Questa ricerca è stata sostenuta dall&#39;Istituto per le opportunità di concessione del progetto pilota per la salute transazionale (UL1TR000423), dall&#39;Università di Washington Center per lo sviluppo umano e la disabilità e dall&#39;Università di Washington, Core e Brain Imaging Core. Vorremmo riconoscere il dottor Warren Ladiges per il suo ruolo nello sviluppo e nella diffusione del design e del protocollo originale del labirinto Radial Water Tread presentato qui. Ringraziamo anche Toby Cole per la sua assistenza con questo progetto.

Tutte le procedure e la manipolazione degli animali sono state condotte in conformità con le linee guida per la cura degli animali rilasciate dall&#39;Istituto Nazionale di Salute e dall&#39;Università di Washington Animal Care and Use Committee. 1. Chirurgia <ol><li> Anestetizza il topo al 5% di isoflurano in una scatola di induzione fino all&#39;inconscio. Confermare l&#39;anestesia con una riduzione del tasso di respirazione e l&#39;assenza di un riflesso di ritiro dopo toe-pinch. </li><li> Mantenere l&#39;anestesia attraverso il cono al naso a 2-2,5% durante l&#39;intervento chirurgico. Monitorare il tasso di respirazione durante l&#39;intervento chirurgico per assicurare che il topo rimanga inconscio. </li><li> Posizionare il mouse in predisposizione su un tappetino di riscaldamento e posizionare il mouse nel dispositivo stereotassico utilizzando le barre degli orli, assicurandosi che la testa sia sicura e piatta. </li><li> Togliere i capelli dal cuoio capelluto utilizzando la crema di rimozione dei capelli. Sciacquare bene il cuoio capelluto con salina. </li><li> Pulire il sito chirurgico con un iodio alternato e un lavaggio al 70% di etanolo. </li><li> AdministeIniezione sottocutanea di Lidocaine e Bupivacaine (1 mg / kg) al cuoio capelluto. </li><li> Con forbici chirurgiche, eseguire un&#39;incisione midline longitudinale e ritirare la pelle per rivelare il cranio. </li><li> Utilizzando una sega a trefine da 5 mm preformare una craniotomia sopra la corteccia frontoparietale sinistra con punto centrale a 2,5 mm dietro bregma e 2,5 mm a sinistra della linea mediana. Rimuovere con cautela il cerchio dell&#39;osso per esporre il cervello. </li><li> Impostare il dispositivo di impatto a una velocità di 6 m / s e 200 ms di tempo di sosta. </li><li> Posizionare il dispositivo dell&#39;impulso finché la punta di impatto convessa da 3 mm non tocca leggermente la superficie del cervello a 2,5 mm dietro il bregma e 2,55 mm a sinistra della linea mediana. Togliere la punta di impatto e abbassare di 1 mm (profondità d&#39;impatto). Quando è pronto spegnere il dispositivo, generando l&#39;impatto desiderato. </li><li> Coprire la craniotomia con un disco sterile di polipropilene cementato a derma con adesivo tissutale e suturare l&#39;incisione chiusa. </li><li> Togliere il mouse dall&#39;anestesia e dare l&#39;IP di iniezione di BuprEnorfina (0,5 mg / kg). </li><li> Lasciare riposare il mouse in una gabbia pulita, riscaldata da un tappetino di riscaldamento. Il mouse deve essere monitorato per segni di dolore o disturbo nei prossimi 24 h. NOTA: i controlli Sham devono ricevere il trattamento identico come sopra, con i passaggi 1.8-1.9 omessi. </li></ol> 2. Costruzione di labirinto radiale del mattone dell&#39;acqua <ol><li> Foro 9 buchi di uscita, abbastanza grandi per ospitare gli adattatori di trapano ABS DWV SPG x SJ da 1-1 / 2 pollici, a intervalli uguali intorno alla circonferenza di una tubazione in acciaio zincato di 32 pollici. Centrare questi fori di uscita circa 2-1 / 4 pollici sopra il pavimento della vasca. </li><li> Montare un adattatore per trappola ABS DWV SPG x SJ da 1-1 / 2 pollici in ciascuno dei fori di uscita e fissarlo con i dadi ad anello inclusi. </li><li> Con tappi in gomma, il tappo otto delle nove uscite dall&#39;esterno dell&#39;apparecchio. L&#39;uscita finale e non scoperta servirà come via di fuga. Non importa quale uscita sia designata come via di fuga. </li><li> Fissare un ABS da 90 °Gomito verso l&#39;estremità esterna dell&#39;uscita rimanente. La curva a 90 ° serve a impedire ai soggetti di prova di determinare visivamente la corretta via di fuga dall&#39;interno del labirinto. </li><li> Costruire la scatola di scarico da qualsiasi scatola opaca in grado di essere sanificata e di circa 30 cm x 15 cm x 15 cm. Tagliare un foro sul lato della scatola, direttamente sopra il pavimento, abbastanza grande per ospitare un gomito ABS da 90 °. </li><li> Fissare la scatola di fuga all&#39;estremità terminale del gomito ABS da 90 °. </li><li> Alzare leggermente la scatola di fuga (meno di un pollice) sopra la superficie del pavimento. Ciò consente di alloggiare ampi spazi per un pannello di riscaldamento elettrico o un&#39;altra sorgente di riscaldamento da posizionare sotto la scatola di fuga. </li><li> Stampare e laminare almeno 5 segnali visivi unici. Utilizzare immagini semplici e ad alto contrasto che possono essere facilmente individuate dall&#39;apparecchio. Si