تست های رفتاری در حیوانات کوچک آزمایشگاهی

فهرست مطالب نمایش

مقدمه‌ای بر تست های رفتاری در حیوانات کوچک آزمایشگاهی

در علوم اعصاب تجربی، تست‌های رفتاری ابزار اصلی برای ارزیابی عملکرد حسی، حرکتی، شناختی، و عاطفی حیوانات مدل (مثل موش و رت) هستند. این تست‌ها به ما کمک می‌کنند اثر مداخلات جراحی، دارویی، ژنتیکی یا بیماری‌زایی را به‌صورت کمی و قابل مقایسه بسنجیم.

دسته‌بندی کلی تست‌های رفتاری

الف- تست‌های حرکتی و هماهنگی عضلانی

برای بررسی توانایی حرکتی، تعادل و هماهنگی:

Rotarod Test: حیوان روی میله چرخان قرار می‌گیرد؛ مدت زمان حفظ تعادل سنجیده می‌شود.
Open Field Test بخش حرکتی: ارزیابی میزان جابه‌جایی و الگوی حرکتی در میدان باز.
Grid Walk Test: بررسی دقت گام‌برداری و تشخیص حرکتی.

ب- تست‌های شناختی (یادگیری و حافظه)

برای ارزیابی توانایی‌های شناختی مانند یادگیری فضایی و حافظه کاری:

Morris Water Maze: پیدا کردن سکوی پنهان در استخر آب بر اساس نشانه‌های فضایی.
Radial Arm Maze: بررسی حافظه کاری با انتخاب بازوهای صحیح برای دسترسی به پاداش.
Novel Object Recognition Test: سنجش حافظه تشخیصی بر اساس ترجیح حیوان برای اشیای جدید.

ج-تست‌های عاطفی و اضطرابی

برای ارزیابی پاسخ‌های هیجانی:

Elevated Plus Maze: حیوان بین بازوهای باز و بسته انتخاب می‌کند؛ زمان سپری شده در بازوهای باز نشان‌دهنده اضطراب کمتر است.
Open Field Test – بخش اضطرابی: زمان سپری شده در مرکز میدان به عنوان شاخص کاهش اضطراب.
Forced Swim Test: ارزیابی رفتارهای شبیه افسردگی بر اساس زمان بی‌حرکتی.

د-تست‌های حسی

برای بررسی بینایی، شنوایی یا لامسه:

Visual Cliff Test: ارزیابی ادراک عمق (بینایی).
Acoustic Startle Response: واکنش حیوان به صدای ناگهانی.
Von Frey Filament Test: اندازه‌گیری حساسیت مکانیکی پوست.

اهمیت تست‌های رفتاری در پژوهش‌های نوروساینس

ارتباط مغز و رفتار: به ما نشان می‌دهند که تغییر در فعالیت یا ساختار مغز چه اثر ملموسی بر عملکرد حیوان دارد.
تأیید موفقیت مدل بیماری: مثلاً در مدل پارکینسون، کاهش عملکرد در Rotarod یا افزایش زمان سقوط نشانه موفقیت القای بیماری است.
ارزیابی اثر درمان: پس از مداخله (دارویی، جراحی، ژنتیکی) می‌توان بررسی کرد که آیا عملکرد حیوان بهبود یافته یا خیر.
کمی‌سازی و مقایسه: نتایج تست‌ها به صورت عددی گزارش می‌شوند و امکان تحلیل آماری دارند.

نکات مهم در اجرای تست‌های رفتاری

کنترل شرایط محیطی: نور، صدا، دما و زمان آزمایش باید ثابت باشد.
تطبیق حیوان با محیط آزمایش: حیوان باید قبل از تست اصلی، فرصت آشنایی با محیط را داشته باشد.
تصادفی‌سازی و کور کردن (Randomization & Blinding): برای جلوگیری از سوگیری محقق.
تکرارپذیری: تست‌ها باید در روزها و ساعت‌های مشابه اجرا شوند تا داده‌ها قابل مقایسه باشند.

به عنوان مثال دو مورد از تست های معروف رفتاری در ادامه آورده شده است.

تست Morris Water Maze (MWM)

مقدمه

این تست توسط Richard Morris در سال ۱۹۸۱ طراحی شد و بر اساس توانایی حیوان برای پیدا کردن یک سکوی پنهان (Platform) در یک استخر دایره‌ای پر از آب، با استفاده از نشانه‌های فضایی موجود در محیط آزمایش، کار می‌کند.
هدف اصلی این تست ارزیابی یادگیری فضایی وابسته به هیپوکامپ است.

