Este trabalho foi financiado pelos Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde (CIHR), a Família Townsend, e Jack Brown e Família Alzheimer Research Foundation (para WAS). WS é o titular da Cátedra de Pesquisa do Canadá na Doença de Alzheimer. PL foi apoiado por uma Graham Alexander Bell Canada NSERC Bolsa de Pós-Graduação Prêmio de Pesquisa de Doutorado e um Michael Smith Fundação para a Saúde Studentship Graduate Research Senior.

1. Preparação <ol><li> Preparação de equipamento <ol><li> Obtenção de uma piscina circular com um diâmetro de 150 centímetros e uma profundidade de 50cm (Fig. 1). Se estiver usando ratos pretos, uma piscina de branco deve ser usado, se utilizando ratos brancos, uma piscina de preto deve ser usado. </li><li> Organizar a sala de tal forma que o animal a ser testado não pode ver o experimentador durante o teste. Isso pode ser feito com cortinas ou divisórias. </li><li> Coloque sinais de alto contraste espacial sobre o quarto, e / ou no interior da piscina em um local que seria acima da superfície da água. </li><li> Coloque uma plataforma de 10 centímetros de diâmetro na piscina - branco para uma piscina branco, plexiglass claras para uma piscina de preto. Encher a piscina com água até a plataforma é um centímetro acima da superfície da água. Deixe a água atingir a temperatura ambiente (22 ° C). Dependendo da temperatura da água isso pode demorar 1-3 dias, ou, alternativamente, a água quente pode ser adicionada para acelerar o equilíbrio. </li></ol></li><li> Preparação de software <ol><li> Calibrar a piscina no software de computador para que a câmera pode criar informações distância física com base em pixel informações. Dividir a piscina em 4 quadrantes. Especificar a zona de plataforma como uma zona variável, que pode mudar com cada tentativa. Criar 5 subzones plataforma - um em cada quadrante, e um no centro da piscina. Salvar a calibração e usá-lo para os dias de teste restante. (Veja Fig. exemplo. 2). </li><li> Definir o tempo de julgamento máximo de 60 seg. Se o mouse encontra a plataforma antes deste tempo, o programa de software para parar o teste quando a plataforma for encontrada. </li><li> Especificar o programa para começar a acompanhar automaticamente, quando o pesquisador sai a área de testes. Utilizar qualquer &quot;reflexão minimização&quot; as suas opções de pacote de software fornece. </li><li> Faixa de percurso, a latência de escape, eo tempo gasto em cada quadrante. </li></ol></li></ol> 2. Dia 1: Plataforma Visible <ol><li> Programa de computador <ol><li> Carregar a calibração piscina no software de rastreamento. </li><li> Criar cinco ensaios, com um intervalo inter-julgamento apropriado para a sua experiência. Programa a localização da plataforma e direção começando a discordar de cada tentativa. Ver Tabela 1 para um protocolo de exemplo. </li></ol></li><li> Procedimento de teste <ol><li> Transferir os ratos a partir de sua instalação para a sala de comportamento. Manter os ratos em uma área onde eles não podem ver a piscina ou de informações espaciais. Deixe-os ajustar ao novo ambiente por pelo menos 30 minutos antes do teste. </li><li> Colocar uma bandeira na plataforma para aumentar a sua visibilidade. </li><li> Para começar a testar, levante rato da gaiola casa pela base da cauda. Apoiar o mouse como você trazê-lo para a área de testes. Levantar o mouse pela base da cauda, ​​coloque delicadamente o mouse para dentro da água, de frente para a borda da piscina. Rapidamente deixar a área de testes. </li><li> Se o mouse encontra a plataforma antes do sec 60 cut-off, deixe o mouse para ficar na plataforma durante 5 segundos e depois retorná-lo à sua gaiola. Se o mouse não encontrar a plataforma, coloque o mouse sobre a plataforma e permitir que ele fique lá por 20 segundos antes de voltar para sua gaiola em casa. </li><li> Repita o procedimento para todos os ratos na trilha. Começam cada tentativa subsequente, com uma localização plataforma diferente e direção de partida, como você programou em seu software. </li><li> Quando o teste estiver completo, o retorno dos ratos para as suas instalações de habitação. Os ratos são secas fora e normotermia é assegurada antes de retornar à facilidade animal. </li><li> Em preparação para o dia seguinte, retire a bandeira da plataforma e adicionar água para a piscina para submergir a plataforma para um centímetro abaixo da superfície. </li></ol></li></ol> 3. Dias 2-5: plataforma escondida <ol><li> Programa de computador <ol><li> Carregar a calibração piscina no software de rastreamento. </li><li> Criar cinco ensaios, com um intervalo inter-julgamento apropriado para a sua experiência. Localização do programa a plataforma a permanecer na mesma posição em todos os ensaios e dias, mas tem a direção de partida são diferentes com cada ensaio, a cada dia. </li></ol></li><li> Procedimento de teste <ol><li> Para os ratos pretos, adicione atóxico, branco, pintura a têmpera em pó para a piscina e misture bem. Use bastante pintura de tal forma que a plataforma submersa não é visível a partir da superfície da água. Para ratos brancos, uma piscina de preto com água limpa e uma plataforma de plexiglass transparente deve ser usado. </li><li> Siga os passos 2.2.3 a 2.2.6. </li></ol></li></ol> 4. Dia 6: Trial Probe <ol><li> Programa de computador <ol><li> Carregar a calibração piscina no software de rastreamento. </li><li> Criar um julgamento sem zona de plataforma, e uma direção de partida. A direção de partida mais distante do quadrante plataforma utilizada em 2-5 dias é o preferido. Definir a duração trilha para 60 seg. </li></ol></li><li> Procedimento de teste <ol><li> Remova a plataforma da piscina. </li><li> Siga os passos 2.2.3 a 2.2.6. </li></ol></li></ol> 5. Análise de dados <ol><li> Para cada dia e cada rato média, os 5 estudos para dar um comprimento de caminho único e latência de escape para cada assunto de teste. Calcular o erro combinado de forma adequada. Para o dia 6, simplesmente recolher o comprimento do caminho, a latência de escape, eo tempo gasto no quadrante da plataforma para cada rato. </li><li> Se as diferenças existem entre os grupos no 1 º dia, é provavelmente um problema com a visão ao invés de aprendizado e memória. Apenas proceder com