raccomandano forme di clipart in bianco e nero (triangolo, quadrato, cerchio). </li><li> Usando i magneti, aderire i segni visivi alle pareti interne delapparato. I segnali dovrebbero essere approssimativamente uguali a distanza, attorno alla circonferenza dell&#39;apparecchio. </li></ol> 3. Radial Water Label Label NOTA: Il test di labirinto dell&#39;acqua dovrebbe iniziare solo dopo che il sito chirurgico è stato guarito (circa una settimana dopo l&#39;intervento chirurgico). <ol><li> Preparazione per il test. <ol><li> Consentire ai topi di acclimatarsi nella sala di prova per almeno 30 minuti prima di iniziare i test. </li><li> Sanitizzare l&#39;apparecchio utilizzando un spray al 70% di etanolo. </li><li> Riempire l&#39;apparecchio con circa 1 pollice di acqua fredda (12-14 ° C). </li><li> Mettere un tappetino elettrico o un&#39;altra sorgente di riscaldamento direttamente sotto la scatola di fuga. Tenere la scatola di fuga scura e calda per tutta la durata del test. </li><li> Posizionare una sorgente luminosa luminosa sopra l&#39;apparecchio. NOTA: Se si utilizza una lampada che potrebbe essere visibile per la ricerca degli animali dall&#39;apparato stesso, fare attenzione a accertarsi che la lampada sia posta nello stessoOgni giorno. La lampada stessa potrebbe rappresentare un&#39;altra segnalazione visiva per i topi da utilizzare per individuare la scatola di fuga e spostandola drasticamente di giorno in giorno potrebbe complicare i risultati. </li></ol></li><li> Protocollo di prova <ol><li> Rimuovere il mouse dalla sua gabbia dolcemente dalla coda e collocare al centro dell&#39;apparecchio. </li><li> Appena l&#39;animale è dentro l&#39;apparecchio, comincia il timing. </li><li> Una volta che l&#39;animale ha trovato l&#39;uscita corretta e ha trovato / entrato nella casella di fuga, interrompere la temporizzazione e registrare il numero di secondi richiesti per trovare il percorso corretto. </li><li> Se l&#39;animale tenta di salire in un foro di terminazione e non spontaneamente rientrare nel labirinto dopo 10 secondi, guidare l&#39;animale indietro nel centro del labirinto a mano. </li><li> Se l&#39;animale non riesce a trovare il percorso corretto nella scatola di fuga entro 3 minuti (180 s), segnala la prova come fallimento e registra come 180 s. Guidare con cura l&#39;animale verso il corretto percorso a mano. </li><li> Consenti ilMouse per rimanere nella scatola di fuga per un minuto, inter-trial riposo. </li><li> Una volta che il riposo di 1 min è passato, rimuovere l&#39;animale dalla scatola di fuga e tornare alla sua gabbia. </li><li> Dissaldare accuratamente la scatola di uscita e uscire con un spray al 70% di etanolo per impedire al mouse di utilizzare segnali olfattivi per individuare il corretto tracciato di fuga. Questo passaggio non dovrebbe richiedere più di pochi secondi. </li><li> Rimettere il mouse al labirinto per il prossimo processo. </li><li> Ripetere i passaggi 3.2.1-3.2.9 fino a che il mouse non ha completato un totale di tre prove, ed è stato posizionato o è stato portato alla casella di fuga per tre volte. </li><li> Dopo il riposo finale di 1 minuto, rimettere il mouse sulla sua gabbia. </li><li> Scolare e sostituire l&#39;acqua nell&#39;apparecchio tra gli animali per garantire una temperatura uniforme durante i test. </li><li> Ripetere i passaggi 3.2.1-3.2.12 per ogni mouse da testare. </li><li> Il giorno successivo, ripetere le fasi di preparazione 3.2.1-3.2.5. Prestare particolare attenzione nel garantire che i segnali visivi rimanganoIn posizioni costanti tra i giorni di prova. </li><li> Testate gli animali utilizzando il precedente protocollo di sperimentazione quotidiana per tre prove al giorno per quattro giorni (periodo di allenamento), con un ultimo test a tre prove per la conservazione della memoria il quinto giorno. Un sesto test triplice (lunga durata di memoria) può essere dato il giorno dodici. </li><li> Non effettuare alcuna prova tra i cinque ei dodici giorni di prova. </li></ol></li><li> Analisi <ol><li> Se un mouse non riesce a completare il labirinto in meno di 180 secondi durante un periodo di due giorni ( cioè un totale di 6 prove consecutive, tutte segnate a 180 s), considerare il mouse insufficientemente motivato dalle condizioni di prova e rimuovere dall&#39;analisi. </li><li> Calcola la latenza media per completare il labirinto per ciascun soggetto di data di prova, misurando le tre prove quotidiane per quel giorno. </li><li> Ottenere le differenze di gruppo nella memoria di memoria usando t-test standard per confrontare i gruppi alla prova del quinto giorno e alla data di prova della memoria a lungo termine. Se mRispetto a due gruppi sono stati confrontati, invece, l&#39;ANOVA a senso unico seguita da un&#39;adeguata analisi post-hoc (come il test di Tukey) per seguire qualsiasi significato ottenuto. </li><li> Ottieni differenze di gruppo nel periodo di acquisizione (giorni 1-4) mediante analisi ripetuta di varianza. </li></ol></li></ol>

