Questo lavoro è stato sostenuto dall&#39;Università di Strasburgo e Neurex-Neuroscienze Alto Reno rete (post-doc fellowship per RP) e BrainLinks-BrainTools Cluster di eccellenza finanziate dalla Fondazione di ricerca tedesco (DFG, concedere numero EXC 1086). Ringraziamo Nadja Martini per l&#39;assistenza tecnica di esperti.

1. Considerazioni generali Questo protocollo è approvato dalla cura e l&#39;uso di animali Comitato University Hospital Friburgo (lo stesso per Strasburgo). L&#39;acuità visiva è necessaria per le prestazioni nei test di apprendimento spaziale. I roditori con sistemi di visione ridotta non sono idonee. Inoltre, l&#39;illuminazione deve essere sufficiente in modo che i topi per vedere i diversi spunti situati sulle pareti circostanti. E &#39;utile utilizzare spunti (quadrato, cerchio, triangolo) a forma di base ma ben contrastate (ad esempio, segnali a vernice nera su uno sfondo dipinto di bianco). Allo stesso modo, gravi deficit motorie sono criteri di esclusione, perché è necessaria nuoto per questo test e annegamento possono verificarsi. Infine, roditori iper-ansiosa in grado di visualizzare un comportamento di ricerca fortemente sbilanciata, che incide sulle prestazioni. 2. Apparato Set Up <ol><li> Costruire un labirinto doppio H costituito da un vicolo centrale 160 cm, che si interseca ad entrambe le estremità e nel centroda tre bracci paralleli eseguire 160 centimetri (vedi Figura 1). Assicurarsi che il vicolo centrale e le sue perpendicolari braccia sono larghe 20 centimetri, e sono circondati di 35 cm di altezza pareti in plexiglass trasparente. Spessore del plexiglas è di 6 mm per tutte le parti. </li><li> Fissare le pareti in luogo utilizzando colla e viti, e impermeabile il labirinto con giunti in silicone a tutti gli angoli interni. Questi giunti possono essere sostituiti facilmente dovrebbero perdere la loro impermeabilità. Inserire un foro di scarico all&#39;estremità di uno dei bracci angolari (o nel mezzo del labirinto) per lo svuotamento. </li><li> Posizionare il labirinto in un 80 cm di altezza tavolo, con uno spazio adeguato intorno ad esso per a) passeggiare per il labirinto, e b) il deposito di spunti ben contrastate. Designare ogni braccio nel labirinto dalla sua posizione, vale a dire, nord-ovest (NW), a nord (N), nord-est (NE), sud-ovest (SW), sud (S), e sud-est (SE). </li><li> Posizionare una telecamera montata a soffitto sopra il labirinto per l&#39;analisi post-test del comportamento animale, con manuale o aut(Video-tracking) metodi OMATIC (vedi § 5). </li></ol> 3. Osservazioni generali <ol><li> Prima dell&#39;uso, riempire il labirinto con acqua ad un&#39;altezza di circa 18 centimetri (200 L). Questo è abbastanza alta per impedire che i topi di toccare il fondo del labirinto con i piedi, ma sufficiente per evitare la fuga superficiale. </li><li> Dopo la pre-formazione, rendere l&#39;opaca acqua mescolando 250 g di latte scremato in polvere. Cambiare l&#39;acqua ogni giorno per evitare che il latte-acqua dal diventare rancido. Mantenere la temperatura dell&#39;acqua tra 21 - 23 ° C per fornire incentivo per i topi a cercare la piattaforma di fuga. NOTA: Come ratti diventano conoscenza della posizione della piattaforma durante la pre-formazione, la sua posizione viene spostata ad un braccio differente durante l&#39;allenamento. </li><li> Prima dell&#39;uso, immergere