a análise se não houver diferenças são vistas no dia 1. </li><li> Compare as curvas de aprendizagem para os dias 05/02 usando estatísticas adequadas para o seu conjunto de dados. A curva mais íngreme aquisição representa mais rápido tarefa; uma menor curva representa um déficit na aquisição de tarefas. Os dados do dia 2 ao dia 5 são analisados ​​usando ANOWA. </li><li> Para o dia 6, compare o percentual de tempo gasto no quadrante da plataforma anteriormente aprendidas, usando estatísticas adequadas para o seu conjunto de dados. A maior porcentagem de tempo gasto no quadrante da plataforma é interpretado como um maior nível de retenção da memória. </li></ol> 6. Resultados representante Temos utilizado o teste de labirinto aquático de Morris para examinar o efeito da hipóxia sobre a patogênese da AD (7) e ácido valpróico (VPA) &#39;s potencial farmacêutico para o tratamento AD (6) em camundongos transgênicos modelo AD. Figura 3 é o resultado representante relatamos em nosso estudo sobre o efeito VPA sobre déficits de memória no modelo do rato APP23 AD (6). No dia 1 (ensaios plataforma visível), não há diferença entre o VPA tratados e grupo controle na latência (Fig. 3A) e comprimento do caminho (Fig. 3A), indicando que ambos os grupos têm motor semelhante e as capacidades visual. A partir disso, assume os ratos são capazes de ver a plataforma sinalizadas e as pistas no ambiente circundante, e pode nadar aceitável. Para os dias 05/02 (Dia 1-4 de ensaios plataforma escondida), o exemplo mostra a diferença na latência de escape (Fig. 3C) e comprimento do caminho (Fig. 3D) entre os grupos, sugerindo que os ratos tratados VPA desempenho significativamente melhor do que os controles ao longo do tempo. A sonda resultados fuga no último dia (dia 6) mostram que o número de vezes que os ratos viajou para o terceiro quadrante, onde a plataforma escondida foi previamente colocado, foi significativamente maior com VPA tratamento comparado ao grupo controle (Fig. 3E). Estes dados indicam que o tratamento VPA melhora significativamente a déficits de memória presentes no APP23 camundongos. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig1.jpg" alt="Figura 1"/> Figura 1. Configuração de equipamentos para a Água dias Maze teste Morris visível plataforma. A piscina está protegido contra o experimentador usando divisores de quarto. Pistas espaciais estão localizados nas paredes, e talvez colocados no interior da piscina, acima da superfície da água, se desejar. A piscina está cheia com água limpa, com a plataforma situado 1cm acima da superfície. A bandeira foi colocada na plataforma para melhorar a visibilidade. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig2.jpg" alt="Figura 2"/> Figura 2. Captura de tela a partir do Qualquer Maze-Tracking System ™ Video demonstrando calibração piscina. A piscina é visto de cima por uma câmera de monitoramento analógico a preto e branco com uma Digitizer RTV24. Várias zonas são definidas dentro do software e do pool total é dividido em quatro quadrantes. Um quinto, zona plataforma está inserida, que pode variar entre ensaios, com cinco localizações possíveis: NW, NE, SW, SE, ou Centro. Uma linha de calibração (linha assinalada através do centro) é adicionado para permitir que o software para converter distâncias pixel em distâncias físicas. <img src="/files/ftp_upload/2920/2920fig3.jpg" alt="Figura 3"/> Figura 3. Resultados representativos para o labirinto aquático de Morris. O 7 meses APP23 camundongos transgênicos suporte humano sueco gene mutante APP foram testados após um mês de diária VPA (n = 30 ratos) ou solução veículo (n = 30 ratos) injeções. (A) Durante o primeiro dia de testes da plataforma visível, o VPA tratados e controle APP23 camundongos apresentaram uma latência semelhante ao escapar para a plataforma visível. P&gt; 0,05 por aluno t-teste. (B) O VPA-tratados e controle APP23 ratos tiveram semelhante distâncias de natação, antes de fugir para a plataforma visível no teste de plataforma visível. P&gt; 0,05 por aluno t-teste. (C) Em testes plataforma escondida, VPA tratados APP23 ratos mostraram um menor latência para escapar para a plataforma escondida no 3 º e 4 º dia, P &lt;0,001 por ANOVA. (D) A VPA-tratados APP23 ratos tiveram um comprimento menor de natação, antes de fugir para a plataforma escondida no 3 º e 4 º dia, P &lt;0,01 por ANOVA. (E) No julgamento da sonda no dia 6, o VPA-tratados APP23 ratos viajou no terceiro quadrante, onde a plataforma escondida foi previamente colocado, significativamente mais vezes do que os controles. * P &lt;; 0,005 por aluno t-teste. (Adaptado e reproduzido a partir de The Journal of Experimental Medicine 205, 2781-2789, 2008, Rockefeller University Press, Originalmente publicado em Exp Med J. doi:... 10.1084/jem.20081588) (6). <table border="1"><tbody><tr><td>&nbsp;</td><td colspan="2"> 1 dia </td><td> Dia 2 </td><td> Dia 3 </td><td> Dia 4 </td><td> Dia 5 </td><td> 6 º dia </td></tr><tr><td></td><td> Localização da plataforma </td><td> Direção de partida </td><td colspan="4"> Localização da plataforma: SW Começando Localização da seguinte forma: </td><td> Nenhuma plataforma. </td></tr><tr><td> Ensaio 1 </td><td> SW </td><td> S </td><td> W </td><td> N </td><td> N </td><td> E </td><td> N </td></tr><tr><td> Ensaio 2 </td><td> NW </td><td> N </td><td> S </td><td> W </td><td> E </td><td> S </td><td></td></tr><tr><td> Experimento 3 </td><td> NE </td><td> S </td><td> N </td><td> E </td><td> W </td><td> W </td><td></td></tr><tr><td> O ensaio 4 </td><td> Centro </td><td> E </td><td> E </td><td> W </td><td> S </td><td> E </td><td></td></tr><tr><td> Julgamento 5 </td><td> SE </td><td> W </td><td> S </td><td> S </td><td> N </td><td> N </td><td></td></tr></tbody></table> Tabela 1. Amostra de água * protocolo labirinto * Observe como tanto a posição da plataforma e começar mudar de direção no dia 1, enquanto que nos dias 05/02 a posição da plataforma permanece constante, enquanto as mudanças de direcção partida. No dia 6, não existe uma plataforma e um único ensaio. A direção de partida para o dia 6 está mais distante do local da plataforma anterior (SW), para que os ratos devem viajar a alguma distância antes de entrar no quadrante da plataforma previamente aprendido.

