Using of a Eight-arm Radial Water Maze to assess Working and Reference Memory following Neonatal Brain Injury(신생아 뇌 손상 후 작업 및 참조 기억을 평가하기 위한 8개의 팔 방사형 물 미로 사용)

요약

팔이 여덟 개인 방사형 물 미로는 피험자가 탈출 플랫폼을 찾기 위해 미로 밖의 신호를 사용하도록 요구하고 지상 기반 방사형 팔 미로 설계에서 관찰된 한계를 해결함으로써 참조 및 작업 기억 성능을 동시에 평가하도록 설계되었습니다.

초록

작업 및 참조 기억은 일반적으로 육지 기반 방사형 팔 미로를 사용하여 평가됩니다. 그러나 이 패러다임은 사전 훈련, 음식 부족을 필요로 하며 냄새 큐 혼란을 유발할 수 있습니다. 여덟 개의 팔이 있는 방사형 물 미로는 피험자가 탈출 플랫폼을 찾기 위해 미로 외 신호를 사용하도록 요구하고 지상 기반 방사형 팔 미로 설계에서 관찰된 한계를 해결함으로써 참조 및 작업 기억 성능을 동시에 평가하도록 설계되었습니다. 구체적으로 말하자면, 피험자는 각 실험일 동안 이전에 탈출에 사용되던 팔(작업 기억)을 피해야 하며, 탈출 플랫폼이 없는 고정 팔(참조 기억)도 피해야 한다. 테스트 세션 동안 탈출을 위해 이미 사용된 팔에 다시 들어가는 것(따라서 탈출 플랫폼이 제거됨)과 참조 기억 팔에 다시 들어가는 것은 작업 기억 결핍을 나타냅니다. 또는 참조 메모리 암에 대한 첫 번째 항목은 참조 메모리 결핍을 나타냅니다. 우리는 이 미로를 사용하여 저산소증-허혈 유도 후 신생아 뇌 손상 및 가짜 대조군을 가진 쥐의 성능을 비교하고 11일간의 테스트 후 작업 기억과 참조 기억 모두에서 상당한 결함을 보여주었습니다. 이 프로토콜은 학습 장애의 다른 많은 모델을 검사하기 위해 쉽게 수정할 수 있습니다.

서론

작업 기억(WM)은 목표 지향 행동¹ 동안 물체나 장소를 표현하는 데 필요한 중요한 인지 영역에 해당합니다. 또는 RM(Reference Memory)은 이러한 개체 또는 장소를 시간적으로 안정적으로 표현하는 데 필요합니다. 작업 기억과 참조 기억은 육상 기반 방사형 팔 미로 패러다임^2,3을 사용하여 설치류에서 오랫동안 평가되어 왔습니다. 그러나 이러한 작업은 쥐가 자발적인 미로 달리기에 취약하지 않기 때문에 사전 훈련이 필요한 경우가 많습니다. 이로 인해 실험을 완료하는 데 필요한 시간이 크게 늘어날 수 있으며 시간에 민감한 종방향 설계에 방해가 될 수 있습니다. 육지 기반 8팔 미로의 다른 한계로는 식량 부족에 대한 요구 사항과 각 시도 후 미로에 남겨진 냄새 신호의 변화를 제어하기 어렵다는 것이 있습니다. 이러한 한계 중 많은 부분이 Morris 물 미로 패러다임⁴을 사용하여 극복되었지만 역사적으로 이러한 설계는 참조 기억 및 공간 학습을 테스트하는 것으로 제한되었습니다(예외^5-9). 여덟 개의 팔이 있는 방사형 물 미로는 여덟 개의 팔이 있는 방사형 육지 미로의 수정된 버전으로, 쥐와 생쥐^5-7의 참조 기억과 작업 기억을 모두 평가하는 데 사용되었습니다. 전통적인 육상 기반 미로와 달리,....

프로토콜

모든 절차는 Rhode Island College Institutional Animal Care and Use Committee의 승인을 받았으며 National Institutes of Health Guide의 실험실 동물 관리 및 사용을 준수합니다.

1. 미로 구성

1. 미로 주변에 명확하고 정적이며 눈에 띄는 미로 외 단서(페인팅된 모양, 가구 또는 기타 고정된 방 특징)를 배치합니다.
   참고: 모든 미로 외 신호는 실험 기간 동안 동일한 위치에 있어야 합니다.
2. 방사형 암 미로의 허브와 암을 플라스틱 통에 놓습니다(예: 장비 표 참조).
   참고: 이 프로토콜에 사용된 미로는 검은색으로 칠해진 원형 스테인리스강 베이스에 부착된 8개의 중앙 지지대에 부착된 8개의 탈착식 스테인리스강 암으로 구성됩니다(다이어그램 및 해당 치수는 그림 1 참조). 그림 1에 예시된 플라스틱 통의 내경은 122cm이고 높이는 60cm입니다.
3. 실온(22-26°C)으로 데운 물로 욕조를 채웁니다^.7.
4. 플랫폼을 수면 아래 1cm, 8개의 팔 중 4개 끝에 놓습니다.
   참고 1: 각 피험자....

결과

본 연구실의 샘플 데이터에 따르면, 테스트 11일 차에 HI 동물이 sham 군에 비해 작업 기억 오답률이 유의하게 더 높게 나타났습니다(t = 2.124, p<0.05, 그림 3A 참조). 또한 HI 동물은 테스트 11일 차에 sham 피험자에 비해 참조 기억 오류가 유의하게 더 많이 나타났습니다(t = 2.303, p<0.05, 그림 3B 참조). 작업 기억 오답 및 참조 오류는 11일 차에 각 피험자가 수행한 4회 시행 전체의 누적 오류 총합을 포함합니다. 이러한 결과는 신생아 뇌 손상 모델에서 작업 및 참조 기억을 평가하는 이 과제의 타당성을 뒷받침하며, 다른 신경행동 병리 모델을 평가하기 위해 이 패러다임을 사용하는 것을 더욱 지지합니다.

토론

8팔 방사형 물 미로 패러다임은 신생아 뇌 손상^5-7,18-20이 있거나 없는 쥐의 작업 및 참조 기억 성능을 평가하기 위해 우리 연구실과 다른 사람들에 의해 성공적으로 활용되었습니다. 현재 패러다임에서 각 시도 후 탈출 플랫폼을 제거하면 후속 시도에서 작업 기억 요구량이 증가합니다(피험자는 탈출 옵션이 더 적습니다). 따라서 4번의 시도에서는 하나의 플랫폼만 남아 있고 작업 기억 요구가 가장 높아 동물이 이전에 방문한 팔에 다시 들어갈 확률이 높아집니다(작업 기억 오류). 이스케이프 암은 테스트 기간 내내 일정하게 유지되기 때문에 플랫폼이 포함되지 않은 암에 첫 번째 항목을 기록하여 참조 메모리를 쉽게 분석할 수 있습니다. 이 패러다임의 다른 중요한 이점으로는 식량 부족에 대한 요구 사항이 없고, 잠재적인 교란 냄새 신호의 위험이 적으며, 전통적인 육상 미로^5-7,18-20과 달리 사전 훈련이 필요하지 않습니다.

테스트 기간(일수)과 관련.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
플라스틱 욕조	Gototanks	http://www.gototanks.com ARM-19455	크기는 테스트 된 종 또는 개별 실험실의 요구에 따라 달라질 수 있습니다.
iPad 또는 기타 디지털 태블릿	Apple Inc.	N/A	http://www.apple.com
저명성 또는 기타 메모 작성 응용 프로그램	Gingerlabs	해당 없음	http://www.gingerlabs.com 디지털 pdf 작성기 또는 메모 프로그램
디지털 타이머	모든	N/A
Deltaphase 등온 가열 패드	Braintree Scientific	ASS7D	http://www.braintreesci.com/
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