un cm 10 piattaforma alto 17 cm di diametro all&#39;estremità di uno dei bracci angolari (NE, NW, SE o SW). Garantire l&#39;altezza per essere sommersa è di 1 cm sotto la superficie della superficie dell&#39;acqua. Formare i ratti per raggiungerela piattaforma di destinazione utilizzando un allocentrica o strategia di apprendimento egocentrica, che dipende dal tipo di paradigma utilizzato (vedi § 4). </li></ol> 4. Protocolli di formazione di base NOTA: I ratti sono in genere dotati di un primo giorno di pre-formazione, che permette loro di familiarizzare con il labirinto. <ol><li> Per pre-formazione rilasciare il ratto dall&#39;estremità di uno dei bracci centrali (ad esempio, il braccio S) e posizionare la piattaforma porta all&#39;estremità di uno dei bracci angolari (ad esempio, NE), quindi invia i ratti 4 consecutive 60 sec prove in cui per raggiungere la piattaforma di destinazione. </li><li> Raggiunta la piattaforma di fuga, permettono il ratto di aspettare lì per 15 secondi, in modo che possano riposare e osservare l&#39;ambiente circostante. Indipendentemente dalla posizione iniziale, bloccare sempre il braccio opposto con una porta a ghigliottina trasparente, che impedisce l&#39;ingresso. NOTA: Durante la pre-formazione, lasciare l&#39;acqua trasparente e regolare la piattaforma cheight tale che sporga 1 cm sopra la superficie dell&#39;acqua, rendendo così visibile al ratto. </li><li> Eseguire allenamento quotidiano costituito da un massimo di 4 prove consecutive, separate da uno spazio 10 sec almeno (formazione discreta, cioè, con intervalli di diversi minuti tra le prove, è un&#39;alternativa). </li><li> Per la formazione, riposizionare la piattaforma dalla sua posizione di pre-formazione al braccio prescelto (ad esempio, NW), e immergerla alla sua estremità 1 cm sotto la superficie dell&#39;acqua. Ora rendere l&#39;opaca acqua con l&#39;aggiunta di latte di potere e di eseguire la seguente formazione (sezione 4). </li><li> Per i ratti che non raggiungono la piattaforma di destinazione entro 60 sec, loro ritornano alla posizione di partenza, e delicatamente li guidano alla piattaforma dallo sperimentatore. </li><li> Misurare diverse variabili durante le sessioni di formazione e sonda, come, distanza nuotato, latenza braccio porta / piattaforma, il tempo trascorso in ogni braccio, così come il numero di errori iniziali / ripetitive (vedere Figura2). Tenete a mente che latenze possono essere influenzati da difficoltà motorie. Se la si verificasse, la distanza e gli errori appaiono come variabili più affidabili per quanto riguarda le prestazioni cognitive. </li><li> Allocentrica Training Strategy: <ol><li> 1 ° giorno - Pre-Training: <ol><li> Non aggiungere il latte in polvere per questo passo. Posizionare piattaforma fuga sporgente 1 cm sopra la superficie dell&#39;acqua in una posizione fissa. Ratti treno in 4 prove consecutive per raggiungere la piattaforma. </li></ol></li><li> Giorni 2-5 - Formazione: <ol><li> Aggiungere 250 g di latte scremato in polvere in acqua per renderla opaca. Spostare la piattaforma ad un braccio diverso (ad esempio, da NE a NW) e aggiungere acqua in modo che la piattaforma è di 1 cm sotto la superficie dell&#39;acqua. Ratti di uscita da entrambi braccio N o S in sequenze imprevedibili per ogni sessione, in modo che entrambe le braccia sono utilizzati due volte come