התנהגויות הגנתית אינסטינקטיבית נחשבים במידה רבה קשיחה גירוי-תגובות, כגון C-start התנועה דגים, דו-חיים, אשר מעביר את החיה מן מקור איום1. עם זאת, התנהגויות הגנה יכול להיות יותר גמישים אם ייקחו בגמישות לתוך פרטי חשבון למדו על הסביבה הנוכחית. דוגמה אחת של גמישות כזו היא המתג של בריחה אל קפוא שמוצג על ידי מכרסמים להתמודדות עם האיום, בהתאם ידע מוקדם על נוכחות או היעדרות של מקלט של הסביבה2,3. דוגמאות נוספות של גמישות בהתנהגויות מולדת לכלול התאמת את סף חניכה טיסה או לברוח במהירות בהתאם למרחק בין טרף ל שלה מחסה4, מרחק כדי איום5,6, והקודם ניסיון 11 , 12, כמו גם בחירת אסטרטגיות הגנה שונות בהתאם המאפיינים חושית של גירוי aversive7, או אפילו דיכוי התנהגות מתגוננת מול המניעים מתחרות כמו הרעב8, 9,10. התלות של בחירת פעולה על הידע הנרכש על התכונות המרחבי של הסביבה הופך התנהגויות הגנתית אינסטינקטיבית בעכברים במודל רב עוצמה ללמוד המטרה הבחירה, זיכרון מרחבי וניווט. כאן, אנו מתארים את העיבוד של משימה התנהגותית נפוץ, הזיכרון המרחבי של מבוך (מוניטור) בארנס assay13, כדי לקבוע את ההשפעה של הסביבה המרחבית על פעולת הגנה ובחירת בעכברים, את האסטרטגיות הניווט שלהם כאשר בריחה לכיוון המקלט.
המבוך בארנס סטנדרטי חקר למידה וזיכרון מרחבי בעכברים מורכב מעגלית ~ 90 ס"מ קוטר פלטפורמה עם 20 חורים במרווחים לא פחות, אשר 19, ויש אחד מוביל מקלט תת קרקעי עכברים שמבקשים כדי למנוע בשדה פתוח סביבה של הפלטפורמה. לעתים קרובות, גירויים aversive חלש (זמזם, אור בהיר, מאוורר) משמשים באופן רציף לאורך כל וזמינותו כדי להפוך את הסביבה aversive ובכך לקדם את הערך לתוך מקלט14. 15,assay הנפוץ16, החיה יש משפט habituation אחד שבו ומודרכים למקלט באופן ידני על-ידי הנסיין מיד לאחר מיקומו על הרציף. זה מלווה תקופה רכישת 4 ימים, איפה כל יום שהעכבר מותר לנווט באופן חופשי בתוך המבוך למשך 3 דקות, לאחר מכן שוב באופן ידני ומודרכים למקלט אם לא מגיעים זה במהלך תקופת חקירה. השלב האחרון של וזמינותו היא רגש אחד למשפט ביוםth 5 (למרות זיכרון שבעה ימים ניסיון גם שכיח לבצע) כאשר החיה בוחנת את המבוך עם כל החורים סגור. למידה וזיכרון לטווח ארוך הם לכמת לוקחים את הזמן כדי למצוא מחסה, בפוקס החורים הלא במהלך תקופת הרכישה, וכן את הזמן ליד החור מקלט סגור במשפט בדיקה. תוצאות טיפוסי מראות ירידה מספר שגיאות של השהיה כדי להגיע למקלט במהלך הרכישה, של פרופורציה מעל-ההזדמנות של הזמן המושקע ברביע המכיל החור המטרה סגור בדיקה ניסיון15.