<ol><li>Morris, R. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+localization+does+not+require+the+presence+of+local+cues%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+and+Motivation%22%5BJournal%5D)">Spatial localization does not require the presence of local cues.</a> Learning and Motivation. 12, 239-260 (1981).</li>
<li>O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+the+hippocampal+place+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">A review of the hippocampal place cells.</a> Prog Neurobiol. 13, 419-439 (1979).</li>
<li>Scoville, W. B., Milner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+of+recent+memory+after+bilateral+hippocampal+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Neurosurg+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 20, 11-21 (1957).</li>
<li>Eichenbaum, H., Stewart, C., Morris, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+representation+in+place+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Hippocampal representation in place learning.</a> J Neurosci. 10, 3531-3542 (1990).</li>
<li>Block, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+ischemia+and+behavioural+deficits%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Global ischemia and behavioural deficits.</a> Progress in Neurobiology. 58, 279-295 (1999).</li>
<li>Qing, H., He, G., Ly, P. T., Fox, C. J., Staufenbiel, M., Cai, F., Zhang, Z., Wei, S., Sun, X., Chen, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Valproic+acid+inhibits+Abeta+production%2C+neuritic+plaque+formation%2C+and+behavioral+deficits+in+Alzheimer%27s+disease+mouse+models%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Valproic acid inhibits Abeta production, neuritic plaque formation, and behavioral deficits in Alzheimer's disease mouse models.</a> J Exp Med. 205, 2781-2789 (2008).</li>
<li>Sun, X., He, G., Qing, H., Zhou, W., Dobie, F., Cai, F., Staufenbiel, M., Huang, L. E., Song, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxia+facilitates+Alzheimer%27s+disease+pathogenesis+by+up-regulating+BACE1+gene+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Hypoxia facilitates Alzheimer's disease pathogenesis by up-regulating BACE1 gene expression.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. , 18727-18732 (2006).</li>
<li>D'Hooge, R., De Deyn, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+the+Morris+water+maze+in+the+study+of+learning+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Reviews%22%5BJournal%5D)">Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory.</a> Brain Research Reviews. 36, 60-90 (2001).</li>
<li>Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+the+Morris+Water+Maze+in+the+study+of+memory+and+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The use of the Morris Water Maze in the study of memory and learning.</a> Int J Neurosci. 48, 29-69 (1989).</li>
<li>Lipp, H. P., Wolfer, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetically+modified+mice+and+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Genetically modified mice and cognition.</a> Curr Opin Neurobiol. 8, 272-280 (1998).</li>
<li>Sandi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+and+mechanisms+of+action+of+glucocorticoid+involvement+in+memory+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Plast%22%5BJournal%5D)">The role and mechanisms of action of glucocorticoid involvement in memory storage.</a> Neural Plast. 6, 41-52 (1998).</li>
</ol>