<ol>
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R., 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=Granulocyte-macrophage+colony-stimulating+factor+is+neuroprotective+in+experimental+traumatic+brain+injury.">Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor is neuroprotective in experimental traumatic brain injury.</a> J Neurotrauma. 31 (10), 976-983 (2014).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il protocollo di labirinto RWT presentato qui segna con successo la distinzione tra i topi TBI indotti da CCI e i controlli di sham e rappresenta un&#39;alternativa alternativa possibile al mouse al MWM e al labirinto circolare di Barnes. Mentre i risultati riportati qui parlano solo dell&#39;uso del labirinto RWT in un modello di topi TBI, questo apparecchio è stato utilizzato con successo nei modelli invecchiati e transgenici in cui la non conformità causata da stress derivante da prove basate sul nuoto effettuate u...

Le alterazioni della memoria sono tra i sintomi più comuni riportati dai pazienti in seguito alla lesione traumatica del cervello (TBI) 1 , 2 . L&#39;identificazione e la valutazione accurata di analoghi deficit di memoria nei modelli animali di TBI sono quindi essenziali per la nostra comprensione di questa condizione e la sua gestione. Qui presentiamo un protocollo per testare la memoria spaziale in un modello di mouse di TBI usando un labirinto Radial Water Tread (RWT). Questo apparato è stato precedentemente mostrato per valutare i deficit cognitivi nei modelli di topo di TBI 3 indotti da impatto corticale controllato (CCI) e rappresenta un&#39;alternativa potenziale a prove sperimentali di cognizione convalidate dal ratto. La crescente diversità e disponibilità di modelli di topi transgenici ha portato ad un recente incremento dell&#39;uso di topi nei ratti nella ricerca scientifica 4 . Nonostante questo turno, i ricercatori continuano a contare su un comportamento aI compiti cognitivi originariamente progettati e convalidati per l&#39;uso del ratto. I test più comuni attualmente utilizzati per valutare la conoscenza nei topi, il labirinto acquatico di Morris (MWM) e il labirinto circolare di Barnes, sono stati appositamente progettati per capitalizzare i comportamenti istintuali trovati nei ratti 5 , 6 . Considerando le differenze genetiche, neuroetologiche e cognitive che esistono tra queste due specie 4 , non è sorprendente che i topi siano costantemente sottoperformati a questi compiti 7 , 8 . Le differenze dipendenti dalle specie nell&#39;abilità di test sono particolarmente interessanti nei test cognitivi basati sul nuoto, come il MWM. Mentre entrambi i ratti e i topi sono nuotatori esperti, i ricercatori hanno identificato diversi ceppi di topi che eseguono notevolmente male i compiti cognitivi basati sul nuoto 9 , 10 , </Sup&gt; 11 , 12 , 13 . Anche in animali selvatici, i ratti generalmente superano i topi 7 , 8 . Mentre questo potrebbe essere interpretato come una differenza specifica della specie nella memoria spaziale, analisi di follow-up utilizzando un labirinto a terra secca non hanno rilevato differenze dipendenti dalla specie nelle prestazioni cognitive 8 . Un certo numero di fattori non correlati alla cognizione potrebbero rappresentare questa constatazione, comprese le differenze dipendenti dalla specie sia nella capacità di nuoto che nella strategia di ricerca. Infatti, l&#39;analisi fattoriale delle strategie di ricerca specifiche del mouse nel MWM mostra che i fattori non-conoscitivi (in particolare, la thigomotaxis e la passività [ cioè , galleggianti]) possono svolgere un ruolo più significativo nelle prestazioni MWM rispetto all&#39;apprendimento