المهام السلوكية لفحص التعرف على الهوية في الفئران

من خلال إقران التجارب ذات القيمة السلبية أو الإيجابية مع الأهداف الاجتماعية الفردية ، قمنا بتطوير مهام سلوكية لفحص التعرف على هوية الفئران C57BL / 6. تسمح هذه المهام بدراسة آليات الذاكرة الاجتماعية للأهداف الاجتماعية الفردية في نماذج الفئران السليمة والمرتبطة بالأمراض مع ضعف الإدراك الاجتماعي.

الاجتماعية ، مثل القوارض ، قادرة على التعرف على هوية الأفراد المألوفين. يعد التعرف على هوية الأفراد المألوفين أمرا مهما لتطوير الهياكل الاجتماعية مثل التسلسل الهرمي والقرابة والأسرة. ومع ذلك، لا تزال الآليات الكامنة وراء الاعتراف بالهوية الاجتماعية غير واضحة. تستند معظم دراسات القوارض للاعتراف الاجتماعي إلى ميل القوارض للتفاعل مع هدف اجتماعي جديد ، وهي ظاهرة تعرف باسم الحداثة الاجتماعية. ومع ذلك ، لا يمكن للمهام السلوكية لفحص الحداثة الاجتماعية أن تكشف عن التعرف على الخصائص المألوفة بناء على هوياتها. يتم تقديم المهام السلوكية هنا التي تسمح بفحص التعرف على الهوية في الفئران C57BL / 6 من خلال ربط فأرين مألوفين بتجربة متقاربة أو بدونها. تفاعل الأشخاص مع فأرين إما بدون (محايد) أو مع تجربة متكافئة (سلبية أو إيجابية) وأصبحوا على دراية بهذه الفئران. ارتبط الفأر ذو التكافؤ السلبي بالصدمات ، بينما ارتبط الفأر ذو التقويم الإيجابي بمكافأة غذائية. بعد التدريب ، يمكن الكشف عن التعرف على هوية هذه الفئران المألوفة في اختبار التمييز الاجتماعي ، والذي يتم تمثيله على أنه تفضيل للفأر ذي القيمة الإيجابية وتجنب الفأر ذي القيمة السلبية مقارنة بالفأر المحايد. يمكن أن تكون المهام السلوكية للتعرف على الهوية مفيدة في استكشاف آليات الذاكرة الاجتماعية والفيزيولوجيا المرضية للاضطرابات ذات الإدراك الاجتماعي الضعيف ، مثل اضطراب طيف التوحد أو الفصام.

يعد التعرف على الهوية ، أو القدرة على تحديد الأفراد المألوفين بناء على التجارب السابقة ، أمرا بالغ الأهمية لبقاء الاجتماعية¹. في القوارض ، التسلسل الهرمي الاجتماعي ، والتعرف على الشريك والنسل ، والدفاع الإقليمي ، وإنشاء المجموعات والحفاظ عليها هي سلوكيات واجب التعرف على الهوية بنجاح^2،3. يعتمد الفهم الحالي للذاكرة الاجتماعية على دراسات القوارض المتجذرة في القدرة على تحديد الأنواع الجديدة مقابل الأنواع المألوفة. كانت هذه المهام مفيدة للكشف عن مناطق الدماغ التي يعتقد أنها تتوسط الذاكرة الاجتماعية ، مثل الحصين CA2⁴ ومناطق CA1 البطنية⁵. ومع ذلك، تظل مثل هذه الدراسات محدودة في توضيح الآليات الكامنة وراء التعرف على الهوية لأنها تقتصر على الاعتراف القاطع بالحداثة الاجتماعية.

تم إثبات التعرف على الهوية بشكل مستقل عن الحداثة الاجتماعية من خلال نماذج التعلم الترابطي حيث ترتبط التجارب البارزة المتقيمة بواحد من هدفين اجتماعيين مألوفين (أو أكثر). تستند هذه المهام إلى فكرة أن التفاعلات الاجتماعية غالبا ما ترتبط بالمعنى العاطفي ، حيث تؤدي التجارب السلبية إلى سلوكيات تمنع الصراع ، في حين أن التفاعلات المرحة أو المغذية تكون مجزية بشكل عام. يطلق على التأثير العاطفي المرتبط بالتفاعلات التكافؤ الاجتماعي. كان ذكور الهامستر الذهبي قادرين على التمييز بين هدفين محددين مألوفين عندما هاجمهم أحدهما^{سابقا 6}. كانت ذاكرة التعرف على ذكور فئران الويستار مهمة أيضا لإنشاء المرتبة الاجتماعية⁷.

في الآونة الأخيرة ، تم فحص التعرف على الهوية في الفئران C57BL / 6 ، وهي سلالة الفئران الأكثر استخداما في أبحاث علم الأعصاب ، من خلال ربط الفئران الفردية C57BL / 6 بمحفزات فاتحة للشهية أو^{بدونها 8}. استخدم هذا النهج الفئران الثابتة على الرأس للخضوع لمئات التجارب التدريبية ، مما حد من استخدامه لفحص السلوكيات الطبيعية في الفئران التي تتحرك بحرية. في دراسات أخرى ، تم دعم التعرف على هوية الفئران C57BL / 6 من خلال تفضيل الخصائص التي تدار بالإيثانول^9،10. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي إعطاء المواد إلى حدوث ارتباك. أخيرا ، تم استخدام عدد قليل من هذه الدراسات لفحص التعرف على الهوية في القوارض من كلا الجنسين. تعد الطريقة التي يمكن اعتمادها بسهولة والتي تنطبق على كل من الفئران C57BL / 6 من الذكور والإناث أداة حاسمة لتعزيز دراسة التعرف على الهوية.

