バリエーション
バーンズ迷路
泳がずに空間記憶を。
キャロル・バーンズ(Carol Barnes)は1979年、老齢ラットの記憶の研究で円形の台の迷路を導入しました。動物は部屋の手がかりを使い、円形のテーブルの縁にある穴のうち、どれが逃避箱につながっているかを学びます。水がないので、動物は泳ぐ必要がまったくありません。
8つのステップでわかるバーンズ迷路
バーンズ迷路を開き、テーブルと穴をキャリブレーションし、しきい値と被験体の大きさを設定して実行し、バーンズのオプションで解析します。
- 糞が残らないよう迷路を掃除し、画面で白に近く見えるよう均一に照らし、カメラを先に接続します。
- ‘Barnes Maze’をクリックします。‘Barnes’のボックスには自動でチェックが入ります。
- ‘CALIBRATE’をクリックし、‘Pool or Arena Diameter (cm)’を入力して、迷路の面の上、下、左、右の端をクリックし、続いて穴をキャリブレーションして(または‘Suggested Hole Positions’を使って)、‘Save and Return’をクリックします。
- ‘CHECK LIGHTING’をクリックし、影とまぶしさの点を取り除きます。
- しきい値を100から始め、目盛り線が、どの糞よりも大きく動物よりわずかに小さい範囲を囲むまで、‘Subject size’のスライダーを右に動かします。
- ‘Max Seconds’を入力し、‘Auto-end on escape hole’のオプションと‘Hole Number’を選んでから、‘PREPARE’をクリックし、ターゲットの穴を画面上の円に合わせます。
- 動物を放すときに‘RUN’をクリックします。‘Auto-end on escape hole’がオンでなければ、動物がターゲットの穴に完全に入ったときに‘END’をクリックします。
- ‘ANALYZE’をクリックし、‘Advanced’で、穴が入るように壁沿い行動の帯(例:0.65)とカウンターの大きさ(例:2.0)を設定してから、SUMとCSTファイルを作ります。
詳しく見る
南側(画面の下側)から作業します。小さなガラスビーカーを開始容器にし、白い手袋と袖を着けると、影が入るのを防げます。プローブの日には、学習したターゲットの穴を入力し、‘Probe’にチェックを入れ、‘Auto-end on escape hole’を‘No’にします。
HVS Imageは穴への接近を自動で数え、穴ごとの鼻突っ込み(エラー)を記録し、ターゲットの穴までの潜時と経路、一次経路長を出します。バーンズの結果にはバーンズ用の用語(プラットフォームではなく穴)が使われます。
バーンズのエラー、穴の訪問、一次経路
バーンズの結果は、被験体が間違った穴をいくつ調べたか(エラー)、どの穴を訪れたか、逃避穴にどれだけ速く、まっすぐ着いたかを教えてくれます。
詳しく見る
指標には、自動で数えた穴への接近、穴ごとの鼻突っ込み(エラー)、ターゲットの穴までの潜時と経路、一次経路長(開始から逃避穴への最初の接近までの道筋)が含まれます。穴が入るように壁沿い行動の帯を設定し(例:0.65)、穴の探索のためのカウンターの大きさを設定します(例:2.0)。
プローブの日には、バーンズ迷路のRun画面のMonitorで‘Probe’にチェックを入れます。一次エラーとは、逃避穴に最初に接近する前に調べた間違った穴のことです。
バーンズ迷路の結果の読み方
穴ごとのエラー(鼻突っ込み)、目標穴までの潜時と経路、一次経路長を見て、解釈する前に経路がきれいに取れているかを確認してください。
- 典型的な対照群のパターン
- この試験について確認された公表パターンはまだないため、ご自身の対照群と比べてください。HVS Imageは、自動で数えた穴への接近、穴ごとの鼻突っ込み(エラー)、目標穴までの潜時と経路、一次経路長(スタートから逃避穴への最初の接近までのルート)を報告します。
- 障害のサイン
- 元のプラットフォーム研究では、老齢ラットは報酬のある場所についての記憶が劣っていることが示されました(Barnes, 1979)。
- 強い記憶のサイン
- この試験について確認された公表パターンはまだないため、ご自身の対照群と比べてください。
結果のように見えるセットアップの問題
- 開始時に経路が飛ぶ:一時的な影(手やスタート用の容器)がトラッカーを引き寄せています。小さなガラスビーカー、白い手袋と袖を使い、南側から作業してください。