inizio di prova in una sola seduta (4 prove / giorno, per esempio, SNNS, NSNS; vedi figura 3). </li></ol></li><li>Giorno 6 - Sonda Sessione: <ol><li> Rimuovere la piattaforma per il processo sonda. Rilasciare ratti da un braccio di diverso a quelli utilizzati durante l&#39;allenamento (ad esempio, SW), e permettere loro di nuotare per 60 sec. Vedere la Figura 4 per le tracce di nuoto rappresentativi. Analisi del tempo trascorso nel braccio di destinazione (ex posizione della piattaforma) fornisce un&#39;indicazione sul fatto ratti utilizzano una strategia spaziale, un altro tipo di strategia, una combinazione sequenziale di differenti strategie (vedi sotto), o un modello di ricerca disorganizzato. </li></ol></li></ol></li><li> Training Strategy Egocentric: <ol><li> 1 ° giorno - Pre-Training: <ol><li> Questo è lo stesso come il primo passo nella formazione strategia allocentrico (passo 4.1). Non aggiungere il latte in polvere per questo passo. Posizionare piattaforma fuga sporgente 1 cm sopra la superficie dell&#39;acqua in una posizione fissa. Ratti treno in 4 prove consecutive per raggiungere la piattaforma. </li></ol></li><li> Giorni 2-5 - Formazione: <ol><li> Aggiungere 250 g dilatte scremato in polvere in acqua per renderla opaca. Spostare la piattaforma ad un braccio diverso e aggiungere acqua in modo che la piattaforma è 1 cm sotto la superficie dell&#39;acqua. Ratti di uscita dello stesso braccio di partenza (S o N; vedi Figura 5) per ogni prova (4 prove / giorno). </li></ol></li><li> Giorno 6 - Sonda Sessione: <ol><li> Rimuovere la piattaforma per il processo sonda. I ratti sono liberati da un braccio diverso da dove sono stati rilasciati durante la formazione. Lasciare i ratti di nuotare per 60 sec. Bloccare il braccio opposto con una porta a ghigliottina trasparente. NOTA: Modificare le strategie di formazione di cui sopra per in base alle esigenze del particolare esperimento, ad esempio, effetti di prova della droga, ecc. </li></ol></li></ol></li><li> Asciugare il ratto fuori con asciugamani assorbente dopo ogni sessione in acqua. </li></ol> 5. Analisi <ol><li> Eseguire misure di latenze, errori iniziali e ripetitivi, prime scelte e il tipo di risposta Manually registrando queste variabili dai video ripresi dalla telecamera dall&#39;alto. </li><li> In alternativa, se disponibile, utilizzare disponibile in commercio software video-monitoraggio e configurati per registrare queste variabili automaticamente. </li><li> Analisi Statistica: NOTA: La specifica implementazione di analisi statistica dipende lo studio, che si sta svolgendo. <ol><li> Eseguire un uno, due o tre vie ANOVA per quanto riguarda gli errori iniziali / ripetitivi, la latenza di rete del braccio / piattaforma, e il tempo trascorso nel braccio di destinazione; con fattori che includono il giorno del test, e gruppo di trattamento (s). </li><li> Se necessario, procedere con ANOVA post hoc-Newman-Keuls confronti multipli prove. Per confrontare le prestazioni, utilizzare un valore di riferimento (ad esempio, il tempo trascorso nel braccio bersaglio durante una prova della sonda rispetto al livello di probabilità), ed eseguire il test t. </li><li> Se necessario, utilizzare le statistiche non parametriche in aggiunta (per esempio, χ², vedi sotto) o invece quando le condizioni per parametquelli ric non sono soddisfatte. </li></ol></li></ol>

