העשרה סביבתית מספקת אפקט מגן פוטנציאלי מפני הפרעות ניווניות. עם זאת, כיום אין דרך קלה לקבוע את יעילותם של הליכי העשרה. פרוטוקול זה מתאר שיטת "קופסת פאזל" פשוטה להערכת התפקוד הקוגניטיבי של בעל חיים, על מנת לחשוף את יעילות ההעשרה הסביבתית.
מאמר שיטה
העשרה סביבתית מספקת אפקט מגן פוטנציאלי מפני הפרעות ניווניות. עם זאת, כיום אין דרך קלה לקבוע את יעילותם של הליכי העשרה. פרוטוקול זה מתאר שיטת "קופסת פאזל" פשוטה להערכת התפקוד הקוגניטיבי של בעל חיים, על מנת לחשוף את יעילות ההעשרה הסביבתית.
העשרה סביבתית יכולה להשפיע באופן דרמטי על התפתחותם ותפקודם של מעגלים עצביים. יתר על כן, העשרה הוכחה כמעכבת בהצלחה את הופעת התסמינים במודלים של מחלת הנטינגטון 1-4, מה שמצביע על כך שגורמים סביבתיים יכולים לעורר אפקט נוירו-פרוטקטיבי כנגד הנזק המתקדם ברמת התאים שנצפה בהפרעות ניווניות. עם זאת, הדרכים שבהן בעל חיים יכול להיות מועשר לסביבה יכולות להשתנות במידה ניכרת. יתר על כן, אין דרך פשוטה שבה ניתן להעריך את ההשפעות של העשרה סביבתית: רוב השיטות דורשות פרדיגמות התנהגותיות מורכבות למדי ו/או ניתוחים אנטומיים/פיזיולוגיים לאחר המוות. פרוטוקול זה מתאר את השימוש במבחן התנהגותי פשוט וזול, קופסת הפאזל 5-7 כאמצעי חזק לקביעת היעילות של גירוי חברתי, חושי ומוטורי מוגבר בעכברים בהשוואה לקבוצות שגדלו בתנאי מעבדה סטנדרטיים. משימת פתרון בעיות פשוטה זו מנצלת את הרצון המולד של המכרסם להימנע ממתחמים פתוחים על ידי חיפוש מחסה. היכולת הקוגניטיבית מוערכת על ידי הוספת מכשולים מורכבים יותר ויותר לכניסה למקלט. הזמן שלוקח לנבדק נתון להסיר בהצלחה את המכשולים ולהיכנס למקלט משמש כמדד העיקרי לביצוע המשימה. שיטה זו יכולה לספק אמצעי אמין להערכה מהירה של יעילותם של פרוטוקולי העשרה שונים על תפקוד קוגניטיבי, ובכך לסלול את הדרך לקביעה שיטתית של התפקיד שממלאים גורמים סביבתיים ספציפיים בעיכוב הופעתן של מחלות נוירו-התפתחותיות ונוירודגנרטיביות.
העשרה סביבתית (EE) יכולה להיות מוגדרת כסביבה המספקות בעלי חיים עם הזדמנות מוגברת לאינטראקציה חברתית, פעילות מוטורית, וגירויים חושיים יותר מאשר בדרך כלל חווה בenvironment.EE מעבדה סטנדרטית הוכח להשפיע באופן עקבי את התנהגותם של בעלי חיים, להביא ל שינויים כגון הפחתה של מתח ופעילות הקשורה לחרדה 8-10, ביצועים משופרים במשימות למידה וזיכרון 8,11, התחלה המוקדמת של קואורדינציה מוטורית ופעילות גישוש 11, שינויים בטיפול אימהי 8, כמו גם התנגדות לחומרים ממכרים 12 15. יתר על כן, EE נחשף לשיפור ההשפעות של הפרעות ניווניות, לעכב את התחלתה, ולהקטין את חומרת הסימפטומים במודלים של בעלי חיים של הנטינגטון 1-4,16, פרקינסון 17 ומחלת אלצהיימר 18.
שינויים אלה CORמתייחס בשינויים אנטומיים ומולקולריים EE ידוע לגרום בכל רחבי המוח. בעלי חיים שגודלו בסביבה מועשרת מהשלבים המוקדמים של פיתוח להראות מספר עצום של שינויים עצביים, כוללים משקל המוח גדל ועובי קליפת המוח, הדנדריטים הסתעפות 9,2-22 וצפיפות הסינפטית 23. EE יכול לשנות גם את הרמה ועיתוי של ביטוי גורם הגדילה 9,24-30, אשר הוכח לתרום לפיתוח מואץ של 25,26,28,29 חושיים, 30 יינון, כמו גם מעגלי מנוע 31,32.
מחקרים קודמים גילו בממצאים סותרים פעמים כאשר חוקרים את ההשפעה של EE, מבלי לקחת בחשבון את הסוגים השונים של בעלי חיים וסביבות שימוש בתוך מחקרים בודדים 9,24,27,30. נכון לעכשיו, אין משימה התנהגותית עקבית ופשוטה שיכול לשמש כדי למדוד את האפקטיביות של פרדיגמות EE שונות בזנים שונים ומפרטies של בעלי חיים.
משימת תיבת פאזל תוכננה כבדיקה פשוטה כדי לקבוע פתרון הבעיות המקומיות של חיה יכולת 7. בעלי חיים ממוקמים בשטח הפתוח נדרשים להסיר שיבוש חומרים ממוקמים בתוך פתח קטן כדי לגשת לאזור / מקלט מכוסה. כל נושא נתון שלושה ניסויים עם אותו החסימה על מנת להעריך שלוש תכונות קוגניטיביות שונות. המשפט הראשון מניב אינדיקציה בסיסית של יכולת פתרון בעיות הגלומה או ילידים. המשפט השני, לרוץ באותו היום, נותן אינדיקציה ליכולתו של בעל החיים כדי לשפר וכך לחזק את האסטרטגיות להסרת החסימה הספציפית. המשפט השלישי, שנערך ביום הבא, מספק תובנה היכולת של הנושא כדי לשמור ולזכור את הפתרון למד את המשימה.
המוטיבציה לפתרון "חידות חסימה" אלה על ידי בעלי החיים יכולה להיות מגוונת, באופן פוטנציאלילעורר תשוקה מולדת להימנע שדות פתוחים ולחפש מחסה, כמו גם כונן פנימי לחקור את הסביבה שלהם 6,7. שפע של נהגי התנהגות פוטנציאליים העומדים בבסיס הרצון לפתור את תיבת פאזל מצביע על כך שהאזורים שונים של המוח מעורבים בתיווך ביצוע משימה. מחקרים קודמים הראה כי במודלים עכבריים של סכיזופרניה, קליפת מוח הקדם חזיתית, כמו גם את ההיפוקמפוס מעורב ברכישה של משימה זו 5. מחקר נגע בחולדות גם חשף מספר רב של אזורים במוח המעורבים בביצועי Box פאזל, כוללים גרעינים שונים התלמוס, ההיפותלמוס, המוח הקטן, ומבנים הלימבית. יחדיו, ממצאים אלה מצביעים על כך שעוסקים בבעיה זו פתרון משימה כרוך שורה של מבנים עצביים הקשורים בתפקוד הקוגניטיבי.
תיבת פאזל שמשה בהצלחה על מנת להעריך את יכולת פתרון הבעיות של עכברים, כמו גם ליקויים קוגניטיביים הוצגו על ידי מ 'דגמי שתן של סכיזופרניה 5-7. ביצועים במשימה הוכח להיות עקבי מאוד, ולתאם גם עם תוצאות של בדיקות קוגניטיבי-התנהגות אחרות 6. מטרת עבודה זו הייתה וכך להתאים את משימת Box פאזל להפוך לאמצעי פשוט ואמין לקביעת היעילות של EE.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הצהרת אתיקה: כל ההליכים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי החיים מאוניברסיטת סידני והותאמו לבריאות הלאומית ומועצה למחקר רפואי של הנחיות אוסטרליה. נהלים בוצעו על עכברי C57 / BL6J שגודלו במתקן Bosch מכרסמים אוניברסיטת סידני. כל העכברים שוכנו בחדר מאוורר כראוי-אחת ב 21 ° C טמפרטורת סביבה על מחזור אור-חושך 12 שעות עם אורות בב 0600 שעות בכלובים מאווררים בנפרד גישה כרצונך מודעת מזון ומים יבשים עם. נקבות מאוחרת הריון חולקו באקראי לתנאי דיור סטנדרטיים או מועשר לסביבה.
1. שיכון (רמות העשרה):
2. בניית תיבת פאזל

איור 1: תרשים סכמטי של משימת Box פאזל. Box פאזל הוא תיבת אקריליק בהיקף של שטח פתוח-שדה (600 x 280 מ"מ) ואזור מוגן מטרה-box (150 x 280 מ"מ), מדידת 750 x 280 מ"מ בכל. פתיחת 40 x 40 מ"מ בתוך המחיצה (האפורה) שהפרידה בין שני האזורים מאפשרת חיות כדי לגשת לאזור מטרה-התיבה המכוסה מהשדה הפתוח. פתח זה נחסם בחסימות שהם קשים יותר ויותר כדי להסיר כבדיקה מתקדמת. בעלי חיים לעבור פרוטוקול חמישה ימים, בהיקף של ארבעה תנאי חסימה עם שלושה ניסויים לכל מצב.
3. ריצה של משימות Box פאזל

טבלת 1: ערכה של משימת Box פאזל. משימת תיבת פאזל מנוהלת במשך חמישה ימים, והוא מורכב מארבעה תנאי חסימה. ישנם שלושה ניסויים בכל אחד מארבעה הימים הראשונים, ואחד ביום החמישי. לכל אחד יש מצב חסימה שלושה ניסויים; שני הראשונים ביום אחד, והשלישי ביום מייד לאחר. המשפט הראשון של מצב חסימה נועד לבחון את יכולת פתרון בעיות מקומית, המשפט השני בוחן רכישת משימה וחיזוק, והמשפט השלישי משמש כassay עבור החזקת פתרון וזכירה.

איור 2: לחסוםתנאי יון בתוך משימת Box פאזל. דיאגרמות סכמטי של זירת Box פאזל ותנאי חסימת שימוש בתוך מחקר זה. () מצב 0 (C0), ללא נוכחות חסימה בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ואזורי מטרה-תיבה. (ב) תנאי 1 (C1 ), עם "u בצורה" הווה ערוץ בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ואזורי מטרה-תיבה. (C) מצב 2 (C2), שבו הערוץ מלא בחומר מצעים נקי. (ד) מצב 3 (C3 ), עם "התוספת רקמה" קיים בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ואזורי מטרה-תיבה. (E) מצב 4 (C4) עם "התוספת קצף" קיים בתוך הפתח שבין השטח הפתוח ומטרה-box אזורים. ממדים של הזירה הם כמו לכל רשומים בשיטות ואיור 1.
4. פרשנות של נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התוצאות שתוארו כאן הן מדגם מייצג, עם נתונים שנלקחו מכמה קבוצות מורכבות מהמלטות שונות. כל הבדיקות התנהגותיות נערכו בין 0700 ו 1100 שעות, עם סדר בדיקה אקראי של בעלי חיים בתוך קבוצה. בעלי חיים גדלו בסביבה מועשרת (n = 14, 7 נשים ו -7 גברים) לקחו פחות זמן לפתור את משימות החסימה בתוך תיבת פאזל מאלה שהועלו בסביבה סטנדרטית (n = 15, 7 נשים ו -8 גברים) (ראו איור 3) (חוזרת ונשנית אמצעי ANOVA עם סביבה כבין-נושאי גורם, F = 19.525, p <0.001). השפעה זו של EE בביצועים נצפתה בת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הנתונים שהוצגו מראים כי תיבת פאזל ניתן להשתמש ביעילות על מנת להעריך את ההשפעה של EE. עכברים שגודלו בסביבה מועשרת לקחו באופן עקבי באופן משמעותי פחות זמן כדי לפתור חידות חסימה בתוך assay התנהגות זו מאשר בעלי חיים שגדלו בתוך תנאי מעבדה סטנדרטיים. יתר על כן, הבדל זה היה בולט ביותר במשפט הראשון לשלושה מתוך ארבעת התנאים שנבדקו, המצביע יש EE השפעה גדולה יותר על היכולת לפתור הבעיות המקומית של בעלי חיים, ביחס ליכולתם לחזק או לשמור על פתרונות לבעיות שהוצגו על ידי המשימה .
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.
לכותבים אין אישורים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אקרילי שחור | 280 x 250 מ"מ עם "דלת" 40 x 40 מ"מ חתוכה לצד אחד | ||
| לוח | 280 x 250 מ"מ | ||
| לוח | 280 x 250 מ"מ | ||
| לוח | 750 x 250 מ"מ | ||
| לוח | 750 x 250 מ"מ | ||
| לוח | 150 x 280 מ"מ | ||
| אקרילי לבן | |||
| מתחת למעבר | 3 חלקים של פרספקס 40 x 120 מ"מ או אקריליק | ||
| הערה: אם לא ניתן לגשת ללוח אקרילי, פרספקס או חומר לא נקבובי דומה יספיקו. | |||
| מצלמת רשת | Logitech | C210 | תקן לגג עם סרט חשמלי. לחלופין, השתמש בחצובה. |
| VirtualDub v1.10.4 | VirtualDub | N/A | תוכנה להקלטת סרטוני התנהגות. קלט ממצלמת אינטרנט. |
| TopScan נגד 3.0 | CleverSys Inc. | N/A | תוכנה למעקב אוטומטי אחר תצוגה עליונה וניתוח התנהגות עכברים. סרטונים שצולמו מנותחים לאחר מכן. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה