Method Article

واستثابي البينية / خارج الأبعاد تعيين التحول المهمة بالنسبة للفئران

DOI:

10.3791/53503

⸱

January 22nd, 2016

 , 
1Department of Neuroscience and Brain Technologies, Istituto Italiano di Tecnologia

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التشوهات المعرفية المتغيرة للانتباه هي سمة أساسية للعديد من الأمراض النفسية. هنا ، نقدم تطوير نظام آلي جديد للدراسة الفعالة لقدرات تحويل مجموعة الانتباه والوظائف التنفيذية والقدرات المعرفية الأخرى في الفئران ذات الصلاحية الانتقالية العالية للدراسات البشرية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التغيرات في التحكم التنفيذي والمرونة المعرفية ، مثل قدرات تحويل مجموعة الانتباه ، هي السمات الأساسية للعديد من الأمراض العصبية والنفسية. الاختبارات النفسية العصبية الأكثر استخداما لتقييم تحويل مجموعة الانتباه لدى البشر هي اختبار فرز بطاقات ويسكونسن (WCST) ومهمة تغيير المجموعة داخل / خارج الأبعاد CANTAB (ID / ED). أثبتت هذه المهام أهميتها السريرية وتم تعديلها وتكييفها بنجاح للبحث في النماذج الحيوانية. ومع ذلك ، فإن المهام المتاحة حاليا للقوارض تمثل العديد من القيود ، ويرجع ذلك أساسا إلى إجراءات الاختبار اليدوية ، والتي تعيق التقدم الانتقالي في الطب النفسي. للتغلب على هذه القيود وتقليد الإصدار الأصلي بشكل أفضل في الرئيسيات ، نقدم تطوير مهمة ID / ED "Operon" ذات الغرفتين القائمة على التشغيل للقوارض. لقد أظهرنا فعالية هذه المهمة الجديدة لقياس جوانب مختلفة من المرونة المعرفية في الفئران بما في ذلك تكوين مجموعة الانتباه وتحويلها ، والتعلم العكسي. علاوة على ذلك ، نظهر المرونة العالية لهذه المهمة حيث يمكن التلاعب بثلاثة أبعاد إدراكية مختلفة بعدد كبير من إشارات المحفزات لكل بعد. يمكن أن تكون مهمة ID/ED Operon الجديدة هذه أداة ما قبل السريرية الفعالة لاختبار المخدرات و / أو الفحص الجيني الكبير ذي الصلة بدراسة الخلل الوظيفي التنفيذي والأعراض المعرفية الموجودة في الاضطرابات النفسية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الإنتباه مجموعة بنظام النوبة هو قدر من المرونة الإدراكية وظائف تنفيذية 1. فإنه يشير إلى القدرة على التبديل بين القواعد الداخلية التعسفية ("مجموعات المعرفية-الإنتباه"). المهام العصبية الأكثر استخداما لقياس الإنتباه مجموعة بنظام النوبة والمرونة الإدراكية لدى البشر هي ولاية ويسكونسن بطاقة اختبار الفرز (WCST) 2 ونسخة أكثر حداثة وأكثر دقة: في داخل الأقاليم وخارج الأبعاد الإنتباه-تحويل مجموعة (ID / ED) من كامبريدج العصبية اختبار البطارية الآلي (جامعة كيمبردج) 3،4. وقد استخدمت هذه المهام لتحديد التشوهات المعرفية المحددة في مجموعة واسعة من الاضطرابات النفسية بما في ذلك مرض التوحد 5، 6 الفصام واضطرابات مرض باركنسون 7، واضطرابات الوسواس القهري 8 ونقص الانتباه / 9 مفرط. أهمية سريرية ومنهجية صلبة من WCST وID / اختبارات ED لها توريالفائدة racted في تنفيذ اختبارات مماثلة في مجال البحوث قبل السريرية 10،11. هذه المهام تسمح لقياس انتقائي داخل نفس الموضوع من مختلف القدرات المعرفية مثل تعلم تمييزي، والتعلم انعكاس، تشكيل مجموعة الإنتباه، وتحول الاهتمام داخل نفس البعد (. أي داخل الأبعاد التحول: IDS) وبين مختلف الأبعاد الحسية (أي خارج الأبعاد التحول: EDS). هذا أمر بالغ الأهمية لأن الدوائر الكهربائية في المخ متميزة، فضلا عن أمراض الأعصاب قد يغير هذه الوظائف المعرفية متميزة بطرق مختلفة. على سبيل المثال، تم التدليل على التفكك مزدوج أو وظيفية تأثير التخصص بين الجانبي (في القرود والبشر) / وسطي (في القوارض) والمناطق المدارية للPFC في الإنتباه المهام تحويل مجموعة. في حين أن القشرة الأمامية المدارية هي أكثر انخراطا في مراحل عكس هذه المهام، والجانبية / وسطي المنطقة PFC تحكم مراحل التحول خارج الأبعاد12-14.

إصدارات القوارض من هذه الاختبارات تحويل مجموعة الإنتباه للقرود تم إنشاء بنجاح 13-16. ومع ذلك، فإن بعض جوانب هذه الإصدارات القوارض قد يحد من التطبيقات واستخدامها. على سبيل المثال، يتم تشغيل هذه المهام يدويا، وبالتالي للغاية ويصعب توحيد كثيفة العمالة. وعلاوة على ذلك، قد يؤدي وجود المعززات الغذائية داخل المحفزات في تفسير غامض الردود الحيوانية والتحيز المحتمل في الاختيار صنع 10. هذه الخصائص قد حدت من سرعة الفحص والأهم من ذلك، تطبيقها في الدراسات الجينية و / أو فحص المخدرات على نطاق واسع.

للتغلب على هذه القيود وتعزيز التطبيقات المحتملة من نماذج التحول ID / ED في القوارض، نقدم هنا من مجلسين مهمة القائم على استثابي رواية لاختبار المرونة الإدراكية لدى الفئران. هذه المهمة رواية تحاكي كثيرا مهمة ID / ED المستخدمة في الإنسان وغيرالرئيسيات الإنسان وتلتف مشاكل الإصدارات السابقة القوارض.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد وافق جميع الإجراءات المتبعة في الوزارة الإيطالية للجنة الصحة واستخدام الحيوان المحلية، وجرت وفقا لدليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية لتوجيهات مجلس الجماعة الأوروبية.

ملاحظة: يبين الشكل 6 وضع جدول زمني لإجراء كامل من بروتوكول لاختبار ID / ED المهمة.

