Барнс Лабиринт Стратегии Тестирование с малого и крупного моделях грызунов

Сухой-земля Барнс лабиринт широко используется для измерения пространственного способность навигации в ответ на умеренные отрицательные подкрепления. За последовательных дней, производительность (например, задержки, чтобы найти запасной клетку) субъектов управления улучшается, свидетельствует о нормальной обучения и памяти. Различия между крысами и мышами необходимость аппарат и методологические изменения, которые подробно здесь.

Пространственное обучения и памяти лабораторных грызунов часто оценивается с помощью навигационной способности в лабиринты, наиболее популярными из которых являются вода и сухой земли (Barnes) лабиринты. Улучшенная производительность на заседаниях или испытаний, как полагают, отражают обучения и памяти о местонахождении побег клетке / платформы. Считается менее напряженный, чем воды лабиринты, лабиринты Барнс является относительно простой дизайн круговой платформы верхней с несколькими отверстиями, равномерно распределенных по периметру края. Все, кроме одного из отверстий ложны дном или слепым окончание, в то время как один ведет к спасательной клетке. Умеренные отрицательные подкрепления (например, яркие плафон) обеспечить мотивацию для поиска побег клетку. Задержка, чтобы найти запасной клетку можно измерить в ходе сессии, однако дополнительные конечные точки, как правило, требуют видеозапись. Из этих видеозаписей, использование автоматизированного программного обеспечения отслеживания может генерировать разнообразные конечные точки, которые аналогичны тем, которые производятся в водных лабиринтах (например, </ EM> пройденное расстояние, скорость / скорость, время, проведенное в правильном квадранте, время, проведенное перемещение / отдыхает, и подтверждение задержки). Тип стратегии поиска (то есть случайным, последовательный или прямой) могут быть классифицированы как хорошо. Barnes строительные лабиринт и тестирования методологии могут отличаться для мелких грызунов, таких как мыши, и крупных грызунов, таких как крысы. Например, в то время как экстра-лабиринт сигналы являются эффективными для крыс, мелкие дикие грызуны могут потребовать внутри лабиринта сигналы с визуальным барьер вокруг лабиринта. Соответствующие стимулы должны быть идентифицированы, которые мотивируют грызуна, чтобы найти запасной клетку. Оба Барнс и водные лабиринты может занять много времени, как 4-7 испытаний, как правило, требуется, чтобы обнаружить повышенную обучения и памяти (например, короткие задержки или длины пути, чтобы найти запасной платформы или клетку) и / или различия между экспериментальными группами. Тем не менее, лабиринт Барнс широко используются поведенческие оценки измерения пространственных навигационные способности иих потенциал нарушение генетическими, нейроповеденческих манипуляций или при воздействии наркотиков / токсикантов.

Пространственное обучения и памяти в лабораторных грызунов впервые оценены с пищевыми лишенных крыс, которые можно перемещаться лабиринт переулков, чтобы найти продовольственной подкрепления ^1. Несколько десятилетий спустя, пространственной системы координат памяти было предложено ^2. В отличие от оперативной памяти, который относится к памяти в тестовой сессии или суда, ссылка на память относится к памяти по тестовых сессий или испытаний и более тесно связаны с долговременной памяти.

Несколько типов лабиринтов были разработаны в качестве неинвазивных оценками этого гиппокампа зависит от пространственного обучения и памяти в малых и больших грызунов (например водного лабиринта, рассеянный Т-образном лабиринте, радиальные руку лабиринт и сухой земельных лабиринты) ^3-6. Здесь мы сосредоточимся на круглой платформе или Barnes лабиринт, впервые описал в 1979 году д-р Кэрол Барнс ^7. Этот лабиринт был использован для тестирования пространственной навигационную обучения и памяти в широком диапазоне моделях грызунов, в том числе крыс (Rattus погуе), мыши (Mus Musculus), олень мышей (Реготузсиз maniculatus bairdii), мыши Калифорния (Реготузсиз californicus), и hystricomorph грызуны (например, дегу [Octodon дегу]) ^8-13. Другие виды начисленных с использованием лабиринт Barnes включают американские тараканы (Periplaneta Americana) ^14, кукуруза змеи (Elaphe Guttata Guttata) ^15,   чешуйчатых рептилий (например, боковые-мраморный ящерицы [Ута stansburiana]) ^16, и приматов (например, лемуры мыши [Microcebus murinus]) ^17. В наших лабораториях, Барнс производительность лабиринт был использован в качестве показателя нейротоксичности после развития бисфенола А (BPA) или этинилэстрадиола (EE2) экспозиции ^9-1113. Он также широко используется для поведения фенотипирования различных линий мышей ^18-21, оценка эффектов старения ^7,22-28, и болезни, связанные с DEF Альцгеймераicits на животных моделях ^3,29-33, а также последствий осуществления и диетического, экологической и метаболические изменения ^34-42.