בעוד גרסאות שונות של מוניטור וזמינותו היה שתואר לעיל17,18,19, הפרדיגמה נתאר כאן יש שלושה שינויים מהותיים מ וזמינותו סטנדרטי. ראשית, בעל החיים נשאר כדי לחקור את המבוך ולמצוא מקלט בכוחות עצמו, נעשה במהלך אותה הפעלה, זמן קצר לאחר למקלט נמצאה, בתקופות איפה החיה עוסקת בהתנהגות גישוש. למרות הגדרה זו לא יבחן זיכרון לטווח ארוך של מיקום מקלט, זה נועד להיות תרחיש נטורליסטי המחקה את החיפושים של הטריטוריה הרומן, תחת האיום של טריפה. בנוסף, היא מאפשרת בדיקה של מה חיות להסתגל לשינויים חריפה לסביבה, כגון שינויים פתאומיים בנוף. שנית, היבט מרכזי של assay שלנו הוא כי הנסיין כוחות מעולם לא החיה בתוך או מחוץ למקלט, אשר ניתן לבלבל את החיה, אל תכלול אינטגרציה נתיב20 כמו אסטרטגיה ניווט קיימא21. נתיב אינטגרציה היא אסטרטגיה ניווט המשתמשת רמזים תנועה עצמית, כגון רמזים נראה שההתפתחות שלהם ואת שיווי המשקל, הנובעים השילוב של המנוע יצוא, כדי לעדכן את המיקום הנוכחי של החיה לנווט לעבר מטרה, אשר אינו אפשרי אם חיה פסיבי תועבר על ידי הנסיין. שלישית, אנו משתמשים חזותי מולד aversive22 ו גירויים שמיעתיים23 שמעודדים בריחה למקלט, אשר בקלות להבחין בין התנהגות הרעיה מתמשך מאפשר הערכת כימות של אסטרטגיות ספציפיות ניווט בשימוש במהלך הגנה מפני איומים מיידית. אנו מציעים כי assay הזה יהיה שימושי ניקוד את התפקיד של זיכרון מרחבי בבחירה והטמעה של התנהגויות הגנתית, וללמוד יותר בדרך כלל כדי רחבה של ניווט מכוון מטרה, הזיכרון המרחבי לטווח קצר. הפרוטוקולים המתוארים כאן הוכנסו על-ידי וייל ואח. ב-2017, שאליו אנו מתייחסים הקוראים יותר בדיון עומק של הרציונל ניסויים ותוצאות.
בדיקה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הזיכרון המרחבי, כגון כיצד בעלי חיים מנווטים לעבר מיקום מטרה שנלמד לאחרונה. היתרון העיקרי של פרדיגמה זו הוא שהיא מעוררת התנהגות ניווט מכוונת מטרה חשובה מבחינה אטיולוגית המופעלת על ידי גירוי חושי מבוקר היטב, והיא אינה דורשת אימון מוקדם של העכברים. התחל בהצמדת רמזים חזותיים לפריפריה של הפלטפורמה, שצריכה להיות במרחק של לפחות שני סנטימטרים מהקצה כדי למנוע מעכברים להגיע אליהם.
חבר את המקלט לרציף. לאחר מכן, מקם דיודה פולטת אור, או LED, בכניסה למקלט כדי לספק רמז לציון דרך חזותי מקומי. לאחר מכן, כדי לבודד את העכבר מרמזים חזותיים דיסטליים חיצוניים, הרכיבו קיר מתומן המשתרע 40 ס"מ מעל ו-15 ס"מ מתחת למשטח הפלטפורמה סביב הזירה, הממוקם במרחק של 10 ס"מ מקצה הפלטפורמה.
מקם רמקול אולטרסאונד 50 ס"מ מעל מרכז הפלטפורמה כדי לספק גירויים שמיעתיים מרתיעים ולחבר כרטיס קול ומגבר לרמקול. לאחר מכן, מקם מסך שקוף 64 סנטימטרים מעל הזירה כדי להקרין גירויים חזותיים מרתיעים מעל הראש באמצעות מקרן. כייל את אור המקרן כך שיהיו חמישה עד 10 זיזים במרכז משטח הפלטפורמה.
הנח נורות אינפרא אדום ומצלמת אינפרא אדום עם מסנן מעבר אובדן מעל הפלטפורמה כדי למנוע הבהוב מגן בסרטון הנרכש. לאחר מכן, הניחו את המנגנון ההתנהגותי בתוך קופסה חסינת קול ואור כדי למנוע מרמזים חיצוניים להשפיע על הניסוי. לבסוף, השתמש בתוכנה זמינה מסחרית כדי לעקוב אחר מיקום העכבר באופן מקוון.