1. جهاز

figure-protocol-1

الشكل 1. من مجلسين "جينات متصلة مع بعضها" جهاز. (A) المنظر من أعلى الجهاز بأكمله و (B) وجهة نظر من أمام غرفة واحدة محاكاة الماوس نقطة من رأي أثناء الاختبار. 1: المثيرات البصرية (المصابيح)؛ 2: مجلة الغذائي؛ 3: ثقب الأنف كزة. 4: التحفيز عن طريق اللمس (نسيج)؛ 5: تحفيز حاسة الشم. 6: باب جرار التلقائي؛ 7: منزل -نور؛ 8: photobeam الأشعة تحت الحمراء للتحكم في الباب. يتم فصل غرف (16 × 16 × 16 سم 3) من باب البلاستيك الشفاف (6). photobeams الأشعة تحت الحمراء (8) تعقب حركات الحيوانات والتحكم في فتح / إغلاق الباب التلقائي للسماح الماوس لتغيير الدوائر. تقدم كل غرفة فتحتين الأنف كزة (3) مع photobeams تحت الحمراء، وبينهما، وهي مجلة الغذائية (2) مع photobeams حيث ألقى موزع بيليه تعزيز الغذاء. A-ضوء البيت (7) ويقع فوق كل من المجلات الغذائية اثنين. وقد تم تجهيز كل ثقب الأنف كزة مع سلسلة من المحفزات للتغيير والتي قد تختلف في ثلاثة أبعاد الحسية المختلفة (رائحة، وعرض، واللباقة). نشرت أصلا في 'البينية في نهاية المطاف وExtradimensional سيكلوجية الإنتباه تعيين تحويل المهام لالفئران "19. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

محتوى "> ملاحظة: الجهاز جينات متصلة مع بعضها (الشكل 1) ويتكون من مجلسين متطابقة مع الجدران زجاجي والكلمة الألومنيوم (16 × 16 × 16 سم 3 لكل غرفة) يتم فصل الدوائر من قبل زجاجي شفاف تقسيم الباب الذي يمكن أن يكون تلقائيا. تسيطر على السماح الماوس للوصول إلى أي من المجلسين. كل غرفة لديها اثنين من الثقوب الأنف كزة مع photobeams تحت الحمراء، وبينهما، مجلة الغذاء مع photobeams حيث ألقى موزع بيليه تعزيز الغذاء. وتقع مروحة وعلى ضوء البيت فوق كل المجلات الغذائية اثنين.
  1. تجهيز كل ثقب الأنف كزة مع عدد من المحفزات للتغيير (الجدول 1) التي تختلف في ثلاثة أبعاد الحسية المختلفة (أي رائحة، البصر، اللمس). ملاحظة: لقد تم اختيار المحفزات المقترحة في الجدول 1 من أجل تجنب أي عامل التباس و / أو تحيز بسبب تجنب أو تفضيل. خمسة أزواج من النماذج لكل البعد تسمح لمعاختبار في موضوع كل التحولات، مع مؤثرات جديدة في كل نقلة.
    1. لتقديم محفزات حاسة الشم في الثقوب الأنف كزة، واستخدام olfactometer التخفيف، التي التكييف الواردة إلى ثقوب الأنف كزة من قبل التجفيف تلقائيا، وتصفية، المضادة للجفاف والسيطرة على عرض أزواج من الروائح.
      1. استخدام olfactometer واحد للسيطرة على اثنين من الثقوب الأنف كزة. تنظيم تدفق الهواء عن طريق مضخة هواء وفراغ لإزالة رائحة في ثقوب الأنف كزة. توصيل مضخة الهواء إلى مدخل للolfactometer والفراغ إلى المنافذ التي شنت على جهاز الأنف كزة. ثم قم بتوصيل منفذ للتسليم رائحة لكل مدخل الأنف كزة. ضبط معدل تدفق إلى 1.5 L في الدقيقة الواحدة.
      2. تمييع الروائح رائحة 01:20 في الزيوت المعدنية وملء زجاجات من olfactometer.
    2. للمؤثرات البصرية، مكان الثنائيات الباعثة للضوء (LED) على رأس كل منهما ثقب الأنف كزة وتأمينها في ع المعادن ANEL للغرفة (انظر التفاصيل في الشكل 1 والجدول 1). توصيلهم إلى واجهة الانتاج.
    3. لالمنبهات اللمسية، جبل القوام الكلمة للتغيير أمام كل حفرة كزة الأنف. تركيب مواد مختلفة على انزلاق الدعم ونقلها باستخدام إطارات تحت الأرض، بحيث يتم تقديمها في المراسلات من فتحة صغيرة (3 × 3 سم 2) في الطابق أمام كل ثقب الأنف كزة.
  2. السيطرة على عرض المحفزات باستخدام البرمجيات وفقا لتعليمات الشركة الصانعة من أجل تغيير المحفزات ذات أبعاد مختلفة تلقائيا أثناء التجربة.
  3. وضع الكاميرا على الجزء العلوي من الجهاز من أجل تسجيل القاعدية التناوب والحركي النشاط باستخدام برنامج للرصد السلوكي (على سبيل المثال، Ethovision، Anymaze)، والتي قد تساعد على القضاء على الحيوانات التي لديها مشاكل لا علاقة لها الوظائف المعرفية.
الروائح القوام أضواء
الخوخ ضد حكيم الفيلكرو ضد الفيلم أضواء على ضد الأنوار
الفانيليا ضد الخزامى الخشنة الصنفرة ضد الصنفرة غرامة الخامس أحمر. أخضر
الفراولة ضد القرفة على نحو سلس من الورق المقوى ضد الكرتون مخدد ضد الأزرق. الأصفر
الجريب فروت ضد توابل الإسفنج ضد بلاستيكية ناعمة البرتقالي ضد الأبيض
الليمون ضد المشمش honeycمكتب الإدارة والميزانية ورقة ضد رقائق الألومنيوم إصلاح أضواء ضد مصابيح وامضة
المحافظة على together.within صفحة = "1">

تستند الجدول 1. النماذج المستخدمة في ID / ED جينات متصلة مع بعضها المهمة. التمييز مجمع على مجموعات محددة من أزواج من النماذج (انظر الشكل 2 للحصول على مثال تسلسل التمييز). وتعرض أزواج نموذج من أبعاد مختلفة في تركيبات عشوائية. المحفزات محايدة لمختلف أبعاد هي: تدفق الهواء مع عدم وجود رائحة. ورق ابيض؛ لا المنبهات الخفيفة. الجدول نشرت أصلا في "في نهاية المطاف داخل وExtradimensional سيكلوجية الإنتباه تعيين تحويل المهام لالفئران" 19.

2. إعداد الحيوان

ملاحظة: تم الحصول على نتائج ممثلة ذكرت هنا من الذكور C57BL / 6J الفئران، 3-7 أشهر من العمر، خلال المرحلة الخفيفة.

  1. وزن الفئران، منزل منفردة، ومن ثم التعامل لمدة 1 دقيقة على ثلاثةأيام بديلة.
  2. بعد أسبوع واحد من التأقلم في السكن واحد، سجل وزن الجسم وعلى مدار 24 ساعة تناول الطعام لمدة ثلاثة أيام متتالية لتحديد خط الأساس الوزن وتناول الطعام.
  3. تطبيق طفيف نظام الحرمان من الطعام ل1 قبل أسبوع من التدريب للاختبار. تحقق وزن الحيوانات كل يوم في حين يقتصر الغذائية في كافة مراحل التجربة من أجل الحفاظ على حوالي 90٪ من خط الأساس خالية من تغذية وزن الجسم. لمدة ثلاثة أيام متتالية قبل مرحلة التدريب التعود، وإعطاء الفئران في قفص وطنهم أيضا ≈20 الكريات تعزيز الغذاء. هذه هي الكريات الغذائية التي سيتم استخدامها في التجارب اللاحقة.
    ملاحظة: يستخدم تقييد الغذاء لزيادة الحافز للحيوانات للعمل في هذه المهمة، ومع ذلك، لا تتجاوز 10٪ من فقدان الوزن خلال أي مرحلة من مراحل الإجراء بأكمله كما أنه قد يؤدي إلى سلوكيات غير طبيعية والإجهاد المفرط للفئران، والتي قد تؤثر على النتائج.
    1. بدلا من ذلك، من أجل تجنب السكن واحد، لوافي ويضم مجموعة الفئران (2-4 كل قفص)، ومنح حق الوصول إلى libitum الإعلانية الطعام لفترة محددة من الزمن بعد الاختبار. تحقق وزن الحيوانات كل يوم في حين يقتصر الغذائية في كافة مراحل التجربة من أجل الحفاظ على حوالي 90٪ من خط الأساس خالية من تغذية وزن الجسم.

