यहां, हम सक्रिय स्थान परिहार परीक्षण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं, कृन्तकों के लिए डिज़ाइन किया गया एक हिप्पोकैम्पस-निर्भर स्थानिक सीखने प्रतिमान। प्रमुख मापदंडों को बदलने से उपचार से पहले और बाद में या समय के साथ जानवरों के पुन: परीक्षण की अनुमति मिलती है।
कृन्तकों में हिप्पोकैम्पस-निर्भर स्थानिक सीखने का परीक्षण विभिन्न तरीकों का उपयोग करके किया गया है। इनमें मॉरिस वाटर भूलभुलैया (MWM), Y-भूलभुलैया और उपन्यास वस्तु स्थान (NOL) कार्य शामिल हैं। हाल ही में, सक्रिय स्थान से बचाव (एपीए) कार्य को इन पारंपरिक दृष्टिकोणों के विकल्प के रूप में विकसित किया गया है। एपीए कार्य में, चूहों को एक स्थिर सदमे क्षेत्र से बचने के लिए एक घूर्णन क्षेत्र के चारों ओर रखे स्थानिक संकेतों का उपयोग करना चाहिए। समायोजित किए जा सकने वाले कई मापदंडों के कारण, एपीए कार्य को एक बहुत ही बहुमुखी दृष्टिकोण के रूप में प्रदर्शित किया गया है। यह चूहों के एक ही समूह के लिए अनुदैर्ध्य और बार-बार उपयोग किए जाने के लिए उधार देता है। यहां, हम एपीए कार्य को सफलतापूर्वक संचालित करने के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं। हम वैकल्पिक एपीए दृष्टिकोणों को भी उजागर करते हैं जिनका उपयोग स्थानिक सीखने के विभिन्न घटकों की जांच के लिए किया जा सकता है। हम डेटा संग्रह और विश्लेषण प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं। एपीए कार्य के दौरान महत्वपूर्ण कदमों पर सफलतापूर्वक परीक्षण आयोजित करने की संभावना बढ़ाने के लिए चर्चा की जाती है। एपीए कार्य में अधिक पारंपरिक स्थानिक नेविगेशन परीक्षणों पर कई फायदे हैं। वृद्ध चूहों या अल्जाइमर रोग जैसे रोग फेनोटाइप वाले लोगों के साथ उपयोग करना उचित है। कार्य की जटिलता को आसानी से बदला जा सकता है, जिससे माउस उपभेदों की एक विस्तृत श्रृंखला का परीक्षण किया जा सकता है। इसके अलावा, एपीए कार्य उन जानवरों के परीक्षण के लिए उपयुक्त है जो सर्जरी या प्रयोगात्मक हस्तक्षेप से गुजर चुके हैं जो मोटर या तंत्रिका कार्य, जैसे स्ट्रोक या दर्दनाक मस्तिष्क की चोट को प्रभावित कर सकते हैं।
सक्रिय स्थान परिहार (एपीए) कृन्तकों 1,2,3,4 में हिप्पोकैम्पस-निर्भर स्थानिक सीखने का परीक्षण करने के लिए एक प्रभावी उपकरण है। एपीए कार्य के दौरान, जानवर को एक घूर्णन क्षेत्र पर रखा जाता है और खुद को उन्मुख करने और एक प्रतिकूल सदमे क्षेत्र5 से बचने के लिए दृश्य संकेतों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। अखाड़े के रोटेशन माउस नेविगेशन के लिए एक मुहावरेदार दृष्टिकोण का उपयोग करने में असमर्थ है कि सुनिश्चित करता है, और न ही गंध के निशान का इस्तेमाल किया जा सकता है, के रूप में इन संकेतों मंच पर बारी से जबकि सदमे क्षेत्र स्थिररहता है 5. अखाड़े की गति और दिशा को बदलना, साथ ही सदमे क्षेत्र और दृश्य संकेतों का स्थान, चूहों के कई बार 6,7,8 के पुन: परीक्षण की अनुमति देता है। एपीए मॉरिस वाटर भूलभुलैया (एमडब्ल्यूएम) की तुलना में कई अलग-अलग फायदे प्रदान करता है, जो सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले स्थानिक शिक्षण परीक्षणों में से एक है। महत्वपूर्ण बात, चूहों तैराकी के लिए एक घृणा है और MWM कार्य अत्यंत तनावपूर्ण9 