות מעל המבוך. הייה בטוח כי שדה הראייה מעדכון הווידאו מקיף את המבוך כולו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקמו את המחשב כיסא משקיף לפחות 1 מ &#39;מן המבוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סמן את הרגליים של המבוך על הרצפה עם סמן או קלטת קבע. זה מאפשר תיקון של כל תנועה דקה של המבוך במהלך הניסויים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אקראי להקצות אחד החורים כמו &quot;1&quot; ומספר החורים האחרים ברצף עד &quot;10&quot;. עם סמן קבע, לכתוב מספרים בצד של החלק החיצוניהמבוך כדי להקל על העיון. ודא כי המספרים אינם גלויים חי בתוך המבוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אקראי להקצות חורי מטרה לנושאים באמצעות מחולל מספרים אקראי. </li></ol> 2. ניסויים הדרכה יש זוחלי טמפרטורת גוף העדיפה שניתן להשיג מהספרות: הערה. אם בעלי החיים הופכים איטיים שוב מבחני אימונים מרובים, המבוך יכול להיות מגניב מדי וזה עלול להשפיע על התנהגות. מפזר חום קטן או קלטת חום על החלק התחתון של המבוך יכול להגדיל כראוי טמפרטורת פני מבוך, האינדיקציה התרמית הטובה ביותר של טמפרטורת גוף, כדי לשמור על טמפרטורת גוף אופטימלית וביצועים התנהגותיות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם נושאים הם שוכנו מחוץ לחדר הבדיקה, להביא חיות במארזי ביתם לחדר לפחות 30 דקות לפני הבדיקה. הקפד לספק חום במארזי בית (למשל, מנורות חימום, קלטת חום) על מנת לשמור על טמפרטורת גוף לפני הבדיקה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תוכנת מעקב פתח יישום מצלם עבור הזנת וידאו. תוכנת המעקב המותאם אישית נכתבה עבור Matlab ואת ארגז כלי עיבוד תמונה; תוכנת מעקב אחר זמין מסחרית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעריך את שדה הראייה מעדכון הווידאו. אם במבוך אינו שדה הראייה, לבדוק כי המבוך הוא בתוך סימנים על הרצפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את גליון העבודה המכיל מידע לגבי מועד, להתחיל / סיום של ניסויים אימון, זיהוי הנושא, חור מוגדר ליעד, מספר ניסויים הכשרה לרוץ, הערות, וראשי התיבות של הצופה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבעו סדר אקראי שבו נבדקים ייבחנו. הנבדקים באופן שיטתי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הנושא הראשון מהכלוב הביתה שלה ומניח בעדינות את הנושא באמצע המבוך. מניח גיגית פלסטיק על החיה; כך מונע הטית אורינטציה מחוסרת הכרה על ידי החוקר. אפשר 30 שניות להסתגל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר בכלוב בבית של החיה תחת המבוך, ישירות מתחת כמומטרת חור חתום, על ידי זזה העליונה של המתחם לתוך mounts יתד. הייה בטוח כי הסלע מתחמם בכלוב הביתה ישירות תחת החור, אשר ישמש מוט כאשר החיה יורדת לתוך החור. בשלב זה, שימוש רמזים תרמיים או כימיים של המתחם הביתה לשימוש בניווט אינו רלוונטי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבוכים מכרסמים להשתמש מתחם נקי כבריחה של הנושא. עם זאת, לעודד כניסה לתוך החור במהלך אימון ניסויים על ידי הרכבת מתחם הבית של החיה תחת המבוך. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוצא בעדינות את גיגית הפלסטיק מהחלק העליון של המבוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחלת הקלטה של ​​משפט אימונים עם יישום מצלמת האינטרנט. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר הנושא לחקור את המבוך במשך 10 דקות. אם משהו יעלה טיפוסי, סמן זאת בגיליון העבודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הנושא נופל או בורח השולחן, בעדינות להחזיר את הנושא לאמצע המבוך. משך עיתוי הקלטה שאם בעל החיים מן המבוך למשך 30 שניות או פחות.אם הנושא הוא מן המבוך במשך יותר מ -30 שניות, לנטוש את הניסוי. העתק מידע זה בסעיף ההערות של חוברת העבודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הנושא יורד לתוך חור המטרה ללא עזרה, לשקול את המשפט מעל באותה התקופה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הנושא לא יורד לתוך חור המטרה, לשקול את המשפט על לאחר 10 דקות חלפו. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הנושא לא יורד לתוך חור השער בדקת 10 דקה &#39;, ביד בעדינות להנחות את החיה, עם הראש קדימה, לתוך חור המטרה המתאים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עצור וידאו ותוכנות מעקב. שמור קטעי וידאו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר הנושא לנוח לפחות 2 דקות במתחם הבית שלה תוך המתחם עדיין מעוגן תחת המבוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מגבות בקבוק ונייר ספריי, לנקות את החלק העליון של המבוך בתערובת סבון מדולל של 1:10 סבון למים. במידה ותעשה זאת מונע את השימוש של לאותות כימיים בעת ניווט במבוך. מינים אחדים, במיוחד אלה העושים שימוש כבד של מידע chemosensory, necessitate שטיפה נוספת של המבוך עם מים חמים כדי לחסל את כל רמזי הריח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המתחם מתחת במבוך או לחזור על משפט אימונים עם אותו אדם או אדם חדש. כל נושא ניתן להריץ עד 5 ניסויים אימון ליום, עם 30 מרווח דקות בין הניסויים של הפרט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על הליך זה עד הנושא יורד לתוך חור מטרתה העצמאי ב -3 מחקרי אימונים שונים, המציין כי למידה על מיקום המטרה התרחשה. שלושת הניסויים אימון לא צריך להיות רצופים. אם הנושא מגיע הקריטריון הזה, הנושא עובר במשפט הבדיקה על מנת להעריך זיכרון המרחבי. </li></ol> 3. ניסויים Probe הערה: ברגע הנושא מגיע קריטריון, הנושא למד כיצד לנווט אל המטרה. עם זאת, בשלב זה, עדיין לא ברור אם הנושא הוא ניווט משתמש באסטרטגיה מרחבית או איזו אסטרטגית ניווט אחרת. בדיקת בדיקהבדיקה של לכך וצריכה להתבצע מחרתיים הנושא מגיע קריטריון במשפטי האימון. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את המבוך 180 °, והבטיח כי הרגליים של המבוך הן בתוך הסימנים על הרצפה. סיבוב של המבוך מאפשר רמזים מקומית ישירות לזהות את המטרה להיות בקונפליקט ישיר עם רמזים מרחביים יציבים יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 2.1 - 2.5.2, השמטת צעד 2.3 של הרכבת מתחם הבית של הנושא תחת המבוך. במידה ותעשה זאת מונעת את השימוש של רמזי חוש ריח או אחרים נובעות המתחמות הביתה במהלך חיפושי מבוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך ניסויי בדיקה, נושאים חופשיים לחקור את המבוך של 10 דקות המלאות להעריך התנהגות גישוש. לאחר 10 דקות, לעצור תוכנות וידאו ומעקב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הנושא מן המבוך ולהחזיר אותו בכלוב בבית שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את החלק העליון של המבוך בתערובת הסבון המדולל. </li></ol> 4. אמצעים התנהגותיים הערה: לקבלת Tria אימוןls, כולל אמצעים התנהגותיים כגון חביון להגיע חור המטרה, מספר טעויות שנעשו (חקירת חור nongoal; החוטם של החיה חייב להיות בתוך 1 סנטימטר של החור), ואת חלקם של זמן מושקע ברבע הנכון של מבוך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור ניסויי אימון, לקבוע אסטרטגית חיפוש. אסטרטגיה ישירה מוגדרת יורד לתוך חור המטרה עם פחות מ 3 שגיאות. אסטרטגיה סידורית היא בחינה של 3 או יותר חורי מבוך ברציפות לאורך ההיקף של המבוך. אסטרטגיה אקראית היא בדיקה בלתי סדרתי של חורי מבוך עם 3 או יותר טעויות. הערה: לקבלת ניסויים חלליים, אמצעים התנהגותיים כוללים חביון להגיע לחור הנכון מרחבית, מספר טעויות שנעשו לפני חוקר את החור הנכון מרחבית, ואת חלקם של זמן המושקע ברבע הנכון מרחבית של המבוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת הערכה מחמירה יותר של בחירה הלא אקראית של חור המטרה הנכון מרחבית, להעסיק דגימה ללא החלפה בעת חישובשיעור סיכוי. </li></ol>

