Probe Trials

Probe- und Trainingsergebnisse interpretieren

Manche "Ergebnisse" sind in Wahrheit verkleidete Aufbauprobleme.

Probe-Ergebnisse zu lesen ist teils Wissenschaft, teils Detektivarbeit. Diese Leitfäden zeigen, wie eine typische Kontrollgruppe aussieht, wie eine Beeinträchtigung aussehen kann und welche Aufbauprobleme sich als Ergebnis tarnen können.

Wasserlabyrinth-Ergebnisse lesen

Achten Sie auf Lernen über die Tage, eine klare Suche am richtigen Ort in Probe Trials und einen sauberen Aufbau. Lesen Sie die Latenz zusammen mit Pfadverhältnis, Kurswinkel und Gallagher-Maßen statt allein.

Typisches Kontrollmuster
Während des Lernens fallen die Kurswinkel gegen null, und gut trainierte Tiere haben ein Pfadverhältnis nahe 1. In Probe Trials zeigt eine Präferenz für den Zielquadranten unabhängig vom Startpunkt räumliches Gedächtnis (wenn die Plattformen in Quadrantenmitte liegen), und trainierte Tiere betreten Quadranten seltener, konzentriert auf das Ziel. Anfängliches Wandkleben ist oft Anpassung, und Chaining ist früh im Lernen üblich.
Zeichen einer Beeinträchtigung
Chaining in einem Probe Trial nach vollem Training deutet darauf hin, dass räumliches Lernen beeinträchtigt ist oder fehlt oder räumliche Hinweisreize fehlen; die Zielquadrantenzeit bleibt dann nahe dem Zufall. Anhaltende Thigmotaxis kann Stress oder Angst, Nichtverstehen der Aufgabe, sensomotorische Beeinträchtigung oder geringe Motivation widerspiegeln. Ein höherer Gallagher-Global-Wert heißt, das Tier suchte weiter vom Ziel entfernt; dieses Nähemaß erwies sich als sehr empfindlich für altersbedingte Beeinträchtigung (Gallagher et al., 1993).
Zeichen eines starken Gedächtnisses
Die Hilfeinhalte beschreiben Zeichen eines starken Gedächtnisses statt eines 'verbesserten' Musters: Kurswinkel nahe null in einer ganzen Gruppe in Probe Trials zeigen ein starkes Gedächtnis, und der Kurswinkel ist oft empfindlicher als Kreuzungen oder Quadrantenzeit über den ganzen Durchgang, sofern kein erster Zeitabschnitt genutzt wird. Vorsicht bei Kreuzungen über den ganzen Durchgang: Sie begünstigen Tiere, die immer wieder zurückkehren (perseverieren), gegenüber flexiblen, die prüfen und weiterziehen.

Aufbauprobleme, die wie Ergebnisse aussehen

  • Plattform gespiegelt eingezeichnet: Die Beckenränder wurden in falscher Reihenfolge angeklickt; neu kalibrieren: Nord (oben), Süd (unten), West (links), Ost (rechts).
  • Der Pfad springt am Anfang zur Plattform oder zu Ihrer Hand: Der Tracker sucht von oben links und rastet auf das erste dunkle Objekt ein; arbeiten Sie von der Südseite.
  • Gerade Linien in Pfadplots oder eingefrorener Timer: meist Hintergrundprogramme oder ungleichmäßige Beleuchtung.
  • Der Pfad endet kurz vor der Plattform: Prüfen Sie zuerst die kalibrierten Becken- und Plattformdurchmesser.
  • Schwimmgeschwindigkeiten wirken zu hoch: Ein Beckendurchmesser größer als die echte Wasseroberfläche bläht alle Strecken und Geschwindigkeiten auf.
  • Durchgänge von etwa 0,1 s: eine Maus oder Fernbedienung, die doppelt klickt; ersetzen oder aufladen.
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Eine nicht hochfahrende Plattform erlaubt nicht-räumliche Strategien, sinkende Latenzen können also als räumliches Lernen missdeutet werden. Die Quadrantenzeit über den ganzen Durchgang kann täuschen; nutzen Sie die mittlere Geschwindigkeit als Kontrolle und Zeitabschnitte. Hohe Inaktivität kann die Fluchtlatenz verlängern und Kreuzungen im Probe Trial verringern; lesen Sie sie also zusammen mit den anderen Maßen. Durchgänge mit sichtbarem Hinweis klären, ob vom Ortslernen unabhängige Leistungsfaktoren vorliegen (Vorhees und Williams, 2006).

Strategie zählt ebenso wie Genauigkeit: Vor einer Hirnverletzung nutzten PDAPP-Mäuse weniger räumliche und mehr nicht-räumliche systematische Strategien sowie Strategien mit wiederholten Schleifen als Wildtyp-Mäuse (Brody und Holtzman, 2006). Maei et al. (2009) fanden, dass das Nähemaß Quadranten-, Zonen- und Kreuzungsmaße beim Erkennen von Gruppenunterschieden in Probe-Tests mit Mäusen durchweg übertraf.

Barnes-Labyrinth-Ergebnisse lesen

Betrachten Sie Fehler (Pokes) pro Loch, Latenz und Pfad zum Zielloch sowie die primäre Pfadlänge, und prüfen Sie vor der Interpretation, ob die Pfade sauber aussehen.

Typisches Kontrollmuster
Für diesen Test ist noch kein veröffentlichtes Muster bestätigt; vergleichen Sie also mit Ihrer eigenen Kontrollgruppe. HVS Image meldet automatisch gezählte Lochannäherungen, Pokes (Fehler) pro Loch, Latenz und Pfad zum Zielloch sowie die primäre Pfadlänge (der Weg vom Start bis zur ersten Annäherung an das Fluchtloch).
Zeichen einer Beeinträchtigung
In der ursprünglichen Plattformstudie zeigten seneszente Ratten ein schlechteres Gedächtnis für den belohnten Ort (Barnes, 1979).
Zeichen eines starken Gedächtnisses
Für diesen Test ist noch kein veröffentlichtes Muster bestätigt; vergleichen Sie also mit Ihrer eigenen Kontrollgruppe.

Aufbauprobleme, die wie Ergebnisse aussehen

  • Der Pfad springt am Anfang: Ein kurzer Schatten (Ihre Hand oder der Startbehälter) zieht den Tracker an; nutzen Sie ein kleines Glasbecherglas, weißen Handschuh und Ärmel und arbeiten Sie vom Südende.
  • Gerade Linien (kurze Tracking-Aussetzer): Licht gleichmäßig und diffus machen, schwarze Punkte (Schatten) in der Lichtprüfung beseitigen, rote Punkte (Blendung) vermeiden und andere Programme schließen.
  • Der Durchgang endet nicht am Fluchtloch: Er endet von selbst nur, wenn ‘Auto-end on escape hole’ eingeschaltet ist; sonst klicken Sie auf ‘END’, sobald das Tier ganz im Loch ist.
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Pfade werden nicht künstlich geglättet; zackige Pfade spiegeln also ruckartige Bewegung. Ein Tier kann ein Loch untersuchen, ohne hineinzugehen; deshalb lassen viele Nutzer ‘Auto-end on escape hole’ auf ‘No’ und beenden den Durchgang selbst. Stellen Sie das Thigmotaxis-Band so ein, dass die Löcher darin liegen, bevor Sie Annäherungen und Fehler lesen.

Barnes (1979) testete Ratten auf einer Rundplattform, deren Lösung räumliche Hinweisreize begünstigte, und fand, dass das Ausmaß der synaptischen Verstärkung statistisch mit der Fähigkeit korrelierte, die Rundplattform-Aufgabe zu lösen.

Open-Field- und Objekttest-Ergebnisse lesen

Im Open Field sind Wandnähe (Thigmotaxis) und Zeit in den Außenzonen die üblichen angstbezogenen Maße; lesen Sie sie mit Pfadlänge und Geschwindigkeit, damit Aktivitätsänderungen nicht für Angst gehalten werden.

Typisches Kontrollmuster
In ein Open Field gesetzte Mäuse erkunden vor allem die Randzone, und diese Neigung, nahe an den Wänden zu bleiben, nimmt in den ersten Minuten der Erkundung allmählich ab (Simon et al., 1994).
Zeichen einer Beeinträchtigung
Angstauslösend wirkendes Profil: anxiogene Referenzsubstanzen erhöhten die Thigmotaxis bei Mäusen (Simon et al., 1994). Mehr Inaktivität oder Freezing kann auch Ermüdung, Stress oder Angst, pharmakologische Effekte oder motorische Beeinträchtigung widerspiegeln; prüfen Sie also auch Geschwindigkeit und Pfadlänge.
Zeichen eines starken Gedächtnisses
Angstlösend wirkendes Profil: Anxiolytika verringerten die Thigmotaxis bei Mäusen (Simon et al., 1994), und bei Ratten wurde Thigmotaxis durch anxiolytische Wirkstoffe unterdrückt (Treit und Fundytus, 1988).

Aufbauprobleme, die wie Ergebnisse aussehen

  • Das Kreuz springt in einem Bereich: Schwelle mit dem Tier in diesem Bereich anpassen.
  • Das Kreuz folgt dem Schwanz oder Kot: ‘Set X-Y Size’ für große Tiere in kleinen Boxen nach rechts schieben.
  • Falsche Kreuzfarbe: Ein grünes Kreuz verfolgt dunkle Tiere auf hellem Grund, ein rotes weiße Tiere auf dunklem Grund; mit der richtigen Hintergrundfarbe neu kalibrieren.
  • Objekte oder Lücken zwischen Arenen werden verfolgt: Der ganze Hintergrund muss eine kontrastierende Farbe haben, und Objekte sollten zum Boden passen oder maskiert werden.
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Mittelwerte über den ganzen Durchgang können Effekte wie frühes Interesse an einem neuen Objekt verbergen; nutzen Sie also Zeitabschnitte. Bei Objekttests erfasst das Tracking der Körpermitte die Zeit nahe den Objekten, Schnüffeln und Pfotenkontakte werden manuell gewertet. Für Innen- gegenüber Außensummen addieren Sie die passenden Zonenspalten in Excel. Das Open Field ist ein sehr beliebtes Tiermodell für angstähnliches Verhalten (Prut und Belzung, 2003).

Prut und Belzung (2003) merken an, dass einige Substanzen mit anderem therapeutischem Wirkspektrum im Open-Field-Test als Anxiolytika kaum wirkten, was nahelegt, dass dieses Paradigma Merkmale von Angststörungen womöglich nicht abbildet. Treit und Fundytus (1988) rechneten die allgemeine Aktivität per Kovarianzanalyse heraus. Ein Präferenzmuster für die Wiedererkennung neuer Objekte geben wir hier nicht an; interpretieren Sie die Objektpräferenz nach Methode und Kriterien Ihres Protokolls.

Ergebnisse von Mehrarm-Labyrinthen lesen (EPM, Radial-, T- und Y-Labyrinth)

Beim Elevated Plus Maze vergleichen Sie Zeitanteil und Eintritte in offenen gegenüber geschlossenen Armen; bei Radial-, T- und Y-Labyrinth betrachten Sie Eintrittsfolge und wiederholte Eintritte.

Typisches Kontrollmuster
Elevated Plus Maze: Ratten betraten die offenen Arme signifikant seltener als die geschlossenen und verbrachten signifikant weniger Zeit darin (Pellow et al., 1985). Radiallabyrinth: Ratten arbeiteten effizient und wählten in den ersten acht Entscheidungen im Schnitt mehr als sieben verschiedene Arme (Olton und Samuelson, 1976). T-Labyrinth: Im zweiten von zwei schnellen Durchgängen wählt der Nager eher den zuvor nicht besuchten Arm (Deacon und Rawlins, 2006).
Zeichen einer Beeinträchtigung
Elevated Plus Maze, angstauslösend wirkendes Profil: Substanzen, die beim Menschen Angst auslösen, verringerten den Anteil der Eintritte in die offenen Arme und die Zeit darauf signifikant (Pellow et al., 1985). T-Labyrinth: Spontane wie belohnte Alternation reagieren sehr empfindlich auf eine Funktionsstörung des Hippocampus (Deacon und Rawlins, 2006).
Zeichen eines starken Gedächtnisses
Elevated Plus Maze, angstlösend wirkendes Profil: Mehr Aktivität in den offenen Armen (Dauer und/oder Eintritte) spiegelt angstlösendes Verhalten (Walf und Frye, 2007).

Aufbauprobleme, die wie Ergebnisse aussehen

  • Kein Tracking-Kreuz: Hintergrundfarbe in der Kalibrierung prüfen, dann Size knapp über null setzen und die Schwelle langsam durchfahren.
  • Ein Durchgang von 0,1 s deutet auf eine doppelt klickende Maus hin; probieren Sie eine andere.
  • Eintrittszahlen wirken falsch: Detection Area prüfen; bei 100 % zählt jeder Eintritt, bei 25 % nur Eintritte in die äußersten 25 % des Arms.
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HVS Image listet die Daten pro Arm ab dem äußersten linken Arm im Uhrzeigersinn und meldet beim Elevated Plus Maze Zeitanteil und Eintritte offen gegenüber geschlossen. Sie können jederzeit mit anderen Detection-Area-Prozenten neu auswerten; geben Sie also den verwendeten Wert an. Weder Neuheit noch Beleuchtung trugen signifikant zum Verhalten der Ratten im Plus Maze bei (Pellow et al., 1985).

Im Radiallabyrinth gab es einen kleinen, aber verlässlichen Rezenzeffekt: Die Wahrscheinlichkeit eines Wiederholungsfehlers stieg mit der Zahl der Entscheidungen seit dem ersten Besuch (Olton und Samuelson, 1976). Pellow et al. (1985) fanden, dass weder Antidepressiva noch Neuroleptika eine spezifische Wirkung im Plus Maze hatten.

Ergebnisse des Forced Swim Tests lesen

HVS Image liefert den Zeitanteil für Klettern, Tauchen, Schwimmen und Treiben sowie Geschwindigkeit und Pfad. Prüfen Sie Tracking-Band und Schwanz-Tracking, bevor Sie die Prozente interpretieren.

Typisches Kontrollmuster
Für diesen Test ist noch kein veröffentlichtes Muster bestätigt; vergleichen Sie also mit Ihrer eigenen Kontrollgruppe.
Zeichen einer Beeinträchtigung
Für diesen Test ist noch kein veröffentlichtes Muster bestätigt; vergleichen Sie also mit Ihrer eigenen Kontrollgruppe.
Zeichen eines starken Gedächtnisses
Für diesen Test ist noch kein veröffentlichtes Muster bestätigt; vergleichen Sie also mit Ihrer eigenen Kontrollgruppe.

Aufbauprobleme, die wie Ergebnisse aussehen

  • Das Kreuz springt zu einem erhobenen Schwanz oder Wassertropfen an der Behälterwand: ‘Set X-Y Size’ nach rechts schieben.
  • Klettern, Schwimmen und Tauchen wirken falsch klassifiziert: Prüfen Sie die Höhe des Tracking-Bands, sodass der höchste Punkt des Tiers beim Klettern im oberen Drittel, beim Schwimmen oder Treiben im mittleren und beim Tauchen im unteren Drittel liegt.
  • Das Kreuz bleibt bei keiner Reglerstellung am Tier: Verbessern Sie Beleuchtung und Kameraeinstellungen für einen gleichmäßigen Hintergrund, guten Kontrast und keine Blendung.
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Die Software nutzt den höchsten Teil des Tiers im Tracking-Bereich, um Klettern, Schwimmen/Treiben und Tauchen zu klassifizieren, und trennt Schwimmen von Treiben über die Geschwindigkeit. Laufen drei Behälter als 3-x-3-Raster, sind nur die Dateien der echten Behälter Ihre Daten.

