Name: שימוש במבוך מים שמונה רדיאליים להעריך עבודה וזכרון עזר בעקבות ילודים פגיעה מוחית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-04T19:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: למדו להעריך זיכרון עזר ועבודה בבעלי חיים באמצעות מבוך מים שמונה רדיאליים. שיטה זו מאפשרת הערכה מדויקת של תפקוד קוגניטיבי במודלים של פגיעה מוחית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מבקשים להודות לוויליאם מרטין ולמחלקת האמנות של מכללת רוד איילנד על הסיוע בייצור מבוך. ברצוננו גם להודות לסטודנטים של מכללת רוד איילנד קתרינה פיירהרם, מולי לה רו וניק לפונד על עבודתם במבוך המים בעל שמונה הזרועות. עבודה זו נתמכה על ידי מענק מרשת הרעיונות של רוד איילנד למצוינות במחקר ביו-רפואי (RIINBRE) והמרכז הלאומי למשאבי מחקר של ה-NIH (מענק # P20 RR16457-12). תמיכה ניתנה גם על ידי המכון הלאומי לבריאות הילד והתפתחות האדם ע"ש יוניס קנדי שרייבר של המכונים הלאומיים לבריאות תחת פרס מספר R15HD077544.

כל ההליכים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של מכללת רוד איילנד ועומדים במדריך המכונים הלאומיים לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה.
1. תצורת מבוך
<ol>
	<li>הציבו רמזים ברורים, סטטיים ובולטים מחוץ למבוך (צורות מצוירות, רהיטים או מאפיינים נייחים אחרים של החדר) סביב המבוך. 
	הערה: כל רמז מחוץ למבוך חייב להישאר באותו מיקום למשך הניסוי.</li>
	<li>הנח את הרכזת והזרועות של מבוך הזרוע הרדיאלי באמבט פלסטיק (ראה טבלת ציוד למשלample). 
	הערה: המבוך המשמש בפרוטוקול זה מורכב משמונה זרועות נירוסטה נשלפות המחוברות לשמונה תומכים מרכזיים המוצמדים לבסיס נירוסטה עגול שנצבע בשחור (ראה איור 1 לתרשים ומידות מתאימות). אמבט הפלסטיק המודגם באיור 1 הוא בעל קוטר פנימי של 122 ס"מ וגובה של 60 ס"מ.</li>
	<li>מלאו את האמבטיה במים שחוממו לטמפרטורת החדר (22-26 מעלות צלזיוס)7.</li>
	<li>הניחו פלטפורמות 1 ס"מ מתחת לפני המים בקצות ארבע מתוך שמונה הזרועות. 
	הערה 1: עבור כל נושא מיקומי הפלטפורמה קבועים למשך הבדיקה. ללא קשר לתצורה, יש להקפיד להימנע ממיקום הפלטפורמות ביותר משתי זרועות סמוכות (לא יותר משתי פלטפורמות צריכות להיות ממוקמות בזרועות סמוכות). אל תניח פלטפורמה בזרוע ההתחלה. 
	הערה 2: יש לצבוע את הפלטפורמות הנסתרות באותו צבע כמו תוספת המבוך כדי להשתלב ברקע המבוך.</li>
</ol>
2. העברת נבדקים לבדיקה
<ol>
	<li>העברת נבדקים מהוויווריום לחדר הבדיקות תוך שמירה על סדר הבדיקה המיועד. 
	הערה: יש להכניס בעלי חיים לכלוב אטום כדי לסייע בהפחתת מתח הצפוי ולמנוע צפייה ברמזים בחדר הבדיקה.</li>
	<li>לאחר הכניסה לחדר הבדיקה, הנח את כל הכלובים האטומים מקבוצה 1 על ספסל היערכות או שולחן השומר על סדר הבדיקה. 
	הערה: במחקר גדול (למשל 30 נבדקים) ייתכן שעדיף לחלק את הנבדקים לקבוצות בדיקה (למשל 3 קבוצות של 10 נבדקים כל אחת). זה יהיה תלוי בגודל חדר הבדיקה שלך ובהיתכנות הובלת הנבדק.</li>
</ol>
3. פרוטוקול טאבלט דיגיטלי להקלטת ערכי זרוע מבוך
<ol>
	<li>פתח תוכנית כותב PDF בטאבלט הדיגיטלי.</li>
	<li>ייבא את כל תבניות הקלטת הנתונים שנשמרו מראש עבור נושאים בקבוצה 1. 
	הערה: יש לשמור מראש כל תבנית הקלטה ולתייג אותה עם מספרי נושא וניסיון ספציפיים (למשל נושא 1_trial 1, נושא 1_trial 2 וכו') עם סך של ארבע תבניות לכל נושא (ניסויים 1-4). התבנית צריכה לכלול ייצוג ריק של מיקומי המבוך והפלטפורמה, כמו גם מקום לרישום מספר הנושא, מספר הניסיון, יום הבדיקה, פלטפורמת המילוט שבה נעשה שימוש והשהיית הניסיון (ראה איור 2).</li>
	<li>פתח את התבנית לניסיון הראשון של הנושא הראשון שלך. 
	הערה: ניתן להשתמש במערכת זו גם עם תבניות נייר לחוקרים ללא גישה לטאבלטים או לתוכניות רישום הערות מבוססות טאבלט.</li>
</ol>
4. בדיקת מבוך מים בזרוע רדיאלית
<ol>
	<li>אם בעלי חיים נמצאים בזוגות, הפרד את הנבדקים לפני מפגש הבדיקה. העבירו את הנבדק הראשון לכלוב חימום אטום נפרד. 
	הערה: יש לחמם את הכלוב ל-37 מעלות צלזיוס באמצעות כרית חימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף בין ניסויי הבדיקה.</li>
	<li>לפני הניסוי הראשון של כל נבדק, ודא שמספר זיהוי הנבדק תואם למספר הנבדק בגיליון הקלטת הנתונים וודא שהפלטפורמות ממוקמות נכון במבוך המים בעל שמונה הזרועות.</li>
