小腦退化可以避免小鼠在空間任務過程中因失明而絕望的行為

對於動物來說,不管是視網膜變性造成的視覺殘損,還是大腦中負責空間方向感的腦區出現障礙,都會難以在空間中很順利的找到目標,也會再空間方向感記憶的相關測試中出現問題。日前,Jan Cendelin等人發表在《Neuroscience Letters》中的一篇研究性文獻,以Morris水迷宮為測試內容,研究了小鼠視覺和小腦退化對其空間方向能力的影響。

Morris水迷宮(Morris water maze)被廣泛用於小鼠空間記憶和神經退化性疾病的研究當中。具體指的是將小鼠放置於水中,水中出現一個視覺可見的平台,由於天生對水的恐懼,小鼠會在多次的學習中越來越快的找到平台的位置並爬到安全區域;而即使在之後平台隱藏在水面下之後,正常的小鼠依然會依據先前習得的位置和自身方向感的指引下找到平台的位置。對於正常的水迷宮來說,評判指標有記錄尋找到隱藏在水面下平台的時間(逃避潛伏期,escape latency)以及重複測試時的成功率(successful trial)等等。

在本研究中,Jan等人對四組小鼠分別進行水迷宮的測試,分別是正常的野生型小鼠、視網膜變性的野生型小鼠、小腦突變後的小鼠、以及小腦突變且視網膜變性的小鼠。結果表明,不管視網膜是否有變性的小鼠,小腦的突變都會造成找尋到隱藏在水面下平台的時間顯著變長,而經過多次嘗試之後,只有正常的小鼠會逐漸學習到平台的位置而使得逃避時間變短和成功率變高;有趣的是,在多次測試的過程中,單純只有視網膜變性的小鼠會停留在某個位置的比例(non-moving)較高,顯示出視覺殘缺的小鼠會有較大比例產生焦慮和無助的行為,但小腦突變且視覺殘缺的小鼠,停留比例反而較低,研究者推測可能是由於空間能力的缺失反而彌補了小鼠因失明而造成的絕望行為。總體來說,病理反應或運動的缺陷都可能使小鼠的空間表現產生異常,但研究者提出,因小腦功能的缺失與其他能力的喪失造成間接或直接的多重干擾,則是需要未來進一步深入探究的地方。


撰稿人:韓睿


原始論文:
Cendelin, J., & Tichanek, F. (2020). Cerebellar degeneration averts blindness-induced despaired behavior during spatial task in mice. Neuroscience Letters, 134854.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304394020301245

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