يتم تقديم نماذج التعرف على الهوية هنا والتي يمكن استخدامها في كل من الفئران من الذكور والإناث. لدراسة الهوية المستقلة عن تأثيرات الحداثة ، يتم استخدام هدفين اجتماعيين مألوفين ، ويرتبط أحد هذه الأهداف بتجربة عاطفية بارزة يفترض أنها تعلم سلوك التفاعل. بالنسبة لارتباط التكافؤ الاجتماعي السلبي ، تم تكييف نهج مشابه لتكييف الخوف الاجتماعي لاستنباط التجنب نحو هدف اجتماعي^{محدد 11}. إذا ارتبط التكافؤ الاجتماعي السلبي ، مثل صدمة القدم المكروهة ، بالفرد ، فمن المتوقع انخفاض التفاعل مع الهدف الاجتماعي. على العكس من ذلك ، إذا كان التكافؤ الاجتماعي الإيجابي ، مثل المكافأة الشهية ، مرتبطا بفرد معين ، فمن المتوقع زيادة التفاعل مع هذا الفأر في الاختبار اللاحق. مجتمعة ، يمكن تطبيق المهام السلوكية المحددة بسهولة في معظم المختبرات لدراسة التعرف على الهوية في الفئران C57BL / 6 وسلالات الفئران الأخرى.

تم استخدام ذكور C57BL / 6 فئران (8-10 أسابيع ؛ وزن الجسم: 18-25 جم) في هذه الدراسة. تم الحصول على الفئران المستخدمة كأهداف اجتماعية من مصدر مختلف (انظر جدول المواد) للتأكد من أنها كانت من فضلات مختلفة ولم تكن مألوفة سابقا للفئران الموضوعة. تمت الموافقة على جميع البروتوكولات من قبل لجنة رعاية المنشأة في مركز دوغلاس للأبحاث واتبعت إرشادات المجلس الكندي لرعاية (رقم البروتوكول: DOUG-5935).

1. المواد (انظر الشكل 1)

1. قم بإعداد قفص شفاف كبير (24 سم × 36 سم × 19.5 سم) ليكون السياق المحايد في تجربة التكافؤ الاجتماعي السلبية
2. استخدم صندوق صدمات مثلث بجدران سوداء (طول كل جانب = 46 سم ؛ الارتفاع = 29 سم) كسياق التكافؤ السلبي. تأكد من أن أرضية صندوق الصدمات تتكون من شبكات معدنية متصلة بمولد تيار شبكي مخلوط.
3. استخدم قفصا شفافا كبيرا (26 سم × 47 سم × 21 سم) كسياق لتعود الطعام في تجربة التكافؤ الاجتماعي الإيجابي.
4. استخدم قفصا كبيرا بجدران سوداء (24 سم × 36 سم × 19.5 سم) كسياق محايد في تجربة التكافؤ الاجتماعي الإيجابية.
5. استخدم قفصا كبيرا أبيض الجدران (24 سم × 36 سم × 19.5 سم) مع منفذ طعام كسياق تكافؤ اجتماعي إيجابي. كمنفذ للطعام ، استخدم أنبوبا بلاستيكيا (قطره 0.5 سم) يمر عبر جانب واحد من الجدار وضع طبقا بلاستيكيا أبيض أسفل الأنبوب.
6. أوراق لوحة الحامل الأبيض المقطوعة مسبقا لاستخدامها كأرضية للسياق المحايد (التدريب المحايد في كل من تجارب التكافؤ الاجتماعي السلبية والإيجابية) وسياقات التكافؤ الاجتماعي الإيجابية. قص اللوحة أصغر قليلا من السطح السفلي للسياق لمنع فأرة الهدف من الحفر تحت الورق. استبدل وسادات الحامل بين الفئران الموضوعة.
7. استخدم الكريات الدقيقة الخالية من الغبار (20 ملغ ، نكهة الشوكولاتة) كإشارة مكافأة عند التفاعل مع الهدف الاجتماعي ذي القيمة الإيجابية.
8. استخدم مقياسا لوزن الفئران المخضعة يوميا طوال مدة تجارب التكافؤ الاجتماعي الإيجابية.
9. استخدم صندوقا من ثلاث غرف (81 سم × 23 سم × 23 سم) ، مع فتحات في الغرفة الوسطى تتصل بالغرفتين اليمنى واليسرى ، لاختبار التمييز الاجتماعي. استخدم أبواب الغرفة القابلة للإزالة لاحتواء الماوس الموضوع في الغرفة الوسطى بين الجلسات، مما يمنع إجهاد المناولة.
10. استخدم حاويتين مستطيلتين متطابقتين من زجاج شبكي (10 سم × 5 سم × 30 سم) لكل من التدريب على التكافؤ الاجتماعي السلبي والإيجابي.
11. استخدم أربعة أكواب سلكية دائرية (8 سم × 8 سم × 10 سم) لاختبار التمييز الاجتماعي. احتفظ بكأسين سلكين فارغين أثناء الجلسة 1 من اختبار التمييز الاجتماعي. في الجلسة 2 ، ضع الأهداف الاجتماعية المستخدمة في تدريب التكافؤ الاجتماعي الإيجابي أو السلبي في الكوبين الأسلاك الآخرين.
    ملاحظة: قم بتسمية الأكواب السلكية (على سبيل المثال ، باستخدام الشريط) للتمييز بين الأكواب السلكية المتطابقة. ضمن التجربة ، استخدم الأكواب السلكية لنفس الغرض طوال مدة التجربة. إذا كان يجب وضع هدف اجتماعي مختلف داخل الكوب السلكي ، فقم بتنظيف الكوب السلكي جيدا بالصابون والماء ومطهر سريع المفعول قائم على بيروكسيد الهيدروجين.
12. ضع زجاجتين زجاجيتين فوق الأكواب السلكية المقلوبة أثناء اختبار التمييز الاجتماعي لمنع الفئران المعنية من التسلق فوق الأكواب السلكية.
13. تأكد من أن العبوات في التدريب تحتوي على أرضيات من مادة غير موصلة لتجارب التكافؤ الاجتماعي السلبية. على سبيل المثال ، استخدم البلاستيك أو الورق المقوى المغطى بشريط كهربائي للتأكد من أن الهدف الاجتماعي ذو القيمة السلبية لا يتلقى صدمات أثناء التدريب.
14. استخدم مؤقتا صامتا لتجنب الإشارات الخارجية التي قد تتداخل مع سلوكيات.
15. استخدم كاميرا ويب عالية الدقة (1,080 بكسل / 30 إطارا في الثانية) متصلة بجهاز كمبيوتر محمول لالتقاط سلوك الماوس أثناء التدريب واختبار التمييز الاجتماعي.
16. استخدم مولد ضوضاء بيضاء يولد ضوضاء بيضاء ثابتة عند 60 ديسيبل مقاسة في وسط السياق.
    ملاحظة: يجب إجراء جميع الإجراءات السلوكية بضوضاء بيضاء ثابتة عند 60 ديسيبل تقاس في وسط السياق لإخفاء الأصوات البيئية التي قد تؤثر على سلوك.
17. استخدم مصابيح الضوء الأحمر لجميع الإجراءات السلوكية.
    ملاحظة: يوفر هذا ظروفا بيئية مظلمة ، مما يشجع على الاستكشاف في الفئران ويسمح بتصور سلوك في تسجيلات الفيديو.
18. نظف العبوات ، الفارغة والحيوانية ، بين الفئران المصابة بنسبة 70٪ من الإيثانول ، وهو سريع الجفاف. نظف سياقات التدريب والاختبار بين الفئران الخاضعة باستخدام مطهر سريع المفعول قائم على بيروكسيد الهيدروجين للتخلص من التأثيرات المحتملة على السلوك التي ترجع إلى الإشارات الشمية من الفئران السابقة.