Основное преимущество использования Barnes лабиринта в том, что он вызывает меньшую нагрузку на субъектов по отношению к водным лабиринтов, например, в водном лабиринте Морриса ^43, хотя оба могут вызывать острые увеличение концентрации кортикостерона в плазме у мышей ^44. Как суше лабиринт, лабиринт Барнс может быть более ethologically релевантных для наземных грызунов ^45. Хотя производительность Водный лабиринт, как было показано быть более чувствительны к генетических изменений у мышей ^3,46,47, Барнс производительность лабиринт является более чувствительным к некоторым другим изменениям ^48,49. В моделях грызунов, где использование воды лабиринт невозможно, лабиринт Барнс может обеспечить оценку тонкой настройки удержания пространственной памяти ^31. В умеренные отрицательные подкрепления, обычно используемые в Barnes лабиринт (т.е. яркий свет),однако, не может обеспечить достаточную мотивацию для грызуна, чтобы найти побега клетку ^45. Кроме того, грызуны могут узнать, что никакого наказания не происходит, если они не входят в эвакуации клетку. Таким образом, вместо того, чтобы активно ищут спасательной клетке, некоторые грызуны активно исследовать лабиринт в течение длительного времени в каждом испытании. Как показали в Кеннарда и Вудрафф-Pak ^24, это увеличило разведка продлит время ожидания, чтобы найти запасной клетку, длину пути, а также увеличить количество ошибок. Таким образом, измерение нескольких параметров, в том числе задержка, частота ошибок, время, проведенное в правильных и неправильных квадранта, скорости, времени перемещения, время отдыха, и стратегии поиска, могут коллективно обеспечить лучшее показатель пространственного навигационная обучения и памяти способности каждого испытуемого ^{8 -10.} Кроме того, производительность может быть измерена как задержки сначала найдите побег клетку (основной мерой) или задержку, чтобы войти в эвакуации клетку (полной меры). Некоторые из них имеют аргуред, что первичные показатели функционирования являются более точным отражением пространственного обучения, чем общий мер ^50. Большинство исследований, в том числе примеров, описанных здесь, использовать задержку, чтобы войти в эвакуации клетку, чтобы определить уровень ошибок и стратегию поиска. Кроме того, некоторые системы слежения программного обеспечения имеют систему обнаружения тела трехточечным, который может измерять частоты нюхают правильные по сравнению с тарифами неправильные отверстия. Наконец, лабиринт должны быть тщательно очищены этанолом между испытаниями для удаления обонятельных сигналы, которые могли бы обеспечить сигналы или доказать отвлекать последующих животных.

Barnes лабиринт конструкции различаются, но в целом каждый из них имеет 12 или 20 потенциальных дыр эвакуации, только один из которых приводит в дом или эвакуационного клетке. Побег клетка может быть расположен либо непосредственно под побега отверстие на верхней лабиринт (для лабиринтов без перегородок) или встроены в окружающей стенке лабиринта. В сигналы могут варьироваться в размерах от примерно 16,5 см высоты или ширины (в пределах мAZE) к горизонтальной линии 21,6 см в ширину, помещенные от пола до потолка стены комнатной вне лабиринта. рисунках 1-5 показаны примеры Barnes лабиринт конструкций для видов Реготузсиз (рис. 1) и крыс (рис. 2-5). Вилки или двойным дном должна покрывать nonescape отверстия, чтобы предотвратить животное от падения из лабиринта. Размер испытательной камере может варьироваться (~ 20 м ^2), но он должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить достаточно места для лабиринта, приучая животных в комнате, где могут разместиться компьютер с видео настройки (если используется), и место для экспериментатор сидеть на расстоянии (по крайней мере ~ 122 см) из лабиринта аппарата такого, что их присутствие не мешает производительности животного. Назначение эвакуации Место клетке должны быть сбалансированы между группами лечения и пола. Хотя конкретные процедуры, описанные здесь, не включают вращающиеся лабиринт между испытаниями препятствовать использованию внутри-лабиринт запаха сигналы, некоторые исследованиявключить эту процедуру ^50. В наших процедур, лабиринт протирать этанола между испытаниями для устранения запаха сигналы.

В поиске спасательную клетку, три типа стратегий поиска были определены (первоначально называют "узоры" Барнса ^7): 1) случайные, оперативно, определенные как локализованных поисках отверстий, разделенных путей, пересекающих лабиринт центр, 2) сериала, которые определяются как систематический поиск последовательных отверстий в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки, и 3) прямой или пространственный, определяется как навигации непосредственно в правильном квадранте, не пересекая центр лабиринт более чем один раз и с тремя или меньшим количеством ошибок. В общем, при повторном тестировании, грызуны обычно прогресс через стратегий поиска в указанном порядке (случайный, последовательный и прямой) ^51. Испытание зонд без спускового клетки также могут быть использованы в качестве дополнительной меры памяти ^50.

