29 בדצמבר 2014
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.
המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא להעריך את היעילות של העשרה סביבתית על התפקוד הקוגניטיבי בעכברים. זה מושג על ידי יצירת קופסת פאזל המכילה שני תאים. לאחר מכן מרגילים את העכברים לזירת הניסויים ומורשים לגלות את הכניסה לתיבת השער המוגנת.
לאחר מכן, העכברים מאותגרים עם מגוון מכשולים או חידות החוסמות את הכניסה למקלט. התוצאות מראות כי העשרה סביבתית משפרת באופן אמין את הביצועים בקופסת הפאזל. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות אחרות הוא הקלות והפשטות שלה הן בבניית הקופסה והן ביישום, והעובדה שהיא גמישה ביותר בתכנון משימות עם רמות שונות של עומס קוגניטיבי.
כך שניתן להשתמש בשיטה זו כדי לענות על מגוון שאלות בתחום מדעי המוח, במיוחד אלה הקשורות להערכת היעילות של התערבויות סביבתיות. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי השפעת ההעשרה הסביבתית על הקוגניציה, ניתן ליישם אותה גם על מערכות אחרות כגון מודלים של בעלי חיים מהונדסים גנטית של מחלות אנושיות ובדיקות פרה-קליניות של טיפולים חדשים. כדי להתחיל, הקצה באופן אקראי עכברים בהריון לתנאי דיור סטנדרטיים על ידי הכנסתם לכלוב עכברים רגיל או למצב מועשר על ידי הכנסתם לכלובים בגודל חולדה.
הכניסו לכלוב ההעשרה מגוון חפצים שנועדו להגביר את הגירוי החושי והמוטורי כל יומיים-שלושה. הזיזו את החפצים הללו בתוך הכלוב ורעננו את כל מה שנהרס עם הגמילה, הגורים, והפרידו אותם לתנאי דיור התואמים את הסביבה ממנה הם גדלו למצב המועשר. ודא שיש בין שלושה ל-10 עכברים בכלוב עם שניים וחמישה עכברים לקבוצה הסטנדרטית.
בדיקות התנהגותיות צריכות להתחיל ברגע שבעלי חיים אלה מגיעים לבגרות. בגיל 12 עד 14 שבועות, קופסת הפאזל בנויה משש חתיכות אקריליק לבן, חתיכת אקריליק שחור עם פתח מרובע חתוך בצד מונחת 150 מילימטרים מקצה אחד כדי לפצל את הקופסה לשני תאים. חתיכת אקריליק לבן מונחת מעל התא הקטן יותר ליצירת קופסת מטרה כהה.
ניתן לקבע את המכסה האקרילי לגוף הקופסה הראשית באמצעות צירים או להשאיר אותו חופשי להסרה מלאה במהלך בדיקות התנהגותיות. לאחר מכן, חבר שלוש חתיכות אקריליק כדי ליצור תעלה בצורת U שתשמש כחסימה במהלך הבדיקה שלאחר מכן. ראשית, נקו היטב את קופסת הפאזל עם 70% אלכוהול.
חזור על שלב זה בין בדיקת כל בעל חיים. לאחר מכן הניחו עכבר אדום נקי, איגלו בתוך תיבת המטרה והחזירו את המכסה כשהוא מוכן. הנח את העכבר בקצה הרחוק של קטע השדה הפתוח הפונה לכיוון תיבת המטרה.
הפעל מיד טיימר ורשום את הזמן שלוקח לבעל החיים להיכנס לתא השני. עצור את הטיימר. כאשר כל ארבע כפות החיה נכנסות לקטע תיבת המטרה, סיים את הניסוי.
אם בעל החיים לא נכנס לתיבת המטרה בתוך מגבלת זמן מוגדרת מראש. לאחר הניסוי, הוציאו את החיה והכניסו אותה לכלוב החזקה נפרד. שמרו על פער של 60 עד 182 בין הניסויים לכל בעל חיים.
בצע שלושה ניסיונות ביום במשך חמישה ימים רצופים. במהלך הבדיקה, הציגו ארבעה מצבי חסימה עם שלושה ניסויים של כל מצב. ראשית, הציגו את התעלה בצורת U שנבנתה קודם לכן, ותעדו את הזמן שלוקח לבעל החיים להיכנס לתיבת המטרה כדי ליצור מצב חסימה נוסף.
הנח מצעים בתוך התעלה וסביבה לפני בדיקת חסימות אחרות שניתן להציג. כלול הנחת תקע טישו או קצף בתוך הפתח. הניסוי השלישי של מצב חסימה נתון צריך תמיד להתבצע ביום שלאחר מכן לאחר השלמת הבדיקה, חשב את הזמן שנדרש להשלמת כל ניסוי, כולל ניסויים אפסים שבהם בעלי חיים לא השלימו את המשימה בזמן שצוין.
לבסוף, השתמש במדידות חוזרות ונשנות על NOVA כדי להעריך את ההשפעה של מצב הדיור על הביצועים בתוך קופסת הפאזל. נתונים אלה מייצגים את ביצועי מטלות קופסת הפאזל של בעלי חיים בוגרים שגודלו מלידה בסביבות מועשרות או סטנדרטיות. בעלי חיים שגודלו בסביבה מועשרת פתרו את משימות החסימה בתוך קופסת הפאזל מהר יותר באופן משמעותי מאלה שגודלו בסביבה סטנדרטית, עם הבדלי שיא שהתרחשו בין היום השני לרביעי של הניסוי.
כאשר מנסים הליך זה, חשוב לזכור לטפל בבעלי החיים שלך כראוי כדי למנוע התנהגויות בלתי צפויות הנגרמות על ידי לחץ. אז בעקבות הליך זה, ניתן להשתמש בשיטות אחרות כגון אימונוהיסטוכימיה, התערבויות כירורגיות ממוקדות או אלקטרופיזיולוגיה in vivo כדי לחשוף את המנגנונים העומדים בבסיס ההשפעות ההתנהגותיות הנצפות. אז לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להשיג הערכה ראשונית יעילה ואמינה של תפקוד קוגניטיבי במודל AMA.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מחקר זה מעריך את יעילותו של העשרה סביבתית על התפקוד הקוגניטיבי בעכברים באמצעות שיטת תיבת פאזל (Puzzle Box) פשוטה. התוצאות מצביעות על כך שהעשרה סביבתית משפרת באופן עקבי את הביצועים הקוגניטיביים.
בדיקות התנהגותיות כמותיות, כגון תיבת הפאזל (Puzzle Box), מאפשרות הערכה מהירה וניתנת לשחזור של התפקוד הקוגניטיבי במודלים פרה-קליניים, ובכך תומכות בתיקוף מטרות בשלבים מוקדמים ובצמצום סיכונים מכניסטיים במחקר של מחלות ניו روندגנרטיביות. הפשטות והגמישות של השיטה מקלות על ביצוע הערכה ניתנת להרחבה של התערבויות סביבתיות, ומספקות מידע לקבלת החלטות לגבי תיק פיתוח של אסטרטגיות לנוירו-הגנה. שילוב של בדיקות אלו מחזק את הביטחון החזוי בנתיבי פיתוח של מדעי העצבים תרגומיים.
בדיקת תיבת הפאזל (Puzzle Box assay) משתלבת ברצף שבין השלבים המוקדמים של הגילוי לשלב הפרה-קליני, ומאפשרת בדיקת היפותזות, תיקוף של מטרות (target validation) וסריקה מהירה של התערבויות סביבתיות או גנטיות במודלים של מכרסמים.