2. الإجراءات السلوكية

1. التكافؤ الاجتماعي السلبي
   1. التعود على السياق
      1. تجهيز غرفة التجربة بالضوضاء البيضاء والضوء الأحمر المحيط طوال مدة التجربة.
      2. قم بإعداد صندوق الصدمات عن طريق وضع حاوية زجاج شبكي فارغة بأرضية غير موصلة في المنتصف.
      3. ضع ماوس الهدف في زاوية من صندوق الصدمات واسمح للماوس بالاستكشاف بحرية لمدة 5 دقائق.
      4. أعد الماوس الموضوعي إلى قفص منزله.
      5. كرر التعود على صندوق الصدمات مع الفئران المتبقية.
      6. بعد ساعة واحدة على الأقل ، كرر إجراء تعويد السياق (الخطوات 2.1.1.1-2.1.1.5) في السياق المحايد.
   2. تدريب التكافؤ السلبي
      1. ابدأ تدريب التكافؤ السلبي بعد ساعة واحدة على الأقل من التعود على كلا السياقين.
      2. قم بإعداد صندوق الصدمات عن طريق ضبط التيار على 0.3 مللي أمبير.
         ملاحظة: يعتمد الإعداد الحالي الموصى به على صندوق الصدمات الذي استخدمناه وتصميمنا التجريبي (3 أيام تدريب). يمكن تعديل هذا الإعداد ليتناسب مع التصاميم التجريبية الأخرى (على سبيل المثال ، يمكن استخدام تيار أقوى مع تصميمات تجارب تدريبية أقل).
      3. ضع الهدف الاجتماعي سالب التكافؤ في حاوية زجاج شبكي مع قاع غير موصل في وسط صندوق الصدمات.
      4. ابدأ تسجيل الفيديو وضع ماوس الهدف في زاوية من صندوق الصدمات.
      5. ابدأ المؤقت واسمح لماوس الهدف بالاستكشاف بحرية.
      6. في 4 و 4.5 دقيقة ، قم بتوصيل صدمة كهربائية بطول 1 ثانية.
         ملاحظة: يتيح ذلك وقتا كافيا للتفاعل بين فأر الموضوع والهدف الاجتماعي قبل التعرض للصدمات البغيضة.
      7. قم بإزالة ماوس الموضوع في 5 دقائق وأوقف التسجيل والمؤقت.
      8. أعد الماوس الموضوعي إلى قفص منزله.
      9. قم بتطهير صندوق الصدمات وكرر تدريب التكافؤ السلبي مع الفئران المتبقية.
   3. تدريب محايد
      1. ابدأ التدريب المحايد بعد ساعتين على الأقل من تدريب التكافؤ السلبي.
      2. ضع الهدف الاجتماعي المحايد في العلبة مع وجود قاع غير موصل في وسط السياق.
         ملاحظة: يتم استخدام قاع غير موصل للتأكد من أن السياقات السلبية والمحايدة لها إشارات سياق متطابقة. لا يتم تقديم أي صدمة في التدريب المحايد.
      3. ابدأ تسجيل الفيديو وضع ماوس الموضوع في زاوية من السياق المحايد.
      4. ابدأ المؤقت واسمح لماوس الهدف بالاستكشاف بحرية.
      5. قم بإزالة ماوس الموضوع في 5 دقائق وأوقف التسجيل والمؤقت.
      6. أعد الماوس الموضوعي إلى قفص منزله.
   4. ترتيب التدريب
      1. اليوم 1: بعد تعويد كلا السياقين (الخطوة 2.1.1) ، قم بإجراء التدريب المحايد (الخطوة 2.1.3) بعد ساعتين من تدريب التكافؤ السلبي (الخطوة 2.1.2).
      2. اليوم 2: كرر التدريب في اليوم 2 بترتيب تدريب معكوس (الخطوات 2.1.3 ثم 2.1.2 ؛ أي أداء تدريب محايد ثم تدريب التكافؤ السلبي بعد ساعتين).
      3. اليوم 3: كرر التدريب في اليوم 3 بترتيب تدريب معكوس (الخطوات 2.1.2 ثم 2.1.3 ؛ أي تدريب التكافؤ السلبي متبوعا بتدريب محايد بعد ساعتين).
2. التكافؤ الاجتماعي الإيجابي
   1. الحرمان من الطعام
      1. قم بوزن كل فأر موضوع يوميا طوال مدة التجربة.
         ملاحظة: إذا فقد الفأر في أي وقت أكثر من 15٪ من وزن جسمه الأصلي ، فيجب إيقاف الحرمان من الطعام ، ويجب التخلص من الفأر من المزيد من التجارب.
      2. قدم 1 غرام من طعام الفأر العادي لكل فأر في القفص المنزلي.
         ملاحظة: الفئران الموضوعة عبارة عن مجموعة تحتوي على 1 غرام من الطعام المتاح لكل فأر. على سبيل المثال ، إذا تم إيواء أربعة فئران بشكل جماعي ، وضع 4 جم من الطعام في قفص المنزل.
      3. كرر الحرمان من الطعام يوميا طوال مدة تجربة التكافؤ الاجتماعي الإيجابي (أي بعد كل يوم من التعود على حبيبات الطعام ، والتعود على السياق ، والتدريب على التكافؤ الإيجابي).
   2. التعود على حبيبات طعام السكروز
      1. ابدأ التعود على حبيبات الطعام بعد 12 ساعة من بداية الحرمان من الطعام.
      2. تجهيز غرفة التجربة بالضوضاء البيضاء والضوء الأحمر المحيط طوال مدة التجربة.
      3. ضع فأرة الموضوع في زاوية من سياق التعود على الطعام.
      4. ابدأ المؤقت وقدم 1 حبيبات طعام سكروز / دقيقة على مدار 10 دقائق.
      5. قم بإزالة الموضوع في 10 دقائق وأعد الماوس إلى قفص منزله.
      6. سجل عدد كريات طعام السكروز التي يستهلكها الفأر الموضوع.
      7. كرر تعويد حبيبات طعام السكروز لمدة 3 أيام.
         ملاحظة: يمكن إضافة المزيد من أيام التعود إذا لم تستهلك الفئران أي حبيبات غذائية من السكروز بعد 3 أيام.
      8. قم بإزالة الأشخاص الذين لا يستهلكون أي كريات طعام من السكروز أثناء التعود على حبيبات الطعام من الدراسة.
   3. التعود على السياق