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Commenti su Studio Progettazione e analisi Fin dalla sua creazione, la doppia H labirinto è stato utilizzato in una serie di esperimenti comportamentali nei ratti, che insieme sono stati progettati per studiare le risposte egocentriche e / o allocentrica nei ratti in condizioni normali 24,25 e alterato 26-29 stati cerebrali. Gli ultimi studi includono striato stimolazione cerebrale profonda (DBS) 26, modelli animali di disturbi neurologici 27,28, cos...

Negli animali, l&#39;apprendimento è principalmente mediata dai sistemi hippocampal- e basati striatali di memoria 1,2, che svolgono un ruolo centrale per quanto riguarda posto- e procedurale memoria, rispettivamente. Il rapporto tra questi due sistemi è complessa, e sono noti per interagire tra loro in modi cooperative o competitive 1,3. Inoltre, studi hanno dimostrato che l&#39;influenza di uno di questi sistemi di memoria sul comportamento animale può aumentare a seguito dell&#39;assenza o danni dell&#39;altro sistema 4-7. Entrambi questi sistemi sono collegati alla corteccia prefrontale via talamo. Numerosi disturbi neurologici e le malattie neurodegenerative possono influenzare cognizione spaziale negli esseri umani, che si basano sull&#39;interazione tra sistemi di memoria procedurale e dichiarativa. Gli esempi includono il morbo di Parkinson (PD), la malattia di Huntington (HD) 8-10, il morbo di Alzheimer (AD) 11-14, nonchéLa sclerosi laterale amiotrofica (SLA) 15. I modelli animali, che sono rilevanti per questi disturbi possono essere indotte attraverso vari trattamenti farmacologici che bloccano alcuni recettori 16, così come attraverso le lesioni mirate. Quando tali animali vengono utilizzati con compiti di memoria spaziale, una preziosa può essere acquisita nei meccanismi sottostanti relative a questi disturbi, nonché alle varie opzioni di trattamento. Ci sono molti diversi tipi di compiti di memoria spaziale nei roditori, che collettivamente sono progettati per valutare gli aspetti specifici di apprendimento e memoria, nonché gli effetti di potenziali trattamenti per vari disturbi 17,18. Questi compiti possono essere distinti dal numero di obiettivi e percorsi, il grado di flessibilità comportamentale nel risolvere il compito, la durata di memoria o ritardo, così come la scelta della strategia utilizzata per risolvere il compito. Una buona prestazione possono essere acquistate in base a stimoli esterni o punti di riferimento che sono usati per orientarel&#39;animale verso l&#39;obiettivo (una strategia allocentrica o luogo). In alternativa, un roditore può sviluppare una strategia che si basa sulla direzione del corpo e spunti per quanto riguarda la direzione per spostarsi in (una strategia egocentrica o procedurale), ad esempio, se un topo sa che l&#39;obiettivo è un giro sinistra seguita da una svolta a destra , allora c&#39;è poco bisogno di una strategia allocentrico o luogo. Compiti Maze spesso variano a seconda del grado di flessibilità offerto al roditore di risolverli. Ad esempio, nel Morris water maze, una versione a secco di quest&#39;ultimo (per esempio, 19) o il labirinto Barnes (ad esempio, 20), ci sono potenzialmente rotte infinite ratto può adottare per raggiungere l&#39;obiettivo. Nel Morris Water Maze, ad esempio, la posizione della porta può essere appreso basato su punti di riferimento o segnali (strategia allocentrico) esterni, o semplicemente nuotare in cerchio verso il centro fino a quando la piattaforma si trova (strategia egocentrica) 21. Alcuni compiti hanno obiettivi multiplie un alto grado di flessibilità, per esempio il task cono campo 22 o radiale di Olton labirinto 23. All&#39;altra estremità della scala sono compiti che offrono flessibilità limitata per raggiungere l&#39;obiettivo, ad esempio, il labirinto di pietra, o la versione alternato del T-labirinto. Queste attività forniscono solo un modo corretto di raggiungere l&#39;obiettivo e facilitano l&#39;emergere di routine cognitive che sono principalmente disciplinate dal sistema di memoria procedurale basato striato-. Il doppio-H labirinto è un dispositivo di test della memoria spaziale romanzo, che è stato progettato per consentire lo sperimentatore di dirigere il tipo di strategia che si impara dai roditori per risolvere il compito 24. Composto da tre bracci paralleli run intersecate da un vicolo centrale perpendicolare, la doppia H labirinto è un compito d&#39;acqua di fuga in cui i roditori imparano a raggiungere una piattaforma di fuga che è immerso in una delle posizioni labirinto. Durante l&#39;allenamento, una strategia processuale può essere sviluppata mantenendo tlui stesso inizio e sedi in tutto obiettivo. In alternativa, una strategia allocentrica può essere sviluppato alternando la posizione iniziale in un ordine casuale, richiedendo così il ratto di apprendere la posizione della piattaforma nascosta basato su segnali ambientali come deve fare in un labirinto acquatico. Questo risolve un ostacolo presente in molte attività labirinto differenti, in cui lo sperimentatore altrimenti ha poco controllo sul tipo di strategia che utilizzano roditori. Questo è importante se si considera che gli effetti di alcuni farmaci candidati-cognizione migliorare basano sul sistema place-memoria basata ippocampale-, così l&#39;emergere di routine o procedure cognitive può confondere l&#39;interpretazione delle osservazioni comportamentali quando gli animali, ad esempio passare da allocentrica alla memoria procedurale durante il corso di formazione. Allo stesso modo, può essere desiderabile per valutare gli effetti dei farmaci e trattamenti su memoria procedurale, senza l&#39;influenza della memoria posto a base allocentrica. Infine, questo dispositivopuò essere utilizzata per studiare le interazioni cooperative o competitive tra questi sistemi di memoria, e le condizioni in cui i roditori possono passare da un sistema all&#39;altro.

