एक मॉडल सिस्टम के रूप में ज़ेब्राफिश का उपयोग कर तीन चैंबर च्वाइस व्यवहार कार्य
Summary
हम संज्ञानात्मक प्रदर्शन का आकलन करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक व्यवहार कक्ष पेश करते हैं। हम डेटा प्रदान करते हैं कि एक बार अधिग्रहीत होने के बाद, ज़ेब्राफ़िश को 8 सप्ताह बाद कार्य याद है। हम यह भी बताते हैं कि हाइपरग्लाइसेमिक जेब्राफिश ने संज्ञानात्मक प्रदर्शन को बदल दिया है, यह दर्शाता है कि यह प्रतिमान अनुभूति और स्मृति का आकलन करने वाले अध्ययनों पर लागू होता है।
Abstract
न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियां उम्र पर निर्भर, दुर्बल और लाइलाज होती हैं। हाल की रिपोर्टों में भी स्मृति और/या संज्ञानात्मक हानि में परिवर्तन के साथ हाइपरग्लाइसीमिया सहसंबद्ध है । हमने हाइपरग्लाइसेमिक जेब्राफिश के साथ उपयोग के लिए कृंतक के साथ उपयोग किए जाने वाले तीन-कक्ष विकल्प संज्ञानात्मक कार्य को संशोधित और विकसित किया है। परीक्षण कक्ष में एक केंद्रीय रूप से स्थित शुरू कक्ष और दोनों तरफ दो पसंद के डिब्बे होते हैं, जिसमें इनाम के रूप में उपयोग किए जाने वाले शंकुधारी होते हैं। हम डेटा प्रदान करते हैं कि एक बार अधिग्रहीत होने के बाद, ज़ेब्राफ़िश कम से कम 8 सप्ताह बाद कार्य याद रखें। हमारे डेटा से संकेत मिलता है कि ज़ेब्राफिश इस इनाम के लिए मजबूती से प्रतिक्रिया है, और हम उपचार के 4 सप्ताह के बाद हाइपरग्लाइसेमिक मछली में संज्ञानात्मक घाटे की पहचान की है । यह व्यवहार परख अनुभूति और स्मृति से संबंधित अन्य अध्ययनों पर भी लागू हो सकती है।
Introduction
न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियां उम्र पर निर्भर, दुर्बल और लाइलाज होती हैं। इन बीमारियों की व्यापकता बढ़ रही है, जिसके परिणामस्वरूप नई चिकित्सीय रणनीतियों में सुधार और विकास करने की तत्काल आवश्यकता है । प्रत्येक रोग की शुरुआत और प्रस्तुति अद्वितीय है, क्योंकि कुछ भाषा, मोटर और स्वायत्त मस्तिष्क क्षेत्रों को प्रभावित करते हैं, जबकि अन्य सीखने की कमी और स्मृति हानि 1 का कारणबनतेहैं। सबसे विशेष रूप से, संज्ञानात्मक घाटे और/या हानि सभी न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में सबसे प्रचलित जटिलताएं हैं2। इन न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में शामिल अंतर्निहित तंत्रों पर प्रकाश बहाने की उम्मीद में, कई अलग-अलग मॉडल प्रणालियों (ड्रोसोफिला को ड्रोसोफिला से कृंतक और मनुष्य जैसे उच्च-क्रम कशेरुकी के लिए एकल-कोशिकीय जीवों सहित) का उपयोग नियोजित किया गया है; हालांकि, न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों का अधिकांश हिस्सा लाइलाज रहता है।
जीवों में सीखने और स्मृति अत्यधिक संरक्षित प्रक्रियाएं हैं क्योंकि पर्यावरण में निरंतर परिवर्तन के लिए अनुकूलन की आवश्यकता होती है3. अनुभूति और सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी दोनों में हानि कई कृंतक मॉडलों में प्रदर्शित की गई है। विशेष रूप से, अच्छी तरह से स्थापित व्यवहार परख विभिन्न हानि प्रेरित रोगों और विकारों के बाद संज्ञानात्मक परिवर्तनों का आकलन करने के लिए साहचर्य सीखने का उपयोग करता है4। इसके अतिरिक्त, इसके विपरीत भेदभाव उलट संज्ञानात्मक घाटे का आकलन करता है क्योंकि इसमें उच्च क्रम सीखने और स्मृति कार्य शामिल हैं, और उलटना पहले से सीखे गए संघ के अवरोध पर निर्भर करता है। व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले तीन-कक्ष विकल्प कार्य केंद्रीय तंत्रिका तंत्र5,6के सीखने और स्मृति मार्गों में संभावित घाटे को स्पष्ट करता है। हाल ही में, इस क्षेत्र में गैर-स्तनधारी मॉडलों को शामिल करने के लिए विस्तार किया गया है, जैसे जेब्राफिश(डैनियो रेरियो),क्योंकि लार्वा से वयस्कों के लिए कई प्रतिमान विकसित किए गए हैं7,8।
