$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تدريب واختبار الذاكرة العاملة في ذاكرة الوصول العشوائي
الذاكرة العاملة هي عملية معرفية يمكن أن تحتوي على كمية محدودة من المعلومات لفترة قصيرة أثناء التلاعب بها واستخدامها في تخطيط وتنفيذ مهمة عقلية. تتضمن الأمثلة حفظ رمز الدخول لباب في موقع بعيد أو حفظ المسار إلى وجهة معينة. يتم استخدام مهمة N-back المزدوجة ومهمة الامتداد المكاني بشكل شائع في مهام الذاكرة العاملة البصرية المكانية حيث يطلب من الأشخاص حفظ الموقع والهوية والترتيب الزمني للمنبهات. وجد تاكيوتشي وآخرون أن مقدار التدريب في مهام الذاكرة العاملة الناجحة لدى البشر ، والتي تشمل مهمة N-back المزدوجة ، يرتبط بزيادة تباين الخواص الجزئي في الجزء الأمامي من الجسم الثفني في دراستهم باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي51. في دراستنا السابقة50 ، باستخدام البروتوكول الموصوف في هذه الورقة ، وجدنا أن الخلايا قليلة التغصن النخاعية زادت في الجسم الثفني الأمامي ومناطق الدماغ الأخرى التي يعتقد أنها تشارك في معالجة الذاكرة العاملة ، بما في ذلك القشرة الحزامية الأمامية ، والتي يعتقد أنها تشارك في الانتباه. ترتبط زيادة الخلايا قليلة التغصن ارتباطا وثيقا بأداء مهمة الذاكرة العاملة ، وهو ما يتوافق مع الدراسة التي أجراها تاكيوتشي وآخرونعلى البشر 50،51،52. ومع ذلك ، لا يزال من الضروري دراسة ما إذا كانت هناك أوجه تشابه في العمليات النفسية بين البشر والفئران (على سبيل المثال ، الفيزيولوجيا الكهربية). ترتبط الذاكرة العاملة ارتباطا وثيقا بالانتباه. يرتبط بمقاييس "الذكاء السائل" لدى البشر وهو مهم للتعلم ، وبالتالي من المهم دراسته وصف أولتون وسامويلسون مهمة متاهة شعاعية ذات 8 أذرع (RAM) لتدريب وتقييم الذاكرة المكانية في الفئران20. في تجربة الاختيار الحر ، قدموا جميع أذرع المتاهة ب 0.1 جرام من طعام الفئران ، والتي لم يتم تجديدها أثناء الاختبار. لذلك ، تم الحصول على ثماني مكافآت فقط في اختبار واحد. كانت جميع الأذرع مفتوحة ، وكان لدى الفئران وصول فوري إلى جميع الأسلحة أثناء التجربة. نظرا لعدم تجديد المكافآت الغذائية ، كان على الفئران استخدام الذاكرة العاملة لتجنب إعادة النظر في الأسلحة التي تمت زيارتها سابقا ، من أجل استعادة أكبر عدد ممكن من المكافآت قبل نهاية المهمة. تم وضع كل فأر في المحور المركزي في البداية وسمح له بدخول أي ذراع حسب الرغبة ، لاستعادة مكافأة الطعام حتى يتم إجراء 16 خيارا للذراع أو انقضاء 10 دقائق. أحصى Olton et al. عدد الفئران ذات الأسلحة المتميزة التي تمت زيارتها ضمن أول 8 خيارات ووجدوا أن جميع الفئران اختارت في المتوسط أكثر من 7 أذرع مميزة في غضون 10 أيام20. لقد جربنا بروتوكولا مشابها مع الفئران ووجدنا أن الفئران ، على عكس الفئران ، أظهرت سلسلة أقحوان لبضعة أيام ولم تغير استراتيجيتها بعد ذلك ، مما تحايل على الغرض من تقييم ذاكرتها العاملة. لذلك ، كان الفأر محصورا في المحور المركزي بين زيارات الذراع ، على أمل أن يمنع الحبس في المحور المركزي سلوك تسلسل الأقحوان.
أولتون وآخرون حصر الفئران في المحور المركزي لمدة دقيقة واحدة أو 15 ثانية للتدخل في أي تسلسل من الخيارات. منعهم هذا من تبني ميلهم المعتاد للتقدم حول المتاهة بشكل مستمر ، في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقاربالساعة 20،53. إذا كان اختيار أي ذراع عشوائيا ومحتملا بنفس القدر ومستقلا تماما عن الخيارات السابقة ، فإن التجربة هي مثال على "مشكلة الإشغال" الكلاسيكية 20 ، لذا فإن احتمالات p (n ، 8) لاختيار n أذرع مميزة خلال الزيارات الثمانية الأولى المتتالية للذراع هي: p (1،8) = 4.8x10-7 ، p (2،8) = 4.2x10-4 ، p (3،8) = 0.019 ، ص (4،8) = 0.17 ، ص (5،8) = 0.42 ، ص (6،8) = 0.32 ، ص (7،8) = 0.067 ، ص (8،8) = 0.0024. من هذه الاحتمالات ، يمكن للمرء أن يحسب أن متوسط احتمالية الفرصة لاختيار أذرع متميزة هو 5.3 (قيمة التوقع =
= 5.25 ؛ 5.3 / 8 = 66٪) من 8. أفاد أولتون وآخرون أنه على مدى فترة تدريب استمرت 10 أيام ، دخلت الفئران في المتوسط 5.7 / 8 أذرع مميزة (71٪ ؛ النطاق: 4.2-6.6) خلال الأيام 1-5 ، وزادت إلى 7.6 / 8 أذرع مميزة (95٪ ؛ المدى: 7.2-8.0) خلال الأيام 6-1020 ، وهو أعلى بكثير من الصدفة. يشير هذا إلى أن الفئران تستخدم الذاكرة العاملة لتجنب الأذرع المستنفدة للطعام. لقد جربنا نهجا مشابها مع الفئران ، وححصرناها في المحور المركزي لمدة 5 ثوان بين زيارات الذراع. دخلت الفئران في المتوسط 5.7 / 8 أذرع مختلفة لكل تجربة من 8 أذرع خلال الأيام 1-5 (71٪ ؛ النطاق: 5.2-5.8 ؛ أحد عشر فأرا C57BL / 6) و 5.9 / 8 أذرع خلال الأيام 6-10 (74٪ ؛ النطاق: 5.7-6.5 ؛ أحد عشر فأرا C57BL / 6). لذلك ، لم تكن الفئران قادرة على التعلم ، أو تعلمت ببطء شديد ، لتحسين أدائها في العثور على المكافأة أعلى بكثير من مستويات الفرصة خلال 10 أيام من التجربة. لذلك ، اعتبرت البروتوكولات المذكورة أعلاه غير مناسبة للفئران ، واختارت بدلا من ذلك نموذج "الجري القسري / التشغيل الحر" ، على غرار ذلك الموصوف للفئران بواسطة ساساكي وآخرون.27
في بروتوكول Sasaki et al.27 ، تم اصطياد جميع الأسلحة في بداية التجربة ، ولم يتم تجديد المكافآت ، وتم اقتصار كل فأر في البداية على المحور المركزي لذاكرة الوصول العشوائي المرتفعة المفتوحة ذات 8 أذرع. ثم تم إطلاق سراحهم في كل من الأذرع الأربعة المختارة مسبقا ، ذراعا واحدة في كل مرة ، دون حصرهم في الذراعين والمحور المركزي بين زيارات الذراع ("الجري القسري"). بعد زيارةالذراع 4 ، سيعود الجرذ إلى المحور المركزي ، وتم فتح جميع الأبواب على الفور للسماح للفأر بزيارة أي وجميع الأسلحة حسب الرغبة ("الجري الحر"). من أجل جمع جميع المكافآت الغذائية المتبقية بأكثر الطرق فعالية أثناء التشغيل الحر ، تحتاج إلى تذكر وتجنب أي أسلحة زارتها بالفعل إما في الجولات القسرية أو الحرة. استخدمنا نهجا مشابها