Барнс лабиринты: Жануарлардың кеңістіктік жадысын зерттеу құралы
Barnes maze
Барнс лабиринты – жануарлардың (егеуқұйрықтар, тышқандар) кеңістіктік жадысын зерттеуге арналған тәжірибе. Альцгеймер сияқты ауруларды моделдеуге көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Барнс лабиринті – кеңістіктік оқыну және есте сақтауды өлшеу үшін психологиялық зертханалық тәжірибелерде қолданылатын құрал. Бұл тестті алғаш рет 1979 жылы доктор Кэрол Барнс жасаған. Тәжірибелік нысандар әдетте егеуқырлар, мысықтар немесе зертханалық егеуқырлар болып табылады, олар бақылау тобы ретінде қызмет етеді немесе оларда кейбір генетикалық өзгерістер немесе кемшіліктер болуы мүмкін, бұл олардың лабиринтке әртүрлі реакция көрсетуіне себеп болады. Барнс лабиринтінің негізгі міндеті – сынақ алаңының айналасында орналасқан алыс көрінетін белгілердің конфигурациясын пайдаланып, мақсатты аймақтың орналасуын оқыну және есте сақтау қабілетін өлшеу. Бұл инвазивті емес тапсырма жаңа химиялық бірлестіктердің танымға тигізетін әсерін бағалауға, сондай-ақ Альцгеймер ауруы сияқты ауруларды модельдеуге қолданылатын кеміргіштердің трансгендік штаммдарындағы танымдық жетіспеушіліктерді анықтауға пайдалы. Сонымен қатар, нейроғалымдар оны жеңіл ми жарақатынан кейін оқыну жетіспеушілігіне (танысу сынақтары) және кеңістіктік есте сақтаудың сақталуына (проба) себеп болатын әсер бар-жоғын анықтау үшін өткір және созылмалы кезеңдерде қолданады. Бұл тапсырма субъектінің жағымсыз ортадан қашуға деген ішкі құлшынысына және гиппокампқа тәуелді кеңістіктік анықтамалық жадыға байланысты.
The Barnes maze is a tool used in psychological laboratory experiments to measure spatial learning and memory. The test was first developed by Dr. Carol Barnes in 1979. The test subjects are usually rodents such as mice or lab rats, which either serve as a control or may have some genetic variable or deficiency present in them which will cause them to react to the maze differently. The basic function of Barnes maze is to measure the ability of a mouse to learn and remember the location of a target zone using a configuration of distal visual cues located around the testing area. This noninvasive task is useful for evaluating novel chemical entities for their effects on cognition as well as identifying cognitive deficits in transgenic strains of rodents that model for disease such as Alzheimer's disease. It is also used by neuroscientists to determine whether there is a causative effect after mild traumatic brain injury on learning deficits (acquisition trials) and spatial memory retention (probe) at acute and chronic time points. This task is dependent on the intrinsic inclination of the subjects to escape from an aversive environment and on hippocampal dependent spatial reference memory.
Құрастыру
Барнс лабиринті – айналасында 20-ға дейін дөңгелек тесігі бар дөңгелек беттен тұрады. Жануардың көз алдында үстелдің айналасына түрлі-түсті пішіндер немесе өрнектер орналастырылады. Үстелдің беті жоғарыдан жарықтандыру арқылы жарықтандырылады. Тесіктердің бірінің астында "қашу жәшігі" орналасқан, оған кеміргіш үстелдің үстіндегі сәйкес тесіктен жете алады. Бұл модель кеміргіштердің ашық кеңістіктерден қашуға бейімділігіне негізделген, бұл сынау нысанын қашу жәшігінде паналауға итермелейді. Дұрыс кеміргіш 4-5 әрекетте қашу жәшігін табуды үйренеді және дұрыс емес тесіктер арқылы қашуға тырыспай, тікелей қашу жәшігіне бет түзейді. Қашуға кеткен уақыт, жол ұзындығы, қателер саны және жылдамдық сияқты әртүрлі параметрлер өлшенеді. Эксперимент нәтижесін анықтауда негізгі штамды таңдау және мінез-құлық тапсырмаларын таңдау маңызды. Бұл айнымалылар егеуқырлардың штамдары арасындағы туа біткен алаңдаушылық пен танымдық қабілеттердің айқын айырмашылықтарын растауға көмектеседі.
The Barnes maze consists of a circular surface with up to 20 circular holes around its circumference. Visual cues, such as colored shapes or patterns, are placed around the table in plain sight of the animal. The table surface is brightly lit by overhead lighting. Under one of the holes is an "escape box" which can be reached by the rodent through the corresponding hole on the table top. The model is based on rodents' aversion of open spaces, which motivates the test subject to seek shelter in the escape box. A normal rodent will learn to find the escape box within four to five trials and will head directly toward the escape box without attempting to escape via incorrect holes. Various parameters are measured including latency to escape, path length, number of errors, and velocity. The selection of a background strain and the choice of behavioural tasks are significant in determining the outcome of an experiment. These variables help to verify that innate anxiety and cognitive ability differ considerably among mouse strains.