- 直線(短いトラッキングの途切れ):照明を均一で拡散したものにし、照明チェックで黒い点(影)をなくし、赤い点(ぎらつき)を避け、ほかのプログラムを閉じてください。
- 逃避穴で試行が終わらない:「Auto-end on escape hole」がオンのときだけ自動で終わります。そうでなければ、動物が穴に完全に入ったときに「END」をクリックしてください。
詳しく見る
経路は人為的に平滑化されていないので、ギザギザの経路はぎくしゃくした動きを反映しています。動物は中に入らずに穴を調べることがあるため、多くのユーザーは「Auto-end on escape hole」を「No」にしたまま、自分で試行を終えます。接近とエラーを読む前に、穴が壁沿い帯に入るよう帯を設定してください。
Barnes(1979)は、空間的手がかりの利用に有利な円形プラットフォームでラットを試験し、シナプス増強の量が円形プラットフォーム課題をこなす能力と統計的に相関していることを見いだしました。
よくある質問
バーンズ迷路はどうキャリブレーションしますか?白い斑点が出たり、穴がマスクされなかったりするのはなぜですか?
バーンズ迷路を開き、Calibrateをクリックして、テーブルの縁(上、下、左、右)をクリックし、続いて各穴をクリックします。1)バーンズ迷路を開きます。Barnesのボックスには自動でチェックが入ります。2)Calibrateをクリックし、テーブルの縁を上、下、左、右の順にクリックします。3)各穴をプラットフォームと同じようにクリックするか、極座標の位置として入力します。4)Save and Returnをクリックします。穴に白い円盤が表示されるはずです。
詳しく見る
バーンズ迷路には水迷路とは別のキャリブレーションがあります。バーンズ迷路を開き、Calibrateをクリックして、テーブルの縁をクリックし、続いて各穴をクリックします。テーブルの縁はN、S、W、E(上、下、左、右)の順にクリックし、各穴はプラットフォームと同じようにクリックします。アライメントキャリブレーションでは、穴を極座標で入力します(角度=360/穴の数、例:12個なら30°。中心からの距離は半径に対する割合)。迷路と穴の直径を正しく入力します。Save and Returnのあと、穴は白い円盤でマスクされます(auto-endが設定されていればピンク)。穴がマスクされない場合は、Barnesのボックスにチェックが入っているか確認します。これはバーンズ迷路を開いたことを示します。入っていなければ、画面を閉じてバーンズ迷路を開きます。
さらに詳しく
テーブルの上半分しかトラッキングされない場合は、キャリブレーション領域の中に暗い縁が見えています。テーブルが画面で丸く見えるようにカメラを真上に置き、縁のすぐ内側をクリックして試します。穴が1つずれたのは、Sより先にWをクリックしたためです。故障したマウスや電池の弱いマウスはダブルクリックを起こすことがあります。うまく動くキャリブレーションファイルはバックアップしておきます。
動物が逃避穴に着いても、バーンズの試行が自動で終わらないのはなぜですか?
試行がひとりでに終わるのは、'Auto-end on escape hole'がオンのときだけです。1)バーンズ迷路のRun画面で、'Auto-end on escape hole'を'Yes'か'Delay in Secs'にします。2)または'No'を選び、動物が穴に完全に入ったときに'END'(またはリモコン)をクリックします。3)動物をよく見ます。入らずに穴をのぞき込むだけのこともあります。
詳しく見る
バーンズの試行がひとりでに終わるのは、バーンズ迷路のRun画面で'Auto-end on escape hole'がオンのときだけです。'Yes'、'No'、'Delay in Secs'から選びます。バーンズ迷路は、動物がターゲットの穴に入るのを検出します。多くのユーザーは'No'のままにして自分で'END'をクリックします。動物が入らずに穴を調べることがあり、トラッカーは白い穴のマスクの後ろにある暗い物体を無視するので、手で終えれば早すぎる終了を避けられるからです。USBや電気で動く嫌悪刺激は、被験体がターゲットの穴に近づいたときに止めることができます。
さらに詳しく
バーンズの.txpの行は、開始点、ターゲットの穴、被験体、記述子の順です(例:C,1,mouse1,groupA)。中心から開始するには、開始の欄に'Center'(またはC)と入力します。結果にもそのまま表示されます。
バーンズの経路が開始時に飛んだり、直線が出たりします。どう直せばよいですか?
たいていは一時的な影(手や開始容器)がトラッカーを引き寄せています。画面の下側から作業し、影が入らないようにします。1)小さなガラスビーカーを開始容器にします。2)白い手袋と袖を着けます。3)'南'の端(画面の下側)に立ちます。4)または、手が領域から出た直後に開始をクリックします。
詳しく見る
トラッカーは画像の上から走査し、大きさと暗さの基準を満たす最初の物体にとりつくので、開始容器や実験者の影が飛びを起こします。対策:もっと小さなガラスビーカー、白い手袋と袖、南の端から作業する、または手や影が出てから開始する(約0.5 sを逃すことがある)。経路は人工的に平滑化されないので、ぎざぎざの経路はぎくしゃくした動きを反映しています。短いトラッキングの途切れ(直線)は、むらのある照明やバックグラウンドの作業から来ます。迷路のまわりにテーブルの高さ以下でアップライトを置いて照明を均一で拡散したものにし、照明チェックで黒い点(影)を取り除き、赤い点(まぶしさ)を避け、ほかのプログラムを閉じます。
さらに詳しく
カメラ:テーブルがマスクと同じく白に近く見えるよう絞りを全開にし、迷路が画面をほぼ埋めるまでズームしてから、ピントを合わせます。小さな緑の枠が尾より広く、体の中に収まるように大きさのスライダーを設定します。HVSは生の.hvsファイルから設定を確認できます。練習中に画面を見せるには、HVSより先にSnipping Toolを起動して動画キャプチャーを使うか(本番の試行中はHVSだけを動かすこと)、スマートフォンの動画を使います。
バーンズの試行(エラー、穴の訪問、一次経路)はどう解析しますか?
バーンズの解析は、動物が逃避穴をどれだけ速く正確に見つけるかを測ります。エラー(間違った穴への鼻突っ込み)、穴の訪問、潜時、一次経路です。穴のまわりのカウンターと壁沿い行動の帯を使い、'Barnes Maze' > 'ANALYZE'を使います。1)Advancedで、穴が入るように壁沿い行動の帯を設定し(例:0.65)、穴の探索のためのカウンターの大きさを設定します(例:2.0)。2)試行をダブルクリックすると図が、'OK'で要約が出ます。3)試行が多ければSUMを作ってからCSTを作り、水迷路専用の指標は無視します。
詳しく見る
一次経路とは開始から逃避穴への最初の接近までの道筋で、一次エラーとはその最初の接近の前に調べた間違った穴のことです。潜時と合わせて、動物がどれだけ正確に目標を見つけたかを示します。HVS Imageは穴への接近を自動で数え、穴ごとの鼻突っ込み(エラー)を記録し、ターゲットの穴までの潜時と経路、一次経路長を出します。Advancedで壁沿い行動の帯(ここでは穴を含む輪)とカウンターの大きさを設定します。バーンズの結果にはバーンズ用の用語(プラットフォームではなく穴)が使われます。プローブの日には、バーンズ迷路のRun画面のMonitorでProbeにチェックを入れます。
さらに詳しく
経路を重ねるには、ファイルを1つ選択してMulti Pathsをクリックし、試行をSelected Plotsに加えてから、PlotとExport Imageをクリックします。
バーンズ迷路にはどんなカメラと照明が必要ですか?
