Wzbogacenie środowiska (EE) można zdefiniować jako otoczenie, które zapewnia zwierzętom zwiększone możliwości interakcji społecznych, aktywności motorycznej i większą stymulację sensoryczną niż zwykle doświadczane w standardowym środowisku laboratoryjnym. Wykazano, że EE konsekwentnie wpływa na zachowanie zwierząt, powodując zmiany, takie jak zmniejszenie stresu i aktywności związanej z lękiem 8-10, poprawa wydajności w zadaniach związanych z uczeniem się i pamięcią 8,11, wczesne rozpoczęcie koordynacji ruchowej i aktywności eksploracyjnej11, zmiany w opiece nad matką 8 oraz odporność na substancje uzależniające 12-15. Co więcej, wykazano, że EE łagodzi skutki zaburzeń neurodegeneracyjnych, opóźniając ich wystąpienie i zmniejszając nasilenie objawów w modelach zwierzęcych choroby Huntingtona 1-4,16, Parkinsona 17 i choroby Alzheimera 18.
Te zmiany korelują z anatomicznymi i molekularnymi zmianami, które EE wywołuje w całym mózgu. Zwierzęta hodowane we wzbogaconym środowisku od wczesnych etapów rozwoju wykazują niezliczone zmiany neuronalne, w tym zwiększoną masę mózgu i grubość kory mózgowej, rozgałęzienia dendrytyczne 9,2-22 i gęstość synaptyczną 23. EE może zmieniać zarówno poziom, jak i czas ekspresji czynnika wzrostu 9,24-30, co, jak wykazano, przyczynia się do przyspieszonego rozwoju obwodów sensorycznych 25,26,28,29, mnemotechnicznych 30, a także motorycznych 31,32.
Poprzednie prace ujawniły czasami sprzeczne wyniki podczas badania wpływu EE, bez uwzględnienia różnych typów zwierząt i środowisk wykorzystywanych w indywidualnych badaniach 9,24,27,30. Obecnie nie ma spójnego i prostego zadania behawioralnego, które można by wykorzystać do zmierzenia skuteczności różnych paradygmatów EE u różnych szczepów i gatunków zwierząt.
Zadanie z puzzlami zostało zaprojektowane jako prosty test do określenia wrodzonej zdolności zwierzęcia do rozwiązywania problemów 7. Zwierzęta umieszczone na otwartej przestrzeni są zobowiązane do usunięcia materiałów zasłaniających znajdujących się w małym otworze w celu uzyskania dostępu do zadaszonego obszaru/schronienia. Każdy uczestnik otrzymuje trzy próby z tą samą przeszkodą w celu oceny trzech różnych atrybutów poznawczych. Pierwsza próba dostarcza podstawowych wskazówek dotyczących wrodzonej lub natywnej zdolności do rozwiązywania problemów. Druga próba, przeprowadzona tego samego dnia, daje pewne wskazówki co do zdolności zwierzęcia do poprawy, a tym samym wzmocnienia strategii usuwania konkretnej przeszkody. Trzecie badanie, przeprowadzone następnego dnia, daje wgląd w zdolność badanego do zapamiętywania i przypominania sobie wyuczonego rozwiązania zadania.
Motywacja do rozwiązywania tych "zagadek przeszkód" przez zwierzęta może być różnorodna, potencjalnie wywołując wrodzone pragnienie unikania otwartych pól i szukania schronienia, a także wrodzony popęd do eksploracji otoczenia 6,7. Mnogość potencjalnych czynników behawioralnych leżących u podstaw chęci rozwiązania zagadki sugeruje, że różne obszary mózgu są zaangażowane w pośredniczenie w wykonywaniu zadań. Wcześniejsze prace wykazały, że w mysich modelach schizofrenii kora przedczołowa oraz hipokamp są zaangażowane w nabywanie tego zadania 5. Badanie zmian chorobowych na szczurach ujawniło również dużą liczbę regionów mózgu zaangażowanych w działanie Puzzle Box, w tym różne jądra wzgórza, podwzgórze, móżdżek i struktury limbiczne. Łącznie odkrycia te wskazują, że angażowanie się w to zadanie rozwiązywania problemów obejmuje wiele struktur neuronalnych związanych z funkcjami poznawczymi.
Pudełko z puzzlami zostało z powodzeniem wykorzystane do oceny zdolności myszy do rozwiązywania problemów, a także deficytów poznawczych wykazywanych przez mysie modele schizofrenii 5-7. Wykazano, że wyniki w zadaniu są wysoce spójne i dobrze korelują z wynikami innych testów poznawczo-behawioralnych 6. Celem tej pracy było więc zaadaptowanie zadania Puzzle Box tak, aby stało się prostym i niezawodnym sposobem określania skuteczności EE.