Өнер көрсету
Әдетте, өнімділік кеміргіш жасаған қателіктер санымен, яғни құтылу қорабы жоқ тесікке мұрын тығудың санымен өлшенеді. Сынақтар бойынша қателіктер санының төмендеу қарқыны оқу қисығын көрсету үшін есептелуі мүмкін. Құтылу қорабына дейінгі жол ұзындығы сияқты, өнімділіктің басқа да көрсеткіштері өлшенуі мүмкін, ал қысқа жол – азырақ қателіктерді білдіреді. Сонымен қатар, әрбір кеміргіш қолданатын стратегия кездейсоқ (әр тесікті кездейсоқ тексеру), жүйелі (тесіктерді белгілі бір ретпен тексеру) немесе кеңістіктік (құтылу қорабы бар тесікке тікелей бағытталған қозғалыс) деп бағалануы мүмкін. Барнс лабиринтінің кеңістіктік ерекшелігіне байланысты, гиппокампқа зақым келтіру тапсырманы орындауда қиындықтарға әкеледі. Дегу (нақты кеміргіш түрі) бойынша жасалған тәжірибе Барнс лабиринтінде жыныстық айырмашылықтар болуы мүмкін екенін көрсетті. Оқу кезеңінде, жадты қалыптастыру жүргенде, әйелдер кеңістіктік стратегияны жиірек қолданды, ал еркектер көбінесе тізбекті, кездейсоқ немесе кері стратегияларды қолданды. Бұған қоса, әйел егешқұйрықтардың кеңістіктік жадты сақтау қабілеті олардың эструс циклының фазасына байланысты екені анықталды. Еркектер мен әйелдер арасындағы айырмашылықтар оқу кезеңінде байқалады, бірақ сақтау кезеңінде емес, бұл жадты қалыптастыру және консолидация процестеріне жыныстың әртүрлі әсер ететінін көрсетеді. Барнс лабиринті стрестен туындаған бұрмалаушылықтарды жоюға ыңғайлы. Дегенмен, күшті жағымсыз стимулдың болмауынан кейбір кеміргіштерде тапсырманы аяқтауға мотивация жетпей қалуы мүмкін. Лабиринтке бейімделгеннен кейін, қатысушылар тапсырманы орындаудың орнына зерттеуге бейім болуы мүмкін. Бұл мәселенің алдын алу үшін деректерді талдау үшін әртүрлі параметрлерді пайдалану маңызды. Латенттілік уақыты, құтылу қорабына дейінгі жол ұзындығы және құтылу тесігіне жасалған алғашқы мұрын тығу кезіндегі қателіктер саны бұрын өлшемдер ретінде қолданылған. Барнс лабиринтінің тағы бір кемшілігі – бірнеше жануарды сынағанда, бұрынғы жануардың лабиринтте қалдырған иіс іздері келесі қатысушылардың өнімділігін өзгертуі мүмкін. Бұл әрбір сынақтан кейін лабиринтті тазалау арқылы оңай түзетіледі.
Performance is typically measured by number of errors the rodent makes, i. e. the number of times it pokes its nose into a hole that does not contain the escape box. The rate of decline in the number of errors per trial can be calculated to represent a learning curve. Other performance values can also be measured, such as path length to the escape box, with a shorter path indicating fewer errors. Additionally, the strategy used by each rodent can be scored as random (randomly checking each hole), systematic (checking each hole in a pattern) or spatial (direct movement to the hole with the drop box). Due to the spatial nature of the Barnes maze, damage to the hippocampus leads to deficits in performance of the task. An experiment done on degu, a specific rodent species, showed that there can be sex differences in performance on the Barnes maze. During the task training where encoding would occur, females used more frequently a spatial strategy, while males preferably applied either serial, random or opposite strategies. In addition, it was noted that the spatial retention ability of female rats was largely dependent on the phase of their estrus cycle. The differences between males and females are found during the encoding period but not during the storage, indicating that acquisition and consolidation are differently influenced by sex in degu. on the task, making the Barnes maze ideal for eliminating stress induced confounds. However, due to the lack of a strong aversive stimuli, some rodents may lack motivation to complete the task. Once acclimated to the maze, subjects may prefer to explore instead of complete the task. Using different parameters to analyze the data is important for avoiding this issue. Latency, path length to escape box, and number of errors to the first nose poke at the escape hole have been used as measures previously. Another drawback to the Barnes maze is that when testing multiple animals, scent cues left on the maze by the previous animal could alter the performance of subsequent subjects. This can be easily corrected by cleaning the maze after each trial.