<table><tbody><tr><td>Rats or Mice</td><td>Charles River</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Towels for drying</td><td>University Hospital</td><td></td><td>1 / animal</td></tr><tr><td>Water</td><td></td><td></td><td>~200 L / day</td></tr><tr><td>Skim milk powder</td><td>Grocery store</td><td></td><td>250 g / 200 L water</td></tr><tr><td>Garden Hose</td><td>Hardware store</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drying rack for towels</td><td>Hardware store</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kinect camera</td><td>Kinect</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PC computer</td><td>any</td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Double H Maze, (plexiglass)&lt;/strong&gt; (Custom-Built)</td></tr><tr><td>External lateral walls, 1600 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>Internal lateral walls, 706 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>8</td></tr><tr><td>Central corridor panels, 500 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>4</td></tr><tr><td>Arm extremities, 188 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>6</td></tr><tr><td>Guillotine doors, 187 &amp;times; 350 &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>3</td></tr><tr><td>Extremity covers, 200 &amp;times; 250 mm</td><td></td><td></td><td>6</td></tr><tr><td>Crossbars, 200 &amp;times; 40 mm</td><td></td><td></td><td>6</td></tr><tr><td colspan="4">[header]</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Double-H Maze Platform (to be ballasted)&lt;/strong&gt; (Custom-Built)</td></tr><tr><td>Metal platform, 100 mm diameter &amp;times; 150 mm</td><td></td><td></td><td>2</td></tr><tr><td>Platform cover, 100 mm diameter &amp;times; 6 mm</td><td></td><td></td><td>2</td></tr></tbody></table>