पाते हैं. इसके अलावा, वृद्ध चूहों MWM कार्य10 के दौरान तैरने के लिए सूचित किया गया है, यह कई मामलों में एक स्थानिक सीखने कार्य के रूप में अनुपयुक्त बनाने. इसके अलावा, MWM कार्य के रूप में परीक्षण के दौरान पता लगाने के लिए चूहों के लिए एक छिपे हुए, जलमग्न मंच की आवश्यकता होती है। इसके लिए पानी को अपारदर्शी होने की आवश्यकता होती है, जिसे आमतौर पर सफेद पेंट के अतिरिक्त के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। व्यवहार कार्यों के दौरान जानवरों की ट्रैकिंग और विश्लेषण के लिए विषय और चारों ओर के बीच पर्याप्त विपरीत की आवश्यकता होती है, स्विस या बीएएलबी / सी जैसे कुछ माउस उपभेदों को एमडब्ल्यूएम में परीक्षण करने से छोड़कर। एपीए कार्य में, ग्रिड के तहत काले प्लास्टिक के अतिरिक्त के माध्यम से इस मुद्दे को दरकिनार किया जाता है।
स्थानिक सीखने का परीक्षण करने के लिए कई एपीए प्रतिमानों को डिजाइन किया गया है, जो एक प्रभावी व्यवहार उपकरण के रूप में इसकी उपयोगिता का प्रदर्शन करता है। उदाहरण के लिए, स्थानिक सीखने का अधिग्रहण, प्रतिधारण और समेकन आमतौर पर जानवरों के दैनिक परीक्षण द्वारा पूरा किया जाता है जो 3-5दिनों 6,7,11,12 तक हो सकता है। प्रत्येक अधिग्रहण दिवस प्राप्त झटके की संख्या की तुलना करके स्मृति और सीखने की मात्रा निर्धारित की जाती है। पहले प्रवेश का समय और सदमे क्षेत्र से बचने का अधिकतम समय भी महत्वपूर्ण पैरामीटर हैं जिनका उपयोग कार्य के दौरान सीखने की क्षमता में परिवर्तन को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। वैकल्पिक रूप से, स्थानिक काम कर स्मृति एक एकल, 30 मिनट एपीए सत्र 2,13 जहां स्थानिक सीखने 5 मिनट डिब्बे में सदमे संख्या के रूप में प्रदर्शन की तुलना करके सत्र परिवर्तन के भीतर के रूप में मापा जाता है आयोजित करके परीक्षण किया जा सकता है.
इस लेख में, हम एपीए कार्य का वर्णन करते हैं और उन प्रमुख विशेषताओं पर प्रकाश डालते हैं जिन्हें इस स्थानिक शिक्षण परीक्षण का संचालन करते समय विचार किया जाना चाहिए।
अंत में, सक्रिय स्थान परिहार परीक्षण एक प्रभावी स्थानिक शिक्षण कार्य है जिसका उपयोग विभिन्न माउस उपभेदों और प्रयोगात्मक स्थितियों पर किया जा सकता है। एपीए कार्य अन्य स्थानिक सीखने के प्रतिमान14, जैसे एमडब्ल्यूएम, जो चूहों के लिए तनावपूर्ण है के रूप में कोर्टिसोल के स्तर9 द्वारा मापा के साथ जुड़े सीमाओं पर काबू पाने. MWM भी वृद्ध चूहों, जहां वे कार्य10 के दौरान तैरने के लिए सूचित किया गया है के लिए अनुपयुक्त है. हालांकि अन्य स्थानिक सीखने के परीक्षण, जैसे बार्न्स भूलभुलैया और उपन्यास वस्तु स्थान परीक्षण, कम तनावपूर्ण हैं, वे चूहों के एक ही समूह पर कितनी बार दोहराए जाने वाले परीक्षण से सीमित हैं। इसलिए, एपीए कार्य का मुख्य लाभ यह है कि इसका उपयोग कई बार किया जा सकता है क्योंकि नवीनता बनाए रखने के लिए कई मापदंडों को समायोजित किया जा सकता है। दरअसल, हमने हिप्पोकैम्पस पृथक्करण के प्रभाव औरव्यायाम 8 के बाद के प्रभाव की जांच करने के लिए चूहों के एक ही समूह पर एपीए कार्य का 5 गुना तक उपयोग किया है। प्रत्येक उदाहरण में, मापदंडों अखाड़ा रोटेशन, सदमे क्षेत्र, और स्थानिक cues सहित, परीक्षण के बीच बदल रहे थे. यह सुनिश्चित करने में प्रभावी था कि चूहों ने कार्य को फिर से सीखने के लिए स्थानिक नेविगेशन संकेतों का उपयोग किया, जैसा कि नियंत्रण जानवरों द्वारा उच्च संख्या में झटके से शुरू होता है और फिर प्रत्येक परीक्षण अवधि8 के लिए बाद के परीक्षण दिनों के दौरान कम हो जाता है। आमतौर पर, 5-दिवसीय परीक्षण प्रतिमान के अंत में, हम मानते हैं कि अंतिम दिन 10 से अधिक झटके प्राप्त करने वाले या 60 से कम के अधिकतम परिहार वाले किसी भी जानवर ने प्रतिमान नहीं सीखा है।
स्थानिक परीक्षण के कई दौरों की अनुमति देने के लिए सेटिंग्स को आसानी से संशोधित करने की क्षमता से परे, एपीए कार्य यह सुनिश्चित करता है कि चूहों को सदमे क्षेत्र से प्रभावी ढंग से बचने के लिए स्थानिक नेविगेशन का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, जानवरों का पता लगाने और यह5 से दूर नेविगेट करके स्थिर सदमे क्षेत्र में प्रवेश करने से बचने के लिए बाहरी संकेतों का उपयोग करना चाहिए. जैसा कि अखाड़ा घूम रहा है, जानवर नेविगेशन के लिए एक मुहावरेदार दृष्टिकोण का उपयोग करने में सक्षम नहीं हैं, न ही वे गंध जैसे बाहरी संकेतों का उपयोग कर सकते हैं क्योंकि ये संकेत अखाड़े के साथ घूमते हैं जबकि सदमे क्षेत्र और स्थानिक संकेत स्थिर रहते हैं5.
यह सुनिश्चित करना भी महत्वपूर्ण है कि चूहों को शोधकर्ता और एपीए क्षेत्र में उचित रूप से आदत हो। पैर के झटके की तीव्रता को भी अनुकूलित करने की आवश्यकता है, क्योंकि बहुत कम और बहुत अधिक सदमे की तीव्रता दोनों चूहोंकी कार्य 5 सीखने और प्रदर्शन करने की क्षमता से समझौता कर सकते हैं। सदमे की तीव्रता आमतौर पर 0.5 एमए पर सेट होती है और 0.7 एमए से अधिक नहीं होनी चाहिए। उन जानवरों के लिए जिन्होंने चिंता जैसे व्यवहार में वृद्धि की है, प्रकाश की तीव्रता और पैर के झटके की तीव्रता दोनों को कम करने पर विचार करें। एपीए कार्य के दौरान बढ़ी हुई चिंता या तो अत्यधिक कूद, अखाड़े के भीतर अनियंत्रित दौड़ने, या लंबे समय तक ठंड के रूप में पेश कर सकती है। यहाँ वर्णित प्रोटोकॉल 0.5 एमए की एक सदमे तीव्रता का इस्तेमाल किया, एक ही तीव्रता है कि पहले BALB/सी, जो उच्च चिंता की तरह व्यवहार15 है के साथ इस्तेमाल किया गया है.
यहां, हम कंपनी द्वारा आपूर्ति किए गए पशु ट्रैकिंग सॉफ़्टवेयर का वर्णन करते हैं जो सक्रिय स्थान से बचाव रिग का उपयोग करता है। वैकल्पिक वीडियो ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर व्यवहार प्रदर्शन का विश्लेषण करने के लिए भी उपयुक्त है। ये प्रोग्राम एपीए कार्यों के दौरान माउस के प्रदर्शन को सटीक रूप से माप और विश्लेषण भी कर सकते हैं। ये कार्यक्रम व्यवहार का आकलन करने के लिए एपीए क्षेत्र के भीतर कई क्षेत्रों और स्थानों के निर्माण की अनुमति देते हैं। एपीए के लिए अखाड़ा सेटिंग में एक त्रिकोणीय शॉक ज़ोन होता है, जहां प्रवेश द्वारों की संख्या, पहले प्रवेश करने का समय और शॉक ज़ोन में बिताया गया समय मापा जाता है। अखाड़े के भीतर अतिरिक्त जोन भी जोड़े जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम खर्च किए गए समय को मापने के लिए सदमे क्षेत्र के विपरीत एक केंद्रीय क्षेत्र या एक क्षेत्र जोड़ सकते हैं, और उन क्षेत्रों में यात्रा की गई दूरी को प्रतिकूल क्षेत्र से बचने के लिए एक पशु रणनीति के रूप में तय किया गया है। ये प्रोग्राम द्रव्यमान के माउस केंद्र को ट्रैक करते हैं, जिसे तब दृश्य निरीक्षण के लिए संदर्भ फ्रेम के ऊपर सहेजा और प्रदर्शित किया जाता है (चित्र 6ए,बी)। अंत में, व्यक्तिगत और समूह प्रदर्शन (चित्रा 6 सी) के लिए घनत्व हीटमैप बनाना भी संभव है।
