قياس المعرفي التناقصات التي تحدثها العلاج الإشعاعي القحف

الهدف العام من هذا الإجراء هو قياس التغيرات السلوكية والمعرفية الناتجة عن التشعيع القحفي. تتمثل الخطوة الأولى في اختبار ذاكرة التعرف المكاني المعتمدة على الحصين باستخدام مهمة التعرف على المكان الجديد. بعد ذلك، يتم تقييم مستويات القلق باستخدام مهمة المتاهة المرتفعة ذات الذراعين المتقاطعة، وتكوين الذاكرة القائمة على الخوف باستخدام مهمة الإشراط الخوفي السياقي المعتمدة على الحصين واللوزة الدماغية، ثم يتم قياس مهمة الإشراط الخوفي المرتبط بإشارة والتي تعتمد على اللوزة الدماغية.

تتمثل الخطوة النهائية في إجراء اختبار متاهة موريس المائية لتقييم التعلم المكاني والذاكرة المكانية والقدرة على التعلم العكسي. وفي نهاية المطاف، يكشف هذا البروتوكول عن التغيرات في الحالة المزاجية، والتعلم والذاكرة المكانية وغير المكانية، بالإضافة إلى أي اضطرابات حسية حركية ناتجة عن التشعيع القحفي. وبالرغم من ذلك، يمكن لهذه الطريقة أن توفر رؤية متعمقة حول تأثيرات التشعيع القحفي على السلوك والإدراك.

ويمكن استخدامه أيضاً في حالات أخرى يتدهور فيها الإدراك كأثر جانبي غير مرغوب فيه لعلاجات أخرى، كما هو الحال في حالة "دماغ الكيماوي" (chemo brain) أو ضعف التعلم والذاكرة الناجم عن العلاج الكيميائي. سيواجه الأشخاص الجدد في هذه الطريقة صعوبة بسبب الطبيعة المستهلكة للوقت في إعداد المعدات وتحسين أدائها. وقد يكون تفسير النتائج صعباً إذا لم يتم التحكم في الإجراءات التجريبية بدقة، كما أن التباين في البيانات يجعل من الصعب اكتشاف الفروق بين المجموعات الضابطة والمجموعات التجريبية.

يعد العرض المرئي لهذه المنهجيات أمراً بالغ الأهمية، لتمكين القارئ من تقدير التفاصيل الدقيقة المتعلقة بتنظيم الغرف التجريبية التي يتم فيها إجراء الاختبارات المعرفية، بالإضافة إلى الإجراءات المحددة المتبعة. ولضمان التعامل المتسق مع الحيوانات، ابدأ مرحلة التعود من خلال تجهيز بيئة الاختبار عبر تنظيف كتلتين بلاستيكيتين متطابقتين جيداً باستخدام 70%ethanol ووضعهما في مواقع محددة داخل الساحة. ضع الحيوان في مركز الساحة واتركه يستكشف المكان بحرية.

يتم تسجيل سلوكيات الاستكشاف لمدة خمس دقائق. وباستخدام نظام تتبع آلي، يُعرَّف الاستكشاف بأن يكون أنف الحيوان ضمن نصف قطر قدره 4 cm وموجهاً نحو الكتل. وعند انتهاء الوقت، يُنقل الحيوان إلى قفص احتجاز لمدة خمس دقائق أخرى.

خلال هذا الوقت، قم بتنظيف ساحة الاختبار باستخدام ethanol بتركيز 70%. أضف نسخة واحدة مطابقة من الكتل في نفس الموضع المكاني كما كانت خلال مرحلة التعود، ونسخة أخرى في موضع مكاني جديد. بعد فترة تأخير مدتها خمس دقائق، أعد إدخال الحيوان إلى ساحات الاختبار لفترة اختبار مدتها خمس دقائق، واتركه يستكشف بحرية لمدة ثلاث دقائق.

إذا تذكر الجرذ الترتيب المكاني للمكعبات من مرحلة التعود، فإنه سيقضي وقتاً أطول في استكشاف المكعب الموجود في الموقع المكاني الجديد. وفي اليوم التالي، تُعاد الحيوانات مرة أخرى إلى الساحة. وخلال مرحلة اختبار تستمر لمدة 24 ساعة، يظل مكعب واحد مجدداً في وضع مألوف بينما يكون المكعب الآخر في وضع جديد.

