سلوكيات دفاعية غريزية تعتبر إلى حد كبير أن تكون ماثلة التحفيز-الردود، مثل حركة ج-البدء في الأسماك والبرمائيات، الذي ينقل الحيوان بعيداً عن مصدر تهديد1. ومع ذلك، يمكن أن تكون السلوكيات الدفاعية التكيفية أكثر إذا كانت مرنة تأخذ في الاعتبار المعلومات المستخلصة عن البيئة الحالية. ومن الأمثلة على هذه المرونة هو التحول من الهروب إلى تجميد أبدته القوارض عندما تواجه الخطر، تبعاً لمعرفة مسبقة حول وجود أو عدم وجود مأوى في البيئة2،3. أمثلة أخرى على المرونة في سلوكيات فطرية تشمل تكييف على عتبة بدء الرحلة أو الهروب السرعة اعتماداً على المسافة بين فريسة و المأوى لها4، تجربة المسافة إلى التهديد5،6، والسابقة 11 , 12، كذلك تحديد استراتيجيات دفاعية مختلفة تبعاً للخصائص الحسية من التحفيز البرود7، أو حتى قمع السلوك الدفاعي في مواجهة الدوافع المتنافسة مثل الجوع8، 9،10. تبعية اختيار العمل على المعارف المكتسبة حول الميزات المكانية للبيئة يجعل السلوكيات دفاعية غريزية في الفئران نموذج قوية لدراسة اختيار الهدف والذاكرة المكانية والملاحة. هنا، يمكننا وصف تكييف مهمة السلوكية استخداماً، والذاكرة المكانية المتاهة (BM) بارنز الاعتداء13، لتحديد تأثير البيئة المكانية على اختيار إجراءات دفاعية في الفئران، واستراتيجياتها الخاصة بالملاحة عند الهروب نحو ملجأ.
المتاهة بارنز القياسية المستخدمة في دراسة التعلم والمكانية الذاكرة في الفئران ويتكون من منصة دائرية ~ 90 سم القطر مع ثقوب متباعدة بالتساوي 20، التي أغلقت 19، وواحد يؤدي إلى ملجأ تحت الأرض التي تسعى الفئران تجنبا لفتح مجال البيئة لمنهاج العمل. في كثير من الأحيان، ضعف المحفزات البرود (صفارة، الضوء الساطع، مروحة) تستخدم باستمرار في جميع أنحاء المقايسة لجعل البيئة البرود وبالتالي التشجيع على دخول المأوى14. في15،التحليل الأكثر استخداماً16، قد الحيوان واحد التعود المحاكمة حيث أنها تسترشد إلى الملجأ يدوياً المجرب فورا بعد يجري وضعه على المنصة. هذا هو تليها فترة الحصول على 4 أيام، حيث كل يوم مسموح بالماوس للتنقل بحرية في متاهة لمدة 3 دقائق، بعدها أنه مرة أخرى يدوياً يسترشد إلى المأوى إذا أنها لا تصل إلى أنه خلال فترة الاستكشاف. المرحلة الأخيرة من الفحص مسبار واحد للمحاكمة في اليومال 5 (على الرغم من أن ذاكرة سبعة أيام طويلة الأجل لمحاكمة أيضا عادة تتم) عند الحيوان يستكشف المتاهة مع جميع الثقوب مغلقة. الذاكرة التعلم وطويلة الأجل هي كمية الوقت اللازم للعثور على مأوى والوخزات في الثقوب خاطئة خلال فترة حيازة، والوقت الذي يقضيه قرب الحفرة المأوى مغلقة في محاكمة التحقيق. النتائج النموذجية تظهر انخفاضا في عدد الأخطاء والكمون للوصول إلى المأوى أثناء اقتناء، ونسبة أعلاه فرصة من الوقت الذي يقضيه في رباعي يحتوي على حفرة مغلقة المستهدفة في التحقيق المحاكمة15.
وبينما كانت عدة متغيرات للمقايسة BM18سبق وصفها17،،19، النموذج الذي يصف لنا هنا قد ثلاثة تغييرات أساسية من التحليل القياسي. أولاً، يتم ترك الحيوان لاستكشاف المتاهة وإيجاد المأوى بمفردها، ويتم اختبار في الدورة نفسها، بعد أن تم العثور على الملجأ، خلال فترات حيث تشارك الحيوان في السلوك الاستكشافي. على الرغم من أن هذا الإعداد لا اختبار الذاكرة على المدى الطويل من موقع المأوى، فإنه صمم ليكون سيناريو طبيعي أن يقلد استكشاف الأرض الرواية، تحت التهديد بالافتراس. وباﻹضافة إلى ذلك، فإنه يسمح لاختبار كيف الحيوانات تتكيف مع التغيرات الحادة في البيئة، مثل التغيرات المفاجئة في المناظر الطبيعية. ثانيا، هو أحد جوانب رئيسية للمقايسة لدينا أن المجرب قوات ابدأ الحيوان أو الخروج من الملجأ، الذي يمكن تضليل الحيوان واستبعاد مسار التكامل20 ك استراتيجية قابلة للتطبيق ملاحة21. مسار التكامل هو استراتيجية تنقل الذي يستخدم إشارات ذاتية الحركة، مثل الرموز المخصوص والدهليزيه، الناشئة عن دمج تدفق السيارات، إلى تحديث الموضع الحالي للحيوان، والانتقال نحو هدف، وليس من الممكن إذا التي تنقل الحيوانات سلبية بالمجرب. ثالثا، نستخدم البرود الفطرة البصرية22 والمنبهات السمعية23 للحصول على الهروب إلى المأوى، والتي يتم تمييزها بسهولة من السلوك مساحات العلف الجارية ويسمح للتقييم والتقدير الكمي لاستراتيجيات محددة الملاحة المستخدمة خلال الدفاع عن التهديدات الوشيكة. ونحن نقترح أن هذا التحليل سوف تكون مفيدة لتشريح دور الذاكرة المكانية في اختيار وتنفيذ سلوك دفاعي، وأكثر عموما إلى أوسع دراسة للتنقل الموجه بالهدف والذاكرة المكانية على المدى القصير. عرض البروتوكولات المذكورة هنا Vale وآخرون. في عام 2017، الذي نشير إليه القراء لأكثر في عمق مناقشة الأساس المنطقي للتجارب والنتائج.
يمكن أن يساعد هذا الاختبار في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الذاكرة المكانية ، مثل كيفية تنقل نحو موقع الهدف الذي تم تعلمه مؤخرا. الميزة الرئيسية لهذا النموذج هي أنه يثير سلوك ملاحة موجه نحو الهدف مهم من الناحية المسببة والذي يتم تشغيله بواسطة محفز حسي يتم التحكم فيه جيدا ، ولا يتطلب تدريبا مسبقا للفئران. ابدأ بإرفاق إشارات بصرية بمحيط المنصة ، والتي يجب أن تكون على بعد سنتيمترين على الأقل من الحافة لمنع الفئران من الوصول إليها.
اربط الملجأ بالمنصة. بعد ذلك ، ضع الصمام الثنائي الباعث للضوء ، أو LED ، عند مدخل الملجأ لتوفير إشارة بصرية محلية. بعد ذلك ، لعزل الماوس عن الإشارات المرئية الخارجية البعيدة ، قم بتجميع جدار مثمن الأضلاع يمتد 40 سم فوق و 15 سم تحت سطح المنصة حول الساحة ، على بعد 10 سم من حافة المنصة.
ضع مكبر صوت بالموجات فوق الصوتية على ارتفاع 50 سم فوق مركز المنصة لتقديم محفزات سمعية مكروهة وتوصيل بطاقة صوت ومكبر صوت بمكبر صوت. بعد ذلك ، ضع شاشة شفافة على ارتفاع 64 سم فوق الساحة لعرض المحفزات البصرية العلوية المكروهة باستخدام جهاز عرض. قم بمعايرة ضوء جهاز العرض بحيث يكون هناك خمسة إلى 10 عروات في وسط سطح المنصة.