the double-h maze: a robust behavioral test for learning and memory in rodents

Ricerca cognizione spaziale nei roditori impiega tipicamente l&#39;uso di compiti labirinto, le cui caratteristiche variano da un labirinto all&#39;altro. Questi compiti variano in base al loro flessibilità comportamentale e durata memoria richiesta, il numero di obiettivi e percorsi, e anche la complessità generale compito. Una caratteristica confusione in molte di queste attività è la mancanza di controllo sulla strategia adottata dai roditori per raggiungere l&#39;obiettivo, ad esempio, allocentrica (procedurali) strategie basate (dichiarative-like) o egocentrici. Il doppio-H labirinto è un compito di memoria di acqua-escape romanzo che risolve questo problema, consentendo lo sperimentatore per dirigere il tipo di strategia appreso durante il periodo di formazione. Il doppio-H labirinto è un dispositivo trasparente, che consiste in un vicolo centrale con tre bracci sporgenti da entrambi i lati, con una piattaforma di fuga sommersa all&#39;estremità di uno di questi bracci. I ratti possono essere addestrati con una strategia allocentrica alternando la stposizione dell&#39;arte nel labirinto in modo imprevedibile (vedi protocollo 1; §4.7), richiedendo così loro di conoscere la posizione della piattaforma basata sui riferimenti allothetic disponibili. In alternativa, una strategia di apprendimento egocentrica (protocollo 2; §4.8) può essere impiegato rilasciando i ratti dalla stessa posizione durante ogni prova, finché non imparano il modello procedurale necessario per raggiungere l&#39;obiettivo. Questo compito è stato dimostrato per consentire la formazione di tracce di memoria stabili. La memoria può essere sondato dopo il periodo di formazione in un processo sonda fuorviante, in cui la posizione di partenza per i topi alterna. A seguito di un paradigma dell&#39;apprendimento egocentrica, ratti generalmente ricorrono ad una strategia basata allocentrica-, ma solo quando la loro vista iniziale sui riferimenti extra-labirinto si differenzia nettamente dalla loro posizione originale. Questo compito è ideale per esplorare gli effetti di farmaci / perturbazioni sulle prestazioni della memoria allocentrica / egocentrico, così come le interazioni tra °ese due sistemi di memoria.

Egocentric strategia di apprendimento Uno studio è stato condotto per determinare se la strategia di memoria scelto ratti modifiche in base alle alterazioni della loro prospettiva di stimoli ambientali esterni, seguendo un paradigma egocentrica-learning 25. I ratti sono stati formati in 4 giorni (4 prove / giorno) per raggiungere un braccio obiettivo situato a NE, e sono stati successivamente testati il quinto giorno utilizzando un processo sonda fuorviante, in cui il braccio parten...

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

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 ...

the-double-h-maze-robust-behavioral-test-for-learning-memory

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

12.5K Views.  University Hospital Freiburg. 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.

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

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

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

Low-stress Learning percorso con la Maze Lashley III nel Mice

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

Ricerca

Neuroscienze

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land (Barnes) mazes. Improved performance over sessions or trials is thought to reflect learning and memory of the escape cage/platform location. Considered less stressful than water mazes, the Barnes maze is a relatively simple design of a circular platform top with several holes equally spaced around the perimeter edge. All but one of the holes are false-bottomed or blind-ending, while one leads to an escape cage. Mildly aversive stimuli (e.g.&#160;bright overhead lights) provide motivation to locate the escape cage. Latency to locate the escape cage can be measured during the session; however, additional endpoints typically require video recording. From those video recordings, use of automated tracking software can generate a variety of endpoints that are similar to those produced in water mazes (e.g.&#160;distance traveled, velocity/speed, time spent in the correct quadrant, time spent moving/resting, and confirmation of latency). Type of search strategy (i.e.&#160;random, serial, or direct) can be categorized as well. Barnes maze construction and testing methodologies can differ for small rodents, such as mice, and large rodents, such as rats. For example, while extra-maze cues are effective for rats, smaller wild rodents may require intra-maze cues with a visual barrier around the maze. Appropriate stimuli must be identified which motivate the rodent to locate the escape cage. Both Barnes and water mazes can be time consuming as 4-7 test trials are typically required to detect improved learning and memory performance (e.g.&#160;shorter latencies or path lengths to locate the escape platform or cage) and/or differences between experimental groups. Even so, the Barnes maze is a widely employed behavioral assessment measuring spatial navigational abilities and their potential disruption by genetic, neurobehavioral manipulations, or drug/ toxicant exposure.

The dry-land Barnes maze is widely used to measure spatial navigation ability in response to mildly aversive stimuli. Over consecutive days, performance (e.g.&#160;latency to locate escape cage) of control subjects improves, indicative of normal learning and memory. Differences between rats and mice necessitate apparatus and methodology changes that are detailed here.

Barnes strategie di sperimentazione Maze con piccole e grandi modelli di roditori

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land ...

