Задача Морриса по водной навигации
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( апрель 2009 г. ) |
Задача навигации Морриса в воде , также известная как водный лабиринт Морриса (не путать с водным лабиринтом ), представляет собой поведенческую процедуру, чаще всего используемую с грызунами. Он широко используется в поведенческой нейробиологии для изучения пространственного обучения и памяти . [1] Он позволяет с большой точностью изучать обучение, память и пространственную работу, а также может использоваться для оценки повреждений определенных областей коры головного мозга. [1] [2] Он используется нейробиологами для измерения влияния нейрокогнитивных расстройств на пространственное обучение и возможных нейронных методов лечения, для проверки влияния поражений мозга в областях, связанных с памятью, а также для изучения того, как возраст влияет на когнитивные функции и пространственное обучение. [1] [3] Это задание также используется в качестве инструмента для изучения злоупотребления наркотиками, нервной системы, нейротрансмиттеров и развития мозга. [4] [5]
Обзор
[ редактировать ]
Основная процедура задачи Морриса по водной навигации заключается в том, что крысу помещают в большой круглый бассейн, и ей необходимо найти невидимую или видимую платформу, которая позволит ей выбраться из воды, используя различные сигналы. [3] [6] На продуктивность крыс могут влиять многие факторы, включая их пол, окружающую среду, в которой они выросли, воздействие наркотиков и т. д. [4] У крыс есть три основные тактики выхода из лабиринта: праксическая стратегия (запоминание движений, необходимых для того, чтобы добраться до платформы), тактическая стратегия (крыса использует визуальные подсказки, чтобы добраться до места назначения) или пространственная стратегия (используя дистальные подсказки). как ориентиры для определения своего местоположения). [7] Существует множество парадигм водного лабиринта, которые можно использовать для изучения различных когнитивных функций. [8] В частности, когнитивную гибкость можно оценить, используя парадигму водного лабиринта, в котором скрытая платформа постоянно перемещается. [9]
История
[ редактировать ]Задача Морриса по водной навигации была задумана Ричардом Г. Моррисом (тогда работавшим в Университете Сент-Эндрюс ) в 1981 году как альтернатива радиальному лабиринту. [10] Тест был разработан для изучения пространственного обучения и его отличий от других форм ассоциативного обучения . [11] Первоначально крыс, а теперь чаще мышей, помещали в открытый бассейн, и задержку выхода из него измеряли до шести попыток в день в течение 2–14 дней. [12] Для оценки производительности животного используются несколько переменных. Например, «пробное испытание» измеряет, как долго испытуемый проводит в «целевом квадранте» (квадранте со скрытой платформой). [12] Более сложные испытания изменяют расположение скрытой платформы или измеряют расстояние, пройденное плаванием в бассейне, прежде чем добраться до платформы. [12] За прошедшие годы было выполнено множество различных версий этого теста с большим количеством переменных. Например, нейробиологи изучают влияние различий пола, веса, силы, уровня стресса, возраста и видовой принадлежности. Результаты сильно различаются, поэтому исследователи не могут делать выводы, если эти переменные не остаются постоянными. [1] За всю историю этой задачи использовалось множество пулов разного размера, но было показано, что это не оказывает существенного влияния на результаты теста. [13] В ранних версиях задачи исследователи рассчитывали только задержку перед побегом, однако теперь устройства видеослежения регулярно используются для измерения пути побега, времени, проведенного в каждом квадранте, и расстояния, пройденного в бассейне. [14]
Оригинальный эксперимент
[ редактировать ]В первом эксперименте Морриса аппарат представлял собой большой круглый бассейн диаметром 1,30 м и высотой 0,60 м. Целью первоначального эксперимента было показать, что пространственное обучение не требует наличия местных сигналов, а это означает, что крысы могут научиться определять местонахождение объекта без каких-либо слуховых, визуальных или обонятельных сигналов. [15]
Анализ
[ редактировать ]Самый ранний показатель обучения — это задержка выхода , то есть время, необходимое для поиска платформы. Однако на этот показатель влияет скорость плавания, которая не обязательно является когнитивным фактором, а длина пути между точкой отправления и платформой является параметром, более тесно связанным с пространственным обучением. [16] Дальнейшими параметрами являются мера Галлахера, [17] среднее расстояние до платформы и тест коридора Уишоу, [18] который измеряет время и путь на полосе, ведущей непосредственно от места старта к платформе. Другие параметры измеряются во время пробных испытаний: платформу для спасения удаляют и мышам или крысам дают ее искать в течение фиксированного времени (часто 60 секунд). Измеряемыми переменными являются время и длина пути в квадрантах, время возле платформы и пересечение платформ.
