Лабиринт Барнса
Лабиринт Барнса — это инструмент, используемый в психологических лабораторных экспериментах для измерения пространственного обучения и памяти . Впервые тест был разработан доктором Кэрол Барнс в 1979 году. [1] Подопытными обычно являются грызуны, такие как мыши или лабораторные крысы , которые либо служат контролем , либо могут иметь какую-то генетическую переменную или недостаток, который заставит их по-разному реагировать на лабиринт. Основная функция лабиринта Барнса — измерение способности мыши изучать и запоминать местоположение целевой зоны с использованием конфигурации дистальных визуальных сигналов, расположенных вокруг зоны тестирования. [2] Эта неинвазивная задача полезна для оценки новых химических веществ на предмет их влияния на когнитивные функции, а также для выявления когнитивных нарушений у трансгенных штаммов грызунов, которые моделируют такое заболевание, как болезнь Альцгеймера . [3] Он также используется нейробиологами, чтобы определить, существует ли причинное влияние легкой черепно-мозговой травмы на дефицит обучения (испытания на освоение) и сохранение пространственной памяти (зонд) в острых случаях. [4] и хронические моменты времени. [5] Эта задача зависит от внутренней склонности субъектов к побегу из аверсивной среды и от гиппокампа-зависимой пространственной опорной памяти. [6]
Настраивать
[ редактировать ]Лабиринт Барнса представляет собой круглую поверхность с 20 круглыми отверстиями по окружности. Визуальные подсказки, такие как цветные фигуры или узоры, размещаются вокруг стола на виду у животного. Поверхность стола ярко освещена верхним освещением. Под одним из отверстий находится «спасательный ящик», до которого грызун может добраться через соответствующее отверстие в столешнице. Модель основана на отвращении грызунов к открытым пространствам, что побуждает испытуемого искать убежище в спасательной коробке. Обычный грызун научится находить спасательный ящик за четыре-пять попыток и направится прямо к спасательному ящику, не пытаясь сбежать через неправильные отверстия. Измеряются различные параметры, включая задержку выхода, длину пути, количество ошибок и скорость. Выбор фонового штамма и выбор поведенческих задач имеют важное значение для определения результата эксперимента. Эти переменные помогают подтвердить, что врожденная тревожность и когнитивные способности значительно различаются у разных линий мышей. [7]
Производительность
[ редактировать ]
Эффективность обычно измеряется количеством ошибок, которые совершает грызун, то есть количеством раз, когда он сует нос в нору, в которой нет спасательного короба. Скорость снижения количества ошибок в каждом испытании можно рассчитать, чтобы представить кривую обучения. Также можно измерить и другие значения производительности, например длину пути до escape-бокса, при этом более короткий путь указывает на меньшее количество ошибок. Кроме того, стратегия, используемая каждым грызуном, может быть оценена как случайная (случайная проверка каждой лунки), систематическая (проверка каждой лунки в шаблоне) или пространственная (прямое движение к лунке с помощью ящика).