Comportamento

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in rodents. In our laboratory, we evaluated the two types of memory in more than 30 strains of genetically engineered mice using the automated version of this apparatus. Here, we present the modified T-maze apparatus operated by a computer with a video-tracking system and our protocols in a movie format. The T-maze apparatus consists of runways partitioned off by sliding doors that can automatically open downward, each with a start box, a T-shaped alley, two boxes with automatic pellet dispensers at one side of the box, and two L-shaped alleys. Each L-shaped alley is connected to the start box so that mice can return to the start box, which excludes the effects of experimenter handling on mouse behavior. This apparatus also has an advantage that in vivo microdialysis, in vivo electrophysiology, and optogenetics techniques can be performed during T-maze performance because the doors are designed to go down into the floor. In this movie article, we describe T-maze tasks using the automated apparatus and the T-maze performance of &alpha;-CaMKII+/- mice, which are reported to show working memory deficits in the eight-arm radial maze task. Our data indicated that &alpha;-CaMKII+/- mice showed a working memory deficit, but no impairment of reference memory, and are consistent with previous findings using the eight-arm radial maze task, which supports the validity of our protocol. In addition, our data indicate that mutants tended to exhibit reversal learning deficits, suggesting that &alpha;-CaMKII deficiency causes reduced behavioral flexibility. Thus, the T-maze test using the modified automatic apparatus is useful for assessing working and reference memory and behavioral flexibility in mice.

This article presents the protocol of T-maze tests using a modified automated apparatus for assessing the learning and memory functions in mice.

T-labirinto alternanza forzata e sinistra-destra Attività discriminazione per la Valutazione di lavoro e la memoria di riferimento nel Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

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 ...

Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. The Barnes maze can also assess other mouse behaviors, such as general motivation to escape from the maze platform and exploratory behavior. The Barnes maze can measure whether a genetic mutation or environmental variable can impact the acquisition and retention of spatial memories, as well as provide information about the search strategy employed by the mice. Here we use the Barnes maze to detect a memory deficit in adult mice following a single developmental ethanol exposure event. The newly described Damsel-in-Distress paradigm exposes a male mouse to a female mouse trapped in a chamber in the open center field of the arena. It provides an opportunity for the mouse to socially respond to the trapped female and exhibit prosocial behavior. The Damsel-in-Distress paradigm can also be used to examine mouse behavior in a novel arena and measure locomotor activity. Both the Barnes Maze and the Damsel-in-Distress protocols require minimal financial investment and most aspects of the tests can be constructed from common lab supplies. These flexible and accessible tools can also be used to detect behavioral changes over the course of development.

This protocol measures spatial learning and memory using the Barnes maze. A novel Damsel-in-Distress paradigm is used to assess locomotor activity and prosocial behavior in mice.

Analisi apprendimento spaziale e comportamento prosociale nei topi utilizzando il labirinto di Barnes e paradigmi Damsel in Distress

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. ...

A Behavioral Test Battery for the Repeated Assessment of Motor Skills, Mood, and Cognition in Mice

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and dysfunctions in mood and cognition are common and often shared symptoms in neurodegenerative diseases. Shown here is a behavioral test battery for motor, mood, and cognition, which can be repeatedly tested in a longitudinal study. This battery assesses the overall behavioral phenotype in mice by examining each domain of behavior with at least two independent well-accepted tests (i.e., open-field test and rotarod test for motor function, social interaction test, elevated plus maze test, and forced swim test for emotional function, and Morris water maze test and novel object recognition test for cognitive function). Therefore, this sensitive and comprehensive test battery is a powerful tool for the study of behavioral alternation in neurodegeneration.

A comprehensive behavioral test battery of motor skills, mood&#8212;including social interaction, depression, and anxiety&#8212;and cognition is designed for the repeated assessment of neurodegeneration-related behavioral changes in mice.

Una batteria di Test comportamentali per la valutazione ripetuta di abilità motorie, l'umore e cognizione in topi

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and ...