<ol>
	<li>Adriano, F., Caltagirone, C., Spalletta, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+volume+reduction+in+first-episode+and+chronic+schizophrenia:+A+review+and+meta-analysis.">Hippocampal volume reduction in first-episode and chronic schizophrenia: A review and meta-analysis.</a> Neuroscientist. 18, 180-200 (2012).</li><li>Karl, A., Schaefer, M., Malta, L. S., Dorfel, D., Rohleder, N., Werner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+meta-analysis+of+structural+brain+abnormalities+in+PTSD.">A meta-analysis of structural brain abnormalities in PTSD.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 30, 1004-1031 (2006).</li><li>Shi, F., Liu, B., Zhou, Y., Yu, C., Jiang, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+volume+and+asymmetry+in+mild+cognitive+impairment+and+Alzheimer's+disease:+Meta-analyses+of+MRI+studies.">Hippocampal volume and asymmetry in mild cognitive impairment and Alzheimer's disease: Meta-analyses of MRI studies.</a> Hippocampus. 19, 1055-1064 (2009).</li><li>Videbech, P., Ravnkilde, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+volume+and+depression:+A+meta-analysis+of+MRI+studies.">Hippocampal volume and depression: A meta-analysis of MRI studies.</a> Am. J. Psychiatry. 161, 1957-1966 (2004).</li><li>Sharma, S., Rakoczy, S., Brown-Borg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+spatial+memory+in+mice.">Assessment of spatial memory in mice.</a> Life Sci. 87, 521-536 (2010).</li><li>Vorhees, C. V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+spatial+learning+and+memory+in+rodents.">Assessing spatial learning and memory in rodents.</a> ILAR J. 55, 310-332 (2014).</li><li>Jenssen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+awareness+by+the+lizard+Anolis+Cristatellus:+Why+should+a+non-ranging+species+demonstrate+homing+behavior.">Spatial awareness by the lizard Anolis Cristatellus: Why should a non-ranging species demonstrate homing behavior.</a> Herpetologica. 58, 364-371 (2002).</li><li>Pittman, S. E., Hart, K. M., Cherkiss, M. S., Snow, R. W., Fujisaki, I., Smith, B. J., Mazzotti, F. J., Dorcas, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homing+of+invasive+Burmese+pythons+in+South+Florida:+evidence+for+map+and+compass+senses+in+snakes.">Homing of invasive Burmese pythons in South Florida: evidence for map and compass senses in snakes.</a> Biol. Lett. 10, (2014).</li><li>Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+reversal+learning+in+congeneric+lizards+with+different+foraging+strategies.">Spatial and reversal learning in congeneric lizards with different foraging strategies.</a> Anim. Behav. 57, 393-407 (1999).</li><li>Day, L. B., Crews, C., Wilczynski, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+medial+and+dorsal+cortex+lesions+on+spatial+memory+in+lizards.">Effects of medial and dorsal cortex lesions on spatial memory in lizards.</a> Behav. Brain Res. 118, 27-42 (2001).</li><li>Holtzman, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+Slither+to+Hither:+Orientation+and+Spatial+Learning+in+Snakes.">From Slither to Hither: Orientation and Spatial Learning in Snakes.</a> Integr. Biol. 1, 81-89 (1998).</li><li>Holtzman, D. A., Harris, T. W., Aranguren, G., Bostock, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+learning+of+an+escape+task+by+young+corn+snakes,+Elaphe+guttata+guttata.">Spatial learning of an escape task by young corn snakes, Elaphe guttata guttata.</a> Anim. Behav. 57, 51-60 (1999).</li><li>LaDage, L. D., Roth, T. C., Cerjanic, A. M., Sinervo, B., Pravosudov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+memory:+are+lizards+really+deficient.">Spatial memory: are lizards really deficient.</a> Biol. Lett. 8, 939-941 (2012).</li><li>Nobel, D. W. A., Carazo, P., Whiting, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+outdoors:+male+lizards+show+flexible+spatial+learning+under+semi-natural+conditions.">Learning outdoors: male lizards show flexible spatial learning under semi-natural conditions.</a> Biol. Lett. 8, 946-948 (2012).</li><li>Fo&#224;, A., Basaglia, F., Beltrami, G., Carnacina, M., Moretto, E., Bertolucci, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orientation+of+lizards+in+a+Morris+water-maze:+roles+of+the+sun+compass+and+the+parietal+eye.">Orientation of lizards in a Morris water-maze: roles of the sun compass and the parietal eye.</a> J. Exp. Biol. 212, 2918-2924 (2009).</li><li>L&#243;pez, J. C., Vargas, J. P., G&#243;mez, Y., Salas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+non-spatial+learning+in+turtles:+the+role+of+medial+cortex.">Spatial and non-spatial learning in turtles: the role of medial cortex.</a> Behav. Brain Res. 143, 109-120 (2003).</li><li>Petrillo, M., Ritter, C. A., Powers, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+role+for+acetylcholine+in+spatial+memory+in+turtles.">A role for acetylcholine in spatial memory in turtles.</a> Physiol. Behav. 56, 135-141 (1994).</li><li>Zani, P. A., Jones, T. D., Neuhaus, R. A., Milgrom, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+refuge+distance+on+escape+behavior+of+side-blotched+lizards+(Uta+stansburiana).">Effect of refuge distance on escape behavior of side-blotched lizards (Uta stansburiana).</a> Can. J. Zool. 87, 407-414 (2009).</li><li>Mason, R. T., Gans, C., Crews, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reptilian+Pheromone.">Reptilian Pheromone.</a> Hormones, Brain, and Behavior: Biology of the Reptilia. , 114-228 (1992).</li><li>Crawley, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+phenotypes+of+inbred+mouse+strains:+implications+and+recommendations+for+molecular+studies.">Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies.</a> Psychopharmacology. 132, 107-124 (1997).</li><li>Schellinck, H. M., Cyr, D. P., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+Many+Ways+Can+Mouse+Behavioral+Experiments+Go+Wrong?+Confounding+Variables+in+Mouse+Models+of+Neurodegenerative+Diseases+and+How+to+Control+Them.">How Many Ways Can Mouse Behavioral Experiments Go Wrong? Confounding Variables in Mouse Models of Neurodegenerative Diseases and How to Control Them.</a> Adv. Stud. Behav. 41, 255-366 (2010).</li><li>O'Leary, T. P., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+apparatus+design+and+test+procedure+on+learning+and+memory+performance+of+C57BL/6J+mice+on+the+Barnes+maze.">The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze.</a> J. Neurosci. Methods. 203, 315-324 (2012).</li><li>O'Leary, T. P., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+apparatus+design+and+behavioral+measures+for+the+assessment+of+visuo-spatial+learning+and+memory+of+mice+on+the+Barnes+maze.">Optimization of apparatus design and behavioral measures for the assessment of visuo-spatial learning and memory of mice on the Barnes maze.</a> Learn. Mem. 20, 85-96 (2013).</li><li>Patil, S. S., Sunyer, B., H&#246;ger, H., Lubec, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+spatial+memory+of+C57BL/6J+and+CD1+mice+in+the+Barnes+maze,+the+Multiple+T-maze+and+in+the+Morris+water+maze.">Evaluation of spatial memory of C57BL/6J and CD1 mice in the Barnes maze, the Multiple T-maze and in the Morris water maze.</a> Behav. Brain. Res. 198, 58-68 (2009).</li><li>Roth, T. C., Krochmal, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+age-specific+learning+and+experience+for+turtles+navigating+a+changing+landscape.">The role of age-specific learning and experience for turtles navigating a changing landscape.</a> Curr. Biol. 25, 333-337 (2015).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

כאשר בודקים באופן ניסיוני עבור למידה מרחבית וזיכרון, יש כמה בעיות מושגית חשובות שטופל בחלק השלבים העיקריים בפרוטוקול. ראשית, נושאים חייבים להוכיח כי הם לומדים את המיקום של חור המטרה במהלך ניסויי האימון. השגת הקריטריון שנקבע מראש מוכיחה כי למידה על מיקום מטרת החור התרחשה. אם הנבדקים לא ללמוד את המיקום של החור המטרה, אין דרך אפשרית מכן כדי לקבוע אסטרטגיה ניווט. אם בעלי חיים אל להגיע קריטריון, במשפט הבדיקה חשוב לקביעה אשר רמזים מקבלים עדיפים במהלך ניווט על המבוך. במהלך משפט הבדיקה, רמזים מקומיים מרחבית נמצאים בסכסוך שכופה נושא לתעדף את השימוש רק אחד קיו לניווט. לכן, במשפט הבדיקה חשוב להערכה איזה סוג של אות היא כלולה בהחזרה עדיפה במהלך ניווט במבוך. בגלל התמקדות רמזים מרחביים לעומת מקומיים,חשוב לחסל רמזים פוטנציאליים אחרים שיכולים לשמש עבור ניווט; רמזים אלה יכולים להיות לבלבל פוטנציאל במחקר. בשנת זוחלים קַשׂקַשִׂי בפרט, רמזי חוש ריח לשחק תפקיד מרכזי בבחירת בן זוג, הימנעות טורפים, ומיקום של פריטי מזון 19. כתוצאה מכך, ביטול רמזי חוש ריח בין הניסויים חשוב למנוע הבא של רמזי חוש ריח תוך במבוך. למרות בפרוטוקול זה עבד היטב עם לטאות צד מוכתם זכר בוגר 13, שינויים במבוך הפרוטוקול סבירים צריכים להתרחש כאשר בודקים למידה מרחבית וזיכרון לטאות צעירות או מינים שונים (LaDage, נתונים שלא פורסמו). למשל, לטאות לנוער (כלומר מתחת לגיל 9 חודשים לטאות מוכתמים בצד), מינים לקפוץ, או מינים של עץ עשויים נוטים לברוח מן המבוך, כמעט ללא התייחסות ממוצא לתוך חורי המטרה. במקרים מסוימים, חומה סביב המבוך או מבוך סגור עשויה לסייע CIRcumventing בעיה זו, כל עוד רמזים מרחביים עדיין גלוי מפני השטח של המבוך. כמו כן, הרלוונטיות האקולוגית של המשימה חייבת להילקח בחשבון בעת ​​שינוי כל סוג של מבוך. לטאות מוכתמות לוואי, אשר לברוח לתוך סדקים בסלעים לתוך חורים קטנים באדמה, ביצועים טובים על מבוך בארנס. עם זאת, מינים הנוטים להישאר ללא תנועה לא פועל כהלכה על עצמו את המשימה מבוך בארנס אלא חשופים מניע (למשל, ניסיון טריפה מדומה) כדי לגרום חקר מבוך. בדומה לכך, שינויים אחרים יכולים להיעשות כדי לשפר את הביצועים על עצם את המשימה כולל המכוונת במבוך אנכית עבור מינים ירוקים, הגדלת הקוטר של החורים עבור מינים גדולים, ושימוש מסתיר במקום חורים עבור מינים שאינם יורדים לתוך חורים. מחקרים קודמים הראו כי שינוי תכונות מבוך יכול ליצור וריאציה בביצועים 20-24; וכך, בעת ביצוע שינויים במבוך בארנס, הבדלים טבעיים שלוטורים והתנהגות של המינים של עניין חייבים להילקח בחשבון. בעוד פרוטוקול זה עבד טוב מספיק עבור חיטוט למידה מרחבית וזיכרון לטאות מוכתם בצד, היו מספר מגבלות וקשיים בביצוע הפרוטוקול. בראש ובראשונה, לטאות מוכתמות בצד חייבו מספר רב של ניסויי אימון להגיע קריטריון, סביר כי לא היה מניע הציג שיעודד חיפושים ולברוח מן המבוך. בגלל זה, הפרוטוקול כפי שנכתב הוא די זמן עתיר, במיוחד בהשוואת הביצועים של מכרסמים במהלך ניסויים הכשרה. היכרות עם גירויים מרתיעים כדי להגביר את המוטיבציה לברוח במבוך עשוי לעקוף את הבעיה ולצמצם את מספר ניסויי אימונים דרושים כדי להגיע קריטריון. בנוסף, בגלל מיעוט המחקרים בודקים באופן ניסיוני עבור בזיכרון מרחבי הלמידה זוחלת, פרוטוקול זה ושינוי המבוך עשוי להיות לא מתאימים או applicable לכל המינים. שינויים כגון אלה שהוצעו לעיל עשויים לעזור בעיצוב מבוך ואת הפרוטוקול מתאים עבור המינים של עניין. הפרוטוקול המתואר כאן מאפשר בדיקה ניסיונית של למידה מרחבית וזיכרון לטאה קטנה. בעוד התמצאות ניווט זוחלים הוכחו בתחום 7,8,25, מעט מאוד ידוע על איזה רמזים משמשים עדיף במהלך ניווט. המחקרים המעטים בדיקות ניסיוניות עבור ותעדוף קיו במהלך הניווט ב זוחלים השתמשו משתנים פרדיגמות ומינים הנוטים למנוע הכללה על למידה מרחבית וזיכרון פני קבוצה הטקסונומית זה. עם זאת, סטנדרטיזציה של מנגנון בדיקה ופרוטוקול, לפחות בכל מין, בין מחקרים, יסייע חיטוט להכללות בלמידה מרחבית וזיכרון. ברגע הבסיס הזה כבר נקבע, אחרים, יישומים מפורטים יותר של הפרוטוקול יהיו מתאימים. לקבלת instancדואר, מציג רמזים מקומיים ברורים יותר או להקטין את האמינות של רמזים מרחביים במהלך אימון עשוי לגרום תלות גדולה יותר על ניצול רמזים מקומיים לניווט בתוך המבוך. כמו כן, המינים עשויים לתעדף רמזים שונים, ובכך להעריך נקבות על משימה זו עשויות גם להאיר הבדלי intersexual מעניינים ותעדוף קיו. שינויים כגון אלה עשויים לחשוף כיצד בולטים והיציבות של שני רמזים מרחביים ומקומיים מסוגלים להשפיע ותעדוף קיו בזיכרון זוכר שלאחר מכן ושימוש רמזים אלה במהלך ניווט.

רבים מחלות ניווניות כגון אלצהיימר הנוכחי עם ירידה הדרגתית ביכולת הקוגניטיבית, בדרך כלל בד בבד עם השפלה של המוח 1-4. כדי לבדוק את ההשפעה של פגיעה מוחית ושפלה על תהליכים קוגניטיביים, מחקר קליני מנף את היתרונות של מינים מכרסמים דגם וסטנדרטיזציה של מנגנון בדיקה ופרוטוקול. בפרט, תהליכי למידה וזיכרון המרחביים הוערכו באמצעות כמה פרדיגמות סטנדרטיים כגון מבוך המים של מוריס, מבוך בארנס, מבוך זרוע הרדיאלית (לסקירה מקיפה של פרדיגמות אחרות ואלה, לראות 5,6). ההיסטוריה העשירה של פרדיגמות הלמידה והזיכרון המרחביים אלה הוכיחה די מוצלח, המאפשר לחוקרים להבין רבים של היבטים וניואנסים של היחסים בין הזיכרון האנושי, תפקוד המוח, ומחלות. בעוד הערכה של תהליכים קוגניטיביים נבדקה במחקר קליני להפסיקדואר קצת זמן, מחקר מכוון את היכולות הקוגניטיביות של מיני nonmodel הוא יחסית חדש. מדענים שחקרו את הקוגניציה במיני nonmodel הם בדרך כלל מתעניייינים הרלוונטי האקולוגית האבולוציונית של תהליכים קוגניטיביים, במיוחד בהקשר של להישרדות ולרבייה. כמה מחקרים לזוחלים הראו כי יכולות קוגניטיביות מתקדמות, לזכר מרחבית בפרט, עשויות בבסיס התנהגויות, במיוחד אלה הניווט וההתמצאות בדבר. עם זאת, בעוד מחקרים רבים הוכיחו כי זוחלים יכולים לכוון לאחר עקירת 7,8, התנהגות הארגון מחדש הבסיסית המנגנונים קוגניטיביים טרם התגרתה בנפרד. מסיבה זו, מספר מחקרים ניסו להעריך את החשיבות של למידה וזיכרון המרחביים באופן ניסיוני במהלך הניווט 9-17. המתודולוגיה במחקרים אלה הם מודל בעיקר לאחר פרדיגמות מכרסם ופרוטוקולים, לפעמים שונים לשימוש זוחל, אך מחקרים אלהנחלו הצלחה משתנה בהערכת הזיכרון המרחבי. מספר מחקרים הוכיחו את הלמידה והזיכרון המרחביים במינים מסוימים 11-17 בעוד מחקרים אחרים לא מצאו כל עדות של 9,10 כזה. לפיכך, התפקיד או קיומה של למידה מרחבית וזיכרון במהלך הניווט ב זוחל עדיין לא ברור. נושא אחד אשר עשוי להיות בעייתיים כאשר להערכת למידה מרחבית באופן ניסיוני וזיכרון הזוחל הוא רלוונטי האקולוגית של המשימה. זוחלים הם קבוצת טקסונומיות מיוחדת ובמתכוון מכרסמים, הוכחת וריאציה גדולה אקולוגיה, התנהגות, ופיזיולוגיה. הבדלים בהתנהגות בין זנים זוחלים כבר יכולים להשפיע הערכת היכולות מרחביות קוגניטיבית, במיוחד אם הפרדיגמה בשימוש לא לנצל את ההתנהגות טבעית. למשל, זן, כי בדרך כלל מבקש מקלט בנקיקים קטנים, יכול מרחביות ניתן להעריך בקלות באמצעות בארנס מבוך ואילו מבוך זה לא יכול להיות הבחירה הפרדיגמה האידיאליתבתוך מינים כי בדרך כלל נשאר ללא תנועה. בדומה לכך, רוב הזוחלים קַשׂקַשִׂי אינם מימיים ובכך מבוך המים של מוריס לא יכול להיות בחירה מתאימה לבדיקת למידה מרחבית וזיכרון (אך ראה 15); עם זאת, מבוך זה יכול להיות בחירה אידיאלית עבור בדיקת יכולות מרחביות ב צבים 16. לבסוף, הפיסיולוגיה של קבוצה זו חייבת להיות היוותה, כפי זוחלים הם אחזקת טמפרטורת ectothermic והנכונה, במיוחד של המצע, יש לקחת בחשבון במהלך הליך הבדיקה. הפרוטוקול והפרדיגמה המוצג כאן שמשו לחקור ללמידה מרחבית וזיכרון לטאות מבוגרות מוכתם בצד (תוטה stansburiana) 13, לטאה קטנה כי בדרך כלל בורחת מפני טורפים לתוך סדקים קטנים בסלעים 18. לדעת היבט זה של ההיסטוריה הטבעית וההתנהגות של מינים, השתמשנו שינוי של המבוך בארנס המסורתית לבדוק את הלמידה והזיכרון המרחביים. אני המבוך בארנסsa במבוך היבשתי ובדרך כלל משמש לבדיקת קוגניציה מרחבית במודלים של מכרסמים. שינינו המבוך שלנו בכמה דרכים מן המבוך המכרסם, בעיצוב והן פרוטוקול (כמתואר להלן). המבוך שלנו כלל פלטפורמה עגולה עם 10 חורים במרחק שווים זה מזה לאורך ההיקף של הפלטפורמה (איור 1). הפרוטוקול המתואר כאן כרוך נושא המשתתף בניסויי אימונים ללמוד את המיקום של חור מטרה, אם כן, פעם אחת את הנושא לומד את המיקום של חור המטרה, במשפט בדיקה משמש כדי לבדוק את שימוש בזיכרון המרחבי במהלך ניווט אל המטרה.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="851">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Barnes maze</td>
			<td style="width:239px;">TSE Systems</td>
			<td style="width:176px;">302050-BM/M</td>
			<td style="width:183px;">Available from other vendors. Alternatively, a Barnes maze can be constructed from a standard, non-porous round table.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Heat tape</td>
			<td>Big Apple Pet Supply</td>
			<td></td>
			<td>May also use a small space heater situated on the floor under the maze.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pet keeper for small animals</td>
			<td>Petco</td>
			<td>1230204</td>
			<td>Housing enclosure that can be mounted under the maze.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nickel plated shelf support pegs</td>
			<td>Newegg</td>
			<td>241941</td>
			<td>Pegs attached to underside of maze. Secures enclosure to maze during trials.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">LifeCam Studio webcam</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>Q2F-00013</td>
			<td>Available from other vendors. Other brands of webcams may also be used.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Tracking software</td>
			<td style="width:239px;">Code custom written for Matlab 
			and the Image Toolbox</td>
			<td></td>
			<td>Video tracking software. Other tracking software such as VideoMot 2 from TSE Systems can be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing spatial learning and memory in small squamate reptiles

מחקר קליני מינף מגוון של פרדיגמות להעריך ירידה קוגניטיבית, מיקוד יכולות הלמידה והזיכרון המרחביים נפוץ. עם זאת, עניין התהליכים הקוגניטיביים של מיני nonmodel, בדרך כלל בתוך קשר אקולוגי, הפך גם תחום חדש של מחקר. בפרט, עניין תהליכים קוגניטיביים אצל הזוחלים גדל למרות מחקרים ניסויים על קוגניציה הזוחלים הם דלילים. המחקרים המעטים הזוחלים שבחנו באופן ניסיוני עבור למידה מרחבית וזיכרון השתמשו פרדיגמות מכרסם שונה לשימוש זוחל. עם זאת, היבטים חשובים מבחינה אקולוגית של הפיזיולוגיה וההתנהגות של הקבוצה הטקסונומית זה חייב להילקח בחשבון כאשר בודקים קוגניציה מבוסס מרחבית. כאן אנו מתארים שינויים של המבוך יבש הקרקע בארנס פרוטוקול בדיקות הקשורות שיכולים לשפר את הביצועים כאשר חיטוט ללמידה מרחבית ויכולת הזיכרון זוחלים קַשׂקַשִׂי קטן. הפרדיגמה תיאר ופרופרוצדורות שימשו בהצלחה עם לטאות זכר מוכתם בצד (אוטה stansburiana), הוכחת כי הלמידה והזיכרון המרחביים ניתן להעריכם הקבוצה הטקסונומית זה עם מנגנון ופרוטוקול רלוונטי מבחינה אקולוגית.

פרוטוקול זה מאפשר הערכה הניסויית של ניווט מבוסס מרחבית ב לטאות קטנות. מחקר קודם השתמש בהצלחה בפרוטוקול זה כדי לחקור לניווט מרחבי לטאות צד מוכתם זכר 13. בשנת שהלימוד בפרט, גברים אומנו כדי לנווט אל חור מטרה, וברגע הקריטריון הושג, התקדמו לתוך משפט חללי להעריך את הרמזים עדיפים כאשר מנווט חור מטרה. תוצאות הנציגים ממחקר זה, המוצגות כאן, מראות כי בעוד הלטאות עשו ללמוד את המיקום של המטרה, מספר ניסויי אימונים הדרושים כדי להגיע קריטריון עבור כל אדם היה די משתנה נע בין 17 - 81 ניסויים הכשרה (ממוצע: 48.29 ). בגלל המספר המשתנה של ניסויי אימון להגיע קריטריון פני אנשים, ניסויים חולקו אחוזונים והעמיד ממוצעים. במהלך indivi ניסויי אימון המרובהduals לקח פחות זמן כדי למצוא את חור המטרה, במיוחד בין הרביעון הראשון והרביעי של ניסויי הדרכה, מעיד כי נבדק ללמוד את המיקום של חור המטרה (p = 0.012, איור 2). במהלך הניסויים החלליים, המבוך היה לסובב ובכך רמזים מקומיים מרחבית סותרים. אנשים הלכו אל החור המטרה הנכונה מרחבית בקצב טוב יותר מסיכוי (p &lt;0.001, איור 3) ובילה רוב הזמן ברבע הנכון מרחבית של המבוך (p &lt;0.001), המציין כי רמזים מרחביים היו להיות סדר עדיפויות במהלך הניווט. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig1.jpg" /> איור 1. בארנס מבוך עיצוב לעסקים קטנים לטאות. מבוך בארנס (בקוטר של 106 ס&quot;מ), מוגבה 76.2 ס&quot;מ מהרצפה. עשרה חורים המטרה במרחק שווה ממוקמים לאורך ההיקף במרווח 26 ס&quot;מ זה מזה. חורים היעד הם 2.54 ס&quot;מ קוטר לאפשר SMA<html> לטאות ll לרדת לתוך הכלוב הביתה רכוב מתחת לשולחן. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55103/55103fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig2.jpg" /> ניסויי הדרכת איור 2.. חביון (ים) ± SEM כדי למצוא את החור המטרה במהלך ניסויים הכשרה (n = 7 נפשות רבעוניים). בגלל המספר המשתנה של ניסויי אימון להגיע קריטריון פני יחידים, משפטים היו מחולקים לבלוקים למידה ברביעון והעמידו ממוצעים. אנשים הפגינו ירידה חביון למצוא את החור המטרה, רוב ניכר בין הרביעון הראשון והרביעי של ניסויים הכשרה (p = 0.012), המציין כי אנשים למדו את המיקום של החור המטרה. מנתוני LaDage et al. 2012.ig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig3.jpg" /> איור 3. ניסויי Probe. מספר השגיאות לפני בחירת חור המטרה הנכונה מרחבית + SEM (n = 7). אנשי nonrandomly בוחרים חור המטרה הנכון מרחבית במהלך ניסויי בדיקה (p &lt;0.001), מה שמעיד על אסטרטגית מרחבית שמשה במהלך ניווט. השורה המקווקות מייצגת ביצועי סיכוי. מנתוני LaDage et al. 2012. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55103/55103fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles at JoVE.com

Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

This paper describes a modification of the Barnes maze, a standard rodent paradigm used to assess spatial memory and learning, for use in small squamate reptiles.

הערכת למידה וזיכרון המרחבי קטן קַשׂקַשִׂי זוחל

Clinical research has leveraged a variety of paradigms to assess cognitive decline, commonly targeting spatial learning and memory abilities. However, ...

assessing-spatial-learning-and-memory-in-small-squamate-reptiles

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

7.1K Views.  Penn State Altoona. This paper describes a modification of the Barnes maze, a standard rodent paradigm used to assess spatial memory and learning, for use in small squamate reptiles.

Video: Assessing Spatial Learning and Memory in Small Squamate Reptiles

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment through neuron-specific detection of food and chemical odors1, 2, and can associate nutritive states with chemical odors3, temperature4, and the pathogenicity of a food source5.
Here, we describe assays of C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. We modified an aversive olfactory learning paradigm6 to instead produce a positive response; the assay involves starving ~400 worms, then feeding the worms in the presence of the AWC neuron-sensed volatile chemoattractant butanone at a concentration that elicits a low chemotactic index (similar to Toroyama et al.7). A standard population chemotaxis assay1 tests the worms' attraction to the odorant immediately or minutes to hours after conditioning.
After conditioning, wild-type animals' chemotaxis to butanone increases ~0.6 Chemotaxis Index units, its "Learning Index". Associative learning is dependent on the presence of both food and butanone during training. Pairing food and butanone for a single conditioning period ("massed training") produces short-term associative memory that lasts ~2 hours. Multiple conditioning periods with rest periods between ("spaced training") yields long-term associative memory (&lt;40 hours), and is dependent on the cAMP Response Element Binding protein (CREB),6 a transcription factor required for long-term memory across species.8
Our protocol also includes image analysis methods for quick and accurate determination of chemotaxis indices. High-contrast images of animals on chemotaxis assay plates are captured and analyzed by worm counting software in MatLab. The software corrects for uneven background using a morphological tophat transformation.9 Otsu's method is then used to determine a threshold to separate worms from the background.10 Very small particles are removed automatically and larger non-worm regions (plate edges or agar punches) are removed by manual selection. The software then estimates the size of single worm by ignoring regions that are above a specified maximum size and taking the median size of the remaining regions. The number of worms is then estimated by dividing the total area identified as occupied by worms by the estimated size of a single worm.
We have found that learning and short- and long-term memory can be distinguished, and that these processes share similar key molecules with higher organisms.6,8 Our assays can quickly test novel candidate genes or molecules that affect learning and short- or long-term memory in C. elegans that are relevant across species.

C. elegans Positive Butanone Learning, Short-term, and Long-term Associative Memory Assays

Here we describe methods to test C. elegans associative learning and short- and long-term associative memory. These population assays employ the worms abilities to chemotax toward volatile odorants, and form positive associations upon pairing food with the chemoattractant butanone. Increasing the number of conditioning periods induces long-term memory.

סי אלגנס למידה חיובית Butanone, לטווח קצר, לטווח ארוך מבחני זיכרון אסוציאטיבי

The memory of experiences and learned information is critical for organisms to make choices that aid their survival. C. elegans navigates its environment ...

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of these diseases, including Alzheimer's, Parkinson's and Huntington's disease are characterized by age-dependent deterioration in learning and memory functions and movement coordination2. Here we use behavioral assays, including the negative geotaxis assay3 and the aversive phototaxic suppression assay (APS assay)4,5, to show that some of the behavior characteristics associated with human neurodegeneration can be recapitulated in flies. In the negative geotaxis assay, the natural tendency of flies to move against gravity when agitated is utilized to study genes or conditions that may hinder locomotor capacities. In the APS assay, the learning and memory functions are tested in positively-phototactic flies trained to associate light with aversive bitter taste and hence avoid this otherwise natural tendency to move toward light. Testing these trained flies 6 hours post-training is used to assess memory functions. Using these assays, the contribution of any genetic or environmental factors toward developing neurodegeneration can be easily studied in flies.

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Behavior assays for measuring locomotor functions, learning, and memory abilities in Drosophila.

Assaying של תנועה, למידה, וזיכרון גירעונות תסיסנית מודלים של ניוון מוחיים

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of ...

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including acquisition of spatial memoryand long-term spatial memory 1. The MWM is a relatively simple procedure typically consisting of six day trials, the main advantage being the differentiation between the spatial (hidden-platform) and non-spatial (visible platform) conditions 2-4. In addition, the MWM testing environment reduces odor trail interference 5. This has led the task to be used extensively in the study of the neurobiology and neuropharmacology of spatial learning and memory. The MWM plays an important role in the validation of rodent models for neurocognitive disorders such as Alzheimer&#x2019;s Disease 6, 7. In this protocol we discussed the typical procedure of MWM for testing learning and memory and data analysis commonly used in Alzheimer&#x2019;s disease transgenic model mice.