3. التعويد

  1. تدريب الفئران في جلسة 1 يوم 40 دقيقة للتحرك داخل الجهاز دون المفرق الباب، حيث كزة الأنف في أي نتائج ثقب الأنف كزة في تسليم بيليه في وعاء الطعام. خلال هذه المرحلة، واستخدام المنبهات محايدة فقط (الجدول 1) لجميع أبعاد مختلفة (التعويد 1).
  2. في اليوم التالي، وتدريب الحيوانات لمدة 40 دقيقة للانتقال من غرفة واحدة إلى أخرى في نهاية كل محاكمة (التعويد 2). استخدام المحفزات محايدة فقط لجميع أبعاد مختلفة. أيضا في هذه المرحلة، والأنف كزة في أي من النتائج فتحات الأنف كزة في تسليم بيليه في مجلة الغذاء.عندما يسترد الماوس على مكافأة في مجلة الغذاء، وانخفاض الباب الفاصل لإعطاء الوصول الماوس إلى غرفة أخرى لمحاكمة المقبلة.
  3. في اليوم الثالث (التعويد 3)، وتدريب الحيوانات على أداء اثنين من التمييز بسيطة (SD1 وSD2؛ على سبيل المثال، الفيلكرو مقابل الفيلم؛ جديلة الضوء على مباراة جديلة الخفيفة قبالة؛ الخوخ مقابل حكيم.) لمعيار من 8 الإجابات الصحيحة من 10 محاكمات متتالية. لا تستخدم هذه النماذج مرة أخرى خلال المراحل التالية من الاختبار.
    1. للبدء، ضع الماوس في غرفة واحدة مع المثيرات المحايدة، بينما في غرفة أخرى يتم تشغيل الاشارات المحفزات على؛ ثم أغلق باب لإعطاء الوصول الماوس إلى غرفة مع العظة المحفزات تفعيلها. الماوس أن يتعلم أن يختار ثقب الأنف كزة حيث يتم تقديم الحافز الصحيح. جلسات تستمر لمدة 40 دقيقة.
    2. مكافأة لكزة الأنف في حفرة الصحيح مع تسليم بيليه وعندما يدخل الفأر مجلة الغذاء، وانخفاض الباب الفاصللإعطاء الوصول الماوس إلى غرفة أخرى لمحاكمة المقبلة. لا تكافئ الأنف كزة في حفرة غير صحيح وبدوره على ضوء البيت لمدة 5 ثانية. ثم أغلق باب لإعطاء الوصول الماوس إلى غرفة أخرى لمحاكمة المقبلة.
    3. إجراء المحاكمات العشرة الأولى من كل مرحلة كما تشكيل محاكمات: إذا كان الماوس يختار حفرة غير صحيح، تسجيل خطأ ولكن لا إنهاء المحاكمة حتى الوخزات الماوس أيضا في حفرة الصحيح. في التجارب اللاحقة، إذا كان الماوس الوخزات في حفرة غير صحيح، تسجيل خطأ وإيقاف جميع المحفزات الأبعاد لإنهاء المحاكمة.
    4. إنهاء كل دورة بعد 40 دقيقة أو إذا فشل الماوس لجعل أي استجابة لمدة خمس دقائق متتالية، أيهما جاء أولا. وإذا لم تصل الماوس المعيار في جلسة واحدة، ومواصلة اختبار في اليوم التالي.
    5. إذا كان الماوس لا يمكن أن تصل إلى المعيار في SD1 أو SD2 من التعويد 3 بعد 5 جلسات، والتوقف عن اختبار الماوس والقضاء عليه من الدراسة، لأنهليست قادرة على أداء موثوق التمييز الأساسية التي يمكن أن تؤثر بعد ذلك نتائج مهمة ID / ED.

figure-protocol-2

الشكل 2. مثال المهمة ID / ED. مثال على ID / ED 'تمسك-المنصوص عليها في "وأظهرت النماذج" ثنائية الأبعاد ". مقتبسة من "إن البينية في نهاية المطاف وExtradimensional سيكلوجية الإنتباه تعيين تحويل المهام لالفئران" 19. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

4. "عالقون-المنصوص عليها في" ID / ED النموذج الداخلي

ملاحظة: للحصول على هذا الإجراء، وتستخدم سابقا في كل من القرود والقوارض 7،15،16، فمن الضروري للتلاعب ثلاثة أبعاد الإدراك الحسي مختلفة لكل واحدة من الفأرة اختبار. أما بالنسبة للمراحل التعود، جميع جلسات يومية تبدأ الاختبار عن طريق وضع الماوس في واحدة من الغرفتين حيث كل المحفزات محايدة. قبل بداية المحاكمة، يتم تبديل العظة التحفيز على في الغرفة المقابلة. ثم يتم إنزال الباب تقسيم لإعطاء الوصول الماوس إلى غرفة أخرى حيث العظة التحفيز على.

