Methodenartikel

Touchscreen nachhaltige Aufmerksamkeit Aufgabe (SA) für Ratten

DOI:

10.3791/56219

⸱

15. September 2017

 ,  ,  , 
1Psychology Department, Temple University, 2Neuroscience Program, Temple University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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

Daueraufmerksamkeit oder kontinuierliche Überwachung Situationen für intermittierende und unvorhersehbare Ereignisse, ist ein kritischer Aspekt der Kognition. Hier zeigen wir wie Daueraufmerksamkeit bei Ratten mit Touchscreen operant Kammern zu testen. Wir zeigen vergleichbaren Leistung bei männlichen und weiblichen Ratten, so dass diese Aufgabe nützlich für Aufmerksamkeit bei beiden Geschlechtern zu studieren.

Zusammenfassung

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

Anhaltende Aufmerksamkeit ist die Fähigkeit, intermittierende und unvorhersehbare Ereignisse über einen längeren Zeitraum hinweg zu überwachen. Aufmerksamkeits dabei andere Aspekte der Wahrnehmung subserves und wird in bestimmten Entwicklungsstörungen, neuropsychiatrische, gestört und neurodegenerativen Erkrankungen. So ist es klinisch wichtig, Mechanismen zu identifizieren, die beeinträchtigen und anhaltende Aufmerksamkeit zu verbessern. Solche Mechanismen sind oft erst entdeckt mit Nager-Modelle. Daher wurden mehrere Verhalten Verfahren für die Prüfung Aspekte der Daueraufmerksamkeit für Nagetiere entwickelt. Eine erstmals beschrieben von McGaughy und Sarter (1995), genannt den Daueraufmerksamkeit Task (SAT), trainiert Ratten Signal (d.h. kurze leichte Präsentation) und nicht-Signal Studien zu unterscheiden. Die Signale sind kurz und erfordern daher besondere Aufmerksamkeit wahrgenommen werden. Aufmerksamkeits Anforderungen können erhöht werden durch die Einführung einer Distraktor (z. B.blinkende Houselight) weiter. Wir haben diese Aufgabe für Touchscreen operant Kammern, modifiziert, die mit einem Touchscreen an einer Wand konfiguriert sind, die Reize und Rekord Antworten präsentieren zu dürfen. Hier zeigen wir unser Protokoll für Touchscreen Kammern SAß. Darüber hinaus präsentieren wir standard-Maßnahmen der Leistung in männlicher und weiblicher Sprague-Dawley Ratten. Vergleichbarer Leistung auf diese Aufgabe bei beiden Geschlechtern unterstreicht seine Verwendung für Aufmerksamkeit Studien, zumal weitere Forscher weiblichen Nagern in ihrem experimentellen Design inklusive sind. Darüber hinaus erhöht die einfache Implementierung von SAT für die immer beliebter Touchscreen Kammern ihre Nützlichkeit.

Einleitung

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Störungen von Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung (ADHS) bis hin zu Schizophrenie, Alzheimer-Krankheit Anteil Aufmerksamkeits Beeinträchtigungen als Feature1,2,3. Defizite in der Daueraufmerksamkeit — die Fähigkeit, eine Situation für intermittierende und unvorhersehbare Ereignisse kontinuierlich zu überwachen – sind besonders störend, denn Daueraufmerksamkeit ausschlaggebend für die selektive und geteilte Aufmerksamkeit, sowie anderen kognitiven ist 4,5verarbeitet. Auch bei gesunden Menschen beeinflusst Schwierigkeiten mit der Erhaltung des Aufmerksamkeit negativ Kognition, Beeinträchtigung der täglichen Funktion6. So konnte Verständnis der neurobiologischen Grundlagen der Daueraufmerksamkeit und wie wird es Dysregulated Interventionen führen, Wahrnehmung zu verbessern, die viele Menschen profitieren würden.

Um abzugrenzen, Schaltungen und molekularen Prozesse, die zur ordnungsgemäßen versus gestörte Aufmerksamkeit beitragen, haben viele Forscher wandte sich an nichtmenschlichen Tier-Modellen, wo die Manipulation von bestimmten Zellpopulationen und molekulare Prozesse während der Aufmerksamkeit Aufgaben ist möglich. Der Aufwand führte zu die Entwicklung einer Vielzahl von operanten Aufmerksamkeit Aufgaben, die die Fähigkeit zur Aufmerksamkeit7,8,9,10bewerten können. Ein solches Paradigma, entwickelt von McGaughy und Sarter (1995), ist bekannt als der Daueraufmerksamkeit Task (SAT). Nagetiere, ausgebildet in SAT müssen Signal Studien, in denen eine Signalleuchte kurz blinkt, aus-Signal Studien unterscheiden. Aufmerksamkeits-Anforderungen können durch die Einführung einer visuellen Distraktor (blinkende Houselight)10erhöht werden. Entscheidend für die Beurteilung der Aufmerksamkeit im SAT Parameter sind gut dokumentiert und diese Aufgabe in den männlichen und weiblichen Ratten und Mäuse10,11,12validiert wurde. Eine Version ist auch für Menschen, die Hervorhebung der translationalen Dienstprogramms SA13angepasst worden. Wichtig ist, half die Verwendung dieser Aufgabe der basalen Vorderhirn Corticopetal System in Daueraufmerksamkeit4implizieren. Speziell, cholinerge Neuronen im Nucleus Basalis Meynert (NBM) / Substantia Inominata (SI) Region des basalen Vorderhirns, das Projekt zum präfrontalen Kortex sind kritische Treffer, die genaue Antworten auf Signal Studien14sind, 15. Im Gegensatz dazu werden GABAergen Neuronen in dieser Region gedacht, um Leistung während der korrekten Ablehnungen (CRs), vermitteln die genaue Antworten auf nicht-Signal Studien16sind. Sobald die grundlegende Schaltung für diese Aufgabe gegründet wurde, wurden Faktoren, die diese Schaltung um Aufmerksamkeit von Stresshormonen bis hin zu neurotoxische Proteine beeinträchtigen modulieren identifizierten17,18. Kollektiv, markieren diese Studien den Nutzen der SAT.