התחל בהקרנת הגירויים הוויזואליים על המסך הממוקם מעל הזירה. עקוב אחר מיקום העכבר באופן מקוון והגדר מראש אזור עניין בזירה המתאים למיקום הגירוי החזותי שהוגדר קודם לכן על מנת למרכז את הגירוי החזותי מעל החיה. לאחר מכן, בדוק את הגירוי השמיעתי המורכב מרכבת של שלוש תנועות מאופנות תדר מ-17 ל-20 קילו-הרץ במשך שלוש שניות הנמשכות תשע שניות בסך הכל.
התחל בניקוי קפדני של משטח הפלטפורמה עם 70% אתנול כדי להסיר רמזי ריח לא רצויים. שטפו את המקלט במים ואתנול 70%, ולאחר מכן שטפו שוב במים כדי להפחית את ריח האתנול. יבש היטב גם את הפלטפורמה וגם את המקלט מכיוון שהעכבר עלול להימנע מכניסה למקלט אם הוא רטוב.
שנה את מיקום המקלט בפלטפורמה עבור כל ניסוי על ידי סיבוב הפלטפורמה לפני הניסוי. לאחר מכן, הביאו את העכבר לחדר הניסויים בכלוב הביתי שלו, והניחו את הכלוב ליד פלטפורמת הבדיקה לתקופת התאקלמות של 10 דקות. הוסף שני גרם מצעים מהכלוב הביתי של העכבר לחלק הפנימי של המקלט כדי לשמש כרמז ריח מקומי.
הסר את העכבר מהכלוב הביתי שלו והימנע משליפת הזנב. או לכוסות אותו או לתת לו לטפס על פריט העשרה שניתן להרים. לאחר מכן, הנח בעדינות את העכבר במרכז הזירה והתחל ברכישת הווידאו.
אפשר תקופת התרגלות של שבע דקות, שבמהלכה לא מוצג גירוי מרתיע. ודא שלעכבר יש מספיק זמן למצוא ולהיכנס למקלט לפחות פעם אחת, כלומר כאשר כל ארבע הגפיים נמצאות בתוך המקלט. לאחר מכן, הפעל באופן אוטומטי או ידני את מסירת הגירוי החזותי המרוכז מעל העכבר ברגע שהחיה מגיעה לאזור עניין מוגדר מראש.
כדי לעורר יותר מתגובת מילוט אחת באותו מפגש, אפשר לעכבר לעזוב את המקלט מרצונו. לאחר סיום הבדיקה, החזירו את החיה לכלוב הביתי שלה. לבסוף, נקו את הרציף והמקלט לפני שתבדקו את החיה הבאה.
עכברים שנחשפו לגירויים שמיעתיים או חזותיים יזמו תגובות בריחה מהירות עם חביון קצר בין תחילת הגירוי לתחילת הטיסה. ההשהיה הממוצעת לבריחה מהגירוי הייתה ארוכה משמעותית עבור הגירוי השמיעתי מאשר החזותי. יתר על כן, הניווט למקלט היה מדויק ומסלולי הטיסה היו קרובים לקו ישר על פני סוגי גירויים.
לאחר תקופת התאקלמות של שבע דקות למבוך ללא מחסה, הצגת גירוי חזותי ארוך יצרה התנהגות קפואה במקום בריחה. לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך 90 דקות אם היא מבוצעת כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להציג את הגירוי החזותי מעל או מעל בראש העכבר, ולא בזמן שהעכבר חוקר את קצה הפלטפורמה, מכיוון שהוא כנראה יפספס את הגירוי.
לאחר פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום ההתנהגות האינסטינקטיבית לחקור את השליטה בידע הנלמד על התנהגות הגנתית אינסטינקטיבית בעכברים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתם אמורים להבין היטב כיצד לעורר התנהגות הגנתית בעכברים וכיצד להשתמש בהם כדי לחקור ניווט מרחבי במהלך תגובות בריחה.