Spatial memory in humans and its disorders: From animal models towards schizophrenia

Abstract

Spatial memory is often studied using spatial tasks originally developed for animals, such as the Morris water maze and the Carousel maze tasks. Both tasks have an important role in the process of identification of brain areas crucial for spatial memory, and also in pharmacological research of animal models of neuropsychiatric diseases. In recent years considerable attention has been devoted to the research and treatment of cognitive impairment in schizophrenia. Comparative research addressing cognitive abilities of both animals and patients in similar tasks, could therefore lead to verification of the predictive and face validity of animal models of this complex disorder. The aim of this study was to create virtual analogues of these tasks, which would allow this comparative approach. This thesis first describes the experiment testing the performance of an animal model of schizophrenia induced by the application of dizocilpine (MK-801) in reversal version of both mentioned spatial tasks, in order to assess mental flexibility and learning abilities affected in schizophrenia. Other two experiments present the findings of the two virtual analogues tested in the first episode of schizophrenia patients. Our results confirm the presence of deficits in spatial memory and mental flexibility, functions dependent on...

Ke studiu prostorové paměti se často využívají úlohy původně vytvořené pro zvířata, jako Morrisovo vodní bludiště a Kolotočové bludiště. Tyto úlohy prokázaly svůj význam nejen s ohledem na identifikaci neurofyziologických podkladů prostorové paměti, ale také ve farmakologickém výzkumu u animálních modelů neuropsychiatrických onemocnění. V této souvislosti se v posledních letech věnuje značná pozornost zejména modelování kognitivního deficitu u schizofrenie a možnostem jeho terapie. Komparativní výzkum srovnávající schopnosti modelových zvířat a pacientů v podobných úlohách umožňuje ověřit fenomenologickou a prediktivní validitu animálních modelů. Cílem této práce bylo vytvořit virtuální (počítačové) analogie dvou behaviorálních úloh, které by podobné srovnání umožnily. Tato dizertační práce nejdříve popisuje experiment posuzující výkon potkanů v animálním modelu schizofrenie, vyvolaným aplikací dizocilpinu (MK-801), v reverzních variantách dvou prostorových úloh (v měnících se prostorových podmínkách) ve snaze otestovat mentální flexibilitu, schopnost značně narušenou u schizofrenie. Následující dva experimenty pak prezentují nálezy virtuálních analogií obou úloh testovaných u pacientů po první epizodě schizofrenního onemocnění. Naše nálezy potvrdily deficit prostorové paměti a mentální flexibility u...