Радиальный лабиринт: оценка пространственного обучения и памяти у грызунов и людей.

Введение

Радиальный лабиринт был разработан Олтоном и Сэмюэльсоном в 1976 году для измерения пространственного обучения и памяти у крыс. Оригинальный аппарат состоит из восьми равноудаленных плеч, каждое длиной около 120 см, все отходящих от небольшой круговой центральной платформы (в более поздних версиях использовалось от трех до 48 плеч). В конце каждого плеча находится кормушка, содержимое которой не видно с центральной платформы. Два типа памяти, которые оцениваются при выполнении этой задачи, – это опорная память и рабочая память. Опорная память оценивается, когда крысы посещают только те плечи лабиринта, где находится награда. Несоблюдение этого приводит к ошибке опорной памяти. Рабочая память оценивается, когда крысы входят в каждое плечо только один раз. Повторный вход в плечо приводит к ошибке рабочей памяти. Конструкция обеспечивает, что после проверки наличия пищи в конце каждого плеча крыса всегда вынуждена возвращаться на центральную платформу, прежде чем сделать следующий выбор. В результате у крысы всегда есть восемь возможных вариантов. Для предотвращения использования крысами обоняния для обнаружения нетронутой пищи или собственных следов используются строгие меры контроля. Олтон и Сэмюэльсон обнаружили, что у крыс отличная память на посещенные и непосещенные плечи; в среднем они делали около 7,0 новых заходов в свои первые 8 попыток, что обеспечивало 88% правильных выборов. Робертс не обнаружил снижения процента правильных выборов при увеличении количества плеч в радиальном лабиринте с 8 до 16 и затем до 24. Коул и Шаппел Стивенсон, используя радиальный лабиринт с количеством кормушек от 8 до 48, оценили предел пространственной памяти у крыс в пределах от 24 до 32 позиций. В другом эксперименте было показано, что испытуемые с синдромом Уильямса показали значительно худшие результаты по сравнению с контрольной группой по ряду параметров, таких как визуально-пространственная память, общая пространственная функция и процедурная компетентность. У мышей наблюдаются значительные различия в способности к обучению между различными инбредными линиями. Эти различия, по-видимому, коррелируют с размером части проекции моховых волокон гиппокампа. Радиальный лабиринт оказался практичным инструментом для изучения влияния лекарственных препаратов на память. Он также полезен для дифференциации когнитивных эффектов различных токсикантов. Радиальный лабиринт также использовался в нескольких исследованиях с участием детей и взрослых. В частности, исследование под руководством Л. Мандолези использовало испытуемых с синдромом Уильямса (СВ) в связи с интересом к их когнитивному профилю. Наблюдаемая диссоциация между пространственной обработкой и обработкой визуальных объектов позволяет предположить, что у пациентов с СВ пространственные функции нарушены более серьезно, чем визуально-перцептивные. Именно это и проверяет радиальный лабиринт.

The radial arm maze was designed by Olton and Samuelson in 1976 to measure spatial learning and memory in rats. The original apparatus consists of eight equidistantly spaced arms, each about 4 feet long, and all radiating from a small circular central platform (later versions have used as few as three and as many as 48 arms). At the end of each arm there is a food site, the contents of which are not visible from the central platform. Two types of memory that are assessed during the performance in this task are reference memory and working memory. Reference memory is assessed when the rats only visit the arms of the maze which contains the reward. The failure to do so will result in reference memory error. Working memory is assessed when the rats enter each arm a single time. Re entry into the arms would result in a working memory error. The design ensures that, after checking for food at the end of each arm, the rat is always forced to return to the central platform before making another choice. As a result, the rat always has eight possible options. Elaborate controls are used to ensure that the rats are not simply using their sense of smell, either to sense unclaimed food objects or to sense their own tracks. Olton and Samuelson found that rats have excellent memories for visited and unvisited arms; they made, on average, about 7.0 novel entries in their first 8 choices, and thus were 88% correct. Roberts found no decline in the percentage of correct choices as the number of arms on a radial maze were increased from 8 to 16 and then to 24. Cole and Chappell Stephenson, using a radial maze with food locations ranging from 8 to 48, estimated the limit of spatial memory in rats to be between 24 and 32 locations. In another experiment, it was shown that subjects with Williams syndrome performed significantly worse compared to control subjects in multiple parameters such as visuo spatial memory, general spatial function, and procedural competence. In mice, large differences in learning ability exist among different inbred strains. These differences appear to be correlated with the size of a part of the hippocampal mossy fiber projection. The radial arm maze has shown to be practicable to investigate how drugs affect memory performance. It has also been shown to be useful in distinguishing the cognitive effects of an array of toxicants. The radial arm maze has also been use for several studies in children and adults. A particular study led by L. Mandolesi used subjects with William's Syndrome (WS) because of the interest placed on their cognitive profile. There is a dissociation between spatial processing and visuo object processing suggests that in WS subjects spatial functions are more severely impaired than visuo perceptual ones. This is what RAM tests for.