أولاً، ضع الحيوان في مركز الساحة وسجل عملية الاستكشاف لمدة ثلاث دقائق. يقيس المتاهة المرتفعة على شكل صليب مستويات القلق لدى القوارض. تأكد من تنظيف المتاهة جيداً قبل البدء في الاختبار.

للبدء، ضع الحيوان في الجزء المركزي من المتاهة بحيث يكون مواجهاً للذراع المفتوحة وبعيداً عن الباحث، واترك الحيوان يستكشف المكان لمدة خمس دقائق. يتم تتبع عدد مرات الدخول وكمية الوقت الذي يقضيه الحيوان في الأذرع المفتوحة والمغلقة باستخدام برنامج تتبع آلي. في حال سقوط الجرذ من المتاهة، أعد وضعه بسرعة على ذراع مفتوحة وسجل هذا الحدث.

لاحظ أيضاً أي سلوك تجمدي مع أي أسباب محتملة لذلك. يُعد الإشراط الخوفي نموذجاً سلوكياً تتعلم فيه الحيوانات الخوف من محفز كان محايداً في السابق. من خلال ربطه بمحفز ضار في اليوم الأول، ضع الحيوان في غرفة نظيفة تماماً.

ابدأ تجربة التدريب، والتي تتكون من ثلاث مراحل. تتمثل الأولى في مرحلة خط الأساس لمدة خمس دقائق حيث لا يتم إعطاء أي صدمة أو نغمة، ثم يتم تقديم عدة اقترانات من النغمة والصدمة خلال فترة خمس دقائق في مرحلة التدريب. وأخيرًا، في مرحلة ما بعد التدريب، يُمنح الحيوان خمس دقائق أخرى.

في حالة عدم وجود صدمة أو نغمة، يتم قياس النسبة المئوية للوقت الذي يقضيه كل حيوان في حالة التجمد خلال الـ 60 ثانية الأخيرة من مرحلة خط الأساس والـ 60 ثانية الأخيرة من مرحلة ما بعد التدريب. وبعد مرور 24 ساعة، يُعاد الحيوان إلى الغرفة لإجراء اختبار سياقي لمدة خمس دقائق، وتُسجل النسبة المئوية للوقت الذي قضاه في التجمد بعد ساعة واحدة من الاختبار. وفي السياق المألوف، يتم إزالة الأرضية الشبكية، وإضافة ألواح إلى الجزء الخارجي من الغرفة وتنظيفها بمنظف منزلي معطر.

لاختبار تكييف الخوف الموجه، ضع الحيوان في السياق الجديد وسجّل سلوك التجمّد في حالة وجود وغياب النغمة التي تم ربطها مسبقاً بالمثير الضار. أما متاهة موريس المائية فهي اختبار للتعلم المكاني يتطلب استخدام إشارات بعيدة لتحديد موقع منصة هروب مغمورة في حوض كبير من المياه المعتمة؛ ويتم تنفيذ هذه المهمة على مدار ثمانية أيام وتتكون من أربع مراحل: اختبار الإشارات، والاكتساب، واختبار المسبار لمدة 24 ساعة، واختبار تعلم العكس.

لبدء الاختبار المجدول، ضع علماً مميزاً باللونين الأبيض والأسود في منتصف المنصة بحيث يكون موقع الهروب واضحاً للحيوان. وفي كل محاولة من محاولات اختبار CUD، ضع الحيوان في موقع بداية مختلف ومحدد مسبقاً عند محيط الحوض، وانقل المنصة إلى ربع مختلف. وبالنسبة لكل محاولة من المحاولات الأربع، امنح الحيوان 30 ثانية للعثور على منصة الهروب.

إذا تم الوصول إلى الحد الأقصى للوقت، قم بتوجيه الحيوانات إلى هناك يدوياً. اترك الحيوان يبقى على المنصة لمدة 20 ثانية قبل وضعه في قفص مدفأ. وفي اليوم التالي، ابدأ مرحلة الاكتساب التي تتكون من أربع محاولات يومياً لمدة خمسة أيام متتالية.

