Method Article
בפרוטוקול זה, יישום רומן של אפלית ריח מתואר. משימת Dig היא משימה זולה למדי שניתן להשתמש בו כדי להעריך את ההכרה חזיתית בתיווך בעקבות ניזק מוחי.
ליקוי קוגניטיבי הוא הסיבה השכיחה ביותר לאובדן כושר בבני אדם לאחר פגיעה מוחית, עדיין המשימות התנהגותיות להערכה קוגניציה במכרסמים של פגיעה מוחית חסרות. הלוואות מהספרות אופרנטית המעבדה שלנו מנוצלות הפרדיגמה אפלית ריח בסיסית 1-4 כדי להעריך את הגירעונות בחולדות פצועות-חזיתית. בעבר שתארנו בקצרה את המשימה לחפור והוכחנו כי חולדות עם ניזק מוחי קדמי להראות גירעונות חמורים ברחבי בדיקות מרובות במשימה 5. כאן אנו מציגים פרוטוקול מפורט יותר למשימה זו. חולדות הוכנסו לחדר ואפשרו להיפלות בין שתי חולות ריחניות, שהאחד מהם מכילות מחזקת. המשפט מסתיים אחרי העכברוש או מפלה בצורה נכונה (מוגדר כחופר בחול הריחני הנכון), באופן שגוי מפלה, או 30 שניות חולפת. חולדות שכהלכה מפלות מותר להתאושש ולצרוך המחזקת. חולדות שדיscriminate שגוי יוסר מייד מהחדר. זה יכול להימשך באמצעות מגוון רחב של היפוכים וניחוחות חדשים. הניתוח הראשוני הוא דיוק לכל זיווג ריח (פרופורציה נכונה לכל ריח מצטבר). הממצאים הכלליים ממשימת Dig מראים כי הוא הכנת ניסוי פשוט שיכול להעריך את הגירעונות בחולדות עם ניזק לקליפת מוח קדמי דו צדדי בהשוואה לחולדות עם ניזק הקודקודית חד צדדי. משימת Dig גם ניתן לשלב בקלות לתוך סוללת מבחן הקוגניטיבי קיימת. השימוש במשימות נוספות כגון זה יכול להוביל לבדיקות מדויקות יותר של פגיעה חזיתית פונקציה הבאה, שעלול להוביל לאפשרויות טיפוליות לטיפול. כל השימוש בבעלי החיים היה מתנהל בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי הטיפול בבעלי החיים המוסדיים ועדה ושימוש.
ניזק מוחי כתוצאה מפגיעת מוח טראומטי (TBI) ושבץ הוא אחד הגורמים המובילים של מוות ונכות בארצות הברית. יחד, אלה תוצאת ההפרעות בסך של כמעט 2,500,000 מקרים, עם כמעט 500.000 שגורמים למוות או לפגיעה 6-7. למרות מחיר כבד זה על החברה, מעט מאוד טיפולים פותחו לטיפול או TBI או שבץ. במידה מסוימת, חוסר אפשרויות טיפול זמינות ניתן לייחס להערכות התנהגות בלתי מספקות של תרופות וטיפולים חדשניים 8. בפרט, יש חוסר של משימות בצורה מדויקת ורגיש כדי להעריך את ההשפעות של טיפולים על הליקויים קוגניטיביים השונים בעקבות פגיעה מוחית בספרות הקלינית. כרגע רוב ההערכות קוגניטיביות המבוצעות להעריך זיכרון המרחבי באמצעות משימת מבוך כמו מבוך המים של מוריס 9. ישנן סיבות רבות לחוסר בדיקות, כוללים הזמן שנדרש כדילאפיין באופן מלא ולהעריך בעיות קוגניטיביות, הסתמכות כבדה על ציוד וידע יקר לנצל משימות אינסטרומנטאלית, והמהירות שבה ניתן לבצע הערכות אלה. לשם כך, יש לנו משימה בסיסית מותאם ניחוח אפליה, משימת Dig, כדי להעריך פגיעה מוחית קוגניציה הבאה. משימת Dig נועדה להיות כלי זול, מהיר ויעיל להערכת פגיעה מוחית הבאה קוגניטיבי התפקוד מTBI או שבץ.