Протокол и представительРезультаты здесь были разработаны для двух типов грызунов (Реготузсиз видов, иначе называемые мелкие грызуны) и крыс. В то время как эти общие процедуры могут иметь место и для врожденного и / или беспородных мышей (Mus Musculus), другие исследования должны проводиться консультации по разности потенциалов методологии для тех последнего вида ^18-21.

1. Барнс Процедура Maze для мелких грызунов

1. Включите верхний свет выше лабиринта и место "Do Not Enter" знаки на внешней стороне двери лаборатории.
2. Принесите мышей в своих обычных домашних клетках в испытательной камере примерно 30 мин до начала первый судебный процесс, чтобы разрешить привыкание. Если в комнате тихо, он не может быть необходимо включить белый шум, в противном случае это мера предосторожности могут быть рассмотрены.
3. Установите программу отслеживания.
4. Аккуратно удалите первую мышь от ее дома клетку и поместите в высокой покрытой пластиковой коробке. Разместить свою побег (чистый дом) полипропиленовая клетку (29 см х 19 см х 13 см) под назначенным побега отверстие.
   1. Убедитесь, бумагу, блокирующей трубку удаляется из этого побега отверстие и все другие отверстия заглушены.
   2. Нарисуйте занавес вокруг лабиринта.
5. Поместите пластиковую коробку с помощью мыши внутри в лабиринт центра и примерно 8 сек позже, мягко таке животное из клетки и поместить его на лабиринт.
   1. После размещения животное в центре лабиринта, спокойно перейти к области компьютерной (~ 150 см от лабиринта).
   2. Инициировать соответствующую программу отслеживания программного обеспечения, которые уже должны быть открытыми, чтобы обеспечить минимальное время (в течение нескольких секунд) прошло с момента животное помещали на лабиринт, пока программа не начнет документирования его производительность.
6. Соблюдайте производительность животного от монитора компьютера и номера записи отверстия, пробного числа, стратегии поиска, и количество ошибок, допущенных. Ошибка определяется как нюхают неправильного отверстия. Оценка стратегии поиска могут быть сделаны в прямом эфире или поздно на основе модели слежения.
   1. Стратегия поиска находится в категории Direct (направляются непосредственно на побег клетку с 3 или меньшим количеством ошибок),
   2. Серийный (путешествия по лабиринту периметру, пока побег клетка не находится), или
   3. Случайное </ STRONG> (пересечение лабиринт центр Многочисленные раз, чтобы проверить различные отверстия).
7. Остановите программу отслеживания, когда животное имеет все четыре лапы внутри побега клетке.
8. Если мышь не в состоянии войти в эвакуации клетку в течение 5 мин, мягко направлять его в нужное место и в эвакуации клетке. Пусть мышь остаются в эвакуации клетке в течение 2 мин.
9. Удалить мышь от побега клетке и поместите в домашнюю клетку.
10. Спрей лабиринт верх и бежать клетку с 70% этанола и вытереть насухо. Установите первую клетку / мышь в сторону в течение 30 мин перед запуском ее второй судебный процесс.
11. Перед началом следующего мышь, подключите ранее правильный побега отверстие и удалите бумагу вилку блокирующий отверстие от назначенного побега отверстием для этой следующей теме.
12. Каждая мышь проверяется в течение 2 испытаний / день с меж-испытательного интервалом примерно 30 мин.
13. Повторите эти действия, пока все мыши были протестированы в течение семи дней подряд, что может увеличить вероятность ое наблюдая повышение производительности и / или различия между группами лечения, по отношению к всего четыре дня данных.

2. Барнс Лабиринт Тестирование на крыс, когда программа слежения нет в наличии

1. Убедитесь, что лабиринт находится в правильном размещении (прямо по центру ниже огней) двойным дном, которые блокируют nonescape отверстия и предотвратить животное от падения надежно в лабиринте, и побег клетка находится в назначенном месте в первый теме. Накладные светильники над лабиринт должен быть включен.
2. Убедитесь, компьютер и камера готовы и секундомер имеется.
3. Включите белого шума для ослабления шумов из других близлежащих районах. Стул тестера составляет примерно 122 см от ближайшего края лабиринта верхней и остается в том же месте на протяжении тестирования.
4. Таймер (устанавливается на 2 мин) должна быть доступна (требуется только на 1 день тестирования). Таймер не должны "звуковой сигнал" или иным образом шум. Дверь (и) для проверки гоот должны иметь "Do Not Enter" знак на улице.
5. Порядка проведения испытаний лист для субъектов перечислим порядок предмета тестирования, числа сессии количество отверстий расположения побега клетку для каждого субъекта, и областей для записи задержки и время суток по каждому предмету, а также площадь для любого необходимые примечания (рис. 6).
6. С 30-60 мин до первого крыса должна быть протестирована, принести животных в их клетках в испытательной камере, чтобы обеспечить привыкания.
7. В центре трубки, что крысу помещают в начале испытании расположен в центре лабиринта. Установите картонную лист, показывающий первое животное ID на вершине. Это позволяет запись видео, чтобы захватить животных ID для облегчения идентификации каждого субъекта, наблюдая первые несколько секунд видео.

