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).

모든 절차는 펜 스테이트 대학 기관 동물 케어 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다 (IACUC - 프로토콜 ID : 43242) 모든 지역, 주 및 연방 규정을 준수. 1. 준비 <ol><li> 구매 목표 구멍이 적절하게 관심의 종 크기가됩니다 보장, 반스 미로를 구성하거나. 이 프로토콜의 경우, 일곱 성인 측면에 얼룩이 도마뱀 (우타의 stansburiana)를 사용합니다. 다른 종을 사용하여 연구를위한 적절한 샘플 크기를 결정합니다. <ol><li> 반스 미로를 구성하는 경우, 바닥에 떨어져 표준, 비 다공성 라운드 테이블 (지름 106cm), 높은 76.2 cm를 구입할 수 있습니다. </li><li> 줄자를 사용하여 테이블의 둘레 26cm 이격 10 등거리 포인트 테이블의 에지로부터 6.35 cm를 표시한다. 쥐 미로는 일반적으로 더 많은 구멍이있는 반면 10 홀을 사용합니다. 그렇게하면 이탈 옵션의 수의 감소를 허용한다. </li><li> 구멍 톱 비트를 사용하여 (2.54직경 cm), 모두 10 골 구멍과 모래 날카로운 모서리를 드릴. </li><li> 치수에 대한 가이드로 홈 인클로저를 사용하여 나사를 각 구멍에서 네 개의 선반 지원 쐐기를 탑재합니다. </li></ol></li><li> 밝은 오버 헤드 조명 및 탐색 (문, 캐비닛 등)에 사용할 공간 큐 조용한 방에서 미로를 놓습니다. </li><li> 직접 미로 위의 자동 초점, 광각 렌즈 웹캠 (11.3 cm X 3.99 cm) 또는 다른 적절한 카메라를 탑재합니다. 비디오 피드보기의 필드는 전체 미로를 포함 확신합니다. </li><li> 미로에서 컴퓨터와 관찰자 의자 적어도 1m를 놓습니다. </li><li> 영구 마커 또는 테이프로 바닥에 미로의 다리를 표시합니다. 이 시련의 과정을 통해 미로의 분 운동의 보정이 가능합니다. </li><li> 무작위로 연속적으로 &quot;10&quot;를 &quot;1&quot;과 숫자 다른 구멍과 구멍 중 하나를 지정합니다. 영구 마커, 외부의 측면을 따라 숫자를 쓰기참조의 편의를 위해 미로의. 숫자가 미로에서 동물을 볼 수 없습니다 있는지 확인하십시오. </li><li> 무작위 난수 발생기를 사용하여 환자에게 목표 구멍을 할당한다. </li></ol> 2. 교육 시험 주 : 파충류 문헌에서 얻을 수있는 바람직한 체온이있다. 동물 여러 교육 실험을 통해 침체 될 경우, 미로 너무 멋진 할 수 있으며,이 행동에 영향을 미칠 수 있습니다. 미로의 하부에 작은 공간 히터 또는 열 테이프를 적절하게 최적의 체온 및 동작 성능을 유지하기 위해 미로 표면 온도, 체온의 최고 온도 표시를 증가시킬 수있다. <ol><li> 피사체 시험장 외부 수납하는 경우, 실내로 테스트 전에 적어도 30 분 홈 격납 동물을 가져온다. 