Eine Einschränkung für die Umsetzung von SAT im Labor ist, dass das ursprüngliche Verfahren operante Kammern dauerhaft konfiguriert für die Aufgabe, ein Zentrum Instrumentenbeleuchtung mit zwei ausziehbaren Hebel, einer für Hits und eine für CRs10bezeichnet erfordert. Ein Probetraining Signal Licht Panel kurz beleuchtet und dann Hebel verlängern um ein 4 s-Antwort-Fenster anzuzeigen. In diesem Fenster wird der ausgewiesene hit Hebel gedrückt, dann die Ratte erhält einen Lohn (Nahrung oder Wasser). Falschen Hebel drückt auf Signal Studien, bekannt als vermisst, werden nicht belohnt. Auf nicht signalisierten Prüfungen die LED bleibt aus, dann Hebel verlängert. Während eine CR belohnt wird, werden falsche Hebel drückt auf nicht signalisierten Studien, bekannt als Fehlalarme, nicht belohnt. Ein Fehler, keine Antwort während der Antwort-Fenster zu machen gilt als ein Versäumnis. Um die Verfügbarkeit der SAT zu erweitern, haben wir kürzlich modifiziert die Aufgabe für Touchscreen operant Kammern, in denen eine Wand ist ein Touchscreen, der sowohl visuelle Reize und Rekord Nase-Poke Antworten19anzeigen können. Touchscreen-Kammern sind immer beliebt wegen ihrer Vielseitigkeit zu laufen eine Vielzahl von Aufgaben (z. B.gepaart assoziierten lernen, Umkehr lernen, etc.) mit einem Stück der Ausrüstung20. Ähnlich wie bei anderen Touchscreen-Verfahren20,21,22, unsere Anpassung der SAT erfordert den Einsatz einer opaken Kunststoff Touchscreen Abdeckung, rief eine Maske mit Löcher hinein geschnitten. Eine zentrale, kreisrunde Loch ermöglicht die Darstellung eines Signals durch Vorlage eines weißen Reizes auf dem Bildschirm dahinter, und zwei quadratischen Antwort Bereiche, einer benannten für Hits und eine für CRs, erlauben die Ratte zu antworten19berühren. In den traditionellen Kammern Fenster 4-s Antwort ist in der Regel mit der Präsentation der Hebel angegeben, aber eine frühere Studie gezeigt, dass ein Ton auch verwendet werden, kann signalisieren die Antwort Fenster23. In Touchscreen SAT signalisieren wir ebenso das Antwort-Fenster mit einem kurzen Ton. Andere Trainings-Parameter (z.B. Anzahl der Studien, intertrial Intervall, etc.) sind ähnliche zwischen traditionellen gehalten und Touchscreen-SAT. Wir Leistung zwischen der traditionellen und Touchscreen SAT-Version bereits bewertet und festgestellt, dass es vergleichbar war, was darauf hindeutet, dass Touchscreen SAT ist eine gültige Möglichkeit, Daueraufmerksamkeit19messen. Die Touchscreen-Modifikation macht SAT vielseitiger, weil es jetzt für einen breiten Einsatz in Touchscreen operant Boxen angepasst werden kann.

Dieses Protokoll beschreibt, wie Sie Touchscreen laufen SAT im Labor. Die Trainingspläne sind leicht aus unserer früheren Bericht von Task19 , Erfassungszeit bei weiblichen Ratten zu optimieren, die im Gegensatz zu Männern, hatte Schwierigkeiten, die durch die vorherigen Termine24geändert worden. Ergebnisse illustrieren typische Leistung bei männlichen und weiblichen Ratten sind enthalten, zusammen mit Tipps zur Behebung von Problemen mit der Aufgabe.

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Protokoll

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alle Experimente wurden im Einklang mit der Leitlinien des National Institutes of Health und wurden vom Temple University institutionelle Animal Use and Care Committee genehmigt. Dieses Protokoll wurde mit Erwachsenen entwickelt (~ 60 Tage alt beim Start der Studiums) männlicher und weiblicher Sprague-Dawley Ratten (Charles River).

1. Materialien für Touchscreen SAT

  1. stellen Sie sicher, dass eine Schalldämpfung Kabine jedes Touchscreen-Kammer umgibt und Kammern, mit einem Haus Licht, Tongenerator, Kamera oberhalb der Kammer und ein Pellet ausgestattet sind Dispenser mit Belohnung Einzugsbereich (das beleuchtet werden kann) an der Wand gegenüber dem Touchscreen.
  2. Verwenden eine Belohnung Einzugsbereich mit großer Blende, wenn Kanüle oder Elektroden Implantate geplant werden. 45 mg Belohnung Pellets, die gesichtet wurden mit ein Mehlsieb verwenden, um Staub, wodurch den Feeder verstopfen können.
  3. Passen jede Kammer mit schwarzer Acryl Maske (3,175 mm dick, Matt), Antwort Bereiche auf dem Touchscreen zu begrenzen. Bereiten Sie die Maske mit einem Zentralkreis Eröffnung (28,58 mm Durchmesser, 107,95 mm von unten, mittig zwischen der linken und rechten Seite) für den Lichtreiz und zwei quadratischen Antwort Bereiche (28,57 x 28,57 mm) jeweils unten und aus der Mitte positioniert (ein 85.73 mm von der linken Seite und einem 85.73 mm von der rechten Seite, und beide 34,93 mm von unten). Eine Darstellung der Maske in der Publikation, Dochte, Et Al. finden Sie 19.
  4. legen Sie die Maske vor dem Touchscreen mit mattem Finish in Richtung der Kammer positioniert.