एपीए कार्य का संचालन करते समय, संभावित मुद्दे हैं जिन्हें संबोधित करने की आवश्यकता है। अवसर पर, चूहों सदमे क्षेत्र के लिए गैर जवाबदेही के कारण विश्लेषण से बाहर रखा जाना चाहिए. हमेशा की तरह, बहिष्करण पर केवल तभी विचार किया जाना चाहिए जब वे पूर्व-निर्धारित बाहरी शर्तों को पूरा करते हैं, उदाहरण के लिए, माध्य से 2 मानक विचलन के बाहर गिरना। एपीए जैसे जटिल व्यवहार कार्यों को आमतौर पर जानवरों के उच्च एन मूल्यों की आवश्यकता होती है। हम एपीए का संचालन करने से पहले उचित नमूना आकार की गणना करने के लिए एक शक्ति विश्लेषण आयोजित करने का सुझाव देते हैं। यह इस्तेमाल किए गए तनाव और उपचार समूहों पर निर्भर करेगा। अनुभव से, हम पाते हैं कि एपीए प्रयोगों का संचालन करते समय प्रत्येक समूह के लिए 10 या उससे अधिक का एन मान पर्याप्त शक्ति प्रदान करता है। इस कार्य के साथ मुख्य मुद्दा कार्य के दौरान माउस की उच्च-गुणवत्ता वाली ट्रैकिंग सुनिश्चित करना है। कार्य के आदत चरण का उपयोग यह पुष्टि करने के लिए किया जाना चाहिए कि ऐसा हो रहा है। चूहे एक सदमे का जवाब नहीं अक्सर ग्रिड सलाखों के बीच स्कैट के कारण होता है। इसलिए, प्रत्येक जानवर के बाद रिग को साफ करना और किसी भी स्कैट या मूत्र को निकालना आवश्यक है। यह अनुसरण करने वाले जानवरों के लिए तनाव को भी कम करेगा। एपीए कार्य में आम तौर पर 5-दिवसीय प्रतिमान शामिल होता है, जो 5 दिनों से कम समय के हस्तक्षेप से जुड़े अध्ययनों के लिए कुछ सीमाएं पेश कर सकता है; हालांकि, अल्पकालिक स्मृति या स्थानिक सीखने के अधिग्रहण अभी भी 30 मिनट, एकल सत्र दृष्टिकोण का उपयोग कर इस तरह के अध्ययन के लिए मूल्यांकन किया जा सकता है.
संक्षेप में, यह आलेख चूहों के स्थानिक सीखने का परीक्षण करने के लिए सक्रिय स्थान परिहार प्रतिमान को स्थापित करने और उपयोग करने के तरीके का विस्तृत विवरण प्रदान करता है। स्थितियों को बदलने की क्षमता ताकि अलग-अलग रंग के कई माउस उपभेदों का परीक्षण किया जा सके, एमडब्ल्यूएम जैसे अन्य, अधिक पारंपरिक स्थानिक परीक्षणों पर एक अलग लाभ है। इसके अलावा, कई मापदंडों का संशोधन दोहराने के परीक्षण के लिए अनुमति देता है ताकि स्थानिक सीखने में परिवर्तन की तुलना विभिन्न प्रयोगात्मक प्रतिमानों के दौरान या शारीरिक उम्र बढ़ने के दौरान सटीक रूप से की जा सके। थोड़े समय में, एपीए परीक्षण को हिप्पोकैम्पस-निर्भर स्थानिक सीखने के लिए एक सटीक और प्रभावी विकल्प के रूप में प्रदर्शित किया गया है। भविष्य में, एपीए कार्य का उपयोग जंगली प्रकार और ट्रांसजेनिक चूहों दोनों में संज्ञानात्मक और स्थानिक व्यवहार पर चिकित्सीय या व्यायाम हस्तक्षेप का आकलन करने के लिए एक विश्वसनीय विधि के रूप में किया जा सकता है।
The authors have nothing to disclose.
हम इस पांडुलिपि में वर्णित तंत्र के विकास और रखरखाव के लिए क्वींसलैंड ब्रेन इंस्टीट्यूट (QBI) पशु व्यवहार सुविधा का धन्यवाद करते हैं।
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