실험 전에 체온을 유지하기 위해 (예를 들면, 가열 램프, 열 테이프) 홈 격납 열을 제공하기 위해 특정되기. <ol><li> 오픈 추적 소프트웨어와 비디오 피드 웹캠 응용 프로그램. 사용자 지정 추적 소프트웨어는 MATLAB과 이미지 처리 도구 상자를 위해 작성되었다 기타 추적 소프트웨어를 상업적으로 사용할 수 있습니다. </li><li> 비디오 피드에서 시야를 평가합니다. 미로가 시야에 있지 않은 경우, 미로 바닥에 마크 내에 있음을 확인한다. </li><li> 날짜에 관한 정보를 포함하는 워크 시트를 열고 교육 시험, 주제 ID, 할당 된 목표 구멍, 교육 시험의 수를 실행, 메모, 관찰자의 이니셜 / 종료 시간을 시작합니다. </li><li> 대상 테스트되는 순서를 무작위. 체계적인 방법으로 시험 과목. </li></ol></li><li> 홈 케이지에서 첫 번째 주제를 제거하고 부드럽게 미로의 중앙에 피사체를 배치합니다. 동물을 통해 플라스틱 욕조를 배치; 일 때문에 연구자에 의해 의식이 방향 바이어스를 방지 할 수 있습니다. 30 초는 적응 할 수 있습니다. </li><li> 바로 아래, 미로에서 동물의 홈 케이지를 장착페그 마운트에 인클로저의 상단을 밀어, 목표 구멍을 체결했다. 홈 케이지에서 녹이는 바위 동물이 구멍으로 하강 할 때 농어가 될 것 구멍, 바로 아래 확신합니다. 이 시점에서, 탐색에 사용하기위한 홈 인클로저의 열적 또는 화학적 큐의 사용은 부적합하다. <ol><li> 쥐의 미로 주제에 대한 탈출로 깨끗한 인클로저를 사용합니다. 그러나, 미로에서 동물의 홈 인클로저를 장착하여 시험을 훈련하는 동안 구멍에 항목을 권장합니다. </li></ol></li><li> 조심스럽게 미로의 상단에서 플라스틱 욕조를 제거합니다. </li><li> 웹캠 응용 프로그램과 교육 시험의 기록을 시작합니다. <ol><li> 피사체가 10 분 동안 미로를 탐험 할 수 있습니다. 비정형 아무것도가 발생하면 워크 시트이 있습니다. </li><li> 피사체가 떨어지거나 테이블을 실행하는 경우, 부드럽게 미로의 중앙에 피사체를 반환합니다. 동물이 30 초 이하의 미로를 벗어나면 타이밍과 녹음을 계속합니다.피사체가 30 초 동안 미로를 벗어나는 경우, 시험을 중단. 통합 문서의 노트 섹션에이 정보를 기록한다. </li><li> 피사체가 보조를받지 목표 구멍으로 하강하는 경우, 그 시간에 같은 이상 재판을 고려하십시오. </li><li> 피사체가 목표 구멍에 내려하지 않는 경우, 10 분 경과 후 이상으로 시험을 고려하십시오. </li></ol></li><li> 피사체가 10 분 후에는 목표 구멍으로 하강하지 않는 경우, 손으로 부드럽게 안내 동물 적절한 목표 구멍에, 제 향한다. </li><li> 비디오 및 추적 소프트웨어를 중지합니다. 비디오 영상을 저장합니다. </li><li> 인클로저가 여전히 미로 아래에 장착하는 동안 피사체가 자신의 홈 인클로저에 최소 2 분 동안 휴식을 허용합니다. </li><li> 분 무병 및 종이 타월을 이용하여 물을 1:10의 희석 비누 비누 혼합물 미로 상단 청소. 