2. Zeitplan Design für Touchscreen SAT

Hinweis: die unten Protokoll beschreibt, wie Sie die Parameter für die Gestaltung und Prüfung Zeitpläne für Touchscreen-SAT. Diese Zeitpläne sind ebenfalls auf Anfrage erhältlich. Tabelle 1 zeigt die Zeitplanparameter.

  1. Nase stecken Gestaltung Parameter.
    1. Programm einstellen, so dass keine Signale vorgestellt werden und die Houselight off bleibt.
    2. Set Belohnung Einzugsbereich zu beleuchten, um das Vorhandensein eines Pellet- und für dieses Licht ausschalten nach Abruf Pellet Feeder Port Infrarot-Strahl bestimmt.
    3. Satz so programmieren, dass Nase steckt in beiden Antwortbereich mit Essen Pellets in einem festen Verhältnis 1 (FR1) Verstärkung Geschäftsverteilungsplan belohnt werden (d. h., jede angemessene Reaktion wird belohnt). Jedoch stellen Sie das Programm so, dass wenn die Seite differenziellen für Nase steckt ist fünf oder mehr, die Ratte die Seite nicht begünstigt, um eine Belohnung um die Entwicklung der Seite Neigung zu verhindern stecken muss.
    4. Legen Sie die Sitzung beenden nach 40 min oder 120 belohnt stochert. Themen zu Training Schedule 1 voraus, wenn sie 120 Nase-stochert in 40 min an zwei aufeinanderfolgenden Tagen abschließen.
  2. Beschreibung der gemeinsam genutzten Parameter für Training Schedule 1, Training Schedule 2, und Sa.
    1. Programm Trainingspläne, dass die Houselight weiterhin erhöhen Aufmerksamkeits Anforderungen.
    2. Jede Sitzung so programmieren, dass es 162 Prüfungen besteht, die in drei Blöcke von 54 Studien pro Block mit intertrial Intervall (ITI) am 9 ± 3 s. unterteilt werden kann
    3. Sorgen dafür, dass Signal und nicht-Signal Studien pseudorandomized sind, so dass die gleiche Anzahl von Signal und nicht-Signal Studien in jedem der drei Blöcke auftreten.
    4. Das Programm liefern einen Pellet Essen und Essen Hafen Licht automatisch zu Beginn jeder Sitzung einstellen. Wenn eine Infrarot-Strahl-Pause anzeigt, dass die Ratte den Kopf aus dem Lohn-Bereich entfernt hat, stellen Sie das Programm, schalten Sie das Essen Hafen Licht und beginnen die ersten ITI.
    5. Nach jeder Prüfung (d.h., Signal- oder nicht-Signal), stellen Sie das Programm an die 4-s Antwort-Fenster mit einer 200 ms, 70 dB Ton (3 kHz).
    6. Wenn die Ratte richtig reagiert, stellen Sie das Programm, das ITI zu initiieren, wenn die Ratte den Kopf aus dem Lohn-Bereich entfernt. Wenn die Ratte nicht korrekt antwortet, gesetzt das ITI nach der Antwort zu beginnen. Unterlässt die Ratte (d.h., macht keine Antwort), setzen die ITI beginnt nach der Beendigung des Fensters Antwort.
    7. Für Gegengewicht, entwickeln zwei Versionen diese Zeitpläne, die erste mit der richtigen Antwortbereich vorgesehenen Hits (Version A) und die zweite mit der linken Antwortbereich für Treffer (Version B) bezeichnet.
  3. Parameter Training Schedule 1.
    1. Setzen alle Signal-Laufzeiten bis 500 ms
    2. auf Signal Prüfungen, stellen Sie das Programm gleichzeitig beleuchten die Antwortbereich für Hits mit 50 % Intensität, zusammen mit dem Signal, die Ratte zu zeichnen ' Aufmerksamkeit auf die richtige Antwortbereich.
    3. Halten Sie den benannten Bereich für korrekte Ablehnungen unbeleuchteten auf nicht-Signal Studien.
    4. Das Programm so eingerichtet dass Fehlreaktionen Korrektur Studien auslösen in denen früheren Studie Art (d. h., Signal- oder nicht-Signal) wieder dargestellt wird. Stellen Sie sicher, dass eine richtige Antwort oder vier aufeinander folgenden Fehlreaktionen endet die Reihe von Korrektur-Studien. Zählen nicht Korrektur Versuche in Richtung 162 insgesamt Studien, die für die Aufgabenerfüllung erforderlich.
    5. Themen zu Training Schedule 2 voraus, wenn sie mindestens 70 % Treffer, mindestens 70 % korrekte Ablehnungen und weniger als 20 % Auslassungen an drei aufeinanderfolgenden Tagen haben.
  4. Training Schedule 2 Parameter.
    1. Setzen alle Signal-Laufzeiten bis 500 ms
    2. im Gegensatz zu Training Schedule 1 Stellen Sie das Programm Antwortbereich für Hits unbeleuchteten auf Signal Studien halten.
    3. Im Gegensatz zu Trainingsplan 1, das System keine Korrektur Studien ausführen.
    4. Halten Sie alle anderen Parameter identisch mit Training Schedule 1.
    5. Themen, SAT voraus, wenn sie mindestens 70 % Treffer, mindestens 70 % korrekte Ablehnungen und weniger als 20 % Auslassungen an drei aufeinanderfolgenden Tagen haben.
  5. SAT Parameter.
    1. Set drei signal-Laufzeiten: 25 Ms. 500 ms und 50 ms
    2. das Programm, um die Variable Signale in einer pseudozufälligen Mode präsentieren so eingestellt, dass die drei Signaldauern eine gleiche Anzahl von Zeiten während jeweils drei Test-Blöcke dargestellt werden.
    3. Kriterien Leistung zu definieren, wie mindestens 70 % der 500 ms Dauer, mindestens 70 % korrekte Ablehnungen und weniger als 20 % Auslassungen an drei aufeinanderfolgenden Tagen trifft.
TrainingsphaseMax. StudienSignaldauer (ms)SonderkonditionenKriterienMedian Tage pro Etappe
Nase Poke Form120 Keine EreignisseHouselight auf120 Studien in 40 MinutenMännchen: 2, Hündinnen: 2
Training Schedule 1162500Houselight auf; Korrektur-Studien; Antwort-Fenster leuchtet bei 50 % während der Signal Studien> 70 % Hits, > 70 % CR, < 20 % Auslassungen an 3 aufeinander folgenden TagenMännchen: 19, Weibchen: 25
Training Schedule 2162500Houselight auf> 70 % Hits, > 70 % CR, < 20 % Auslassungen an 3 aufeinander folgenden TagenMännchen: 13, Weibchen: 21
SA162500, 50, 25Houselight auf> 70 % trifft bei 500 ms, > 70 % CR, < 20 % Auslassungen für 3 aufeinander folgenden TagenMännchen: 18 Jahre, Frauen: 12

