全新学习认知工具在神经科学中的应用（二）
图1：
图2：
图1左边是黑色的是对照组的突触密度，右边黑色的是敲除组的突触密度，明显下降！图2测定的是场兴奋性突触后电位，黑色的是对照组的LTP长时程增强，红色的是敲除组的LTP长时程增强，明显突出的可塑性受损！
这些突触密度的下降、突触可塑性的受损，反应到行为学上则是学习认知的问题。
采用荷兰诺达思的Cognition Wall认知墙工具进行学习认知行为的研究
Cognition Wall认知墙工具包含EthoVision软件系统以及PhenoTyper小鼠家居箱以及三孔认知墙等。动物从特定的入口进入（上图显示绿色的入口），则软件自动给予食物奖励（上图蓝色的颗粒显示）该实验全程自动，不需要人为干预，软件自动控制硬件并自动记录数据并自动分析数据。
实验如下：
实验前一周小鼠在标准的鼠笼单笼饲养；
实验开始前11个小时前将小鼠放入小鼠家居箱，让其适应环境，即大约晚上8:30将小鼠放入，可以进水限制进食；
这个适应阶段放入10粒食物，使小鼠能找到食物给予的地方
早上7:30放入认知墙，早上8:00开始实验，全程自动进行；
这个过程小鼠需要连续进入左边的孔5次则软件自动控制硬件给予一粒食物（即上图绿色的孔）。
Tip:本文的小鼠节律是晚上8点开灯至第二天早上8点关灯，后期采用红色昏暗的灯光作为晚上时间，即light phase 8:00pm-8:00am dark phase 8:00am-8:00pm其中dark phase为实验进行时段。
以下图示为实验结果：
从从结果可以看出，基因敲除的红色线的小鼠只有40%的学会了认知墙！对照组全部学会！对比明显！
在一天后的记忆测试阶段，将小鼠重新放回带有认知墙的家居箱，在1个小时的测试中计算小鼠做出正确选择的比例（即从左边孔进入）。
从结果可以看出，基因敲除的红色线的小鼠做出正确选择的比例明显低于对照组。
为了确保食物奖励的装置没有问题，实验者亦手动数了每只小鼠在学习过程中获得的食物奖励的数目，因为食物奖励的数目与小鼠的学习能力是相关的。
明显，基因敲除的小鼠获取食物奖励的数目少于对照组，学习能力明显弱于对照组。
没有完！在小鼠模型上注射C端激酶的病毒进行挽救实验，对照组、激酶组、突变激酶组，一个月后做行为学测试后处死进一步分析，新物体识别的认知参数，对照组和激酶组都明显高于突变激酶组。学习认知实验中，对照组和激酶组都明显学习得更快，记忆测试也更多地做出了正确的选择。当然突触密度与突触可塑性均高于突变组。
这和最开始的细胞实验对应了起来，在动物模型上并且是行为实验上验证了C端激酶对学习记忆的关键作用。
当然以大鼠为模型，在特定knockdown的大鼠，确定敲低其表达以后，同样基本的行为参数是没有差异的，后测定大鼠的学习与记忆能力，T迷宫空间学习实验（敲低后做出正确选择的比例明显下降）、短期再认记忆（过去经验或识记过的事物再次呈现在面前时仍能确认和辨认出来的过程）也受损、背景记忆也受损，当然突触密度与突触可塑性均明显下降 。
最后一个话题，文献报道过cofilin参与的一些功能和TRPM7敲除后很类似，提出假设在学习认知层面TRPM7可能借助cofilin参与了下游的机制，发现敲除后cofilin磷酸化（抑制）显著减少，而激酶组的cofilin确实磷酸化得到了恢复，并验证了两者是直接结合的。
当然下游这块研究还是比较简单，偏向于现象的关联，未能直接与学习记忆做深入研究。另外，激酶的功能是通过突触前、突触后来调控突触密度的机制也需要进一步阐明。