미로를 탐색 할 때 너무 화학적 단서의 사용을 배제하고. 몇몇 종, 화학 감각 정보를 많이 사용하는 특히, neces모든 향기 신호를 제거하기 위해 뜨거운 물 미로의 추가 헹굼을 sitate. </li><li> 미로 아래에서 인클로저를 제거하고 동일한 개인 또는 새로운 개인과 교육 시험을 반복 중. 각 주제는 개인의 시험 사이에 30 분 간격으로 하루 5 훈련 시험까지에서 실행할 수 있습니다. </li><li> 주체가 보조를받지 목표 구멍에 내려 될 때까지 목표 위치의 학습이 발생했음을 나타내는 3 가지 교육 실험에서,이 절차를 반복합니다. 세 가지 교육 실험은 연속 될 필요가 없습니다. 피사체가이 기준에 도달하면, 피사체는 공간 기억을 평가하기 위해, 프로브 시험으로 이동한다. </li></ol> 3. 프로브 시험 참고 : 피사체가 기준에 도달하면, 피사체가 목표로 이동하는 방법을 배웠다. 피사체는 공간 전략 또는 다른 탐색 전략을 사용하여 탐색되는 경우에는,이 시점에서는, 아직 명확하지 않다. 프로브 시험피사체가 훈련 시험에서 기준에 도달 한 후,이 용의 시험 하루 수행되어야한다. <ol><li> 미로의 다리가 바닥에 자국 내에 있다는 것을 보장 미로를 180도 회전합니다. 미로의 회전은 직접보다 안정적인 공간 큐와 직접 충돌 할 목표를 식별 지역 단서 수 있습니다. </li><li> 미로에서 피사체의 홈 인클로저를 장착 단계 2.3을 생략 2.5.2 - 반복 2.1 단계를 반복합니다. 그러면 미로를 탐험 중에 홈 인클로저로부터 방출 후각 또는 다른 큐의 사용을 배제한다. </li><li> 프로브 시험하는 동안, 대상은 탐색 행동을 평가하기 위해 전체 10 분 동안 미로를 탐험 무료입니다. 10 분 후, 비디오 및 추적 소프트웨어를 중지합니다. </li><li> 미로에서 주제를 제거하고 홈 케이지로 돌아갑니다. </li><li> 희석 된 비누 혼합물 미로의 상단을 청소합니다. </li></ol> 4. 행동 조치 참고 : 교육 트리아의 경우의 올바른 사분면에 보냈다 (동물의 주둥이가 구멍의 1cm 이내 여야합니다 nongoal 구멍의 조사), 시간의 비율 LS, 같은 만든 오류의 수를 목표 구멍에 도달하는 대기 시간 등의 행동 조치를 포함 미로. <ol><li> 교육 시험의 경우, 검색 전략을 결정합니다. 직접 전략 미만 3 오류 골 구멍에 내림차순으로 정의된다. 직렬 전략은 미로의 경계를 따라 3 개 이상 연속 미로 구멍의 시험입니다. 임의의 전략은 3 개 이상의 오류가있는 미로 구멍의 비 직렬 시험입니다. 참고 : 프로브 시험의 경우, 행동 조치, 공간적으로 정확한 구멍에서 공간적으로 정확한 구멍을 조사하기 전에 만든 오류의 수 및 미로의 공간 올바른 사분면에 소요되는 시간의 비율을 도착 대기 시간을 포함한다. </li><li> 공간적으로 올바른 목표 구멍의 비 무작위 선택, 교체없이 샘플링을 사용하는보다 엄격한 평가를 계산할 때기회 속도. </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

실험적으로 공간 학습과 기억에 대한 테스트 할 때, 프로토콜의 주요 단계 중 일부에서 해결 된 몇 가지 중요한 개념 문제가 있습니다. 첫째, 대상자들은 교육 실험의 과정을 통해 목표 구멍의 위치를 ​​배우는 것을 보여 주어야합니다. 미리 설정된 기준을 달성하는 목표 구멍 위치의 학습이 발생했음을 보여준다. 피사체가 목표 구멍의 위치를 ​​학습하지 않으면, 네비게이션 전략을 결정하는 어떤 적합한 방법이 없다. 동물이 기준에 도달 할 경우, 프로브 재판 단서가 미로에 탐색 중에 우선 순위를 결정하는 데 중요합니다. 프로브 시험 중에는 로컬 및 공간 큐 탐색에 대해 하나의 큐를 사용하는 우선 순위를 피사체 강제 충돌한다. 따라서, 프로브 재판 큐의 유형을 불러 미로 탐색 중 우선 순위가되고있는 평가를위한 중요하다. 때문에 공간 대 로컬 큐에 초점,이는 내비게이션에 사용될 수있는 다른 가능한 신호를 제거하는 것이 중요하다; 이러한 단서는 연구에서 잠재적 인 혼동 될 수 있습니다. 특히 squamate 파충류에서, 후각 단서는 식품 (19)의 배우자 선택에서 중요한 역할, 약탈 방지 및 위치를 재생할 수 있습니다. 따라서, 시험 사이의 후각 신호를 제거하는 동안 미로의 후각 단서의 다음 배제하는 것이 중요하다. 이 프로토콜은 성인 남성 옆에 얼룩이 도마뱀 (13)와 함께 잘 작동하지만, 미로 및 프로토콜에 대한 수정 가능성이 젊은 도마뱀이나 다른 종 (LaDage, 게시되지 않은 데이터)에서 공간 학습과 기억을 테스트 할 때 발생합니다. 예를 들어, 청소년 도마뱀 (측면에 얼룩이 도마뱀에 대한 즉 미만 9 개월), 이동, 또는 구석이 종은 목표 구멍에 하강 거의 관련하여, 미로를 탈출하는 경향이있다 종. 몇몇 경우에, 미로 주위 벽 또는 밀폐 미로 CIR 도울 수도공간 단서가 여전히 미로의 표면에서 볼 수 있습니다 너무 오래로,이 문제를 cumventing. 미로의 모든 유형을 수정하는 경우에도 작업의 생태 학적 관련성을 고려해야한다. 바위와 바닥에 작은 구멍 틈으로 도망 반즈 미로에서 잘 수행 사이드에 얼룩이 도마뱀. 동기 부여에 미로 탐험을 유도하기 위해 (예를 들어, 시뮬레이션 포식 시도)를 노출하지 않는 그러나, 움직임을 유지하는 경향이 종은 반스 미로 작업을 잘 수행 할 수 있습니다. 마찬가지로, 다른 변형이 큰 종 구멍의 직경이 증가하고, 구멍으로 하강하지 않는 종 구멍 대신 가죽을 사용 교목 종 수직 미로 배향을 포함하는 작업의 성능 향상을 도모 할 수있다. 이전 연구는 미로의 속성을 변경하면 성능 20-24의 변화를 만들 수 있다는 것을 증명하고있다; 따라서, 자연의 반스 미로을 수정하고, 차이 그의토리 관심있는 화학 종의 문제가 고려되어야한다. 이 프로토콜은 측면에 얼룩이 도마뱀에서 공간 학습과 기억을 프로빙을 위해 충분히 잘 작동하지만, 프로토콜을 실행하는 몇 가지 제한과 어려움이 있었다. 더 동기 부여가 탐사를 장려하고 미로에서 탈출 것이 도입되지 있었기 때문에 주로, 측면에 얼룩이 도마뱀, 기준에 도달 할 가능성이 교육 실험의 큰 숫자를 필요로. 이 때문에, 작성된 프로토콜은 훈련 시도 동안 설치류의 성능과 비교하여 특히 상당히 많은 시간이 소요된다. 혐오 자극을 소개하는 것은이 문제를 회피하고 기준에 도달하기 위해 필요한 교육 시험의 수를 감소시킬 수있다 미로를 탈출 의욕을 증가시킵니다. 또한, 연구의 소수의 실험적 공간 메모리 테스트와 파충류 학습하기 때문에,이 프로토콜과 미로 변경은 적절하거나 applicab하지 않을 수 있습니다모든 종 제작. 위에서 제시 한 것과 같은 수정은 관심의 종류에 대한 적절한 미로와 프로토콜을 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다. 여기에 설명 된 프로토콜은 작은 도마뱀의 공간 학습과 기억의 실험 테스트 할 수 있습니다. 파충류 방향 내비게이션이 필드 7,8,25에서 입증되었지만, 약간은 어느 큐가 사용하도록 공지 탐색 중에 우선된다. 실험적으로 파충류에 탐색 중에 큐 우선 순위를 테스트 소수의 연구는이 분류 학적 그룹에서 공간 학습과 기억에 대한 일반화를 배제하는 경향이 패러다임과 종의 다양한 사용하고 있습니다. 그러나, 적어도 하나의 종 내에서의 연구에 걸쳐 시험 장치 및 프로토콜을 표준화, 공간 학습 및 기억에서 일반화 프로빙 도울 것이다. 이 재단이 설정되면, 프로토콜의 다른 상세한 애플리케이션 적절할 것이다. instanc에 대한즉, 더 확실한 지역 단서를 도입하거나 미로 내에서 탐색 지역의 단서를 활용에 더 큰 의존성을 유발할 수 있습니다 훈련 기간 동안 공간 큐의 신뢰성을 감소시킨다. 또한, 남녀 따라서이 작업에 여성도 큐 우선 순위에 흥미 intersexual 차이를 조명 할 수 평가, 다른 큐의 우선 순위를 할 수 있습니다. 이와 같은 수정은 모두 공간과 지역 단서의 현출 성 및 안정성을 탐색 중 메모리 및 후속 리콜 그 큐의 사용 큐 우선 순위를 조절하는 방법을 공개 할 수 있습니다.