Todos os experimentos foram conduzidos de acordo com o The University of British Columbia Animal Care e da comissão Use e diretrizes CIHR.

Idade, sexo, espécie e diferenças tensão influenciar o desempenho MWM (8). Estudos indicam que os ratos idosos têm um desempenho ruim na MWM, enquanto roedores machos têm melhor desempenho que as fêmeas, além disso, flutuante é mais pronunciada em ratos do que os ratos (9, 10). Portanto, esses elementos devem ser equiparados em todos os testes. Evidência também sugere que animais estressados ​​desempenho mais fraco no MWM (11), fatores ambientais, portanto, o que pode causar estresse, tais como temperatura, luz e ruído, deve ser monitorado e mantido constante ao longo da tarefa.

<table border="1"><tbody><tr><th> Nome do reagente </th><th> Companhia </th><th> Comentários (opcional) </th></tr><tr><td> AnyMaze Sistema de Rastreamento de Vídeo </td><td> Empresa Stoelting </td><td></td></tr><tr><td> Tinta Tempera </td><td> Grupos Reeves &amp; Poole </td><td> Branca, em pó </td></tr></tbody></table>

morris water maze test for learning and memory deficits in alzheimer&#39;s disease model mice

O labirinto aquático de Morris (MWM) foi estabelecido pela primeira vez pelo neurocientista Richard G. Morris, em 1981, a fim de testar hipocampo-dependente de aprendizagem, incluindo a aquisição de espaço de memória a longo prazo memoryand espacial 1. O MWM é um procedimento relativamente simples que consiste normalmente de seis ensaios dia, a principal vantagem é a diferenciação entre o espacial (plataforma escondida) e não-espaciais (visível plataforma) condições 2-4. Além disso, o ambiente de teste MWM reduz a interferência odor trilha 5. Isto levou a tarefa a ser amplamente utilizado no estudo da neurobiologia e neurofarmacologia da aprendizagem espacial ea memória. A MWM tem um papel importante na validação de modelos de roedores para transtornos neurocognitivos, como a Doença de Alzheimer 6, 7. Neste protocolo, discutimos o procedimento típico da MWM para o aprendizado e memória teste e análise de dados comumente usados ​​na doença de Alzheimer camundongos transgênicos modelo.