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice

The Morris Water Maze is a behavioral task to test hippocampal-dependent learning and memory. It has been widely used in the study of neurobiology, neuropharmacology and neurocognitive disorders in rodent models.

מוריס מבוך המים מבחן גירעונות למידה וזיכרון במודל של מחלת אלצהיימר עכברים

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted virtual 3D environments, track a participants' behavioral performance within the virtual environment and synchronize with external devices for physiological and neuroimaging measures, including electroencephalogram and eye tracking.
Functional near-infrared spectroscopy (fNIR) is an optical brain imaging technique that enables continuous, noninvasive, and portable monitoring of changes in cerebral blood oxygenation related to human brain functions2-7. Over the last decade fNIR is used to effectively monitor cognitive tasks such as attention, working memory and problem solving7-11. fNIR can be implemented in the form of a wearable and minimally intrusive device; it has the capacity to monitor brain activity in ecologically valid environments. 
Cognitive functions assessed through task performance involve patterns of brain activation of the prefrontal cortex (PFC) that vary from the initial novel task performance, after practice and during retention12. Using positron emission tomography (PET), Van Horn and colleagues found that regional cerebral blood flow was activated in the right frontal lobe during the encoding (i.e., initial na&iuml;ve performance) of spatial navigation of virtual mazes while there was little to no activation of the frontal regions after practice and during retention tests. Furthermore, the effects of contextual interference, a learning phenomenon related to organization of practice, are evident when individuals acquire multiple tasks under different practice schedules13,14. High contextual interference (random practice schedule) is created when the tasks to be learned are presented in a non-sequential, unpredictable order. Low contextual interference (blocked practice schedule) is created when the tasks to be learned are presented in a predictable order.
Our goal here is twofold: first to illustrate the experimental protocol design process and the use of MazeSuite, and second, to demonstrate the setup and deployment of the fNIR brain activity monitoring system using Cognitive Optical Brain Imaging (COBI) Studio software15. To illustrate our goals, a subsample from a study is reported to show the use of both MazeSuite and COBI Studio in a single experiment. The study involves the assessment of cognitive activity of the PFC during the acquisition and learning of computer maze tasks for blocked and random orders. Two right-handed adults (one male, one female) performed 315 acquisition, 30 retention and 20 transfer trials across four days. Design, implementation, data acquisition and analysis phases of the study were explained with the intention to provide a guideline for future studies.

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments. Functional near-infrared spectroscopy (fNIR) is an optical brain imaging technique that enables noninvasive and portable monitoring of cerebral blood oxygenation changes. This paper summarizes collective use of MazeSuite and fNIR within a cognitive processing learning paradigm.

שימוש MazeSuite והתפקודי ליד ספקטרוסקופית אינפרא אדום כדי ללמוד למידה מרחבית ניווט

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also propagation of suprathreshold spiking activity involves populations of neurons. Empirical studies addressing cortical function directly thus require recordings from populations of neurons with high resolution. Here we describe an optical method and a deconvolution algorithm to record neural activity from up to 100 neurons with single-cell and single-spike resolution. This method relies on detection of the transient increases in intracellular somatic calcium concentration associated with suprathreshold electrical spikes (action potentials) in cortical neurons. High temporal resolution of the optical recordings is achieved by a fast random-access scanning technique using acousto-optical deflectors (AODs)1. Two-photon excitation of the calcium-sensitive dye results in high spatial resolution in opaque brain tissue2. Reconstruction of spikes from the fluorescence calcium recordings is achieved by a maximum-likelihood method. Simultaneous electrophysiological and optical recordings indicate that our method reliably detects spikes (&gt;97% spike detection efficiency), has a low rate of false positive spike detection (&lt; 0.003 spikes/sec), and a high temporal precision (about 3 msec) 3. This optical method of spike detection can be used to record neural activity in vitro and in anesthetized animals in vivo3,4.

Understanding the function of the vertebrate central nervous system requires recordings from many neurons because cortical function arises on the level of populations of neurons. Here we describe an optical method to record suprathreshold neural activity with single-cell and single-spike resolution, dithered random-access scanning. This method records somatic fluorescence calcium signals from up to 100 neurons with high temporal resolution. A maximum-likelihood algorithm deconvolves the underlying suprathreshold neural activity from the somatic fluorescence calcium signals. This method reliably detects spikes with high detection efficiency and a low rate of false positives and can be used to study neural populations in vitro and in vivo.

הקלטה אופטית של פעילות עצבית suprathreshold עם רזולוצית תא בודד ויחיד ספייק

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

Hippocampal Insulin Microinjection and In vivo Microdialysis During Spatial Memory Testing

Glucose metabolism is a useful marker for local neural activity, forming the basis of methods such as 2-deoxyglucose and functional magnetic resonance imaging. However, use of such methods in animal models requires anesthesia and hence both alters the brain state and prevents behavioral measures. An alternative method is the use of in vivo microdialysis to take continuous measurement of brain extracellular fluid concentrations of glucose, lactate, and related metabolites in awake, unrestrained animals. This technique is especially useful when combined with tasks designed to rely on specific brain regions and/or acute pharmacological manipulation; for example, hippocampal measurements during a spatial working memory task (spontaneous alternation) show a dip in extracellular glucose and rise in lactate that are suggestive of enhanced glycolysis1-3,4-5, and intrahippocampal insulin administration both improves memory and increases hippocampal glycolysis6. Substances such as insulin can be delivered to the hippocampus via the same microdialysis probe used to measure metabolites. The use of spontaneous alternation as a measure of hippocampal function is designed to avoid any confound from stressful motivators (e.g. footshock), restraint, or rewards (e.g. food), all of which can alter both task performance and metabolism; this task also provides a measure of motor activity that permits control for nonspecific effects of treatment. Combined, these methods permit direct measurement of the neurochemical and metabolic variables regulating behavior.

Hippocampal Insulin Microinjection and In vivo Microdialysis During Spatial Memory Testing

Modulation of hippocampally-dependent spatial working memory by direct intrahippocampal microinjection, accompanied and followed by in vivo microdialysis for metabolites in conscious, behaving animals.