이러한인지 능력의 점진적 감소와 알츠하이머의 현재와 같은 많은 신경 퇴행성 질환은 일반적으로 뇌 1-4의 저하 동시. 인지 과정에서 뇌 손상 및 열화의 영향을 테스트하기 위해 임상 연구 모델 설치류 및 검사 장치 및 프로토콜의 표준화의 이점을 활용하고있다. 특히, 공간 학습과 기억 과정이 같은 모리스 물 미로, 반스 미로, 및 방사형 팔 미로와 같은 여러 표준 패러다임을 통해 평가되었다 (이들과 다른 패러다임의 포괄적 검토를 위해, 5, 6 참조). 이러한 공간 학습 및 기억 패러다임의 풍부한 역사 연구자 패싯 인간 메모리, 뇌 기능과 질병의 관계 뉘앙스 많은 이해할 수 있도록 매우 성공적으로 입증되었다. 인지 과정의 평가는 임상 연구에서 조사되었지만 종료에 대해전자 약간의 시간이 nonmodel 종의인지 능력 지향 연구는 상대적으로 새로운 기능입니다. nonmodel 종인지를 공부 연구원은 특히 생존과 생식의 맥락에서,인지 과정의 생태 및 진화 관련성에 일반적으로 관심이 있습니다. 파충류의 일부 연구는 고급인지 능력, 특히 공간 메모리에 어떤 행동, 특히 관한 탐색 및 방향을 기초 수 있음을 제안했다. 많은 연구가 파충류 변위 7,8 이후의 방향을 바꾸 수 있다는 것을 증명하면서 그러나,인지 적 메커니즘 기본 방향 전환 동작은 아직 떨어져 조롱되지 않았다. 이 때문에, 몇몇 연구는 실험적 탐색 9-17 중 공간 학습 및 기억의 중요성을 평가하기 위해 시도했다. 이 연구의 방법론은 주로 때로는 파충류에 사용하기 위해 수정 된 설치류 패러다임 및 프로토콜, 모델로, 그러나 이들 연구공간 기억을 평가 변수 성공을 거두었습니다. 다른 연구는 9,10의 증거를 발견하면서 일부 연구는 어떤 종 11-17에서 공간 학습과 기억을 증명하고있다. 따라서, 파충류 탐색하는 동안 역할 또는 공간 학습과 기억의 존재는 여전히 불분명하다. 실험적으로 파충류에서 공간 학습과 기억을 평가할 때 문제가 될 수있는 하나의 문제는 작업의 생태 학적 관련성이다. 파충류 생태, 행동 및 생리에 큰 변화를 보여 설치류에서 매우 독특한 특수 분류 학적 그룹이다. 사용 된 패러다임은 자연적인 행동을 활용하지 않는 경우 특히 파충류 종에 걸쳐 행동의 차이는 아마도, 공간인지 능력의 평가에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 일반적으로 작은 틈새에 피난처를 구하고 종으로, 공간 능력은 쉽게 미로 이상적인 패러다임 선택하지 않을 수 있습니다 반면 반즈는 미로 사용하여 평가 될 수있다일반적으로 움직 남아있는 종이다. 마찬가지로, 대부분의 squamate 파충류 수생하지 않으며, 따라서 모리스 물 미로 공간 학습과 기억을 테스트하는 경우 적합한 선택이 될 (하지만 15 참조)하지 않을 수 있습니다; 그러나,이 미로는 거북이 (16)의 공간 능력을 테스트하기위한 이상적인 선택이 될 수 있습니다. 파충류 특히 기판, 검사 과정에서 고려되어야 ectothermic 적절한 온도 유지되어 마지막으로이 그룹의 생리가 고려되어야한다. 프로토콜과 여기에 제시된 패러다임은 성인 사이드에 얼룩이 도마뱀의 공간 학습과 기억 (우타의 stansburiana) (13), 일반적으로 바위 (18)의 작은 틈새로 포식자로부터 도망 작은 도마뱀에 대해 조사하기 위해 사용되었다. 종의 자연 역사와 행동의 이러한 측면을 알고, 우리는 공간 학습과 기억을 테스트하기 위해 기존의 반즈 미로의 변형을 사용했다. 반즈 미로 전SA 드라이 랜드 미로 일반적으로 설치류 모델에서 공간인지를 테스트하기 위해 사용된다. 우리는 디자인과 프로토콜 (아래에서 설명) 모두에서, 설치류 미로에서 여러 가지 방법으로 우리의 미로를 수정했습니다. 우리 미로 플랫폼의 주변을 따라 서로 등 간격 (10)의 구멍 (도 1)을 갖는 원형의 플랫폼으로 구성되었다. 피사체의 목표 구멍의 위치를 ​​알게되면 여기에 설명 된 프로토콜을 목표 구멍의 위치를 ​​알아 훈련 실험에 참여하는 대상을 포함하고, 프로브 시험은 목표 탐색 중에 공간적 메모리 사용을 확인하는데 사용된다.

