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).

Todos os procedimentos foram aprovados pela Penn State University Animal Care Institucional e Comitê de Uso (IACUC - Protocolo ID: 43242) e aderiu a todos os locais, estaduais e federais. 1. Preparação <ol><li> Comprar ou construir o labirinto Barnes, assegurando que os orifícios de meta são de tamanho adequado para a espécie de interesse. Para este protocolo, utilize sete lagartos do lado-blotched adultos (Uta stansburiana). Determinar o tamanho da amostra adequada de estudos com outras espécies. <ol><li> Se a construção do labirinto Barnes, comprar qualquer padrão, mesa redonda não porosa (106 cm de diâmetro), elevados 76,2 cm do chão. </li><li> Usando uma fita métrica, marcar 10 pontos equidistantes espaçadas 26 cm de distância ao redor do perímetro da tabela e 6,35 cm da borda da mesa. Use 10 buracos enquanto labirintos de roedores normalmente têm mais buracos. Fazer isso permite uma redução no número de opções de fuga. </li><li> Usando um pouco buraco serra (2,54cm de diâmetro), fure todos os 10 buracos gol e areia quaisquer bordas afiadas. </li><li> Montar quatro pinos de suporte de prateleira debaixo de cada buraco com parafusos, usando uma caixa de casa como um guia para as dimensões. </li></ol></li><li> Coloque o labirinto em uma sala silenciosa com iluminação superior brilhante e pistas espaciais disponíveis para navegação (portas, armários, etc.). </li><li> Montar um auto foco, grande-angular de webcam lente (11,3 cm x 3,99 cm) ou outra câmera apropriada acima do labirinto. Esteja certo de que o campo de visão do feed de vídeo engloba todo o labirinto. </li><li> Coloque o computador e cadeira observador, pelo menos, 1 m do labirinto. </li><li> Marque as pernas do labirinto no chão com um marcador permanente ou fita. Isto permite a correcção de qualquer movimento minutos do labirinto ao longo dos ensaios. </li><li> Aleatoriamente atribuir um dos furos como &quot;1&quot; e o número dos outros furos consecutivamente através de &quot;10&quot;. Com um marcador permanente, escrever os números ao longo do lado de forado labirinto para facilidade de referência. Certifique-se de que os números não são visíveis a um animal dentro do labirinto. </li><li> Aleatoriamente atribuir buracos gol para os indivíduos usando um gerador de números aleatórios. </li></ol> 2. Ensaios de Formação NOTA: répteis têm uma temperatura corporal preferido que pode ser obtido a partir da literatura. Se os animais tornam-se lentos ao longo de várias tentativas de treino, o labirinto pode ser muito legal e isso pode afetar o comportamento. Um pequeno aquecedor ou fita de calor na parte inferior do labirinto pode aumentar adequadamente a temperatura da superfície do labirinto, a melhor indicação térmica da temperatura corporal, para manter a temperatura corporal e desempenho comportamental. <ol><li> Se os indivíduos são alojados fora da sala de testes, trazer animais em seus receptáculos casa para a sala, pelo menos, 30 minutos antes do teste. Certifique-se de fornecer calor em recintos casa (por exemplo, lâmpadas de calor, fita de calor), a fim de manter a temperatura corporal antes do teste. <ol><li> Abra o software de monitoramento e aplicação de webcam para o feed de vídeo. O software de acompanhamento personalizado foi escrito para Matlab e caixa de ferramentas Processamento de Imagem; outro software de rastreamento está disponível comercialmente. </li><li> Avaliar o campo de visão do feed de vídeo. Se o labirinto não é no campo de vista, verificar que o labirinto está dentro das marcas no chão. </li><li> Abra a planilha contendo informações quanto à data, hora de início / fim de ensaios de formação, sujeita ID, buraco objetivo atribuído, número de tentativas de treinamento executados, anotações e iniciais do observador. </li><li> Aleatória a ordem em que vai ser testado sujeitos. cobaias de uma forma sistemática. </li></ol></li><li> Retirar o primeiro assunto a partir de sua gaiola e coloque delicadamente o assunto no meio do labirinto. Coloque uma banheira de plástico sobre o animal; Isso evita viés de orientação inconsciente pelo pesquisador. Permitir 30 s para se aclimatar. </li><li> Montagem do animal casa gaiola sob o labirinto, diretamente abaixo do queassinado furo meta, por deslizar a parte superior do invólucro para as montagens de PEG. Esteja certo de que a rocha frade na gaiola está diretamente sob o buraco, que servirá como um poleiro quando o animal desce para o buraco. Neste ponto, o uso de pistas térmicas ou químicas do invólucro para utilização em casa de navegação é irrelevante. <ol><li> labirintos de roedores usar um recinto limpo como um escape para o assunto. No entanto, incentivar a entrada no