	<li>הנח את הנבדק בזרוע ההתחלה הפונה לקיר המבוך והפעל את הטיימר. 
	הערה: פרוטוקול זה תוכנן עבור שני נסיינים, אחד לתעד את הנתונים ואחד לטפל בנבדקים. במהלך שיתוף הפעולה הזה, התקשורת בין הנסיינים היא בעלת חשיבות עליונה. אישור זמני התחלה, מספרי נבדקים ומיקום נכון של הפלטפורמה לפני כל ניסיון הוא חיוני.</li>
	<li>הישאר נייח במהלך כל ניסוי במיקום ייעודי בחדר כדי לשמור על עקביות הרמז במהלך כל ניסוי. 
	הערה: יש לנקוט בזהירות כדי להימנע מרמזים בולטים שנשלחו (למשל בשמים) במהלך הניסויים והנסיינים צריכים ללבוש את אותם בגדים (מעילי מעבדה) בכל יום כדי לשמור על עקביות הרמז.</li>
	<li>הקלט כל כניסה לזרוע על ידי הנחת סימן על הזרוע המתאימה בתבנית ההקלטה בטאבלט הדיגיטלי. 
	הערה: הזנה מתרחשת כאשר כתפי הנושא שוברות את מישור הפתיחה של הזרוע.</li>
	<li>אפשר לנושא 120 שניות לכל היותר לאתר אחת מארבע הפלטפורמות. ברגע שהחיה מגיעה לפלטפורמה, עצור את הטיימר, הניסוי הושלם. 
	הערה: כדי לשמור על עקביות, נאמר שנבדק הגיע למטרה כאשר כפות הרגליים הקדמיות שלו נמצאות על הרציף.</li>
	<li>אם הנבדק אינו מצליח לאתר את הפלטפורמה תוך 120 שניות, הנח אותו בזהירות לפלטפורמה הקרובה ביותר ואפשר לו להישאר על הפלטפורמה למשך 10 שניות לפני ההסרה כדי לוודא שהחיה מודעת למיקום המטרה.</li>
	<li>ביום הראשון בלבד, אפשרו לנבדק לשבת על הרציף במשך 10 שניות לאחר כל אחד מארבעת הניסויים, כך שהנבדק יוכל להתייחס לרמזים המרחביים.</li>
	<li>לאחר סיום הניסיון, הסר את הנבדק מהפלטפורמה על ידי הרמתו בעדינות בגוף.</li>
	<li>הפעל את שעון העצר עבור מרווח הזמן הבין-משפטי של 90 שניות.</li>
	<li>הנח את הנבדק בחזרה לכלוב האישי מעל כרית ויסות החום.</li>
	<li>רשום את הפלטפורמה הספציפית המשמשת לבריחה על ידי הקפת המיקום המתאים בתבנית הקלטת הנתונים.</li>
	<li>במהלך מרווח זמן זה הסר את פלטפורמת המילוט ששימשה את הנבדק בניסוי הקודם.</li>
	<li>פתחו את התבנית למשפט הבא וסמנו את כל הפלטפורמות ששימשו לבריחה על ידי הנבדק, וכך הוסרו במהלך הניסויים הקודמים, עם X. 
	הערה: סימון כל הפלטפורמות החסרות לפני ניסוי עוקב הוא קריטי להגדרת סוגי שגיאות (למשל זיכרון ייחוס ו/או זיכרון עבודה נכון).</li>
	<li>לפני שתתחיל בגירסת ניסיון עוקבת, אשר את מספר הנבדק, את מספר גירסת הניסיון ואת מיקומי הפלטפורמה הנותרים.</li>
	<li>לאחר שחלף המרווח הבין-ניסיוני של 90 שניות, הנח את הנבדק בזרוע הזינוק הפונה לדופן המבוך והפעל את הטיימר לניסוי הבא.</li>
	<li>חזור על תהליך זה עבור ניסויים 2-4, הסר את פלטפורמת המילוט שהושגה לאחר כל ניסיון וסמן את התבנית כראוי במהלך ואחרי כל ניסיון (כלומר מקם ו-X מעל פלטפורמות שהוסרו, ציין זרועות שנכנסו והקיף את הפלטפורמה המשמשת לבריחה).</li>
	<li>לאחר השלמת כל ארבעת הניסויים לנבדק, החזירו את פלטפורמות המילוט לזרועות המתאימות של המבוך וחזרו על תהליך הבדיקה עבור הנבדק הבא (שלבי בדיקה 4.1-4.17).</li>
	<li>לאחר השלמת הבדיקה עבור קבוצה 1, ייצא את גיליונות הקלטת הנתונים לתיקייה עבור אותו יום בדיקה (למשל יום 1) ושמור אותם במערכת אחסון קבצים. 
	הערה: יש לייצא את גיליונות הקלטת הנתונים לפני תחילת קבוצת הבדיקה הבאה כדי למזער את הסיכוי לאובדן נתונים.</li>
	<li>חזור על הפעולה עבור כל קבוצה (שלבי בדיקה 2.1-4.19).</li>
</ol>
5. משתנים תלויים
<ol>
	<li>עבור כל ניסוי, ספרו את מספר הכניסות הראשונות והחוזרות לכל זרוע שהייתה לה בעבר פלטפורמה. זה יצוין על ידי X מעל הפלטפורמה בגיליון הקלטת הנתונים. אלו הן השגיאות הנכונות של זיכרון העבודה. 
	הערה: מאחר ששגיאות תיקון זיכרון עבודה תלויות בזכירת המיקום של פלטפורמה שכבר שימשה לבריחה והימנעות מזרוע זו, לא יכולה להיות שגיאת תיקון זיכרון עבודה בניסיון הראשון.</li>
	<li>עבור כל ניסוי ספרו את מספר הכניסות הראשונות לכל זרוע שמעולם לא הכילה פלטפורמה מגיליון הקלטת הנתונים. אלו הן שגיאות זיכרון ייחוס.</li>
	<li>עבור כל ניסוי, ספרו את מספר הכניסות החוזרות לכל זרוע שמעולם לא הכילה פלטפורמה מגיליון הקלטת הנתונים. אלה שגיאות שגויות של זיכרון עבודה.</li>
	<li>רשום את ההשהיה כדי להגיע לפלטפורמה עבור כל ניסיון.</li>
</ol>

<ol><li>Bunge, S. A., Ochsner, K. N., Desmond, J. E., Clover, G. H., Gabrieli, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prefrontal+regions+involved+in+keeping+information+in+and+out+of+mind%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Prefrontal regions involved in keeping information in and out of mind.</a> Brain. 124 (Pt 10), 2074-2086 (2001).</li>
<li>Olton, D., Collison, C., Werz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+memory+and+radial-arm+maze+performance+of+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Learn+Motiv%22%5BJournal%5D)">Spatial memory and radial-arm maze performance of rats.</a> Learn Motiv. 8, 289-314 (1977).</li>
<li>Olton, D., Becker, J., Handelmann, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampus%2C+space%2C+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Sci%22%5BJournal%5D)">Hippocampus, space, and memory.</a> Behav. Brain Sci. 2, 313-365 (1979).</li>
<li>Morris, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+of+a+water-maze+procedure+for+studying+spatial+learning+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat.</a> J. Neurosci. Methods. 11 (1), 47-60 (1984).</li>
<li>Hyde, L. A., Hoplight, B. J., Denenberg, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water+version+of+the+radial-arm+maze%3A+learning+in+three+inbred+strains+of+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Water version of the radial-arm maze: learning in three inbred strains of mice.</a> Brain Res. 785 (2), 236-244 (1998).</li>
<li>Hyde, L. A., Sherman, G. F., Hoplight, B. J., Denenberg, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Working+memory+deficits+in+BXSB+mice+with+neocortical+ectopias%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Working memory deficits in BXSB mice with neocortical ectopias.</a> Physiol. Behav. 70 (1-2), 1-5 (2000).</li>
<li>Hyde, H. A., Hoplight, L. A., Denenberg, B. J., H, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+two+species%2C+females+exhibit+superior+working+memory+and+inferior+reference+memory+on+the+water+radial-arm+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">In two species, females exhibit superior working memory and inferior reference memory on the water radial-arm maze.</a> Physiol. Behav. 70 (3-4), 311-317 (2000).</li>
<li>Fitch, R. H., Breslawski, H., Rosen, G. D., Chrobak, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+spatial+working+memory+deficits+in+rats+with+bilateral+cortical+microgyria%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Funct%22%5BJournal%5D)">Persistent spatial working memory deficits in rats with bilateral cortical microgyria.</a> Behav. Brain Funct. 4, 45(2008).</li>
<li>Szalkowski, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+spatial+working+memory+deficits+in+rats+following+in+utero+RNAi+of+Dyx1c1%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Persistent spatial working memory deficits in rats following in utero RNAi of Dyx1c1.</a> Genes Brain Behav. 10 (2), 244-252 (2011).</li>
<li>Conklin, H. M., Salorio, C. F., Slomine, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Working+memory+performance+following+pediatric+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Inj%22%5BJournal%5D)">Working memory performance following pediatric traumatic brain injury.</a> Brain Inj. 22 (11), 847-857 (2008).</li>
<li>Luu, T. M., Ment, L., Allan, W., Schneider, K., Vohr, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Executive+and+memory+function+in+adolescents+born+very+preterm%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatrics%22%5BJournal%5D)">Executive and memory function in adolescents born very preterm.</a> Pediatrics. 127, 639-648 (2011).</li>
<li>McClure, M. M., Threlkeld, S. W., Fitch, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+processing+and+learning%2Fmemory+following+erythropoietin+administration+in+neonatally+hypoxic-ischemic+injured+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Auditory processing and learning/memory following erythropoietin administration in neonatally hypoxic-ischemic injured rats.</a> Brain Res. 1132 (1), 203-209 (2006).</li>