جدا (الشكل 2E) مع الفئران. تم استبدال عشر دقائق من فترات التعود في بداية تدريب ذاكرة الوصول العشوائي كل يوم في Sasaki et al.27 بفترة تعويد واحدة مدتها 6 أيام قبل التدريب. تعديل آخر تم إجراؤه هو السماح للفئران بإجراء أربع زيارات إضافية للذراع في نهاية كل تجربة بمجرد استرداد جميع المكافآت. وكان الغرض من ذلك هو تعزيز حقيقة أن المكافآت لا تجدد في الأسلحة التي تمت زيارتها سابقا. أيضا ، نظرا لأن الفئران تتعلم "تجنب الندم" 54،55 ، فقد تثبط سلوك تسلسل الأقحوان في التجربة التالية ، لأن مثل هذا السلوك لن يكافأ خلال زيارات الذراع الأربع الإضافية مباشرة قبل بدء التجربة اللاحقة. سبب آخر لزيارات الذراع الأربع الإضافية هو منع الفئران من ربط التعافي الناجح لجميع المكافآت بالتجربة المخيفة المحتملة للقبض عليها من قبل المجرب في نهاية المهمة. ربما تكون الفئران قد طورت ذاكرة خوف عندما تم القبض عليها خلال زيارات الذراع الأربع الإضافية ، والتي قد تكون أحد الأسباب التي جعلتها تقضي المزيد من الوقت في نهاية التجربة (الشكل 4G). في الواقع ، كسرت الفئران سلوك تسلسل الأقحوان خلال زيارات الذراع الأربع الإضافية ، إذا فعلت ذلك في التجربة. علاوة على ذلك ، تم حبس الفئران في كل ذراع لمدة 15 ثانية أثناء الجري القسري ثم في المحور المركزي لمدة 5 ثوان قبل فتح جميع الأبواب لبدء الجري الحر. دون حصر الفأر في المحور المركزي ، تميل الفئران إلى التسلسل الأقحواني كما هو موضح أعلاه.
بالنسبة للتشغيل القسري ، اخترنا من بين مجموعة من خمسة تسلسلات عشوائية زائفة مكونة من 4 أذرع تحتوي على 3 أذرع متجاورة أو أقل. كانت هذه (1،3،5،7) ، (2،4،5،8) ، (1،4،5،7) ، (2،3،4،7) ، (1،2،5،6) ، واختلافاتها في أوامر ودورات الأذرع المختلفة ، وترقيم الأذرع من 1-8 في اتجاه عقارب الساعة من الأعلى (الشكل 1 ج). خضع كل فأر في مجموعة لست تجارب (تجربة واحدة = تشغيل قسري + 5 ثوان من الحبس في المحور المركزي + التشغيل الحر) يوميا خلال مرحلة ما بعد التعود لمدة 9 أيام من اختبار ذاكرة الوصول العشوائي. أثناء التشغيل المجاني ، إذا قام الماوس بأربع زيارات للذراع فقط لاستعادة جميع المكافآت الأربع المتبقية بعد الجري القسري ، فقد أطلق عليه اسم "التجربة المثالية". تم قياس أدائهم خلال 9 أيام من التدريب من خلال "درجة معدل النجاح اليومي" ، المحسوبة على أنها 4 / (4 + E) ، حيث E هو عدد الأخطاء أثناء التشغيل الحر أو نسبة التجارب التي كانت "تجارب مثالية" (أي E = 0). على سبيل المثال ، إذا احتاج الماوس إلى 7 زيارات للذراع لاسترداد المكافآت ال 4 المتبقية أثناء التشغيل المجاني ، فإن "درجة معدل النجاح اليومي" ستكون 4/7 = 0.57 أو 57٪ وستسجل التجربة المثالية 100٪ على هذا المقياس. إذا أجرى الفأر 5 تجارب مثالية في اليوم ، فستكون درجة نسبة التجربة المثالية 5/6 = 83.3٪.