Из-за пространственной природы лабиринта Барнса повреждение гиппокампа приводит к нарушениям выполнения задания. [8] Эксперимент, проведенный на дегу , особом виде грызунов, показал, что в лабиринте Барнса могут быть половые различия. Во время обучения задачам, в ходе которых происходило кодирование , женщины чаще использовали пространственную стратегию, в то время как мужчины предпочтительно применяли последовательные, случайные или противоположные стратегии. Кроме того, было отмечено, что пространственная удерживающая способность самок крыс во многом зависела от фазы их эструсного цикла. [9] Различия между самцами и самками обнаруживаются в период кодирования, но не во время хранения , что указывает на то, что на приобретение и консолидацию по-разному влияет пол у дегу. [9]
Сравнение с другими лабиринтами
[ редактировать ]Лабиринт Барнса аналогичен задаче навигации по воде Морриса и задаче лабиринта с радиальными рукавами , но не использует сильный аверсивный стимул (стресс, вызванный плаванием, как в водном лабиринте Морриса) или депривацию (лишение еды или воды, как в лабиринте Морриса). лабиринт радиальных рукавов) в качестве подкрепления. Поведенческие задачи, связанные с высоким уровнем стресса, могут повлиять на производительность животного. [10] над этой задачей, что делает лабиринт Барнса идеальным для устранения путаницы, вызванной стрессом. Однако из-за отсутствия сильных аверсивных стимулов у некоторых грызунов может отсутствовать мотивация для выполнения задания. Привыкнув к лабиринту, субъекты могут предпочесть исследовать его, а не выполнять задание. Чтобы избежать этой проблемы, важно использовать различные параметры для анализа данных. Задержка, длина пути к выходному окну и количество ошибок до первого тыка носом в выходное отверстие использовались ранее в качестве мер. [11] Еще одним недостатком лабиринта Барнса является то, что при тестировании нескольких животных запаховые сигналы, оставленные в лабиринте предыдущим животным, могут повлиять на поведение последующих испытуемых. Это можно легко исправить, убирая лабиринт после каждого испытания.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Барнс, Калифорния (1979). «Дефицит памяти, связанный со старением: нейрофизиологическое и поведенческое исследование на крысах». J Comp Physiol Psychol. 1979 февраль;93(1):74-104.
- ^ Харрисон Ф.Е., Хоссейни А.Х., член парламента Макдональда (2009). «Эндогенная тревога и стрессовые реакции в задачах пространственной памяти в водном лабиринте и лабиринте Барнса». Поведенческие исследования мозга 198 (2009) 247–251.
- ^ Райзерер, Р.С., Харрисон Ф.Э., Сиверуд, округ Колумбия, Макдональд, член парламента. Нарушение пространственного обучения в модели бигенных мышей APPSwe + PSEN1DeltaE9 с болезнью Альцгеймера. Гены, поведение мозга. 6:54-65 (2007).
- ^ Музон, Б; Чайтоу, Х. (декабрь 2012 г.). «Повторяющаяся легкая черепно-мозговая травма на мышиной модели вызывает дефицит обучения и памяти, сопровождаемый гистологическими изменениями» (PDF) . Дж. Нейротравма . 29 (18): 2761–73. дои : 10.1089/neu.2012.2498 . ПМИД 22900595 .
- ^ Музон, Б; Бахмайер, К. (февраль 2014 г.). «Хронические невропатологические и нейроповеденческие изменения в модели повторяющейся легкой черепно-мозговой травмы». Энн. Нейрол . 75 (2): 241–254. дои : 10.1002/ana.24064 . ПМИД 24243523 . S2CID 20622669 .
- ^ Харрисон Ф.Э., Хоссейни А.Х., член парламента Макдональда. 2009. Эндогенные реакции тревоги и стресса в задачах пространственной памяти в водном лабиринте и лабиринте Барнса. Behav Brain Res 198(1):247-51.
- ^ Харрисон, Ф.Е., Хоссейни, А.Х., Макдональд, член парламента. (2009) «Эндогенная тревога и стрессовые реакции в задачах пространственной памяти в водном лабиринте и лабиринте Барнса». Поведенческие исследования мозга. 198(1):247-251.
- ^ Фокс, ГБ., Фан, Л., ЛеВассер, Р.А., Фаден, А.И. Влияние черепно-мозговой травмы на пространственное и непространственное обучение мышей в круговом лабиринте Барнса. J Neurotrauma 15:1037-1046 (1998).
- ^ Перейти обратно: а б Попович Н., Мадрид Дж. А., Рол М. А., Кабальеро-Бледа М., Попвич М. (2010) «Поведение Octodon degus в лабиринте Барнса зависит от пола». Поведенческие исследования мозга. Объем:212(2)
- ^ Хольшер К. Стресс ухудшает производительность при выполнении задач по обучению в пространственном водном лабиринте. Поведение мозга Res. 100:225-235 (1999).
- ^ Харрисон, Ф.Е., Райзерер, Р.С., Томаркен, А.Дж., Макдональд, член парламента. Пространственные и непространственные стратегии побега в лабиринте Барнса. Изучите мем. 13:809-819 (2006).