spaziale 14 . Qui dimostriamo l&#39;uso di una prova cognitiva progettata per capitalizzare l&#39;inComportamento conciso di topi e che non necessita di nuoto, per misurare la disfunzione di memoria spaziale in un modello di topi del CCI indotto da TBI. Mentre il labirinto RWT ( Figura 1 A-B ) è stato concepito come un nuovo ibrido del labirinto circolare MWM e Barnes, è stato specificamente progettato per sfruttare il comportamento thigmotactic istintivo ai topi 15 , 16 . L&#39;apparecchio è costituito da una vasca d&#39;acciaio zincata da 32 pollici in cui sono stati forati nove fori di uscita uniformemente distanziati. I fori sono centrati di 2-1 / 4 pollici al di sopra del pavimento della vasca e sono dimensionati per adattarsi ad adattatori trapani ABS DWV SPG x SJ da 1-1 / 2 pollici. Otto delle uscite sono coperte dall&#39;esterno e cieco ad una profondità di 1 pollice con gli arresti di gomma. Il nono è collegato da un gomito a 90 gradi acrilonitrile butadiene stirene (ABS) ad una scatola di plastica opaca da cui il mouse può essere facilmente rimosso dopo la prova. Nel corso di unBreve periodo di acquisizione, il mouse è addestrato per utilizzare le indicazioni visive uniche che fiancheggiano il labirinto per individuare questa scatola di fuga. Durante i test, il labirinto è riempito con un pollice di acqua fredda (12-14 ° C), abbastanza avversivo da promuovere la fuga, ma non abbastanza profondo che il mouse è necessario per nuotare. Il labirinto di RWT rappresenta un&#39;alternativa a basso costo e basso mantenimento del MWM ed è stato utilizzato con successo nei modelli di topi invecchiati e transgenici dei modelli 15 , 17 , 18 , 19 e CCI indotti da TBI 3 . Il protocollo qui descritto rappresenta un metodo semplice ed efficace per misurare la compromissione della memoria spaziale che non richiede alcuna formazione pre-lesioni e potrebbe essere facilmente modificata in base alle particolari esigenze di un laboratorio di ricerca.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="937">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:304px;">35 Gal. Hot Dipped Steel Round Tub</td>
			<td style="width:123px;">Home Depot</td>
			<td style="width:344px;">&#160;Internet #206638142</td>
			<td style="width:167px;">Needed: 1</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">1-1/2 in. ABS DWV SPG x SJ Trap Adapter</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>Internet #100344703, Store SKU #188956</td>
			<td>Needed: 9</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">1-3/4 in. x 1-7/16 in. Black Rubber Stopper</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>Internet #100114974 Store SKU #755844</td>
			<td>Needed: 8</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">1-1/2 in. ABS DWV 90 Degree Hub x Hub Elbow</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>Internet #100346663 Store SKU #188603</td>
			<td>Needed: 1</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:304px;">HDX 
			10 Gal. Storage Tote</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>Internet #202523587 Store SKU #258804 Store SO SKU #258804</td>
			<td>Needed: 1</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Impact One Stereotaxic Impactor for CCI</td>
			<td>Leica Biosystems&#160;</td>
			<td>39463920</td>
			<td>Needed: 1</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Vernier Stereotaxic w/ Manual Fine Drive Stereotaxic Instrument for Small Animals</td>
			<td>Leica Biosystems&#160;</td>
			<td>39463001</td>
			<td>Needed: 1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing spatial memory impairment in a mouse model of traumatic brain injury using a radial water tread maze