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

O labirinto aquático de Morris é uma tarefa comportamental para testar hipocampo-dependente aprendizagem e memória. Tem sido amplamente utilizada no estudo da neurobiologia, neurofarmacologia e distúrbios cognitivos em modelos de roedores.

Morris Teste Maze Água para déficits de aprendizagem e memória em camundongos Alzheimer Disease Modelo

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

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

127.3K visualizações.  University of British Columbia. O labirinto aquático de Morris é uma tarefa comportamental para testar hipocampo-dependente aprendizagem e memória. Tem sido amplamente utilizada no estudo da neurobiologia, neurofarmacologia e distúrbios cognitivos em modelos de roedores.

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Shallow Water (Paddling) Variants of Water Maze Tests in Mice

When Richard Morris devised his water maze in 19817, most behavioral work was done in rats. However, the greater understanding of mouse genetics led to the mouse becoming increasingly important. But researchers found that some strains of mutant mice were prone to problems like passively floating or diving when they were tested in the Morris water maze11. This was unsurprising considering their natural habitat; rats swim naturally (classically, the "sewer rat"), whereas mice evolved in the dry areas of central Asia.
To overcome these problems, it was considered whether shallow water would be a sufficient stimulus to provide escape motivation for mice. This would also avoid the problems of drying the small creatures with a towel and then putting them in a heated recovery chamber to avoid hypothermia, which is a much more serious problem than with rats; the large ratio of surface area to volume of a mouse makes it particularly vulnerable to rapid heat loss.
Another consideration was whether a more natural escape strategy could be used, to facilitate learning. Since animals that fall into water and swim away from the safety of the shore are unlikely to pass on their genes, animals have evolved a natural tendency to swim to the edge of a body of water. The Morris water maze, however, requires them to swim to a hidden platform towards the center of the maze - exactly opposite to their evolved behavior. Therefore the paddling maze should incorporate escape to the edge of the apparatus. This feature, coupled with the use of relatively non-aversive shallow water, embodies the "Refinement" aspect of the "3 Rs" of Russell and Burch8.
Various types of maze design were tried; the common feature was that the water was always shallow (2 cm deep) and escape was via a tube piercing the transparent wall of the apparatus. Other tubes ("false exits") were also placed around the walls but these were blocked off. From the inside of the maze all false exits and the single true exit looked the same. Currently a dodecagonal (12-sided) maze is in use in Oxford, with 12 true/false exits set in the corners. In a recent development a transparent paddling Y-maze has been tested successfully.

Shallow Water Paddling Variants of Water Maze Tests in Mice

Mice can swim, but many strains appear to find this activity stressful. To overcome this problem mazes have been devised where escape from shallow water is used to motivate behaviour. These have been demonstrated to support learning at least as good as the traditional and widely used Morris water maze.

Água (Palmatória) Variantes de água rasa testes de labirinto em ratos

When Richard Morris devised his water maze in 19817, most behavioral work was done in rats. However, the greater understanding of mouse genetics led to ...

Comportamento

Low-stress Route Learning Using the Lashley III Maze in Mice

Many behavior tests designed to assess learning and memory in rodents, particularly mice, rely on visual cues, food and/or water deprivation, or other aversive stimuli to motivate task acquisition. As animals age, sensory modalities deteriorate. For example, many strains of mice develop hearing deficits or cataracts. Changes in the sensory systems required to guide mice during task acquisition present potential confounds in interpreting learning changes in aging animals. Moreover, the use of aversive stimuli to motivate animals to learn tasks is potentially confounding when comparing mice with differential sensitivities to stress. To minimize these types of confounding effects, we have implemented a modified version of the Lashley III maze. This maze relies on route learning, whereby mice learn to navigate a maze via repeated exposure under low stress conditions, e.g. dark phase, no food/water deprivation, until they navigate a path from the start location to a pseudo-home cage with 0 or 1 error(s) on two consecutive trials. We classify this as a low-stress behavior test because it does not rely on aversive stimuli to encourage exploration of the maze and learning of the task. The apparatus consists of a modular start box, a 4-arm maze body, and a goal box. At the end of the goal box is a pseudo-home cage that contains bedding similar to that found in the animal&#x2019;s home cage and is specific to each animal for the duration of maze testing. It has been demonstrated previously that this pseudo-home cage provides sufficient reward to motivate mice to learn to navigate the maze1. Here, we present the visualization of the Lashley III maze procedure in the context of evaluating age-related differences in learning and memory in mice along with a comparison of learning behavior in two different background strains of mice. We hope that other investigators interested in evaluating the effects of aging or stress vulnerability in mice will consider this maze an attractive alternative to behavioral tests that involve more stressful learning tasks and/or visual cues.

The Lashley III maze is a route-learning task that does not rely on aversive stimuli or visual cues. It is thus a highly attractive option for evaluating learning and memory, especially in aging mice or otherwise where stress is a consideration.

Baixa tensão de Aprendizagem Route Usando o Lashley Maze III em Ratos

Many behavior tests designed to assess learning and memory in rodents, particularly mice, rely on visual cues, food and/or water deprivation, or other ...

Neurociência

Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For many patients afflicted with CNS and non-CNS malignancies, radiotherapy and chemotherapy offer the best options for disease control. These treatments however come at a cost, and nearly all cancer survivors (~11 million in the US alone as of 2006) incur some risk for developing cognitive dysfunction, with the most severe cases found in patients subjected to cranial radiotherapy (~200,000/yr) for the control of primary and metastatic brain tumors1. Particularly problematic are pediatric cases, whose long-term survival plagued with marked cognitive decrements results in significant socioeconomic burdens2. To date, there are still no satisfactory solutions to this significant clinical problem.
We have addressed this serious health concern using transplanted stem cells to combat radiation-induced cognitive decline in athymic rats subjected to cranial irradiation3. Details of the stereotaxic irradiation and the in vitro culturing and transplantation of human neural stem cells (hNSCs) can be found in our companion paper (Acharya et al., JoVE reference). Following irradiation and transplantation surgery, rats are then assessed for changes in cognition, grafted cell survival and expression of differentiation-specific markers 1 and 4-months after irradiation. To critically evaluate the success or failure of any potential intervention designed to ameliorate radiation-induced cognitive sequelae, a rigorous series of quantitative cognitive tasks must be performed. To accomplish this, we subject our animals to a suite of cognitive testing paradigms including novel place recognition, water maze, elevated plus maze and fear conditioning, in order to quantify hippocampal and non-hippocampal learning and memory. We have demonstrated the utility of these tests for quantifying specific types of cognitive decrements in irradiated animals, and used them to show that animals engrafted with hNSCs exhibit significant improvements in cognitive function3.
The cognitive benefits derived from engrafted human stem cells suggest that similar strategies may one day provide much needed clinical recourse to cancer survivors suffering from impaired cognition. Accordingly, we have provided written and visual documentation of the critical steps used in our cognitive testing paradigms to facilitate the translation of our promising results into the clinic.

Cognitive impairment resulting from the radiotherapeutic management of brain tumors represents a clinically intractable condition that adversely impacts quality of life. The capability to critically evaluate potential interventions for ameliorating radiation-induced cognitive decrements ultimately depends on the capability to undertake rigorous quantitative assessments of cognition.

Diminui quantificar cognitivos causados ​​pela radioterapia craniana

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For ...

Medicina

Morris Water Maze Test: Optimization for Mouse Strain and Testing Environment

The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, including neurocognitive disorders such as Alzheimer&#8217;s disease. However, the background strain of the mouse model used can have a substantial effect on the observed behavioral phenotype, with some strains exhibiting superior learning ability relative to others. To ensure differences between transgene negative and transgene positive mice can be detected, identification of a training procedure sensitive to the background strain is essential. Failure to tailor the MWM protocol to the background strain of the mouse model may lead to under- or over- training, thereby masking group differences in probe trials. Here, a MWM protocol tailored for use with the F1 FVB/N x 129S6 background is described. This is a frequently used background strain to study the age-dependent effects of mutant P301L tau (rTg(TauP301L)4510 mice) on the memory deficits associated with Alzheimer&#8217;s disease. Also described is a strategy to re-optimize, as dictated by the particular testing environment utilized.

This manuscript describes a Morris water maze (MWM) protocol tailored for use with a commonly used mouse model of Alzheimer's disease. The MWM is widely used in transgenic mouse models. Implementation of a procedure sensitive to the background strain of the mouse model is essential for detecting group differences.

Morris Water Maze Teste: Otimização para Mouse e Strain Testing Ambiente

 The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, ...

Morris Water Maze Experiment

The Morris water maze is widely used to study spatial memory and learning. Animals are placed in a pool of water that is colored opaque with powdered non-fat milk or non-toxic tempera paint, where they must swim to a hidden escape platform. Because they are in opaque water, the animals cannot see the platform, and cannot rely on scent to find the escape route. Instead, they must rely on external/extra-maze cues. As the animals become more familiar with the task, they are able to find the platform more quickly. Developed by Richard G. Morris in 1984, this paradigm has become one of the "gold standards" of behavioral neuroscience.