  1. لتدريب الحيوان إلى وضع مجموعة، أو التحيز، نحو البعد الحسي معين (. على سبيل المثال، ورائحة، وعلى ضوء أو نسيج الكلمة)، تعرض الفئران إلى التمييز التالية الواردة في هذا النظام (انظر أيضا مثال في الشكل 2):
    1. لالتمييز البسيط (SD)، وإدخال الفئران إلى البعد (رائحة أو خفيفة أو الملمس، انظر الشكل 2) التي هي ذات الصلة في جميع المهام حتى EDS. وهذا هو، البعد ذات الصلة هو واحد يشير إلى والإجابة الصحيحة هي. اقتداء الشكل 2 والحاضر اثنين من الروائح الكريهة، مثل زارة شؤون المحاربين القدامىnilla (O1) والخزامى (O2)، وحدد O1 كما الإجابة الصحيحة.
    2. للتمييز مجمع (CD)، إدخال البعد الثاني، على سبيل المثال النور، الذي لا علاقة له بالموضوع (أي لا يشير كانت الاستجابة الصحيحة). الحالية اثنين من الاضواء (L1 و L2) جنبا إلى جنب مع الروائح (O1 و O2) من أجل الحصول على اثنين من التمييز الممكنة (انظر المثال في الشكل 2). والنماذج الصحيحة والخاطئة هي نفسها كما في SD.
    3. لعكس التمييز مجمع (CDRE)، وترك النماذج والبعد ذات الصلة دون تغيير، ولكن لديهم حيوانات تعلم أن الحافز الصحيح سابقا غير صحيح الآن. على سبيل المثال، حدد الخزامى كما الإجابة الصحيحة، مع الفانيليا يجري الآن اختيار غير صحيح. ويمكن الاطلاع على هذه الشروط نفسها لمراحل عكس الأخرى (أي IDSRe، IDS2Re وEDSRe).
    4. بعد ذلك، حدد التحول داخل الأبعاد (IDS) التي تستخدم النماذج الجديدة على حد سواء ذات الصلةوأبعاد لا صلة لها بالموضوع (تصميم التغيير الكلي). على سبيل المثال، استخدام الفراولة والقرفة (O3 وO4)، والروائح والأضواء الزرقاء والصفراء (L3 L4 و) والأضواء. ومع ذلك، تأكد من أن المواد اختبار تبقي التالية البعد نفسه ذات الصلة من أجل العثور على الإجابة الصحيحة. ويمكن الاطلاع على هذه الشروط نفسها للتحول intradimensional الآخر (أي IDS2).
    5. أما بالنسبة للتمييز السابق، لديها الفئران تؤدي عكس التحول داخل الأبعاد (IDSRe). استخدام نفس الشروط كما هو الحال في CDRE.
    6. لالبينية الأبعاد تحول 2 (IDS2)، استخدم نفس الشروط كما هو الحال في IDS.
    7. وبالمثل، استخدم نفس الشروط كما هو الحال في CDRE للتحول البينية الأبعاد انعكاس 2 (IDSRe2).
    8. في التحول خارج الأبعاد (EDS)، والفئران اختيار ثقب الصحيح بعد البعد التحفيز قدمت حديثا. تقديم زوج من المحفزات من بعدا جديدا، وهو الملمس. على سبيل المثال استخدام الصنفرة الخشنة (T1) مثل الدقة الصحيحةponse والصنفرة غرامة (T2) على أنها غير صحيحة، وتقديمها مع اثنين من الروائح الجديدة، على سبيل المثال الليمون والمشمش (O7 وO8). أصبح البعد ذات الصلة سابقا الآن غير ذي صلة. لا تمثل البعد غير ذي صلة سابقا بعد الآن.
    9. لانعكاس خارج الأبعاد (EDSRe)، استخدم نفس الشروط كما هو الحال في CDRE.
  2. قياس أداء الفئران حتى تصل إلى معيار 8 الخيارات الصحيحة من 10 محاكمات متتالية لاستكمال كل مرحلة. ضبط البرنامج (انظر جدول المواد) للانتقال تلقائيا إلى المرحلة المقبلة بعد أن يتم التوصل إلى معيار. إيقاف جلسة عمل اليومية بعد 40 دقيقة، أو إذا فشل الماوس لجعل أي استجابة لمدة 5 دقائق متتالية، إنهاء جلسة العمل والاستمرار في اليوم التالي مع الماوس على نفس المرحلة من حيث توقفت.
    1. لكل مرحلة، وقياس الوقت للوصول إلى المعيار. وإذا لم تصل ماوس المعيار في جلسة واحدة، تلخيص إجمالي الوقت التي اتخذت في جلسات متتالية. ل كل محاكمة، وقياس الوقت من تقديم المحفزات (الروائح والأضواء، والقوام) لاستجابة الأنف كزة (الكمون للرد).
  3. في نهاية كل دورة، مسح أسفل الجهاز مع الكحول 70٪.
  4. دائما استخدام نفس الترتيب من التمييز. ومع ذلك، تغيير عشوائيا أبعاد التحفيز وأزواج من النماذج المستخدمة وعلى قدم المساواة تمثيلهم داخل المجموعات التجريبية وموازنة منهم بين المجموعات.
  5. تأكد من موازنة متساوية الأبعاد الحسية المستخدمة داخل وبين كل مجموعة التجريبية بحيث يتم تمثيل كل نقلة ED ممكن (أي ضوء لرائحة، الضوء على الملمس والرائحة للضوء، ورائحة لالملمس، والملمس للضوء، والملمس إلى الرائحة) . مجموعات من النماذج كثيرة جدا للسماح موازية كاملة. وبالتالي، للحد من درجات الحرية، دائما استخدام النماذج في أزواج. على سبيل المثال، الفانيليا التحفيز مع الخزامى الخ (انظر الجدول 1).

ق ق = "jove_title"> 5. 'ثنائي البعد' ID الداخلي / ED بارادايم

ملاحظة: ثمة شرط آخر لقياس الإنتباه القدرة على تحويل مجموعة، وتستخدم في كل من القرود والقوارض 12،17 13، هو 'يومين البعد' النموذج. في هذه الحالة، يتم استخدام اثنين فقط من الأبعاد الحسية طوال فترة الاختبار.

  1. لهذا البروتوكول، استخدام النظام من التمييز وإجراءات لمتابعة كما هو موضح في البروتوكول 'تمسك-المنصوص عليها في "صولا إلى مرحلة EDS (انظر على سبيل المثال في الشكل 2):
    1. لSD والمراحل التالية، استخدم نفس أزواج من 'تمسك في مجموعة'، حتى IDS2Re. كما هو موضح في المثال في الشكل 2، استخدام اثنين من الروائح (O1 و O2، استخدم O1 كما التحفيز الصحيح).
    2. لCD، كما هو الحال في البروتوكول "تمسك في مجموعة '، وإدخال بعدا جديدا (على سبيل المثال ضوء، L1 و L2)، وهذا هو غير ذي صلة وسيكون بمثابة المحير.
    3. وCDRE مماثل كما قلتن بروتوكول "تمسك في مجموعة '، مما يترك النماذج والبعد ذات الصلة دون تغيير، ولكن لديهم حيوانات تعلم أن الحافز الصحيح سابقا غير صحيح الآن (على سبيل المثال، O1).
    4. في IDS، استخدم دائما أزواج جديدة من المحفزات لكلا البعدين (O3 وO4، L3 L4 و، حيث O3 هو الحافز الصحيح).
    5. لIDSRe، لديها الفئران تؤدي عكس IDS. حدد نموذج الصحيح الذي هو من تلك التي كانت غير صحيحة خلال IDS (على سبيل المثال، O4).
    6. لIDS2، وإدخال أزواج جديدة من المحفزات لكلا البعدين (O5 وO6، L5 و L6).
    7. كما هو الحال في المراحل عكس السابقة، في IDS2Re، لديها حيوانات تعلم أن الحافز الصحيح سابقا غير صحيح الآن (على سبيل المثال، O5).
    8. لبروتوكول "البعد اثنين"، وEDS، الفئران أن تختار الإجابة الصحيحة بعد البعد غير ذي صلة في السابق يصبح الآن البعد ذات الصلة. وهكذا، وعلى ضوء البعد الجديد ذات الصلة، مبادرة الخوذ البيضاءالفصل يدل على الإجابة الصحيحة. على وجه الخصوص، والضوء الأحمر (L7) هو الرد الصحيح. على العكس من ذلك، فإن البعد ذات الصلة سابقا (في المثال، ورائحة) هو الآن واحد غير ذي صلة.
    9. بعد EDS، على عكس (EDSRe)، استخدم نفس الشروط كما هو الحال في CDRE. البعد ذات الصلة هي نفسها كما في EDS لكن مقلوب النماذج الصحيحة والخاطئة. وهكذا، على سبيل المثال، الضوء الأخضر (L8) هو الآن الإجابة الصحيحة.