      1. بعد يوم واحد من تعويد حبيبات طعام السكروز (اليوم 4) ، قم بإعداد سياق التكافؤ الإيجابي عن طريق وضع حاوية زجاجية فارغة في زاوية من السياق.
      2. ضع ماوس الموضوع في زاوية من سياق التكافؤ الإيجابي واسمح للماوس بالاستكشاف بحرية لمدة 10 دقائق.
      3. أعد الماوس الموضوعي إلى قفص منزله.
      4. كرر التعود على سياق التكافؤ الإيجابي مع الفئران المتبقية.
      5. بعد ساعة واحدة على الأقل ، كرر إجراء تعويد السياق في السياق المحايد.
   4. تدريب التكافؤ الإيجابي
      1. ابدأ تدريب التكافؤ الإيجابي بعد ساعة واحدة على الأقل من التعود على كلا السياقين.
      2. ضع الهدف الاجتماعي الذي تم تقييمه إيجابيا في العلبة في وسط سياق التكافؤ الإيجابي.
      3. ابدأ تسجيل الفيديو وضع فأرة الهدف في زاوية من سياق التكافؤ الإيجابي.
      4. ابدأ المؤقت واسمح لماوس الموضوع بالاستكشاف بحرية لمدة 10 دقائق.
      5. عند كل نوبة تفاعل مع الهدف الاجتماعي >2 ثانية, قم بتسليم 1 حبيبات طعام سكروز عبر منفذ الطعام. يعرف التفاعل بأنه الفترات التي يكون فيها أنف الفأر على بعد <2 سم من محيط حاوية زجاج شبكي. يجب وضع زاوية رأس الهدف باتجاه العلبة.
         ملاحظة: قد يحدث وخز الأنف واستنشاق الأنف ولكنه ليس ضروريا لتوصيل حبيبات طعام السكروز.
      6. قم بإزالة ماوس الموضوع في 10 دقائق وأوقف التسجيل والمؤقت.
      7. أعد الماوس الموضوعي إلى قفص منزله.
      8. سجل عدد كريات طعام السكروز التي يتم تسليمها عبر منفذ الطعام وعدد الكريات التي يستهلكها الفأر المعني.
      9. استبدل أرضية وسادة الحامل ، وقم بتطهير السياق الإيجابي ، وكرر تدريب التكافؤ الإيجابي مع الفئران الموضوعية المتبقية.
   5. تدريب محايد
      1. ابدأ التدريب المحايد بعد ساعتين على الأقل من تدريب التكافؤ الإيجابي.
      2. ضع الهدف الاجتماعي المحايد في العلبة في زاوية السياق المحايد.
      3. ابدأ تسجيل الفيديو وضع ماوس الموضوع في زاوية من السياق المحايد.
      4. ابدأ المؤقت واسمح لماوس الموضوع بالاستكشاف بحرية لمدة 10 دقائق.
      5. قم بإزالة ماوس الموضوع في 10 دقائق وأوقف التسجيل والمؤقت.
      6. أعد الماوس الموضوعي إلى قفص منزله.
      7. استبدل أرضية وسادة الحامل ، وقم بتطهير المعدات ، وكرر التدريب المحايد مع الفئران المتبقية الموضوع.
   6. ترتيب التدريب
      1. الأيام 1-3: إجراء تعويد حبيبات الطعام (الخطوة 2.2.2).
      2. اليوم 4: بعد تعويد كلا السياقين (الخطوة 2.2.3) ، قم أولا بإجراء تدريب التكافؤ الإيجابي (الخطوة 2.2.4) متبوعا بالتدريب المحايد (الخطوة 2.2.5) بعد ساعتين.
      3. اليوم الخامس: كرر التدريب في اليوم الخامس بترتيب تدريب معكوس (الخطوات 2.2.5 ثم 2.2.4 ؛ أي التدريب المحايد متبوعا بتدريب التكافؤ الإيجابي بعد ساعتين).
3. اختبار التمييز الاجتماعي
   1. جهز الغرفة التجريبية بضوضاء بيضاء وضوء أحمر محيط.
   2. انقل الأشخاص إلى الغرفة التجريبية واسمح بالتعود دون إزعاج إلى الغرفة لمدة ساعة واحدة على الأقل.
      ملاحظة: تأكد من بقاء الأهداف الاجتماعية خارج غرفة التجربة خلال فترة التعود.
   3. في الجلسة 1 ، ضع كوبين سلكيين فارغين في الزوايا المقابلة للحجرتين اليمنى واليسرى لصندوق التمييز الاجتماعي المكون من ثلاث غرف.
      ملاحظة: يتم وضع أجسام كبيرة مرجحة متطابقة (مثل الزجاجات الزجاجية) أعلى الأكواب السلكية لضمان عدم صعود الماوس الموضوعي إلى أعلى الكوب السلكي.
   4. ابدأ تسجيل الفيديو ، ضع ماوس الموضوع في وسط الغرفة الوسطى ، وابدأ المؤقت.
      ملاحظة: إذا أمكن، اخرج من الغرفة لتقليل تداخل المجرب على الفئران المعنية.
   5. بعد 8 دقائق ، ارجع إلى غرفة الاختبار ودون لمس ماوس الموضوع ، استخدم أبواب الغرفة لإحاطة الموضوع في الغرفة الوسطى.
   6. استبدل الأكواب السلكية الفارغة بمجموعة متطابقة ولكنها مختلفة من الأكواب التي تحتوي على الأهداف الاجتماعية.
      ملاحظة: الأهداف الاجتماعية هي تلك المستخدمة في تدريب التكافؤ الاجتماعي السلبي أو الإيجابي.
   7. قم بإزالة أبواب الغرفة وابدأ تشغيل المؤقت أثناء استكشاف ماوس الموضوع في الجلسة 2.
   8. بعد 8 دقائق ، أوقف التسجيل وأعد ماوس الموضوع والأهداف الاجتماعية إلى أقفاص المنزل الخاصة بهم.
   9. نظف الأكواب بنسبة 70٪ من الإيثانول ونظف الساحة بالمطهر.
   10. كرر اختبار التمييز الاجتماعي (الخطوات 2.3.3-2.3.9) مع الفئران المعنية المتبقية.
   11. بمجرد أن يكمل نصف المجموعة الاختبار ، قم بموازنة موقع الكوب السلكي.
       ملاحظة: يجب تحريك الأهداف الاجتماعية بأكواب سلكية خاصة بها لمنع الإشارات الشمية المتضاربة.
   12. نظف جميع الأكواب السلكية بالصابون والماء والمطهر. نظف صندوق التمييز الاجتماعي المكون من ثلاث غرف بمطهر.