تم حساب درجات معدل النجاح اليومية التي تم تحقيقها عن طريق تسلسل الأقحوان يدويا لكل نمط من أنماط التشغيل القسري ذات 4 أذرع التي تم استخدامها (الفقرة السابقة) ، على افتراض أن الفئران تبدأ تشغيلها الحر بشكل عشوائي في أي من أذرع ذاكرة الوصول العشوائي الثمانية يتراوح متوسط الدرجات في العديد من التجارب التي يمكن تحقيقها عن طريق التسلسل الأقحواني بين 53٪ و 56٪ لأنماط ذراع الجري القسري الفردية ، أو ~ 55٪ أنماط الذراع الإجمالية. احتمال الحصول على درجة مثالية (100٪) عن طريق تسلسل ديزي هو صفر ، وأنه من خلال زيارات الذراع العشوائية هو <1٪ (4/8 × 3/7 × 2/7 × 1/7 = 0.87٪) ، بافتراض أن الفئران لا تعود أبدا إلى الذراع التي خرجت منها للتو. لذلك ، لا يمكن تحقيق متوسط درجات معدل النجاح اليومي (>80٪) والنسبة المئوية لدرجات التجربة المثالية (>60٪) التي وصلت إليها الفئران في اليومين الأخيرين من فترة الاختبار التي استمرت 9 أيام (الشكل 4 أ ، ب) إلا باستمرار باستخدام استراتيجية قائمة على الذاكرة العاملة.
تميل الفئران التي كانت على دراية بالمهمة إلى التسكع في آخر بئر طعام ، أو في المحور المركزي ، بمجرد أن تستهلك جميع المكافآت ، كما أنها تميل إلى قضاء المزيد من الوقت في زيارات الذراع الأربع الإضافية في نهاية المهمة (الشكل 4G) ، مما يشير إلى أنهم تعلموا "القاعدة" القائلة بأن كل ذراع تحتوي على مكافأة واحدة فقط ، وأيضا أنه يمكنهم تتبع حقيقة أنهم زاروا جميع الأسلحة المتاحة. بالنسبة للفئران ذات الخلفية الجينية المختلفة عن تلك المستخدمة هنا (C57BL / 6) ، قد تختلف النتائج لأن الخلفية الجينية مهمة في التجارب السلوكية56،57،58. ومع ذلك ، في دراستنا السابقة50 ، باستخدام الفئران ذات الخلفية المختلطة C57BL / 6 و CBA و 129P2 ولكن تم تقاطعها مع الفئران C57BL / 6J ، وجد أن أداء مهمة الذاكرة العاملة قد تحسن بشكل كبير باستخدام البروتوكول الموضح هنا ، مع لجوء عدد أقل من الفئران إلى تسلسل الأقحوان أثناء التشغيل الحر. أفاد Koike et al.59 أن جميع السلالات الفرعية الفطرية للفأر البالغ عددها 129 تحمل تعدد أشكال حذف Disc-1 يتكون من حذف 25 نقطة أساس في exon 6 من Disc-1 الذي يتسبب في إزاحة الإطار واقتطاع بروتين DISC-1 ، مما يؤثر على وظائفه60،61. تسببت هذه الطفرة في ضعف الذاكرة العاملة عند دراستها باستخدام مهمة التناوب المتأخرة المتاهةT-maze 59 ، وهي مهمة متاهة أخرى ذات دوافع شهية ، وربما تفسر سبب حصول فئران التحكم المستخدمة في دراستنا السابقة50 على درجات ذاكرة عاملة أقل قليلا من الفئران الفطرية C57BL / 6. نستخدم دائما الفئران التي تقع ضمن نطاق وزن الجسم الطبيعي لأعمارها وإجهادها لتجنب الصعوبات في الحفاظ على وزنها بين 85٪ و 90٪. يمكن أن يؤثر حجم القمامة على الذاكرة المكانية والسلوك الشبيه بالقلق بسبب الإفراط في التغذية في الحياة المبكرة في سلالة تسمى NMRI62. يتسبب صغر حجم القمامة في الإفراط في التغذية وزيادة أوزان الجسم في كل من سلالات الفئران NMRI و C57BL / 6. ومع ذلك ، فإن السلالتين حلتا مهام التعلم المكاني بشكل مختلف. في حين أن الفئران C57BL / 6 لم تظهر اختلافات بين حجم القمامة الصغيرة وحجم القمامة الضابطة ، أظهرت فئران NMRI ضعفا كبيرا في مرحلة التعلم مع اختبار متاهة المياه موريس (MWM) وضعف طفيف مع مهمة التناوب التلقائي لمتاهة Y على الرغم من أنها لم تكن كبيرة. علاوة على ذلك ، أدى حجم القمامة الصغير إلى انخفاض كبير في مستويات البروتين في عامل التغذية العصبية المشتق من الحصين (BDNF) وزيادة محتوى البروتين في الحصين إنترلوكين -1 ب (IL-1b) بعد اختبارات MWM و Y-maze في سلالة NMRI. ومع ذلك ، لم يتم ملاحظة هذه التغييرات في سلالة C57BL / 6. أظهرت سلالة الرنين المغناطيسي النووي للفئران زيادة كبيرة في السلوكيات الشبيهة بالقلق ومستويات الكورتيكوستيرون الناجمة عن الإجهاد عند رفعها في أحجام صغيرة من القمامة. في المقابل ، أدت أحجام القمامة الصغيرة لسلالة C57BL / 6 إلى انخفاض في كل من السلوكيات الشبيهة بالقلق ومستويات الكورتيكوستيرون. لذلك ، من المهم مراعاة حجم القمامة لسلالة الفأر عند تصميم التجارب السلوكية.
الاختلافات السلوكية بين الفئران والفئران
تم تصميم معظم المهام المعرفية في الأصل للفئران. أيضا ، تمت دراسة التعلم / الذاكرة المكانية على نطاق واسع في الفئران. نظرا لميزة تقنيات تعديل الجينات المعدلة وراثيا اليوم للفئران ، غالبا ما يطبق الباحثون بروتوكولات تم ابتكارها للفئران على الفئران. ومع ذلك ، هناك اختلافات سلوكية ثابتة بين الفئران والفئران3،4،5،6،7. على سبيل المثال ، لديهم اختلافات في التفضيل (التفضيل الاجتماعي من قبل الفئران وتفضيل الطعام من قبل الفئران)3 ويستخدمون استراتيجيات مختلفة للتفاوض على مهام المتاهة المختلفة (متاهات المياه أو الأرض)4. أيضا ، تميل الفئران إلى قضاء وقت أطول لتحقيق درجات تعلم مكانية جيدة في ذاكرة الوصول العشوائي ذات 8 أذرع4،8،9 ، وهذا أحد الأسباب التي تجعل الفئران تعتبر عموما أدنى من الفئران في مهام التعلم المكاني.
تختلف الفئران والفئران أيضا في السلوك / الشخصية العامة ، بما في ذلك استجاباتها للتوتر أو إدارةالخوف 3،4،5،6،7،10. على سبيل المثال ، وجدت الدراسات السابقة ضعف تعلم الانقراض في الفئران المراهقة11،12،13،14 ، ولكن ليس في الفئران15،16،17،18. بالإضافة إلى ذلك ، تكون الفئران أكثر عرضة للإجهاد ولا تحب التعامل معها عند مقارنتها بالفئران ، والتي ، عندما تكون على دراية بالمناولة ، يبدو أنها تستمتع بدغدغة من قبل المعالج وتحاول التفاعل مع المعالجين لمزيد من الدغدغة19. لذلك ، تعد إدارة الخوف عاملا مهما يجب مراعاته عند دراسة سلوك الفأر. علاوة على ذلك ، أفاد Borrow et al.63 أن الإجهاد المتغير المزمن يقلل من الأوكسيتوسين mRNA ، ويزيد من حجم سوما للخلايا العصبية الأوكسيتوسين في النواة المجاورة للبطنين. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت الدراسات الحديثة أن التعامل مع الأنفاق يمكن أن يقلل من التوتر ويحسن الأداء في التجارب السلوكية38،39،40. لذلك ، من المهم تجنب إجهاد الفئران أثناء أو قبل التجارب السلوكية.
لا تحب الفئران أن تتعرض في العراء ، على سبيل المثال ، في اختبار المجال المفتوح أو المتاهة المرتفعة ، مفضلة الأماكن المغلقة والأكثر قتامة64،65. في سياق ذاكرة الوصول العشوائي ، يعد المحور المركزي هو المساحة الأكثر انفتاحا ، ومن هناك تقرر الفئران الذراع الذي ستزوره بعد ذلك. إذا كانوا قلقين في المحور المركزي ، فقد يشتت انتباههم عن المهمة وسيؤدون أدائهم دون المستوى. لهذا السبب ، قررنا اصطياد الفئران في أحد الأذرع الشعاعية (انظر جزء الإجراء) ، وليس في المحور المركزي ، حتى لا يربطوا المحور بتجربة مخيفة.
عند استكشاف ذاكرة الوصول العشوائي ذات 8 أذرع للحصول على مكافآت غذائية ، تميل الفئران الخارجة من ذراع معينة إلى الدوران بزوايا قائمة لزيارة ذراعها التالية ، وتخطي الذراع المتداخلة ، ونادرا ما تزور الأسلحة بالتتابع (ما نسميه "تسلسل الأقحوان") ؛ وهذا يعني أن الفئران تميل إلى الزيارة بالترتيب 1،3،5،7 وليس 1،2،3،4 20،53،66. في المقابل ، غالبا ما تتبنى الفئران استراتيجية تسلسل الأقحوان ، ربما بسبب حجم أجسامها ومرونتها. تعد استراتيجية تسلسل الأقحوان طريقة فعالة من حيث التكلفة إلى حد ما للفئران لاستعادة المكافآت الغذائية ، ولكنها تمثل عيبا كبيرا للمجرب الذي يحاول اختبار الذاكرة العاملة المكانية لأنها تتحايل على الغرض من التجربة67. ومع ذلك ، يمكن أن يؤثر التعرض للإجهاد على القدرة على التعلم وتغيير استراتيجيةالتعلم 68. نظرا لأن نهج تسلسل الأقحوان قد يشير إلى الإجهاد ، فمن المهم التأكد من بقاء الفئران دون إجهاد. نصف بروتوكولنا الحالي بأنه خال من الإجهاد للفئران أثناء مهمة الذاكرة العاملة لأن الفئران لا تستخدم استراتيجية تسلسل الأقحوان.
من المعروف أن الفئران تعتمد على الإشارات البصرية البعيدة أكثر من الإشارات البصرية القريبة عند التنقل في المتاهة48،69،70. وجدنا أن دمج إشارات بصرية قريبة إضافية تمت طباعتها على قطع من الورق ووضعها على الجدران الخلفية لجميع الأذرع لم يقلل من هذا السلوك ، وهو ما يتوافق مع ادعاء Olton et al. للفئران20. ومع ذلك ، فإن وضع منارات في أذرع الهدف كإشارة داخل المتاهة ساعد الفئران أكثر من مجرد إشارات خارج المتاهة في حل مهمة الذاكرة المرجعية للمتاهة الشعاعية ذات 6 أذرع واختبار الذاكرة العاملة في تجربةواحدة 71. علاوة على ذلك ، تظهر سلالات الفئران المختلفة قدرات بصرية مختلفة72 ، لكن قدرتها على التعلم البصري المكاني والذاكرة التي تم اختبارها في متاهة بارنز لم تعكس بالضرورة قدرتها البصرية ، مما يشير إلى أن الفئران ذات القدرات البصرية الضعيفة ، مثل BALB / c ، قد تعتمد على عمليات دماغية مختلفة. وبالتالي ، يحتاج المجربون إلى التفكير في الإشارات التي يريدون استخدامها لتناسب تجاربهم بشكل أفضل.
