Количественная Когнитивные Уменьшает причиненный Черепно Лучевая терапия

Общая цель данной процедуры заключается в количественной оценке поведенческих и когнитивных изменений, вызванных облучением черепа. На первом этапе тестируется пространственная распознавательная память на основе гиппокампа с помощью теста распознавания новых мест. Затем с помощью приподнятого крестообразного лабиринта оценивается уровень тревожности, с помощью теста контекстуального обусловливания страха, зависящего от гиппокампа и миндалевидного тела, оценивается формирование памяти на основе страха, после чего измеряется обусловливание страха по сигналу, зависящее от миндалевидного тела.

Заключительным этапом является проведение теста в водном лабиринте Мориса для оценки пространственного обучения, пространственной памяти и способности к обратному обучению. В конечном счете данный протокол позволяет выявить изменения настроения, пространственного и неспециального обучения и памяти, а также любые сенсомоторные нарушения, вызванные краниальным облучением. Таким образом, этот метод позволяет получить представление о влиянии краниального облучения на поведение и когнитивные функции.

Данный метод также может быть применен в других ситуациях, когда когнитивные функции нарушены в качестве нежелательного побочного эффекта терапии, например, в случае «химического мозга» или нарушений обучения и памяти, вызванных химиотерапией. Специалисты, впервые использующие этот метод, могут столкнуться с трудностями из-за значительных временных затрат на установку и оптимизацию оборудования. Интерпретация результатов может быть затруднена при отсутствии строгого контроля за ходом эксперимента, а вариабельность данных может осложнить выявление различий между контрольной и экспериментальной группами.

Визуальная демонстрация этих методик имеет решающее значение, чтобы читатель мог оценить нюансы организации экспериментальных помещений, в которых проводится когнитивное тестирование, а также специфику применяемых процедур. Для обеспечения единообразия обращения с животными начните фазу привыкания с тщательной подготовки тестовой среды: очистите два идентичных пластиковых блока 70% ethanol и разместите их в определенных позициях внутри арены. Поместите животное в центр арены и дайте ему возможность свободно исследовать пространство.

В течение пяти минут оценивается исследовательское поведение. С помощью автоматизированной системы трекинга исследование определяется как нахождение носа животного в радиусе 4 cm от блоков и его направление в сторону блоков. По истечении времени перенесите животное в клетку для содержания еще на пять минут.

В течение этого времени очистите арену для тестирования 70% ethanol. Поместите одну идентичную копию блоков в ту же пространственную позицию, что и во время фазы привыкания, а вторую — в новую пространственную позицию. После пятиминутного интервала задержки снова поместите животное в арены для тестирования на пятиминутную фазу тестирования и позвольте ему свободно исследовать пространство в течение трех минут.

Если крыса запомнила пространственное расположение блоков в фазе ознакомления, она будет тратить больше времени на изучение блока, находящегося в новом месте. На следующий день животных снова помещают в арену. В течение 24-часовой фазы тестирования один блок снова остается в знакомом положении, а другой — в новом.

Во-первых, поместите животное в центр арены и регистрируйте его исследовательскую активность в течение трех минут. Приподнятый крестообразный лабиринт позволяет измерить уровень тревожности у грызунов. Перед проведением теста убедитесь, что лабиринт тщательно очищен.

Для начала поместите животное в центральную часть лабиринта так, чтобы оно было обращено открытым плечом в сторону, противоположную экспериментеру, и дайте животному возможность исследовать обстановку в течение пяти минут. Количество заходов и время пребывания в открытых и закрытых плечах отслеживаются с помощью программного обеспечения для автоматического трекинга. Если крыса падает с лабиринта, быстро верните ее на открытое плечо и зафиксируйте данный случай.

Также отметьте любое поведение замирания, а также возможные его причины. Страх-кондиционирование представляет собой поведенческую парадигму, при которой животные учатся бояться previously нейтрального стимула. Поместив животное в тщательно очищенную камеру, в первый день создайте пару из этого стимула и вредоносного раздражителя.

Начните тренировочное испытание, которое состоит из трех фаз. Первая — пятиминутная базовая фаза, в течение которой в ходе обучения не подаются ни шоковые воздействия, ни звуковые сигналы; затем в течение пяти минут предъявляются многократные сочетания звукового сигнала и шока. Наконец, в ходе фазы после обучения животному предоставляется еще пять минут.

В отсутствие шока или звукового сигнала измеряют процент времени, которое каждое животное проводит в состоянии замирания, за последние 60 секунд базовой фазы и за последние 60 секунд фазы после обучения. Через 24 часа животное возвращают в камеру для пятиминутного контекстуального теста и фиксируют процент времени замирания через один час после тестирования. Для создания знакомого контекста удаляют решетчатый пол, устанавливают панели по периметру камеры и очищают её бытовым чистящим средством с ароматизатором.

Для проверки обусловленного страха поместите животное в новый контекст и зарегистрируйте замирание в присутствии и при отсутствии звукового сигнала, который ранее сочетался с вредоносным стимулом. Водный лабиринт Морриса представляет собой тест на пространственное обучение, требующий использования отдаленных ориентиров для поиска погруженной платформы спасения в большом бассейне с непрозрачной водой; задание выполняется в течение восьми дней и состоит из четырех этапов: теста на поиск ориентиров и этапа освоения. Фаза 24-часового зондирующего теста и тест на реверсивное обучение.

Для начала запланированного теста поместите в центр платформы контрастный черно-белый флажок, чтобы место спасения было очевидным для животного. Для каждого пробного испытания CUD помещайте животное в разное заранее определенное стартовое положение по периметру бассейна и перемещайте платформу в другой квадрант. В каждом из четырех испытаний дайте животному 30 секунд на поиск платформы спасения.

Если максимально допустимое время истекло, переместите животных вручную. Оставьте животное на платформе на 20 секунд, прежде чем поместить его в подогретую клетку. На следующий день начните фазу обучения, состоящую из четырех испытаний в день в течение пяти дней подряд.

На этом этапе скрытая платформа остается в том же месте, и животные учатся находить путь к ней. Используя отдаленные ориентиры в помещении, поместите животное в бассейн в другой заранее определенной точке старта. Для каждой попытки регистрируйте среднюю латентность нахождения платформы и длину пути в качестве показателей пространственного обучения.

Если животное не нашло выход в течение максимального времени плавания (60 секунд), направьте его к платформе вручную и оставьте там на 20 секунд. Через 24 часа после завершения последнего тренировочного испытания проведите 62-е пробное испытание (probe trial) с удалением платформы, чтобы определить предпочтение животного к квадранту, в котором ранее находилась платформа. После этого пробного испытания верните платформу в тот же квадрант и проведите три дополнительных сессии обучения для теста на реверсивное обучение (Reversal Learning test).

На восьмой день переместите платформу в новое местоположение. Поместите животное в бассейн и измерьте время, затраченное на поиск платформы в ее прежнем положении по сравнению с новым местом. Результаты теста на распознавание нового места (Novel Place Recognition Task) для контрольной и облученной групп животных показали, что в фазе ознакомления обе позиции исследовались в равной степени.

Однако контрольные животные демонстрировали явное предпочтение новой пространственной позиции после интервалов задержки в пять минут и 24 часа, тогда как облученные животные этого не проявляли. В приподнятом крестообразном лабиринте контрольные и облученные животные проводили меньше времени, исследуя открытые рукава, чем ожидалось бы при случайном выборе. Процент замирания во время первого помещения в камеру был очень низким по сравнению с периодом после обучения на следующий день.

Поведение замирания по-прежнему усиливалось в знакомой обстановке, хотя и в гораздо меньшей степени у облученных животных; при помещении в новую обстановку поведение замирания возвращалось к исходному уровню, но снова возрастало при подаче тона в водном лабиринте Морриса. В контрольном тесте животные из контрольной группы находили платформу спасения быстрее в ходе последовательных испытаний по сравнению с облученными животными. Облученные животные также затрачивали больше времени и проходили более длинный путь к платформе в зондирующем тесте, проведенном 24 часа спустя. В ходе теста на реверсивное обучение, когда местоположение платформы меняется, здоровые животные постепенно прекращают поиск в старом квадранте и запоминают новое положение платформы, в то время как облученные животные этого не делают.

При выполнении этих задач важно вести подробные записи о любых отклонениях в поведении или необычных событиях, а также о любых проблемах с маркировкой, которые необходимо устранить перед анализом данных. Не забывайте, что работа с экспериментальными животными может быть опасной, поэтому при проведении этих процедур всегда следует соблюдать меры предосторожности, такие как использование средств индивидуальной защиты. Также крайне важно получить разрешение соответствующего учреждения и соблюдать институциональные и федеральные руководства по безопасному и этичному использованию животных.