3. التحليل السلوكي

1. تدريب
   1. قم بتحليل وقت التفاعل مع كل هدف اجتماعي وسجل عدد نوبات التفاعل.
      ملاحظة: يمكن تسجيل التحليل يدويا (رأس <2 سم بعيدا عن محيط العلبة وزاوية الرأس 180 درجة) أو باستخدام برنامج آلي.
   2. سجل عدد الكريات الغذائية المستهلكة أثناء التدريب الإيجابي على التكافؤ الاجتماعي للتأكد من أن التغييرات في السلوكيات الاجتماعية لا ترجع إلى الاختلافات في الدافع لاستهلاك المكافآت الغذائية.
2. اختبار التمييز الاجتماعي
   1. قم بقياس مقدار الوقت الذي يفحص فيه الماوس المعني كل كوب. تبدأ مدة الاختبار المتواصلة لمدة 8 دقائق بمجرد مغادرة المجرب للغرفة.
      ملاحظة: يمكن تسجيل التحليل يدويا (رأس <2 سم بعيدا عن محيط الكوب السلكي وزاوية الرأس 180 درجة) أو باستخدام برنامج آلي.
   2. احسب التحليلات الزوجية لالتقاط التغييرات الفردية بشكل أفضل خلال جلسات الاختبار. بالإضافة إلى ذلك ، قم بإجراء ANOVA للقياسات المتكررة ثنائية الاتجاه (مع عوامل الجلسة والكوب) لاكتشاف الاختلافات بين الجلسات في الاستكشاف.

لقد استخدمنا مهام التكافؤ الاجتماعي الإيجابية والسلبية لتقييم التعرف على الهوية في الفئران C57BL / 6 (الشكل 2). بالمقارنة مع اليوم 1 من تعويد حبيبات طعام السكروز (H1 ، الشكل 2 ب) ، استهلكت معظم الفئران جميع الكريات المعطاة بحلول اليوم الأخير من التعود على الطعام (H3). خلال الجلسات التدريبية (T1 و T2) ، أصبحت الفئران الموضوعة على دراية بفأرين CD1: محايد (Neu) والفأر الإيجابي المرتبط بالتكافؤ (PV) من خلال التفاعل معهما بشكل منفصل في سياقات مختلفة. تم منح مكافآت الطعام للفئران الموضوعة فقط بعد التفاعل مع الفأر الكهروضوئي. أثناء مهمة التمييز الاجتماعي ، وجدنا أن الفئران المدربة تفضل التفاعل مع الفأر الكهروضوئي عند مقارنتها بالفأر المحايد (* ص < 0.05 ، اختبار t للطالب المقترن). كشفت نسبة ما بين الجلسات لوقت تفاعل الجلسة 2 مقابل تفاعل الجلسة 1 أيضا عن تفضيل تجاه الماوس الكهروضوئي (* ص < 0.05 ، اختبار t للطالب المقترن).

استخدمنا أيضا مهمة التكافؤ الاجتماعي السلبية لفحص التعرف على الهوية (الشكل 2 ج). أصبحت الفئران الموضوعة على دراية بفأرين CD1: نيو والفأر المرتبط بالتكافؤ السلبي (NV) من خلال التفاعل معهما بشكل منفصل في سياقات مختلفة. تم إعطاء صدمتين كهربائيتين بالقرب من نهاية جلسة التفاعل مع الماوس NV ، بينما لم يتم إعطاء أي صدمات بعد التفاعل مع فأر Neu. لم نجد اختلافات في أوقات التفاعل بين الفئران الموضوعة والفئران Neu أو NV في كل يوم تدريب. ومع ذلك ، وجدنا أن الفئران الموضوعة قللت من وقت التفاعل مع فأر NV أثناء اختبار التمييز الاجتماعي (* ص < 0.05 ، اختبار t للطالب المقترن). كشفت نسبة ما بين الجلسات لوقت تفاعل الجلسة 2 مقابل تفاعل الجلسة 1 أيضا عن تفضيل لفأر نيو (* ص < 0.05 ، اختبار t للطالب المقترن).