تقليل القلق لدى الفئران أثناء المناولة
من المعروف أن التعامل مع الإجهاد يؤثر على من الناحية الفسيولوجيةوالسلوكية 73،74،75،76،77. أيضا ، أظهر ساندي وآخرون أن ضعف الذاكرة المكانية الناجم عن الإجهاد الحاد يرتبط بانخفاض التعبير عن جزيء التصاق الخلايا العصبية (NCAM) في الحصين وقشرة الفص الجبهي عن طريق اختبار الفئران في مهمة متاهة مائية تعتمد على الحصين باستخدام قطة أنثى كعامل ضغط بين تجربة التعلم الأخيرة واختبار المسبار78، مما يشير إلى أن الحصين وقشرة الفص الجبهي معرضان لمستويات عالية من الإجهاد. لذلك ، من المهم تقليل التوتر / القلق في التجارب لتجنب الاختلافات غير المبررة داخل وبين الدراسات التي أجريت على. على وجه الخصوص ، تتطلب مهام الذاكرة العاملة من التركيز أثناء المهمة ، لذلك يجب تجنب الانحرافات غير الضرورية. غالبا ما لا تتضمن البروتوكولات المنشورة لاختبار الذاكرة العاملة في الفئران ، أو الذاكرة العاملة والذاكرة المرجعية معا ، تفاصيل مهمة مثل كيف ومتى ومن أين يقوم المجربون بإزالة من المتاهة في نهاية المهمة. نظرا لأن الفئران أقل اجتماعية من الفئران التي لديها معالج وأكثر عرضة للإجهاد ، فإن هذه التفاصيل أكثر أهمية للتجارب على الفئران. يمكن للقوارض تطوير الذاكرة العرضية ، وهي شكل من أشكال الذاكرة الواضحة طويلة المدى التي تتضمن ذاكرة الأوقات والمواقع والعواطف المرتبطةبها 79،80،81. لذلك ، اخترنا عدم إزالة الفئران من المتاهة فور جمعها لجميع المكافآت الغذائية في ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكننا سمحنا لهم بدلا من ذلك بإجراء أربع زيارات لاحقة للذراع دون الحصول على مكافآت غذائية. تم ذلك لمنع الفئران من ربط الاسترداد الناجح لجميع المكافآت بالتجربة المخيفة المحتملة للقبض عليها من قبل المجرب ، وهو أمر مهم ، خاصة بالنسبة للمرحلة المبكرة من التعلم في ذاكرة الوصول العشوائي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تعزز زيارات الذراع الأربع الإضافية غير المجزوة حقيقة أن المكافآت الغذائية لا يتم تجديدها في الأسلحة التي زارتها الفئران سابقا. إذا لم يكن التعامل مرهقا للغاية بالنسبة للفئران ، فإنهم يتفاعلون مع المجرب في كثير من الأحيان38. لتجنب الإجهاد ، ارفع الفأر من قفصه المنزلي في بداية تجربة ذاكرة الوصول العشوائي باستخدام أنبوب ورقي في قفص المنزل الذي تم توفيره عند فصلهم عن القفص المجمع للتجربة38 ، أو اسمح للفأر بالصعود إلى يد المجرب طواعية ، عند التعامل معهم في قفص منزلهم قبل التجربة وعند إحضارهم من قفص منزلهم إلى المتاهة. عند استرداد الفئران من المتاهة في نهاية التجربة ، لا تطاردهم في المتاهة ولكن بدلا من ذلك سد مدخل ذراع المتاهة بيد واحدة ودع الفئران تتسلق عليه طواعية ، بينما تغطي ذراع المتاهة باليد الأخرى لمنع الفأر من القفز من المتاهة. هذا يقلل من ضغوط المطاردة في المتاهة أو القبض عليها من الذيل. في بعض الأحيان يكون المجربون الذكور أكثر إثارة للتوتر من المجربات الإناث ، حيث تتعلق الفئران82. ومع ذلك ، من خلال الانتباه إلى خطوات تقليل التوتر الموضحة هنا ، وجد أن المجربين الذكور يمكنهم إجراء اختبارات ذاكرة الوصول العشوائي دون مشاكل كبيرة. وبالتالي ، فإن كيفية التعامل مع الفئران أكثر أهمية.
الفروق بين الجنسين
يتم استخدام ذكور الفئران فقط في التجارب المذكورة هنا بسبب التأثيرات المختلفة للجنس في الإدراك والتعلم والذاكرة التي لوحظت في الأنواع المختلفة (القوارض والبشر) ، ولأن استجابات التعامل مع الإجهاد تختلف بين الذكور والإناث63،83،84،85،86،87. ومع ذلك ، عند تفسير النتائج التي تم الحصول عليها مع القوارض للفوائد المحتملة للبشر ، من المهم دراسة كلا الجنسين. تقترح المبادئ التوجيهية الصادرة عن المعاهد الوطنية للصحة ومجالس التمويل الأخرى أيضا استخدام كل من ذكر وإناث.
مزايا البروتوكول
المتاهة الشعاعية شبه الآلية ذات 8 أذرع عبارة عن متاهة مغلقة بجدران أكريليك بيضاء غير شفافة ولكن بدون أغطية (انظر الشكل 1 أ لمعرفة الأبعاد). أثناء التنقل في المتاهة ، لا تستطيع الفئران رؤية المجرب ، والذي يمكن أن يكون مصدر إلهاء في المتاهات ذات الجدران الشفافة أو الأذرع المفتوحة والمرتفعة ، ولكن يمكنها رؤية إشارات بصرية بعيدة خارج المتاهة فوق المتاهة (انظر الشكل 1). بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا البروتوكول ، من حيث المبدأ ، قابل للتطبيق على التصوير في الوقت الفعلي في الجسم الحي والفيزيولوجيا الكهربية لأنه لا توجد أسلاك فوق المتاهة ، ويمكن للفئران تعلم المهمة بكفاءة.
التوجهات المستقبلية
يبلغ طول البروتوكول الحالي 15 يوما من التعود إلى نهاية مهمة الذاكرة العاملة. قمنا بتنفيذ البروتوكول دون فترات راحة في عطلات نهاية الأسبوع. ومع ذلك ، فإن الحصول على عطلة نهاية الأسبوع بعد التعود لمدة 6 أيام لا ينبغي أن يؤثر بشكل كبير على مهمة الذاكرة العاملة التالية لمدة 9 أيام. قد يؤدي أخذ إجازة في عطلة نهاية الأسبوع خلال مهمة الذاكرة العاملة لمدة 9 أيام إلى إبطاء التعلم لدى الفئران. وبالتالي ، فإن وجود اثنين من المجربين المدربين تدريبا جيدا على التعامل مع الفئران قد يساعد في تقليل إجهاد المجربين دون إبطاء تعلم الفئران. وفقا للشكل 4 أ ، ب ، تعتبر الأيام الثلاثة الأولى حاسمة ، حيث تحقق الفئران أكثر من تجربة مثالية واحدة في المتوسط بعد اليوم الرابع. لذلك ، ينصح بتجنب فترات الراحة خلال الأيام الثلاثة الأولى. إذا كانت مهمة الذاكرة العاملة سهلة للغاية بالنسبة للفئران التي تهمك ، فقد يكون من الضروري زيادة الوقت المحدود بعد الجري القسري. يجب تعديلها للحالات الفردية.