<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

임상 연구는 일반적으로 공간 학습과 기억 능력을 대상으로인지 기능 저하를 평가하기 위해 패러다임의 다양한 활용했다. 그러나 nonmodel 종의인지 과정에 대한 관심은, 일반적으로 생태 학적 맥락에서, 또한 연구의 새로운 분야가되었다. 파충류인지에 대한 실험 연구는 드문 드문 있지만 특히, 파충류의인지 과정에 대한 관심이 증가하고있다. 실험적으로 공간 학습과 기억에 대한 테스트 한 소수의 파충류 연구는 파충류에 사용하기 위해 수정 된 설치류 패러다임을 사용했습니다. 공간적 기반인지를 테스트 때, 생태 학적으로 생리이 분류 학적 그룹의 행동의 중요한 측면을 고려해야합니다. 여기, 우리는 공간 학습과 작은 squamate 파충류의 메모리 능력을 프로빙 할 때 성능을 향상시킬 수있는 마른 땅 반스 미로의 수정 및 관련 시험 프로토콜을 설명합니다. 설명 된 패러다임과 프로cedures이 성공적으로 공간 학습과 기억은 생태 학적으로 중요한 장치 및 프로토콜이 분류 학적 그룹에서 평가 될 수 있음을 보여주는 남성 측에 얼룩이 도마뱀 (우타의 stansburiana)로 사용 하였다.

