Сегодня: 04.04.2025
RU / EN
Последнее обновление: 25.03.2025
Метод оценки рабочей памяти у крыс с помощью контролируемой виртуальной среды

Метод оценки рабочей памяти у крыс с помощью контролируемой виртуальной среды

А.В. Лебедева, С.А. Герасимова, М.И. Яшанова, А.В. Наумов, А.А. Иванов, Д.А. Карчков, О.В. Мартынова, А.Е. Мальков, Т.А. Леванова, A.N. Pisarchik
Ключевые слова: виртуальная среда; T-образный лабиринт; рабочая память у крыс.
2024, том 16, номер 3, стр. 12.

Полный текст статьи

html pdf
826
690

Цель исследования — разработка экспериментального метода эффективной оценки рабочей памяти у крыс с использованием экспериментальной установки на основе современного метода контролируемой виртуальной среды (виртуального лабиринта), которая реализована в виде беговой дорожки для грызунов, системы их крепления, купола для отображения виртуальной среды и системы управления.

Материалы и методы

Биологическая часть исследования. В работе использованы молодые здоровые крысы линии Wistar в возрасте 6–7 мес. Первый этап работы с экспериментальными животными заключался в их привыкании к экспериментатору в течение 2 нед. Процесс привыкания экспериментальных животных к установке осуществлялся последовательно в несколько этапов. На первом этапе было обеспечено привыкание лабораторного животного к жилету, который является частью системы, обеспечивающей удержание животного в установке. После этого проходило привыкание крыс к системе креплений в установке, затем непосредственно к шару (беговой дорожке), и в конце — целиком ко всей системе. Затем постепенно происходило привыкание к виртуальному лабиринту, в том числе с помощью системы поощрений в виде предъявления положительного подкрепления. Такой подход помогал животному избежать стресса и постепенно адаптироваться к новым условиям. Второй этап — освоение виртуального пространства и обучение знакам виртуального лабиринта (стены, повороты, конечная цель). Во время обучения животные получали положительное подкрепление в виде подслащенной воды из автоматической поилки при правильном выполнении заданий. При поиске правильного поворота в нужный «рукав» Т-образного лабиринта они ориентировались по цвету стен и фигурам на стене. На этом этапе крысы обучались использовать виртуальное пространство и достигать поставленных целей. После видимого прогресса в обучении испытуемых животных в виртуальной среде применяли протокол оценки рабочей памяти, которая оценивалась по скорости нахождения «рукава» лабиринта с положительным подкреплением.

Инженерная часть исследования. Животное располагается на сфере (шаре) из пенопласта радиусом 30 см с помощью оригинального приспособления, оставляющего голову и лапы подвижными. Фиксация с помощью подшипников позволяет крысе свободно вращаться вокруг своей вертикальной оси. Движения животного вперед и назад вызывают вращение шара аналогично беговой дорожке. Движения шара фиксируются двумя инфракрасными датчиками (от оптических светодиодных мышей с USB-интерфейсом) и подаются на компьютер, который генерирует изображение виртуальной среды (лабиринта с метками на его стенах). Виртуальная среда, разработанная в программе Unity Real-Time Development Platform 3D, проецируется на специально сконструированный экранный купол, внутри которого находится шар с испытуемой крысой на нем. Угол обзора у крысы составляет 360°.

Заключение. В нашей работе мы предлагаем установку (систему), состоящую из проектора; экранного купола; шара (беговой дорожки); виртуального Т-образного лабиринта; датчиков, считывающих движение; системы креплений животного к шару и системы подачи положительного подкрепления. Мы разработали оптимальный протокол для погружения лабораторного животного в виртуальную среду и оценки его когнитивных функций, в частности рабочей памяти. Использование виртуальной реальности в биологических экспериментах позволяет более точно контролировать условия исследования, а также создавать совершенные и реалистичные протоколы поведенческих экспериментов для оценки когнитивных функций у животных, что в свою очередь может помочь улучшить понимание механизмов работы рабочей памяти и их связи с поведенческими процессами у крыс и других животных.


Журнал базах данных

pubmed_logo.jpg

web_of_science.jpg

scopus.jpg

crossref.jpg

ebsco.jpg

embase.jpg

ulrich.jpg

cyberleninka.jpg

e-library.jpg

lan.jpg

ajd.jpg

SCImago Journal & Country Rank