Microinjection האינסולין היפוקמפוס ו<em&gt; בחי</em&gt; Microdialysis במהלך בדיקת זיכרון המרחבי

Glucose metabolism is a useful marker for local neural activity, forming the basis of methods such as 2-deoxyglucose and functional magnetic resonance ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution has been a long sought tool for neuroscientists in the systems-level search for the neural circuitry governing complex behavioral states. Optogenetics is a cutting-edge tool that is revolutionizing the field of neuroscience and represents one of the first systematic approaches to enable causal testing regarding the relation between neural signaling events and behavior. By combining optical and genetic approaches, neural signaling can be bi-directionally controlled through expression of light-sensitive ion channels (opsins) in mammalian cells. The current protocol describes delivery of specific wavelengths of light to opsin-expressing cells in deep brain structures of awake, freely-moving rodents for neural circuit modulation. Theoretical principles of light transmission as an experimental consideration are discussed in the context of performing in vivo optogenetic stimulation. The protocol details the design and construction of both simple and complex laser configurations and describes tethering strategies to permit simultaneous stimulation of multiple animals for high-throughput behavioral testing.

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

Optogenetics has become a powerful tool for use in behavioral neuroscience experiments. This protocol offers a step-by-step guide to the design and set-up of laser systems, and provides a full protocol for carrying out multiple and simultaneous in vivo optogenetic stimulations compatible with most rodent behavioral testing paradigms.

בoptogenetic גירוי vivo של מערכת העצבים המרכזית מכרסם

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

A Lateralized Odor Learning Model in Neonatal Rats for Dissecting Neural Circuitry Underpinning Memory Formation

Rat pups during a critical postnatal period (&#8804; 10 days) readily form a preference for an odor that is associated with stimuli mimicking maternal care. Such a preference memory can last from hours, to days, even life-long, depending on training parameters. Early odor preference learning provides us with a model in which the critical changes for a natural form of learning occur in the olfactory circuitry. An additional feature that makes it a powerful tool for the analysis of memory processes is that early odor preference learning can be lateralized via single naris occlusion within the critical period. This is due to the lack of mature anterior commissural connections of the olfactory hemispheres at this early age. This work outlines behavioral protocols for lateralized odor learning using nose plugs. Acute, reversible naris occlusion minimizes tissue and neuronal damages associated with long-term occlusion and more aggressive methods such as cauterization. The lateralized odor learning model permits within-animal comparison, therefore greatly reducing variance compared to between-animal designs. This method has been used successfully to probe the circuit changes in the olfactory system produced by training. Future directions include exploring molecular underpinnings of odor memory using this lateralized learning model; and correlating physiological change with memory strength and durations.

This protocol introduces lateralized early odor preference learning in rats using acute single naris occlusion. Lateralized learning permits the examination of behavioral outcomes and underpinning biological mechanisms within the same animals, reducing variance induced by between-animal designs. This protocol can be used to investigate molecular mechanisms underpinning early odor learning.

מודל הלמידה Lateralized ריח חולדות ילודים לביתור גיבוש עצבי מעגל בבסיס זיכרון

Rat pups during a critical postnatal period (&#8804; 10 days) readily form a preference for an odor that is associated with stimuli mimicking maternal ...

Immunohistochemical Visualization of Hippocampal Neuron Activity After Spatial Learning in a Mouse Model of Neurodevelopmental Disorders

Induction of phosphorylated extracellular-regulated kinase (pERK) is a reliable molecular readout of learning-dependent neuronal activation. Here, we describe a pERK immunohistochemistry protocol to study the profile of hippocampal neuron activation following exposure to a spatial learning task in a mouse model characterized by cognitive deficits of neurodevelopmental origin. Specifically, we used pERK immunostaining to study neuronal activation following Morris water maze (MWM, a classical hippocampal-dependent learning task) in Engrailed-2 knockout (En2-/-) mice, a model of autism spectrum disorders (ASD). As compared to wild-type (WT) controls, En2-/- mice showed significant spatial learning deficits in the MWM. After MWM, significant differences in the number of pERK-positive neurons were detected in specific hippocampal subfields of En2-/- mice, as compared to WT animals. Thus, our protocol can robustly detect differences in pERK-positive neurons associated to hippocampal-dependent learning impairment in a mouse model of ASD. More generally, our protocol can be applied to investigate the profile of hippocampal neuron activation in both genetic or pharmacological mouse models characterized by cognitive deficits.

We describe an immunohistochemistry protocol to study the profile of hippocampal neuron activation following exposure to a spatial learning task in a mouse model characterized by cognitive deficits of neurodevelopmental origin. This protocol can be applied to both genetic or pharmacological mouse models characterized by cognitive deficits.

ויזואליזציה immunohistochemical של היפוקמפוס Neuron פעילות לאחר מרחבי למידה במודל עכבר של הפרעות נוירו-התפתחותי

Induction of phosphorylated extracellular-regulated kinase (pERK) is a reliable molecular readout of learning-dependent neuronal activation. Here, we ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model organisms such as the fruit fly, Drosophila melanogaster. Drosophila is useful for understanding the basic neurobiology underlying cognitive deficits resulting from mutations in genes associated with human cognitive disorders, such as intellectual disability (ID) and autism. This work describes a methodology for testing learning and memory using a classic paradigm in Drosophila known as courtship conditioning. Male flies court females using a distinct pattern of easily recognizable behaviors. Premated females are not receptive to mating and will reject the male&#39;s copulation attempts. In response to this rejection, male flies reduce their courtship behavior. This learned reduction in courtship behavior is measured over time, serving as an indicator of learning and memory. The basic numerical output of this assay is the courtship index (CI), which is defined as the percentage of time that a male spends courting during a 10 min interval. The learning index (LI) is the relative reduction of CI in flies that have been exposed to a premated female compared to na&#239;ve flies with no previous social encounters. For the statistical comparison of LIs between genotypes, a randomization test with bootstrapping is used. To illustrate how the assay can be used to address the role of a gene relating to learning and memory, the pan-neuronal knockdown of Dihydroxyacetone phosphate acyltransferase (Dhap-at) was characterized here. The human ortholog of Dhap-at, glyceronephosphate O-acyltransferase (GNPT), is involved in rhizomelic chondrodysplasia punctata type 2, an autosomal-recessive syndrome characterized by severe ID. Using the courtship conditioning assay, it was determined that Dhap-at is required for long-term memory, but not for short-term memory. This result serves as a basis for further investigation of the underlying molecular mechanisms.

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

This protocol describes a Drosophila learning and memory assay called courtship conditioning. This classic assay is based on a reduction of male courtship behavior after sexual rejection by a non-receptive premated female. This natural form of behavioral plasticity can be used to test learning, short-term memory, and long-term memory.

תסיסנית חיזור התניה כמדד למידה וזיכרון

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...