المهمة السلوكية لاختيار ثلاث غرف باستخدام Zebrafish كنظام نموذجي

الأمراض العصبية تعتمد على العمر، المنهكة، وغير قابلة للشفاء. وتتزايد هذه الأمراض انتشارا، مما يؤدي إلى الحاجة الملحة إلى تحسين وتطوير استراتيجيات علاجية جديدة. بداية وعرض كل مرض فريد من نوعه، حيث يؤثر بعضها على مناطق الدماغ اللغوية والحركية والاستقلالية، في حين أن البعض الآخر يسبب عجزا في التعلم وفقدان الذاكرة¹. أبرزها, العجز المعرفي و / أو ضعف هي المضاعفات الأكثر انتشارا في جميع الأمراض العصبية². أملا في تسليط الضوء على الآليات الكامنة الكامنة وراء هذه الأمراض العصبية التنكسية، تم استخدام العديد من النظم النموذجية المختلفة (بما في ذلك الكائنات وحيدة الخلية إلى دروسوفيلا إلى الفقاريات ذات الترتيب الأعلى مثل القوارض والبشر)؛ ومع ذلك ، فإن غالبية الأمراض العصبية لا تزال غير قابلة للشفاء.

التعلم والذاكرة هي عمليات حفظها للغاية بين الكائنات الحية والتغيرات المستمرة في البيئة تتطلب التكيف³. وقد ثبت ضعف في كل من الإدراك واللدونة متشابك في العديد من نماذج القوارض. على وجه التحديد، تستخدم المقايسات السلوكية الراسخة التعلم النقابي لتقييم التغيرات المعرفية بعد مختلف الأمراض والاضطرابات الناجمة عن ضعف^4. بالإضافة إلى ذلك، فإن انعكاس التمييز على النقيض من ذلك يقيم العجز المعرفي لأنه ينطوي على وظائف التعلم والذاكرة ذات الترتيب الأعلى، ويعتمد الانعكاس على تثبيط ارتباط تم تعلمه من قبل. مهمة اختيار ثلاث غرف المستخدمة على نطاق واسع يوضح العجز المحتمل في مسارات التعلم والذاكرة في الجهاز العصبي المركزي^5،6. في الآونة الأخيرة ، توسع هذا المجال ليشمل نماذج غير ثديية ، مثل سمك الحمار الوحشي(Danio rerio)، حيث تم تطوير العديد من النماذج لمجموعة من الأعمار من اليرقات إلى البالغين^7،8.

Zebrafish توفير توازن بين التعقيد والبساطة التي هي مفيدة لتقييم الإعاقات المعرفية مع التقنيات السلوكية. أولا، سمك الحمار الوحشي قابل للفحص السلوكي عالي الإنتاجية نظرا لصغر حجمه وطبيعته الإنجابية الغزيرة. ثانيا، تمتلك حمار وحشي هيكل، والباليوم الجانبي، وهو مماثل للقرن آمون الثدييات كما أن لديها علامات الخلايا العصبية مماثلة وأنواع الخلايا⁷. حمار وحشي هي أيضا قادرة على الحصول على وتذكر المعلومات المكانية⁹ و, مثل البشر, هي^{اليومية 10}. لذلك ، ليس من المستغرب أن يتم استخدام سمك الحمار الوحشي كنموذج للأمراض العصبية مع زيادة وتيرة. ومع ذلك، فإن غياب المقايسات السلوكية المناسبة جعل من الصعب تطبيق نموذج سمك الحمار الوحشي للتقييمات المعرفية. العمل المنشور باستخدام المقايسات السلوكية الخاصة لحمار الوحشي تشمل مهام التعلم النقابي¹¹، سلوك القلق¹²، الذاكرة¹³، التعرف على الكائن¹⁴، وتفضيل المكان المكيف^{15،16،17،18،19}. على الرغم من أن هناك العديد من التطورات فيما يتعلق المقايسات السلوكية حمار وحشي, النظراء لبعض الاختبارات من الوظائف المعرفية في القوارض لم يتم تطويرها لاستخدامها مع حمار وحشي¹⁸.

بناء على الدراسات السابقة من مختبرنا ، قمنا بنمذجة / تطوير مهمة معرفية في سمك الحمار الوحشي استنادا إلى مهمة الاختيار من ثلاث غرف المستخدمة مع القوارض باستخدام التفاعل الاجتماعي كمكافأة. بالإضافة إلى ذلك ، توسعنا في جانب التعلم النقابي للمهمة السلوكية ودمجنا انعكاس التمييز على النقيض على أمل مواصلة تطوير هذه المهمة السلوكية لتقييم الضعف الإدراكي. وقد مكننا ذلك من دراسة كل من اكتساب التعلم من التمييز في البداية وما تلاه من تثبيط لذلك التعلم في مرحلة الانعكاس. في الدراسة الحالية، ونحن نثبت أن هذا الإجراء قدم طريقة موثوقة لتقييم الأداء المعرفي في حمار وحشي بعد الغمر الجلوكوز لمدة 4 أو 8 أسابيع.