الشكل 1: جهاز لمهام التعرف على الهوية. (أ) سياق التكافؤ المحايد لاختبار التكافؤ الاجتماعي السلبي. يتم وضع ورق وسادة الحامل الأبيض في الجزء السفلي من السياق. (ب) سياق التكافؤ الاجتماعي الإيجابي. لاحظ منفذ الطعام (السهم) في الجزء السفلي الأوسط من الصندوق. (ج) سياق التكافؤ المحايد لاختبار التكافؤ الاجتماعي الإيجابي. (د) سياق التعود على الطعام. يتم تثبيت منفذ توصيل الطعام على الجانب الأيمن من الصندوق ، كما هو موضح في E (دائرة متقطعة) و F (مكبر). (ز) صندوق الصدمات. (ح) حاوية زجاجية شبكية. (ط) كوب سلكي. (ي) صندوق التمييز الاجتماعي المكون من ثلاث غرف لاختبار التمييز الاجتماعي. تظهر أبواب الغرفة القابلة للإزالة لاحتواء الماوس الموضوع في الغرفة المركزية باللغة K (رؤوس الأسهم). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: التصميم والنتائج المتوقعة لمهام التعرف على الهوية. (أ) مخططات تخطيطية لإصدارات التكافؤ الاجتماعي الإيجابية (العليا) والسلبية لمهام التعرف على الهوية (أسفل). تم تدريب الفئران C57BL / 6 على التفاعل يوميا مع الأهداف الاجتماعية المحايدة (الفأر Neu) والأهداف الاجتماعية المرتبطة بالتكافؤ (الفأر الكهروضوئي أو NV). بعد يوم واحد من التدريب ، تم وضع الفئران الموضوعية في جهاز من ثلاث غرف لاختبار التمييز الاجتماعي. نتوقع أنه بعد تدريب التكافؤ الاجتماعي الإيجابي والسلبي ، ستظهر الفئران الخاضعة التفضيل والتجنب تجاه الفئران ذات التكافؤ الإيجابي (الأخضر ، الفأر الكهروضوئي) والفئران ذات التكافؤ السلبي (الأحمر ، الفأر NV) ، على التوالي. (ب) بيانات تمثيلية من تجربة تدريب إيجابية على التكافؤ الاجتماعي. تم تدريب الفئران الموضوعية على التفاعل مع الفأر الإيجابي (الفأر الكهروضوئي) والفأر المحايد (الفأر Neu) يوميا لمدة يومين. تم عكس ترتيب التفاعل في اليوم 2. إلى اليسار: تظهر الرسوم البيانية النسبة المئوية لحبيبات طعام السكروز المستهلكة أثناء التعود (H1-3 التي تمثل أيام التعود 1-3) والتدريب (T1-2 التي تمثل أيام التدريب 1-2) باستخدام الفأر الكهروضوئي. على اليمين: تظهر الرسوم البيانية الزيادة في وقت التفاعل الاجتماعي مع الفأر الكهروضوئي الإيجابي أثناء اختبار التمييز الاجتماعي. كشفت نسبة الجلسة الفاصلة (وقت تفاعل الجلسة 2 / وقت تفاعل الجلسة 1) عن تفضيل الماوس الكهروضوئي ذي التقارن الإيجابي. * ص < 0.05 ، اختبار t للطالب المقترن. (ج) بيانات تمثيلية من تجربة تدريب سلبية على التكافؤ الاجتماعي. تم تدريب الفئران الموضوعية على التفاعل مع الفأر سالب التكافؤ (الفأر NV) والفأر المحايد (الفأر Neu) يوميا لمدة 3 أيام. تم عكس ترتيب التفاعل يوميا. إلى اليسار: تظهر الرسوم البيانية وقت التفاعل مع الماوس Neu و NV خلال أيام التدريب المختلفة. على اليمين: تظهر الرسوم البيانية انخفاض وقت التفاعل الاجتماعي مع NV الفأر ذي القيمة السلبية أثناء اختبار التمييز الاجتماعي. كشفت نسبة الجلسة الفاصلة عن تجنب NV للفأر ذي التكافؤ السلبي. * ص < 0.05 ، اختبار t للطالب المقترن. الاختصارات: نيو = محايد. PV = التكافؤ الإيجابي ؛ NV = التكافؤ السلبي ؛ H = التعود ؛ T = التدريب. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

تم تصميم نماذج التعرف على الهوية بحيث يتم تنفيذها بسهولة في المختبرات ذات الحد الأدنى من المعدات المتخصصة وعدد قليل من الدورات التدريبية في غضون أسبوع. يمكن استخدام الخبرات البديلة المقيمة اعتمادا على الموارد المتاحة وسؤال البحث المطلوب. على سبيل المثال ، تم وصف التعرف على الهوية ذات القيمة السلبية بعد هجمات من هدف اجتماعي عدواني لأول مرة في الهامستر الذهبي وتم تكييفه مع الفئران في نموذجنا^6،12.

يمكن أن يكون لنماذج التعرف على الهوية المتأهولة تطبيقات أوسع في مجال الذاكرة الاجتماعية. لا يمكن استخدام هذه المهام فقط لدراسة الذاكرة الاجتماعية أو آليات التكافؤ الاجتماعي ، ولكن يمكن أن تساعد أيضا في دراسة نماذج الأمراض المعروفة بضعف الاعتراف الاجتماعي. تكمن الضعف في التعرف على الهوية وراء عجز السلوك الاجتماعي في اضطرابات مثل الفصام^13،14،15 واضطراب طيف التوحد^16،17،18 ، حيث تشير التقديرات إلى أن ثلث البالغين المصابين بالتوحد يواجهون صعوبات في التعرف على الهوية الفردية¹⁹. على سبيل المثال ، الفئران بالضربة القاضية Shank3 و Df (16) A ^+/- هي نماذج فئران اضطراب طيف التوحد والفصام معروفة بإظهار ضعف الإدراك الاجتماعي^20،21،22. قد تلخص نماذجنا الجديدة عجز الذاكرة الاجتماعية ويتم اعتمادها لتوصيف نماذج المرض وتحديد التلاعب أو العلاجات التي تعمل على تحسين عجز السلوك الاجتماعي. يمكن أيضا دراسة الأشياء غير الحية في استبدال الأهداف الاجتماعية لتحليل الآليات الداعمة للكائن ، مقارنة بالاعتراف الاجتماعي¹².

الأهداف الاجتماعية المستخدمة في الشكل 1 هي فئران سلالة CD1 من نفس الجنس ، لكننا حققنا التعرف على الهوية المتكافئة المماثلة باستخدام أهداف C57BL / 6 من نفس السلالة. وهكذا ، قمنا بتطوير طريقة سهلة التبني ، والتي يمكن استخدامها لمزيد من الدراسة لمعالجة التكافؤ الاجتماعي ، والهوية الاجتماعية ، والعجز في هذه الوظائف المعرفية الاجتماعية في النماذج الحيوانية لأمراض الدماغ.

تنظر نماذج التعرف على الهوية إلى الذاكرة لأفراد معينين. عند تصميم التجارب ، يجب على المرء أن يحرص على التأكد من أن جلسات التدريب والاختبار مختلفة تماما وأن الإشارة الوحيدة الثابتة هي هوية الأهداف الاجتماعية. على سبيل المثال ، يجب أن تكون الغرف التي يتم فيها التدريب والاختبار ، والمرفقات التي تحتوي على الأهداف الاجتماعية ، والإشارات المرتبطة بسياقات التدريب والاختبار مختلفة جميعها.

يجب أن تكون الأكواب السلكية الأربعة متطابقة مع بعضها البعض ، ولكن مختلفة قدر الإمكان عن حاويات زجاج شبكي. يجب أن تكون الأكواب والمرفقات السلكية مختلفة من حيث المواد (على سبيل المثال ، زجاج شبكي مقابل معدن) ، والشكل (على سبيل المثال ، مستطيل مقابل دائري) ، واللون (على سبيل المثال ، شفاف مقابل الذهب الوردي). يتم ذلك للتأكد من أن الإشارة الوحيدة التي تعلم السلوك الاستكشافي أثناء الاختبار هي هوية الأهداف الاجتماعية.

يتم إجراء التعود على السياق في اليوم الأول من التدريب. يتم ذلك لتشجيع استكشاف الأهداف الاجتماعية أثناء التدريب بدلا من السياق ، والذي سيكون معروفا بالفعل للفأر الموضوع. علاوة على ذلك ، يوصى بوقت انتظار لمدة ساعتين على الأقل بين جلسات التدريب المتأهولة والمحايدة. يعتقد أن توفير وقت الفئران الموضوعية بين الجلسات التدريبية يقلل من التعميم ، حيث من المرجح أن تكون الخبرات المخصصة في وقت أقرب مرتبطة²³. لهذا السبب نفسه ، يتم تكرار التدريب ، ولكن يتم موازنته بالترتيب ، في الأيام اللاحقة. يعتقد أن التكرار يشجع على زيادة ارتباط التجربة بالهدف الاجتماعي المعني. من الناحية المثالية ، قد يسمح المزيد من الوقت بين الجلسات التدريبية للفئران الموضوعية بتعلم ربط الهدف الاجتماعي بتجربتها القيمة. لأغراض عملية ، تقرر أن تكون فترة الانتظار ساعتين لأنها سمحت بإجراء جلسات تدريبية محايدة ومتقاربة في يوم واحد في مجموعة من 8-12 فئران. على سبيل المثال ، قد يستغرق تدريب 12 فأرا حوالي ساعتين وعند هذه النقطة سيكون الفأر الموضوع الذي تم تدريبه أولا جاهزا لبدء جلسة التدريب التالية. بالطبع ، قد تؤدي زيادة فترة الانتظار إلى تحسين أداء الفئران الموضوعية ولكنها ستستغرق وقتا أطول بالنسبة للمجرب.

يجب أن تصل الفئران والأهداف الاجتماعية إلى منشأة قبل 7 أيام على الأقل من بدء التدريب السلوكي لتقليل تأثير إجهاد النقل. يجب أن تكون الأهداف الاجتماعية في مكان واحد لأن الإشارات الشمية من cagemates قد تضعف التعرف على الهوية. يمكن استخدام نفس الهدفين الاجتماعيين لمجموعة تصل إلى 12 فأرا موضوعا. الأهم من ذلك ، يجب إعادة الأهداف الاجتماعية إلى قفص منزلهم خلال كل فترة تنظيف وإعداد بين الفئران الموضوعة. من المهم إعادة الأهداف الاجتماعية إلى أقفاصهم لأن الحبس المطول في العبوات قد يغير سلوكهم وبالتالي يؤثر على قرار الفئران الخاضعة للتفاعل.

يمكن أن تكون الفئران الموضوعية والأهداف الاجتماعية محددة لنفس السلالات أو سلالات مختلفة. إذا تم استخدام أهداف اجتماعية من نفس السلالة ، فمن الأهمية بمكان ألا تكون من نفس القمامة مثل الفئران الموضوعة ويجب أن تكون الأهداف الاجتماعية غير مألوفة لبعضها البعض. يمكن ضمان ذلك من خلال طلب الفئران والأهداف الاجتماعية من موردي المختلفين أو طلب ذات الأعمار المختلفة قليلا (أي الفئران الخاضعة للعمر 8 أسابيع والأهداف الاجتماعية البالغة من العمر 7 أسابيع). إذا كانت إجراءات وضع علامات على الأذن مطلوبة ، فيجب إجراؤها قبل 24 ساعة على الأقل من بدء التدريب السلوكي. هذا لتقليل تأثير الضغوطات الخارجية على سلوك الفأر الموضوع. لجميع التدريبات والاختبارات السلوكية ، يوصى بالعمل مع فأرة موضوع واحد في كل مرة. على الرغم من أن التدريب والاختبار المتزامنين لفئران متعددة قد يوفر الوقت ، إلا أنه يزيد أيضا من الإشارات الشمية في غرفة التجارب التي قد تؤثر على ترميز أو تذكر التعرف على الهوية. على هذا النحو ، نوصي بمجموعات من 8-12 فئران موضوعية. بالنسبة لتجارب التكافؤ الاجتماعي الإيجابية ، يوصى بالتعامل مع يوميا قبل التدريب لتقليل الإجهاد ، مما قد يثبط استهلاك الطعام الجديد. يوصى أيضا بوضع 2-3 حبيبات طعام من السكروز لكل فأر في القفص المنزلي لمدة 3 أيام قبل التعود لتسهيل عملية التعود.

على الرغم من أن البيانات المقدمة قد تم تسجيلها يدويا ، إلا أن هناك خيارات سهلة الاستخدام وآلية للتحليل السلوكي ويمكن تطبيقها من أجل تسجيل أكثر كفاءة للتفاعلات الاجتماعية في مقاطع الفيديو التدريبية واختبارها. على سبيل المثال ، DeepLabCut هو برنامج يستخدم شبكات عصبية مدربة من قبل المستخدم للتعليق التوضيحي بدون علامات لموضع ويمكن تحسينه للتحديد الدقيق للإطارات التي ترضي السلوك الاستقصائي²⁴.

يمكن استخدام المزيد من تجارب التحكم للتحقق من نجاح بروتوكولات التعرف^{على الهوية 12}. يجب أن يستمر عكس أمر التدريب في الحصول على الاعتراف بالهوية والتأكد من أن النتائج لا ترجع إلى ترتيب التدريب القيم والمحايد. يمكن أيضا إجراء التدريب كما هو موصوف ، ولكن يمكن إجراء الاختبار مع الهدف الاجتماعي المحايد والجديد ، حيث يشير التفاعل المتزايد مع الهدف الجديد إلى أن الفئران الموضوعة لديها ذاكرة اجتماعية للهدف المحايد وقد أدركت أنها مألوفة. وبالمثل ، يمكن إجراء اختبار مع اثنين من الفئران الموضوعية الجديدة لتأكيد أن سلوكيات التجنب أو الاقتراب هي ، في الواقع ، خاصة بالأهداف الاجتماعية ذات القيمة السلبية والإيجابية ، على التوالي. على الرغم من أنه لم يتم اختباره حاليا ما إذا كان يمكن لنفس الفأر المعني الخضوع لتدريب التكافؤ الاجتماعي السلبي والإيجابي ، إلا أننا نعتقد أنه من الممكن إذا كان لدى المجربين إمكانية الوصول إلى سلالات اجتماعية متعددة أو سياقات تدريبية. قد يؤدي استخدام نفس السلالة من الأهداف الاجتماعية لتجارب التكافؤ الإيجابية والسلبية إلى تعقيد ارتباط السلالة بتكافؤ معين. إذا كان ذلك ممكنا ، فإن استخدام سلالات اجتماعية مختلفة قد يشجع الاستكشاف وتجنب التعميم بين التجارب الإيجابية والسلبية. وبالمثل ، فإن إعادة استخدام نفس سياقات التدريب من شأنه أن يزيد من التعميم بين الخبرات ذات القيمة المعاكسة وسيتم تقليله باستخدام سياقات متميزة للتدريب. إذا سمح الجدول الزمني التجريبي بذلك ، أيضا التوصية بفصل تجارب التكافؤ الإيجابية والسلبية لبضعة أسابيع.

في حالة وجود صعوبات في إنشاء بروتوكولات التعرف على الهوية ، نقترح حلولا للمشكلات الشائعة التي واجهناها. قد تعمل الفئران الخاضعة للإسكان الجماعي كتدريب على الانقراض حيث ينقرض التكافؤ المرتبط بهدف اجتماعي بعد التفاعل الطبيعي²⁵ ولكنه ضروري لأن العزلة الاجتماعية تضعف الذاكرة الاجتماعية وتغير السلوك الاجتماعي^26،27. في الواقع ، وجدنا أن السكن الفردي لم يثير التعرف على الهوية لدى ذكور الفئران. ومع ذلك ، قد تكون هناك حاجة إلى سكن فردي إذا كانت تتعافى من العمليات الجراحية التجسيمية أو لديها غرسات داخل الجمجمة قد تكون حساسة للانفصال. في مثل هذه الحالات ، نجحنا في إقران الفئران في أقفاص كبيرة ، مفصولة بقسم مثقوب ، وقمنا بتكرار التعرف على الهوية في هذه الحالة¹².

بالنسبة لمهمة التكافؤ الاجتماعي الإيجابي ، من الشائع أن تظهر الفئران ترددا في استهلاك كريات السكروز الجديدة. لحل هذه المشكلة ، من المفيد زيادة وقت الحرمان من الطعام أو تعريف الفئران بالكريات عن طريق وضع بعض الكريات في قفص منزلها لمدة 2-3 أيام قبل جلسة التعود. في بعض الحالات التي لا تستهلك فيها غالبية الفئران أي حبيبات غذائية, قد يكون من المفيد أيضا زيادة عدد جلسات التعود. على الرغم من أننا لاحظنا أن ذكور الفئران عموما تأكل أقل أثناء اعتياد حبيبات الطعام من إناث الفئران ، إلا أنها لا تؤثر على قدرتها على التعرف على الهدف الاجتماعي ذي القيمة الإيجابية.

أخيرا ، يمكن تعديل معلمات مهام التعرف على الهوية لتقليل صعوبة المهمة أو تعزيزها. على سبيل المثال ، للكشف عن التأثير الدقيق للعوامل البيولوجية على التعرف على الهوية ، يمكن تقليل وقت التدريب وعدد الدورات التدريبية لزيادة صعوبة المهمة.

المهام السلوكية التي قدمناها في هذا البروتوكول بسيطة وسهلة الإعداد وقابلة للتكيف مع الفئران من الذكور والإناث لدراسة التعرف على الهوية. يسمح الاستخدام المرن للمحفزات الشهية أو المكروهة في هذه المهام أيضا بفحص دور التكافؤ الاجتماعي في التعرف على الهوية. ستكون هذه المهام مفيدة لدراسة الآليات البيولوجية للتعرف على الهوية في الفئران السليمة ، أو العجز في هذه الآليات في نماذج الفئران المرتبطة بالأمراض التي تظهر ضعفا اجتماعيا.

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.

نود أن نشكر السيدة أليس وونغ على تقديم الدعم الفني ، والدكتور جيه كوين لي على بناء جهاز الصدمات. نشكر ونعرب عن تقديرنا لمصادر التمويل لدينا: مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة الكندي (RGPIN-2021-03739) ، والمعاهد الكندية للبحوث الصحية (PJ8 179866) ، و Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (326838).