buraco durante o treinamento ensaios com a montagem do animal caixa casa sob o labirinto. </li></ol></li><li> Suavemente remover o tubo de plástico a partir do topo do labirinto. </li><li> Iniciar a gravação do julgamento de treinamento com o aplicativo de webcam. <ol><li> Permitir que o objecto a explorar o labirinto durante 10 min. Se ocorrer algo atípico, note que este na planilha. </li><li> Se o sujeito cai ou corre para fora da mesa, retornar suavemente sujeito a meio do labirinto. Continuar calendário e gravação, se o animal está fora do labirinto por 30 s ou menos.Se o assunto está fora do labirinto por mais de 30 s, anular o julgamento. Grave esta informação na seção de notas do livro. </li><li> Se o sujeito desce no buraco objetivo sem ajuda, considere o julgamento como sobre naquele tempo. </li><li> Se o assunto não desce no buraco objetivo, consideram o julgamento como mais depois de decorridos 10 min. </li></ol></li><li> Se o assunto não desce para o buraco gol aos 10 min, à mão guiar suavemente o animal, de cabeça, para o buraco meta apropriada. </li><li> Pare de software de monitoramento de vídeo e. Guardar imagens de vídeo. </li><li> Permitir que o sujeito se repousar durante pelo menos 2 min no seu recinto casa, enquanto o invólucro continua a ser montado sob o labirinto. </li><li> Utilizando um frasco de spray e toalhas de papel, limpar a parte superior do labirinto com uma mistura de sabão diluída de 1:10 sabão à água. Se o fizer, impede o uso de sinais químicos ao navegar pelo labirinto. Algumas espécies, particularmente aquelas que fazem uso pesado de informações quimio, NECESsitate lavagem adicional do labirinto com água quente para eliminar todos os sinais de cheiro. </li><li> Remova o gabinete de baixo do labirinto e quer repetir o julgamento de treinamento com o mesmo indivíduo ou um novo indivíduo. Cada indivíduo pode ser executado em até 5 tentativas de treino por dia, com intervalo de 30 min entre os testes de um indivíduo. </li><li> Repita este procedimento até que um sujeito desce em seu buraco objetivo sem ajuda, em 3 ensaios de formação diferentes, indicando que a aprendizagem da localização meta ocorreu. Os três ensaios de formação não precisam ser consecutivos. Se um objeto chega a esse critério, o sujeito se move para julgamento da sonda para avaliar a memória espacial. </li></ol> 3. Ensaios de sonda NOTA: Uma vez que um assunto atinge critério, o sujeito aprendeu a navegar para o gol. No entanto, neste momento, ainda não está claro se o assunto está a navegar usando uma estratégia espacial ou alguma outra estratégia de navegação. julgamento Probes teste para isso e deve ser realizada um dia depois de o modelo atingir critério nos ensaios de formação. <ol><li> Girar o labirinto de 180 °, assegurando que as pernas do labirinto estão dentro das marcas no chão. Rotação do labirinto permite pistas locais que identificam directamente o objetivo de estar em conflito direto com as pistas espaciais mais estáveis. </li><li> Repita os passos 2.1 - 2.5.2, omitindo o passo 2.3 de montar cerco a casa do assunto sob o labirinto. Se o fizer, impede o uso de pistas olfactivas ou outros que emanam do gabinete de casa durante a exploração labirinto. </li><li> Durante os ensaios de sonda, os indivíduos são livres para explorar o labirinto para os 10 min para avaliar o comportamento exploratório. Após 10 min, pare o software de vídeo e monitoramento. </li><li> Remover o assunto do labirinto e devolvê-lo à sua gaiola. </li><li> Limpar a parte superior do labirinto com a mistura de sabão diluída. </li></ol> 4. As medidas comportamentais NOTA: Para tria formaçãols, incluir medidas comportamentais, tais como a latência para chegar ao buraco objetivo, número de erros cometidos (investigação de um buraco nongoal; focinho do animal deve estar dentro de 1 cm do buraco) e proporção de tempo gasto no quadrante correto do Labirinto. <ol><li> Para os ensaios de formação, determinar uma estratégia de pesquisa. Uma estratégia direta é definida como decrescente para o buraco gol com menos de 3 erros. Uma estratégia de série é exame de 3 ou mais orifícios consecutivos labirinto ao longo do perímetro do labirinto. Uma estratégia aleatória é exame não série de buracos labirinto com 3 ou mais erros. NOTA: Para os ensaios de sondagem, medidas comportamentais incluem a latência para chegar ao buraco espacialmente correto, número de erros cometidos antes de investigar o buraco espacialmente correta, ea proporção de tempo gasto no quadrante espacialmente correta do labirinto. </li><li> Para uma avaliação mais rigorosa de escolha não aleatória do buraco objetivo espacialmente correta, empregam amostragem sem substituição ao calculartaxa de acaso. </li></ol>