Nonostante il recente aumento dell&#39;uso dei modelli di topi nella ricerca scientifica, i ricercatori continuano ad utilizzare compiti cognitivi originariamente progettati e convalidati per l&#39;uso del ratto. Il test di labirinto Radial Water Tread (RWT) della memoria spaziale (progettato appositamente per i topi e che non richiede nuoto) è stato dimostrato in precedenza per distinguere con successo tra i topi TBI controllati dall&#39;impatto corticale e i controlli di sangue. Qui viene presentato un protocollo dettagliato per questa attività. Il labirinto RWT capitalizza sulla tendenza naturale dei topi per evitare aree aperte a favore di abbracciare i lati di un apparato (thigmotaxis). Le pareti del labirinto sono fiancheggiate da nove fori di fuga posizionati al di sopra del pavimento dell&#39;apparecchio, e i topi sono addestrati per usare le indicazioni visive per individuare il foro di fuga che porta dal labirinto. Il labirinto è pieno di un centimetro di acqua fredda, sufficiente a motivare la fuga, ma non abbastanza profonda per richiedere che il nuoto del nuoto. Il periodo di acquisizione richiede solo quattro addestramentiGiorni con un test di ritenzione della memoria nel giorno 5 e un test di memoria a lungo termine il giorno 12. I risultati qui riportati suggeriscono che il labirinto RWT è un&#39;alternativa fattibile ai test cognitivi basati sul nuoto convalidati da ratto nella valutazione dello spazio Deficit di memoria nei modelli del mouse di TBI.

Il labirinto RWT ( Figura 1 ) è stato utilizzato per indagare i deficit di memoria spaziale dipendenti da lesioni nei topi assegnati in modo casuale per ricevere o controlli controllati a effetto corticale TBI o sham. La lesione è stata generata utilizzando un impatto corticale guidato da solenoide con una punta convessa da 3 mm ei seguenti parametri di lesione: velocità di attacco 6 m / s, profondità di penetrazione di 1 mm e tempo di contatto di 200 ms...

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

Qui presentiamo un protocollo per una prova specifica del topo di cognizione che non richiede nuoto. Questo test può essere utilizzato per distinguere con successo i topi traumatici e lesioni cerebrali indotte da impatto corticale controllato dai controlli di sangue.

Valutare l&#39;alterazione della memoria spaziale in un modello di topi di lesioni traumatiche del cervello usando un labirinto radiale

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

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Research

JoVE Journal

Behavior

7.0K Views.  University of Washington.  Qui presentiamo un protocollo per una prova specifica del topo di cognizione che non richiede nuoto. Questo test può essere utilizzato per distinguere con successo i topi traumatici e lesioni cerebrali indotte da impatto corticale controllato dai controlli di sangue. 

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

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

Shallow Water Paddling Variants of Water Maze Tests in Mice

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

Acque poco profonde (Paddling) Varianti di test labirinto d&#39;acqua nei topi

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

Ricerca

Comportamento

Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food deprivation, and may introduce scent cue confounds. The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs. Specifically, subjects are required to avoid the arms previously used for escape during each testing day (working memory) as well as avoid the fixed arms, which never contain escape platforms (reference memory). Re-entries into arms that have already been used for escape during a testing session (and thus the escape platform has been removed) and re-entries into reference memory arms are indicative of working memory deficits. Alternatively, first entries into reference memory arms are indicative of reference memory deficits. We used this maze to compare performance of rats with neonatal brain injury and sham controls following induction of hypoxia-ischemia and show significant deficits in both working and reference memory after eleven days of testing. This protocol could be easily modified to examine many other models of learning impairment.

The eight-arm radial water maze is designed to evaluate reference and working memory performance simultaneously by requiring subjects to use extra-maze cues to locate escape platforms and remedies the limitations observed in land based radial arm maze designs.

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

The Double-H Maze: A Robust Behavioral Test for Learning and Memory in Rodents

Spatial cognition research in rodents typically employs the use of maze tasks, whose attributes vary from one maze to the next. These tasks vary by their behavioral flexibility and required memory duration, the number of goals and pathways, and also the overall task complexity. A confounding feature in many of these tasks is the lack of control over the strategy employed by the rodents to reach the goal, e.g., allocentric (declarative-like) or egocentric (procedural) based strategies. The double-H maze is a novel water-escape memory task that addresses this issue, by allowing the experimenter to direct the type of strategy learned during the training period. The double-H maze is a transparent device, which consists of a central alleyway with three arms protruding on both sides, along with an escape platform submerged at the extremity of one of these arms.
Rats can be trained using an allocentric strategy by alternating the start position in the maze in an unpredictable manner (see protocol 1; &#167;4.7), thus requiring them to learn the location of the platform based on the available allothetic cues. Alternatively, an egocentric learning strategy (protocol 2; &#167;4.8) can be employed by releasing the rats from the same position during each trial, until they learn the procedural pattern required to reach the goal. This task has been proven to allow for the formation of stable memory traces.
Memory can be probed following the training period in a misleading probe trial, in which the starting position for the rats alternates. Following an egocentric learning paradigm, rats typically resort to an allocentric-based strategy, but only when their initial view on the extra-maze cues differs markedly from their original position. This task is ideally suited to explore the effects of drugs/perturbations on allocentric/egocentric memory performance, as well as the interactions between these two memory systems.

The goal of this protocol is to investigate spatial cognition in rodents. The double-H water maze is a novel test, which is particularly useful to elucidate the different components of learning, consolidation and memory, as well as the interplay of memory systems.

The Double-H labirinto: una prova comportamentale robusto per l&#39;apprendimento e la memoria nei roditori

Spatial cognition research in rodents typically employs the use of maze tasks, whose attributes vary from one maze to the next. These tasks vary by their ...

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

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

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

Morris water maze Test: Ottimizzazione per ceppo di topi e Ambiente di prova

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

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, few studies have investigated the long-term effects of injury in rodent models of TBI. Shown here are behavioral measures that are well-established in TBI research for times early after injury, such as two weeks, until two months. Some of these methods have previously been used at later times after injury, up to one year, but by very few laboratories. The methods demonstrated here are a short neurological assessment to test reflexes, a Beam-Balance to test balance, a Beam-Walk to test balance and motor coordination, and a working memory version of the Morris water maze that can be sensitive to deficits in reference memory. Male rats were handled and pre-trained to neurological, balance, and motor coordination tests prior to receiving parasagittal fluid percussion injury (FPI) or sham injury. Rats can be tested on the short neurological assessment (neuroscore), the beam-balance, and the Beam-Walk multiple times, while testing on the water maze can only be done once. This difference is because rats can remember the task, thus confounding the results if repeated testing is attempted in the same animal. When testing from one to three days after injury, significant differences are detected in all three non-cognitive tasks. However, differences in the Beam-Walk task were not detectable at later time points (after 3 months). Deficits were detected at 3 months in the Beam-Balance and at 6 months in the neuroscore. Deficits in working memory were detected out to 12 months after injury, and a deficit in a reference memory first appeared at 12 months. Thus, standard behavioral tests can be useful measures of persistent behavioral deficits after FPI.

The goal of the behavioral tests presented here is to detect functional deficits in rats after traumatic brain injury. Four specific tests are presented that detect deficits in behaviors to reflect the damage to specific brain areas at times extending to one year after injury.

Rilevare i deficit comportamentistici in ratti dopo la ferita di cervello traumatica

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory alterations of the spinal cord. In this article, our goal was to use both Laser Doppler imaging and monitoring to analyze the change of BF after spinal cord injury. Both the laser Doppler image scanner and the probe/monitor were being employed to obtain each readout. The data of LDPI provided a local distribution of BF, which gave an overview of perfusion around the injury site and made it accessible for comparative analysis of BF among different locations. By intensely measuring the probing area over a period of time, a combined probe was used to simultaneously measure the BF and oxygen saturation of the spinal cord, showing overall spinal cord perfusion and oxygen supply. LDF itself has a few limitations, such as relative flux, sensitivity to movement, and biological zero signal. However, the technology has been applied in clinical and experimental study due to its simple setup and rapid measurement of BF.

Here we present a combination of laser Doppler perfusion imaging (LDPI) and laser Doppler perfusion monitoring (LDPM) to measure spinal cord local blood flows and oxygen saturation (SO2), as well as a standardized procedure for introducing spinal cord trauma on rat.

Utilizzo di Laser Doppler Imaging e monitoraggio per analizzare il microcircolo del midollo spinale nel ratto

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory ...

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often stereotyped actions elicited in response to innately aversive sensory stimuli, but their success requires enough flexibility for adapting to different spatial environments, which can change rapidly. Here, we describe a behavioral assay to evaluate the influence of learned spatial knowledge on defensive behaviors in mice. We have adapted the widely used Barnes maze spatial memory assay to investigate how mice navigate to a shelter during escape responses to innately aversive sensory stimuli in a novel environment, and how they adapt to acute changes in the environment. This new assay is an ethological paradigm that does not require training and exploits the natural exploration patterns and navigation strategies in mice. We propose that the set of protocols described here are a powerful means of studying goal-directed behaviors and stimulus-triggered navigation, which should be of interest to both the fields of instinctive behaviors and spatial memory.

This protocol describes a behavioral assay, based on the Barnes maze test, to study how instinctive defensive actions are modified by the knowledge of spatial environment.

Un'analisi comportamentale per investigare il ruolo della memoria spaziale durante la difesa istintiva nei topi

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders such as post-traumatic stress disorder (PTSD). To understand the biological mechanisms of fear dysregulation in PTSD, it is important to start with a valid animal model of the disorder. This protocol describes the methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of PTSD, in both rats and mice. SEFL was developed to recapitulate critical aspects of PTSD, including long-term sensitization of fear learning caused by an acute stressor. SEFL uses aspects of Pavlovian fear conditioning but produces a distinct and robust sensitized fear response far greater than normal conditional fear responses. The trauma procedure involves placing a rodent in a conditioning chamber and administering 15 unsignaled shocks randomly distributed over 90 minutes (for rat experiments; for mouse experiments, 10 unsignaled shocks randomly distributed over 60 minutes are used). On day 2, rodents are placed in a novel conditioning context where they receive a single shock; then, on day 3 they are placed back in the same context as on day 2 and tested for changes in freezing levels. Rodents that previously received the trauma display enhanced levels of freezing on the test day compared to those that received no shocks on the first day. Thus, with this model, a single highly stressful experience (the trauma) produces extreme fear of the stimuli associated with the traumatic event.

Here we describe the detailed methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of post-traumatic stress disorder, in both rats and mice. The model utilizes aspects of Pavlovian fear conditioning and freezing as an index of enhanced fear in rodents.

Paura lo stress-Enhanced Learning, un robusto modello del roditore del disturbo da Stress post-traumatico

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various physiological or pathological changes. The object location task (OLT) and the novel object recognition task (NORT) are two effective behavioral tasks commonly used to reveal the function and relative health of specific brain regions involved in memory. While both of these tests exploit the inherent preference of mice for the novelty to reveal memory for previously encountered objects, the OLT primarily evaluates spatial learning, which relies heavily on hippocampal activity. The NORT, in contrast, evaluates non-spatial learning of object identity, which relies on multiple brain regions. Both tasks require an open-field-testing arena, objects with equivalent intrinsic value to mice, appropriate environmental cues, and video recording equipment and the software. Commercially available systems, while convenient, can be costly. This manuscript details a simple, cost-effective method for building the arenas and setting up the equipment necessary to perform the OLT and NORT. Furthermore, the manuscript describes an efficient testing protocol that incorporates both OLT and NORT and provides typical methods for data acquisition and analysis, as well as representative results. Successful completion of these tests can provide valuable insight into the memory function of various mouse model systems and appraise the underlying neural regions that support these functions.

Here we provide a protocol which includes comprehensive instructions for the economical establishment of murine object location and novel object recognition behavioral testing, including the design, cost, and construction of required equipment as well as execution of behavioral testing, data collection, and analysis.

Riconoscimento di oggetti nuovi e oggetto posizione comportamentali test in topi con un budget limitato

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

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

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

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

Analisi della capacità di apprendimento e memoria in un modello di mouse malattia di Alzheimer utilizzando il Morris Water Maze

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

Valutare l'alterazione della memoria spaziale in un modello di topi di lesioni traumatiche del cervello usando un labirinto radiale

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