<li>McClure, M. M., Thrlekeld, S. W., Fitch, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+erythropoietin+on+auditory+processing+following+neonatal+hypoxic-ischemic+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The effects of erythropoietin on auditory processing following neonatal hypoxic-ischemic injury.</a> Brain Res. 1132 (1), 203-209 (2007).</li>
<li>LaPrairie, J. L., Murphy, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+impact+of+neonatal+injury+in+male+and+female+rats%3A+Sex+differences%2C+mechanisms+and+clinical+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Neuroendocrinol%22%5BJournal%5D)">Long-term impact of neonatal injury in male and female rats: Sex differences, mechanisms and clinical implications.</a> Front. Neuroendocrinol. 31 (2), 193-202 (2010).</li>
<li>Volpe, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perinatal+brain+injury%3A+from+pathogenesis+to+neuroprotection%5BTitle%5D)+AND+%22Ment.+Retard.+Dev.+Disabil.+Res.+Rev%22%5BJournal%5D)">Perinatal brain injury: from pathogenesis to neuroprotection.</a> Ment. Retard. Dev. Disabil. Res. Rev. 7, 56-64 (2001).</li>
<li>Vannucci, R. C., Vannucci, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+of+perinatal+hypoxic-ischemic+brain+damage%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.+Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">A model of perinatal hypoxic-ischemic brain damage.</a> Ann. N. Y. Acad. Sci. 835, 234-249 (1997).</li>
<li>McClure, M. M., Peiffer, A. M., Rosen, G. D., Fitch, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+processing+deficits+in+rats+with+neonatal+hypoxic-ischemic+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Dev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Auditory processing deficits in rats with neonatal hypoxic-ischemic injury.</a> Int. J. Dev. Neurosci. 23 (4), 351-362 (2005).</li>
<li>Jarrard, L., Okaichi, H., Steward, O., Goldschmidt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+role+of+hippocampal+connections+in+the+performance+of+place+and+cue+tasks%3A+comparisons+with+damage+to+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">On the role of hippocampal connections in the performance of place and cue tasks: comparisons with damage to the hippocampus.</a> Behav. Neurosci. 98, 946-954 (1984).</li>
<li>Bimonte-Nelson, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Testosterone%2C+but+not+nonaromatizable+dihydrotestosterone%2C+improves+working+memory+and+alters+nerve+growth+factor+levels+in+aged+male+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Neurology%22%5BJournal%5D)">Testosterone, but not nonaromatizable dihydrotestosterone, improves working memory and alters nerve growth factor levels in aged male rats.</a> Exp. Neurology. 181, 301-312 (2003).</li>
<li>Acosta, J. I., Hiroi, R., Camp, B. W., Talboom, J. S., Bimonte-Nelson, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+update+on+the+cognitive+impact+of+clinically-used+hormone+therapies+in+the+female+rat%3A+Models%2C+mazes+and+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">An update on the cognitive impact of clinically-used hormone therapies in the female rat: Models, mazes and mechanisms.</a> Brain Res. 13 (1514), 18-39 (2013).</li>
<li>O'Keefe, J., Nadel, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aO%27Keefe%2C+J+%22The+hippocampus+as+a+cognitive+map%22">The hippocampus as a cognitive map</a>. , Clarendon Press. Oxford, England. (1978).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Pasztor, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rats+alternate+on+a+dry-land+but+not+swimming-pool+%28Morris+task%29+place+task%3A+implications+for+spatial+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Rats alternate on a dry-land but not swimming-pool (Morris task) place task: implications for spatial processing.</a> Behav. Neurosci. 114 (2), 442-446 (2000).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרס כלכלי מתחרה.

פרדיגמת מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות שימשה בהצלחה במעבדה שלנו ועל ידי אחרים כדי להעריך ביצועי זיכרון עבודה והתייחסות בחולדות עם ובלי פגיעה מוחית בילודים5-7,18-20. בפרדיגמה הנוכחית, הסרת פלטפורמת מילוט לאחר כל ניסוי מגדילה את הדרישה לזיכרון עבודה (לנבדקים יש פחות אפשרויות מילוט) בניסויים הבאים. לכן, בניסוי הרביעי, נותרה רק פלטפורמה אחת והביקוש לזיכרון עבודה הוא הגבוה ביותר, מה שמגדיל את ההסתברות שבעל חיים ייכנס שוב לזרוע שבה ביקר בעבר (שגיאת זיכרון עבודה). מכיוון שזרועות המילוט נשארות קבועות במשך כל ימי ...

זיכרון עבודה (WM) מתאים לתחום קוגניטיבי קריטי הנדרש לייצוג אובייקטים או מקומות במהלך התנהגות מכוונת מטרה1. לחלופין, נדרש זיכרון ייחוס (RM) עבור ייצוגים יציבים זמנית של אותם אובייקטים או מקומות. זיכרון עבודה וייחוס הוערכו זה מכבר במכרסמים באמצעות פרדיגמות מבוך זרוע רדיאליות יבשתיות2,3. עם זאת, משימות אלה דורשות לעתים קרובות אימון מקדים, מכיוון שלחולדות אין נטייה לריצת מבוך ספונטנית. זה יכול להגדיל משמעותית את הזמן הדרוש להשלמת ניסוי ויכול להפריע לעיצובים אורכיים רגישים לזמן. מגבלות אחרות של מבוך שמונה הזרועות היבשתי כוללות דרישות למניעת מזון וקושי לשלוט בשינויים ברמזי הריח שנותרו במבוך לאחר כל ניסוי. רבות מהמגבלות הללו התגברו על ידי שימוש בפרדיגמת מבוך המים של מוריס4, אולם מבחינה היסטורית עיצובים אלה הוגבלו לבדיקת זיכרון ייחוס ולמידה מרחבית (חריגים5-9). מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות הוא גרסה שונה של מבוך היבשה הרדיאלי בעל שמונה הזרועות, ששימש להערכת זיכרון הייחוס והעבודה בחולדות ועכברים5-7. בניגוד למבוכים יבשתיים מסורתיים, מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות אינו דורש חסך במזון, ממזער רמזי ריח מבלבלים פוטנציאליים ומשתמש במוטיבציה של הנבדקים לברוח כאמצעי יעיל להעריך עבודה ולהתייחס ללמידה וזיכרון בו זמנית ללא צורך באימון מקדים5-7.
יישום אחד לפרדיגמה זו הוא בדיקת ליקויים בזיכרון עבודה בעקבות פגיעה מוחית בילודים. מחקרים בבני אדם הראו כי פגים בסיכון לפגיעה מוחית מציגים ליקויים בזיכרון העבודה בשלב מאוחר יותר בחיים10,11. ניתן לעצב פגיעה מוחית בילודים במכרסמים על ידי גרימת היפוקסיה/איסכמיה (HI) בשלב מוקדם בהתפתחות שלאחר הלידה12-15. חשוב מכך, ליקויים בלמידה מרחבית וזיכרון עבודה המצויים בתינוקות בסיכון מקבילים במכרסמים המשתמשים במבוך המים של הזרוע הרדיאלית, מה שהופך אותו למודל חזק לחקר ליקויים כאלה8,9. מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות מאפשר גם כימות סימולטני של ייחוס וזיכרון עבודה, מה שהופך אותו לאידיאלי להשוואה בין נבדקים פגועי מוח ולא פגועים במודלים רגישים לזמן (כלומר במהלך אלמנות התפתחותיות בדידות) או לעיצובים אורכיים מאוזנים.
בפרוטוקול זה, אנו מתארים הליכי בדיקה באמצעות מבוך מים רדיאלי בעל שמונה זרועות (ראו איור 1) ונתונים לדוגמה עבור חולדות עם ובלי פגיעה היפוקסית-איסכמית בילודים. היפוקסיה-איסכמיה (HI) הושרה ביום 7 לאחר הלידה לאחר צריבה של עורק הצוואר המשותף הימני ו-120 דקות של חשיפה לחמצן של 8%. הליך כירורגי זה שימש באופן נרחב למודל פתולוגיה של פגות ופגיעה מוחית בילודים (לפרטים ראה12,13,16,17). אנו מראים כי פרדיגמת מבוך המים של הזרוע הרדיאלית חושפת ליקויים בזיכרון הייחוס וביכולות זיכרון העבודה בעקבות פגיעת HI בילודים. בפרוטוקול הנוכחי, זיכרון הייחוס מוערך באמצעות ארבע זרועות ספציפיות של מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות, שנשארות קבועות לרמזי מבוך נוספים לאורך כל הבדיקה. זרועות אלה לעולם אינן מכילות פלטפורמת מילוט, ולכן כניסות הנושא לזרועות אלה משקפות ביצועי זיכרון התייחסות גרועים וליקויים בלמידה ארוכת טווח. ארבע הזרועות הנותרות מכילות כולן פלטפורמות מילוט בתחילת היום, אולם כל פלטפורמה מוסרת ברגע שהחיה נכנסת בהצלחה לזרוע ובורחת מהמים5-7. זה דורש מהחיה לזכור לאילו זרועות היא נכנסה בארבעת הניסויים העוקבים, מה שמגדיל את הדרישה לזיכרון העבודה ככל שכל פלטפורמה נוספת מוסרת. זיכרון עבודה מוערך על ידי בחינת כניסות חוזרות לזרועות ששימשו בעבר לבריחה באותו יום מבחן או כניסות חוזרות לזרועות זיכרון ייחוס. בנוסף, עיצוב זה משתמש ברמזים מחוץ למבוך כדי לאתר את פלטפורמות המילוט המשקפות למידה מרחבית תלויה בהיפוקמפוס. שיטה זו להערכת שגיאות עבודה וזיכרון ייחוס שימשה במקור על ידי ג'רארד ועמיתיו.18 ומאז נעשה בו שימוש נרחב להערכת מודלים של מכרסמים של הפרעות נוירולוגיות הקשורות להזדקנות, לקויות למידה ובעקבות מניפולציות הורמונליות5,6,7,19,20.
המטרה העיקרית של פרדיגמה זו היא להעריך ייחוס וזיכרון עבודה, לפיכך, אין להגביל את תכנון מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות לבדיקת ליקויים עקב פגיעה מוחית התפתחותית. במקום זאת, מחקרים קודמים שהשתמשו בפרדיגמה זו מראים שניתן להעריך מגוון מודלים של מכרסמים כדי להעריך פתולוגיה של למידה וזיכרון בהקשרים ניסיוניים רבים5,6,7,18,19,20.