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	<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.

Quando experimentalmente testar para a aprendizagem espacial e memória, há várias questões conceituais importantes que serão abordados em alguns dos principais passos no protocolo. Primeiro, os indivíduos devem demonstrar que estão aprendendo a localização do buraco meta ao longo dos ensaios de formação. Atingir o critério predefinido demonstra que a aprendizagem da localização do furo meta ocorreu. Se não sujeitos aprender a localização do orifício objectivo, não há nenhuma maneira viável para, em seguida, determinar uma estratégia de navegação. Se os animais não chegar critério, o julgamento sonda é importante para determinar quais sinais são priorizados durante a navegação no labirinto. Durante o julgamento da sonda, pistas locais e espaciais estão em conflito que força um assunto para priorizar o uso de apenas um taco para navegação. Assim, o julgamento sonda é importante para a avaliação de qual tipo de sugestão está sendo recuperado e priorizados durante a navegação labirinto. Por causa do foco em pistas espaciais vs. locais,é importante para eliminar outras indicações potenciais que poderiam ser utilizados para a navegação; esses sinais pode se tornar um confundem potencial no estudo. Em répteis Squamata em particular, pistas olfactivas desempenhar um papel importante na escolha do companheiro, evitar predadores, e localização de itens alimentares 19. Consequentemente, eliminando pistas olfactivas entre ensaios é importante para impedir seguinte de pistas olfactivas enquanto no labirinto. Embora este protocolo funcionou bem com lagartos do lado-blotched adultos do sexo masculino 13, modificações para o labirinto e protocolo provavelmente precisará ocorrer quando testar a aprendizagem espacial ea memória em lagartos mais jovens ou de espécies diferentes (Ladage, dados não publicados). Por exemplo, lagartos juvenil (ou seja, com menos de 9 meses para lagartos do lado-blotched), espécies que saltam ou espécies arbóreas podem tendem a fugir fora do labirinto, com pouca consideração para a descida nos orifícios da baliza. Em alguns casos, uma parede em torno do labirinto ou um labirinto fechado pode ajudar na circumventing este problema, desde que as pistas espaciais ainda são visíveis a partir da superfície do labirinto. Além disso, a relevância ecológico da tarefa deve ser tido em consideração quando se modifica qualquer tipo de labirinto. lagartos do lado-blotched, que fogem em fendas nas rochas e em pequenos buracos no chão, bom desempenho em um labirinto Barnes. No entanto, as espécies que tendem a permanecer imóvel não pode ter um bom desempenho na tarefa de labirinto Barnes a menos expostos a um motivador (por exemplo, a tentativa de predação simulada) para induzir a exploração labirinto. Do mesmo modo, poderiam ser feitas outras modificações para melhorar o desempenho na tarefa do labirinto incluindo orientando verticalmente para espécies arbóreas, aumentando o diâmetro dos furos de espécies maiores, e couros utilizando, em vez de furos para as espécies que não descem em buracos. Estudos anteriores demonstraram que alterar os atributos de labirinto pode criar variação no desempenho 20-24; Assim, ao fazer modificações para o labirinto Barnes, diferenças em natural seutório e o comportamento das espécies de interesse devem ser tomadas em consideração. Embora este protocolo funcionou suficientemente bem para sondar a aprendizagem espacial ea memória em lagartos do lado-blotched, houve algumas limitações e dificuldades que executam o protocolo. Principalmente, lagartos do lado-blotched necessitou de um grande número de ensaios de treinamento para atingir critério, provavelmente porque não havia motivador introduzido que incentivar a exploração e escapar do labirinto. Devido a isso, o protocolo de escrita é muito demorada, em particular quando comparado com o desempenho de roedores durante os ensaios de formação. Apresentando estímulos aversivos para aumentar a motivação para escapar do labirinto pode contornar este problema e diminuir o número de tentativas de formação necessárias para atingir critério. Além disso, por causa da escassez de estudos experimentalmente testes para memória espacial e aprendizagem em répteis, este protocolo e modificação labirinto pode não ser apropriado ou applicable para todas as espécies. Modificações, como as sugeridas acima pode ajudar na elaboração de um labirinto e protocolo apropriado para a espécie de interesse. O protocolo aqui descrito permite o teste experimental de aprendizagem espacial e memória em um pequeno lagarto. Enquanto orientação répteis e de navegação foram demonstradas no campo 7,8,25, pouco se sabe a respeito de que sinais são usados e priorizados durante a navegação. Os poucos estudos experimentalmente teste para a priorização cue durante a navegação em répteis têm utilizado variando paradigmas e espécies que tende a impedir a generalização sobre a aprendizagem espacial e memória através deste grupo taxonómico. No entanto, a padronização do aparelho de teste e protocolo, pelo menos, dentro de uma espécie e entre os estudos, ajudará na sondagem de generalizações em aprendizagem espacial ea memória. Uma vez que esta base foi estabelecida, outras aplicações mais detalhada do protocolo seria apropriado. para instance, introduzindo pistas locais mais óbvios ou diminuindo a confiabilidade de pistas espaciais durante o treinamento pode induzir uma maior dependência utilizando pistas locais para a navegação dentro do labirinto. Além disso, os sexos podem priorizar pistas de forma diferente, avaliando assim as fêmeas nesta tarefa também pode esclarecer as diferenças intersexuais interessantes em priorização de sinalização. Modificações como estas podem revelar como a saliência e estabilidade de ambas as pistas espaciais e locais podem modular a sugestão priorização na memória e recordação posterior ea utilização desses sinais durante a navegação.

