זוגי H-המבוך: מבחן חזק התנהגות למידה וזיכרון במכרסמים

בבעלי חיים, למידה מתווכת בעיקר על ידי מערכות hippocampal- ומבוסס striatal זיכרון ^1,2, אשר ממלאות תפקידים מרכזיים לגבי במקומה ופרוצדורליים-זיכרון, בהתאמה. מערכת היחסים בין שתי מערכות אלה הוא מורכבים, והם ידועים לתקשר אחד עם השני בנימוסים שיתופיים או תחרותיים ^1,3. בנוסף, מחקרים הראו כי ההשפעה של שתי מערכות זיכרון אלה על התנהגות בעלי חיים יכולה להגדיל הבאה העדר או הנזק של המערכת אחרת ^4-7. שתי מערכות אלו מחוברות לקליפת מוח הקדם חזיתית דרך התלמוס.

הפרעות נוירולוגיות רבות ומחלות ניווניות יכולות להשפיע על קוגניציה מרחבית בבני אדם, הנשענים על יחסי הגומלין בין מערכות זיכרון פרוצדורלי והצהרתיות. דוגמאות כוללות מחלת פרקינסון (PD), המחלה (HD) הנטינגטון ^8-10, מחלת אלצהיימר (AD) ^11-14, כמו גםמחלת ניוון (ALS) ^15. מודלים של בעלי חיים, אשר רלוונטיים להפרעות אלו יכולים להיגרם באמצעות טיפולים שונים תרופה שחוסמים רצפטורים מסוימים ^16, כמו גם באמצעות נגעים ממוקדים. כאשר בעלי חיים כגון משמשים עם משימות של זכרון מרחבי, תובנה חשובה יכולה להיות שנרכש לתוך המנגנונים הקשורים להפרעות אלה, כמו גם לאפשרויות טיפול שונות.

ישנם סוגים רבים ושונים של משימות של זכרון מרחבי במכרסמים, שביחד הם נועדו להעריך היבטים ספציפיים של למידה וזיכרון, כמו גם את ההשפעות של טיפולים פוטנציאליים להפרעות שונות ^17,18. ניתן להבחין משימות אלה במספר היעדים ומסלולים, את מידת הגמישות התנהגותית בפתרון המשימה, משך הזיכרון או עיכוב, כמו גם הבחירה של אסטרטגיה בשימוש בפתרון המשימה. ביצועים טובים ניתן לרכוש מבוססים על רמזים חיצוניים או אתרים המשמשים ללהתמצאבעלי החיים לקראת המטרה (אסטרטגית allocentric או מקום). לחלופין, מכרסמים עשויים לפתח אסטרטגיה המבוססת על כיוון גוף ורמזים לגבי הכיוון לנוע ב( אסטרטגיה אגוצנטרית או פרוצדורלי), למשל, אם חולדה יודעת שהמטרה היא פנייה שמאלה אחד אחרי סיבוב אחד תקין , אז יש צורך הקטן לאסטרטגית allocentric או מקום. משימות מבוך לעתים קרובות שונה המבוססות על המידה של הגמישות המוצעת למכרסמים בפתרונן. לדוגמא, במבוך המים של מוריס, גרסה יבשה של האחרון (לדוגמא, ¹⁹⁾ או במבוך בארנס (למשל, ^20), יש פוטנציאל אינסופי מסלולי החולדה יכולה לקחת כדי להגיע למטרה. במבוך מוריס המים, למשל, את המיקום של המטרה ניתן ללמוד על סמך ציוני דרך או רמזים (אסטרטגית allocentric) חיצוניות, או פשוט על ידי שחייה בחוגים לכיוון המרכז עד הפלטפורמה נמצאת (אסטרטגיה אגוצנטרית) ^21. יש משימות מסוימות מטרות מרובותורמה גבוהה של גמישות, כמו משימת קונוס-שדה ²² או רדיאלי של Olton מבוך ^23. בקצה השני של הסקאלה הן משימות, אשר מציעות גמישות מוגבלת בהשגת המטרה, לדוגמא, במבוך האבן, או הגרסה לסירוגין של T-המבוך. משימות אלה מספקות דרך נכונה יחיד להגיע למטרה ולהקל את הופעתה של שגרה קוגניטיביים שנשלטות בעיקר על ידי מערכת זיכרון פרוצדורלי מבוסס striatal.

המבוך הכפול-H הוא מכשיר חדשני במרחב בדיקת זיכרון, שנועד לאפשר לניסוי לכוון את הסוג של אסטרטגיה שהוא למד על ידי מכרסמים בפתרון המשימה ^24. בהרכב של שלוש זרועות ריצה מקבילות הצטלבו ידי סמטה מרכזית בניצב, המבוך הכפול-H הוא משימת מים-בריחה שבי ללמוד מכרסמים להגיע פלטפורמת בריחה שהוא שקוע באחד מקומות המבוך. במהלך אימון, אסטרטגיה פרוצדורליים ניתן לפתח על ידי שמירה על tהוא זהה להתחיל ומקומות מטרה לאורך כל דרך. לחלופין, אסטרטגית allocentric עשויה להיות מפותחת על ידי לסירוגין המיקום מתחיל בסדר אקראי, וכן הוא מחייב את העכברוש ללמוד את המיקום של הפלטפורמה הנסתרת המבוסס על רמזים סביבתיים שכן יש לעשות במבוך מים. זה מתגבר מכשול נוכחי במשימות מבוך רבות ושונות, שבו יש הניסוי אחרת מעט מאוד שליט על הסוג של אסטרטגיה שמכרסמים לנצל. זה חשוב כאשר שוקל כי ההשפעות של תרופות פוטנציאליות לשיפור הכרה מסוימות להסתמך על מערכת מקום-הזיכרון מבוסס בהיפוקמפוס, ובכך את הופעתה של שגרה או נהלים קוגניטיבית עלולה לבלבל את הפרשנות של התצפיות התנהגותיות כאשר בעלי חיים, למשל מתג מallocentric לזיכרון פרוצדורלי במהלך אימון. כמו כן, זה עשוי להיות רצוי כדי להעריך את ההשפעות של תרופות וטיפולים בזיכרון פרוצדורלי, ללא ההשפעה של זיכרון מבוסס מקום allocentric. לבסוף, מכשיר זהיכול להיות מנוצל כדי ללמוד את יחסי הגומלין שיתופיים או תחרותיים בין מערכות זיכרון אלה, והתנאים שבם מכרסמים עשויים לעבור ממערכת אחת לשנייה.