Первоначальное тестирование День 1:

1. Начать запись видео компьютера (если используется) и включают в себя около 5 сек судебного разбирательства с животных ID листа для выполнения надт.д. идентификации. Имя файла (или дата создания) будет определять день / время тестирования.
2. Удалите первый животное от его дома клетке (удостоверения личности, если несколько животных в клетке) и осторожно положите головой в эвакуации клетке. Накройте побег клетку с дополнительной двойным дном и начать 2 мин таймер. Это позволяет животное приучить к эвакуации клетке.
3. После окончания 2 мин таймер, аккуратно удалите животное от побега клетке (удалить ложное нижнюю крышку, а также и расположен вдали от лабиринта), лифт ID лист, и сразу же поместить крысу внутри центральной трубки. Обложка верхней части центральной трубки с картона ID листа.
4. Аккуратно и медленно поднимите центральная трубка с картонной крышкой и отставьте в сторону. Начать отсчет времени, как центральная трубка поднимается выше животного. Перемещение сидеть в кресле тестера.
5. Сядьте спокойно в кресле, наблюдая как животное и секундомер. Каждое животное имеет максимум 5 мин, чтобы найти запасной клетку.
6. Если крыса находит побег клетку менее чем5 мин, остановить секундомер и время ожидания и время суток Запись на тест листе заказа. Удалить животное от побега клетке и поместите обратно в домашнюю клетку.
7. Если крыса не находит побег клетку в течение 5 мин, мягко направлять животное в эвакуации клетке и позволяют 15 сек пройти, прежде чем снимать и возвращение животных на главную клетке.
   1. Эта продолжительность 15 сек может быть назначена используя часы с секундной стрелкой на стене тест комнатной.
   2. Время записи суток на листе теста заказа и записи, что крыса не найти побег клетку.
8. Если крыса падает / спрыгивает лабиринт, тестер должен взглянуть на секундомер для времени. Тестер должен затем попытаться быстро извлекать животное.
   1. Если это может быть сделано в течение 10 секунд, заменить животное на центр лабиринта и записывать время осень / скачка на испытательном листа (если тестер может отличить падения или скачка, это должно обозначать). Продолжить испытание.
   2. Если извлечения Анимал занимает больше времени, чем 10 сек, остановить секундомер, и положил животное обратно в дом клетке. Время записи из осень / скачка (если тестер может отличить падения или скачка, обратите внимание, это).
   3. Данные из исследований, в которых животное упали / прыгнул и не может быть получен в течение 10 секунд опускаются статистического анализа.
9. Остановить запись видео на компьютере. Запишите все комментарии о суде.
10. Удалите мочи или кала из лабиринта верхней, спрей с 70% этанола, и тщательно вытрите насухо. Удалить побег клетку и очистить с 70% этанола.
11. Положите чистую побег клетку в назначенное размещения для следующей теме. Наличие более одного побега клетку позволяет каждому высохнуть на воздухе, чтобы уменьшить этанол запах. Положите чистую двойное дно на предыдущей лунке (так, чтобы все, кроме одного отверстия имеет двойное дно, и что одно отверстие содержит побег клетку).
12. Установите центральную трубу с ID листа для следующего объекта в лабиринт центра. Начать запись видео на компьютере.
13. Снимите следующий животное пройти тестирование, поместить в эвакуации клетке (если день / Сессия 1), и начать 2 мин таймер (только если день / Сессия 1). Продолжайте с шага 2 выше. Каждый субъект получает 1 пробный / сут.
14. После того как все животные проходят испытания, очистить лабиринт и сбежать клетку, выключите верхний свет, и белый шум. Удалить "Do Not Enter" знак (ов) от двери (ях).

Дни со 2 по 7 тестирования

1. Настройте тестовую комнату и лабиринт для тестирования, как описано выше.
2. Установите центральную трубку в лабиринте центра с ID листа на вершине. Начать запись видео. Удалите первый животное из дома клетку и поместите в центральную трубу.
3. Этот шаг отличает Days 2-7 из 1-й день, а именно, в дни 2-7, предметом помещается непосредственно в центральную трубу после снятия с домашней клетке и 2 мин привыкания период внутри побега клетке не делается.
4. Повторите процедуру, начиная с шага 4 выше.

3. Статистический анализдля Barnes Maze конечных точек

1. Анализ данных может потребоваться несколько статистических тестов. Непрерывные переменные, такие как задержки и частоты ошибок, могут быть проанализированы как сплит участка в пространстве и времени ^52.
2. Если некоторые животные не найти побега или домашний клетку в пределах максимального выделено время, данные задержки могут быть назначены как максимум и проанализированы с помощью ProcLife тестирование в версии SAS 9.2 анализа программного обеспечения.
   1. Этот статистический метод полезен для поведенческих данных, в которых есть верхний предел среза.
3. Данные Стратегия поиска могут быть проанализированы с помощью повторного дизайн мера с PROC GLIMMIX и версия SAS 9.2 программного анализа.
   1. Это первый анализ использует кумулятивный войти его ссылку и полиномиальное распределение такое, что все три стратегии поиска (случайный, последовательный, и прямой) включены в этот анализ.
   2. Чтобы определить, животные учатся использовать более эффективную стратегию поиска (прямой), Seconд анализ на стратегии поиска могут быть выполнены на котором два менее эффективные стратегии (случайные и последовательный), объедин ют и сравнивают с более эффективного прямого стратегии поиска.
   3. Этот последний метод приводит к биномиального распределения, а также использует PROC GLIMMIX.

Половозрелые самцов мышей оленей зависят от улучшения пространственной навигационной способности, чтобы найти потенциальных партнеров размножения, которые широко распространены по всей среде. Оба дородовой и экспозиция взрослых к тестостерону играют важную роль в организации и активизации этой последующее поведение взрослого мужчины ^53. Таким образом, предполагалось, что раннее знакомство с эндокринными нарушая соединений может нарушить эту позднюю черту у мужчин. Чтобы проверить эту гипотезу, мужские и женские мышей оленей были умственно подвергается через материнской диеты до нескольких экологически значимых дозах BPA в фитоэстрогенов свободной диете, положительного контроля эстрогена (этинилэстрадиола [ЕЕ2]) в фитоэстрогенов бесплатно диеты, или основания контролировать фитоэстрогенов без изысканный диету, и были оценены на Barnes производительности лабиринт как взрослые. Рисунок 1 показывает лабиринт аппарат Barnes для этого вида. Мужчины, контактирующие с измеряемой два высших, но не низкой, BPA дозы продемонстрироватьг эквивалентные дефицит пространственного обучения, что проявляется при длительном времени ожидания, увеличение частоты появления ошибок, и неспособность преобразовать в прямой стратегии поиска на испытательный срок (Цифры 7-9). Тем не менее, женщины подвергаются ЕЕ2 и дозы середине BPA, но не другие дозы BPA выставлены masculinized закономерности пространственного обучения и памяти (то есть уменьшилась латентность и более широкое использование прямого стратегии поиска) ^9,13.

В отличие от полигамных оленьих мышей, связанных с ними кузенов, моногамных самцов мышей Калифорнии, увеличить их репродуктивный успех по парной связи и оставшееся на территории с одной самкой и обмена в родительских обязанностей ^54,55. Таким образом, пространственное навигационная способность не подвергался сильному эволюционной разделе у мышей Калифорнии. Следовательно, Предполагалось, что рано BPA и экспозиция ЕЕ2 не будет выделять такое поведение у мышей Калифорнии. В поддержку этой гипотезасестра, воздействие на развивающийся организм BPA или ЕЕ2 не изменяет пространственные навигационное поведение (Задержка, уровень ошибок, или преобразование в прямом стратегии поиска) в мужчин и женщин, которые продемонстрировали сопоставимые ответы по всем лечебных группах (10 и 11) ^10. По сравнению с контрольной оленей мышей, контролировать мышей Калифорния не уменьшить количество ошибок, допущенных в течение семи дней подряд тестов также не контрольные Калифорния самцов мышей увеличить использование прямого стратегии поиска. Это может отражать разницу вида в способности к обучению, однако не исключено, что дальнейшее уточнение для оценки зрительно-пространственное обучение и память испытаний требуется для мышей Калифорнии.

Лабиринт аппарат Барнс и связанные аппаратные средства для крыс показаны на рисунках 2-5. Этот аппарат был использован для оценки пространственное обучение и память самцов и самок крыс Спрэг Dawley на послеродовых дней 47-51 (5 следовательноcutive дней, 1 исследование / день). В последний день (т.е. день 5), побег клетка была перенесена на 180 ° от исходного местоположения в дни 1-4. Эти предметы были ранее оценивали рефлекса выпрямления и поведения наклонная доска (preweaning), и играть поведение, открытые уровни поле деятельности, а координация движений. Их плотины потребляли 3 небольшие кусочки ванили пластины, на которую был разлит 1 мл / кг массы тела воды на 6-21 день беременности. Сами испытуемые перорально 1 мл / кг массы тела дважды в день воды на постнатальных дней 1-21. В отъема, они были пара-размещены с однополой брат или сестра. Тем не менее, только 1/sex/litter оценивали для Barnes производительности лабиринт. Рисунок 12 показывает среднее время ожидания, чтобы найти запасной клетку для каждого пола на каждом из 5 тестовых дней. Значительные основные эффекты пола (р <0,04) и сессии (р <0,01) указано более короткие задержки в самок и более короткие задержки в дни 2-5 относительных 1 сутки. Другие ВГАэ также сообщил, короткие задержки в самок крыс ^56, однако, подобные секс эффекты не всегда отмечается в нашей лаборатории ^11. Таким образом, в соответствии секс эффект у крыс является еще предстоит определить, кроме задержки Конечные точки еще не доступны;. Однако, отслеживания программного обеспечения используется в аналогичном исследовании изучения уровень ошибок и стратегию поиска на крысах.

Рисунок 1. Лабиринт аппарат Барнс для видов Реготузсиз. А) внутри лабиринта геометрические сигналы (например, круг, квадрат, треугольник и звезда) должны быть размещены внутри лабиринта стене через каждые 90 °, существует 12 побег отверстия, размещенные через каждые 30 °, а лабиринт окружен черным занавесом (не показан). B) лабиринт сверхунаходится на полипропиленовой стенде и возведен 100 см над полом. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 2. Лабиринт аппарат Барнс для крыс. Лабиринт сверху и поддерживающие стенды можно увидеть с диаметром лабиринт верхней и высотой от пола, показанной. Цифры на полу указывают номера отверстия и позволяют тестер поместить побег клетку в указанном месте (номера пола не может рассматриваться субъектом). Один из экстра-лабиринт визуальные подсказки можно увидеть на дальней стене (то есть черные вертикальные полосы). Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 3. Ближе вид лабиринта аппарата Barnes для крыс. Белого побег обойме слайды в пазы на нижней стороне лабиринта сверху. Подобные канавки расположены на нижней стороне лабиринт верхней части для каждого периметра отверстия. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 4. Центральная трубка с образца подлежат идентификации лист на верхней части лабиринта аппарата Barnes для крыс. Картонная обложка поднимает далеко, чтобы НОАКе крыса внутри трубки, а затем заменить. Ручка на центральной трубки позволяет легко поднимать, чтобы начать судебное разбирательство. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 5. Побег клетка для крыс с размерами. Небольшие протекторы на замедлении обеспечить тягу для крысы при входе. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 6. контрольный лист Образец для Barnes лабиринта. Рукописное информация записывается на момент проведения теста в то время как другая информация генерируется заранее. Столбцы: 1) порядок испытания так, чтобы клетки для животных могут быть расположены в порядке и экспериментатор знает порядок тестирования, 2) номер сеанса (обычно, 5-7 дня подряд), 3) животное ID, 4) секс ( может и не понадобиться на испытательном листе), 5) расположение побега клетку для каждого субъекта, 6), как указано галочки в этой колонке, численность животных 106 и 131 не найти побег клетку в отведенное время, 7) время суток для начала судебного разбирательства каждого животного, и 8) задержки, чтобы найти запасной клетку (в сек). В нижней части листа для испытаний достаточно места для экспериментатора, чтобы записать комментарии и примечания, как ни шумов или перерывов, которые могли произойти во время сессии. Щелкните здесь для просмотра крупэ изображения.

. Рисунок 7 также последствия воздействия мужского и женского оленьих мышей к BPA или ЕЕ2 на стратегии поиска в Barnes лабиринт пример) диаграммы, иллюстрирующие три определенные поиска стратегии:. Случайная (вверху), последовательный (в центре) и прямой (внизу) . Б) Процент BPA, ЕЕ2 и контрольных мышей с использованием случайного (желтый), серийный (зеленый), или прямые (черный) Стратегии поиска через испытания приобретения. CTL мужчины использовали прямой стратегию поиска, более широко за период испытательного 7 день подряд, чем всех других групп, кроме низкой дозы BPA мужчин и EE2 женщин (все значения р <0,05). CTL = контроль; ЕЕ2 = этинилэстрадиола, BPA = бисфенол А Адаптировано с разрешения.0; ^13. Нажмите здесь, чтобы увеличить изображение .

Рисунок 8. Также последствия воздействия мужского и женского оленьих мышей к BPA или ЕЕ2 (те же группы, как на рисунке 3) на время ожидания, чтобы найти запасной клетку в Barnes лабиринт. A) мужчин. B) Женщины. CTL мужчины быстрее расположен правильный побег клетку, о чем свидетельствует более короткие задержки, чем CTL женщин (р = 0,0103), EE2-подвергаются самцы (Р <0,0008), и верхний и средним уровнем дозы самцов BPA (р = 0,03, р = 0,02, соответственно). CTL мужчины, однако, показал, подобные ответы минимальны доз BPA мужчин и EE2 женщин (Пи> 0,05). В противоположность этому, EE2 самки были гecreased периоды задержки по всей испытательного срока, чем EE2 подверженных мужчин (р = 0,0013). Данные представлены как среднее ± SEM. Адаптировано с разрешения Jasarevic др.. ¹³ Нажмите здесь, чтобы загрузить увеличенное изображение .