The Morris water maze is a well-accepted tool used to document the involvement of the hippocampus in a behavioral task.

Morris Experiment Maze Água

The Morris water maze is widely used to study spatial memory and learning. Animals are placed in a pool of water that is colored opaque with powdered ...

Biologia

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and validated for rat use. The Radial Water Tread (RWT) maze test of spatial memory (designed specifically for mice and requiring no swimming) has been shown previously to successfully distinguish between controlled cortical impact-induced TBI mice and sham controls. Here, a detailed protocol for this task is presented. The RWT maze capitalizes on the natural tendency of mice to avoid open areas in favor of hugging the sides of an apparatus (thigmotaxis). The walls of the maze are lined with nine escape holes placed above the floor of the apparatus, and mice are trained to use visual cues to locate the escape hole that leads out of the maze. The maze is filled with an inch of cold water, sufficient to motivate escape but not deep enough to require that the mouse swim. The acquisition period takes only four training days, with a test of memory retention on day five and a long-term memory test on day 12. The results reported here suggest that the RWT maze is a feasible alternative to rat-validated, swimming-based cognitive tests in the assessment of spatial memory deficits in mouse models of TBI.

Here we present a protocol for a mouse-specific test of cognition that does not require swimming. This test can be used to successfully distinguish controlled cortical impact-induced traumatic brain injury mice from sham controls.

Avaliando a insuficiência da memória espacial em um modelo de mouse de lesão cerebral traumática usando um labirinto de roda de água radial

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Analysis of Learning and Memory Ability in an Alzheimer's Disease Mouse Model using the Morris Water Maze

A Morris water maze (MWM) experiment forces experimental animals to swim and learn to find a platform hidden in the water. It is widely used in scientific research to assess the learning and memory of animals. Due to the extensive use of the MWM test, visual experimental protocols are essential for researchers. This manuscript uses the latest studies to introduce the protocol of the MWM test. Alzheimer&#8217; Disease (AD) is characterized by a progressive loss of memory and cognitive function. An alternative and complementary treatment used for AD is Manual Acupuncture (MA). To assess the learning and memory ability of AD model mice, the MWM test was conducted. The visible platform trial, hidden platform trial, probe trial, and reversal trial of MWM were used to evaluate spatial learning and memory ability. In the visible platform trial, the swimming speed and escape latency of mice in different groups was not significantly different. In the hidden platform and reversal trials, the AD group showed a long escape latency. The escape latency decreased significantly after the MA treatment. Low platform crossover number and the proportion of time in the SW quadrant in the probe trial increased after the MA treatment (p &#60; 0.05 or p &#60; 0.01). The results of the MWM tests suggest that MA can effectively improve the spatial learning and memory abilities of AD model mice. Rigorous experimental operations provided assurance of the reliability of the results.

Herein, a protocol to conduct the Morris water maze tests to evaluate the ability of learning and memory of Alzheimer&#8217;s Disease model mice and to assess the effect of manual acupuncture for treating them is described.

Análise da capacidade de aprendizagem e memória em um modelo de rato da doença de Alzheimer usando o Labirinto de Água Morris

A Morris water maze (MWM) experiment forces experimental animals to swim and learn to find a platform hidden in the water. It is widely used in scientific ...

Motor and Hippocampal Dependent Spatial Learning and Reference Memory Assessment in a Transgenic Rat Model of Alzheimer's Disease with Stroke

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk factor for AD, stroke has also been implicated as a risk factor and an exacerbating factor. The co-morbidity of stroke and AD results in worsened stroke-related motor control and AD-related cognitive deficits when compared to each condition alone. To model the combined condition of stroke and AD, a novel transgenic rat model of AD, with a mutated form of amyloid precursor protein (a key protein involved in the development of AD) incorporated into its DNA, is given a small unilateral striatal stroke.
For a model with the combination of both stroke and AD, behavioral tests that assess stroke-related motor control, locomotion and AD-related cognitive function must be implemented. The cylinder task involves a cost-efficient, multipurpose apparatus that assesses spontaneous forelimb motor use. In this task, a rat is placed in a cylindrical apparatus, where the rat will spontaneously rear and contact the wall of the cylinder with its forelimbs. These contacts are considered forelimb motor use and quantified during video analysis after testing. Another cost-efficient motor task implemented is the beam-walk task, which assesses forelimb control, hindlimb control and locomotion. This task involves a rat walking across a wooden beam allowing for the assessment of limb motor control through analysis of forelimb slips, hindlimb slips and falls. Assessment of learning and memory is completed with Morris water maze for this behavioral paradigm. The protocol starts with spatial learning, whereby the rat locates a stationary hidden platform. After spatial learning, the platform is removed and both short-term and long-term spatial reference memory is assessed. All three of these tasks are sensitive to behavioral differences and completed within 28 days for this model, making this paradigm time-efficient and cost-efficient.

