איסוף נתונים התנהגותיים של חולדות ביוזמה עצמית כדי לאפיין ליקויים לאחר שבץ מוחי

אימון התנהגותי ובדיקות עם מודלים של חולדות חשובים באינספור תחומי מחקר, החל מחקירת תהליכים קוגניטיביים ועד מצבי מחלה ועוד¹. בדרך כלל, אימון ובדיקה אלה נערכים עם בעלי חיים בודדים במפגשים אחד על אחד, כאשר חוקר מוציא את בעל החיים באופן ידני מהכלוב הביתי שלהם ומכניס אותם באופן זמני למכשיר כלשהו. למרבה הצער, ישנם מספר קשיים ומגבלות בגישה זו. ראשית, מבחנים התנהגותיים יכולים לקחת זמן רב לחוקרים, וכאשר יש צורך בהכשרה, דרישת הזמן הזו הופכת לגדולה עוד יותר. שנית, גישה זו משפיעה באופן אוטומטי – או אפילו עלולה לבלבל – את הנתונים שנרכשו, כפי שנקבע במקומות אחרים². בלבולים אלה בולטים במיוחד כאשר בוחנים משתנים הקשורים להעשרה. באופן ספציפי, חולדות מעבדה שוכנות באופן מסורתי בכלובים קטנים שהם גדולים מספיק עבור חולדה אחת או שתיים³, ואם לא מספקים גלגלי ריצה, הן עלולות לעבור חיים שלמים ללא הזדמנויות משמעותיות להתאמן. בנוסף, דיור מבודד יכול להיות מקור עיקרי לעקה במין חברתי כמו חולדה⁴. חלק מהחסרונות הללו הקשורים לרווחה עשויים להשפיע על הפיזיולוגיה של חולדות ^5,6, מה שעשוי להקדים את התפתחות הביטוי ההתנהגותי האופייני למין⁴ ולהשפיע על איכות המודלים של מכרסמים כפי שהם מיושמים בהקשרים אנושיים.

חוקרים חיפשו בשנים האחרונות כמה סוגים של פתרונות לבעיות אלה. הסוג הפשוט ביותר של פתרון היה אוטומציה של בדיקות התנהגותיות ואימון 7,8,9,10, ובכך להסיר את הדרישה מחוקר יחיד לטפל בחיה אחת. פתרון נוסף היה אוטומציה של העברת בעלי חיים לתאי ניסוי^11,12, מה שיבטל עוד יותר את הצורך במעורבות אנושית. לבסוף, נבדקו מספר מערכים המאפשרים לשכן בעלי חיים בכלוב מושבה עם בעלי חיים אחרים ועם יותר מקום לחקירה והעשרה¹³. למרות יתרונות אלה, תצורות מושבה כאלה יכולות להגביל או לסבך את המאמצים לאסוף נתונים התנהגותיים מובחנים בנפרד (אם כי ראו מאמצים לשימוש בראייה ממוחשבת)^14,15. אם נדרשים נתונים התנהגותיים אינדיבידואליים, זה יכול להיות קשה יותר או מורכב יותר לזהות ולשלוף בעלי חיים מכלוב המושבה גם למפגשים התנהגותיים. כיום, קיימות מעט מערכות לאיסוף נתונים התנהגותיים פרטניים מבתי מושבה (מועשרים) 16,17,18.

חסרונות אלה עשויים להשפיע באופן ספציפי על המחקר על ההשפעות ההתנהגותיות של פגיעה מוחית נרכשת. ראשית, ברור כי נוכחותם ו/או מינם של בני אדם כמו גם שיטות הטיפול משפיעים על התנהגות מכרסמים ^2,19, ומשתנים אלה עשויים להשפיע באופן דיפרנציאלי על התנהגות החולדות לפני לעומת . לאחר שבץ מוחי. שנית, תוצאות התנהגותיות אנושיות לאחר שבץ יכולות להחמיר על ידי ירידה מרצון במעורבות עם המינון המומלץ של תרגילי שיקום²⁰. כיום, ניסויים במכרסמים נוטים שלא למדל הקשר מסוג זה, מאחר שחולדות אינן חופשיות לבחור לעסוק או להימנע ממפגשים התנהגותיים.

מאמר זה מציג פרוטוקול שנועד להקל על בדיקות התנהגותיות פרטניות במסגרת כלוב מושבה מועשר. גישה זו לא רק נותנת מענה לאילוצים של הפרקטיקות הנוכחיות, אלא גם פותחת אפיקים לבחינת אמצעים חדשניים. קרוסלה של חולדה אחת (ORT) פותחה וניתן להדביק אותה לכלוב מושבה, מה שמאפשר לבעלי חיים להיכנס לתאי התנהגות באופן עצמאי וליזום אימונים וניסויים משלהם. המערכת היא זולה; ניתן להרכיב כל אורט בעלות נמוכה (בהינתן גישה למדפסת תלת מימד). בעבר, תיקוף של מערכת זו בוצע באמצעות תא אופרנטי בסיסי, והראה כי ניתן לאמן בעלי חיים באופן עקבי לבצע לחיצת מנוף אופרנטית פשוטה ללא נוכחות של נסיין¹⁶. עם זאת, השאלה האם תצורה זו ישימה לתרחישים אחרים נותרה בלתי פתורה. המטרה היא לתקף את יעילותו של מערך הכלוב ORT-Colony, שהוקם בעבר, לאימון וכימות התנהגות טווח מיומנת הרלוונטית לליקוי מוטורי בעקבות שבץ מוחי. התצורה נוצלה ליצירת משתנים חדשים שבדרך כלל אינם נחקרים במחקר שבץ. משתנים אלה כוללים מדדי ביצוע למשימת ההגעה המיומנת ומדידות של חניכה עצמית, שיכולים להיות רלוונטיים למוטיבציה ולקבלת החלטות. יתר על כן, שינויים שנגרמו על ידי שבץ בדפוסי הצירקדיה של חניכה עצמית יומית לאורך כל 24 השעות זוהו ביעילות.