تحليل 6. البيانات

  1. قياس الأداء: عدد من التجارب للوصول إلى المعيار. الوقت للوصول إلى معيار (بالدقائق)؛ الوقت من تقديم المحفزات للاستجابة الأنف كزة (الكمون للرد).
  2. للتحليل الإحصائي، استخدم ANOVAs مع المراحل المختلفة (SD، CD، CDRE، IDS، IDSRe، IDS2، IDSRe2، EDS، وEDSRe) كعامل داخل تخضع لدراسة عدد من التجارب اللازمة للوصول إلى معايير وتوقيت حاجة لإكمال كل مرحلة والكمون للرد. يخدعتحليلات القناة بعد مخصصة باستخدام نيومان Keuls الاختبار. ملاحظة: القيمة المقبولة للأهمية هو P <0.05.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويبين الشكل 2 مثالا المهمة ID / ED. وتعرض أزواج من المحفزات (إما "التمييز 1" أو "التمييز 2 ') بشكل عشوائي في كل مرحلة، والماوس يجب اختيار التحفيز الصحيح في كل زوج. في هذا الجدول المثال، يتم الإبلاغ عن نموذج الصحيح في جريئة. في المرحلة الأولى (SD أو تمييز بسيط)، والمحفزات المقدمة في اثنين من الثقوب الأنف كزة اختلفت في واحد من ثلاثة أبعاد (على سبيل المثال، O1: الفانيليا مقابل O2: لافندر) ويكافأ الماوس لاختيار نموذج الصحيح (على سبيل المثال، O1). عندما يصل الموضوع المعيار في هذه المرحلة، والمرحلة التالية (CD أو تمييز مركب) يبدأ، حيث يتم عرض نفس النماذج البعد ذات الصلة مضافين عشوائيا عن طريق النماذج من الثانية، ولكن البعد ذي صلة، قدم كعامل الخلط ( على سبيل المثال، L1: الضوء الأزرق vs.L2: الضوء الأصفر). اثنين من التمييز المختلفة ممكنة في هذه المرحلة (eitheص 'التمييز 1 "أو" التمييز 2'). في المرحلة المقبلة (CDRE أو تمييز مركب عكس)، يتم عكس الطارئة مكافأة ولكن النماذج والبعد ذات الصلة هي دون تغيير: الفأر أن يتعلم أن الحافز الصحيح سابقا غير صحيح الآن (على سبيل المثال، يكافأ الخزامى رائحة الآن). في المرحلة المقبلة (IDS أو التحول داخل الأبعاد)، النماذج الجديدة (الروائح وأضواء على حد سواء) يتم تقديمها ولكن البعد ذات الصلة (رائحة في هذا المثال) لا يزال هو نفسه (على سبيل المثال، الفراولة هي الاختيار الصحيح). في المرحلة المقبلة (IDR أو عكس البينية الأبعاد)، يتم عكس الطارئة مكافأة. بعد التحول داخل الأبعاد الثاني (IDS2 وعكسه)، وعرض النماذج الجديدة لاختبار التحول خارج الأبعاد (EDS) التي يتم تغيير البعد ذات الصلة. في 'تمسك في مجموعة "EDS، والفأر لديه التركيز على البعد الجديد (على سبيل المثال، والملمس، T1: الصنفرة الخشنة مقابل T2: سا غرامةndpaper)، في حين أن البعد ذات الصلة سابقا (في هذه الحالة، ورائحة) هو الآن البعد غير ذي صلة. في 'يومين البعد' EDS، والبعد ذي صلة سابقا (في هذه الحالة، وعلى ضوء) هو الآن البعد ذات الصلة. في المرحلة النهائية (EDSRe أو خارج الأبعاد عكس)، يتم عكس الطارئة مكافأة.

من أجل الحصول على نتائج موثوقة، أبعاد التحفيز المستخدمة في هذه المهمة يجب أن تكون على قدم المساواة تعلم جيدا. كما هو مبين في الشكل (3)، والبصرية، واللمس، والتمييز رائحة في هذا الجهاز رواية يتطلب وقت مماثل (F (2،64) = 0.36؛ P = 0.69) ومشابه عدد من التجارب (F (2،64) = 0.059؛ P = 0.94) للوصول إلى معيار، مما يشير إلى أن الحيوانات قادرة على أداء التمييز بسيطة بغض النظر عن البعد المقدمة.

إذا تم وضع مجموعة الإنتباه موثوق خلال مراحل الاختبار المهمة، عوينبغي أن يكون erformance من العادي من النوع البري الماوس فقرا في المرحلة EDS بالمقارنة مع المراحل السابقة واللاحقة، كما ورد في دراسات سابقة في القوارض والرئيسيات 12،13. على وجه الخصوص، زيادة قوية من الزمن والتجارب اللازمة للوصول إلى المعايير التي ينبغي أن توجد في EDS بالمقارنة مع المراحل IDS. كما هو موضح في الشكل (4)، في تجربتنا مع بروتوكول 'تمسك-المنصوص عليها في "، وكشف تحليل أداء الفئران تأثير التمييز لعدد من التجارب (F (8168) = 9.23؛ P <0.0001) والزمن ( F (8168) = 8.62؛ P <0.0001) المطلوبة للوصول إلى المعايير. في الواقع، الفئران حاجة لمزيد من التجارب والمزيد من الوقت لإيجاد حل لمرحلة EDS مقارنة CD، IDS، IDS2 وEDSRe مراحل (P <0.05، الشكل 4A-B). وبالمثل، أظهر تحليل لأداء اختبار مع بروتوكول "يومين البعد '(الشكل 5) تأثير كبير على عدد من التجارب التمييز (F (8،72) = 30.66؛ حاجة P <0.0005) للوصول إلى المعايير؛ P <0.005) والزمن (F (8،72) = 4.65. في الواقع، وتبين لنا أن الفئران حاجة إلى مزيد من التجارب (P <0.05) والمزيد من الوقت (p <0.05) ليحل EDS مقارنة CD، IDS، IDS2 وEDSRe (الشكل 5A-B). ينبغي مراعاة عدم وجود فروق في القدرات تحول بين الفئران اختبار مع أبعاد مختلفة.

في العادي من النوع البري الماوس، عكس الأول التعلم (أي.، CDRE) هو أكثر صعوبة من التمييز الأولي (أي CD). في الاتفاق، كما يتضح من الأرقام 4 و 5، الفئران حاجة لمزيد من التجارب (P <0.05، الشكل 4-5A) والمزيد من الوقت (p <0.05، الشكل 4-5B) لإكمال هذه المرحلة. وعلاوة على ذلك، يجب أن الأداء عكس تحسن من CDRE إلى IDSRe إلى IDS2Re، كما تبين لنا في تجربتنا مع كل من بروتوكولات "يومين البعد '' تمسك في مجموعة 'و. هذه بالنتيجهنهاية الخبر مواصلة تعزيز دليلا على تشكيل مجموعة الإنتباه من خلال هذه المهمة.

طوال هذه المهمة، يجب أن الفئران تحسين سرعة الاستجابة عبر مراحل متتالية. وفقا لذلك، أظهر تحليل الكمون للاستجابة لها تأثير كبير التمييز (F (8200) = 42.59؛ P <0.0001). على وجه الخصوص، كما يتبين من نتائج ممثلة في الشكل 4C الكمون لكزة في المرحلة IDS2 وانخفضت مقارنة بما كان عليه في المراحل IDS، CD وSD (P <0.0005). وعلاوة على ذلك، الكمون إلى يستجيبون ارتفع خلال المرحلة EDS مقارنة IDS2 السابقة وIDS2Re ومراحل EDSRe المتعاقبة (P <0.05). وتمشيا مع هذه النتائج، وتحليل الكمون للرد خلال مهمة "يومين البعد 'أظهرت أيضا تأثير كبير على التمييز (F (7،63) = 9.98؛ P <0.0005). كما هو مبين في الشكل 5C، الكمون لاتخاذ خيار ثكما ارتفعت خلال EDS مقارنة IDS2 السابقة وIDS2Re وEDSRe المتعاقبة (P <0.05). منذ كان يعتبر الكمون للرد مؤشر التصنيع اتخاذ القرار، 18، وهذه النتائج تشير إلى أن زيادة الفئران واجه بعض المشاكل تجهيز القاعدة التمييزية جديدة خلال EDS. استنادا إلى الأداء السلوكي البرية من نوع الفئران (الشكل 4-5)، ونحن مصممون على أن أقل عدد ممكن من حجم العينة (عن طريق تحليل الطاقة R) لكل مجموعة التجريبية يجب أن تكون 8.