משימת Dig מסתמכת על העקרונות הבסיסיים של למידה אופרנטית וקבלת החלטות. כפי שהוא רק פרדיגמה החלטת שתי בחירה, משימה זו מייצגת את אחד מהאפליות הפשוטות ביותר שניתן לעשות. בפרוטוקול להלן הפרטים להגדרת המשימה, כמו גם את המתודולוגיה אימונים שתפורט. אנחנו גילינו שמשימה זו היא חזקה ביותר כאשר הערכת ליקויים קוגניטיביים חזיתית בתיווך בהשוואה לגירעונות הקודקודית חד צדדיים, אולם זה עדיין לא נבדק במודל שלניזק ביפוקמפוס 5. באופן אידיאלי, משימה זו תהיה מתאימה להערכת היעילות של טיפול או טיפול בהתאוששות של גירעונות קדמיים בעקבות פציעה. עם זאת, ייתכן שעם שינויי משימה זו יכולה לשמש גם כדי לחקור התנהגות קבלת החלטות מורכבות יותר כגון אימפולסיביות והתאמה כללית.
1. חומרים הדרושים להכשרה ובחינה
2. בעלי חי טיפול לפני אימון
3. לחפור אימון
אימון חיה לחפור בחול יכול להתבצע בממוצע שמונה מפגשים במשך ארבעה ימים של זמן. במהלך החפירות training, התא צריך להיות מוגדר על ידי צבת שתי כוסות ריח לתוך המנגנון / בעל והצבת התקנת כוס הריח לבית הבליעה. הנוהל הכללי שיפורט להלן, במטרה לעצב את הבהמה מכלה מחזקת כדי לחפור לחלוטין בחול כדי להחזיר אותו.
4. בדיקת אפליה
5. הערות נוספות
ישנם שני משתנים עיקריים שניתן שנרשמו במשימת Dig: מיסות נכונות / לא נכונות ו. עם זאת, אינם יכולות-תשובות גם תוקלטנה ותנותחנה כפי שהם יכולים להיות חשובים כאשר שוקלים את המוטיבציה. אלה יכולים לשמש ליצירת אמצעים לניתוח כגון דיוק (ניסויים # נכונים / סה"כ), הטית תגובה 11, והשהיה. צעדים אלה יכולים לשמש כדי להעריך כמה סוגים שונים של למידה, תלוי בעיצוב של הניסוי (ראה הערות נוספות לעיל). Pretesting של בעלי חיים מאפשר חוקר להעריך זיכרון לאפליה למדה. תהפוכות של פלייה למדה לאפשר חוקר כדי לראות כיצד גם בעלי חיים יכולים להסתגל לשינוי מגיר. למידה של אפליות רומן מאפשרת לחוקרים להשוות לימוד ברחבי זיווגי ריח שונים, כמו גם להעריך את היכולת ללמידת רומן.
בהתאם לתכנון של המחקר (ראה הערות נוספות לעיל), צעדים אלה יכולים להיותנתח בעיצוב אמצעים חוזרים או ניתן התמוטט לתוך משתנה אחד. בעבר, התמוטט דיוק למידה של פרופורציה נכונה מצטברת כדי לנתח כל אפלית ריח בנפרד 5. זה קרה על ידי סיכום מספר ההבחנות נכונות וחלוקה במספר הכולל של ניסויים עבור כל אפליה. סדרה בכיוון אחד בין נושאי ניתוח הסטיות (ANOVAs) היו אז בשימוש כדי לבחון הבדלים בין קבוצות לכל אפלית ריח לאחר פציעה. עם זאת, יותר כוח, ניתן לקבל לניתוח על ידי שימוש בטכניקות סטטיסטיות מתקדמות כגון דוגמנות השפעות מעורבת. חלופה השנייה היא לנצל את תאורית אות זיהוי לניתוח נתונים. זוהי גישה פופולרית בספרות האנושית קבלת החלטות ומאפשר לחוקר לבחון את מרבית הנתונים מנושא נתון בגרף בודד ולהעריך את מידת הדיוק, הטיות, וגירעונות 12 במהירות. בחירה של גישה האנליטית תהיה להמונע על ידי השאלה rgely ניסיונית, אם אחד לא רוצה להשוות בין סוגים של למידה, להעריך סוג אחד של למידה, או להחיל גישת קבלת החלטות לנתונים.