تجهیزات مورد نیاز

استخر دایره‌ای: قطر معمول ۱۲۰–۲۰۰ سانتی‌متر و عمق حدود ۵۰ سانتی‌متر.
آب: با دمای ۲۰–۲۵ درجه سانتی‌گراد (برای ایجاد انگیزه فرار از آب).
سکو (Platform): قطر ۱۰–۱۲ سانتی‌متر، زیر سطح آب (۱–۲ سانتی‌متر) پنهان می‌شود.
رنگ یا شیر خشک: برای کدر کردن آب تا سکو دیده نشود.
دوربین و نرم‌افزار ردیابی: ثبت مسیر حرکت حیوان
نشانه‌های فضایی ثابت: روی دیوار یا اطراف استخر نصب می‌شوند (اشکال هندسی، رنگ‌ها، پوسترها).

مراحل اجرای تست

الف-مرحله یادگیری (Acquisition Phase)

مدت: معمولاً ۴–۵ روز، هر روز چند تلاش (trial).
در هر تلاش، حیوان از نقطه‌ای مشخص در لبه استخر رها می‌شود.
هدف: پیدا کردن سکوی پنهان با استفاده از نشانه‌های فضایی.
شاخص‌های ثبت‌شده:
- زمان رسیدن به سکو (Escape Latency)
- طول مسیر طی‌شده (Path Length)
- سرعت شنا (Swimming Speed)

ب- مرحله آزمون حافظه (Probe Trial)

یک یا چند روز بعد از یادگیری اجرا می‌شود.
سکو برداشته می‌شود و حیوان به داخل استخر رها می‌شود.
هدف: بررسی اینکه آیا حیوان بیشتر وقت خود را در ربعی که قبلاً سکو در آن بوده، سپری می‌کند یا نه.
شاخص‌های ثبت‌شده:
- درصد زمان سپری‌شده در ربع هدف
- تعداد عبور از محل سکو
- تمرکز مسیر حرکتی در اطراف محل سکو

ج- مرحله کنترل دیداری (Visible Platform Test)

سکو روی آب و قابل مشاهده است.
هدف: بررسی مشکلات حرکتی یا بینایی حیوان و اطمینان از اینکه نقص در یادگیری به دلیل مشکلات دیگر نیست.

۴. کاربردها در پژوهش‌های نوروساینس

بررسی اختلالات حافظه در مدل‌های بیماری (مثل آلزایمر، آسیب هیپوکامپ).
ارزیابی اثر داروهای بهبوددهنده عملکرد شناختی.
مطالعه نقش ژن‌ها یا مسیرهای عصبی خاص در یادگیری فضایی.
ارزیابی پیامدهای جراحی یا آسیب مغزی.

تست Shuttle Box

مقدمه

Shuttle Box یک جعبه آزمایش رفتاری است که معمولاً از دو بخش مساوی تشکیل شده و بین آن‌ها یک در یا دیوار با دریچه وجود دارد. حیوان می‌تواند آزادانه بین دو بخش حرکت کند. در این تست، حیوان یاد می‌گیرد با مشاهده یک نشانه شرطی (CS) مثل نور یا صدا، قبل از آمدن یک تحریک آزاردهنده (US) مثل شوک الکتریکی خفیف، به بخش دیگر جعبه برود تا از شوک جلوگیری کند.

تجهیزات مورد نیاز

جعبه دو بخشی با کف فلزی (برای اعمال شوک خفیف).
سیستم کنترل نور و صدا (برای ارائه محرک شرطی).
درب یا دریچه برای جابه‌جایی حیوان بین دو بخش.
سیستم ثبت داده‌ها (مدت زمان واکنش، تعداد پاسخ صحیح، تعداد شوک‌ها).

مراحل اجرای تست

الف) شرطی‌سازی اجتنابی فعال (Active Avoidance)

حیوان در یکی از بخش‌ها قرار می‌گیرد.
محرک شرطی (CS) ارائه می‌شود (مثلاً صدای بوق یا روشن شدن چراغ).
پس از چند ثانیه، اگر حیوان به بخش دیگر جعبه نرفته باشد، محرک غیرشرطی (US) یعنی شوک الکتریکی خفیف اعمال می‌شود.
حیوان یاد می‌گیرد که با دیدن یا شنیدن CS، سریع به بخش دیگر برود تا از شوک جلوگیری کند.

ب) شرطی‌سازی اجتنابی منفعل (Passive Avoidance)

حیوان یاد می‌گیرد که در یک بخش خاص بماند تا از دریافت شوک جلوگیری کند (برعکس حالت فعال که باید جابه‌جا شود).

شاخص‌های اندازه‌گیری

زمان واکنش (Latency): مدت زمان بین شروع CS و ورود حیوان به بخش امن.
درصد پاسخ صحیح (Avoidance Rate): تعداد دفعاتی که حیوان قبل از شوک، به‌درستی جابه‌جا شده است.
تعداد شوک‌های دریافت‌شده.