figure-results-1
الشكل 3. التمييز بسيطة من الضوء والرائحة والملمس وتعادل. (A) عدد من التجارب و(B) الوقت اللازم للوصول إلى المعيار على التمييز بسيطة مع الضوء الوحيد، رائحة أو الملمس المحفزات. تمثل القيم يعني ± SEM في جميع أنحاء الأرقام 2-4. أوري البياناتنشرت ginally في 'البينية في نهاية المطاف وExtradimensional سيكلوجية الإنتباه تعيين تحويل المهام لالفئران "19.

figure-results-2
الرقم 4. نوع البرية C57BL6J أداء الفئران الذكور في الوقت "تمسك مجموعة في" ID / ED جينات متصلة مع بعضها المهمة. (A) المحاكمات، (B) (بالدقائق) والأيام اللازمة للوصول إلى المعيار في مراحل مختلفة من وID / مهمة ED جينات متصلة مع بعضها باستخدام 'تمسك-المنصوص عليها في "نموذج ID / ED. (C) الوقت (بالثواني) المنقضي بين فتح باب المفرق وردا الأنف كزة (الكمون للرد) خلال مراحل مختلفة من المهمة. تم اختبار ما مجموعه 26 الفئران. تم استبعاد 4 الفئران لأنها لم تكن بدس موثوق لاسترداد التعزيز الطعام أثناء التدريب أو لم تكن قادرة على إنهاء هالإجراء ntire. A: * P <0.05 مقابل CD، IDS، IDS2، IDS2Re وEDSRe. B: * P <0.05 مقابل CD، IDS2، IDS2Re وEDSRe. A و B: #P <0.05، ## ص <0.005 مقابل CD، IDSRe وIDS2Re. C: * P <0.05 مقابل IDS2، IDS2Re وEDSRe. لاحظ أن الفئران كانت قادرة على إكمال المهمة بأكملها في 5-9 أيام في جميع التجارب التي أعلن عنها في الأرقام 3-4. بيانات نشرت أصلا في 'البينية في نهاية المطاف وExtradimensional سيكلوجية الإنتباه تعيين تحويل المهام لالفئران "19. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3

الرقم 5. من النوع البري C57BL6J أداء الفئران الذكور في "البعد اثنين" ID / EDمهمة جينات متصلة مع بعضها. (A) المحاكمات، (B) الوقت (بالدقائق) والأيام اللازمة للوصول إلى المعيار في مراحل مختلفة من ID / ED الاوبرون المهمة باستخدام نموذج ثنائية الأبعاد. (C) الوقت (بالثواني) المنقضي بين فتح باب المفرق وردا الأنف كزة (الكمون للرد) خلال مراحل مختلفة من المهمة. تم اختبار ما مجموعه 13 الفئران. وتم استبعاد 3 الفئران لأنها لم تكن بدس موثوق لاسترداد التعزيز الطعام أثناء التدريب أو لم تكن قادرة على الانتهاء من الإجراء بأكمله. A و B: #P <0.05 مقابل CD وIDS2Re، * p <0.05 مقابل CD، IDS، IDS2، EDSRe. C: * P <0.05 مقابل IDS2، IDS2Re وEDSRe. بيانات نشرت أصلا في 'البينية في نهاية المطاف وExtradimensional سيكلوجية الإنتباه تعيين تحويل المهام لالفئران "19. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الرقم 6. الجدول الزمني للالإجراء بأكمله من بروتوكول لاختبار ID / ED المهمة.

المسرح الوصف ملاحظات إضافية المراجع
بسيط التمييز (SD)
التمييز مركب (CD) المحفزات تختلف في بعدين الإدراك الحسي، مثل اللون والشكل للمؤثرات البصرية في مهمة الإنسان، أو بين الملمس والرائحة المحفزات للقوارض
عكس التعلم (CDRE - IDSRe - IDS2Re - EDSRe) اثنين نموذجاالصورة ضمن البعد الإدراك الحسي لديهم حالات الطوارئ التعزيز على عكس ذلك أن ما كان في السابق غير صحيحة ثم غير صحيحة والعكس بالعكس) في المسلسل التعلم انعكاس، الأداء يتحسن مع متتالية داخل مجموعة انتكاسات. وهكذا، مراحل عكس (أي.، CDRE، IDSRe، IDS2Re) لا تقيم وظيفة فقط من المناطق القشرية مختلفة، ولكن أيضا تخدم 1) لتشكيل مجموعة الإنتباه cognitive- تحدى المرحلة EDS، و 2) لمنع تكييف الخرافية لغير مقصودة جوانب التحفيز - آفات القشرة الأمامية المدارية في الفئران (Bissonette وآخرون، 2008). وmonkyes ضعف في التعلم عكس (دياز وآخرون، 1996).
- الرنين المغناطيسي الوظيفي خلال الأداء على التعلم عكس أظهرت تفعيل القشرة الأمامية المدارية (هامبشاير وأوين، 2006)
التحول Intradimensional (IDS - IDS2) يتم تقديم النماذج الجديدة، ولكن عزز نفس البعد IDS المراحل الصورةerve بمثابة الرقابة الداخلية الحاسمة (أي، يجب أن يكون EDS أكثر صعوبة من IDS)، وكذلك المساهمة في تشكيل مجموعة المعرفي الإنتباه نضوب الدوبامين في PFC ضعاف تشكيل مجموعة الإنتباه (روبنز وروبرتس، 2007). لم 6-OHDA lesioned القرود لا تظهر لحد من الكلاسيكية الانخفاض في أخطاء من أول (IDS1) إلى آخر (IDS5) التمييز، والتي يجب أن تعكس اقتناء مجموعة الإنتباه
التحول Extradimensional (EDS) 'تمسك-المنصوص عليها في "بروتوكول: في السابق يتم استبدال البعد التحفيز غير ذي صلة بعدا الحوافز الجديد الذي يصبح فورا ذات الصلة لا يمكن أن يعزى الفشل في التحول إلى بعدا جديدا يتعلق بأي التعلم مسبق عن هذا البعد لأنه لم تواجه من قبل. الفشل، لذلك، يعكس perseveration إلى البعد ذات الصلة سابقا - آفات هف mPFCه كان عرض ليضعف EDS في الفئران (Bissonette وآخرون، 2008)، وmokeys (دياز وآخرون، 1996)
- يعانون من ضعف المرضى الفص الجبهي في 'perseveration' حالة تمسك في مجموعة ولكن ليس في حالة "اثنين البعد '(أوين وآخرون، 1993)
- الدوبامين في mPFC التضمين أداء EDS في الفئران (Papaleo وآخرون، 2008؛. Scheggia وآخرون، 2014) والفئران (تونبريدج وآخرون، 2004).
بروتوكول 'بعدين': ومما يعزز البعد غير ذي صلة سابقا فشل واضح لتحويل مجموعة الإنتباه قد تنشأ عندما يكون الموضوع هو قادرة على تحويل الانتباه بعيدا عن البعد ذات الصلة سابقا (عندما يصبح غير ذي صلة) ولكن، مع ذلك، غير قادر على إعادة التركيز على البعد ذات الصلة حديثا - آفة من mPFC في الفئران (Birrell وبراون، 2000) ضعاف EDS التحول
- وقد تبين الرنين المغناطيسي الوظيفي خلال الأداء على EDS تفعيل PFC-ventro الجانبي (هامبشاير وأوين، 2006)60؛

الجدول 2: مراحل ID / ED O بيرون مهمة وصف المراحل المهمة، بما في ذلك ما يشير إلى الآفة والدراسات الدوائية معالجة دور مناطق الدماغ تشارك في بنيات مختلفة اختبارها خلال هذه المهمة.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة نقدم رواية الآلي من مجلسين ID / ED "جينات متصلة مع بعضها" مهمة بالنسبة للفئران التي هي قادرة على قياس موثوق المرونة الإدراكية من خلال التعلم انعكاس، وتشكيل مجموعة الإنتباه والتحول. هذا نموذج مماثل للWCST وID المهام / ED التي يشيع استخدامها في الرئيسيات غير البشرية والإنسان ويتغلب على القيود الرئيسية من الإصدارات السابقة للقوارض. هذا النموذج جينات متصلة مع بعضها يمكن استخدامها كأداة فعالة جديدة لمكافحة المخدرات وكبيرة و / أو فحوصات الجينية ذات الصلة المعرفية (DYS) وظائف في الفئران مع أهمية عالية للطب متعدية.

هذه المهمة الآلي والميزات التالية على ID كانت تستخدم في السابق مهمة / ED للقوارض: (1) أن لديها إجراءات كثيفة العمالة أقل من الإصدارات اليدوية (على سبيل المثال، فإن البرنامج يقوم بتنظيم كافة مراحل مهمة، وخفض إلى حد كبير التدخلات من قبل. مجرب)؛ (2) أنه يقضي على أي مصدر من الذاتية في parame المقاسالنسب (على سبيل المثال، لا يلزم المجرب للحكم على ما إذا كان أو لم يكن الحيوان قد جعلت في الواقع استجابة الاختيار). (3) أنه يقضي على أي احتمال أن الفئران قد تتبع الاشارات المتعلقة التعزيز من أجل تقديم رد (أي دائما تسليم مكافأة تلقائيا في مجلة الوسط)؛ (4) أنه يتجنب الظروف البيئية التعسفي (على سبيل المثال، استخدام متاهات والأجهزة من مختلف الأحجام / المواد، واستخدام المنبهات جديلة إعدادها يدويا)؛ (5) لأنها تتيح التلاعب في ثلاثة أبعاد متميزة مع طائفة واسعة من المحفزات المختلفة، وفقا للمهام الإنسانية المماثلة المستخدمة في إعداد سريرية. نحن هنا تقديم البيانات فقط من الفئران، ولكن قد يكون من المتوقع أيضا مزايا مماثلة للفئران.

هناك خطوات حاسمة في هذه المهمة، والتي هي المعلمات بناء-صلاحية الداخلية التي يمكن استخدامها من أجل تحديد areliable الإنتباه الأداء تحويل مجموعة: أ) فقرا الأداء في compar EDSإد إلى المراحل السابقة ب) تحسن عام من IDS إلى IDS2. ج) تحسن معين في مراحل عكس متتالية، حيث أن أكثر يتم تدريب حيوان في داخل المحددة انتكاسات، كان ذلك أفضل ينبغي أن تؤدي على عقب انتكاسات داخل مجموعة 20؛ د) أداء أفضل في EDSRe مقارنة EDS. هذه المهمة الاوبرون ID / ED جديدة تقدم كل هذه الميزات، بما يتفق مع الدراسات السابقة في القرود باستخدام / مهمة ED جامعة كيمبردج ID والقوارض باستخدام دليل "حفر" نسخة 12،13. علاوة على ذلك، علمت كل مرحلة من مراحل هذه المهمة الآلي في عدد مساو من التجارب بغض النظر عن البعد المناسب / غير ذي صلة المستخدمة (أي رائحة، والملمس والضوء) 19. أثبت هذا أن جميع المحفزات المستخدمة لها بروز مشابهة ومناسبة لمجموعة الإنتباه-تشكيل و / أو التحول. وتبين تجاربنا أن الصعوبة في حل EDS يتم تمييز أيضا من الزيادة في الإختفاء استجابة. زمن التحميلزيادات للحفاظ على دقة الأمثل خلال التمييز أصعب 21. وهكذا، وبالنظر إلى كمون للرد بمثابة مؤشر للسرعة معالجة المعلومات واتخاذ القرارات وحل المشكلات 18، والإختفاء أبطأ خلال EDS قد تعكس الاستراتيجية المعتمدة لمواجهة صعوبة في حل مجموعة بنظام النوبة.

لقد أثبتنا أن جهاز رواية لدينا يمكن استخدامها بشكل فعال مع المزيد من 'الكلاسيكية' الإنتباه-تحويل مجموعة نموذج توظف بعدين فقط طوال فترة الاختبار (أي البعد اثنين) أو مع تمسك في وضع النموذج، مما يعني استخدام من ثلاثة أبعاد. اعتمادا على المجال المعرفي للاهتمام، فمن الممكن أن تختار بروتوكول الأنسب. كل من هذه النماذج التي استخدمت سابقا في البشر، القرود والقوارض 7،12-17. ومع ذلك، فإن الإجراء تمسك في وضع غير قادرة على التمييز بين المكونات المختلفة للمجموعة بنظام النوبة وغير صباحاخام القياس الانتقائي للعمل الفص الجبهي في المرضى من البشر 7،22. وعلاوة على ذلك، مشكلة واحدة التي قد تحدث في النموذج يومين البعد هو عدم الاعتداد المستفادة التي يمكن التحيز النتائج. يشير علم perseveration عدم الاعتداد إلى عدم القدرة على حضور والتعرف على المعلومات التي كانت في السابق غير ذي صلة 7. يمكن أن يحدث هذا الوضع في المرحلة EDS من نموذج ثنائية الأبعاد، كما هو مطلوب هذا الموضوع إلى تحويل الانتباه إلى البعد غير ذي صلة سابقا. في هذه الحالة، فإنه من المستحيل أساسا لتمييز ما إذا كان العجز EDS ويرجع ذلك إلى عدم القدرة على تحويل الانتباه بعيدا عن البعد ذات الصلة من قبل و / أو عدم القدرة على التحول الآن الانتباه إلى البعد غير ذي صلة سابقا. قد ضعف ثم تعكس فقط تثبيط نشط من الاستجابة إلى البعد بها سابقا لا صلة لها بالموضوع من قبل جمعية عشوائية مع تعزيز ردود الفعل. في المقابل، في يخدع مجموعة عالقا فيdition، لا يمكن أن يعزى الفشل في التحول إلى بعدا جديدا يتعلق بأي التعلم مسبق عن هذا البعد لأنه لم تواجه من قبل. الفشل، لذلك، يعكس perseveration إلى البعد ذات الصلة سابقا. في الختام، حتى لو في عادية الفئران من النوع البري على 'تمسك-تعيين في "و" يومين البعد' الإنتباه النماذج قد تعطي نتائج مماثلة المكره مجموعة، ونحن نفضل صراحة تمسك-المنصوص عليها في perseveration للأسباب ناقشت فوق.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم تضارب مالي في المصالح.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نشكر G. Pruzzo على مساعدته الفنية الممتازة وورشة IIT الميكانيكية للمساعدة في بناء أجهزتنا الجديدة. تم دعم هذا البحث من قبل المعهد الإيطالي للتكنولوجيا ، ومنح ماري كوري FP7-Reintegration-Grant N°268247 ، ومنح وزارة الصحة الإيطالية للباحثين الشباب (GR-2010-2315883).

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
جدران زجاجية وأرضية ألومنيوممصنوعة حسب الطلب(16 × 16 × 16 سم لكل غرفة)
باب زجاجي   ؛شخصي مخصص
Dell Inc.
برنامج MED-PC IV&NBSP;(Med Associates, St. Albans, VT, USA)مخصصاستخدام رمز تشغيل من أجل التحكم تلقائيا في عرض المحفزات وتسلسل المراحل
ثقب كزة الأنف ميد أسوشيتس ، سانت ألبانز ، فاتو ، الولايات المتحدة الأمريكية)مجلة ENV-314M
Food  ميد أسوشيتس ، سانت ألبانز ، فاتو ، الولايات المتحدة الأمريكية)موزع بيليه ENV-303M
لتقوية الأغذية  ميد أسوشيتس ، سانت ألبانز ، فاتو ، الولايات المتحدة الأمريكية)ENV-203-14P
Houselight ميد أسوشيتس ، سانت ألبانز ، فاتو ، الولايات المتحدة الأمريكية)ENV-315M
مقياس الرائحة المخفف (Med Associates ، سانت ألبانز ، فاتو ، الولايات المتحدة الأمريكية)PHM-275
الروائح السائلة(Sigma Aldrich ، Dorset ، UK)(انظر الجدول 1)
الزيوت المعدنية(Sigma Aldrich ، Dorset ، UK)M5904
مضخة الهواء والفراغ(Med Associates ، St. Albans ، VT ، الولايات المتحدة الأمريكية)باستخدام PHM-280Vacuum لإزالة الروائح في نهاية كل تجربة
الثنائيات الباعثة للضوء (LED)جوهرة شفافة عالية الكثافة ، 3 مم
قوام3 × 3 سم
كريات التسليحDiet5TUL 14mgللفئران
كمبيوتر يوصى أرضي اختبار

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Keeler, J. F., Robbins, T. W. Translating cognition from animals to humans. Biochemical pharmacology. 81 (12), 1356-1366 (2011).
  2. Milner, B. Effects of Different Brain Lesions on Card Sorting. Arch Neurol. 9, 100-110 (1963).
  3. Roberts, A. C., Robbins, T. W., Everitt, B. J. The effects of intradimensional and extradimensional shifts on visual discrimination learning in humans and non-human primates. The Quarterly journal of experimental psychology. B, Comparative and physiological psychology. 40 (4), 321-341 (1988).
  4. Barnett, J. H., Robbins, T. W., Leeson, V. C., Sahakian, B. J., Joyce, E. M., Blackwell, A. D. Assessing cognitive function in clinical trials of schizophrenia. Neuroscience and biobehavioral reviews. 34 (8), 1161-1177 (2010).
  5. Hill, E. L. Executive dysfunction in autism. Trends in Cognitive Sciences. 8 (1), 26-32 (2004).
  6. Ceaser, A. E., Goldberg, T. E., Egan, M. F., McMahon, R. P., Weinberger, D. R., Gold, J. M. Set-shifting ability and schizophrenia: a marker of clinical illness or an intermediate phenotype. Biological psychiatry. 64 (9), 782-788 (2008).
  7. Owen, A. M., Roberts, A. C., Hodges, J. R., Robbins, T. W. Contrasting mechanisms of impaired attentional set-shifting in patients with frontal lobe damage or Parkinson's disease. Brain. 116 (5), 1159-1175 (1993).
  8. Head, D., Bolton, D., Hymas, N. Deficit in cognitive shifting ability in patients with obsessive-compulsive disorder. Biological Psychiatry. 25 (7), 929-937 (1989).
  9. Chamberlain, S. R., et al. Translational approaches to frontostriatal dysfunction in attention-deficit/hyperactivity disorder using a computerized neuropsychological battery. Biological psychiatry. 69 (12), 1192-1203 (2011).
  10. Gilmour, G., et al. Measuring the construct of executive control in schizophrenia: Defining and validating translational animal paradigms for discovery research. Neuroscience and biobehavioral reviews. , 1-16 (2012).
  11. Barch, D. M., Braver, T. S., Carter, C. S., Poldrack, R. A., Robbins, T. W. CNTRICS final task selection: executive control. Schizophrenia bulletin. 35 (1), 115-135 (2009).
  12. Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. Dissociation in prefrontal cortex of affective and attentional shifts. Nature. 380 (6569), 69-72 (1996).
  13. Birrell, J. M., Brown, V. J. Medial Frontal Cortex Mediates Perceptual Attentional Set Shifting in the Rat. The Journal of Neuroscience. 20 (11), 4320-4324 (2000).
  14. Bissonette, G. B., Martins, G. J., Franz, T. M., Harper, E. S., Schoenbaum, G., Powell, E. M. Double dissociation of the effects of medial and orbital prefrontal cortical lesions on attentional and affective shifts in mice. The Journal of Neuroscience. 28 (44), 11124-11130 (2008).
  15. Papaleo, F., et al. Genetic dissection of the role of catechol-O-methyltransferase in cognition and stress reactivity in mice. The Journal of Neuroscience. 28 (35), 8709-8723 (2008).
  16. Garner, J. P., Thogerson, C. M., Würbel, H., Murray, J. D., Mench, J. A. Animal neuropsychology: validation of the Intra-Dimensional Extra-Dimensional set shifting task for mice. Behavioural brain research. 173 (1), 53-61 (2006).
  17. Owen, A. M., Roberts, A. C., Polkey, C. E., Sahakian, B. J., Robbins, T. W. Extra-dimensional versus intra-dimensional set shifting performance following frontal lobe excisions, temporal lobe excisions or amygdalo-hippocampectomy in man. Neuropsychologica. 29 (10), 993-1006 (1991).
  18. Robbins, T. W. The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry. Psychopharmacology. 163 (3-4), 362-380 (2002).
  19. Scheggia, D., Bebensee, A., Weinberger, D. R., Papaleo, F. The ultimate intra-/extra-dimensional attentional set-shifting task for mice. Biological psychiatry. 75 (8), 660-670 (2014).
  20. Machkintosh, N. J. The effects of overtraining on a reversal and a nonreversal shift. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 55 (4), 555-559 (1962).
  21. Abraham, N. M., Spors, H., Carleton, A., Margrie, T. W., Kuner, T., Schaefer, A. T. Maintaining accuracy at the expense of speed: stimulus similarity defines odor discrimination time in mice. Neuron. 44 (5), 865-876 (2004).
  22. Cools, R., Rogers, R., Barker, R. A., Robbins, T. W. Top-down attentional control in Parkinson's disease: salient considerations. Journal of cognitive neuroscience. 22 (5), 848-859 (2010).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Intra Extra Dimensional Set ShiftOperant Task MiceCognitive Flexibility AssessmentAutomated Behavioral TestingNeuropsychological Test AdaptationPerceptual Dimension ManipulationNose Poke ApparatusOlfactory Visual Tactile StimuliDrug Genetic ScreeningExecutive Function Measurement

Related Articles