מבוך מוריס מים הניסוי
24 בספטמבר 2008
מבוך המים מוריס הוא כלי טוב מקובל בשימוש במסמך מעורבותו של ההיפוקמפוס במשימה התנהגותיות.
במבוך המים של מוריס (Morris water maze), בעלי חיים ממוקמים בבריכות מים שבהן עליהם לשחות לעבר פלטפורמת מילוט. במהלך האימון, הפלטפורמה עשויה להיות חשופה כאינץ אחד מעל פני המים. בעל החיים חייב ללמוד לשחות אל הפלטפורמה ולהישאר עליה כדי להיות מחולץ מהבריכה.
לאחר אימון החיה, מגביהים את מפלס המים והופכים אותם לעכורים באמצעות חלב או צבע לא רעיל. כך הפלטפורמה נסתרת. על החיה להסתמך לאחר מכן על הזיכרון כדי למצוא את פלטפורמת המילוט.
שלום, שמי ג'וזף נונייז. אני חבר סגל בתוכנית למדעי המוח באוניברסיטת מישיגן סטייט. היום אני אדגים את מבוך המים של מוריס.
אני אדגים לכם כיצד להקים את המבוך המיי, כיצד לאמן את בעלי החיים וכיצד לבחון אותם. אשמור, בואו נתחיל. הרכיב המרכזי של מערך מבוך המים צריך להיות בריכה עגולה, בקוטר של כשש רגל ובעומק של כשלוש רגל.
אם אתם מקליטים את המשימה באמצעות מצלמה, ודאו שכל צדדי המבוך נמצאים בתוך שדה הראייה של המצלמה. מלאו את מבוך המים במי ברז, שטמפרטורתם צריכה להיות קרובה ל-26 °C. פעולה זו עשויה להימשך מספר שעות, ולכן יש לבצעה זמן רב מראש.
בדקו את טמפרטורת המים באופן תקופתי כדי לוודא שהיא נשמרת על 26 °C פלוס או מינוס מעלה אחת. מקמו את פלטפורמת המילוט במרכז הבריכה. במהלך האימון, ניתן לחשוף אותה בערך באינץ' אחד מעל פני המים.
שלב זה מלמד את החולדה. קיימת פלטפורמה, וזו הדרך לצאת מהמים. כעת אנו מוכנים להתחיל באימון בעלי החיים במבוך המים.
במבוך המים יש ארבע עמדות התחלה: צפון, דרום, מזרח או מערב. העבירו את בעל החיים לאחת מעמדות אלו. הורידו את בעל החיים אל המים תוך תמיכה בו בידכם, והכניסו אותו בעדינות למים החל מקצה הזנב.
ראשית, אין להלביש את בעל החיים בסטרס על ידי טבילת ראשו במים. אפשרו לבעל החיים לשחות במשך מקסימום 60 שניות. בתחילה, ייתכן שבעל החיים ישחה מסביב לדפנות הבריכה בחיפוש אחר דרך החוצה.
בסופו של דבר, החיה תגיע לפלטפורמה ותטפס עליה. ברגע שהמכרסם מגיע לפלטפורמה, יש לעצור את הטיימר ולרשום את הזמן. אם החיה אינה מוצאת את הפלטפורמה תוך 60 seconds, יש לרשום את זמן הניסוי.
המתן דקה אחת. אין להרים את בעל החיים. אם הוא אינו מצליח להגיע לפלטפורמה, יש ללמדו שעליו לשחות אליה.
הנחו את בעל החיים בעדינות אל הפלטפורמה בעזרת היד. הניחו לבעל החיים לשבת במשך 15 שניות. אם הוא נופל או קופץ ממנה, הנחיתו אותו בחזרה בעדינות.
פעולה זו תאמן את בעל החיים להישאר על הפלטפורמה כדי להיות מחולץ מהבריכה. חזור על אותו הליך עבור שני ניסיונות נוספים, כאשר בכל פעם תתחיל ממיקום שונה. לאחר השלמתם, יבש את בעל החיים במגבת לאחר כל אחד משלושת הניסיונות.
חזרו על תהליך האימון הכולל שלושה ניסיונות עבור כל בעלי החיים. שמרו על כיוונים אחידים עבור כולם ורשמו את זמני ההגעה שלהם. כעת, לאחר שבעלי החיים אומנו, הם מוכנים לביצוע מבחן מבוך המים.
כדי להתחיל בניסויי המים של ה-Mae, השלימו את מילוי המיכל. כך שהפלטפורמה תהיה כאינץ אחד מתחת לפני המים. השתמשו באבקת חלב רזה או בצבע לבן לא רעיל כדי להפוך את המים לאטומים.
התאורה וטמפרטורת המים צריכות להיות זהות לאלו שבתהליך האימון. כל בעל חיים יעבור 12 ניסיונות, שלושה מכל כיוון התחלה. כל ניסיון יימשך 60 שניות.
לפני התחלת העבודה: בחרו את סדר הכיוונים ההתחלתיים. אין להשתמש באותם כיוונים התחלתיים פעמיים ברצף, ואין לחזור על אותו סדר עבור אף אחד מהכיוונים.
עקבו אחר בעל החיים עד שיגיע לפלטפורמה ורשמו את הזמן שנדרש לכך. אם בעל החיים לא מגיע לפלטפורמה תוך 60 שניות, המטפל ינחה אותו אל הפלטפורמה כפי שנעשה באימון. בכל מקרה, אפשרו לבעל החיים לשבת במשך 10 שניות, ולאחר מכן ייבשו אותו.
המשיכו עם כל בעל חיים לאורך כל 12 הניסויים, כאשר המטפל בבעל החיים חוזר לאותה נקודה ייעודית. במהלך כל ניסוי, נקו את הבריכה באופן ישיר, וודאו שהפלטפורמה נמצאת במקומה ובדקו שטמפרטורת המים נשארת זהה. ניתן להשתמש במערכת תוכנת מעקב וידאו חכמה כדי לזהות ולנתח התנהגות במהלך ניסויי הבדיקה. וזהו.
אראה לכם כיצד לאמן את בעלי החיים ולבחון אותם. זוהי פרדיגמה התנהגותית מבוססת מאוד. ובכן, בהצלחה בניסויים.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מבוך המים של מוריס הוא מערך ניסויי נפוץ להערכת למידה מרחבית וזיכרון במכרסמים, תוך התמקדות מיוחדת בהיפוקמפוס. במטלה זו, על בעלי החיים לנווט אל פלטפורמת מילוט נסתרת בבריכה של מים עכורים, תוך הסתמכות על זיכרונם כדי להצליח.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- פסיכולוגיה התנהגותית
- מדעי הקוגניציה
רקע
- מבוך המים של מוריס נועד להעריך זיכרון מרחבי.
- הוא משמש ככלי מרכזי בחקר תפקוד ההיפוקמפוס.
- בעלי החיים לומדים לקשר בין רמזים מרחביים לבין מיקומה של פלטפורמת המילוט.
- המטלה כוללת שלבי אימון ושלבי בדיקה.
מטרת המחקר
- לבחון את תפקידו של ההיפוקמפוס בזיכרון ובלמידה.
- להעריך את ההשפעות של התערבויות שונות על זיכרון מרחבי.
- לספק תובנות לגבי תהליכים קוגניטיביים במכרסמים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הנחת בעלי החיים בבריכת מים.
- אימון עם פלטפורמת מילוט גלויה.
- בדיקה עם פלטפורמה חבויה וטבולה.
- שימוש במים עכורים כדי להסתיר את הפלטפורמה במהלך הבדיקה.
תוצאות עיקריות
- בעלי החיים מדגימים למידה על ידי מציאת פלטפורמת המילוט במהירות רבה יותר עם התקדמות הניסויים.
- הביצועים מעידים על תפקוד ההיפוקמפוס.
- וריאציות באימון עשויות להשפיע על שימור הזיכרון.
- התוצאות תורמות להבנת ניווט מרחבי ביונקים.
מסקנות
- מבוך המים של מוריס יעיל לחקר זיכרון ולמידה.
- הוא מדגיש את חשיבותו של ההיפוקמפוס במטלות מרחביות.