ضع مصابيح الأشعة تحت الحمراء وكاميرا الأشعة تحت الحمراء مع مرشح تمرير الخسارة فوق المنصة لمنع وميض الواقي في الفيديو المكتسب. بعد ذلك ، ضع الجهاز السلوكي داخل صندوق مقاوم للصوت والضوء لمنع الإشارات الخارجية من التأثير على التجربة. أخيرا ، استخدم البرامج المتاحة تجاريا لتتبع موضع الماوس عبر الإنترنت.
ابدأ بعرض المحفزات المرئية على الشاشة الموضوعة فوق الساحة. تتبع موضع الماوس عبر الإنترنت وحدد مسبقا منطقة الاهتمام في الساحة المقابلة لموقع الحافز البصري المحدد مسبقا من أجل توسيط الحافز البصري فوق. بعد ذلك ، اختبر الحافز السمعي الذي يتكون من قطار من ثلاث عمليات مسح معدلة بالتردد من 17 إلى 20 كيلو هرتز على مدى ثلاث ثوان تستمر تسع ثوان في المجموع.
ابدأ بتنظيف سطح المنصة بدقة باستخدام 70٪ من الإيثانول لإزالة الإشارات الشمية غير المرغوب فيها. اشطف الملجأ بالماء و 70٪ من الإيثانول ، ثم اغسله مرة أخرى بالماء لتعلم رائحة الإيثانول. جفف كل من المنصة والملجأ تماما حيث قد يتجنب الماوس دخول الملجأ إذا كان مبللا.
قم بتغيير موقع الملجأ في المنصة لكل تجربة عن طريق تدوير المنصة قبل التجربة. بعد ذلك ، أحضر الماوس إلى غرفة التجربة في قفصه المنزلي ، وضع القفص بجانب منصة الاختبار لمدة 10 دقائق. أضف جرامين من الفراش من قفص منزل الفأر إلى داخل الملجأ ليكون بمثابة إشارة شمية محلية.
أخرج الماوس من قفص منزله وتجنب استعادته من الذيل. إما أن تقم بتناوله أو تركه يصعد إلى عنصر تخصيب يمكن رفعه. بعد ذلك ، ضع الماوس برفق في وسط الساحة وابدأ في الحصول على الفيديو.
اسمح لفترة تعويد مدتها سبع دقائق ، لا يتم خلالها تقديم أي حافز مكروه. تأكد من أن الفأر لديه الوقت الكافي للعثور على الملجأ ودخوله مرة واحدة على الأقل ، وهو عندما تكون الأطراف الأربعة داخل الملجأ. بعد ذلك ، قم تلقائيا أو يدويا بتشغيل تسليم الحافز البصري المتمركز فوق الفأر بمجرد وصول إلى منطقة اهتمام محددة مسبقا.
للحصول على أكثر من استجابة هروب واحدة في نفس الجلسة ، اسمح للفأر بمغادرة الملجأ طواعية. بعد الانتهاء من الفحص ، أعد إلى قفص منزله. أخيرا ، قم بتنظيف المنصة والملجأ قبل اختبار التالي.
بدأت الفئران التي تعرضت لمحفزات سمعية أو بصرية استجابات هروب سريعة مع زمن انتقال قصير بين بداية التحفيز وبدء الرحلة. كان متوسط زمن الوصول للهروب من المنبه أطول بكثير للتحفيز السمعي من التحفيز البصري. علاوة على ذلك ، كان الملاحة إلى المأوى دقيقا وكانت مسارات الطيران قريبة من خط مستقيم عبر أنواع المحفزات.
بعد فترة تأقلم مدتها سبع دقائق مع المتاهة بدون مأوى ، أنتج عرض حافز بصري طويل سلوكا متجمدا بدلا من الهروب. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في 90 دقيقة إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تقديم الحافز البصري أعلى أو أعلى في رأس الماوس ، وليس أثناء قيام الماوس بالتحقيق في حافة المنصة ، حيث من المحتمل أن يفقد التحفيز.
بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال السلوك الغريزي لاستكشاف التحكم في المعرفة المكتسبة على السلوك الدفاعي الغريزي في الفئران. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استنباط السلوك الدفاعي في الفئران وكيفية استخدامها لدراسة الملاحة المكانية أثناء استجابات الهروب.