<table><tbody><tr><td>גוטוטנקים</td> <td>לאמבטיה מפלסטיק</td> http://www.gototanks.com <td>ARM-19455</td><td>הגודל יכול להשתנות בהתאם למינים שנבדקו או לצרכי המעבדה האישיים.</td></tr><tr><td>אייפד או טאבלט דיגיטלי אחר</td><td>אפל בע"מ</td><td>N</td><td>http://www.apple.com</td></tr><tr><td>Notability או יישום אחר לרישום הערות</td><td>Gingerlabs</td><td>N/A</td><td> http://www.gingerlabs.com כותב PDF דיגיטלי או תוכנית רישום הערות </td></tr><tr><td>טיימר דיגיטלי</td><td>כל</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>כרית חימום איזותרמית דלתפאזה</td><td>Braintree Scientific</td><td>ASS7D</td><td>http://www.braintreesci.com/</td></tr> <tr><td>אל חלד מבוך פלדה</td><td>מיוצר בבית</td><td>N/A</td><td></td></tr></tbody></table>

שימוש במבוך מים שמונה רדיאליים להעריך עבודה וזכרון עזר בעקבות ילודים פגיעה מוחית

Use of an Eight-arm Radial Water Maze to Assess Working and Reference Memory Following Neonatal Brain Injury

זיכרון עבודה וייחוס מוערכים בדרך כלל באמצעות מבוך הזרוע הרדיאלי היבשתי. עם זאת, פרדיגמה זו דורשת אימון מקדים, חסך במזון, ועלולה להכניס בלבולי רמזי ריח. מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות נועד להעריך את ביצועי הייחוס וזיכרון העבודה בו זמנית על ידי דרישה מהנבדקים להשתמש ברמזים מחוץ למבוך כדי לאתר פלטפורמות מילוט ולתקן את המגבלות שנצפו בעיצובי מבוך זרועות רדיאליות יבשתיות. באופן ספציפי, הנבדקים נדרשים להימנע מהזרועות ששימשו בעבר לבריחה במהלך כל יום מבחן (זיכרון עבודה) וכן להימנע מהזרועות הקבועות, שלעולם אינן מכילות פלטפורמות מילוט (זיכרון ייחוס). כניסות חוזרות לזרועות שכבר שימשו לבריחה במהלך מבחן (ולכן פלטפורמת המילוט הוסרה) וכניסות חוזרות לזרועות זיכרון ייחוס מעידות על ליקויים בזיכרון העבודה. לחלופין, ערכים ראשונים לזרועות זיכרון הייחוס מצביעים על ליקויים בזיכרון הייחוס. השתמשנו במבוך זה כדי להשוות ביצועים של חולדות עם פגיעה מוחית בילודים ובקרות מזויפות לאחר השראת היפוקסיה-איסכמיה, והראינו ליקויים משמעותיים הן בזיכרון העבודה והן בזיכרון הייחוס לאחר אחד עשר ימי בדיקה. ניתן לשנות פרוטוקול זה בקלות כדי לבחון מודלים רבים אחרים של לקות למידה.

נתוני דגימה מהמעבדה שלנו מראים משמעותית יותר שגיאות של זיכרון עבודה בבעלי חיים עם HI בהשוואה לקבוצת הביקורת (sham) עד היום ה-11 של הבדיקה (t = 2.124, p&lt;0.05, (ראו איור 3A)). בעלי חיים עם HI הראו גם משמעותית יותר שגיאות בזיכרון ייחוס בהשוואה לנבדקי הביקורת עד היום ה-11 של הבדיקה (t = 2.303, p&lt;0.05, (ראו איור 3B)). שגיאות זיכרון עבודה ושגיאות ייחוס כוללות את המספר הכולל של השגיאות המצטברות לאורך ארבעת הניסיונות עבור כל נבדק ביום ה-11. תוצאות אלו תומכות בתוקף של משימה זו להערכת זיכרון...

מבוך המים הרדיאלי בעל שמונה הזרועות נועד להעריך את ביצועי הייחוס וזיכרון העבודה בו זמנית על ידי דרישה מהנבדקים להשתמש ברמזים מחוץ למבוך כדי לאתר פלטפורמות מילוט ולתקן את המגבלות שנצפו בעיצובי מבוך זרועות רדיאלי יבשתי.

Working and reference memory are commonly assessed using the land based radial arm maze.&#160;However, this paradigm requires pretraining, food ...

