مهمة سلوكية نمذجة "الذاكرة اليومية" في ساحة حدث لتعزيز التمثيلات المحورية للقوارض

ملخص

كان الهدف من بروتوكول "الذاكرة اليومية" المحسن هذا في ساحة الحدث هو استخدام قاعدة منزلية مستقرة تشجع على استخدام التمثيلات المكانية المتمركزة. يوفر هذا النموذج الحيواني سرير اختبار فعال للبحث المستقبلي في تكوين ذكريات الأحداث والاحتفاظ بها باستخدام التقنيات السلوكية والفسيولوجية.

الملخص

توفر ساحة الحدث منصة مثالية للتحقيق في التعلم والذاكرة. توفر مهمة الذاكرة اليومية الشهية الموضحة في هذه الورقة بروتوكولا قويا للتحقيق في الذاكرة العرضية والمكانية في القوارض ، والتي تعزز على وجه التحديد تمثيل الذاكرة المتمركزة. يتم تدريب الفئران على العثور على الطعام وحفره عنه خلال مرحلة التشفير ، وبعد تأخير زمني ، يتم منح الفئران خيارا للعثور على حبيبات طعام المكافأة في الموقع الصحيح. هناك عنصران رئيسيان يعززان استخدام استراتيجية مركزية في هذا البروتوكول: 1) تبدأ الفئران من مواقع بدء مختلفة داخل الجلسات وفيما بينها ، 2) يتم نشر قاعدة منزلية مستقرة حيث يتعين على الفئران حمل طعامها لتناول الطعام. عن طريق هذه التعديلات ، نشجع القوارض بشكل فعال على استخدام التمثيلات المكانية المركزية لأداء المهمة. بالإضافة إلى ذلك ، توفر المهمة نموذجا جيدا للتصميم التجريبي داخل الموضوع وتسمح للمجربين بمعالجة الظروف المختلفة لتقليل التباين. يستخدم نموذج القوارض الناتج جنبا إلى جنب مع التقنيات السلوكية والفسيولوجية ، ويوفر سرير اختبار فعال للبحث المستقبلي في تكوين الذاكرة والاحتفاظ بها.

المقدمة

للتحقيق في البيولوجيا العصبية للتعلم والذاكرة ، هناك حاجة إلى تقنيات غازية ، وهي غير مجدية بشكل عام في البشر. وهكذا ، لأكثر من قرن من الزمان ، تم تصميم بروتوكولات سلوكية لحيوانات المختبر لنمذجة أشكال مختلفة من الذاكرة البشرية. يعد تصميم واختيار كل من المهمة والجهاز أمرا أساسيا لنجاح النماذج الفعالة للذاكرة البشرية. تم تطوير العديد من النماذج بتعقيد متنوع ، بدءا من بروتوكولات التكييف الكلاسيكية والآلية^{البسيطة 1،2،3} إلى متاهات مثل T-maze⁴ ، ومتاهة الذراع الشعاعي⁵ ، ومتاهة Barnes⁶ ، و watermaze⁷ ، ومتاهة ألواح الجبن⁸. ومع ذلك ، في حين أن هذه المهام تلتقط جوانب التعلم الترابطي والملاحة المكانية ، إلا أنه لا يمكن استخدامها بشكل لا لبس فيه لدراسة تمثيل الذاكرة للأحداث اللحظية (أي الذاكرة الشبيهة بالعرضية). وعلى الرغم من أن التعرف على الكائنات^{الجديدة 9} والتباديل لمهمة الذاكرة العفوية هذه ، مثل ذاكرة مكان الكائن¹⁰ ، قد قدمت رؤى قيمة لذاكرة التعرف ، إلا أنها لا تختبر الاستدعاء الصريح للأحداث. لتلبية هذا الطلب ، تم تطوير ساحة الأحداث على وجه التحديد ، وقد مكن استخدامها من البحث في ترميز الذاكرة المزدوجة والمرتبطة طويلة الأجل واستدعاء^11،12،13 بالإضافة إلى ترميز واستدعاء الأحداث المنفصلة التي تحدث في مساحة مألوفة^{14،15،16،17،18}. الموضوع الأخير هو محور هذه المخطوطة.

ساحة الحدث هي منطقة كبيرة مربعة ومفتوحة حيث تحدث الأحداث للقوارض. يمكن قياس حجم الساحة لاستيعاب الفئران أو الفئران ، ويتم تشجيع القوارض على الدخول والاستكشاف. مثال نموذجي على حدث يحدث داخل الساحة هو العثور على الطعام واسترجاعه من بئر رملي في موقع معين. تم تصميم ساحة الحدث لمثل هذه المهام الشهية ، حيث يتم تدريب الفئران أو الفئران على البحث عن الطعام والعثور عليه وحفره. إنها تستفيد من ميلها الطبيعي إلى إعادة الطعام إلى بيئة مظلمة ، والتي تقع في هذه الحالة بجوار الساحة ، حيث يأكلونها بعد ذلك. بعد الحد الأدنى من التدريب للحفر بحثا عن الطعام ، تأخذ القوارض هذه المهمة بشكل طبيعي وتؤدي أداء جيدا في تجربة الترميز ، وفي تجربة اختيار الاستدعاء ، التي تتبع تجارب الترميز بعد تأخير قصير مدته 30 دقيقة. في تجربة الاختيار ، تتوفر العديد من الآبار الرملية (أي مواقع الحفر) ، ولكن يتم مكافأة واحدة فقط.

يمكن تنفيذ مهام مختلفة داخل ساحة الحدث (على سبيل المثال ، الذاكرة المكانية ، والذاكرة الشبيهة بالعرضية ، والتعلم المزدوج). نظرا للاهتمام بتطوير نماذج فعالة للذاكرة الشبيهة بالعرضية ، تم تطوير البروتوكول التالي ، حيث يتم تغيير الموقع الذي يمكن العثور فيه على الطعام يوميا. في هذه المهمة ، يطلب من القوارض أن تتذكر مكان حدث الحفر عن مكافأة الطعام واستعادتها بنجاح مؤخرا في ساحة الحدث. يستلزم البروتوكول الموضح أدناه تجربة ترميز تبحث فيها الفئران عن بئر رملي في مكان جديد كل يوم تليها ، بعد تأخير ، تجربة اختيار الاستدعاء ، حيث تتم مكافأة موقع البئر الرملي المشفر مؤخرا ، في حين أن الآبار الرملية البديلة الأخرى في مواقع مختلفة لا تحتوي على طعام يمكن الوصول إليه. تذكر مكان الطعام في اليوم السابق ليس مفيدا: يجب ترميز الموقع الصحيح وتذكره ، على الأقل لفترة من الوقت ، كل يوم. وفقا لذلك ، قدمنا مصطلح "الذاكرة اليومية" لالتقاط شكل الذاكرة النموذجية في هذه المهمة ، والتي نستخدمها كبشر على أساس يومي. مثال بشري على الذاكرة اليومية هو تذكر المكان الذي أوقف فيه المرء سيارته في مركز التسوق (الشكل 1 أ) أو وضع نظارته في جميع أنحاء المنزل. في هذا البروتوكول ، تكون جميع الإشارات داخل الساحة وخارجها مستقرة ، تماما كما هي في إعدادات حياتنا اليومية (مثل المنازل والمكاتب ومواقف السيارات وما إلى ذلك). وبالتالي ، يجب أن تتذكر القوارض مكان حدوث شيء ما مؤخرا في بيئة مألوفة (الشكل 1 ب). المهمة مماثلة لمهمة المطابقة المتأخرة للمكان (DMP) في متاهة^{الماء 19} ولكنها تحسن عليها. نظرا لكونه مهمة شهية ، فإنه يستغل السلوك الطبيعي للقوارض للبحث عن الطعام²⁰ ، بدلا من رغبتهم في الهروب من الماء. ومع ذلك ، كما هو الحال في متاهة الماء⁷ ، لا توجد إشارات محلية تميز المواقع الصحيحة عن غير الصحيحة. يجب أن تستخدم الاستدعاء بدلا من التعرف لتحديد موقع Sandwell الصحيح بعد فترات تأخير الذاكرة المتفاوتة.