ज़ेब्राफ़िश जटिलता और सादगी का संतुलन प्रदान करता है जो व्यवहार तकनीकों के साथ संज्ञानात्मक हानि के आकलन के लिए लाभप्रद है। सबसे पहले, ज़ेब्राफ़िश अपने छोटे आकार और विपुल प्रजनन प्रकृति को देखते हुए उच्च-थ्रूपुट व्यवहार स्क्रीनिंग के लिए उत्तरदायी हैं। दूसरा, जेब्राफिश में एक संरचना, पार्श्व पैलियम होता है, जो स्तनधारी हिप्पोकैम्पस के अनुरूप होता है क्योंकि इसमें समान न्यूरोनल मार्कर और सेल प्रकार7होते हैं। ज़ेब्राफ़िश स्थानिक जानकारी9 को प्राप्त करने और याद करने में भी सक्षम हैं और मनुष्यों की तरह, दैनिक10हैं। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि जेब्राफिश को बढ़ती आवृत्ति के साथ न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों के मॉडल के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा है। हालांकि, उचित व्यवहार परख के अभाव में संज्ञानात्मक आकलन के लिए जेब्राफिश मॉडल को लागू करना मुश्किल हो गया है। जेब्राफिश-विशिष्ट व्यवहार परख का उपयोग करके प्रकाशित कार्य में साहचर्य अधिगम कार्य11,चिंता व्यवहार12,स्मृति13,वस्तु मान्यता14,और वातानुकूलित स्थान-वरीयता15,16,17, 18,19शामिल हैं । हालांकि जेब्राफिश व्यवहार परख के संबंध में कई घटनाएं हुई हैं, लेकिन कृंतक में संज्ञानात्मक कार्यों के कुछ परीक्षणों के समकक्षों को अभी तक ज़ेब्राफ़िश18के उपयोग के लिए विकसित किया जाना है।
हमारी प्रयोगशाला से पिछले अध्ययनों पर निर्माण, हम मॉडलिंग/एक पुरस्कार के रूप में सामाजिक संपर्क का उपयोग कर कृंतक के साथ इस्तेमाल तीन चैंबर पसंद कार्य के आधार पर जेब्राफिश में एक संज्ञानात्मक कार्य विकसित की है । इसके अतिरिक्त, हम व्यवहार कार्य के साहचर्य सीखने के पहलू पर विस्तार किया और आगे संज्ञानात्मक हानि का आकलन करने के लिए इस व्यवहार कार्य के विकास की उंमीद में विपरीत भेदभाव उलट शामिल किया । इससे हम भेदभाव सीखने के प्रारंभिक अधिग्रहण और उलटफेर चरण में उस सीखने के बाद के अवरोध दोनों की जांच करने में सक्षम हुए । वर्तमान अध्ययन में, हम प्रदर्शित करते हैं कि इस प्रक्रिया ने 4 या 8 सप्ताह के लिए ग्लूकोज विसर्जन के बाद जेब्राफिश में संज्ञानात्मक कामकाज का आकलन करने के लिए एक विश्वसनीय तरीका प्रदान किया।
Protocol
Representative Results
Discussion
यद्यपि पिछले 15 वर्षों में जेब्राफिश का उपयोग करके किए गए न्यूरोसाइंस अनुसंधान की मात्रा और विविधता में जबरदस्त वृद्धि हुई है, लेकिनस्तनधारी मॉडल प्रणालियों की तुलना में इस प्रजाति में व्यवह…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम सबरीना जोंस को एक कृंतक तीन चैंबर विकल्प प्रतिमान को व्यवहार संग्रह दिनों में उनकी मदद के लिए जेब्राफिश मॉडल और जेरेमी पॉपोविट्ज और एलीसन मुर्क के अनुकूल करने के लिए धन्यवाद देते हैं, परीक्षण चलाने, पशु देखभाल और टैंक सेट-अप के साथ सहायता। 3-चैंबर चॉइस टैंक डिजाइन और निर्माण के साथ उनकी सहायता के लिए जेम्स एम फोर्ब्स (मैकेनिकल इंजीनियर) को भी विशेष धन्यवाद।
फंडिंग: वीपीसी और टीएलडी को अमेरिकन यूनिवर्सिटी कॉलेज ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज से एक संयुक्त संकाय अनुसंधान सहायता अनुदान (FRSG) प्राप्त हुआ। CJR अमेरिकी विश्वविद्यालय कॉलेज ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज ग्रेजुएट छात्र समर्थन से समर्थन प्राप्त किया ।
Materials
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