迷路の直径と高さ、天井の高さによって変わるので、その寸法をHVSに送ってください。照明について:1)迷路のまわりにアップライトを置いて均一に照らします。2)Check Lightingで影(黒い点)とまぶしさ(赤い点)を取り除きます。3)画面でテーブルが白に近く見えるようにします。
詳しく見る
カメラの種類は、迷路の直径、迷路の高さ、天井から迷路の面までの距離によって変わります。Check Lightingの赤い点はまぶしさです。照明の角度を変えるか、照明をもっと遠ざけるか、小さめの電球を使います。白いテーブル上の暗い動物は、それでもうまくトラッキングできることがあるので、試してください。背の低いアップライト4つを迷路のまわり約2 mのところに均等に置き、光が下に漏れる場合はテーブルの面より低くして、テーブルが白に近く見えるようにします。
さらに詳しく
Run画面はカメラの映像全体を表示するので、高解像度のカメラならテーブルがよりくっきり見えます。バーンズのトラッカーは穴を無視し、影のある糞も無視します。
乾いた迷路で音を鳴らすAuditoryボタンはどう使いますか?
Auditoryボタンは、'Auto-end on platform'を使う乾いた水迷路で音を鳴らします。1)音を切るには、'Auditory Off'と表示されるまで左クリックします。2)右クリックで、試行中に鳴る音('Tone on Swim')とプラットフォームに着いたときに鳴る音('Tone on End')を選びます。3)音は各試行の終わりとRun画面を閉じたときに自動で止まります。
詳しく見る
Auditoryボタンは、'Auto-end on platform'を使う乾いた水迷路用です。左クリックで'Auditory Off'まで切り替わります。右クリックで、試行中に再生するファイル('Tone on Swim')とプラットフォームに着いたときに再生するファイル('Tone on End')を選べます。音は各試行の終わりとRun画面が閉じたときに自動で止まります。
さらに詳しく
経路をもっとゆっくり見るには:タイムスライス(例:0-10 s、10-20 s)を使うと、スライスごとの図と解析が保存されます。または'Real time plot'にチェックを入れると、点を描いてから線を描きます。
バーンズ迷路はどう設置すべきですか?
縁に穴があり、逃避箱が1つある、丸くて高い台を使います。明るく照らし、手がかりは壁に固定しておきます。動物の間に台を回転させて拭きます。 地域の倫理委員会、ライセンスの条件、獣医師の判断が常に優先されます。
詳しく見る
バーンズ迷路は、縁に穴があり、その1つが逃避箱につながる高い円形の台です。種に合わせて大きさを決め、動物の間に掃除します。ラット:台100-122 cm、穴18-20個、高さ80-90 cm。マウス:65-92 cm[Gawel 2019]。もとは122 cm、穴18個でした[Barnes 1979]。においを取るために回転させて拭きます[Gawel 2019]。
さらに詳しく
大きな台は空間戦略を、壁は系列探索を促します[Gawel 2019]。
Barnes迷路やほかの乾いた迷路では、被験体の大きさをどう設定すべきですか?
追跡枠がどの糞よりも大きく、動物よりは小さくなるようにSubject Sizeを設定します。1)迷路に糞がない状態で始めます。2)十字が現れるまでスライダーを右に動かします。3)目盛り線がどの糞よりも大きく、動物よりわずかに小さくなるまで動かし続けます。
詳しく見る
糞がない状態で、緑の追跡用の十字が現れるまでSubject Sizeのスライダーを右に動かし、さらに目盛り線が、予想されるどの糞よりも全方向に大きく、動物よりわずかに小さい範囲を囲むまで動かします。しきい値100で十字が現れなければ、スライダーを左端から1段動かし、十字が現れるまでしきい値を上げます。糞が出たら、一貫して無視されているか確認し、必要なら被験体の大きさを上げます。
さらに詳しく
しきい値を調整して十字を中央に合わせます。明るい背景の暗い動物では低く、暗い背景の白い動物では高くします。
このテストのトラッキングと解析については、バーンズ迷路のためのHVS Imageをご覧ください。
出典
- Barnes (1979). Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology 93(1):74-104. doi:10.1037/h0077579