המטרה הכללית של הליך זה היא לכמת בו-זמנית את זיכרון העבודה ואת זיכרון הייחוס, ללא המגבלות האופייניות למבוכים קרקעיים. לתחילתה, בעל חיים ממוקם בזרוע ההתחלה של מבוך המים ומאפשר לו לאתר פלטפורמה נסתרת. כניסות לכל זרוע נרשמות, יחד עם מיקומה של הפלטפורמה ששימשה למילוט.בשלב הבא, פלטפורמת המילוט שבה השתמש בעל החיים מוסרת וההליך חוזר על עצמו בשלושה ניסיונות נוספים. בשלב הסופי, הכניסות מקודדות כזיכרון עבודה, תיקון טעויות, טעויות בזיכרון ייחוס, או טעויות שאינן נכונות בזיכרון עבודה.בסופו של דבר, ניתן להשתמש במבוך מים רדיאלי בעל שמונה זרועות כדי להעריך זיכרון עבודה וזיכרון ייחוס במודלים שונים של בעלי חיים. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון מבוך המים של מוריס, הוא שהיא מאפשרת לחוקר להעריך בו-זמנית הן את זיכרון העבודה והן את זיכרון הייחוס. המבוך הרדיאלי מורכב משמונה זרועות מפלדת אל חלד המחוברות לבסיס מעגלי.מניחים זאת באמבטיה מלאה במים בטמפרטורת החדר. פלטפורמות נסתרות ממוקמות סנטימטר אחד מתחת לפני המים. בארבעה מהזרועות דרושים שני נסיינים.אחד יתעד את הנתונים ואחד יטפל בנבדקים. במהלך שיתוף פעולה זה, תקשורת בין הנסיינים היא בעלת חשיבות עליונה. אישור של זמני ההתחלה, מספרי הנבדקים והצבה נכונה על הפלטפורמה לפני כל ניסוי הם חיוניים.טאבלט דיגיטלי משמש לרישום כניסות למזריז תירס. פתחו תוכנה לכתיבת PDF וייבאו את כל תבניות רישום הנתונים שנשמרו מראש עבור הנבדקים בקבוצה הראשונה. התבנית צריכה לכלול ייצוג ריק של המזריז ומיקומי הפלטפורמות, וכן מקום לרישום מספר הנבדק, מספר הניסוי, יום הבדיקה, הפלטפורמה ששימשה למילוט וזמן השהייה בניסוי.ראשית, העבירו את נבדק המחקר הראשון לכלוב מחומם נפרד. לאחר מכן, ודאו שהפלטפורמות ממוקמות נכון במבוך המים בעל שמונה זרועות. לאחר בדיקת מספר הזיהוי של הנבדק, הניחו את הנבדק בזרוע ההתחלה כאשר הוא פונה לקיר של המבוך, והפעילו את הטיימר.חשוב להישאר ללא תנועה בעמדה ייעודית במהלך כל ניסוי על מנת לשמור על עקביות של Q לאורך כל התהליך. רשמו את נתוני הבדיקה על ידי סימון של הזרוע המתאימה. בתבנית הרישום, סימון זה נספר ככניסה אחת.כאשר כתפיו של הנבדק חוצות את מישור הפתיחה של הזרוע, אפשרו מקסימום של 120 שניות לנבדק לאתר את אחת מארבע הפלטפורמות. ברגע שהבעל חיים מגיע לפלטפורמה, עצרו את הטיימר כדי להשלים את הניסוי. רשמו את זמן ההמתנה (latency) עד להגעה לפלטפורמה.כדי לשמור על עקביות בכל ניסוי, נחשב כי הנבדק הגיע למטרה כאשר כפותיו הקדמיות מונחות על הפלטפורמה. ביום הבדיקה הראשון, יש לאפשר לנבדק לשבת על הפלטפורמה במשך 10 שניות בכל ארבעת הניסויים, כדי שיוכל להסתמך על הרמזים המרחביים.אם הנבדק אינו מסוגל לאתר את הפלטפורמה בתוך 120 שניות, הנחה אותו בזהירות לפלטפורמה הקרובה ביותר ואפשר לו להישאר עליה למשך 10 שניות. עם השלמת הניסוי, הסר את הנבדק מהפלטפורמה על ידי הרמה עדינה של גופו. הפעל את הטיימר למרווח הבין-ניסיוני ה-92.כדי למנוע היפותרמיה, ייבשו את הנבדק בעזרת מגבת. החזירו את הנבדק לכלוב האישי מעל רפידת הוויסות התרמי. רשמו את הפלטפורמה הספציפית ששימשה לבריחה על ידי הקפת המיקום המתאים בטופס רישום הנתונים.במהלך המרווח שבין הניסויים, הסירו את פלטפורמת המילוט שבה השתמש הנבדק בניסוי הקודם. פתחו את התבנית עבור הניסוי הבא, וסמנו ב-x את כל הפלטפורמות ששימשו למילוט על ידי הנבדק ולכן הוסרו במהלך ניסויים קודמים. לאחר מכן, ודאו את מיקום הפלטפורמות עבור הניסוי הבא.כאשר הנבדק מוכן, מקמו אותו בזרוע ההתחלה כשהוא פונה אל קיר המבוך והפעילו את הטיימר. חזרו על תהליך זה למשך ארבעה ניסיונות בסך הכל. הסירו את פלטפורמת המילוט שהושגה לאחר כל ניסיון וסמנו את התבנית באופן המתאים במהלך ולאחר כל ניסיון.עם סיום הפעולה, החזירו את פלטפורמות המילוט לזרועות המתאימות של המבוך וחזרו על תהליך הבדיקה עבור הנבדק הבא. לאחר השלמת הבדיקות עבור קבוצה אחת, ייצאו את דפי רישום הנתונים לתיקייה עבור אותו יום בדיקה ושמרו אותם לצורך ניתוח עתידי. עבור כל ניסוי, ספרו את מספר הכניסות הראשונות והחוזרות לכל זרוע שבה הייתה פלטפורמה בעבר.אלו הן השגיאות של זיכרון העבודה. שגיאות זיכרון ייחוס נספרות כמספר הכניסות הראשונות לכל זרוע שמעולם לא הכילה פלטפורמה. מספר הכניסות החוזרות לכל זרוע שמעולם לא הכילה פלטפורמה הן שגיאות של זיכרון עבודה. בשימוש במבוך מים רדיאלי בעל שמונה זרועות, נחשפה עלייה משמעותית במספר השגיאות בקרב מכרסמים עם פגיעה מוחית היפוקסית-איסכמית ניאונטלית.שגיאות זיכרון ייחסי (Reference memory errors) היו גבוהות יותר גם בבעלי חיים עם פגיעה מוחית בהשוואה לקבוצת הביקורת. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לציין שבעלי חיים שעברו מניפולציות ניסיוניות עשויים להזדקק לזמן רב יותר כדי להגיע למיומנות בביצוע המטלה. הדבר נכון במיוחד עבור שגיאות נכונות של זיכרון עבודה (working memory correct errors), היות שלחולדה יש נטייה טבעית לחזור לזרוע בעלת הפלטפורמה כאשר הבריחה מהמים מהווה גורם מניע.

use-an-eight-arm-radial-water-maze-to-assess-working-reference-memory

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

ליקוי קוגניטיבי הנובע מטיפול רדיותרפי בגידולי מוח מהווה מצב קליני שקשה לטיפול, המשפיע לרעה על איכות החיים. היכולת להעריך באופן ביקורתי התערבויות פוטנציאליות לשיפור פגיעות קוגניטיביות הנגרמות מקרינה תלויה בסופו של דבר ביכולת לבצע הערכות כמותיות קפדניות של התפקוד הקוגניטיבי.

כימות decrements קוגניטיבי נגרמת על ידי הקרנות גולגולתי

מאמר זה מציג את פרוטוקול של T-מבוך בדיקות באמצעות מנגנון אוטומטי שונה להערכת הלמידה והזיכרון פונקציות בעכברים.

T-מבוך לסירוגין בכפייה של שמאל וימין משימות אפליה להערכת עבודה וזיכרון העזר עכברים

בסרטון זה, אנו מתארים את מבחן מבוך המים מוריס עם מיקום פלטפורמה, משימת ניווט המשמשת לחקר זיכרון עבודה במכרסמים.

מבוך המים עם העתקת פלטפורמה: שיטה להערכת זיכרון עבודה

מטרת פרוטוקול זה היא לחקור קוגניציה מרחבית במכרסמים. מבוך המים הכפול H הוא מבחן חדשני, שימושי במיוחד להבהרת המרכיבים השונים של למידה, קונסולידציה וזיכרון, כמו גם את יחסי הגומלין בין מערכות זיכרון.

זוגי H-המבוך: מבחן חזק התנהגות למידה וזיכרון במכרסמים

כדי לחקור את השיתוף חולני מחלת אלצהיימר (AD) ומצבו שבץ במודל רומן, שלוש משימות התנהגות מתוארות כי לאמוד הוא שליטה מוטורית והתנהגויות קוגניטיבית. משימות אלה כוללות את משימת קרן-הליכה, משימת גליל מבוך מים של מוריס.

מנוע ולמידת מרחבית Dependent בהיפוקמפוס ופניית הערכת זיכרון במודל חולדה מהונדס של מחלת אלצהיימר עם שבץ

כאן אנו מציגים פרוטוקול לבדיקת עכבר ספציפית של קוגניציה שאינה דורשת שחייה. בדיקה זו יכולה לשמש כדי להבדיל בהצלחה מבוקרת קליפת המוח המושרה עכברים פגיעה מוחית טראומטית מ שולטת בושה.

הערכת זיכרון מרחבי פגיעה במודל עכבר של פגיעה מוחית טראומטית באמצעות מבוך רדיאלי מים רדיאלי

פרוטוקול זה מתאר את השימוש T-maze ששונה להערכת תפקודי למידה/בזיכרון דום-induced איסכמיה מוחית חנק.

ניצול של T-Maze ששונה כדי להעריך את תוצאות תפקודי זיכרון לאחר דום לב

פגיעה מוחית טראומטית (TBI) קשורה בדרך כלל עם פגיעה בזיכרון. כאן, אנו מציגים פרוטוקול להערכת זיכרון עבודה מרחבי לאחר TBI באמצעות משימה מטרית. מבחן מטרי הוא כלי שימושי לחקר ליקויים בזיכרון העבודה המרחבי לאחר TBI.

מבחן מטרי להערכת זיכרון עבודה מרחבי בחולדות בוגרות בעקבות פגיעה מוחית טראומטית

רוב ניסויי ההתנהגות של מכרסמים תוכננו במקור עבור חולדות. בשל ההבדלים ההתנהגותיים בין חולדות לעכברים, לעיתים נדרשים שינויים עבור עכברים. אנו מציגים שיטה לבדיקת זיכרון עבודה מרחבי בעכברים, תוך מזעור הלחץ במהלך מטלת זיכרון העבודה.

משימת זיכרון עבודה מרחבי מעוררת תיאבון לעכברים במבוך רדיאלי חצי אוטומטי בעל 8 זרועות, המפחיתה את אסוציאציות הזיכרון המפחיד במבוך

מים רדודים (חתירה) נוסחים שונים של בדיקות מבוך מים בעכברים

למדו להעריך זיכרון עזר ועבודה בבעלי חיים באמצעות מבוך מים שמונה רדיאליים. שיטה זו מאפשרת הערכה מדויקת של תפקוד קוגניטיבי במודלים של פגיעה מוחית.

שימוש במבוך מים שמונה רדיאליים להעריך עבודה וזכרון עזר בעקבות ילודים פגיעה מוחית

גלה סרטונים נוספים