Noch ist kein Forced-Swim-Artikel in der Datenbank geprüfter Publikationen (eine klassische Referenz ist vorgeschlagen und wartet auf Freigabe); daher geben wir hier kein Kontroll-, Beeinträchtigungs- oder Verbesserungsmuster an.

Wasserlabyrinth-Ergebnisse in HVS 6D VR lesen

VR-Durchgänge werden wie das Wasserlabyrinth ausgewertet; es gelten also dieselben Maße und Vorbehalte. VR-Werte von Nagern und Menschen sollten nicht direkt verglichen werden.

Typisches Kontrollmuster
Ein geprüftes VR-spezifisches Kontrollmuster gibt es noch nicht; lesen Sie die Ergebnisse also wie beim Wasserlabyrinth: Quadrantenmaße sind nur sinnvoll, wenn die Ziele in Quadrantenmitte liegen; sonst nutzen Sie nahe Begegnungen und Gallagher-Nähe.
Zeichen einer Beeinträchtigung
Sollen Menschen räumliche Hinweisreize nutzen, um zu einer versteckten Fluchtplattform zu navigieren, zeigen Patienten mit Hippocampusresektionen schwere Navigationsdefizite gegenüber gleichaltrigen Kontrollen (Astur et al., 2002).
Zeichen eines starken Gedächtnisses
Für diesen Test ist noch kein veröffentlichtes Muster bestätigt; vergleichen Sie also mit Ihrer eigenen Kontrollgruppe.

Aufbauprobleme, die wie Ergebnisse aussehen

  • Die Bewegung läuft weiter, nachdem die Person stehen bleibt: SMOOTH_MOTION verkürzen; bewegen kleine Vibrationen oder Geräusche die Person, OMNI_SENS etwas senken.
  • Leichte Schritte werden nicht erkannt: OMNI_SENS erhöhen.
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Die VR-Analyse zeigt nur die im Durchgang verwendete Plattformposition. Probe Trials laufen bis zur Maximalzeit, auch wenn das Ziel erreicht wird; lassen Sie die gelernte Position daher in TARGET_POSITION, damit sie in Plots erscheint und ausgewertet wird. HVS 6D VR zeichnet Hilfe durch die Versuchsleitung nicht auf; notieren Sie also jede Hilfe.

Astur et al. (1998) fanden durchweg, dass Männer über verschiedene Maße hinweg besser zur versteckten Plattform navigierten als Frauen. Thornberry et al. (2021) berichten von uneinheitlicher Nutzung des virtuellen Wasserlabyrinths, besonders bei Umgebung und Abläufen; beschreiben Sie Umgebung und Hinweisreize also vollständig.

Eine Möglichkeit zu sehen, wie sich das Gedächtnis während eines Probe Trials ändert, ist die Devan-Baker-Zeitabschnittsanalyse.

Quellen

  1. Maei (2009). What is the most sensitive measure of water maze probe test performance?. Frontiers in Integrative Neuroscience 3. doi:10.3389/neuro.07.004.2009
  2. Blokland et al. (2004). A detailed analysis of rats’ spatial memory in a probe trial of a Morris task. Behavioural Brain Research 154(1):71-75. doi:10.1016/j.bbr.2004.01.022
  3. Gallagher et al. (1993). Severity of spatial learning impairment in aging: Development of a learning index for performance in the Morris water maze. Behavioral Neuroscience 107(4):618-626. doi:10.1037/0735-7044.107.4.618

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