בעקבות פגיעה מוחית דו צדדית קדמית, המעבדה שלנו מצאה כי חולדות סובלות גירעונות גדולים בכמעט כל סוגי הלמידה במשימה זו. חיות פצועות-חזיתית הראו גירעון בזיכרון לאפליה למדה בעבר, כמו גם קושי ללמוד היפוך שזיווג הריח (איור 3). חיות הפרונטליות גם מתקשים ללמוד אפליות רומן (איור 3). על פי מחקרים קודמים 13, הייתה גם עלייה גדולה בהשתנות בחיות הפצועות חזיתית (איור 3).
בניגוד לכך, פציעות הקודקודית חד צדדיות במעבדה שלנו הראו שום גירעונות פני כל האפליות במשימה זו. חולדות לא הראו חד צדדיות הגירעונות בMory לאפליה למדה בעבר וגם רכש את אפלית ההיפוך בקצב מהיר מאוד (איור 4). הם גם למדו זיווגי ריח חדשניים במהירות רבה (איור 4). בנוסף, ההשתנות בתוך הקבוצה נפגעה באופן חד צדדי, הייתה נמוכות מאוד, עם רוב חולדות ביצוע אופטימלי על עצם את המשימה.
האיור 1. בדיקה במעבדה שלנו נערך בבנק של תאים אופרנטית סטנדרטיים (המד בע"מ Associates) שהותאמו לשימוש במשימה זו על ידי הסרת הארבעה ברי רצפה רצופים כדי לפתוח את המקום לשתי כוסות ריח.
איור 2. בדיקה במעבדה שלנו מנוצלת צינור PVC קצה כובעים (6 סנטימטר ו5.5 סנטימטרי קוטר) כג הריחעליות וחתיכת פלסטיק שקוף וקשיח (10 22 סנטימטרים) עם שני חורים שנקדחו עגולים (5.5 סנטימטרי קוטר) כמחזיק כוסות הריח.
איור 3. גרף זה מציג את ביצועים אופייניים מזויף (כחול) לעומת חזיתית-נפצעו חולדות (אדום) על פני מספר שלבים שונים של בדיקה בשני פורמטים שונים. בפנל, הנתונים מיוצגים כגרף עמודות עם נקודות לבנות המייצגות נקודתי נתונים לחולדות בודדות בכל קבוצה. בפנל ב ', אותו הנתונים בגרף בגרף קו. לא היה הבדל ברכישת האפליה טרום פציעה. עם זאת, בעקבות פציעה ועל אותה האפליה, חולדות מזויפות לבצע באחוזים במצטבר 93% נכונים בעוד חולדות פצועות לבצע באחוזים במצטבר 65% נכונים. כאשר היפוך של האפליה היה מנוהל, injחולדות ured לרדת אל מתחת ל ביצועי סיכוי. בדומה לכך, על אפלית ריח רומן חולדות פצועות-חזיתית התקשו ללמוד זיווג הרומן ונשארו בהמשך ביצועי סיכוי. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.
איור 4. גרף זה מציג את ביצועים אופייניים מזויף (כחול) לעומת חולדות חד צדדיות parietally-פצועות (ירוק) על פני כמה שלבים שונים של בדיקה בשני פורמטים שונים. בפנל, הנתונים מיוצגים כגרף עמודות עם נקודות לבנות המייצגות נקודתי נתונים לחולדות בודדות בכל קבוצה. בפנל ב ', אותו הנתונים בגרף בגרף קו. אין הבדל בין הקבוצות בכל אחד מהאפליות. באופן חד צדדי, בחולדות jured מבוצעות באו, במקרים מסוימים, מעט גבוהה יותר מרמות מזויפות לאחר פציעה. לחצו כאן לצפייה בדמות גדולה.
בסרטון הזה, שהראינו איך משימת Dig יכולה להתבצע תוך שימוש בחומרים זולים יחסית, ועם קצת ניסיון, בדיקה יכולה להתבצע במהירות יחסית (~ 10 דקות / בעלי חיים). זה מאפשר למשימה שיש לשלב בקלות לתוך סוללות לבדיקה קיימות, פציעות TBI מוח שבץ, ואחרים. משימת Dig היא גם חזקה בכך שהוא יכול להעריך כמה היבטים שונים של הכרה, כולל הערכות של למידה קודמת, היפוכים, ורכישות חדשות (למשל, להגדיר משתנה). והכי חשוב, את משימת Dig הוכחה כיעיל בהערכת תפקוד חזיתי בעקבות ניזק מוחי. בנוסף, הפרדיגמה חפירות דומה נעשתה שימוש כדי ללמוד העברת ערך בחולדות לאחר הניזק ביפוקמפוס 4, ולכן בקלות ניתן יהיה לבחון לאחר TBI.