Muitas doenças neurodegenerativas, como presente de Alzheimer com um declínio progressivo na capacidade cognitiva, normalmente concomitante com a degradação do cérebro 1-4. Para testar a influência da lesão cerebral e degradação em processos cognitivos, a investigação clínica tem aproveitado as vantagens de espécies de roedores modelo e padronização de aparelhos de teste e protocolo. Em particular, os processos de aprendizagem e memória espacial foram avaliados através de vários paradigmas padrão, como o labirinto Morris água, Barnes labirinto, e labirinto radial do braço (para uma revisão abrangente destes e de outros paradigmas, veja 5,6). A rica história desses paradigmas de aprendizagem e memória espacial tem se mostrado bastante bem sucedida, permitindo que os investigadores a compreender muitas das facetas e nuances da relação entre a memória humana, a função cerebral e doença. Embora a avaliação dos processos cognitivos foi examinado em pesquisa clínica para saire algum tempo, a investigação dirigida para as habilidades cognitivas de espécies nonmodel é relativamente novo. Pesquisadores que estudam a cognição em espécies nonmodel são tipicamente interessados ​​na relevância ecológica e evolutiva dos processos cognitivos, particularmente no contexto de sobrevivência e reprodução. Alguns estudos em répteis têm sugerido que as capacidades cognitivas avançadas, em particular a memória espacial, podem causar alguns comportamentos, particularmente aquelas relativas à navegação e orientação. No entanto, enquanto muitos estudos têm demonstrado que os répteis pode reorientar após o deslocamento de 7,8, a mecanismos cognitivos comportamento reorientação subjacente ainda não foram esmiuçadas distante. Devido a isso, alguns estudos têm tentado avaliar experimentalmente a importância da aprendizagem espacial ea memória durante a navegação 9-17. A metodologia nestes estudos são predominantemente modelado após paradigmas de roedores e protocolos, por vezes modificados para utilização em répteis, mas estes estudostiveram sucesso variável na avaliação da memória espacial. Alguns estudos têm demonstrado a aprendizagem espacial ea memória em algumas espécies 11-17, enquanto outros estudos não encontraram nenhuma evidência de tal 9,10. Assim, o papel ou a existência de aprendizagem espacial ea memória durante a navegação em répteis ainda é incerto. Uma questão que pode ser problemático quando experimentalmente avaliar a aprendizagem espacial ea memória em répteis é a relevância ecológica da tarefa. Os répteis são um grupo taxonómico especial bastante distinta de roedores, demonstrando grande variação na ecologia, comportamento e fisiologia. Diferenças de comportamento entre as espécies de répteis poderia impacto da avaliação das habilidades cognitivas espaciais, particularmente se o paradigma utilizado não bater em um comportamento natural. Por exemplo, em uma espécie que normalmente procura refúgio em pequenas fendas, habilidades espaciais pode ser facilmente avaliada utilizando um Barnes labirinto que este labirinto pode não ser a escolha ideal paradigmaem uma espécie que normalmente permanece imóvel. Da mesma forma, a maioria dos répteis Squamata não são aquáticas e assim o labirinto aquático de Morris não pode ser uma escolha adequada para testar a aprendizagem espacial ea memória (mas veja 15); no entanto, este labirinto pode ser uma escolha ideal para testar habilidades espaciais em tartarugas 16. Finalmente, a fisiologia deste grupo devem ser contabilizados, como os répteis são ectotérmicos manutenção da temperatura adequada e, particularmente, do substrato, devem ser considerados durante o procedimento de teste. O protocolo e paradigma aqui apresentados foram usadas para sondar para a aprendizagem espacial ea memória em lagartos do lado-blotched adultos (Uta stansburiana) 13, um pequeno lagarto que normalmente foge de predadores em pequenas fendas nas rochas 18. Sabendo este aspecto da história natural e comportamento da espécie, utilizou-se uma modificação do labirinto tradicional Barnes para testar a aprendizagem espacial ea memória. O labirinto i Barnessa labirinto-terra seca e normalmente usado para testar a cognição espacial em modelos de roedores. Nós modificamos o nosso labirinto de várias formas do labirinto roedor, tanto em design e protocolo (descrito abaixo). O nosso labirinto consistia de uma plataforma circular com furos 10 equidistantes uma da outra ao longo do perímetro da plataforma (Figura 1). O protocolo aqui descrito envolve um assunto que participa em ensaios de formação para aprender a localização de um buraco objetivo, então, uma vez que o sujeito aprende a localização do buraco objetivo, um julgamento sonda é usada para determinar o uso de memória espacial durante a navegação para o gol.

<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

A pesquisa clínica tem aproveitado uma variedade de paradigmas para avaliar o declínio cognitivo, comumente alvo habilidades de aprendizagem e memória espacial. No entanto, o interesse nos processos cognitivos de espécies nonmodel, normalmente dentro de um contexto ecológico, também se tornou um campo emergente de estudo. Em particular, o interesse nos processos cognitivos em répteis está crescendo, embora estudos experimentais sobre a cognição répteis são escassos. Os poucos estudos de répteis que experimentalmente testados para a aprendizagem espacial ea memória usaram paradigmas de roedores modificados para uso em répteis. No entanto, ecologicamente devem ser tomadas importantes aspectos da fisiologia e comportamento deste grupo taxonómico em consideração ao testar para a cognição com base espacialmente. Aqui, descrevemos modificações da Barnes labirinto terra seca e protocolo de teste associados que podem melhorar o desempenho quando sondagem para a aprendizagem espacial e capacidade de memória em pequenos répteis Squamata. O paradigma descrito e próprocedimentos foram utilizadas com sucesso com lagartos masculinos do lado-blotched (Uta stansburiana), demonstrando que a aprendizagem espacial ea memória pode ser avaliada neste grupo taxonómico com um aparelho e protocolo ecologicamente relevantes.

Este protocolo permite a avaliação experimental de navegação baseada espacialmente em pequenos lagartos. Um estudo anterior utilizado com sucesso este protocolo para sondar para a navegação espacial em lagartos do lado-blotched do sexo masculino 13. Nesse estudo particular, os machos foram treinados para navegar para um buraco meta e, uma vez que critério foi alcançado, evoluiu para um julgamento sonda para avaliar as pistas priorizados quando navegando para um buraco gol. Os resultados representativos desse estudo, aqui apresentados, demonstram que, enquanto os lagartos fez aprender a localização da meta, o número de tentativas de treinamento necessários para atingir critério de cada indivíduo foi bastante variável e variou de 17 - 81 testes de formação (média: 48,29 ). Por causa do número variável de tentativas de treino para chegar critério entre os indivíduos, os ensaios foram divididos em quartis e média. Mais de múltiplos ensaios de formação individuos levou menos tempo para encontrar o furo objectivo, em particular entre a primeira e quarta quartil de ensaios de treino, o que indica que foram sujeitos a aprender a localização do orifício de meta (p = 0,012, Figura 2). Durante os ensaios de sonda, o labirinto foi rodado pistas locais e espaciais, assim, conflitantes. Os indivíduos foram para o buraco gol espacialmente correta a uma taxa bem melhor que o acaso (p &lt;0,001, Figura 3) e passou a maior parte do tempo no quadrante espacialmente correta do labirinto (p &lt;0,001), indicando que pistas espaciais estavam sendo priorizados durante a navegação. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig1.jpg" /> Figura 1. Barnes Maze Design for Lagartos pequenos. Um labirinto Barnes (diâmetro de 106 cm), elevados 76,2 cm do chão. Dez orifícios equidistantes de meta estão localizados ao longo do perímetro e espaçada 26 cm entre si. furos de meta são 2,54 cm de diâmetro para permitir sma<html> lagartos ll a descer para o gaiola montada debaixo da mesa. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55103/55103fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig2.jpg" /> Figura 2. Ensaios de treinamento. Latência (s) ± SEM para encontrar o buraco gol durante os ensaios de formação (n = 7 indivíduos por quartil). Por causa do número variável de tentativas de treino para chegar critério entre os indivíduos, os ensaios foram divididos em blocos de aprendizagem quartil e média. Indivíduos demonstraram uma diminuição na latência para encontrar o furo meta, mais notavelmente entre a primeira e quarta quartil de ensaios de formação (p = 0,012), indicando que os indivíduos estavam a aprender a localização do orifício objectivo. Os dados de Ladage et al. 2012.ig2large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Clique aqui para ver uma versão maior desta figura. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55103/55103fig3.jpg" /> Figura 3. Ensaios de sonda. O número de erros antes de escolher o buraco gol espacialmente correta + SEM (n = 7). Indivíduos nonrandomly escolheu o buraco gol espacialmente correta durante os ensaios de sonda (p &lt;0,001), indicando uma estratégia espacial foi usado durante a navegação. A linha tracejada representa o desempenho acaso. Os dados de Ladage et al. 2012. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55103/55103fig3large.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</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.

Avaliando a aprendizagem espacial e memória em pequenas Squamata Répteis

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 visualizações.  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.

Vídeo: 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. elegans Aprender Butanona Positivo, de curto prazo e de longo prazo Ensaios Memória Associativa

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

Neurociência

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.

Locomotor ensaio, Aprendizagem e Memória Os déficits no Drosophila Modelos de neurodegeneração

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.

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 ...

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.

Usando MazeSuite e Funcional espectroscopia no infravermelho próximo para o Estudo Aprendizagem em navegação espacial

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.

A gravação ótica da atividade neural supraliminares com resolução de uma única célula e um único pico

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.

Microinjeção insulina hipocampal e<em&gt; Em vivo</em&gt; Microdiálise Durante um teste de memória espacial

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.

In vivo Optogenetic estimulação do sistema nervoso central de roedores

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.

Um Modelo de Aprendizagem lateralizados Odor em ratos recém-nascidos para Dissecando Formação Neural dos circuitos Consolidação da Memória

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.

A visualização imuno-histoquímica de Hippocampal Neuron Atividade Após Spatial Aprendizagem em um rato modelo de desordens do desenvolvimento neurológico

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.

Drosophila Courtship Acondicionamento Como Medida de Aprendizagem e Memória

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