الشكل 1: الذاكرة اليومية. (أ) الذاكرة اليومية للإنسان. رسم تخطيطي يظهر سيارة خضراء متوقفة في موقف للسيارات. بعد تأخير ، يحاول السائق أن يتذكر بالضبط المكان الذي أوقفت فيه سيارتها. (ب) الذاكرة اليومية للحيوانات. رسم تخطيطي يظهر فأرا يحفر ويستعيد حبيبات من بئر رملي في موقع داخل ساحة الحدث. بعد تأخير ، يتم إعطاء الجرذ تجربة اختيار مع العديد من الآبار الرملية غير الصحيحة (الرمادي) وبئر رملي واحد صحيح (أخضر). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

تم بالفعل استخدام ساحة الحدث بنجاح في التحقيقات في "الذاكرة اليومية". هذه هي الذكريات التي يتم ترميزها تلقائيا كل يوم ، ويتم الاحتفاظ بها في الذاكرة طويلة المدى ، ولكن غالبا ما يتم نسيانها بعد فترات زمنية قصيرة نسبيا. أظهر Bast et ^al.14 ذاكرة حدث رتيبة تعتمد على التأخير ، والتي تختلف من الذاكرة الممتازة بعد فترات قصيرة إلى مستوى الصدفة بعد 24 ساعة. ومع ذلك ، يمكن تعزيز الاحتفاظ بالذاكرة بنجاح عن طريق حداثة ما بعد التشفير أو ، مع تجارب تشفير متعددة ، مع تباعد تجريبي ممتد^15،17.

ساحة الحدث متعددة الاستخدامات وغير مرهقة نسبيا. لا يتم استخدام المحفزات البغيضة. يمكن تكييف حجم الساحة والمهام التي تستوعبها لكل من الفئران^14,15 والفئران¹⁶. أيضا ، كمهمة أرضية ، فهي قابلة للتسجيل الفسيولوجي ودراسات تصوير الكالسيوم ، على عكس متاهة^{الماء 21}. علاوة على ذلك ، وفقا لمبادئ 3Rs (الاختزال ، الصقل ، الاستبدال) ، تتطلب الدراسات التي تستخدم ساحة الحدث عددا أقل من للحصول على قوة إحصائية ، حيث أن التصميمات التجريبية داخل الموضوع ممكنة (حيث يعمل كل كعنصر تحكم خاص به للتدخلات الدوائية ، والتحفيز البصري الوراثي ، وما إلى ذلك) ولا يلزم التحفيز المكروه. على الرغم من أن التدريب الأولي يتطلب مزيدا من الوقت ويحدث على مدار جلسات أكثر من مهام التعرف على الجدة ، على سبيل المثال ، بمجرد أن تحقق مستوى مستقرا وغير مقارب من أداء المهمة ، قد تتخللها التلاعب مثل المخدرات أو التحكم في المركبات أو التحفيز البصري الوراثي بعدد صغير نسبيا من جلسات التدريب^{الإضافية 17}. بالإضافة إلى ذلك ، تخضع جوانب التمثيل المتميزة للتحكم التجريبي المباشر في ساحة الحدث ، مثل طبيعة التمثيل المكاني المستخدم عند حل المهمة.

تتعلق مسألة التمثيل بالإطار العقلي الذي تستخدمه الفئران عند تذكر مكان حدوث الأحداث الأخيرة¹⁸. هل يتذكرون مكان وجود الطعام ، أم أنهم يتذكرون فقط كيفية الوصول إلى الطعام؟ يمكن للفئران استخدام التمثيلات المكانية المحورية (الشبيهة بالخريطة) أو الأنانية (المتمحورة حول الجسم) لحل مهمة شهية داخل الساحة¹⁸. ومع ذلك ، للتحكم في الإستراتيجية المكانية التي يستخدمها كل موضوع تجريبي وتحديدها عند أداء المهمة ، هناك بروتوكولات تدريب متميزة قادرة على تعزيز استخدام تمثيل مكاني واحد فقط بشكل انتقائي. عادة ، يتم استخدام تمثيل قائم على الأنانية عندما تأخذ الفئران مكافأتها الغذائية إلى نفس الموقع الذي بدأوا منه تجربة اليوم ، مما يتيح العديد من الفرص لتذكر موقع المكافأة أثناء الجري ذهابا وإيابا. يمكن استخدام هذه الاستراتيجية المكانية بغض النظر عما إذا كان موقع البداية قد تغير من يوم لآخر أو يظل ثابتا. في المقابل ، يفضل التمثيل المحوري عندما يطلب من الفئران حمل مكافأة الطعام إلى موقع ثابت في المنزل على جانب الساحة ، والذي يختلف عن مواقع البداية المتغيرة. هناك العديد من المزايا للتمثيلات المركزية فيما يتعلق بسعة تخزين الدماغ.

في هذه الورقة ، حددنا بروتوكول القاعدة المنزلية ، الذي يشجع على توظيف تمثيل متمركزة فقط. لقد قدمنا نتائج تمثيلية لهذه المهمة ، والتي توضح بوضوح مزايا استخدام نموذج القوارض هذا ل "الذاكرة اليومية" في التحقيق في التعلم والذاكرة وتسلط الضوء على كيفية تعزيز التمثيلات المتمركزة للذاكرة المكانية الشبيهة بالعرضية.

البروتوكول

تمت الموافقة على الأساليب الموضحة في هذه الورقة من قبل لجنة المراجعة الأخلاقية بجامعة إدنبرة. وهي متوافقة مع قانون في المملكة المتحدة (الإجراءات العلمية) لعام 1986 وتوجيه مجلس المجتمعات الأوروبية الصادر في 24 نوفمبر 1986 (86/609 / EEC) التشريع الذي يحكم صيانة المختبر واستخدامها في التجارب العلمية.

ملاحظة: الموضوع التجريبي للبروتوكول الموضح أدناه هو الفئران ذات القلنسوة ليستر ، ولكن يمكن تكييفها مع سلالات القوارض الأخرى.

1. التعامل مع والإسكان ومراقبة الأغذية

1. اترك أسبوعا واحدا حتى تستقر الفئران الذكور ذات القلنسوة Lister بعد الوصول. خلال هذا الوقت ، تعامل معهم يوميا عن طريق مداعبتهم برفق ودغدغتهم في أقفاصهم. بمجرد تسويتها، ابدأ في التقاطها لمدة 5 دقائق تقريبا كل يوم.
2. سجل وزن كل فأر عند الوصول وكل 2-3 أيام في الأسبوع. تخصيص كمية طعامهم ، بحيث يتم تقليل وزن كل فأر تدريجيا إلى ما يقرب من 85٪ -90٪ من وزن الجسم الذي يتغذى بحرية ؛ يمكن تقدير ذلك باستخدام منحنى نمو محدد للفئران التي تتغذى بحرية. حافظ على الفئران ضمن نطاق الوزن المقيد بالطعام طوال التجربة.
3. قم بإسكان الفئران في دورة ضوئية مدتها 12 ساعة (ضوء مضاء) / 12 ساعة (إطفاء الضوء) وقم بإجراء جميع التجارب خلال مرحلة الضوء (7 صباحا - 7 مساء).