To investigate the co-morbid Alzheimer&#39;s disease (AD) and stroke condition in a novel model, three behavior tasks are described that assess both motor control and cognitive behaviors. These tasks include the beam-walk task, cylinder task and Morris water maze.

Motor e hipocampo aprendizagem espacial Dependente e Avaliação de Memória de Referência em um rato transgénico modelo da doença de Alzheimer com AVC

Alzheimer&#39;s disease (AD) is a debilitating neurodegenerative disease that results in neurodegeneration and memory loss. While age is a major risk ...

<meta charset="utf8"></head><body>Um modelo de agulha para estudos de comprometimento cognitivo vascular em camundongos

A Mouse Model for Vascular Cognitive Impairment and Dementia Based on Needle-guided Asymmetric Bilateral Common Carotid Artery Stenosis

Vascular cognitive impairment and dementia (VCID) results from vascular brain injury. Given VCID&#39;s high incidence, which is expected to continue rising as the population ages, it is critical to establish a robust animal model for the disease. This paper presents a novel method of creating a mouse model of VCID that is based on asymmetric bilateral common carotid artery stenosis, which mimics human chronic cerebral hypoperfusion caused by carotid atherosclerosis.
Briefly, common carotid arteries (CCAs) are ligated to different gauge needles (32 G for the right CCA and 34 G for the left CCA) using 7-0 silk sutures followed by immediate needle removal. The remaining suture rings cause persistent blood flow reduction and long-term cognitive impairment associated with white matter injury, microinfarcts, and reactive gliosis, thus closely mimicking the pathogenesis of VCID. Importantly, in this needle model, the clinical representations do not revert with time, providing reliable long-term cognitive impairment. Moreover, the survival rate 24 weeks post surgery was 81.6%, which is higher compared to the other established models of VCID with a similar level of blood flow reduction.
Additional advantages include low material cost and compatibility with MRI to monitor brain injury in live animals since no metal is implanted. The main challenge in employing the needle model of VCID is the requirement for developing advanced surgical skills since mouse CCAs are less than 0.6 mm in diameter and are very fragile. High-quality visual representation of the surgery will thus help researchers to master this technique and advance our understanding of VCID, potentially leading to the development of novel therapeutic modalities to decrease the devastating cognitive decline associated with VCID.

<meta charset="utf8"></head><body>Um modelo de camundongo para comprometimento cognitivo vascular e demência baseado em estenose bilateral assimétrica da artéria carótida comum guiada por agulha</p

The needle method of asymmetric bilateral common carotid artery stenosis is proposed to create a mouse model for vascular cognitive impairment and dementia. It results in longer-term outcomes compared to previously established models and is compatible with live MRI. Visual representation demonstrating the procedure provides guidance for mastering the surgery.

Um modelo de camundongo para comprometimento cognitivo vascular e demência baseado em estenose bilateral assimétrica da artéria carótida comum guiada por agulha

Vascular cognitive impairment and dementia (VCID) results from vascular brain injury. Given VCID&#39;s high incidence, which is expected to continue ...

Morris Teste Maze Água para déficits de aprendizagem e memória em camundongos Alzheimer Disease Modelo

Resumo

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Água (Palmatória) Variantes de água rasa testes de labirinto em ratos

Baixa tensão de Aprendizagem Route Usando o Lashley Maze III em Ratos

Diminui quantificar cognitivos causados pela radioterapia craniana

Morris Water Maze Teste: Otimização para Mouse e Strain Testing Ambiente

Morris Experiment Maze Água

Avaliando a insuficiência da memória espacial em um modelo de mouse de lesão cerebral traumática usando um labirinto de roda de água radial

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Motor e hipocampo aprendizagem espacial Dependente e Avaliação de Memória de Referência em um rato transgénico modelo da doença de Alzheimer com AVC

Um modelo de camundongo para comprometimento cognitivo vascular e demência baseado em estenose bilateral assimétrica da artéria carótida comum guiada por agulha

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