이 프로토콜은 작은 도마뱀의 공간적 기반 탐색의 실험 평가를 할 수 있습니다. 이전의 연구가 성공적으로 남성 측에 얼룩이 도마뱀 (13)의 공간 탐색 조사하기 위해이 프로토콜을 사용했다. 특정 연구에서, 남성은 목표 구멍으로 이동하는 훈련을했고, 기준에 도달 한 후, 목표 구멍에 탐색 할 때 우선 순위 단서를 평가하기 위해 프로브 재판으로 진행. 여기에 제시된 그 연구에서 대표적인 결과는 도마뱀이 목표의 위치를 ​​알아 않았지만, 각 개인에 대한 기준에 도달하기 위해 필요한 교육 시험의 수는 매우 변수이고 17에서 원거리 입증 - 81 교육 시험 (평균 : 48.29 ). 때문에 개인에 걸쳐 기준에 도달하는 교육 실험의 변수 수의, 임상 시험 분위로 나누어 평균되었다. 여러 교육 시험의 INDIVI 이상DUALS 과목이 목표 구멍 (P = 0.012, 그림 2)의 위치를 학습 한 것을 나타내는, 특히 교육 시험의 제 1 및 제 4 분위 사이에 골이 구멍을 찾을 시간이 덜했다. 프로브 시험 동안, 미로 따라서 충돌 로컬 및 공간 큐를 회전시켰다. 개인은 기회를보다 잘 더 나은 (P &lt;0.001, 그림 3) 속도로 공간적으로 올바른 목표 구멍에 가서 공간 큐는 우선 순위가되고 있었다 나타내는, 미로 (P &lt;0.001)의 공간적 올바른 사분면에 시간의 대부분을 보냈다 탐색하는 동안. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig1.jpg" /> 그림 1. 작은 도마뱀을위한 반스 미로 디자인. 반스 미로 (106cm 직경), 바닥에서 상승 76.2 cm. 텐 등거리 목표 홀 둘레를 따라 위치되고 이격 26cm 이격된다. 목표 구멍 SMA 있도록 직경이 2.54 cm이다<html> LL 도마뱀은 테이블 아래에 장착 홈 케이지에 내려합니다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55103/55103fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig2.jpg" /> 그림 2. 교육 시험. SEM ± 대기 시간 (들) 교육 시험 (N = 분위 당 7 개인) 동안 목표 구멍을 찾을 수 있습니다. 때문에 개인에 걸쳐 기준에 도달하는 교육 실험의 변수 수의, 임상 시험은 분위 학습 블록으로 분할하고 평균되었다. 개인은 개인의 목표 구멍의 위치를 ​​학습 한 것을 나타내는 목표 구멍 사이에서 가장 두드러 훈련 시험 (p = 0.012)의 제 1 및 제 4 분위수를 찾는 지연의 감소를 보였다. LaDage 등의 데이터. 2012.ig2large.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig3.jpg" /> 그림 3. 프로브 시험. 공간적으로 올바른 목표 구멍을 선택하기 전에 오류의 수 + SEM (N = 7). 개인은 nonrandomly 공간 전략을 탐색하는 동안 사용 된 표시, 프로브 시험 (P &lt;0.001) 동안 공간적으로 올바른 목표 홀을 선택했다. 점선은 확률의 성능을 나타낸다. LaDage 등의 데이터. 2012 년 <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55103/55103fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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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.

작은 Squamate 파충류에서 공간 학습 및 메모리 평가

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 조회수.  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.

비디오: 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.

C. 엘레간스 긍정적인 Butanone 학습, 단기 및 장기 연관 메모리 Assays

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

연구

신경과학

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.

에 시금 운동력이있는 사람, 학습, 및 메모리 적자 Drosophila</emNeurodegeneration의> 모델

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.

알츠하이머병 모델 마우스에서 학습 및 메모리 적자에 대한 모리스 워터 메이즈 테스트

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.

공간 탐색 구역에서 &#39;학습 연구에 적외선 분광학 가까이 MazeSuite 및 기능 사용

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.

단일 셀 및 단일 스파이크 해상도 suprathreshold 신경 활동의 광 기록

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.

Hippocampal 인슐린 Microinjection 및<em&gt; 생체에</em공간 메모리 테스트 기간 동안&gt; Microdialysis

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.

설치류 중추 신경계의 생체 Optogenetic 자극

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.

신경 회로 토대 메모리 형성을 해부에 대한 신생아 흰쥐의 편측 냄새 학습 모델

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.

신경 발달 장애의 마우스 모델에서 공간 학습 후 해마 신경 세포 활동의 면역 시각화

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.

학습과 기억의 척도 로서의 Drosophila Courtship 컨디셔닝

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