- ממצאים אלו עשויים לסייע במחקר על ליקויים קוגניטיביים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות לתעשייה
מבוך המים של מוריס מספק פלטפורמה כמותית איתנה להערכת למידה מרחבית וזיכרון במודלים פרה-קליניים של מכרסמים, המנחה ישירות את תיקוף המטרה והפחתת סיכונים מכניסטיים בגילוי תרופות למערכת העצבים המרכזית (CNS). הפלטים הסטנדרטיים שלו מאפשרים ביטחון חיזוי בקבלת החלטות בשלבים מוקדמים של תיקי פיתוח, ובכך תומכים ברצף תרגומי משלב הגילוי ועד למחקר פרה-קליני. פרדיגמה זו היא בסיסית להערכת נקודות קצה קוגניטיביות ותוצאות תפקודיות הרלוונטיות למסלולי פיתוח של מחלות נוירודגנרטיביות ונוירופסיכיאטריות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה קפדנית של מנגנוני זיכרון מרחבי ותפקוד ההיפוקמפוס.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי בידוד פנוטיפים קוגניטיביים הקשורים למטרות מולקולריות.
- מסייע בביסוס ביטחון חיזוי לגבי מעורבות המטרה והרלוונטיות התפקודית שלה.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספק מערכת התנהגותית מתוקתקת להערכה כמותית של תפקוד קוגניטיבי.
- מספק מדדי זמן-עד-הגעה לפלטפורמה הניתנים לשחזור עבור סריקת תרכובות ומחקרי תגובה למינון.
- מאפשר סטנדרטיזציה של הבדיקה ויכולת השוואה בין מחקרים עבור פורטפוליו של מערכת העצבים המרכזית (CNS).
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה נקודות קצה קוגניטיביות פרה-קליניות עם אסטרטגיות של ביומרקרים תרגומיים.
- תומכת ברציפות מגילוי מכניסטי ועד לתיקוף תפקודי in vivo.
- מספקת מידע לקידום מותאם-סיכון של מועמדים למערכת העצבים המרכזית (CNS) על בסיס יעילות התנהגותית.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
מבוך המים של מוריס ממוקם במפגש שבין הגילוי המוקדם, זיהוי מובילים (lead identification) ותיקוף פרה-קליני עבור תוכניות מחקר של מערכת העצבים המרכזית (CNS).
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת בדיקת השערות לגבי מסלולי זיכרון מרחבי ותפקודי מטרה.
- סריקה: מספקת תוצאי התנהגות כמותיים הניתנים לשחזור לצורך הערכת תרכובות.
- אנליטיקה: מייצרת מדדי ביצוע מבוססי ניסוי וזמן-הגעה-לפלטפורמה לצורך השוואה סטטיסטית.
- מחקר תרגומי: מגשר בין ממצאים פרה-קליניים לנקודות קצה קוגניטיביות קליניות כאשר הם תואמים לאסטרטגיות של סמנים ביולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: משמש כבדיקת התנהגות הניתנת לשימוש חוזר בתוכניות גילוי ופיתוח מרובות של מערכת העצבים המרכזית (CNS).
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון בחיזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף של מטרות במערכת העצבים המרכזית (CNS).
- ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה של הערכה התנהגותית ותומך בחזרתיות בין מחקרים.
- ערך אסטרטגי: מאפשר קבלת החלטות מושכלת של המשך או הפסקה (go/no-go) ומיון יעיל של תיקי פיתוח מבחינה הונית.
- השפעה על תיק הפיתוח: תומך בתעדוף מותאם סיכונים ובקידום נכסי CNS.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות במדעי המוח ההתנהגותיים וטיפול בבעלי חיים.
- נדרשים תנאי סביבה מבוקרים ותשתית מעקב בווידאו ללכידת נתונים.
- נדרשת סטנדרטיזציה של פרוטוקולים וניתוח נתונים בין צוותים שונים.
- ייתכן שיידרש ביצוע התאמות עבור זני מכרסמים שונים או תחומים קוגניטיביים שונים.
- מגבלות מעשיות כוללות הלחצה של בעלי החיים ואת הצורך בטמפרטורת מים עקבית ובמיקום עקבי של הרמזים.