2. إعداد الجهاز

1. غرف التجارب وغرف التحكم وساحة الفعاليات
   1. غرف التجارب وغرف التحكم إما غرفة واحدة مفصولة إلى جزأين أو غرفتين متجاورتين مفصولتين بستارة أو باب وهي مطلوبة لهذه التجربة.
      ملاحظة: سيمنع هذا الفصل المجربين من التأثير على أو تعطيلها أثناء أدائهم وتعلمهم لهذه المهمة السلوكية المعقدة.
   2. خصص غرفة واحدة لساحة الحدث ، والإشارات البيئية الثابتة ، والإجراءات التجريبية (أي غرفة التجارب) ، واستخدم الغرفة الأخرى لتسجيل أداء الفئران من قبل المجربين (أي غرفة التحكم).
      ملاحظة: ساحة الحدث هي منطقة مربعة الشكل مفتوحة حيث يمكن دراسة ارتباطات مكان الحدث (الشكل 2 أ). اسم "ساحة الحدث" مشتق من حقيقة أن هذا الجهاز عبارة عن ساحة (أي مساحة مفتوحة ولكنها مقيدة) تحدث فيها "الأحداث" (على سبيل المثال ، حفر كريات الطعام المدفونة في الآبار الرملية. الشكل 2 ب)^17،18. لمنع الإرهاق والإصابة (أي إجهاد الظهر) للمجرب ، يتم رفع الساحة فوق الأرض (~ 1 متر).
   3. باستخدام زجاج شبكي شفاف ، قم ببناء ساحة مربعة (160 سم × 160 سم). تتكون أرضية الساحة من شبكة 7 × 7 من 49 بلاطة زجاجية بيضاء متحركة (20 سم × 20 سم ؛ الشكل 2 أ ، ب). قم بتعديل خمسة بلاطات إضافية بفتحة مركزية (قطرها 6 سم): ستحتفظ بالآبار الرملية داخل الساحة. يتم ترتيب المواقع الخمسة لهذه المربعات المعدلة في التكوين الموضح في خريطة Sandwell لكل جلسة.
      ملاحظة: يتغير تكوين مواقع الآبار الرملية الخمسة مع كل جلسة جديدة (انظر الخطوة 2.4).
   4. ضع ساحة الحدث في الغرفة التجريبية المخصصة. قم بإعداد الإشارات داخل الساحة: ضع معلمين مميزين بأسطح لمسية مميزة (على سبيل المثال ، كومة لاصقة من كرات الجولف (30 سم (ارتفاع) × 11 سم (عرض) × 11 سم (طول)) وزجاجة ماء سوداء (22 سم (ارتفاع) × 9 سم (ع))) في موقعين داخل الساحة: الصف 4 والعمود 2 والصف 4 ، العمود 6 (الشكل 2 ج).
   5. حافظ على الأشياء المستخدمة في الإشارات داخل الساحة وموضعها ثابتا طوال التجربة ولكن قم بتنظيفها يوميا باستخدام 70٪ من الإيثانول.
   6. قم بإعداد الإشارات ثلاثية الأبعاد خارج الساحة: ضع المعالم المميزة (على سبيل المثال ، فانوس كروي منقوش (40 سم (د)) ؛ فانوس نجمة حمراء (60 سم (عرض)) ؛ فانوس أزرق (70 سم (ارتفاع) × 35 سم (عرض))) وأنماط حول محيط ساحة الحدث - الموضوعة في وسط الغرفة التجريبية (الشكل 2 د).
   7. حافظ على الكائنات المستخدمة في الإشارات خارج الساحة وموضعها ثابتا طوال التجربة.
2. الصناديق السوداء
   1. لتمكين من الوصول إلى الساحة ، قم ببناء أربعة صناديق سوداء متطابقة من زجاج شبكي أسود (الطول: 30 سم ، العرض: 25 سم ، الارتفاع: 35 سم لكل صندوق ؛ الشكل 2 ه). يجب أن يحتوي كل صندوق أسود على باب منزلق يتم التحكم فيه عن بعد على سطح بطول واحد. سيعطي هذا المجرب التحكم في دخول الفئران إلى الساحة.
      ملاحظة: يخلق زجاج شبكي أسود تصميما داخليا مظلما ، والذي تفضله الفئران على البيئة المشرقة لساحة الأحداث في الملعب المفتوح.
   2. ضع هذه الصناديق السوداء في منتصف الطريق على طول كل من الجدران الأربعة للساحة. سيتم تحديد هذه الصناديق السوداء من خلال موقعها بالنسبة إلى الجزء العلوي من بث الفيديو المباشر الذي تم التقاطه بواسطة الكاميرا واستقباله أجهزة الكمبيوتر في غرفة التحكم - باستخدام النقاط الأساسية الشمالية (الأعلى) والشرق (اليمين) والجنوب (الأسفل) والغرب (يسار) من ساحة الحدث.
   3. اسمح للفئران بدخول الساحة من أحد الصناديق السوداء الثلاثة ، والتي يشار إليها باسم صندوق البداية (على سبيل المثال ، الشرق والجنوب والغرب. الشكل 2 أ ، مستطيلات برتقالية). استخدم الصندوق الأسود المتبقي (على سبيل المثال ، الشمال ؛ الشكل 2 أ ، مستطيل أزرق) كقاعدة منزلية ، ستدخلها الفئران لتناول مكافأة الطعام (أي الكريات) التي تستعيدها من الساحة.
      ملاحظة: يمكن تعيين أي موقع للصندوق الأسود (أي الشمال والشرق والجنوب والغرب) كقاعدة رئيسية ، ولكن يجب أن يظل ثابتا طوال التجربة بأكملها: يعد استقرار موقعه أمرا بالغ الأهمية للتشجيع الناجح للتمثيلات المكانية المركزية.
   4. في صناديق البداية والقاعدة المنزلية ، ضع بئرين صغيرين وشفافين ومسطحين ، أحدهما للمياه والآخر للكريات الغذائية (في حالة القاعدة الرئيسية ، يتم استخدام هذا للمكافأة في مرحلة التعود فقط) وضع نشارة الخشب في كل صندوق بدء وقاعدة منزلية.
3. ساندويلز
   1. استخدم بلاستيك أكريليك شفاف ، بقطر داخلي (د) 6 سم وعمق إجمالي (ح) 6 سم لصنع الآبار الرملية المستخدمة لإخفاء مكافأة الطعام التي تسترجعها الفئران (على سبيل المثال ، تحديد موقع الفئران وحفرها وأخذها إلى القاعدة الرئيسية لتناول الطعام). أدخل وعاء بلاستيكي كروي مثقوب على بعد 4 سم من الأعلى. أدخل الآبار الرملية في البلاط الملائم داخل الساحة.
      ملاحظة: ينشئ الوعاء البلاستيكي جزءا يمكن الوصول إليه (6 سم (ع) × 4 سم (ارتفاع)) للكريات المكافأة ، والتي يمكن للفئران الوصول إليها ، وقسما يتعذر الوصول إليه (6 سم (د) × 2 سم (ارتفاع)) ، والذي لا تستطيع الفئران الوصول إليه (الشكل 3 أ ، ب).
   2. في الآبار الرملية المكافأة ، لكل من تجارب اختيار الترميز والاستدعاء ، ضع أربع كريات 0.5 جرام في القسم الذي يمكن الوصول إليه وثماني كريات طعام في القسم الذي يتعذر الوصول إليه (الشكل 3 ج). في الآبار الرملية غير المكافأة ، ضع اثني عشر حبيبات في القسم الذي يتعذر الوصول إليه (الشكل 3 ج).
      ملاحظة: تحتوي كل من الآبار الرملية بمكافأة وغير مكافآت على ما مجموعه 12 حبيبات ومليئة بالرمل المعد خصيصا ، والذي يخفي الكريات في الآبار الرملية.
   3. املأ الآبار الرملية بمزيج من الرمل ومسحوق ماسالا (2.5 جم ماسالا / 2.5 كجم رمل) لإخفاء أي رائحة تنبعث من كريات الطعام. تحضير خليط الرمل / ماسالا طازجا في بداية كل جلسة (الشكل 3 د).
      ملاحظة: تم تصميم الخطوتين 2.3.2 و 2.3.3 لإخفاء أي قطع أثرية شمية تنبعث من الآبار الرملية أثناء تجارب التشفير والاختيار. سيضمن ذلك أن بحث الفئران عن موقع البئر الرملي الصحيح ، وأداء المهمة الناتج عنه ، يسترشد فقط بذاكرتها للموقع الذي تم فيه حفر الطعام ، وليس بأي إشارة رائحة تنبعث من البئر الرملي المكافأ ، والتي يمكن أن تكشف عن وجود مكافأة الطعام.
   4. أثناء تجربة المسبار ، التي تختبر ذاكرة الفئران لموقع البئر الرملي الفردي الذي تمت مكافأته مسبقا (أي تحتوي على كريات طعام) ، اجعل جميع الآبار الرملية الخمسة الموجودة داخل الساحة غير مجزية (أي لا توجد كريات طعام متوفرة في القسم الذي يمكن الوصول إليه) ؛ بما في ذلك موقع Sandwell الصحيح.
      ملاحظة: تحتوي جميع الآبار الرملية الموجودة داخل الساحة على نفس عدد الكريات (ن = 12) في قسمها الذي يتعذر الوصول إليه.
4. الإعداد العام والبرامج
   1. حافظ على إضاءة الغرفة التجريبية بمستوى معتدل من السطوع باستخدام مصابيح الهالوجين المثبتة على الحائط (115-125 لوكس) ، وحافظ على درجة حرارة الغرفة بين 19 إلى 23 درجة مئوية.
   2. قم بتركيب كاميرا جهاز مقترنة بالشحن فوق ساحة الحدث في الغرفة التجريبية لتسجيل ومراقبة حركات الفئران وسلوكها (الشكل 4 أ). توفر الكاميرا تغذية حية لغرفة التحكم المجاورة لكل من التقاط الفيديو المخصص وبرنامج الكمبيوتر المخصص (الذي طورته P. A. Spooner ، جامعة إدنبرة).
   3. راقب حركات الفئران باستخدام برنامج الكمبيوتر المخصص المستخدم لتوقيت الفئران (الشكل 4 ب). يتحكم هذا البرنامج في باب كل صندوق أسود ، مما يسمح للمجربين بإدارة وصول الفئران عن بعد من وإلى الساحة من غرفة التحكم المجاورة لهم. سجل زمن انتقال كل لتحديد موقع البئر الرملي الصحيح والوقت المستغرق في الحفر في كل بئر رملي أثناء تجربة الاختيار والتحقيق.

الشكل 2: ساحة الحدث والإشارات. (أ) تخطيطي يوضح ساحة الحدث (الاختصارات: N = الشمال ، E = الشرق ، S = الجنوب ، W = الغرب). (ب) ساحة الحدث مع إشارات داخل الساحة وخارجها. (ج) إشارتان ثلاثيتان داخل الساحة (من اليسار إلى اليمين): كومة كرة الجولف وزجاجة سوداء أسطوانية. (د) العديد من الإشارات ثلاثية الأبعاد خارج الساحة (من اليسار إلى اليمين): فانوس كروي منقوش ؛ فانوس النجمة الحمراء الفانوس الأزرق. (ه) يتم وضع واحد من أربعة صناديق سوداء في منتصف الطريق على طول كل جدار ساحة حدث. تعمل ثلاثة من هذه الصناديق السوداء كصناديق بداية ، والتي توفر وضعية انطلاق للفئران في بداية كل تجربة. الصندوق الأسود الرابع هو قاعدة منزلية حيث تستهلك الفئران مكافأة الطعام التي تسترجعها من الساحة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: الآبار الرملية. (أ) تخطيطي يظهر بئرا رمليا فارغا مع الأقسام التي يمكن الوصول إليها والتي يتعذر الوصول إليها. (ب) بئر رملي فارغ به قسم يمكن الوصول إليه وقسم يتعذر الوصول إليه. (ج) تخطيطي يوضح ترتيب الحبيبات في بئر رملي مكافأ (يسار) وغير مكافأ (يمين). تحتوي كل من الآبار الرملية بمكافأة وغير مكافآت على ما مجموعه 12 حبيبات ومليئة بالرمل المعد خصيصا ، والذي يخفي الكريات في الآبار الرملية. (د) سلسلة من الصور الفوتوغرافية التي تظهر إعداد بئر رملي مكافأ، بما في ذلك الموضع الصحيح للكريات في القسم الذي يمكن الوصول إليه (الخطوة 1-4). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: الإعداد التجريبي لساحة الحدث. (أ) تخطيطي يوضح الإعداد التجريبي لغرف التجارب وغرف التحكم. (ب) لقطة شاشة تظهر بث مباشر لغرفة التجارب التي تم عرضها من خلال برنامج الكمبيوتر المخصص. يسمح برنامج الكمبيوتر المخصص للمجربين بالتحكم في أبواب صندوق البداية عن بعد ويوفر قياسات أخرى. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

3. بروتوكول التعود

ملاحظة: أثناء التعود ، يتم تدريب الفئران على البحث عن الآبار الرملية ، والحفر للحصول على مكافأة غذائية ، واستكشاف ساحة الحدث.