Сравнение с задачами в лабиринте
[ редактировать ]Как и другие пространственные задачи, такие как Т-образный лабиринт и лабиринт с радиальными рукавами , задача Морриса по водной навигации предназначена для измерения пространственной памяти, контроля движений и когнитивного картирования . [19] [20] По сравнению с ними Т-образный лабиринт и лабиринт с радиальными рукавами гораздо более структурированы. [21] Например, в Т-образном лабиринте от крысы или мыши требуется только принять бинарное решение: выбрать лево или право (или восток или запад). С другой стороны, в задаче Морриса по водной навигации животному необходимо постоянно решать, куда идти. [11] Другая причина, по которой это задание стало популярным, заключается в том, что крысы (но не мыши) [19] являются прирожденными пловцами, но не любят более холодную воду (мыши просто не любят воду любой температуры), поэтому для выполнения задачи им не нужно мотивироваться лишением пищи или поражением электрическим током. [11] Мобильность платформы позволяет проводить эксперименты по обучению и переобучению. [14] Кроме того, установка устройства и стоимость относительно невелики. [14]
Слабые стороны
[ редактировать ]Когда в пробном испытании сокращается время поиска платформы в целевом квадранте, это рассматривается как прямое свидетельство того, что пространственная память крысы должна быть нарушена. Однако во многих случаях причина более длительного поиска платформы или отсутствия поиска в целевом квадранте не имеет ничего общего с влиянием на пространственную память крысы, а на самом деле связана с другими факторами. Крупное исследование производительности на мышах пришло к выводу, что почти половина всех различий в показателях производительности обусловлена различиями в тигмотаксисе — склонности животных оставаться близко к стенкам бассейна. Около 20% изменчивости объяснялось разной склонностью мышей пассивно плавать в воде до тех пор, пока их не «спасет» экспериментатор. Различия в пространственной памяти были лишь третьим фактором, объясняющим лишь 13% различий в производительности животных. [16]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Д'Хуге, Р.; Де Дейн, ПП (август 2001 г.). «Применение водного лабиринта Морриса в изучении обучения и памяти». Исследования мозга. Обзоры исследований мозга . 36 (1): 60–90. дои : 10.1016/S0165-0173(01)00067-4 . ПМИД 11516773 . S2CID 2651456 .
- ^ Моррис, Р.Г.; Гарруд, П; Роулинз, Дж. Н.; О'Киф, Дж (24 июня 1982 г.). «Нарушение навигации по месту у крыс с поражением гиппокампа». Природа . 297 (5868): 681–3. Бибкод : 1982Natur.297..681M . дои : 10.1038/297681a0 . ПМИД 7088155 . S2CID 4242147 .
- ^ Jump up to: а б Шарма, С; Ракоци, С; Браун-Борг, Х. (23 октября 2010 г.). «Оценка пространственной памяти у мышей» . Науки о жизни . 87 (17–18): 521–36. дои : 10.1016/j.lfs.2010.09.004 . ПМК 6457258 . ПМИД 20837032 .
- ^ Jump up to: а б Вонгвитдеча, Н; Марсден, Калифорния (9 апреля 1996 г.). «Влияние социальной изоляции на обучение в водном лабиринте Морриса». Исследования мозга . 715 (1–2): 119–24. дои : 10.1016/0006-8993(95)01578-7 . ПМИД 8739630 . S2CID 12321749 .
- ^ Мендес, Айова; Монтгомери, Канзас; ЛаСарж, CL; Саймон, Северо-Запад; Бизон, Дж.Л.; Сетлоу, Б. (февраль 2008 г.). «Долгосрочные последствия предыдущего воздействия кокаина на работу водного лабиринта Морриса» . Нейробиология обучения и памяти . 89 (2): 185–91. дои : 10.1016/j.nlm.2007.08.005 . ПМК 2258220 . ПМИД 17904876 .
- ^ Ворхес, К; Уильямс, М. (27 июля 2006 г.). «Водный лабиринт Морриса: процедуры оценки пространственных и связанных с ним форм обучения и памяти» . Протоколы природы . 1 (2): 848–58. дои : 10.1038/нпрот.2006.116 . ПМЦ 2895266 . ПМИД 17406317 .
- ^ Брандейс, Р; Брэндис, Ю; Иегуда, С. (сентябрь 1989 г.). «Использование водного лабиринта Морриса в изучении памяти и обучения». Международный журнал неврологии . 48 (1–2): 29–69. дои : 10.3109/00207458909002151 . ПМИД 2684886 .
- ^ Д'Хуге, Р.; Де Дейн П.П. (август 2001 г.). «Применение водного лабиринта Морриса в изучении обучения и памяти». Исследования мозга. Обзоры исследований мозга . 36 (1): 60–90. дои : 10.1016/S0165-0173(01)00067-4 . ПМИД 11516773 . S2CID 2651456 .
- ^ Сааб, Би Джей; Сааб AMP; Родер Дж. К. (май 2011 г.). «Статистические и теоретические соображения по водному лабиринту с перемещением платформы». Журнал методов нейробиологии . 198 (1): 44–52. дои : 10.1016/jneumeth.2011.03.008 . ПМИД 21419797 . S2CID 33909927 .
- ^ Венк, Г.Л. (май 2004 г.). Жаклин Н. Кроули ; и др. (ред.). Оценка пространственной памяти с использованием радиального лабиринта и водного лабиринта Морриса . Том. Глава 8. стр. 8.5А.1–8.5А.12. дои : 10.1002/0471142301.ns0805as26 . ISBN 978-0471142300 . ПМИД 18428607 . S2CID 205151857 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Jump up to: а б с Моррис, Р. (май 1984 г.). «Разработка процедуры водного лабиринта для изучения пространственного обучения у крыс». Журнал методов нейробиологии . 11 (1): 47–60. дои : 10.1016/0165-0270(84)90007-4 . ПМИД 6471907 . S2CID 8292701 .
- ^ Jump up to: а б с Морган, Д; Буккафуско, Джей-Джей (2009). «Задачи водного лабиринта на мышах: специальная ссылка на трансгенных мышей с болезнью Альцгеймера». ПМИД 21204327 .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Ван Дам, защитник; Кредиторы, Г; Де Дейн, ПП (март 2006 г.). «Влияние диаметра водного лабиринта Морриса на визуально-пространственное обучение у разных линий мышей». Нейробиология обучения и памяти . 85 (2): 164–72. дои : 10.1016/j.nlm.2005.09.006 . ПМИД 16290194 . S2CID 19824659 .
- ^ Jump up to: а б с Терри А.В., младший; Буккафуско, Джей-Джей (2009). «Задачи пространственной навигации (водный лабиринт)». ПМИД 21204326 .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Моррис, RGM (май 1981 г.). «Пространственная локализация не требует присутствия местных подсказок». Обучение и мотивация . 12 (2): 239–260. дои : 10.1016/0023-9690(81)90020-5 .
- ^ Jump up to: а б Вулфер, ДП; Стагляр-Божичевич, М; Эррингтон, МЛ; Липп, HP (1998). «Пространственная память и обучение у трансгенных мышей: факт или артефакт?» . Новости физиологических наук . 13 (3): 118–123. doi : 10.1152/физиологияонлайн.1998.13.3.118 . ПМИД 11390774 . S2CID 10771826 .
- ^ Маей Х.Р., Заславский К., Тейшейра К.М., Франкленд П.В. (2009). «Какой наиболее чувствительный показатель эффективности испытаний зонда в водном лабиринте?» . Фронт Интегр Неврологии . 3 : 4. doi : 10.3389/neuro.07.004.2009 . ПМЦ 2659169 . ПМИД 19404412 .
- ^ Уишоу, IQ (октябрь 1985 г.). «Блокада холинергических рецепторов у крыс ухудшает локализацию, но не таксонную стратегию навигации по месту в плавательном бассейне». Поведенческая нейронаука . 99 (5): 979–1005. дои : 10.1037/0735-7044.99.5.979 . ПМИД 3843314 .
- ^ Jump up to: а б Уишоу, IQ (1995). «Сравнение крыс и мышей в задании на место в бассейне и на сопоставлении с заданием на размещение: некоторые удивительные различия». Физиология и поведение . 58 (4): 687–693. дои : 10.1016/0031-9384(95)00110-5 . ПМИД 8559777 . S2CID 11764808 .
- ^ Крузио, Вим (1999). «Методологические соображения по тестированию обучения на мышах». В Крузио МЫ; Герлай, RT (ред.). Справочник по молекулярно-генетическим методам исследования мозга и поведения (1-е изд.). Амстердам: Эльзевир. стр. 638–651. ISBN 978-0-444-50239-1 .
- ^ Ходжес, Х. (июнь 1996 г.). «Процедуры лабиринта: сравнение радиально-рукавного и водного лабиринта». Исследования мозга. Когнитивные исследования мозга . 3 (3–4): 167–81. дои : 10.1016/0926-6410(96)00004-3 . ПМИД 8806020 .