$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Choroby neurodegeneracyjne są zależne od wieku, wyniszczające i nieuleczalne. Choroby te stają się coraz częstsze, co powoduje pilną potrzebę poprawy i opracowania nowych strategii terapeutycznych. Początek i prezentacja każdej choroby jest wyjątkowa, ponieważ niektóre wpływają na język, motorykę i autonomiczne obszary mózgu, podczas gdy inne powodują deficyty w uczeniu się i utratę pamięci1. Przede wszystkim deficyty poznawcze i/lub upośledzenie są najczęstszymi powikłaniami we wszystkich chorobach neurodegeneracyjnych2. W nadziei na rzucenie światła na mechanizmy leżące u podstaw tych chorób neurodegeneracyjnych, wykorzystano wiele różnych systemów modelowych (w tym organizmy jednokomórkowe, Drosophila, kręgowce wyższego rzędu, takie jak gryzonie i ludzie); Jednak większość chorób neurodegeneracyjnych pozostaje nieuleczalna.
Uczenie się i pamięć są wysoce konserwatywnymi procesami wśród organizmów, ponieważ ciągłe zmiany w środowisku wymagają adaptacji3. Upośledzenie zarówno funkcji poznawczych, jak i plastyczności synaptycznej wykazano w kilku modelach gryzoni. W szczególności dobrze ugruntowane testy behawioralne wykorzystują uczenie się asocjacyjne do oceny zmian poznawczych po różnych chorobach i zaburzeniach wywołanych upośledzeniem4. Dodatkowo, odwrócenie dyskryminacji kontrastowej ocenia deficyty poznawcze, ponieważ obejmuje funkcje uczenia się i pamięci wyższego rzędu, a odwrócenie zależy od zahamowania wcześniej wyuczonego skojarzenia. Szeroko stosowane zadanie wyboru w trzech komorach wyjaśnia możliwe deficyty w szlakach uczenia się i pamięci ośrodkowego układu nerwowego5,6. Ostatnio dziedzina ta rozszerzyła się o modele niessaków, takie jak danio pręgowany (Danio rerio), ponieważ opracowano kilka paradygmatów dla różnych grup wiekowych, od larw do dorosłych7,8.
Danio pręgowany zapewnia równowagę złożoności i prostoty, co jest korzystne dla oceny zaburzeń poznawczych za pomocą technik behawioralnych. Po pierwsze, danio pręgowany jest podatny na wysokoprzepustowe badania behawioralne ze względu na ich niewielkie rozmiary i płodną naturę reprodukcyjną. Po drugie, danio pręgowany posiada strukturę, paliusz boczny, który jest analogiczny do hipokampa ssaków, ponieważ ma podobne markery neuronalne i typy komórek7. Danio pręgowany jest również w stanie pozyskiwać i zapamiętywać informacje przestrzenne9 i, podobnie jak ludzie, są dzienne10. Nic więc dziwnego, że danio pręgowany jest coraz częściej wykorzystywany jako model chorób neurodegeneracyjnych. Jednak brak odpowiednich testów behawioralnych utrudnił zastosowanie modelu danio pręgowanego do ocen poznawczych. Opublikowane prace wykorzystujące testy behawioralne specyficzne dla danio pręgowanego obejmują zadania związane z uczeniem się asocjacyjnym11, zachowanie lękowe12, memory13, rozpoznawanie obiektów14 i conditioned-place-preference15,16,17,18,19. Chociaż dokonano wielu postępów w odniesieniu do testów behawioralnych danio pręgowanego, odpowiedniki dla niektórych testów funkcji poznawczych u gryzoni nie zostały jeszcze opracowane do użytku z danio pręgowanym18.
Opierając się na poprzednich badaniach z naszego laboratorium, modelowaliśmy/rozwijaliśmy zadanie kognitywne u danio pręgowanego w oparciu o trzykomorowe zadanie wyboru stosowane u gryzoni, wykorzystując interakcję społeczną jako nagrodę. Ponadto rozszerzyliśmy aspekt uczenia się asocjacyjnego w zadaniu behawioralnym i włączyliśmy odwrócenie dyskryminacji kontrastowej w nadziei na dalszy rozwój tego zadania behawioralnego w celu oceny upośledzenia poznawczego. Umożliwiło nam to zbadanie zarówno początkowego nabywania uczenia się rozróżniania, jak i późniejszego zahamowania tego uczenia się w fazie odwrócenia. W obecnym badaniu wykazaliśmy, że procedura ta zapewniła wiarygodną metodę oceny funkcji poznawczych u danio pręgowanego po zanurzeniu w glukozie przez 4 lub 8 tygodni.