Zadanie nawigacji wodnej Morris - Morris water navigation task

Morris zadanie nawigacji wodzie , znana także jako labiryncie wodnym Morrisa (nie należy mylić z labiryntu wodnego ) jest procedura zachowania głównie z gryzoni. Jest szeroko stosowany w neuronauce behawioralnej do badania uczenia przestrzennego i pamięci . Umożliwia bardzo dokładne badanie uczenia się, pamięci i pracy przestrzennej, a także może służyć do oceny uszkodzeń poszczególnych obszarów korowych mózgu. Jest używany przez neurologów do pomiaru wpływu zaburzeń neuropoznawczych na uczenie się przestrzenne i możliwe terapie neuronalne, do testowania wpływu uszkodzeń mózgu w obszarach związanych z pamięcią oraz do badania wpływu wieku na funkcje poznawcze i uczenie się przestrzenne. Zadanie jest również wykorzystywane jako narzędzie do badania nadużywania narkotyków, systemów nerwowych, neuroprzekaźników i rozwoju mózgu.

Przegląd

Schematyczny rysunek testu nawigacji wodnej Morrisa dla szczurów. Rozmiar i znacznik mogą się różnić.

Szczur poddawany testowi nawigacji wodnej Morrisa

Podstawowa procedura dla zadania nawigacji wodnej Morrisa polega na tym, że szczura umieszcza się w dużym okrągłym basenie i musi znaleźć niewidzialną lub widoczną platformę, która pozwoli mu uciec z wody za pomocą różnych wskazówek. Wiele czynników może wpływać na wydajność szczurów, w tym ich płeć, środowisko, w którym zostały wychowane, narażenie na narkotyki itp. Istnieją trzy podstawowe taktyki ucieczki szczurów z labiryntu: strategia praktyczna (pamiętanie ruchów potrzebnych do na platformę), strategię taksowania (szczur wykorzystuje wskazówki wizualne, aby dotrzeć do miejsca docelowego) lub strategię przestrzenną (wykorzystując wskazówki odległe jako punkty odniesienia do lokalizacji). Istnieje wiele paradygmatów labiryntu wodnego, które można wykorzystać do zbadania różnych funkcji poznawczych. W szczególności elastyczność poznawczą można ocenić za pomocą paradygmatu wodnego labiryntu, w którym ukryta platforma jest stale przemieszczana.

Historia

Zadanie nawigacji wodnej Morris zostało opracowane przez Richarda G. Morrisa (wówczas na Uniwersytecie St Andrews ) w 1981 roku jako alternatywa dla labiryntu radialnego. Test został opracowany w celu zbadania uczenia się przestrzennego i tego, jak różni się od innych form uczenia się asocjacyjnego . Początkowo szczury, obecnie częściej myszy, umieszczano w otwartej puli i mierzono opóźnienie ucieczki przez maksymalnie sześć prób dziennie przez 2-14 dni. Do oceny sprawności zwierzęcia wykorzystuje się kilka zmiennych. Na przykład „próba sondy” mierzy, jak długo badany spędza w „kwadrancie docelowym” (kwadrant z ukrytą platformą). Bardziej skomplikowane próby zmieniają położenie ukrytej platformy lub mierzą odległość spędzoną na pływaniu w basenie przed dotarciem do platformy. Na przestrzeni lat wykonano wiele różnych wersji tego testu z dużą ilością zmiennych. Na przykład neuronaukowcy badają wpływ różnic płci, wagi, siły, poziomu stresu, wieku i szczepu gatunków. Wyniki różnią się znacznie, więc naukowcy nie mogą wyciągać wniosków, chyba że zmienne te są utrzymywane na stałym poziomie. W historii tego zadania stosowano wiele puli o różnej wielkości, ale wykazano, że nie ma to znaczącego wpływu na wyniki testu. We wczesnych wersjach zadania badacze mierzyli jedynie czas oczekiwania na ucieczkę, jednak urządzenia śledzące wideo są obecnie rutynowo używane do pomiaru drogi ucieczki, czasu spędzonego w każdym kwadrancie i przebytej odległości w basenie.

Oryginalny eksperyment

W pierwszym eksperymencie Morrisa aparatem był duży okrągły basen o średnicy 1,30 m i wysokości 0,60 m. Celem oryginalnego eksperymentu było wykazanie, że uczenie przestrzenne nie wymaga obecności lokalnych wskazówek, co oznacza, że szczury mogą nauczyć się lokalizować obiekt bez żadnych sygnałów słuchowych, wzrokowych czy węchowych.

Analiza

Najwcześniejszą miarą uczenia się jest opóźnienie ucieczki , czyli czas potrzebny na znalezienie platformy. Miara ta jest jednak utrudniona przez prędkość pływania, niekoniecznie czynnik poznawczy, a długość ścieżki między punktem początkowym a platformą jest parametrem ściślej związanym z uczeniem się przestrzennym. Kolejnymi parametrami są miara Gallaghera, średnia odległość do platformy oraz test korytarzowy Whishawa, który mierzy czas i ścieżkę w pasie prowadzącym bezpośrednio od startu do pływania na platformę. Inne parametry są mierzone podczas prób sondy: platforma ucieczki jest usuwana i myszy lub szczury mogą jej szukać przez ustalony czas (często 60 sekund). Mierzone zmienne to czas i długość drogi w kwadrantach, czas w pobliżu peronu i skrzyżowania peronów.

Porównanie do zadań labiryntu

Podobnie jak w innych zadań przestrzennych, takich jak T-labiryntu i radialna labirynt zadanie nawigacji wody Morris ma mierzyć pamięci przestrzennej, regulacja ruchu, a mapowanie poznawczych . Labirynt w kształcie litery T i labirynt ramion promienistych są znacznie bardziej ustrukturyzowane w porównaniu. Na przykład labirynt T wymaga tylko od szczura lub myszy podjęcia decyzji binarnej, wyboru lewej lub prawej (lub Wschodu lub Zachodu). Z drugiej strony w zadaniu nawigacji wodnej Morris zwierzę musi stale decydować, dokąd się udać. Innym powodem, dla którego to zadanie stało się popularne, jest to, że szczury (ale nie myszy) są naturalnymi pływakami, ale nie lubią zimniejszej wody (myszy po prostu nie lubią wody o dowolnej temperaturze), więc aby wykonać zadanie nie muszą być motywowane brakiem pokarmu lub porażenie prądem. Mobilność platformy pozwala na eksperymenty w zakresie uczenia się i ponownego uczenia się. Również konfiguracja aparatury i koszty są stosunkowo niskie.

Słabości

Gdy czasy wyszukiwania platformy w kwadrancie docelowym są skrócone w próbie sondy, jest to postrzegane jako bezpośredni dowód, że pamięć przestrzenna myszy musi być osłabiona. Jednak wiele razy powód dłuższego czasu spędzonego na poszukiwaniu platformy lub brak wyszukiwania w kwadrancie docelowym nie ma nic wspólnego z wpływem na pamięć przestrzenną myszy, ale w rzeczywistości jest spowodowany innymi czynnikami. Obszerne badanie wydajności na myszach wykazało, że prawie połowa wszystkich rozbieżności w wynikach wydajności była spowodowana różnicami w timotaksji , tendencji zwierząt do przebywania blisko ścian basenu. Około 20% zmienności wyjaśniono różnymi tendencjami myszy do biernego unoszenia się w wodzie, dopóki eksperymentator nie został „uratowany”. Różnice w pamięci przestrzennej były dopiero trzecim czynnikiem wyjaśniającym zaledwie 13% zmienności między wydajnością zwierząt.

Languages

In other projects