Çalışma belleği (WM), hedefe yönelik davranış1 sırasında nesnelerin veya yerlerin temsili için gerekli olan kritik bir bilişsel alana karşılık gelir. Alternatif olarak, bu nesnelerin veya yerlerin geçici olarak kararlı temsilleri için referans belleği (RM) gereklidir. Çalışma ve referans hafızası, kemirgenlerde kara tabanlı radyal kol labirent paradigmaları2,3 kullanılarak uzun süredir değerlendirilmektedir. Bununla birlikte, sıçanlar kendiliğinden labirent koşusuna yatkın olmadığından, bu görevler sıklıkla ön eğitim gerektirir. Bu, bir deneyi tamamlamak için gereken süreyi önemli ölçüde artırabilir ve zamana duyarlı uzunlamasına tasarımlara müdahale edebilir. Kara tabanlı sekiz kollu labirentin diğer sınırlamaları arasında, yiyecek yoksunluğu gereksinimleri ve her denemeden sonra labirentte bırakılan koku ipuçlarındaki değişiklikleri kontrol etme zorluğu yer alır. Bu sınırlamaların çoğu, Morris su labirenti paradigması4 kullanılarak aşılmıştır, ancak tarihsel olarak bu tasarımlar referans belleği ve uzamsal öğrenmeyi test etmekle sınırlı kalmıştır (istisna5-9). Sekiz kollu radyal su labirenti, sıçanlarda vefarelerde 5-7 arasında hem referans hem de çalışma belleğini değerlendirmek için kullanılan sekiz kollu radyal kara labirentinin değiştirilmiş bir versiyonudur. Geleneksel kara tabanlı labirentlerin aksine, sekiz kollu radyal su labirenti yiyecek yoksunluğu gerektirmez, olası kafa karıştırıcı koku ipuçlarını en aza indirir ve deneklerin kaçış motivasyonunu, ön eğitime gerek kalmadan aynı anda çalışma ve referans öğrenme ve hafızayı değerlendirmek için etkili bir araç olarak kullanır5-7.
Bu paradigma için bir uygulama, yenidoğan beyin hasarını takiben çalışma belleği açıklarını test etmektir. İnsanlarda yapılan araştırmalar, beyin hasarı riski taşıyan erken doğmuş bebeklerin daha sonraki yaşamlarında çalışma belleği eksiklikleri sergilediğini göstermiştir10,11. Yenidoğan beyin hasarı, doğum sonrası gelişimin erken dönemlerinde hipoksi / iskemi (HI) indükleyerek kemirgenlerde modellenebilir12-15. Daha da önemlisi, risk altındaki bebeklerde bulunan uzamsal öğrenme ve çalışma belleği eksiklikleri, radyal kol su labirenti kullanan kemirgenlerde paraleldir ve bu da onu bu tür bozuklukların incelenmesi için sağlam bir model haline getirir8,9. Sekiz kollu radyal su labirenti aynı zamanda referans ve çalışma belleğinin aynı anda ölçülmesine izin verir, bu da onu zamana duyarlı modellerde (yani ayrık gelişimsel dullar sırasında) beyin hasarlı ve yaralanmamış deneklerin karşılaştırılması veya karşı dengeli uzunlamasına tasarımlar için ideal hale getirir.
Bu protokolde, sekiz kollu radyal su labirenti kullanan test prosedürlerini (bkz. Şekil 1) ve neonatal hipoksik-iskemik hasarı olan ve olmayan sıçanlar için örnek verileri açıklıyoruz. Hipoksi-iskemi (HI), sağ ana karotis arterin koterizasyonunu ve 120 dakika% 8 oksijen maruziyetini takiben doğum sonrası 7. günde indüklendi. Bu cerrahi prosedür, prematürite ve neonatal beyin hasarı patolojisini modellemek için yaygın olarak kullanılmaktadır (ayrıntılar için bkz.12,13,16,17). Radyal kol su labirenti paradigmasının, yenidoğan HI yaralanmasını takiben referans bellek ve çalışma belleği yeteneklerindeki eksiklikleri ortaya çıkardığını gösterdik. Mevcut protokolde, referans hafızası, sekiz kollu radyal su labirentinin dört özel kolu kullanılarak değerlendirilir ve bunlar test boyunca ekstra labirent ipuçlarına sabit kalır. Bu kollar hiçbir zaman bir kaçış platformu içermez, bu nedenle, bu kollara yapılan denek girişleri, zayıf referans bellek performansını ve uzun süreli öğrenmedeki eksiklikleri yansıtır. Kalan dört kolun tümü günün başında kaçış platformları içerir, ancak hayvan başarılı bir şekilde bir kola girip sudan5-7 kaçtığında her platform çıkarılır. Bu, hayvanın art arda dört deneme boyunca hangi kollara girdiğini hatırlamasını gerektirir ve her ek platform çıkarıldıkça çalışma belleği talebini artırır. Çalışma belleği, aynı test günü içinde daha önce kaçış için kullanılan kollara yeniden girişler veya referans hafıza kollarına yeniden girişler incelenerek değerlendirilir. Ek olarak, bu tasarım, hipokampal bağımlı uzamsal öğrenmeyi yansıtan kaçış platformlarını bulmak için ekstra labirent ipuçlarını kullanır. Çalışma ve referans belleği hatalarını değerlendirmek için kullanılan bu yöntem ilk olarak Jarrard ve arkadaşları tarafından kullanılmıştır.18 ve o zamandan beri yaşlanma ile ilgili nörolojik bozuklukların, öğrenme güçlüğünün ve hormonal manipülasyonların ardından kemirgen modellerini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır5,6,7,19,20.
Bu paradigmanın birincil amacı, referans ve çalışma belleğini değerlendirmektir, bu nedenle, sekiz kollu radyal su labirenti tasarımı, gelişimsel beyin hasarına bağlı eksiklikleri test etmek için sınırlandırılmamalıdır. Bunun yerine, bu paradigmayı kullanan önceki çalışmalar, birçok deneysel bağlamda öğrenme ve hafıza patolojisini değerlendirmek için çeşitli kemirgen modellerinin değerlendirilebileceğini göstermektedir5,6,7,18,19,20.