Utilizing a Reconfigurable Maze System to Enhance the Reproducibility of Spatial Navigation Tests in Rodents

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze shape, thus requiring several separate mazes in different configurations. The maze geometry cannot be reconfigured in a single environment to accommodate scalability and reproducibility. The reconfigurable maze is a unique approach to address the limitations, allowing quick and flexible configurations of maze pathways in a repeatable manner. It consists of interlocking pathways and includes feeders, treadmills, movable walls, and shut-off sensors. The current protocol describes how the reconfigurable maze can replicate existing mazes, including the T-shaped, plus-shaped, W-shaped, and figure-eight mazes. Initially, the T-shaped maze was constructed inside a single experimental room, followed by modifications. The rapid and scalable protocol outlined herein demonstrates the flexibility of the reconfigurable maze, achieved through the addition of components and behavioral training phases in a stepwise manner. The reconfigurable maze systematically and precisely assesses the performance of multiple aspects of spatial navigation behavior.

The present protocol describes a reconfigurable maze, a unique system for testing spatial navigation and behavioral phenotypes in rodents. The adaptability of this maze system enables the execution of various experiments in a single physical environment. The ease of structural rearrangement generates reliable and reproducible experimental results.

Utilizzo di un sistema di labirinto riconfigurabile per migliorare la riproducibilità dei test di navigazione spaziale nei roditori

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze ...

Spatial Memory Testing Using Mazes

Spatial learning and memory are neurological functions that allow us to remember important details associated with our environment. Scientists test this phenomenon in rodents using different types of mazes like Morris water maze, Radial water maze, and Barnes maze. By investigating spatial memory in rodents, neurobehavioral scientists can gain valuable understanding of how these processes are altered following brain damage in humans.
Here, the neurobiology behind spatial memory is briefly reviewed and some general principles behind maze tests are discussed. Then, the video explains generalized protocols on how to conduct trials with specific types of mazes. Lastly, it will explain how behavioral researchers are using these tools to conduct some specific experiments.

Spatial Memory Tests Using Morris Water, Radial Water &amp; Barnes Mazes

Test della memoria spaziale tramite uso di labirinti

Spatial learning and memory are neurological functions that allow us to remember important details associated with our environment. Scientists test this ...

Didattica

JoVE Science Education

Psicologia

Scienze comportamentali

The Morris Water Maze

The Morris water maze is one of the most widely used behavioral tests for studying spatial learning and memory. In the initial phases of this task, rodents must swim to a platform to escape from a pool of water. The platform is then hidden under the water&#8217;s surface, so that the animal is required to remember it&#8217;s location in order to escape.This simple yet powerful maze design can be used to assay cognitive function, study animal models of neurodegenerative disease, and test potential drug therapies.
This video provides an introduction to the Morris water maze and the principles surrounding its use, including a discussion of the different types of memory tested in the maze, important points to consider when designing and conducting this experiment, and the procedures for setup and running of the test. Several applications of the maze are examined, such as investigating how radiation treatment may lead to memory impairment. Finally, other types of water mazes, such as the 8-arm radial maze, are introduced to show how this paradigm can be adapted to engage different types of memory.

Il labirinto d'acqua morris

The Morris water maze is one of the most widely used behavioral tests for studying spatial learning and memory. In the initial phases of this task, ...

Biologia avanzata

Barnes Maze: A Method For Assessing Spacial Learning and Memory in Lab Animals

Source: Ingersoll, J. et al. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/video/58008/analyzing-spatial-learning-prosocial-behavior-mice-using-barnes-maze">Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms</a>. J. Vis. Exp. (2018).
This video shows how to use the Barnes Maze with a mouse. The Barnes Maze testing procedure is used by researchers to assess spatial learning and memory in laboratory animals following repeated trials.

Labirinto di Barnes: un metodo per valutare l'apprendimento spaziale e la memoria negli animali da laboratorio

Source: Ingersoll, J. et al. Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms. J. Vis. ...

The Double-H labirinto: una prova comportamentale robusto per l'apprendimento e la memoria nei roditori

Riepilogo

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