Рисунок 9. Развивающие воздействие мужских и женских мышей оленей, чтобы БФА и ЕЕ2 (те же группы, как на рисунке 3) на наличие ошибок эвакуации. А) Мужчины. Б) Женщины. CTL мужчины продемонстрировали примерно половину количества ошибок или записей в неправильных отверстий по сравнению с CTL женщин (р = 0,0002) и EE2 самцов (р = 0,02). Кроме того, самцы CTL совершил меньше ошибок, чем верхняя доз BPA мужчин (р =0,02), но не отличались по частоте ошибок (Р> 0,05) от любого среднего или низкого доз BPA мужчин. С другой стороны, EE2 самки продемонстрировали masculinized реакцию такую, что эта группа обладал тот же уровень ошибок, как CTL мужчин и приведенных погрешностей (р = 0,002), чем EE2 мужчин. Ближний дозы BPA-подвергаются женщины также показали меньше ошибок, чем низкая доза BPA и CTL женщин (р = 0,0005 и 0,01, соответственно). Данные представлены как среднее ± SEM. Адаптировано с разрешения Jasarevic др.. ¹³ Нажмите здесь, чтобы загрузить увеличенное изображение .

Рисунок 10. Поиск стратегии мужчин и женщин мышей Калифорнии в Barnes лабиринт тестирования. Стратегии поиска арэ цветной: случайная (желтый), последовательный (зеленый), и прямой (черный). В период 7 дней тестирования, не было никаких существенных последствий токсического вещества или пола по использованию поиска стратегии для этих животных. Адаптировано с разрешения Уильямс и др.. ¹⁰ Нажмите здесь, чтобы загрузить увеличенное изображение .

Рисунок 11. Задержка, чтобы найти запасной клетку и избежать ошибок в Barnes лабиринт тестирования на мужской (и C) и женщины (B & D) в Калифорнии мышей (те же группы, как на рисунке 6). А и В) Задержка. C и D) Побег ошибки . В период 7 дней тестирования, не было СИГВВП ficant эффекты токсиканта или пола по использованию поиска стратегии для этих животных. Данные представлены как среднее ± SEM. Адаптировано с разрешения Уильямс и др.. ¹⁰ Нажмите здесь, чтобы загрузить увеличенное изображение .

Рисунок 12. Задержка, чтобы найти запасной клетку для самцов и самок крыс Спрэг Dawley начисленных на послеродовых дней 47-51 (1 исследование / день). В последний день (5 дн), побег клетка была перенесена на 180 ° от его оригинала расположение. Самки показали значительно более короткие задержки, чем у мужчин и задержками на 2-5 дней, были значительно меньше, чем задержки на один день. Данные представлены как среднее ± SEM.TP :/ / www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51194/51194fig12highres.jpg "целевых =" _blank "> Нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

Критические шаги в Barnes процедур тестирования лабиринт включают в себя: 1) обеспечение надлежащего умеренные отрицательные стимулы, чтобы мотивировать животное, чтобы найти запасной клетку, 2) обеспечение единых условия поддерживаются между испытаниями на животных (например, время тестирования, тестирование персонала, внешний контроль шума, и другие стимулы, которые могут повлиять на производительность), 3), если испытания видеозаписи, оптимизации и обеспечения надлежащего видеозапись и подать назад, и 4) чистка лабиринт с 70% этанола для удаления обонятельных сигналы между испытаний.

Определение лучшие стимулы для мотивации предмет, чтобы найти запасной клетку может потребовать некоторых изменений и / или устранения неполадок. Типичный стимулом ярко верхнем освещении. Однако, это не может быть достаточно для некоторых видов. Хотя только отметил Занимательно нами, крысы, которые были широко поведенчески начисленных (и, следовательно, широко обрабатываются) кажется менее мотивированы по стандарту BArnes лабиринт условия, вероятно, потому что они становятся более послушными и привыкли к разного аппарата и / или окружающей среды. Звуковые раздражители (например, хищник звучит) можно рассматривать, но это ограничивает возможность приучить одновременно других животных в комнату тестирования. Другие стимулы, которые были успешно использованы, включают потолочные вентиляторы, чтобы направить воздух в верхнем ^57,58 лабиринт или изменения Барнс лабиринт быть возбуждающий аппетит, а отвращение ^56.

Экстра-лабиринт визуальные подсказки являются нормой для Barnes лабиринт тестирования с крысами. В типичных видов лабораторных мышей, было высказано предположение, что экстра-лабиринт сигналы могут производить лучшие результаты, чем внутри лабиринта киев ^59,60. Тем не менее, олени мыши могут успешно использовать внутри лабиринта сигналы, чтобы найти запасной клетку и не успешно преобразовать в период тестирования с использованием прямого поиска стратегии ^8,9 в. Кроме того, внешние стены предотвращает животных от падения или прыжки из лабиринта. Как мыши Калифорния легче обращаться и около 2-3x больше, чем оленьих мышей, другие успешно протестировали этот вид в Barnes лабиринт без использования стене ^40,61. Тем не менее, лабиринт в этом случае было меньше (65 см в диаметре) с 16 отверстиями, которые были размещены более внутрь (1,3 см).

Методологически есть незначительные детали, которые могли бы повлиять на процедуру лабиринт Barnes и intrepretation результатов. Лабиринт лучших для грызунов является относительно большой и тест комната должна быть достаточно большой, чтобы позволить тестер свободно передвигаться по лабиринту. Размещение лабиринт в углу не рекомендуется, поскольку тестер должен иметь возможность двигаться по периметру, чтобы получить крысу и поместите побег клетку в соответствующем месте. Уровень тревоги из грызуна, о чем свидетельствует повышенной концентрации в плазме кортикостерона ^44, повышены во время тестирования и посторонние раздражители могут быть обострения. Грызуны обычно замерзает при внезапных слуховых стимулови, таким образом, важно, что среда тестирование не находится в шумном районе. Потому что это может быть длительным оценка в данный день и через дней, он может быть сложным для тестера, чтобы оставаться внимательным к суду, однако, обратить внимание на поведение субъекта имеет важное значение. По этой причине и, чтобы избежать циркадные воздействие на производительность, это оптимально для тестирования ограниченное число животных для избранной окна времени (например, утром или днем) на тот или иной день. Наконец, запах этанола может быть отвращение к предмету, хотя это не было явно испытания. Несколько эвакуации клетки и дополнительные ложные днища идей, что клетки имеют время после распыления с этанолом высохнуть на воздухе.

Основными преимуществами лабиринт Barnes являются его простота в использовании по сравнению с другими типами лабиринт и дополнительных конечных точек, которые можно получить, что может обеспечить более комплексную оценку экспериментально индуцированной impairmЭнты. Кроме того, эта суша лабиринт может лучше повторять природную среду для наземного жилища грызунов. Многодневные период тестирования может обеспечить более надежную данных о нарушениях исполнения, о чем свидетельствует задержки, частоты ошибок, и преобразования на протяжении тестирования от неэффективной стратегии поиска (случайной или последовательный) на прямой стратегии поиска.

Результаты лабиринт Barnes можно проверить с помощью других тестов пространственной навигации. Кроме того, важно установить, что потенциальные дефициты Барнс производительности лабиринт не являются результатом изменений в тревоге, деятельности, или двигательных способностей. Таким образом, результаты тревоги и / или оценок опорно-двигательного аппарата, таких как повышенный плюс лабиринт или поведения открытое поле, может определить, есть ли Барнс лабиринт нарушения отражают истинные изменения в пространственной навигации. Тем не менее, общие мышиные испытания тревоги не всегда может быть предиктором Barnes производительности лабиринт ^44. Если истинные пространственные навигационные изменения присутствуют, момолекулярных гистопатологические, электрофизиологические, или синапсов изменения могут быть очевидны в гиппокампе, энторинальной коры или других областей коры, так как эти области мозга по-видимому, регулируют этот обучение и память реакцию ^62-64.

Этот документ был рассмотрен в соответствии с США по продуктам питания и лекарствами (FDA) политики и одобрен для публикации. Утверждение не означает, что содержание обязательно отражает позицию или мнения о FDA и не упоминание о торговых наименований или коммерческих продуктов составляют одобрения или рекомендации для использования. Результаты и выводы в этом докладе, являются мнениями авторов и не обязательно отражают точку зрения FDA. Авторы не имеют конкурирующие интересы и ничего раскрывать.

Авторы признают, г-Eldin Jasarevic, мистер Скотт Уильямс, г-н Роджер У. Мейсен, Сара А. Джонсон, доктор Р. Майкл Робертс, д-р Марк Р. Ellersieck, и д-р Дэвид С. Гири в университете Миссури, и г-н К. Delbert Закон и персонал по уходу за животными в Национальном центре токсикологических исследований / FDA. Эта работа была поддержана NIH Вызовы гранта к гранту КСО (RC1 ES018195), в Mizzou Advantage Гранта в (КСО и ВСО), в университет Миссури колледжа ветеринарной медицины факультета премии (КСО), и протокол E7318 в Национальном центре токсикологических исследований / FDA.