Tabelle 1: Trainingspläne und durchschnittliche Erfassungszeit für jeden Zeitplan.

  1. Distraktor SA.
    1. Halten Sie Parameter für die Blöcke 1 und 3 identisch mit SA.
    2. Die Houselight so programmieren, dass es bei einer Frequenz von 0,5 Hz in Block 2 blinkt.
    3. Bei der Analyse der Daten Leistungsvergleich zwischen den Blöcken 1, 2 und 3 Leistung vor, während und nach der Distraktor innerhalb derselben Sitzung analysieren.
  2. Daten Extraktionsprogramm.
    1. Extrakt die folgenden Daten für SAT und Distraktor SAT aufgeschlüsselt nach trial Block und jedes signal Dauer (für VI und prozentuale Treffer):
      1. berechnen den Prozentsatz der Treffer durch Division der Anzahl der Treffer durch die Gesamtzahl der Treffer und Fehlschüsse und dann Mu Ltiplying von 100.
      2. Berechnung des Prozentsatzes der korrekten Ablehnungen durch die Anzahl der korrekten Ablehnungen durch die Gesamtzahl der korrekten Ablehnungen und Fehlalarme dividiert und dann multipliziert mit 100.
      3. Die Wachsamkeit Index (VI), eine allgemeine Maßnahme der Aufmerksamkeitsleistung, mithilfe der folgenden Formel berechnen: figure-protocol-1 wo h und f sind der Anteil der Zugriffe auf Signal Studien und falsche Alarme auf nicht-Signal Prüfungen, beziehungsweise. Die Werte der VI-Bereich von-1 bis + 1 mit einem Wert von 0, die darauf hinweist, dass die Ratte nicht in der Lage, zwischen Signal und nicht-Signal Studien zu unterscheiden ist. Enthalten keine versäumte Prüfungen im Takt VI.
      4. Berechnung des Prozentsatzes von Auslassungen durch die Bestimmung des Anteil der Studien keine Antwort wo aufgetreten ist.

