يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

القوارض النفسي اليقظة اختبار (rPVT): طريقة لتقييم السلوك العصبي الأداء في الجرذان والفئران

11.9K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/54629

⸱

ديسمبر 29, 2016

 ,  , 
1Division of Behavioral Biology, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, The Johns Hopkins University School of Medicine, 2Applied Behavior Biology Unit, Institutes for Behavior Resources

في هذه المقالة

ملخص

ووصف النسخة الفئران للالحركية اليقظة اختبار البشري (PVT) الذي يقيس جوانب الاهتمام مماثلة لتلك التي تقاس مع PVT الإنسان، بما في ذلك الجوانب من اليقظة الإنسان مثل دقة الأداء، وسرعة المحرك، سابق لأوانه الاستجابة، وهفوات في الاهتمام.

الملخص

والنفسي اليقظة اختبار البشري (PVT) هو إجراء تستخدم على نطاق واسع لقياس التغيرات في التعب والاهتمام المتواصل. تصف هذه المادة نسخة القوارض للوصف الجندي في "rPVT" -من يقيس جوانب مشابهة من الاهتمام (أي دقة الأداء، وسرعة المحرك، من السابق لأوانه الاستجابة، وهفوات في الانتباه). وتعرض البيانات التي تثبت كل من المدى القصير والمدى الطويل فائدة rPVT عندما يعملون مع الفئران المختبرية. الفئران تتعلم بسهولة rPVT، والتعلم لتنفيذ الإجراء الأساسي يأخذ أقل من أسبوعين من التدريب. وبمجرد الحصول عليها، أداء الفئران في rPVT تظهر درجة عالية من التشابه لهذه التدابير الأداء ذاته في PVT الإنسان، بما في ذلك التشابه في، الهفوات في الاهتمام، وأوقات رد الفعل، التناقصات اليقظة في وقت الدورة (أي الإنسان "الوقت على- مهمة "الآثار)، وتأثير الفاصل استجابة التحفيز (RSI) وصفه للبشر. وهكذا صPVT يمكن أن يكون أداة قيمة للغاية لتقييم الآثار المترتبة على مجموعة واسعة من المتغيرات على الاهتمام المتواصل مماثلة تماما لأداء PVT الإنسان، وبالتالي يمكن أن تكون مفيدة لتطوير علاجات جديدة لالاختلالات السلوكية العصبية.

المقدمة

اختبار اليقظة النفسي البشري (PVT) هي المستخدمة على نطاق واسع، أداة التحقق من صحة جيدا لقياس اليقظة والانتباه المستمر في البشر، وضعت أصلا من قبل دينجس وآخرون. 1-3 لتقييم استقرار في أوقات رد الفعل والاهتمام (على سبيل المثال، أخطاء من حيث الردود والهفوات في الاهتمام من السابق لأوانه)، سواء داخل جلسات ككل وعبر الزمن في جلسات فردية. على مر السنين، تم تعديل PVT البشرية وتحديث 11/04 لتتبع التغيرات الزمانية في مختلف جوانب الاهتمام، وأنه تم التدليل على أن تكون حساسة للتغيرات في الحرمان من النوم والتعب، ويتأثر تعاطي المخدرات والعمر من المواضيع 12 13. وPVT هو إجراء بسيط على ما يبدو فيها موضوع يمس لفترة وجيزة الشاشة عندما يظهر التحفيز (عادة LED عدد عرض) بشكل عشوائي في الوقت المناسب، وعادة بعد 2-10 ق. في النسخة البشرية، يتزايد عدد العرض في مللي ثانية، وتوقفت عند رلمست انه الشاشة، مما يدل على وقت رد الفعل هذا الموضوع في (RT). يتناقص في اليقظة بالرمز 1) تباطأ أوقات رد الفعل، 2) زيادة في الهفوات (وهو ما يسمى "أخطاء السهو" في الأدب الإنساني، ويعرف عادة بأنه المحطة المذكورة التي هي> 500 مللي ثانية في الطول)، و 3) زيادة في من السابق لأوانه المجيبة (وهو ما يسمى "أخطاء لجنة" أو "بدايات خاطئة" في الأدب الإنساني). ويمكن الحصول على تدابير أخرى مع PVT لفحص متغيرات مثل الفروق بين الجنسين والعمر؛ لمراجعة هذه التدابير، انظر Basner ودينجس 4. وأخيرا، فقد استخدمت في PVT في المنطقة العامة من تقييم المخاطر على البشر، واستخدمت بنجاح في إطار مجموعة واسعة من المجالات التشغيلية التي تشمل الصناعات العسكرية والطيران والسكك الحديدية، أول المستجيبين، والبيئات القاسية مثل البعثات البيئة المتطرفة ناسا عمليات (NEEMO)، والدولي Mars500 مشروع 14 سنة، وعلى SPAC الدوليةمحطة ه (ISS). في محطة الفضاء الدولية، ويسمى الجندي في "الاختبار الذاتي رد الفعل"، وهو يستخدم لتوفير رواد الفضاء مع الفردي ردود الفعل المتعلقة التعب (على سبيل المثال، والتغيرات في المحطة المذكورة أو ثغرات في الاهتمام).

وكان الجندي البشري في استخدام لعدة عقود، وكذلك إصدارات القوارض من المهام في وقت رد الفعل البسيطة (التي تشبه إلى حد ما). وقد تم في الآونة الأخيرة فقط، مع ذلك، أن نظيره القوارض المباشر إلى PVT البشري وقد أفيد في الأدب. ووصفت كريستي وزملاء له نسخة من PVT البشري بالنسبة للفئران، وذكرت انخفاضات في اليقظة بعد الحرمان من النوم 15،16. وأفادت الدراسات الإضافية الأخيرة إصدارات rPVT 17-19. وقد وصفت هذه التقارير التغيرات في اهتمام متواصل التالية مختلف التقنيات الحرمان من النوم. مستويات عالية ومع ذلك، فقد ذكرت البيانات من هذه الدراسات أيضا من السابق لأوانه الاستجابة (على سبيل المثال، في بعض الحالات، أكثر من 40٪ من العدد الإجمالي للRESPONSES)؛ هذه العروض هي تماما على عكس أي عروض PVT مع البشر. مثل هذا الفارق الكبير في القوارض مقابل من المرجح العروض الإنسان بسبب الاختلافات في معايير محددة تستخدم في الإنسان مقابل الإصدارات القوارض من PVT. على سبيل المثال، آل كريستي وآخرون. استخدمت الدراسة متفاوتة بشكل عشوائي 3 - foreperiod 7 ق، في حين أن PVT البشري يستخدم عادة 2-10 ق foreperiod (على الرغم من رؤية Basner آخرون 5 للحصول على إصدار 3-مين من PVT البشري الذي يستخدم 1 - 4 ق foreperiod) . يمكن استخدام القيم foreperiod قصيرة نسبيا غالبا ما تؤدي إلى الحيوانات "توقيت" ردودهم، وبالتالي يمكن أن تعزز، عن طريق تعزيز عرضي، وزيادة أعداد ردود سابقة لأوانها، حيث تم الإبلاغ عنها في الدراسات القوارض rPVT الحالية.

ويستند إصدار rPVT الموصوفة هنا على موقعنا على مقال نشر سابقا 20، ويقدم وصفا تفصيليا لتقنيات والإجراءات اللازمة. وهو يختلفمن الإصدارات التي تم نشرها مسبقا من rPVT في النواحي التالية: 1) تم تدريب الفئران مع القيم foreperiod متغير من 3-10 ثانية، و 2) قد الفئران على الاستجابة بسرعة، نظرا لأن الاستجابات فقط ضمن إطار استجابة قصيرة (كما يطلق عليها اسم "محدودة عقد ") بعد وتعززت (1.5 الصورة في هذه الدراسة بداية التحفيز؛ 3.0 الصورة في الإصدارات المنشورة السابقة للrPVT). باستخدام هذه التعديلات وكذلك مهلة قصيرة للصحيحة المجيبة أدى إلى مستويات أكبر من السيطرة التحفيز، كما يدل على تحسن كبير في دقة وانخفاض مستويات سابق لأوانه الاستجابة. ويصف التقرير أيضا تغييرات متوقعة في متغيرات الأداء (على سبيل المثال، هفوات في الاهتمام، المحطة المذكورة) التي توازي تلك التي ظهرت في البشر عندما تقليلها دراسة اليقظة 21، وعند النظر في مقاييس الأداء الأخرى بما في ذلك تأثير "الوقت على المهمة" الإنسان وresponse- فترة التحفيز (RSI) التأثير الذي لوحظ في PVT البشري 22.

النسخة النهائية من rPVT الموصوفة هنا يبدأ طريق تشغيل ضوء البيت (انظر الشكل 1). بعد فترة متغير (foreperiod) من 3-10 ق المنقضي، يضيء مفتاح الأنف كزة لمدة أقصاها 1.5 ثانية. (لضمان توزيع متساو للforeperiods المدد، يتم إنشاء القيم بشكل عشوائي دون استبدال من قائمة تضم 36 القيم الممكنة التي تتراوح من 3 إلى 10 ق، استنادا إلى 200 مللي الزيادات.) إضاءة المفتاح nosepoke هو إشارة للحيوان ل الرد، والرد الذي يحدث ما بين 150 إلى 1500 مللي ثانية بعد ظهور ضوء يتعزز مع بيليه 45 ملغ. بعد استجابة المسلحة، ويتم تشغيل كل من مفتاح الضوء الأنف كزة وضوء قبالة منزل و1 ​​ق الفاصلة بين المحاكمة (ITI، منزل ضوء إيقاف) تستتبعه. الأنف الوخزات في قبل ظهور ضوء تنتج 8 ق مهلة (TO) من الحالات الطارئة التجريبية التي تتم الإشارة من قبل إطفاء ضوء البيت. إذا لم تحدث استجابة في غضون الصورة الدقة 1.5ponse نافذة، يتم تشغيل كل من ضوء nosepoke وضوء البيت حالا، و1 ق ITI تستتبعه. قيمة foreperiod القادمة المقررة للمحاكمة لاحقة تبدأ بعد، إما ليالي ITI 1 أو 8 ق لل، أيهما حدث أثناء المحاكمة السابقة. يتم تنظيم دورات يوميا (5 أيام / أسبوع)، وتتألف عادة من حوالي 200 المحاكمات، وتنتهي بعد 30 دقيقة. هذه النتائج مع كل تجربة وجود مدة حوالي 7.5 ثانية، في المتوسط.

تشكيل أداء خط الأساس مستقرة على rPVT وأنجزه 1) التكيف في البداية الفئران أن تأخذ الكريات الطعام من علبة الطعام في الغرفة، 2) فأر للرد على مفتاح كزة الأنف من خلال تعزيز تقريبية المتعاقبة إلى نهائي تشكيل اليد الأنف كزة ردا على ذلك، و3) تجري جلسات يومية حيث المعلمات من إجراءات rPVT (أي foreperiod، ITI، ل، ومرات مفتاح الإضاءة) يتم تعديل تدريجيا على مدى الدورة، اعتمادا على مدى كل فأر هو المنفذ خلال كل دورة (وصفها بالتفصيل أدناه).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

وكان مختبر رعاية الحيوان وفقا لدائرة الصحة العامة (PHS) السياسة على الرعاية الإنسانية واستخدام الحيوانات المختبرية. تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا صارم مع التوصيات الواردة في دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية من المعاهد الوطنية للصحة. وافقت لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي من جامعة جونز هوبكنز في البروتوكول وجميع الإجراءات. كما تحتفظ جونز هوبكنز اعتماد البرنامج من قبل جمعية لتقييم واعتماد مختبر رعاية الحيوان (AAALAC).

1. الحيوانات

  1. استخدام الفئران الذكور البالغين طويل ايفانز (حوالي 10-12 أسابيع من العمر في بداية التدريب السلوكي)، على الرغم من أن سلالات أخرى مناسبة، بما في ذلك الفئران الفطرية.
  2. ولدى وصوله في المستعمرة، الفئران منزل منفردة في حبس وغرف المعتمدة، ويرجع ذلك إلى تقييد الاحتياجات من الغذاء هو موضح أدناه. تأقلم الحيوانات على الوضع السكن فضلا عن التعامل مع العديد من دآيس قبل البدء في إجراءات تقييد المواد الغذائية (حوالي 7 أيام).
  3. توفير الفئران طعام بالمال وبالشهرة أيضا الإعلان عن 1-2 أسابيع للسماح الفئران لتحقيق "الرضاعة الحرة" الوزن. مرة واحدة على هذا الوزن، وتقييد الوصول إلى الغذاء للحد من أوزان الفئران، وأكثر من 1-2 أسابيع، إلى 85 - 90٪ من وزن تغذية خالية. الحفاظ على الحيوانات في 85-90٪ من أوزان الرضاعة خالية من خلال التدريب السلوكي والاختبار. تبدأ مع 15-18 غرام من المواد الغذائية يوميا، وضبط هذا المبلغ على أساس ما إذا كان معدل هو الحفاظ على الوزن المستهدف.
    ملاحظة: تقييد الغذاء وعادة ما يتطلب موافقة من ACUC احد مؤسسي أو هيئة تنظيمية أخرى قبل بدء القيد.
  4. وزن الحيوانات يوميا وتسجيل الوزن على أوراق الوزن. ويتم التأكد من وزنها في نفس الوقت وعلى نفس النطاق كل يوم قبل بداية أي تدريب سلوكي أو التغذية.
    ملاحظة: تبدأ فقط قبل التدرب (أدناه) عندما تكون الحيواناتحققت الأوزان المستهدفة. هذه الممارسة تسمح للتصحيحات فورية لكميات الغذائية للحيوانات التي إما أن تكون تحت أو فوق الأوزان المستهدفة. كما أنه يوفر طريقة لتحديد ما إذا الفئران هي الحفاظ على أوزان على فترات 24 ساعة. أيضا تجنب زنها الفئران في أوقات مختلفة من اليوم. سوف يؤدي إلى اختلافات كبيرة في الوزن، والتغذية غير صحيحة، والعروض السلوكية السيئة.
  5. توفير المياه العذبة في جميع الأوقات في قفص المنزل عن طريق استخدام قوارير الزجاج أو البلاستيك مع قمم سدادة مطاطية وأنابيب sipper.
  6. عندما لا تجري جلسات (على سبيل المثال، خلال عطلة نهاية الأسبوع والأعياد)، وإطعام الفئران تخصيص الطبيعي للطعام الفئران للحفاظ على استقرار الوزن. وزن الفئران لتحديد ما إذا كان هناك حاجة إلى مزيد من الطعام للحفاظ على الوزن خلال هذه الأوقات.

2. المعدات والبرمجيات

  1. استخدام معيار غرف استثابي وحدات مجهزة الأنف مفتاح واحد كزة، ضوء البيت، وموزع بيليه (أي، تغذية).
  2. وضع المفتاح الأنف كزة وحدات على جانبي موزع بيليه مركزي؛ التأكد من أن هذا الموضع يبقى ثابت في غرف استثابي أخرى وعبر الدراسات. هنا، مفتاح الأنف كزة على الجانب الأيسر من موزع بيليه.
  3. وضع وحدات ضوء البيت عالية على الجدار الخلفي للغرفة حتى لا تتداخل مع غيرها من السلوكيات.
  4. استخدام الفئران كريات الغذاء (على سبيل المثال، والكريات نويس 45 ملغ أو ما شابه ذلك) لحديد التسليح. نموذج تغذية يحدد الغذاء حجم بيليه، ولكن معظم مغذيات الفئران تستخدم كريات الغذاء 45 ملغ (مغذيات الماوس وعادة ما تستخدم كريات الغذاء 20 ملغ). استخدام الكريات طعام القياسية، ولكن كريات أخرى يمكن شراؤها (على سبيل المثال، السكروز) للتلاعب التجريبية المختلفة.
  5. السيطرة تحفيز العروض والمدخلات استجابة الأنف كزة، والتسليم التعزيز، وجمع البيانات عن طريق واجهة وصله بجهاز الكمبيوتر. الاتصال المؤلفين للحصول على معلومات محددة بشأن البرامج السلوكية مكتوبة معلغة برمجة مصممة خصيصا لاختبار السلوك (انظر الجدول المواد والكواشف).
    ملاحظة: من المهم لتسجيل المتغيرات المستقلة والتابعة على أساس تجريبي من قبل المحاكمة، بما في ذلك أنواع الحيوانات استجابة (على سبيل المثال، والاستجابات الصحيحة، والاستجابات المبكرة، ويخطئ)، كمون الاستجابة، وعدد من التجارب المقدمة. عند استخدام سلالات مختلفة، الجنسين، أو الأنواع، وهذه المتغيرات يمكن تعديلها بسهولة لتحقيق أقصى قدر من التدريب في أي نوع تقريبا من القوارض.

3. قبل التدرب

  1. تعيين كل حيوان إلى غرفة استثابي حيث سيتم اختباره كل يوم، وتقريبا في نفس الوقت من اليوم، في كافة مراحل التجربة.
  2. وزن الفئران ووضعه في غرفة لها استثابي محددة مع الغذاء الكريات في موزع بيليه. ضع 10-20 الغذاء الكريات في وعاء للجرذ لتناول الطعام.
  3. لقبل التدرب، تعيين المعلمات التالية إلى انخفاض قيم ثابتة،:قيمة foreperiod = 2 ثانية، مهلة قيمة = 2 ثانية، عقد محدود = 10 ثانية.
  4. بدء برنامج حاسوبي لمراقبة العرض من ضوء البيت، والإضاءة الرئيسية nosepoke، وبطريقة آلية تسليم الغذاء بيليه.
    ملاحظة: من الأفضل أن يكون لديك برنامج سلوكي لتعيين المستوى الذي يسمح للتعزيزات متكررة لغالبية الردود التي تنتجها الحيوانات، بحيث يضيء مفتاح الأنف كزة لمدة طويلة نسبيا من الزمن (على سبيل المثال، 10 ثانية) . وهذا يزيد من احتمال أن الفئران سوف كزة المفتاح في حين يضيء عليه، مما أدى إلى تسليم معزز الغذائية، عن طريق برنامج كمبيوتر.
  5. بمجرد انتهاء الفئران كريات الغذاء، وبدء عملية تشكيل من خلال تعزيز الفئران عندما يقترب من وعاء الطعام أو مفتاح الأنف كزة. هنا، يدويا تشكيل كل الفئران، وهو ما يعني أن مجرب الساعات سلوك الفئران (من خلال ترك الصوت المخففة أبواب حجرة مفتوحة) ويسلم الكريات من وحدة التغذيةفي أسرع وقت ممكن بعد الفئران تنبعث السلوك المطلوب. تقديم الكريات من زر في وحدة تغذية نفسها، من خلال مفتاح باليد التي السلكية إلى وحدة التغذية، أو من خلال برامج الكمبيوتر المستخدمة للسيطرة على حالات الطوارئ السلوكية من خلال النقر على الناتج المناسب على الواجهة.
  6. باستخدام طريقة تشكيل كتبها تقريبية المتعاقبة، وتوفير معزز الطعام لتغيير السلوك التي هي تقريبية المتعاقبة إلى السلوك المطلوب نهائي 23. على سبيل المثال، وبمجرد أن الفئران يسترد موثوق الكريات الغذائية من وعاء الطعام، وتبدأ تعزيز الحركة فقط نحو أو حول مفتاح كزة الأنف، والتي لم تعد تعزيز النهج إلى وعاء الطعام. هنا، الفئران شكل للانتقال إلى اليسار بعد استرداد الغذاء بيليه، منذ يقع مفتاح الأنف كزة على يسار وعاء الطعام في غرف استثابي.
    ملاحظة: على الرغم من أن المجرب هو تقديم المعززات الغذائية خلال بداية pretraining، برنامج الكمبيوتر لا يزال قيد التشغيل والسيطرة على ضوء البيت، مفتاح nosepoke، والتغذية. إذا فأر الوخزات المفتاح، فإن برنامج كمبيوتر تعزيزه تلقائيا. السلوكيات المقوى مجرب ليست سوى اولئك الذين يقودون الفئران لكزة مفتاح مضيئة، مثل استنشاق المفتاح أو من حوله، وتحريك الرأس بالقرب من مفتاح أو نحو ذلك، وما إلى ذلك.
  7. تحديد كمية الطعام الذي تم تحقيقه خلال الدورة قبل التدرب عن طريق حساب عدد الكريات تسليمها يدويا بالإضافة إلى أي الكريات تسليمها تلقائيا بواسطة برنامج كمبيوتر (أي الكريات سلمت لأن الفئران مطعون مفتاح مضيئة). مضاعفة هذا العدد بنسبة 0.045 غرام لتحديد مجموع الأغذية المكتسبة (على سبيل المثال، 30 الكريات س 0.045 غ = 1.35 غ).
  8. إزالة الفئران وضعه مرة أخرى في قفص وطنه. طرح، من جهة، وكمية من المواد الغذائية حصل (انظر 3.7) في الدورة السلوكية من المخصصات الغذائية اليومية للفأر. إطعام ما تبقى من حصص غذائية إلى الفئران بعدالدورة التدريبية السلوكية. إطعام في ما لا يقل عن 30 دقيقة بعد انتهاء الدورة السلوكية لتجنب المنزل قفص تعزيز توزيع الغذاء بعد جلسات غير منتجة.
  9. تنظيف غرفة استثابي يوميا مع مطهر لطيف (على سبيل المثال، الماء والصابون). استخدام 70٪ ETOH لماما، نظرا لأنها يمكن أن تلحق الضرر الدوائر استثابي. تحقق من مفتاح الأنف كزة يوميا من أجل الحفاظ على حالة صالحة للعمل ونظيفة مع مطهر عند الحاجة، لأن المفتاح الذي العصي أو يحصل على تأمين في مكان وتعطيل أداء الحيوان إن لم يكن إصلاحه بسرعة.
  10. شكل كل الفئران بهذه الطريقة حتى تنبعث الفئران 40-50 الردود المقوى الكمبيوتر (وليس يدويا أو المقوى مجرب) الصحيحة على مفتاح مضيئة، باسترداد كل بيليه الغذاء، ويعود إلى والوخزات مفتاح كزة الأنف دون تشكيل إضافية. عادة، الفئران تتطلب حوالي 2-3 جلسات مدة الواحدة 30 دقيقة للوصول إلى هذه المعايير (انظر الشكل 2).
    ملاحظة:ليست هناك حاجة التسليم اليدوي من الكريات الطعام بعد الفئران بدس موثوق المفتاح ويتلقى التعزيز الغذائية التي يقدمها برنامج كمبيوتر.

التدريب 4. rPVT

  1. مرة واحدة على شكل، تبدأ الفئران في الفتره foreperiod قصيرة نسبيا ثابتة وقيمة (على سبيل المثال، 2 ثانية) على الدورة 30-مين المقبلة حتى اكتمال الفئران 8 من أصل 10 المحاكمات الصحيحة. لكل من هذه التجارب خلال التدريب، وتسليط الضوء على مفتاح كزة الأنف لفترة من الزمن طويلة بما فيه الكفاية لفأر لتقديم رد. هنا، والحفاظ على مفتاح مضيئة لمدة 9 ثواني. وتسمى هذه النافذة استجابة أيضا لعقد محدود (LH).
  2. استخدام فترة قصيرة نسبيا من (TO، على سبيل المثال، 2 ثانية) كعقاب على ردود سابقة لأوانها، أو الاستجابة قبل إضاءة المفتاح الأنف كزة. خلال ل، الفئران ليس لديها فرصة لكسب الغذاء. هنا، لوقيمة foreperiod هي نفس المدة خلال هذه الدورات التدريبية وتغيير بنفس المعدل.
    3. بمجرد اكتمال الفئران 8 من أصل 10 المحاكمات الصحيحة، وزيادة foreperiod وبنسبة 0.1 ق (أي 2.1)، في حين تقصير LH بنسبة 0.1 ق (أي 8.9). فمن الأفضل لاستخدام برنامج الكمبيوتر التي يمكن أن تجعل هذه التعديلات تلقائيا خلال الدورة.
    ملاحظة: عند تدريب الفئران على rPVT، وهو يعد يعمل ITI منذ الفئران تتطلب المزيد من الوقت لتناول الغذاء الكريات. هنا، استخدم 30 ثانية ITI للتدريب واختبار الذكور C57BL / 6J. بالإضافة إلى ذلك، لأن الماوس قد تزن ~ 20 غراما، فإنه سوف تستهلك أقل بكثير الكريات خلال الدورة. لذلك، وتقصير دورة نموذجية من قبل ومن بعد نهاية عندما تكتسب بحد أقصى 50 الكريات. تم تغيير معيار لزيادة foreperiod وأيضا أن يكون 4 من 5 تجارب الصحيحة قبل زيادة foreperiod وبنسبة 0.1 ق.
  3. مرة واحدة في جلسة 30 دقيقة قد انتهت، وتسجيل foreperiod نهائي الفئران التي تم التوصل إليها خلال الدورة التدريبية (على سبيل المثال، 4.2 ق)، وإما في مثلpreadsheet أو باليد على ورقة البيانات، وكمية من المواد الغذائية المكتسبة، والتي يتم حسابها عن طريق ضرب عدد المرات التجارب الصحيحة 0.045 غ (على سبيل المثال، 100 محاكمات صحيحة س 0.045 غ = 4.5 غ). طرح هذا المبلغ الطعام من الحصة اليومية الفئران وإطعام الفئران الأغذية المتبقية في قفص المنزل.
    ملاحظة: ملفات البيانات اليومية تسجل foreperiod المباراة النهائية التي توصل إليها كل فأر. حساب لتحديد كمية الطعام التي تحققت في الدورة يمكن القيام به تلقائيا من قبل برنامج كمبيوتر أو باليد باستخدام المعادلة أعلاه. الغذاء هو مطروح باليد من كل فأر حصل هو تخصيص الغذاء اليومي.
  4. في اليوم التالي، وتبدأ الدورة التدريبية 30 دقيقة مع foreperiod وهو أقل من 300 مللي من القيمة انتهى الفئران على في الجلسة السابقة. على سبيل المثال، إذا انتهى الفئران في 4.2 ثانية، وتبدأ هذه الدورة في 3.9 ثانية. الاستمرار في زيادة foreperiod بنسبة 0.1 الصورة كما الفئران يكمل 8 من أصل 10 المحاكمات الصحيحة في كل foreperiod، شالفئران ntil تصل إلى foreperiod من 10 ثانية. وبهذه الطريقة، سوف الفئران تجربة كل من foreperiods الممكنة.
    ملاحظة: عندما تصل الفئران على foreperiod من 9،7 حتي 10 ق، لا تزال لفي 8 ق وLH 1.5 ثانية.
  5. في نهاية كل دورة، تحقق الأداء اليومي للفأر خلال هذه الفترة عن طريق فحص نسبة المحاكمات الصحيحة، والتجارب السابقة لأوانها، ويخطئ. الفئران عادة الحفاظ على ما معدله 40 - الإجابات الصحيحة 90٪ خلال هذه الدورات التدريبية، مع متوسط ​​في المئة الصحيحة زيادة مطردة عبر التدريب. هنا، تصدير البيانات اليومية لكل فأر إلى جدول بيانات التي تحسب هذه النسب من أجل تتبع أداء جلسة يومية.
  6. بمجرد أن يصل الفئران foreperiod من 10 ثانية، تبدأ اللاحقة للدورة 30 دقيقة القادمة مع foreperiods قدمت في فترات عشوائية، بدءا foreperiods بين 7-10 ق. تأكد من أن لوLH البقاء في 8 و 1.5 ثانية، على التوالي. هنا، وبرنامج كمبيوتر السيطرة على behavioraالطارئة ل مفاتيح تلقائيا من تقديم foreperiods الصعود إلى foreperiods متغير مرة واحدة كل فأر تصل إلى معيار 8 من أصل 10 في 10 ثانية foreperiod.
  7. مرة واحدة يحافظ على الفئران لا يقل عن 70٪ صحيح مع foreperiods عرض عشوائيا بين 7-10 ثانية، تغيير البرنامج إلى تقديم foreperiods في فترات عشوائية، بدءا foreperiods بين 5-10 ق. دراسة الأداء اليومي كل فأر خلال هذا الوقت لأن هذا التغيير غالبا ما يحدث داخل جلسة.
  8. بعد يحافظ على الفئران 70٪ صحيح، تغيير البرنامج مرة أخرى لتقديم مجموعة كاملة من foreperiods (3-10 ق) في فترات عشوائية خلال الدورة 30 دقيقة. بطريقة مماثلة إلى 4.8، ودراسة الأداء اليومي كل فأر خلال هذا الوقت لأن هذا التغيير غالبا ما يحدث داخل جلسة.
    ملاحظة: إن برامج الكمبيوتر السيطرة على حالات الطوارئ السلوكية تلقائيا بإجراء هذه التغييرات على أساس الأداء كل فأر (على سبيل المثال، 4،7-4،9).من المهم أن تجعل فقط التغيير في 4.9 عند معدل نجاح الفئران مرتفع (> 70٪ الصحيحة)، منذ الفئران في كثير من الأحيان تعتمد استراتيجية الاستجابة بشكل عشوائي في الوقت المناسب، بدلا من الانتظار بشكل صحيح وحضور لحافز. إذا الفئران نجاح الفئران منخفضة، كرر 4،7-4،9.
  9. لمعايير اكتساب، وتحديد الأداء الأساسية بأنها مستقرة عندما، في 4 من 5 جلسات يومية في غضون أسبوع، نسبة الفئران من الإجابات الصحيحة هي 75٪ أو أكثر خلال الدورة والنسب المئوية للإجابات سابقة لأوانها هو أقل من 30٪.

5. تحليل البيانات لتدابير الاستجابة بسيطة

  1. لتقييم أداء السلوكية خلال الاستحواذ، استخدام تدابير المتكررة ANOVAs، مع عامل المتكررة إما الدورة، الوقت على قيمة العمل، أو القيمة Foreperiod لكل قياس الأداء هو موضح أدناه.
    ملاحظة: هنا، ودراسات استخدام كل التصاميم within- وبين-الموضوعات، حيث قارنا جميع الحيوانات س بهمخطوط الأساس سفل بعد حالة تجريبية و قارن حيوانات التجارب للسيطرة على الحيوانات باتباع نفس التلاعب. عندما تتحقق خطوط الأساس السلوكية مستقرة، واستخدام داخل تخضع التصاميم تحد من عدد من الفئران الحاجة.
  2. تحديد الاستجابات المبكرة من الردود قبل بداية مفتاح الضوء أو داخل 150 مللي ثانية الأولى من ضوء مفتاح يجري على.
  3. تحديد الاستجابات الصحيحة كما الردود التي تتم بعد ضوء مفتاح تأتي في، مع الكمون الحد الأدنى أكبر من 150 مللي ثانية، والكمون القصوى من طول نافذة الاستجابة؛ هنا، 1500 مللي ثانية.
  4. تحديد الاخطاء (أو السهو)، والتجارب التي فشل هذا الموضوع إلى القيام برد فعل.
  5. تحديد الإختفاء استجابة لأن الوقت المنقضي (في مللي ثانية) من بداية خفيفة إلى الاكتئاب من الأنف كزة مفتاح. وتسمى أيضا وقت رد الفعل (RT).
  6. تحديد مجموع التجارب حيث بلغ عدد الاستجابات المبكرة بالإضافة إلى الإجابات الصحيحة زائد يخطئ.
    ملاحظة: في العروض PVT الإنسان، قرار سابق لأوانهالبرك والهفوات في الانتباه يمكن أن تكون نادرة جدا، والمحققين في معظم الأحيان إلا عن الترددات الخام الفعلية لهذه التدابير. ولكن هذا ليس هو الحال في العروض مع الفئران. بحيث تسمح بإجراء مقارنات بين الإصدارات المختلفة من rPVT في الأدب، ويتم عرض مقاييس الأداء الفئران هنا كنسبة مئوية من إجمالي المحاكمات. ويفضل استخدام برنامج الكمبيوتر الذي يمكن تسجيل وتسمية كل من هذه العناصر على أساس تجريبي من قبل المحاكمة لتحليلها لاحقا، لأن الفئران ستكمل أكثر من 200 المحاكمات في 30 جلسة دقيقة وغالبا ما تفي بالمعايير للانتقال إلى خطوة أخرى في إجراء التدريب في الدورة.

6. إضافية مقاييس الأداء بالكمبيوتر

  1. لدورة السلوكية 30 دقيقة، وتحديد الهفوات كما الإجابات الصحيحة في أي RT كان أكبر من ضعف وقت رد الفعل نفسه للجلسة كل فأر (القيام به بعد دورة)؛ وتشمل أيضا المحاكمات غاب في حساب مرور.
    لاالشركة المصرية للاتصالات: في PVT البشري، وعادة ما تكون محددة الهفوات كما أوقات رد الفعل (RT)> 500 مللي ثانية (4). للقوارض، فمن الأفضل لأداء المقارنات بعد خاصة لكل فأر متوسط ​​RT - تم الحصول عليها من المحاكمة من قبل المحاكمة تحليل المذكورة أعلاه - بدلا من مقارنتها إلى قيمة العتبة، وذلك بسبب التباين في المحطة المذكورة من الفئران الفردية. هذه الطريقة مشابهة لهفوات في إصدارات أخرى نشرت في rPVT 15،16. المحاكمات هنا وفي إصدارات أخرى نشرت، الهفوات تشمل أيضا غاب (هفوات = الاستجابات مع المحطة المذكورة> ضعف متوسط ​​RT لدورة، بالإضافة إلى يخطئ) لتسجل التجارب غاب في PVT البشري والهفوات، كذلك.
  2. تحديد معدل انذار كاذب يقدر عن طريق حساب النسبة المئوية للاستجابات المبكرة التي تحدث أثناء الفعلي 3-10 ق الشوط الاول عندما حافز يمكن أن يبدو.
    ملاحظة: هذا الإجراء يستخدم مجموعة فرعية من الاستجابات المبكرة التي تحدث فقط خلال الوقت الذي يمكن أن يحدث التحفيز،أي ردود سابقة لأوانها التي تحدث داخل 3 - foreperiod 10 ثانية النافذة. لا يشمل هذا الإجراء ردود سابقة لأوانها قبل 3 ق لأن ضوء التحفيز لن تكون مضيئة خلال تلك الفترة. هنا، يتم فرز هذه المجموعة الفرعية من ردود سابقة لأوانها تلقائيا من جميع الردود السابقة لأوانها في برنامج كمبيوتر البيانات.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

خط الأساس الجرذ rPVT الأداء

مع المعلمات مفصلة هنا، وصلت 86.7٪ من 122 ذكور الفئران المعلمات rPVT النهائية في غضون فترة متوسطها 9.0 (SD = 10.13، ن = 122) دورات تدريبية مؤتمتة الكمبيوتر (الموصوفة في 4.1 - تدريب 4.9 rPVT، في تجربتنا، فقط سوف ما يقرب من 2٪ من الفئران لا يكتسب rPVT). باستخدام المنهجية الحالية، وبلغ متوسط ​​الفئران 73.4٪ الصحيحة الاستجابة، 1...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

المنهجية الواردة في هذه الوثيقة نتائج في العروض rPVT في الفئران التي تضاهي في العديد من الجوانب لأداء PVT نموذجي ورد في الأدب الإنساني. باستخدام التقنيات الحالية، يمكن للمرء أن تدريب بسرعة الفئران لأداء rPVT، وتتميز العروض التي تم الحصول عليها مع هذه التقنيات عن طريق التمييز واضحة (أي مستويات عالية من الاستجابة الصحيحة، ومستويات منخفضة من كل من الاستجابة سابق لأوانه والهفوات). وعلاوة على ذلك، فإن التوزيعات وقت رد الفعل تم الحصول عليها مع rPVT مماثلة تماما لتلك التي ظهرت ف...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

تم دعم هذا البحث من قبل وكالة ناسا (NNX15AC17G إلى CMD) ، واتفاقية ناسا التعاونية NCC 9-58 (E000010 إلى CMD و NBPF02802 و NBPF04201 إلى RDH) مع المعهد الوطني للبحوث الطبية الحيوية في الفضاء.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
غرفة تشغيل الفئران المعيارية مع أرضية شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأMed AssociatesENV-008Med Associates Inc.
PO Box 319
St. Albans ، فيرمونت 05478 ،
الولايات المتحدة الأمريكية
هاتف: (802) 527-2343
غرفة تخفيف الصوت   ؛Med AssociatesENV-022MDمنازل غرفة الفئران المشغلة
Houselight للفئرانMed AssociatesENV-215M
1 "قطر الفئران أنف كزة مفتاحالاستجابة Med AssociatesENV-119M-1
وعاء بيليه ، نوع الحوضالصغير Med AssociatesENV-200R2M
موزع بيليه معياري للفئران ، 45 مجمMed AssociatesENV-203M-45
حزمة تشغيل PCI لما يصل إلى 8 غرف عاملة MedAssociatesMED-SYST-8
SmartCtrlMed AssociatesDIG-716P1يحتوي رقم الكتالوج هذا على 8 مخرجات و 4 مدخلات وهو الحد الأدنى المطلوب لتشغيل rPVT. يمكن أيضا شراء SmartCtrl مع 16 مخرجا و 8 مدخلات لمزيد من المرونة
برنامج Med-PC IVMed AssociatesSOF-735
PC PC مع فتحة بطاقة PCIأي مصنع (e.g.< / em> ، Dell)يتطلب استخدام حزمة تشغيل PCI جهاز كمبيوتر به فتحة بطاقة PCI. تتوفر الأنظمة التي تستخدم PCIe. اتصل ب Med Associates للحصول على التفاصيل.
الكريات الدقة الخالية من الغبار 45 ملغ من القوارض الحبوب النظام الغذائيBio ServFO165Bio-Serv
One 8th Street, Suite 1
Frenchtown, NJ 08825, USA
الهاتف: (800)-996-9908;     يشيع استخدام كريات تشاو القياسية. يمكن الحصول على كريات مختلفة ( على سبيل المثال < / em> ، السكروز) من Bio Serv.

المراجع

  1. Dinges, D. F., Orne, M. T., Whitehouse, W. G., Orne, E. C. Temporal placement of a nap for alertness: contributions of circadian phase and prior wakefulness. Sleep. 10, 313-329 (1987).
  2. Dinges, D. F., Powell, J. W. Microcomputer analyses of performance on a portable, simple visual RT task during sustained operations. Behav Res Method Inst Comp. 17, 652-655 (1985).
  3. Kribbs, N. B., et al. Effects of one night without nasal CPAP treatment on sleep and sleepiness in patients with obstructive sleep apnea. Am Rev Respir Dis. 147, 1162-1168 (1993).
  4. Basner, M., Dinges, D. F. Maximizing sensitivity of the psychomotor vigilance test (PVT) to sleep loss. Sleep. 34, 581-591 (2011).
  5. Basner, M., Mollicone, D., Dinges, D. F. Validity and Sensitivity of a Brief Psychomotor Vigilance Test (PVT-B) to Total and Partial Sleep Deprivation. Acta Astronaut. 69, 949-959 (2011).
  6. Dinges, D. F., et al. Cumulative sleepiness, mood disturbance, and psychomotor vigilance performance decrements during a week of sleep restricted to 4-5 hours per night. Sleep. 20, 267-277 (1997).
  7. Drummond, S. P., et al. The neural basis of the psychomotor vigilance task. Sleep. 28, 1059-1068 (2005).
  8. Jewett, M. E., Dijk, D. J., Kronauer, R. E., Dinges, D. F. Dose-response relationship between sleep duration and human psychomotor vigilance and subjective alertness. Sleep. 22, 171-179 (1999).
  9. Lim, J., Dinges, D. Sleep deprivation and vigilant attention. Ann N Y Acad Sci. 1129, 305-322 (2008).
  10. Van Dongen, H. P., Dinges, D. F. Sleep, circadian rhythms, and psychomotor vigilance. Clin Sports Med. 24 (2), 237-249 (2005).
  11. Van Dongen, H. P., et al. Caffeine eliminates psychomotor vigilance deficits from sleep inertia. Sleep. 24 (7), 813-819 (2001).
  12. Blatter, K., et al. Gender and age differences in psychomotor vigilance performance under differential sleep pressure conditions. Behav Brain Res. 168 (2), 312-317 (2006).
  13. Lim, J., Dinges, D. F. Sleep deprivation and vigilant attention. Annals of the New York Academy of Sciences. 1129, 305-322 (2008).
  14. Basner, M., et al. Mars 520-d mission simulation reveals protracted crew hypokinesis and alterations of sleep duration and timing. Proc Natl Acad Sci U S A. 110, 2635-2640 (2013).
  15. Christie, M. A., et al. Microdialysis elevation of adenosine in the basal forebrain produces vigilance impairments in the rat psychomotor vigilance task. Sleep. 31, 1393-1398 (2008).
  16. Christie, M. A., McKenna, J. T., Connolly, N. P., McCarley, R. W., Strecker, R. E. 24 hours of sleep deprivation in the rat increases sleepiness and decreases vigilance: introduction of the rat-psychomotor vigilance task. J. Sleep Res. 17, 376-384 (2008).
  17. Oonk, M., Davis, C. J., Krueger, J. M., Wisor, J. P., Van Dongen, H. P. Sleep deprivation and time-on-task performance decrement in the Rat Psychomotor Vigilance Task. Sleep. 38, 445-451 (2015).
  18. Loomis, S., McCarthy, A., Edgar, D., Tricklebank, M., Gilmour, G. Behavioural evidence that modafinil and amphetamine do not produce equivalent qualities of wake promotion in sleep-restricted rats. Sleep Medicine. 14, Supplement 1 185(2013).
  19. Deurveilher, S., Bush, J. E., Rusak, B., Eskes, G. A., Semba, K. Psychomotor vigilance task performance during and following chronic sleep restriction in rats. Sleep. 38, 515-528 (2015).
  20. Davis, C. M., Roma, P. G., Hienz, R. D. A rodent model of the human psychomotor vigilance test: Performance comparisons. J Neurosci Methods. 259, 57-71 (2016).
  21. Lim, J., et al. Imaging brain fatigue from sustained mental workload: an ASL perfusion study of the time-on-task effect. Neuroimage. 49, 3426-3435 (2010).
  22. Tucker, A. M., Basner, R. C., Stern, Y., Rakitin, B. C. The variable response-stimulus interval effect and sleep deprivation: an unexplored aspect of psychomotor vigilance task performance. Sleep. 32, 1393-1395 (2009).
  23. Skinner, B. F. The behavior of organisms: an experimental analysis. , Appleton-Century-Crofts. (1938).
  24. Warm, J. S., Parasuraman, R., Matthews, G. Vigilance requires hard mental work and is stressful. Hum Factors. 50, 433-441 (2008).
  25. Blatter, K., et al. Gender and age differences in psychomotor vigilance performance under differential sleep pressure conditions. Behav Brain Res. 168, 312-317 (2006).
  26. Raymann, R. J., Van Someren, E. J. Time-on-task impairment of psychomotor vigilance is affected by mild skin warming and changes with aging and insomnia. Sleep. 30, 96-103 (2007).
  27. Beijamini, F., Silva, A. G., Peixoto, C. A., Louzada, F. M. Influence of gender on psychomotor vigilance task performance by adolescents. Braz J Med Biol Res. 41, 734-738 (2008).
  28. Davis, C. M., DeCicco-Skinner, K. L., Hienz, R. D. Deficits in Sustained Attention and Changes in Dopaminergic Protein Levels following Exposure to Proton Radiation Are Related to Basal Dopaminergic Function. PLoS One. 10, 0144556(2015).
  29. Stebbins, W. C. Response latency as a function of amount of reinforcement. J Exp Anal Behav. 5, 305-307 (1962).
  30. Stebbins, W. C., Lanson, R. N. Response latency as a function of reinforcement schedule. J Exp Anal Behav. 5, 299-304 (1962).
  31. Christie, M. A., McCarley, R. W., Strecker, R. E. Twenty-four hours, or five days, of continuous sleep deprivation or experimental sleep fragmentation do not alter thirst or motivation for water reward in rats. Behav Brain Res. 214, 180-186 (2010).
  32. Koban, M., Sita, L. V., Le, W. W., Hoffman, G. E. Sleep deprivation of rats: the hyperphagic response is real. Sleep. 31, 927-933 (2008).
  33. Moody, D. B. Animal Psychophysics, The Design and Conduct of Sensory Experiments. Stebbins, W. C. , Appleton-Century-Crofts. 277-302 (1970).
  34. Pfingst, B. E., Hienz, R. D., Kimm, J., Miller, J. M. Reaction-time procedure for measurement of hearing I. Suprathreshold functions. J Acoust Soc Am. 57, 421-430 (1975).
  35. Stebbins, W. C. Auditory reaction time and the derivation of equal loudness contours for the monkey. J Exp Anal Behav. 9, 135-142 (1966).
  36. Hienz, R. D., Weerts, E. M. The Baboon in Biomedical Research. VandeBerg, J. L., Williams-Blanger, S., Tardif, S. D. , Springer. (2009).
  37. May, B. J., Huang, A. Y., Aleszczyk, C. M., Hienz, R. D. Methods of Comparative Acoustics. Klump, G. M., Dooling, R. J., Fay, R. R. , Birkhauser Verlag. 95-108 (1995).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

القوارض النفسي اليقظة اختبار (rPVT): طريقة لتقييم السلوك العصبي الأداء في الجرذان والفئران
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.