Исследование памяти у лабораторных мышей в пространственной версии водного лабиринта Морриса Отчет об учебно-исследовательской работе Коткин Лев, Ляско Александр 2012

Введение Память – это одна из основных функций мозга, которая обеспечивает адаптивное поведение животных в условиях изменяющейся окружающей среды, на основе индивидуального опыта животного. Исследования памяти на животных, в частности на мышах и крысах, позволяют изучить формирование памяти на клеточном и молекулярном уровне, а также действие различных веществ на этот процесс. Наша работа посвящена изучению пространственной памяти у мышей (Mus musculus L. 1758) в модели водного лабиринта Морриса.

Введение Пространственная память Долговременная Кратковременная Ограниченный объем Сохранение на время от нескольких секунд до нескольких минут Намного больший объем Сохранение на длительное время (на всю жизнь) Стабильна к нарушениям консолидация

Введение Консолидация памяти, как полагают, основана на усилении синаптических (синаптической пластичности) связей между нейронами, которое возникает во многом благодаря активности рецепторов, которые находятся на поверхности мембран нейронов. Одним из типов наиболее важных рецепторов, отвечающих за синаптическую пластичность, являются NMDA- рецепторы. Активация NMDA-рецепторов ведет к передаче сигнала в ядро клетки, где запускается экспрессия различных генов, например, c-fos. Нам стало интересно, можно с помощью блокатора NMDA-рецепторов разделить компоненты памяти.

Введение Реконсолидация памяти – процесс, который запускается при повторном обращении к ранее сформированному памятному следу и заключается в его перезаписывании – повторной консолидации. Мы не нашли данных о том, может ли напоминание стандартной ситуации обучения привести к процессу реконсолидации.

Цель Исследовать некоторые аспекты памяти лабораторных мышей в пространственной версии водного лабиринта Морриса.

1.Освоить методику интрагиппокампального билатерального канюлирования лабораторных мышей. 2.Освоить методику обучения лабораторных мышей в пространственной версии водного лабиринта Морриса. 3.Исследовать влияние ингибитора NMDA-рецепторов АР-5 на формирование памяти у лабораторных мышей в пространственной версии водного лабиринта Морриса. 4.Исследовать влияние на память ингибитора синтеза белка циклогексимида при напоминании стандартной ситуацией обучения в пространственной версии водного лабиринта Морриса у лабораторных мышей. Задачи

Методика Лабиринт Морриса: Диаметр – 120см 4 равновеликих квадранта Диаметр платформы – 10см Платформа располагается посердине одного из квадрантов, центр платформы в 30см от стенки Расстояние между платформой и поверхностью воды – 0.5см

Методика Вживление канюль Канюли Plastics One (USA) Координаты: брегма -2,5 мм медиально +/-2 мм Глубина 1,25 мм (направляющая) 2,25 мм (инъекционная) 2,25 мм (заглушка) Franklin & Paxinos, 2007

Методика Морфологический контроль Метиленовый синий, 4% р-р, 1,0 мкл/полушарие 0,5-1,0 мкл/мин

Методика Общая схема эксперимента 1 Самцы, С57/Bl6, возраст около 3-7 месяцев, канюлированные n=11 (подгруппы по 5 и 6 животных) обучение тест введение

Методика Общая схема эксперимента 2 Самцы, С57/Bl6 x DBA2, возраст около 3-7месяцев, не канюлированные n=28 (подгруппы по 14 животных) обучение дни введение напоминание тест

Методика Пример треков не обученной и обученной мыши

Результаты Эксперимент 1 Латенция обучения двух групп мышей в пространственной версии водного лабиринта Морриса (контроль n=5; AP-5 n=6)

Результаты Время пребывания в квадрантах бассейна в ходе теста без платформы (контроль n=5; AP-5 n=6). Красная линия показывает уровень вероятностного распределения животных.

Результаты Эксперимент 2 Латенция обучения двух групп мышей в пространственной версии водного лабиринта Морриса (контроль n=14; ЦГ n=15)

Результаты Время пребывания в квадрантах бассейна в ходе теста без платформы (контроль n=14; ЦГ n=14). Красная линия показывает уровень вероятностного распределения животных

Заключение Освоена методика интрагиппокампального билатерального вживления канюль. Освоена методика обучения животных в водном лабиринте Морриса. Показано, что введение ингибитора NMDA-рецепторов может улучшать кривую обучения, что может быть связано с блокадой памяти о недавнем стрессе. Показано, что ингибитор синтеза белка циклогексимид может не нарушать память при введении перед напоминанием стандартной ситуацией обучения. Что может быть связано со стабильностью сформировавшегося следа памяти.

Благодарности Мы благодарим нашего научного руководителя Дмитрия Васильевича Безряднова за руководство и Сергея Александровича Чехова за помощь во время практики, Глаголева Сергея Менделевича за организацию практики, рецензента Максима Львовича Ловатя, а также сотрудников НИИ нормальной физиологии имени П.К. Анохина РАМН за предоставление рабочего места, а также мышей для исследования.

Литература Rose S. The Making of Memory: From Molecules to Mind. NY, Bantam Books, 1993, 355pp. O'Keefe J., Dostrovsky J. The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Res., 1971, v. 34, 1, pp. 171–175. Guzowski J.F., Setlow B, Wagner E.K., McGaugh J.L. Experience-dependent gene expression in the rat hippocampus after spatial learning: a comparison of the immediate-early genes Arc, c-fos, and zif268. The Journal of Neuroscience, 2001, v. 21, 14, pp. 5089–5098. Curran T., Morgan. Memories of fos. BioEssays, 1987, v. 7, 6, pp. 255–258. Bannerman D.M., Good M.A., Butcher S.P., Ramsay M., Morris R.G. Distinct components of spatial learning revealed by prior training and NMDA receptor blockade. Nature, 1995, v. 378, 6553, pp Saucier D., Cain D.P. Spatial learning without NMDA receptor-dependent long-term potentiation. Nature, 1995, v. 378, 6553, pp Morris R.G., Anderson E., Lynch G.S., Baudry M. Selective impairment of learning and blockade of long- term potentiation by an N-methyl-D-asparate receptor antagonist, AP5. Nature, 1986, v , pp Morris R.G. Synaptic plasticity of learning: selective impairment of learning in rats and blockade of long- term potentiation in vivo by the N-methyl-D-asparatate receptor antagonist AP5. The Journal of Neuroscience 1989, v. 9, 9, pp Kouichi Kawabe, Yukio Ichitami, Tsumeo Iwasaki Effects of introhippocampal AP5 treatment on radial- arm maze performance in rats. Brain Research 1998, 781 pp