1. تعلم الحفر للحصول على مكافأة غذائية
   1. ضع وعاءا صغيرا مملوءا بالرمل في قفص فردي. بالنسبة للجلسة الأولى (أي H1) ، أضف ثلاث حبيبات طعام 0.5 جرام تحت سطح الرمال مباشرة وضع حبيبات طعام واحدة في الأعلى. بعد ذلك ، ضع جميع الكريات الأربعة تحت السطح (الشكل 5).
   2. ضع كل فأر في القفص الفردي مع بئر رملي واحد ، مما يؤدي إلى إنعاش البئر الرملي لكل فأر. اترك الجرذ في القفص الفردي حتى يحفر ويسترجع بنجاح جميع الكريات الأربعة من البئر الرملي.
2. جلسة التعود 1
   1. ضع فأرا في أحد صناديق البداية (على سبيل المثال ، الجنوب) لمدة 30 ثانية وضع حبيبات (0.5 جم) في القاعدة الرئيسية (على سبيل المثال ، الشمال) الصغيرة ذات الأساس المسطح المخصص جيدا للطعام. تعمل حبيبات الطعام الموضوعة كمكافأة وتشجع الفئران على الذهاب إلى القاعدة المنزلية لتناول الطعام.
   2. افتح باب صندوق البداية (على سبيل المثال ، الجنوب). أغلق الباب عندما يغادر الجرذ صندوق البداية ، ويدخل الساحة ، ويبدأ في استكشاف هذه البيئة الجديدة.
   3. إذا لم يغادر الجرذ صندوق البداية في غضون 5 دقائق ، فتدخل بإحدى الطريقتين. إما أن تشجع الفئران على دخول الساحة عن طريق حمل فرشاة رسم خارج باب صندوق البداية مباشرة. بمجرد أن يهتم الجرذ ، حرك الفرشاة إلى الساحة للسماح للفأر بمتابعتها. بمجرد أن يكون الجرذ في الساحة وعلى مسافة آمنة من باب صندوق البداية ، أغلق باب صندوق البدء.
   4. بدلا من ذلك ، أخرج الجرذ من صندوق البداية ، وأغلق باب صندوق البداية ، وضع الجرذ في الساحة ، مباشرة خارج باب صندوق البداية الذي كان سيدخل منه. إذا كان الجرذ غير متحمس ولم يؤد المهمة بشكل جيد (على سبيل المثال ، اترك صندوق البداية دون مساعدة ، وحفر بشكل فعال ، وما إلى ذلك) ، فتحقق من وزن الفئران واحسب وزنه الحر (٪).
      ملاحظة: إذا كان وزن التغذية الحرة أعلى بكثير من 85٪ ، فقد لا يكون الجرذ جائعا. في هذه الحالة ، قد يتطلب إجمالي بدل الطعام اليومي (G) مزيدا من القيود.
   5. بعد أن يستكشف الجرذ الساحة لمدة 10 دقائق ، افتح باب الصندوق الأسود الشمالي (أي القاعدة الرئيسية). إذا لم يدخل الجرذ في غضون 5 دقائق من فتح الباب ، فأخرج الجرذ من الساحة ، وأغلق باب الصندوق الأسود الشمالي ، وضع الجرذ في القاعدة الرئيسية.
   6. بعد أن ينتهي الجرذ من تناول الحبيبات الموضوعة في القاعدة الرئيسية في بداية الجلسة ، أعد الجرذ إلى قفص منزله.
3. جلسة التعود 2
   1. ضع بئرا رمليا ، مع دفن جميع كريات الطعام الأربعة (0.5 جم / بيليه) تحت سطح الرمال ، في ساحة الحدث. قم بتغيير موقع هذا البئر الرملي المكافأ في كل جلسة فيما بعد.
      ملاحظة: بوجود كريات طعام كبيرة (0.5 جم) ، تفضل الفئران حملها إلى بيئة تعتبرها آمنة (أي بيئة مظلمة) لأكلها²².
   2. ضع حبيبات جديلة واحدة في البئر المسطح ، المخصص للطعام ، في صندوق البداية المختار (أي الشرق) ، متبوعا بفأر.
   3. عندما ينتهي الجرذ من أكل بيليه الإشارة - بعد حوالي 45 ثانية - افتح باب صندوق البداية (على سبيل المثال ، الشرق).
   4. أغلق باب صندوق البداية بمجرد دخول الجرذ إلى الساحة وهو على مسافة آمنة من الباب. إذا لم يخرج الجرذ من صندوق البداية ، فراجع الخطوات 3.2.3-3.2.4.
   5. دع الجرذ يبحث عن الحبيبات الأولى في البئر الرملي. لاسترداد مكافأة الطعام بنجاح ، يجب أن تحفر في البئر الرملي الفردي الموجود الآن داخل الساحة.
   6. بمجرد أن يستعيد الجرذ الحبيبات الأولى ، افتح باب القاعدة الرئيسية (أي الشمال). يجب على الجرذ بعد ذلك تحديد موقع القاعدة الرئيسية والدخول إليها لأكل مكافأته. إذا بدأ الجرذ في أكل الحبيبات داخل الساحة, قم بتوجيهه برفق إلى القاعدة الرئيسية لأكل الحبيبات.
      ملاحظة: هذا أمر بالغ الأهمية ، حيث يجب تشجيع كل فأر على تناول الطعام في القاعدة المنزلية. بدون تدريب مناسب ، يميلون إلى العودة إلى صندوق البداية للمحاكمة ، الذي دخلوا منه الساحة ، لتناول الطعام.
   7. بعد أن ينتهي الجرذ من الحبيبات الأولى في القاعدة المنزلية ، اسمح له بمغادرة القاعدة الرئيسية وإعادة الدخول إلى الساحة لاسترداد الحبيبات الثانية.
   8. عند استرداد الحبيبات الثانية ، دع الجرذ يحدد موقع القاعدة الرئيسية مرة أخرى لتناول مكافأة الطعام. بمجرد دخول الجرذ إلى القاعدة الرئيسية ، أغلق باب الصندوق الأسود الشمالي.
   9. بعد أن ينتهي الجرذ من أكل الحبيبات الثانية في القاعدة الرئيسية ، قم بإزالتها برفق من القاعدة الرئيسية وأعد الجرذ إلى قفصه المنزلي.
4. الجلسات 3-7
   1. كرر جلسة التعود 2 (الخطوات 3.3.1-3.3.9) خمس مرات ، ودفن الكريات في البئر الرملي بشكل أعمق مع كل جلسة (الشكل 5). بحلول نهاية التعود ، شجع جميع الفئران على الركض بسرعة إلى بئر الرمل المكافأ الموجود داخل الساحة ، وجمع كريات الطعام المتاحة على التوالي ونقلها مرة أخرى إلى القاعدة الرئيسية لتناول الطعام.

الشكل 5: تصميم جلسات التعود. من العمود الأيسر إلى العمود الأيمن: جلسة التعود (H1-H7) ؛ مربع البداية المستخدم لكل جلسة (على سبيل المثال، H1: صندوق البداية الجنوبي (SB))؛ الموقع الذي يطلب فيه من الفئران أن تأكل مكافأتها الغذائية (أي القاعدة الرئيسية الشمالية) ؛ موضع الكريات التي يمكن الوصول إليها في البئر الرملي المكافأ (في كل من الشكل المكتوب والمصور؛ P = بيليه)، والتي سيتم وضعها في موقع البئر الرملي المحدد لكل جلسة؛ موضع الكريات في البئر الرملي المسطح في القفص الفردي (في كل من الكتابة والمصورة) ، والذي يهدف إلى تعزيز سلوك الحفر وتقوية ارتباط الفئران بين الحفر في بئر رملي والحصول على مكافأة غذائية. يشير العمودان الأخيران إلى الآبار الرملية في الأقفاص الفردية (خارج الساحة). الاختصار: N / A = غير قابل للتطبيق الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

4. بروتوكول التدريب الرئيسي

ملاحظة: تتكون كل جلسة تدريبية رئيسية من تجربتين لترميز الذاكرة (E1 ، E2) تليها ، بعد تأخير زمني قصير (~ 30 دقيقة) ، تجربة اختيار استدعاء واحدة (C1). خلال جميع التجارب ، يطلب من الفئران استرداد حبيبات على التوالي من البئر الرملي المكافأة. بعد تحديد موقع كل بيليه, يجب على الفئران تحديد موقع القاعدة الرئيسية وإدخالها لتناول هذه المكافأة الغذائية. يتم موازنة موقع البئر الرملي الصحيح (أي المكافأة) عبر الجلسات لجميع الفئران (الشكل 5).

1. تدابير الموازنة
   1. قم بموازنة تسلسل مواقع الآبار الرملية وترتيب صندوق البداية المستخدم عبر الجلسات (الشكل 6). قبل كل جلسة ، قم بإعداد خريطة الموقع (الشكل 6 أ) ؛ تحديد موقع البئر الرملي الصحيح لكل فأر ، والذي يجب أن يتغير بشكل ملحوظ عبر الجلسات (الشكل 6 ب) ؛ وإنشاء الميزانية المضادة (الشكل 6 ب ، ج) وورقة التسجيل (الشكل التكميلي 1).
   2. أنتج ثلاث مجموعات من الآبار الرملية ، مع خمسة آبار رملية لكل مجموعة (الشكل 6 ج). تتطلب كل مجموعة خمسة آبار رملية لأنه يتم استخدام خمسة مواقع للآبار الرملية (واحدة صحيحة وأربعة غير صحيحة) في الساحة خلال كل تجربة اختيار استدعاء ، وهناك حاجة إلى ثلاث مجموعات من الآبار الرملية بحيث يمكن تبديل الآبار الرملية المستخدمة لكل تجربة خلال كل جلسة.
   3. خلال كل جلسة ، استخدم مجموعة واحدة من بئر الرمل لتجارب ترميز الفئران (الشكل 6 ب ، ج ؛ الترميز 1: مجموعة 1 ، بئر أ ؛ الترميز 2: المجموعة 1 ، البئر ب) ومجموعة أخرى مختلفة من الرمل (الشكل 6 ب ، ج ؛ اختيار الاستدعاء: المجموعة 2 ، حسنا ج) لتجربة اختيار الاستدعاء الخاصة بهم.
   4. خلال كل جلسة ، استخدم مجموعة مختلفة من مجموعات الآبار الرملية لكل فأر (الشكل 6 ب ، ج) ، وعبر الجلسات ، قم بتبديل مجموعات مجموعة الآبار الرملية المستخدمة لكل فأر.
2. ترميز التجارب
   1. ضع بئر رملي بمكافأة في الموقع الصحيح وفقا لخريطة الموقع وميزانية الموازنة (الشكل 7). لا تستخدم أبدا مواقع الإشارة داخل الساحة أو البلاط المركزي أو المربعات الثلاثة مباشرة أمام صناديق البداية الأربعة كموقع رملي.
   2. وضع حبيبات واحدة ، متبوعة بفأر ، في صندوق البداية (على سبيل المثال ، الشرق) المخصص لتجربة التشفير 1 (E1) ؛ ستكون الحبيبات بمثابة إشارة للمهمة. اترك وقتا كافيا (~ 30 ثانية) للفأر لتناول هذه الحبيبات قبل بدء التجربة.
   3. اضغط على زر البدء على الشاشة لتسجيل الإصدار التجريبي على نظام التقاط الفيديو الداخلي.
      ملاحظة: من المهم الاحتفاظ بسجل لتجارب ترميز الفئران من أجل (1) شفافية البحث (أي الدليل الخام على أداء مهمة كل) ، (2) إعادة التسجيل ، و (3) المرجع المستقبلي (أي لاستكشاف وجمع البيانات لمقاييس الأداء الأخرى).
   4. افتح باب صندوق البداية عن بعد باستخدام برنامج الكمبيوتر المخصص (الشكل 4 ب).
   5. ابدأ المؤقت في برنامج الكمبيوتر المخصص عندما يدخل الجرذ إلى الساحة وأغلق باب صندوق البدء.
   6. امنح الجرذ 200 ثانية للبحث عن البئر الرملي الصحيح ، والحفر ، واسترجاع أول حبيبات له. إذا لم يحدد الجرذ بعد البئر الرملي الصحيح أو أول حبيبات بعد 200 ثانية ، فاسترجع إحدى الكريات من أسفل الرمال وضعها في الأعلى. إذا فشل الجرذ في زيارة البئر الرملي الصحيح واسترجاع هذه الحبيبات بعد 200 ثانية أخرى ، فاستخدم فرشاة لتوجيهها برفق إلى البئر الرملي الصحيح.
   7. بمجرد العثور على مكافأة الطعام ، يجب على الجرذ حملها إلى القاعدة الرئيسية (على سبيل المثال ، الصندوق الأسود الشمالي) وأكلها بمجرد دخولها. إذا لم يحدد الجرذ القاعدة الرئيسية ويدخلها ، واختار بدلا من ذلك أن يأكل أول حبيبات له داخل الساحة ، فخذ الجرذ بسرعة من الساحة وضعه في القاعدة الرئيسية.
   8. بعد تناول أول حبيبات لها في القاعدة الرئيسية ، دع الجرذ يدخل الساحة من القاعدة الرئيسية وحدد موقع حبيبته الثانية من البئر الرملي الصحيح.
   9. بعد استرداد حبيبته الثانية ، دع الفئران يحدد موقع القاعدة الرئيسية ويدخلها لأكلها.
   10. أغلق باب القاعدة المنزلية بمجرد دخول الفئران بأمان وامنحه وقتا كافيا لأكل الحبيبات الثانية.
   11. أوقف تسجيل التقاط الفيديو المخصص والمؤقت على برنامج الكمبيوتر المخصص. اضغط على زر الإيقاف على الشاشة في برنامج التقاط الفيديو المخصص. ثم انقر فوق الزر "إيقاف " على المؤقت الذي يظهر على الشاشة على برنامج الكمبيوتر المخصص.
   12. أثناء تناول الفئران ، امسح أرضية الساحة بقطعة قماش مبللة بمحلول الإيثانول بنسبة 70٪. افعل هذا بين كل تجربة.
   13. قم بإعداد البئر الرملي الصحيح لترميز الإصدار التجريبي 2 (E2) وضعه في الموقع الصحيح داخل ساحة الحدث.
   14. خذ الجرذ من القاعدة الرئيسية وضعه في صندوق البداية (على سبيل المثال ، الغرب) المخصص ل E2.
       ملاحظة: يعد استخدام صندوق البداية البديل أمرا بالغ الأهمية للتشجيع الفعال للفئران على استخدام حل مكاني متمركزة فقط لأداء المهمة ، حيث لا يمكن للفئران الاعتماد على وجهة نظر ثابتة للساحة أو اتباع مسارها السابق لتحديد موقع البئر الرملي الصحيح بنجاح. بدلا من ذلك ، يحتاجون إلى الاهتمام بالإشارات داخل الساحة وخارجها ، والتي تعزز الترميز المركزي.
   15. كرر الخطوات من 4.3.2 إلى 4.3.12 ، ثم أعد الجرذ إلى قفص منزله.
3. استدعاء الإصدار التجريبي من اختيار الاستدعاء
   ملاحظة: يتم تشغيل تجربة اختيار استدعاء كل فأر بعد 30-40 دقيقة من تجربة الترميز الثانية (E2) وتقدم للفئران ساحة تحتوي على خمسة آبار رملية.
   1. ضع البئر الرملي الذي تمت مكافأته في الموقع الصحيح المخصص للجلسة ، بينما يتم وضع الآبار الرملية الأربعة غير المكافآت في المواقع الأربعة غير الصحيحة المخصصة للجلسة والجرذ المعني (الشكل 8 أ). يتم تغيير خريطة موقع الآبار الرملية للآبار الرملية الخمسة في تجربة اختيار الاستدعاء لكل جلسة وموازنة عبر الجلسات.
   2. ضع البئر الرملي الذي يحتوي على أربع كريات يمكن الوصول إليها في المكان الصحيح. ضع أربعة آبار رملية إضافية - كل منها غير مكافأ ولا يحتوي على كريات في القسم الذي يمكن الوصول إليه - في المواقع غير الصحيحة التي حددتها خريطة موقع البئر الرملي للجلسة.
   3. ضع بيليه التليلة والجرذ في صندوق البداية لتجربة اختيار الاستدعاء (على سبيل المثال ، الجنوب). تأكد من أن موقع البداية هذا (على سبيل المثال، C1: West) يختلف عن تلك المستخدمة في تجربتي التشفير (على سبيل المثال، E1: الشرق، E2: الجنوب).
   4. ابدأ في تسجيل الإصدار التجريبي باستخدام نظام التقاط الفيديو الداخلي.
      ملاحظة: من المهم الاحتفاظ بسجل لتجارب اختيار استدعاء الفئران من أجل (1) شفافية البحث (أي الدليل الخام على أداء مهمة كل ، والذي يمكن تقديمه كجزء من المواد التكميلية للورقة) ، (2) إعادة التسجيل ، و (3) المرجع المستقبلي (أي لاستكشاف وجمع البيانات لمقاييس الأداء الأخرى).
   5. في برنامج الكمبيوتر المخصص ، حدد المؤقتات المطابقة للجداول الرملية (مؤقتات الرمل) لاستخدامها في هذه الجلسة بالذات (الشكل 4 ب).
   6. بمجرد أن يأكل الجرذ الحبيبات (~ 30 ثانية) ، افتح الباب باستخدام برنامج الكمبيوتر المخصص. عندما يغادر الجرذ صندوق البداية ، أغلق باب صندوق البداية وابدأ المؤقت على برنامج الكمبيوتر المخصص.
   7. عندما يحفر الجرذ في بئر رملي ، انقر فوق أيقونات Sandwell التي تظهر على الشاشة لتسجيل الوقت الذي يقضيه في الحفر في كل بئر رملي. استمر في تسجيل وقت حفر الفئران في كل بئر رملي تمت زيارته حتى نهاية تجربة اختيار الاستدعاء.
   8. اسمح للفأر بعد ذلك بتحديد موقع القاعدة الرئيسية ودخولها لتناول هذه المكافأة الغذائية.
   9. استخدم نفس الإجراء المعطى لتجارب التشفير (انظر الخطوة 4.2) لاسترجاع الحبيبات الثانية من البئر الرملي الصحيح في تجربة اختيار الاسترجاع.
   10. لا تنقر وتسجل وقت حفر الفئران في كل بئر رملي تمت زيارته أثناء بحثه عن الحبيبات الثانية. سجل فقط ترتيب الآبار الرملية (باستخدام الرقم 1-5 المخصص لكل موقع من مواقع البئر الرملي) التي تمت زيارتها قبل أن ينجح الجرذ في تحديد موقع البئر الرملي الذي تمت مكافأته ويستعيد حبيبته الثانية. هذا يتطلب التركيز.

الشكل 6: التوازن المضاد التمثيلي. (أ) تخطيطي يوضح كيف تتغير خريطة موقع البئر الرملية والموقع الصحيح للبئر الرملي الذي واجهته الفئران (على سبيل المثال ، الجرذ 1) عبر الجلسات. (ب) مثال على جدول الموازنة لدورة واحدة (مثل الجلسة 1). يتم استخدام مربع بداية مختلف لكل تجربة خلال جلسة واحدة (أي ، تجربة التشفير 1 (E1) التي بدأت من صندوق البداية الجنوبي (SB)) ، لكن ترتيب استخدامها كان هو نفسه لكل (على سبيل المثال ، الجرذ 1-3). تمت موازنة الآبار الرملية المستخدمة للموقع الصحيح (على سبيل المثال ، الموقع 2 ، 4 ، 3) والمجموعات المرتبطة بها ، المستخدمة بالكامل أثناء تجربة اختيار الاستدعاء ، عبر تجارب كل جلسة (على سبيل المثال ، التشفير 1 ، التشفير 2 ، اختيار الاستدعاء) التي تؤدي المهمة (على سبيل المثال ، الفئران 1-3). (ج) جدول يبين مجموعات الآبار الرملية المتوازنة داخل الدورات وعبرها. هناك 15 بئرا رمليا في المجموع وثلاث مجموعات (مجموعة 1-3) من الآبار الرملية ، تحتوي كل منها على خمسة آبار (A-E). يستخدم كل فأر آبارا مختلفة في كل تجربة اختيار ترميز واستدعاء. على سبيل المثال ، كما هو مذكور في الشكل 6 ب ، سيستخدم الجرذ 1 Sandwell 1A في تجربة الترميز 1 ، و Sandwell 1B في تجربة الترميز 2 ، و Sandwell 2C في تجربة اختيار الاستدعاء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

5. استدعاء اختبار التحقيق

1. استخدم نفس الإعداد مثل ذلك لتجربة اختيار الاستدعاء ، باستثناء عدم وجود كريات يمكن الوصول إليها في أي من الآبار الرملية الخمسة ، بما في ذلك موقع البئر الرملي الصحيح الذي تمت مكافأته مسبقا للجلسة (الشكل 8 أ ، ب).
   ملاحظة: كما هو الحال في تجربة اختيار الاستدعاء ، تتوفر جميع الآبار الرملية الخمسة أثناء اختبار المسبار والفئران حرة في الحفر في أي بئر (بئر) رملي تختارها. ومع ذلك ، لا تحتوي أي من الآبار الرملية على مكافأة غذائية يمكن الوصول إليها - بدلا من ذلك ، توجد جميع الكريات ال 12 في القسم الذي يتعذر الوصول إليه من كل بئر رملي (الشكل 3 ج).
2. ضع الآبار الرملية الخمسة التي لا تحتوي على كريات يمكن الوصول إليها في الساحة في المواقع الواردة في خريطة البئر الرملي للجلسة (الشكل 8).
3. ضع الجرذ في صندوق البداية مع حبيبات جديلة استخدم موضع البداية غير المستخدم في أي من تجربتي الترميز في نفس الجلسة.
4. اضبط مؤقتات الويل الرملية على برنامج الكمبيوتر المخصص لتتوافق مع خريطة المدخل الرملي للجلسة (الشكل 4 ب). تأكد من أن مؤقتات Sandwell المحددة على برنامج الكمبيوتر المخصص تتوافق بشكل صحيح مع خريطة Sandwell الخاصة بالجلسة.
5. ابدأ في تسجيل تجربة المسبار في نظام التقاط الفيديو الداخلي.
   ملاحظة: من المهم الاحتفاظ بسجل لتجارب فحص استدعاء الفئران من أجل (1) شفافية البحث (أي الدليل الخام على أداء مهمة كل ، والتي يمكن تقديمها كجزء من المواد التكميلية للورقة) ، (2) إعادة التسجيل ، و (3) المرجع المستقبلي (أي لاستكشاف وجمع البيانات لمقاييس الأداء الأخرى).
6. بمجرد أن ينتهي الجرذ من الحبيبات ، افتح باب صندوق البداية عن بعد باستخدام برنامج الكمبيوتر المخصص (الشكل 4 ب).
7. بمجرد دخول الجرذ إلى الساحة ويكون على مسافة آمنة من الباب ، أغلق باب صندوق البداية وابدأ المؤقت في برنامج الكمبيوتر المخصص.
8. سجل وقت حفر الفئران وزمن الوصول لكل من الآبار الرملية التي تمت زيارتها خلال تجربة المسبار 120 ثانية ، من خلال النقر على كل بئر رملي تمت زيارته والاحتفاظ به طالما استمر الجرذ في الحفر. يبدأ العد التنازلي هذا لمدة 120 ثانية عندما يحفر الجرذ في البئر الرملي الأول.
9. سجل أوقات الحفر وزمن الانتقال عند 60 ثانية و 120 ثانية عن طريق التقاط لقطة شاشة لبرنامج الكمبيوتر المخصص عند علامة 60 ثانية و 120 ثانية.
10. بعد انقضاء تجربة المسبار 120 ثانية ، ضع ثلاث حبيبات في البئر الرملي الصحيح (أي موقع البئر الرملي بمكافأة في تجربة التشفير) لمنع انخفاض الذاكرة. يطلب من الجرذ استرداد اثنين من هذه الكريات الثلاثة. بمجرد استرداد الحبيبات, يطلب من الجرذ تحديد موقع القاعدة الرئيسية ودخولها لأكلها.
11. اضغط على زر الإيقاف الذي يظهر على الشاشة في برنامج الكمبيوتر المخصص بعد اختبار مسبار 120 ثانية. امسح اسم الملف ولاحظ زمن انتقال الفئران فقط لاسترداد الحبيبات الأولى والثانية الموضوعة في موقع الرمل الصحيح الذي تمت مكافأته الآن.
    ملاحظة: يستخدم الحفر التفضيلي في الموقع الصحيح كمؤشر للذاكرة: يشار إلى الذاكرة الجيدة للحدث اليومي ، من ذوي الخبرة في تجارب التشفير (أي مواجهة موقع البئر الرملي الصحيح للجلسة) ، من خلال الوقت المستغرق في الحفر في الموقع الصحيح أكبر من متوسط الوقت المستغرق في الحفر في المواقع غير الصحيحة.
12. حدد موعدا لاختبار فحص الاستدعاء في بداية التدريب للتحقق مما إذا كان الأداء في مستوى الفرصة. بعد ذلك ، قم بجدولة اختبارات التحقيق على فترات زمنية محددة (على سبيل المثال ، كل جلسة سادسة) ، أو حدد موعدا فقط عندما تصل الفئران إلى أداء مهمة مستقر: لتبرير اختبار المسبار ، يجب أن يكون متوسط مؤشر أدائها (٪) 60٪ أو أعلى لثلاث جلسات متتالية. يتم تحديد مؤشر متوسط الأداء في الخطوة 7.3.1.

6. اختبار التحكم غير المشفر

ملاحظة: التجربة غير المشفرة هي إجراء تحكم يستخدم لتحديد ما إذا كانت الفئران تستخدم القطع الأثرية الشمية ، بدلا من ذاكرتها لموقع البئر الرملي الصحيح ، لأداء المهمة. وكما يوحي الاسم، فإن "اختبار التحكم غير المشفر" يعني أنه لا توجد تجارب تشفير تجرى قبل تجربة اختيار الاستدعاء؛ يتم إجراء تجربة اختيار الاستدعاء فقط. التوقع هو أنه بدون السماح لهم بتشفير موقع حدث الذاكرة اليومي ، سيكون أداء الفئران في تجربة الاختيار على مستوى الصدفة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، وكان أداء الفئران جيدا في اختبار التحكم غير المشفر ، فقد تكون هناك حاجة إلى إعادة تصميم الآبار الرملية ، ومقصوراتها التي يمكن الوصول إليها والتي يتعذر الوصول إليها.

1. قم بإجراء تجربة اختيار الاستدعاء كما هو موضح في القسم 4.3 (الخطوات 4.3.1 إلى 4.3.10).

7. قياس الأداء

ملاحظة: يتم قياس العديد من المعلمات ويعرض الشكل التكميلي 1 مثال على ورقة البيانات.

1. اختيار الآبار الرملية
   ملاحظة: يتم تعريف الاختيار على أنه عدد الآبار الرملية التي تحفر فيها الفئران ، حتى البئر الرملي الصحيح ، أثناء تجارب اختيار الاستدعاء وتحقيق الاستدعاء. الحد الأقصى للقيمة الممكنة للاختيار هو 5 ، حيث يوجد خمسة آبار رملية في المجموع.
   1. خلال كل تجربة من التجربة (تجربة اختيار الاستدعاء واختبار مسبار الاستدعاء) ، حدد عدد الخيارات التي يتخذها الفئران: ما إذا كان يضع مخالبه الأمامية على بئر رملي أو فيه. إذا ركض فأر ، أو استنشق بسرعة بالقرب من بئر رملي ، فإن هذا لا يعتبر خيارا.
   2. في حالات نادرة ، عندما يكون من الصعب معرفة ما إذا كانت الفئران تختار (كما هو محدد أعلاه) ، تحقق في نهاية التجربة مما إذا كانت هناك أي آثار للحفر: أي إذا تم إزاحة الرمال حول البئر الرملية. إذا كان هناك دليل على الحفر ، مهما كان طفيفا ، فاعتبر هذا خيارا. يعتبر التوقف عند بئر رملي وعدم الحفر مجرد زيارة ولا ينبغي اعتباره خيارا.
2. اخطاء
   ملاحظة: يتم تعريف الخطأ على أنه عدد الآبار الرملية غير الصحيحة (غير المكافأة) التي تزورها الفئران قبل تحديد موقع البئر الرملي الصحيح. يعرف الاختيار بأنه عدد الآبار الرملية التي تحفر فيها الفئران ، حتى البئر الرملي الصحيح ، أثناء تجارب اختيار الاستدعاء وتحقيق الاستدعاء. الحد الأقصى لعدد الأخطاء هو أربعة حيث يوجد خمسة آبار رملية في المجموع.
   1. احسب الخطأ باستخدام الصيغة التالية:
      خطأ = (الاختيار - 1)
   2. عندما يعيد الفئران زيارة البئر الرملي غير الصحيح ، لا تحسب هذا على أنه خطأ آخر لأن الحد الأقصى لعدد الأخطاء هو أربعة نظرا لوجود خمسة آبار رملية في المجموع.
3. مؤشر الأداء (PI)
   ملاحظة: يعرف مؤشر الأداء بأنه عدد الأخطاء التي تحدث قبل أن تحدد الفئران موقع البئر الرملي الصحيح في تجربة اختيار الاستدعاء. مع خمسة أبواض رملية ، يمكن أن يحدث ما يصل إلى أربعة أخطاء. وبالتالي فإن مستوى الفرصة بين خمسة آبار رملية هو خطأين (أي 50٪).
   1. احسب مؤشر الأداء باستخدام الصيغة التالية:
      
   2. عندما يعيد الفئران زيارة البئر الرملي غير الصحيح ، لا تحسب هذا على أنه خطأ آخر لأن الحد الأقصى لعدد الأخطاء هو أربعة نظرا لوجود خمسة آبار رملية في المجموع.
4. كمون
   ملاحظة: يتم تعريف زمن الوصول على أنه الوقت المنقضي قبل بدء الحفر في البئر (البئر) الرملية الصحيحة.
   1. قم بقياس زمن الوصول من وقت مغادرة الجرذ لصندوق البداية حتى يصل إلى البئر الرملي الصحيح. مراقبة زمن الانتقال وتسجيله باستخدام برنامج الكمبيوتر المخصص.
5. حفر الوقت
   1. قم بقياس وقت حفر الفئران في كل بئر رملي (كل من الآبار الرملية الصحيحة وغير الصحيحة) في تجربة مسبار الاستدعاء.
      ملاحظة: يتم تحديد الذاكرة الجيدة للحدث اليومي من خلال حفر الفئران في البئر الرملي الصحيح (ن = 1) لنسبة أكبر من تجربة المسبار 120 ثانية من متوسط الوقت الذي يقضونه في الحفر في الآبار الرملية غير الصحيحة (ن = 4).
   2. احسب الصحيح وغير الصحيح باستخدام الصيغ التالية:
      
      

8. تجنب التحيز غير المقصود

ملاحظة: يتم تنفيذ تدابير التحكم التالية في جميع أنحاء البروتوكول لضمان قابلية تكرار وموثوقية مهمة الذاكرة اليومية هذه.

1. موازنة مواقع الآبار الرملية عبر الجلسات. هذا يتجنب الحصول على أي تحيز للمكافأة إلى جانب معين من ساحة الحدث.
2. موازنة مجموعات الآبار الرملية ، وكذلك الآبار الرملية داخل هذه المجموعات المستخدمة في الموضع الصحيح ، عبر الجلسات والجرذان خلال كل جلسة. هذا يثني الفئران عن محاولة متابعة أي تجربة رائحة متبقية عالقة من تجارب الفئران (الفئران) السابقة.
3. امسح أرضية ساحة الحدث بين كل تجربة بقطعة قماش مبللة بمحلول إيثانول بنسبة 70٪ ؛ سيمنع هذا مسار الفئران السابقة من التأثير على أداء المهمة اللاحقة.

النتائج

تم استخدام هذا البروتوكول الأساسي المستقر لتدريب الفئران بنجاح على تعلم مهمة الذاكرة اليومية هذه باستخدام تمثيلات مركزية. هناك عنصران مهمان في هذا البروتوكول. أولا ، تبدأ من صناديق سوداء مختلفة (على سبيل المثال ، الشرق والجنوب والغرب) داخل الجلسات وبينها (الشكل 7 أ). هناك نوعان من تجربتي الترميز وتجربة اختيار استدعاء واحدة لكل جلسة (أو تجربة التحقيق بدلا من تجربة الاختيار في بعض الحالات) ، وكلها تبدأ من صندوق بدء بديل. هذا يشجع على الاهتمام بكل من الإشارات داخل الساحة وخارجها عند دخول الساحة...

المناقشة

يقوم البشر تلقائيا بتشفير أحداث فردية في الحياة اليومية. نتذكر بسهولة بعض الأحداث وننسى البعض الآخر. يوفر بروتوكول الذاكرة اليومية الشبيه بالعرضية الموصوف أعلاه طريقة قوية للباحثين الراغبين في التحقيق في هذا النوع من الذاكرة (الذاكرة العرضية) في القوارض. نظرا لأن المهمة تنطوي على الفعل اليومي المتمثل في العثور على كريات الطعام واسترجاعها من موقع محدد ، يتم استغلال الغريزة الطبيعية للقوارض للبحث عن الطعام. تعتمد المهمة على الافتراض المعقول بأن فعل العثور على الطعام وحفره في مكان معين ولكن...

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
الكاميرا	CCTVفيرست	N / A
Event Arena	جامعة إدنبرة (تم تصميمها وبناؤها في المنزل)	جامعة إدنبرة (مصممة ومبنية في المنزل)	ساحة الحدث لمهمة الذاكرة اليومية
الفئران ذات القلنسوة Lister River	UK	603
Multitimer Labview	جامعة إدنبرة (مصممة وبنيت في المنزل)	جامعة إدنبرة (مصممة ومبنية في المنزل)
بضغط الهواء ، الإطارات ، مسامير ساحة الأحداث	RS Components Ltd.	جامعة إدنبرة (P. Spooner)	أدوات لبناء ساحة الأحداث
Sandwells	Adam Plastics (http://www.adamplastics.co.uk)	جامعة إدنبرة (P. Spooner)	Sandwells للساحة
Startboxes	Adam Plastics (http://www.adamplastics.co.uk)	جامعة إدنبرة (P. Spooner)
تسجيل فيديو	لأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام Windows 10 مع برنامج OBS ، Blackmagic Decklink Mini بطاقات التسجيل	غير متوفرة