3. Verfahren zur laufen Ratten in Touchscreen SAT

  1. Reverse hell/dunkel-Zyklus Überlegungen
    Hinweis: Wir testen unsere Ratten während ihres dunklen Zyklus, aber die Diskussion im Abschnitt Überlegungen in Bezug auf Tests in der Licht-Zyklus.
    1. Zu Testzwecken während der dunklen Zyklus beginnen Verhalten testen mindestens 30 min nach dem Start des dunklen Zyklus.
    2. Sobald das Gerät eingerichtet ist, halten die Verhaltens-Testraum in Dunkelheit während alle Trainings und Testverfahren zur Vermeidung von stören die Ratten ' Schlaf/Wach-Zyklus.
    3. Ratte Käfige mit schwarzen Tüchern zu decken, während des Transports zum Lichteinfall minimieren.
    4. Scheinwerfer mit roten Lichtern eingeschaltet für Freisprech-Arbeit im Dunkeln ohne Unterbrechung der hell/dunkel-Zyklus verwenden.
  2. Essen Einschränkung Verfahren und Zeitplan Zuordnung
    1. Don geeigneten persönlichen Schutzausrüstung (PSA; z.B., Handschuhe, Maske, Mütze, Laborkittel, Überschuhe, etc.) vor dem Umgang mit den Ratten.
    2. Bei Ratten kommen in den Raum Kolonie Haus Ratten, einzeln oder in Gruppen. Die meisten Ratten in unseren Studien werden schließlich implantiert mit Kanülen, die erfordert individuelle Gehäuse.
    3. Ratten täglich für 5 min. pro Tag, 5 Tage vor Beginn der Studie zu behandeln.
    4. Vor dem Essen Einschränkung notieren jede Ratte ' s freie Fütterung Gewicht und berechnen Sie ihr Zielgewicht mit 85 % ihres freien Fütterung Gewichts.
    5. Essen für 3 Tage vor Beginn Gestaltung Ratten einschränken.
    6. Vor der Gestaltung, Pre aussetzen Ratten zu 15 Essen Belohnung Pellets in ihrem Hause Käfig.
    7. Nach der ersten Essen Einschränkung Tagesmenge Essen nach Bedarf anpassen, zur Aufrechterhaltung der Leistung auf die Aufmerksamkeit Aufgabe und jede Ratte ~ 85 % ' s frei-Fütterung Körpergewicht ermöglicht leichte Gewichtszunahme im Laufe der Zeit (siehe Leitlinien 25). Vor dem Start eines neuen Zeitplans, beschränken Ratten mehr als üblich, um die Motivation steigern.
    8. Am Tag/die Tage einer Woche, wenn Ratten Verhalten nicht durchführen, erhöhen ihre Nahrung von mindestens 1,0 g, Make-up für die Kalorien, die sie erhalten hätte, während während der behavioralen Aufgabe belohnt.
    9. Erfassen jede Ratte ' s Gewicht nach ihrer Sitzung beendet ist.
    10. Füttern Sie Ratten nicht bis mindestens 30 min nach Beendigung ihrer Sitzung um eine Zuordnung zwischen Verhaltens-Einstellung testen und Fütterung zu vermeiden. Ratten Gruppe untergebracht sind, jede Ratte für 1 h getrennt zu füttern, wenn Ratten in der Gruppe Gehäuse-Zustand zurückgestellt.
    11. Vor Beginn der Studie, nach dem Zufallsprinzip zuordnen jede Ratte eine der beiden Versionen der Trainingspläne (A oder B) und pflegen sie ihre benannten Version während der Ausbildung und SAT Verfahren.
  3. Tägliche Prozedur ausgeführt
    1. Don geeignete PSA.
    2. Operant Kammern und den Computer hochfahren.
    3. Sicherstellen, dass die Pellet-Spender mit Pellets gefüllt sind und die Maske vor dem Touchscreen eingefügt ist.
    4. Achten Sie darauf, die jede Box einwandfrei funktioniert, indem Sie überprüfen, dass die Zuführung richtig, Essen und dem Bildschirm, Beleuchtung dosieren ist und Ton arbeiten. Ein einfache Box Test-Zeitplan für diesen Zweck geschrieben werden kann und uns ist auf Anfrage verfügbar.
    5. Laden die korrekten Zeitplan in jeder Box aufmerksam auf die entsprechende Version (d. h., A oder B). Geben Sie relevante Informationen über Tier-ID, Geschlecht, Versuchsbedingung, Benutzerinitialen und sonstige Hinweise bei Bedarf (z. B. Infusion Tag 1).
    6. Ratten aus Kolonie Zimmer abrufen und steckte sie in das entsprechende Feld ein.
    7. Start die Session.
    8. Watch Leistung über die Video-Kamera-Set-up zu Beginn der Sitzung für einige Minuten, um sicherzustellen, dass alles einwandfrei funktioniert. Überprüfen Sie in regelmäßigen Abständen Leistung.
    9. Nach eine Sitzung abgeschlossen, Rekord zusammengefasste Daten (z. B. prozentuale Treffer Prozent CRs, Prozent Auslassungen) und Probleme in der Arbeitsmappe ist.
    10. Wischen jede Kammer mit 10 % Ethanol und ersetzen Sie die Einstreu zwischen den Sätzen von Tieren.
    11. Nach dem Ausführen des letzten Satzes von Ratten für den Tag, reinigen Sie die Kammern gründlich mit 10 % Ethanol, um sicherzustellen, dass die Bodenraster ist wie möglich reinigen und ersetzen das Bettzeug.
    12. Sichern Sie Daten auf einem Cloud-Server und alle kritischen Daten zu extrahieren.
    13. Schalten Sie Geräte.
    14. Laufen Tiere zur gleichen Zeit in den gleichen Feldern jeden Tag.
    15. Laufen Ratten 5-6 Tage die Woche (Wir führen unsere Ratten 6 Tage pro Woche).

4. Fehlersuche das Verhalten

Hinweis: Es ist normal, dass Leistung fallen, wenn Ratten in die nächste Phase Gestaltung (d.h. Nasenform Poke Training Schedule 1, Training Schedule 1 bis Training Schedule 2 umgestellt werden Trainingsplan 2 bis Sa). Aber wenn Leistung im Laufe der Zeit nicht bessert oder wenn eine Ratte gut abschneiden war und dann plötzlich nicht mehr gut abschneiden, in den meisten Fällen liegt ein Problem mit Essen Einschränkung.

  1. Fehlerbehebung Ernährungsfragen Einschränkung
    1. Wenn Essen Einschränkung eine vermutete Problem ist, sehen die Ratte, die Aufgabe zu diagnostizieren, wo das Problem liegt und überprüfen Sie die Unterlassung zahlen, vor allem in der Session.
    2. Wenn eine Ratte hohe Auslassungen, hat vor allem, wenn sie in Block 3 erhöhen und ruhig im Feld nicht auf der Bühne sitzt, Gussasphalte tägliche Nahrung von 1 g betragen und überwachen die Situation um festzustellen, ob die Leistung verbessert wird.
    3. Wenn eine Ratte hohe Auslassungen hat, ungeduldig den Bildschirm stochert und hin und her mit dem Essen Anschluss während der gesamten Sitzung läuft, Essen Tagesdosis von 1 g zu erhöhen und überwachen die Situation um festzustellen, ob die Leistung verbessert wird.
    4. In Fällen, wo es ist schwer zu sagen, ob eine Ratte über- oder unterernährt, Essen für 2 Tage erhöhen und Leistung zu überwachen. Wenn Leistung nicht verbessert oder wird schlimmer, Essen für 2 Tage verringern und Leistungsüberwachung
    5. Wenn Leistung verbessern bereinigt Essen Einschränkung, bewegt sich nicht die Ratte, ein einfacher geplant als detaillierte weiter.
  2. Troubleshooting Leistung bei unterschiedlichen Zeitplänen der Ausbildung
    Hinweis: Drop eine leistungsschwachen Ratte übersteigt die Erfassungszeit zwei Standardabweichungen über die mittlere Anzahl der Tage, die ein Tier von seinen gleichen Geschlechts benötigt Kriterien, termingerecht zu erreichen. Wir haben Vorschläge basierend auf unsere Daten für Cut-Offs für Sprague-Dawley Ratten gemacht, aber diese Zahlen können für verschiedene Stämme angepasst werden müssen.
    1. Training Schedule 1: Sprague-Dawley Männchen drop für Trainingsplan 1, wenn sie nicht nach 36 Tagen erwerben und Weibchen fallen, wenn sie nicht nach 48 Tagen erworben haben.
    2. Training Schedule 2: Wenn eine Ratte ' s Performance Training Schedule 2 stagniert unter Kriterien für 12 Tage in einer Reihe und hat eine Problem Beschränkung ausgeschlossen wurden, bewegen die Ratte zurück ins Training Schedule 1 bei einem Mindestaufenthalt von 5 Tagen oder bis es Kriterien erreicht. Wenn die Ratte nicht Kriterien auf Training Schedule 1 nach 12 Tagen erreicht, fallen Sie die Ratte aus der Studie. Wenn die Ratte Training Schedule 1 geht und zurück zum Training Schedule 2 verschoben, aber nicht nach 36 und 42 Tage für Männer und Frauen, beziehungsweise verbessert nach dem Start zunächst Training Schedule 2, dann fallen die Ratte aus der Studie.
    3. SA: Wenn eine Ratte ' s Leistung am SA unter Kriterien für 12 Tage in Folge stagniert und hat eine Problem Beschränkung ausgeschlossen wurden, bewegen die Ratte zurück ins Training Schedule 1 bei einem Mindestaufenthalt von 5 Tagen oder bis sie Kriterien erreichen. Wenn die Ratte nicht Kriterien auf Anhang 1 in 12 Tagen erreicht, fallen Sie die Ratte aus der Studie. Wenn die Ratte Training Schedule 1 geht und zurück bis Sa verschoben, aber nicht nach 41 und 28 Tagen für Männer und Frauen, beziehungsweise nach dem Start zunächst SAT verbessert, die Ratte aus der Studie fallen.
  3. Andere Problembehandlung
    1. Wenn eine Ratte eine Seite Vorspannung entwickelt (d.h., konsequent scoring > 70 % Treffer und < 40 % auf korrekte Ablehnungen oder umgekehrt) während des Training Schedule 2 oder SAT, die Ratte zu bewegen Phase 1 die Ausbildung, hat die Korrektur-Studien, die die Ratte auf beide Bereiche Antwort reagieren zu fördern. Halten Sie die Ratte Training Schedule 1 bei einem Mindestaufenthalt von 5 Tagen oder bis sie Kriterien erreichen. Die Ratte aus der Studie fallen, wenn Kriterien auf training Schedule 1 nach 12 Tagen nicht erfüllt ist.
    2. Aufsuchen mit den Tierärzten, wenn eine Ratte aufhört zu essen, Porphyrin entwickelt oder sonst Anzeichen von Schmerzen und Qualen zeigt.

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Ergebnisse

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Für die meisten Aufmerksamkeit Studien Ratten werden ausgebildet, um Kriterien am SA und dann Manipulationen zu stören oder zu verbessern Aufmerksamkeit durchgeführt werden. Übernahme Daten werden in der Regel nicht dargestellt, aber wir tun hier um Preise des Erwerbs in männlicher und weiblicher Sprague-Dawley Ratten zu veranschaulichen. Zu diesem Zweck quantifizieren wir die mittlere Anzahl der Tage, Kriterien am SA (ab der Nase stochern Phase) zu erreichen. Beachten Sie, dass ein paar ...

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Diskussion

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Defizite in der Daueraufmerksamkeit sind im neuropsychiatrischen berichtet, Entwicklungsstörungen, und Neurodegenerative Erkrankungen1,2,3, aber die Prozesse, die zur optimalen versus gestörte Aufmerksamkeit beitragen sind ermöglichen. Dies ist zum Teil, weil spezieller Ausrüstung der einfache Anpassung der Nager Aufmerksamkeit Aufgaben begrenzt. Allerdings sind Touchscreen-Kammern dieses Thema ansprechen, durch die Bereitstellu...

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

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

Wir möchten auf die SAT-Parameter Joy Bergmann, Attilio Ceretti, Sarah Cohen, Nina Duncan, Arron Hall, Hanna Lefebo und Madeleine Salvatore für ihre Unterstützung mit dem Verhalten und Dr. Vinay Parikh, Dr. Brittney Yegla und Rob Cole für ihren Rat danken. Wir möchten Dr. Jill McGaughy Tipps für das Training Verfahren zu danken. Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health Grant NIMH 092438 unterstützt und der National Science Foundation D.A.B. IOS 1552416 gewähren.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Bussey-Saksida Ratten-Touchscreen-Kammern Leicht zu installierendes SystemLafayette Instrument80604-20Beinhaltet: Touchscreen, Kammersockel mit perforierten Böden, großer Feeder-Belohnungsbereich (44,5 mm breit x 92,5 mm hoch), Lautsprecher, Hauslicht, Tongenerator, SAC; Der trapezförmige Arbeitsbereich des Tieres ist 126 mm breit am Feeder, 240 mm breit und 332 mm tief am Sieb und 300 mm hoch.
Schalldämpfungskabinen (SAC)Lafayette Instrument80604-20Dämpfung auf ca. 35 dB; Gewicht 38 kg; Außenmaße: 600 mm breit x 670 mm hoch x 352 mm tief; Innenmaße: 540 mm breit x 610 mm hoch x 532 mm tief
Abet II Software für TouchscreensLafayette Instrument89505Version 2.19
Whisker MultimediaLafayette Instrument80698-1Erforderlich für Abet II Touch Operation
Pellet DispenserLafayette Instrument80209-4545 mg Austauschbares Pelletrad
KameraLafayette Instrument80600-CAMGefiltert und fokussiert für IR-Licht
Microsoft WindowsMicrosoftWindows 7-64 Bit
empfohlen Controller PC-Touchscreen-KammernLafayette Instrument88530Dual Core Pentinum Prozessor; 2,5 GHz oder höher; Tastatur, Maus und Monitor; Installierte PCI-Karte, Kabel und Erweiterung; Vier RS232-Anschlüsse; Vier VGA-Anschlüsse
Staubfreie PräzisionspelletsBioServeF016545 mg
Schwarz AcrylmaskeAlles KunststoffKundenspezifisches ProduktSchwarzes Polycarbonat mit einer matten Oberfläche, 3,18 mm dick; Zentrale kreisförmige Öffnung, 28,58 mm Durchmesser, 107,95 mm von unten, zentriert zwischen der linken und rechten Seite; Zwei quadratische Ansprechbereiche von 28,57 mm x 28,57 mm, die jeweils unterhalb und außermittig positioniert sind, einer 85,725 mm von der linken und einer 85,725 mm von der rechten Seite und beide 34,925 mm von der Unterseite.
Utility CartFisher Scientific11-954-75430,75 Zoll x 18,38 Zoll x 33 Zoll
Schwarzes HandtuchGroß genug, um Käfige für den Tiertransport abzudecken
Scheinwerfer mit rotem LichtEnergizerHDL33A2E LED,weißes und rotes Licht

Referenzen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cornblatt, B. A., Keilp, J. G. Impaired attention, genetics, and the pathophysiology of schizophrenia. Schizphr Bull. 20 (1), 31-46 (1994).
  2. Gmehlin, D., et al. Attentional Lapses of Adults with Attention Deficit Hyperactivity Disorder in Tasks of Sustained Attention. Arch Clin Neuropsychol. 31 (4), 343-357 (2016).
  3. Perry, R. J., Hodges, J. R. Attention and executive deficits in Alzheimer's disease. A critical review. Brain. 122 (Pt 3), 383-404 (1999).
  4. Sarter, M., Givens, B., Bruno, J. P. The cognitive neuroscience of sustained attention: where top-down meets bottom-up. Brain Res Rev. 35 (2), 146-160 (2001).
  5. Smilek, D., Carriere, J. S. A., Cheyne, J. A. Failures of sustained attention in life, lab, and brain: Ecological validity of the SART. Neuropsychologia. 48 (9), 2564-2570 (2010).
  6. Becker, J. B., Prendergast, B. J., Liang, J. W. Female rats are not more variable than male rats: a meta-analysis of neuroscience studies. Biol Sex Differ. 7 (1), 34(2016).
  7. Cope, Z. A., Young, J. W. The Five-Choice Continuous Performance Task (5C-CPT): A Cross-Species Relevant Paradigm for Assessment of Vigilance and Response Inhibition in Rodents. Curr Protoc Neurosci. 4, 9-56 (2017).
  8. Kim, C. H., et al. The continuous performance test (rCPT) for mice: a novel operant touchscreen test of attentional function. Psychopharmacology (Berl). 232 (21-22), 3947-3966 (2015).
  9. Robbins, T. W. The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry. Psychopharmacology (Berl). 163 (3-4), 362-380 (2002).
  10. McGaughy, J., Sarter, M. Behavioral vigilance in rats: task validation and effects of age, amphetamine, and benzodiazepine receptor ligands. Psychopharmacology (Berl). 117 (3), 340-357 (1995).
  11. McGaughy, J., Sarter, M. Effects of ovariectomy, 192 IgG-saporin-induced cortical cholinergic deafferentation, and administration of estradiol on sustained attention performance in rats. Behav neurosci. 113 (6), 1216-1232 (1999).
  12. St Peters, M., Cherian, A. K., Bradshaw, M., Sarter, M. Sustained attention in mice: expanding the translational utility of the SAT by incorporating the Michigan Controlled Access Response Port (MICARP). Behav Brain Res. 225 (2), 574-583 (2011).
  13. Demeter, E., Sarter, M., Lustig, C. Rats and humans paying attention: cross-species task development for translational research. Neuropsychology. 22 (6), 787-799 (2008).
  14. McGaughy, J., Kaiser, T., Sarter, M. Behavioral vigilance following infusions of 192 IgG-saporin into the basal forebrain: selectivity of the behavioral impairment and relation to cortical AChE-positive fiber density. Behav neurosci. 110 (2), 247-265 (1996).
  15. Gritton, H. J., et al. Cortical cholinergic signaling controls the detection of cues. Proc Natl Acad Sci. 113 (8), E1089-E1097 (2016).
  16. Burk, J. A., Sarter, M. Dissociation between the attentional functions mediated via basal forebrain cholinergic and GABAergic neurons. Neuroscience. 105 (4), 899-909 (2001).
  17. Parikh, V., Bernard, C. S., Naughton, S. X., Yegla, B. Interactions between Aβ oligomers and presynaptic cholinergic signaling: Age-dependent effects on attentional capacities. Behav Brain Res. 274, 30-42 (2014).
  18. Cole, R. D., Kawasumi, Y., Parikh, V., Bangasser, D. A. Corticotropin releasing factor impairs sustained attention in male and female rats. Behav Brain Res. 296, 30-34 (2016).
  19. Wicks, B., et al. Method for testing sustained attention in touchscreen operant chambers in rats. J Neurosci Meth. 277, 30-37 (2017).
  20. Hvoslef-Eide, M., Nilsson, S. R., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Cognitive Translation Using the Rodent Touchscreen Testing Approach. Curr Top Behav Neurosci. 28, 423-447 (2016).
  21. Bussey, T. J., et al. The touchscreen cognitive testing method for rodents: how to get the best out of your rat. Learn Mem. 15 (7), 516-523 (2008).
  22. Mar, A. C., et al. The touchscreen operant platform for assessing executive function in rats and mice. Nat Protoc. 8 (10), 1985-2005 (2013).
  23. Gill, T. M., Sarter, M., Givens, B. Sustained visual attention performance-associated prefrontal neuronal activity: evidence for cholinergic modulation. J Neurosci. 20 (12), 4745-4757 (2000).
  24. Mazure, C. M., Jones, D. P. Twenty years and still counting: including women as participants and studying sex and gender in biomedical research. BMC Womens Health. 15 (1), 94(2015).
  25. Toth, L. A., Gardiner, T. W. Food and Water Restriction Protocols: Physiological and Behavioral Considerations. J Am Assoc Lab Anim Sci. 39 (6), 9-17 (2000).
  26. Nuechterlein, K. H., Luck, S. J., Lustig, C., Sarter, M. CNTRICS Final Task Selection: Control of Attention. Schizo Bull. 35 (1), 182-196 (2009).
  27. Burk, J. A., Herzog, C. D., Porter, M. C., Sarter, M. Interactions between aging and cortical cholinergic deafferentation on attention. Neurobiol Aging. 23 (3), 467-477 (2002).
  28. St Peters, M., Demeter, E., Lustig, C., Bruno, J. P., Sarter, M. Enhanced control of attention by stimulating mesolimbic-corticopetal cholinergic circuitry. J Neurosci. 31 (26), 9760-9771 (2011).
  29. Turchi, J., Holley, L. A., Sarter, M. Effects of nicotinic acetylcholine receptor ligands on behavioral vigilance in rats. Psychopharmacology. 118 (2), 195-205 (1995).
  30. Newman, L. A., McGaughy, J. Attentional effects of lesions to the anterior cingulate cortex: How prior reinforcement influences distractibility. Behav neurosci. 125 (3), 360-371 (2011).
  31. Gritton, H. J., Stasiak, A. M., Sarter, M., Lee, T. M. Cognitive Performance as a Zeitgeber: Cognitive Oscillators and Cholinergic Modulation of the SCN Entrain Circadian Rhythms. PLOS ONE. 8 (2), e56206(2013).
  32. Newman, L. A., McGaughy, J. Cholinergic deafferentation of prefrontal cortex increases sensitivity to cross-modal distractors during a sustained attention task. J Neurosci. 28 (10), 2642-2650 (2008).
  33. Yu, A., Dayan, P. Uncertainty, Neuromodulation, and Attention. Neuron. 46 (4), 681-692 (2005).
  34. Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. The application of the 5-choice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats. Nat Protoc. 3 (5), 759-767 (2008).
  35. Bhandari, J., Daya, R., Mishra, R. K. Improvements and important considerations for the 5-choice serial reaction time task-An effective measurement of visual attention in rats. J Neurosci Meth. 270, 17-29 (2016).
  36. Bangasser, D. A., Shors, T. J. The hippocampus is necessary for enhancements and impairments of learning following stress. Nat Neurosci. 10 (11), 1401-1403 (2007).
  37. Wiersielis, K. R., et al. Sex differences in corticotropin releasing factor-evoked behavior and activated networks. Psychoneuroendocrinology. 73, 204-216 (2016).
  38. Parikh, V., et al. Diminished trkA receptor signaling reveals cholinergic-attentional vulnerability of aging. Eur J Neurosci. 37 (2), 278-293 (2013).
  39. Prusky, G. T., Harker, K. T., Douglas, R. M., Whishaw, I. Q. Variation in visual acuity within pigmented, and between pigmented and albino rat strains. Behav Brain Res. 136 (2), 339-348 (2002).
  40. Peters, M., Cherian, A. K., Bradshaw, M., Sarter, M. Sustained attention in mice: Expanding the translational utility of the SAT by incorporating the Michigan Controlled Access Response Port (MICARP). Behav Brain Research. 225 (2), 574-583 (2011).
  41. Romberg, C., Mattson, M. P., Mughal, M. R., Bussey, T. J., Saksida, L. M. Impaired Attention in the 3xTgAD Mouse Model of Alzheimer's Disease: Rescue by Donepezil (Aricept). J Neurosci. 31 (9), 3500-3507 (2011).
  42. Clayton, J. A., Collins, F. S. NIH to balance sex in cell and animal studies. Nature. 509 (7500), 282-283 (2014).

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