היתרונות העיקריים של משימות כגון זה הם היכולת להעריך צורות אחרות של הכרה ממה שנבדק בדרך כלל ברוב הרבעת פגיעה מוחיתies. בימינו קיימים מחסור במשימות פשוטות, שנרכשה במהירות להערכת קוגניציה חזיתית בתיווך בעקבות ניזק מוחי. בתחום TBI הניסיוני, יש הסתמכות חזקה על מבוכים כהערכה הבלעדית של הכרה 9. אפליה והתנהגות בחירה הן היבטים חשובים של הכרה חזיתית בתיווך אשר צריכים להיות מוערכים ניזק מוחי הבא. אלה נחקרו תחת פרדיגמות שונות (מתעכב התאמה לדוגמה, חיזוק הפרש של שיעור נמוך של קבלה להגיב, מאמץ מבוססת החלטה, וכו ') בתחום הניתוח הניסויי של התנהגות, אבל חסרים במחקרים של פגיעה מוחית 14-16. פיתוח התרופות חדשות לטיפול בניזק מוחי דורש אימות פני שיטות מרובות של, מנוע חושי, ותפקוד הקוגניטיבי. משימות כגון זה יכול להיות חיונית להערכת תפקוד הקוגניטיבי באופן מלא תחת טיפול רפואי.
בעוד מחדש משימת Digמציג צעד בכיוון הנכון להערכת תפקוד מוח לאחר פציעה, עדיין יש מגבלות לזה. היא נועדה להיות פשוט לבנות, לנהל ולנתח, אבל זה אומר שיש גבול העליון למה שהיא יכולה למדוד. נכון לעכשיו, שתי אפשרויות הן כל מה שניתן להעריך על פי הפרדיגמה הנתונה. בנוסף, משימת Dig אינה רגישה מספיק כדי להתמודד עם היבטים אחרים של תפקוד חזיתית, כגון אימפולסיביות, שעשוי להפריע ליכולת קבלת החלטות של בעל חיים.
בעוד משימת Dig הוכחה כמוצלחת עבורנו בהערכת ניזק מוחי בבעלי חיים צעירים, עדיין יש כמה דברים שאפשר לעשות עם המשימה לחדד ולשפר אותו. אלה כוללים אוכלוסיות מיוחדות הערכה (גיל, מין, זן), משווים אותו ישירות לפרדיגמות אופרנטית הוא הותאם מ, ביצוע השוואה ישירה של משימה זו עם משימות אחרות שהערכת תפקוד חזיתי בעקבות פציעה, ולחקור additiדרכי onal כדי לנתח ולהשוות את הנתונים המופקים מהמשימה. משימה זו נועדה לטפל בכמה בעיות בתחום שלנו על ידי בדיקת פונקציה חזיתית בדרכים מרובות בעקבות ניזק מוחי. עם זאת, משימה אחת לא יכולה למדוד את כל התהליכים הקוגניטיביים המושפעים מפגיעה מוחית. לפיכך, אנו מציעים כי אנשים ממשיכים לפתח ולשפר את משימות כגון זו שתוארה בפרוטוקול זה כדי להעריך ליקויים תפקודיים באופן מלא יותר בעקבות פגיעות מוחיות. בעשותנו כך, אנו יכולים להגביר את היעילות של פיתוח תרופה וטיפול לפגיעה מוחית על ידי הערכה פני אמצעים מרובים.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
מימון לפרויקט זה סופק על ידי קרנות ערות ממענק NINDS NS045647.
שם חומר | חברה | מספר קטלוגים | תגובות |
ציוד | |||
לשכת אינסטרומנטאלית | איגודי מד | ENV-008CT | כמות: 1 קאמרית אופרנטית רגיל, אין התקנים חיצוניים. |
פרספקס | חנות מקומית | N / | הסכום: 1 גיליון חותך לגודל נכון כדי להתאים את האולם. |
Caps End צנרת PVC | חנות מקומית | N / | כמות: 2 כוס התקנה / ריח. |
ריאגנטים | |||
חול | חנות מקומית | ||
תבלינים שונים | חנות מכולת מקומית | ||
מחזקת | חנות מכולת מקומית | ||
* ציוד רשום לבנייה לקאמרית. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved