מקום ותגובה למידה בשטח הפתוח מגדל המבוך

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לאמן חולדות במטלה של מבוך מגדל השטח הפתוח. דבר זה מושג תחילה על ידי בניית מכשיר המבוך. השלב השני הוא התאמה, השכנה וטיפול בחולדות.

בשלב הבא, החולדות עוברות אקלימציה ואימון מקדמי במבוך. השלב הסופי הוא ביצוע הליכי אימון ובדיקה של תגובה או מקום. לבסוף, נרשם אחוז התגובות הנכונות בבחירה הראשונה עבור כל חולדה, כדי לקבוע את קצב ועוצמת הלמידה שלה במבוך.

היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני מבוכים קיימים הוא שמבוך מגדל השטח הפתוח הוא משימה חזרתית שאינה מעוררת סלידה. לפיכך, מתח מוסר כמשתנה מתווך פוטנציאלי. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום הנוירוביולוגיה ההתנהגותית, כגון ההשפעות של הורמונים על תהליכי למידה וזיכרון.

בהיעדר סטרס, למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי המנגנונים העצביים של למידה וזיכרון בחולדה בוגרת, היא יכולה לשמש גם למערכות מודל אחרות כגון עכברים ומכרסמים בגילאים שונים. לאחר בניית המבוך המעגלי, קשטו את פני השטח הפנימיים באמצעות ארבעה דפוסים שונים של שחור ולבן.

בשלב הבא, הקימו ארבעה מגדלי מזון והדביקו אותם לרצפת המבוך. בנוסף, הקימו שלושה מגדלי אימון מקדים והדביקו אותם במקומם לשימוש. במהלך שלב האימון המקדים, הדביקו כוסות מזון מפלסטיק שחור לחלקו העליון של כל מגדל מזון, וכסו כל כוס מזון במכסה עם הברגה הכולל שלושה חורי אוורור קטנים.

לבסוף, תלו נורה של 60 watt כדי להאיר בעמימות את חדר המבוך, והתקינו מצלמה דיגיטלית בתקרה כדי להקליט את המפגשים לצורך ניתוח מאוחר יותר לפני האימון. כל נסיין צריך לטפל בביצועי כל החולדות מדי יום במשך שבעה ימים בסך הכל. כדי להניע את החולדות לשלוף את התגמולים, העבירו אותן לתזונה מוגבלת המאפשרת שעה אחת של האכלה חופשית ליום.

שכנו נקבות של חולדות במגורים זוגיים לאורך כל משך הניסוי כדי לעודד רמות חרדה נמוכות יותר. כדי להתחיל את הליך האימון המקדים, הניחו פיתיון של תגמול מזון בכל כוס מזון שאינה מכוסה בשבעה מגדלים. כאשר הדבר מוכן, הניחו חולדה במיקום אקראי בתוך המבוך, ואפשרו לה לחקור עד שתמצא ותצרוך את כל שבעת תגמולי המזון.

אם החולדה אינה אוספת את כל תגמולי המזון תוך 10 דקות, הוציאו אותה מהמבוך וחזרו על נוהל זה למחרת. אם חולדה אינה אוספת וצורכת את כל שבעת תגמולי המזון במהלך שני הימים הראשונים, אפשרו לה מפגשים נוספים של 30 דקות עד לאסוף תגמולי המזון. ראשית, הקצו לכל חולדה שתי נקודות התחלה מתוך ארבע.

בצעו איזון (Counterbalance) עבור סוג מיקום ההתחלה של הלמידה, המגדל הנכון עבור לומדי מקום (place learners), והפנייה הנכונה עבור לומדי תגובה (response learners). בתחילת כל יום אימון, הפעילו מכשיר רעש ופתחו את תוכנת הקלטת הווידאו, הניחו פיתיון בכל ארבעת המגדלים וכסו שלושה מתוך ארבעת כסי הפחם, כך שגמול המזון במגדל הנכון יישאר חשוף. כאשר תהיו מוכנים, התחילו בהקלטת הווידאו והניחו את החולדה במבוך במיקום ההתחלה שהוקצה לה.

עברו מאחורי מסך כדי לצפות בהתנהגות החולדה במסך המחשב מיד לאחר שהיא מקבלת את התגמול. לחלופין, לאחר שלוש דקות, הוציאו את החולדה והפסיקו את הקלטת הווידאו. הלמידה דורשת פתרון של המבוך על ידי מציאת מיקום ספציפי.

באמצעות רמזים מרחביים, השתמש תמיד באותו מגדל מזון נכון והצב את החולדה באחת משתי נקודות התחלה. לדוגמה, פתה את מגדל D ושחרר את החולדה מנקודת התחלה שתיים או שלוש עבור חולדות הלמידה לתגובה. החלף את מגדל המזון הנכון בהתאם לנקודת ההתחלה; לומדי התגובה פותרים את המבוך על ידי למידה לבצע פנייה ספציפית ללא קשר למיקום ההתחלה שלהם במבוך.

לדוגמה, מגדל פיתיון D ושחרור של החולדה ממיקום התחלה שלושה או מגדל פיתיון B, ושחרור של אותה חולדה ממיקום התחלה שני; בצעו 48 ניסיונות אימון לאורך 12 ימים, ארבעה ניסיונות ליום. לאחר שכל החולדות הגיעו לרמת ביצועים אסימפטוטית, בצעו מבחן להחלפת מיקום ההתחלה כדי לבדוק את התמדת ההתנהגות הנלמדת.

ראשית, בצעו איזון נגדי (counterbalance) של הניסוי. קבעו מיקומי התחלה חדשים עבור כל חולדה. לאחר מכן, בצעו את ההליכים עבור כל ניסוי אימון שהודגמו קודם לכן, תוך שימוש במיקומי ההתחלה החדשים.

עבור חולדה הלומדת מיקום ששוחררה במקור ממיקום שתיים או שלוש, מקם את החולדה באחד ממיקומי ההתחלה החדשים, אחת או ארבע, תוךما הפעלת פיתיון במגדל D כדי לעודד תגובה. עבור חולדה הלומדת מיקום שלמדה לפנות ימינה וששוחררה במקור ממיקומים שתיים או שלוש, מקם את החולדה באחד ממיקומי ההתחלה החדשים, אחת או ארבע, והפעל פיתיון במגדל A או C בהתאמה.

בצעו שמונה ניסיונות בדיקה של החלפת מיקום ההתחלה לאורך יומיים, עם ארבעה ניסיונות ליום. חוקר חדש, שאינו מכיר את קבוצות הטיפול, צריך לדרג את ניסיונות הווידאו.

התחילו בספירת מספר הניסיונות שחולדה מבצעת כדי למצוא את המגדל הנכון בכל ניסוי. לאחר מכן, חשבו את הסבירות שחולדה תמצא את הפרס בבחירה הראשונה שלה בכל יום אימון. בנו עיקורי למידה באמצעות אחוז זה לאורך ימי האימון.

לבסוף, יש להוציא מהניתוח חולדות שביצועיהן לאורך הניסויים לא הגיעו לקביעה מראש של קריטריונים. חולדות שקיבלו טיפול מחליף של estradiol מחזורי נזקקו לפחות ניסויים כדי להגיע לקריטריוני רכישה במהלך למידה מקומית. בעוד ששיעורי למידת התגובה היו דומים בין קבוצות הטיפול, רמות הביצועים השתפרו לאורך ניסויי האימון במהלך האימון המקומי עבור כל קבוצות הטיפול.

עם זאת, בחולדות שקיבלו טיפול מחזורי ב-estradiol נמצאו אחוזים גבוהים יותר של בחירות ראשונות נכונות, וביצועים כלליים עלו לאורך אימון התגובה בכל קבוצות הטיפול. במקרה זה, לסוג הטיפול לא הייתה השפעה מובהקת על קצב למידת התגובה. לאחר שינוי מיקום ההתחלה, הלומדים סבלו מפגיעה ראשונית ללא קשר לטיפול.

עם זאת, ההבדל בביצועים בין החולדות שקיבלו vehicle לבין החולדות שקיבלו estradiol הפך לגדול יותר. בבלוק הניסוי השני, כל החולדות חזרו לרמות של מבחן Prewitt כאשר הוכשרו לאחר מכן במיקום ההתחלה המקורי שלהן. לומדי תגובה (Response learners) היו פגועים כאשר ניתן להם מבחן עם מיקום התחלה שונה. עם זאת, השוואות זוגיות גילו כי הביצועים בחולדות שטופלו ב-estradiol חזרו לרמות של Prewitt.

בבלוק הניסוי השני, כל החולדות חזרו לרמות הביצועים של מבחן Prewitt כאשר נבחנו לאחר מכן עם מיקום ההתחלה המקורי שלהן. בעת ביצוע הליך זה, חשוב לזכור לשמור על תנאי המבוך קבועים לאורך כל משך הניסוי ולהימנע מהפעלת סטרס על החולדות בעת הטיפול בהן.

בעקבות פרוצדורה זו, ניתן לבצע שיטות אחרות כגון ניתוחים סטריאוטקטיים והחדרת תרופות, במטרה לזהות את אזורי המוח החשובים לרכישה, לביטוי ולשימור של למידת תגובה ומקום. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי האופן שבו מאמנים ובודקים חולדות בוגרות במבוך מגדל שטח פתוח.