إجراء اختبار موضوعي واستنساخه من التعلم حاسة الشم والتمييز في الفئران

الهدف العام من بروتوكول السلوك هذا هو تدريب الفئران بحيث تربط رائحة واحدة بمكافأة ، ورائحة أخرى بالعقاب. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب ، مثل التعلم واللدونة المشبكية والتمييز الحسي. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه بمجرد تدريبها ، تقوم الفئران بمئات التجارب في غضون ساعات للحصول على عينات إحصائية قوية.

تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية نحو علاج أو تشخيص الأمراض التنكسية العصبية ، لأن شدة الخلل الشمي تنبئ بالتدهور المعرفي اللاحق لدى البشر. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة للشم، إلا أنه يمكن تطبيقها أيضا على أنظمة أخرى، مثل الرؤية أو الاختبار. يعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية ، حيث يصعب تعلم الخطوات الأولية لكل من إعداد غرفة السلوك واستخدام البرنامج ، بسبب اختلاف منافذ التوصيل وخطوات التدريب.

للبدء ، قم بتجميع غرفة الماوس مع أرضية الغرفة. احتفظ بصندوق التدريب في منطقة ذات حركة مرور منخفضة ومضاءة بشكل خافت لتجنب الانحرافات. بعد ذلك ، قم بحفر كل منفذ مياه بفتحة صغيرة في الأعلى ، للسماح لإبرة قياس 18 بتوزيع المياه داخل المنفذ.

املأ قارورة زجاجية برائحة مذابة في الزيت المعدني ، وشد الغطاء بإحكام. بعد ذلك ، قم بتوصيل إبرة قياس 18 بأنبوب السيليكون. اخترق غطاء القارورة الزجاجية ، وقم بتوصيل الطرف الآخر من أنبوب السيليكون بمدخل منافذ الرائحة.

بعد ذلك ، ضع كل أنبوب سيليكون في صمام رائحة. قم بتوصيل خط التفريغ بمنافذ الرائحة. قم بتوصيل حقنتين سعة 10 ملليلتر بقضيب تثبيت معدني ، وقم بتوصيل الأنبوب بالمحاقن.

بعد ذلك ، قم بتوصيل الجانب الآخر من الأنبوب بإبرة قياس 18. ضع الإبرة في الفتحة المحفورة لمنفذ كزة الأنف في غرفة الماوس ، وقم بتوصيل الطرف الآخر من الأنبوب بصمام الماء. املأ المحاقن سعة 10 ملليلتر بمياه شرب القوارض.

ثم قم بتوصيل مقياس تدفق الهواء بمدخل الهواء ، وحافظ على تدفق الهواء من ثلاثة إلى خمسة لترات في الدقيقة. قم بتوصيل صمامي المياه وصمامي الرائحة ومنفذي المياه ومنفذ الرائحة والطاقة بنظام واجهة USB. وأخيرا ، قم بتوصيل صندوق واجهة USB بالطاقة.

بعد ذلك ، اضبط شفط الفراغ لتجنب التلوث المتبادل للروائح بين التجارب ، واستخدم أنابيب خاصة بالرائحة لتوصيل قوارير الرائحة بالغرفة. لإعداد الفئران للتدريب ، ابدأ في تقييد الماء بسعر 40 مل لكل كيلوغرام في اليوم. قم بوزن الفئران يوميا للتأكد من أنها تزيد عن 80٪ من الوزن الأساسي ، وحافظ على ثبات جميع العوامل البيئية طوال البروتوكول ، بما في ذلك درجة الحرارة والضوضاء والروائح الطائشة.

قم بتنظيف القفص قبل نقل كل ماوس إليه. رش وامسح الغرفة بنسبة 70٪ من الإيثانول لتقليل تشتيت رائحة الفأر. بالنسبة للمرحلة الأولى من التدريب، قم بتكوين مربع السلوك باستخدام منفذ مياه في المنتصف، ومع تعذر الوصول إلى جميع المنافذ الجانبية.

ضع الفأر في الغرفة وأغلقه. ثم ابدأ برنامج المرحلة الأولى. اعتبر هذه المرحلة مكتملة عندما يحقق الماوس 100 تجربة في غضون 60 دقيقة.

أخرج الماوس من الغرفة بعد 60 دقيقة ، أو اكتمال 100 تجربة. بالنسبة للمرحلة الثانية من التدريب ، قم بتكوين هذه المرحلة وكل مرحلة لاحقة بمنفذي مياه على الجانبين ومنفذ الرائحة في المنتصف. ضع الفأر في الغرفة وأغلقه.

ثم ابدأ برنامج المرحلة الثانية. ضع في اعتبارك هذه المرحلة مكتملة عندما يتم إجراء ما لا يقل عن 40 تجربة في 60 دقيقة ، مع تلقي ما لا يقل عن 25٪ من مكافآت المياه في غضون خمس ثوان من كزة أنف المنفذ المركزي. قم بإزالة الماوس بمجرد اكتمال هذه المرحلة.

للتدريب في المرحلة الثالثة، قم بتوصيل رائحة S-plus بوحدة التحكم في توصيل الرائحة. ضع الفأر في الغرفة وأغلقه. بعد ذلك ، ابدأ برنامج المرحلة الثالثة.

اعتبر هذه المرحلة مكتملة عندما يكون هناك أكثر من 60 مكافأة في غضون 60 دقيقة ، وقم بإزالة الماوس بمجرد منافسة المرحلة. بالنسبة للمرحلة الرابعة من التدريب ، قم بتعيين تكوين الصندوق مثل المرحلة الثالثة السابقة. بعد ذلك ، قم بتوصيل كل من S-plus و S-minus الرائحة بوحدة التحكم في توصيل الرائحة.

ضع الفأر في الغرفة وأغلقه. ثم ابدأ برنامج المرحلة الرابعة. بعد أن يكمل الماوس 40 تجربة ، قم بتبديل البرنامج لتوصيل الروائح بشكل عشوائي.

قم بإزالة الماوس بمجرد اكتمال المرحلة. بالنسبة للمرحلة الرابعة من التدريب ب ، اجعل هذه المرحلة مطابقة للمرحلة الرابعة أ. ومع ذلك ، فإن عقوبة المهلة لمحاولة مكافأة الماء بعد رائحة S ناقص هي أربع ثوان.

قم بتوصيل كل من S-plus و S-minus الرائحة بوحدة التحكم في توصيل الرائحة. ضع الفأر في الغرفة. أغلق حجرة الماوس وابدأ المرحلة الرابعة ببرنامج B.

اعتبر هذه المرحلة مكتملة عندما يكون هناك أكثر من 100 تجربة في غضون 60 دقيقة ، بدقة تزيد عن 85٪ لمقايسة الانتقال / عدم الذهاب ، قم بتعيين تكوين الصندوق مثل المرحلة السابقة رابعة-ب. قم بتوصيل كل من S-plus و S-minus الرائحة بوحدة التحكم في توصيل الرائحة. ثم ضع الفأر في الغرفة.

ابدأ برنامج الذهاب / عدم الذهاب ثم عرض الفأر الذي تعلم مهمة التعلم الشمي لأزواج جديدة من الروائح المتشابهة كيميائيا. بمجرد أن تتعلم الفئران مهمة التعلم الشمي ، يمكنها ربط أزواج الروائح الجديدة بالثواب والعقاب. تبدأ هذه الفئران المدربة عادة بدقة تبلغ حوالي 50٪ في مهمة التنقل / عدم الذهاب.

يمكن رسم النسبة المئوية الصحيحة عن طريق الكتلة التجريبية كمنحنى تعليمي لأزواج الروائح الجديدة. في غضون 10 تجارب كتلية ، تكون الفئران قادرة على التمييز بشكل صحيح بين الروائح ، بدقة تزيد عن 85٪. هذا يدل على أن بروتوكولنا قد نجح في تدريب الفئران البرية على ربط رائحة واحدة بمكافأة مائية وأخرى بعقوبة المهلة.

بمجرد أن تتعلم الفئران المهمة ، يمكن تعديل أزواج الروائح لزيادة أو تقليل صعوبة المهمة. على سبيل المثال ، يؤدي تقليل تركيز زوج الرائحة إلى زيادة صعوبة المهمة. الفئران قادرة أيضا على تذكر أزواج الروائح المكتسبة السابقة.

بعد الانتظار سبعة أيام منذ تعلم المهمة ، أظهر اختبار الاستدعاء أن الفئران البرية يمكنها أن تتذكر بسرعة ارتباطات الرائحة التي تم تعلمها مسبقا. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر التأكد من أن الروائح المطلوبة متصلة بشكل صحيح بصندوق السلوك. من المهم بشكل خاص أن يستخدم العديد من المجربين روائح مختلفة.

باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل رسم خرائط الرائحة من أجل الإجابة على أسئلة إضافية مثل ، كيف يؤثر التعلم على الطريقة التي يمثل بها الدماغ المعلومات الحسية؟ بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال علم الأعصاب لاستكشاف التغيرات العصبية الناجمة عن التعلم في نظام حاسة الشم للفأر. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تعليم الفئران ربط رائحة واحدة بمكافأة ورائحة أخرى بالعقاب.

لا تنس أن العمل باستخدام الإبر الحادة يمكن أن يكون خطيرا للغاية ، ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات مثل التخلص السليم من الأدوات الحادة أثناء تنفيذ هذا الإجراء.