خلال هذه المرحلة، تظل المنصة الخفية في نفس الموقع ويتعلم الحيوان كيفية الوصول إليها. وباستخدام الإشارات البعيدة في الغرفة، ضع الحيوان في الحوض عند نقطة بداية مختلفة ومحددة مسبقاً. سجل في كل تجربة متوسط زمن الوصول للعثور على المنصة وطول المسار كمقاييس للتعلم المكاني.

إذا لم ينجح الحيوان في الهروب خلال الحد الأقصى لوقت السباحة وهو 60 ثانية، يتم توجيهه إلى المنصة يدويًا ويُترك هناك لمدة 20 ثانية. وبعد 24 ساعة من تجربة التدريب النهائية، تُجرى تجربة مسبارية 62 حيث تُزال المنصة لتحديد تفضيل الحيوان للمربع الذي كان يحتوي على المنصة سابقاً. وعقب هذه التجربة المسبارية، تُعاد المنصة إلى المربع نفسه وتُجرى ثلاث تجارب اكتساب إضافية لاختبار تعلم العكس (Reversal Learning).

في اليوم الثامن، يتم نقل المنصة إلى موقع جديد. يُوضع الحيوان في الحوض ويُقاس مقدار الوقت الذي يقضيه في البحث عن المنصة في موقعها السابق مقابل موقعها الجديد هنا. أظهرت النتائج من الحيوانات الضابطة والمشععة في مهمة التعرف على المكان الجديد أن الموقعين قد تم استكشافهما بالتساوي خلال مرحلة التعود.

ومع ذلك، أظهرت حيوانات المجموعة الضابطة تفضيلاً واضحاً للموقع المكاني الجديد بعد فترات تأخير مدتها خمس دقائق و24 ساعة، بينما لم تظهر الحيوانات المشععة ذلك. وفي متاهة الزائد المرتفعة، قضت الحيوانات الضابطة والمشععة وقتاً أقل في استكشاف الأذرع المفتوحة مما كان متوقعاً عن طريق الصدفة. وكانت نسبة التجمد أثناء التعرض الأولي للحجرة منخفضة جداً مقارنة بفترة ما بعد التدريب في اليوم التالي.

ظل سلوك التجمد مرتفعاً ضمن السياق المألوف، على الرغم من أنه كان أقل بكثير في الحيوانات المعرضة للإشعاع؛ وعند وضعها في سياق جديد، عاد سلوك التجمد إلى مستوياته الأساسية، ولكنه ارتفع مرة أخرى عند تقديم النغمة في متاهة موريس المائية. أما بالنسبة للتحكم في المهمة، فقد حددت الحيوانات الضابطة موقع منصة الهروب بسرعة أكبر عبر التجارب المتتالية مقارنة بالحيوانات المعرضة للإشعاع. كما استغرقت الحيوانات المعرضة للإشعاع وقتاً أطول وسلكت مساراً أطول للوصول إلى المنصة في تجربة المسبار، وذلك بعد 24 ساعة خلال اختبار تعلم العكس؛ فعند تغيير موقع المنصة، تتوقف الحيوانات الطبيعية تدريجياً عن البحث في الربع القديم وتتعلم موقع المنصة الجديد، بينما لا تفعل الحيوانات المعرضة للإشعاع ذلك.

أثناء تنفيذ هذه المهام، من المهم تدوين ملاحظات تفصيلية بشأن أي أحداث أو سلوكيات غير طبيعية، بالإضافة إلى أي مشكلات في التتبع قد تظهر وتتطلب المعالجة قبل تحليل البيانات. ولا تنسَ أن التعامل مع حيوانات التجارب قد يكون خطيراً، لذا يجب دائماً اتخاذ الاحتياطات اللازمة مثل استخدام معدات الوقاية الشخصية عند إجراء هذه العمليات. كما أنه من الضروري الحصول على الموافقة المؤسسية واتباع الإرشادات المؤسسية والفيدرالية لضمان الاستخدام الآمن والأخلاقي للحيوانات.