Die 5-Wahl Serienreaktionszeit-Aufgabe: Eine Aufgabe der Aufmerksamkeit und Impulskontrolle für Nager

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, Ratten mit der Fünf-Choice-Aufgabe der seriellen Reaktionszeit oder der Fünf-CS-RTTA-Aufgabe der räumlichen Aufmerksamkeit und Impulskontrolle zu trainieren und zu testen. Dies wird erreicht, indem Ratten zunächst darauf trainiert werden, Zuckerpellets aus einem Lebensmittelmagazin zu holen. Im zweiten Schritt werden die Ratten darauf trainiert, mit der Nase in eine beleuchtete Öffnung zu stochern, um eine Zuckerkugel-Belohnung aus dem Magazin zu holen.

Als nächstes wird die Schwierigkeit der Aufgabe erhöht, indem die Dauer des Stimulus verkürzt und die Zeit zwischen den Versuchen verlängert wird. Letztendlich können Änderungen in der Leistung bestimmter Aufgabenparameter interpretiert werden, um festzustellen, ob die Aufmerksamkeit oder die Impulskontrolle durch eine bestimmte Manipulation beeinträchtigt wird. Der Hauptvorteil dieser Aufgabe besteht darin, dass sie mit neurochemischen, genetischen oder neuroanatomischen Manipulationen kombiniert werden kann, um ein besseres Verständnis dafür zu erlangen, wie diese Faktoren an der Regulation der Aufmerksamkeit und der Impulskontrolle beteiligt sind.

Zu Demonstrationszwecken lassen wir die Türen zur Schalldämmkammer offen. Wenn du deine Ratten trainierst, wirst du die Türen schließen wollen. Die fünf CS RTT-Geräte sind in einer belüfteten, schallgedämpften operanten Konditionierungskammer mit zwei Seitenwänden aus Plexiglas und einem Gitterboden aus Edelstahl untergebracht.

Die Aluminium-Vorderwand ist abgerundet und enthält fünf Nasenöffnungen, die jeweils mit einem lichtemittierenden DDE und einem Infrarotsensor ausgestattet sind, der das Einführen der Rattennase erkennen kann. In der Aluminium-Rückwand befindet sich das Lebensmittelmagazin, das mit einem Pelletspender verbunden ist und mit einem Infrarotsensor und einer kleinen Glühlampe ausgestattet ist. Die Glühlampen-Hausleuchte, die in der Nähe der Oberseite der Rückwand befestigt ist, ist in der Lage, die gesamte Kammer zu beleuchten.

Und die fünf CS RTT-Geräte sind mit einem Computer verbunden, der die operante Kammer steuert und die Daten sammelt. Das Training für die fünfstufige serielle Reaktionszeitaufgabe erfolgt über mehrere Stufen und dauert mehrere Wochen, wie in der Tabelle dargestellt. Trainieren Sie die Tiere jeden Tag zu einer Standardzeit an mindestens fünf Tagen in der Woche. In der gleichen operanten Kammer Vor der ersten Sitzung geben Sie den Ratten in ihrem Heimkäfig 45 Milligramm Zuckerpellets.

Um die Neophobie zu minimieren und sicherzustellen, dass die Tiere Zuckerkügelchen aus dem Futtermagazin holen. Um das Training zu starten, setzen Sie die Ratten zunächst mit den Lüftern und verschlossenen Öffnungslöchern in die operante Kammer. Lassen Sie die Ratten sich fünf Minuten lang an die Kammer gewöhnen.

Liefern Sie anschließend Zuckerpellets gemäß dem entsprechenden Versuchsplan am Ende einer täglichen Magazinschulung an das Magazin. Achten Sie darauf, ob die Zuckerpellets verbraucht wurden. Sobald die Tiere die Pellet-Entnahme gemeistert haben.

Beginnen Sie mit den fünf CS RTT-Trainings. Lassen Sie das Tier sich zunächst an die Kammer mit eingeschalteten Ventilatoren gewöhnen, wie gerade gezeigt. Zünde dann das Magazinlicht an und gib ein Zuckerpellet ab.

In den ersten Tagen des Trainings kann es notwendig sein, das Einstechen der Nase in den Öffnungen zu fördern, indem Zuckerkügelchen in jedes der Löcher gesteckt werden. Die erste Verhandlung beginnt, wenn die Berufung abgerufen wird. Zu Beginn jedes Versuchs gibt es ein Intervall zwischen den Versuchen, in dem nur das Hauslicht beleuchtet wird.

Am Ende des Intervalls zwischen den Versuchen wird eines der Blendenlichter für die vorgeschriebene Stimulusperiode pseudozufällig beleuchtet, und die Ratte darf für die Dauer des begrenzten Haltens korrekt reagieren. Versuchsreaktionen von Nasenstößen in die beleuchtete Blende werden mit der Abgabe eines Futterpellets und dem Aufleuchten des Magazins belohnt. Nach der Entnahme der Kugel erlischt die Magazinleuchte, um den nächsten Versuch einzuleiten.

Falsche Testreaktionen der Nase stechen in unbeleuchtete Öffnungen und Auslassungen. Das heißt, wenn während der begrenzten Wartezeit nicht reagiert wird, wird mit dem Löschen des Hauslichts für eine Auszeit bestraft. Das Ende der Auszeit und der Beginn der nächsten Prüfung werden durch eine Beleuchtung des Hauses signalisiert. Licht.

Antworten während des Intervalls zwischen den Versuchen werden als vorzeitige Reaktionen gewertet und mit einer Auszeit und jeder Trainingseinheit nach 90 Versuchen oder 30 Minuten bestraft, je nachdem, was zuerst eintritt. Es dauert mehrere Wochen, bis man die verschiedenen Trainingsstufen durchlaufen hat. Die Ratten durchlaufen nur dann eine Trainingsstufe zur nächsten, wenn sie das Kriterium Leistung für diese Trainingsstufe erreichen.

Die Tests mit Testtag-Challenges können erst beginnen, wenn die Tiere eine stabile Leistung erreicht haben. Verwenden Sie in der letzten Phase des Trainings die Herausforderungen am Testtag, wie in der Tabelle beschrieben. Um das Verhalten des Tieres weiter zu untersuchen, berechnen Sie die Ausgangsleistung der Ratte, indem Sie die Leistung der letzten drei bis fünf Sitzungen mitteln.

Ein Ansatz, um die Aufmerksamkeitsanforderungen der Aufgabe zu variieren, besteht darin, die Dauer des Stimulus zu ändern. Wenn die Stimulusdauer abnimmt, nimmt die prozentuale Genauigkeit ab und der Prozentsatz der Auslassungen nimmt zu. Kürzere Reizdauern erhöhen also die Aufmerksamkeitsanforderungen der Aufgabe, und längere Reizdauern verringern die Aufmerksamkeitsanforderungen der Aufgabe.

Ein anderer Ansatz besteht darin, die Leistung des Tieres zu untersuchen. Durch die Änderung des Intervalls zwischen den Versuchen verringert sich durch eine Verringerung des Intervalls zwischen den Versuchen die prozentuale Genauigkeit und die prozentuale Anzahl der Auslassungen aufgrund der kurzen Dauer des Intervalls zwischen den Versuchen. Auch die Anzahl der vorzeitigen Reaktionen nimmt tendenziell ab, wie in diesen Grafiken dargestellt.

Die Reaktionshemmung oder Impulsivität kann in den fünf CS RTTs auch systematisch herausgefordert werden, indem die Dauer des Intervalls zwischen den Versuchen verlängert wird. Eine Erhöhung des Intervalls zwischen den Versuchen erhöht zuverlässig die Anzahl der vorzeitigen Reaktionen, ohne dass dies systematische Auswirkungen auf andere Leistungsmaße hat. Diese Daten zeigen, dass die Blockierung der kortikalen GABA-Synthese mit intrapräfrontalen Kortex-Infusionen des Glutaminsäure-Decarboxylase-Hemmers L allo Glycin die Auslassungen erhöht, aber die prozentuale Genauigkeit in einer Standard-RTT mit fünf CS nicht beeinflusst, um ein besseres Verständnis der Faktoren zu erlangen, die zu vermehrten Auslassungen beitragen.

In diesem Experiment wurde beispielsweise die Leistung des Tieres zunächst in einer schwierigeren Version der Aufgabe bewertet, bei der die Reizdauer von 1,0 auf 0,5 Sekunden reduziert wurde. Die Leistung wurde dann anhand einer leichteren Version der Aufgabe bewertet, bei der die Stimulusdauer von 1,0 auf fünf Sekunden erhöht wurde. Da die Auslassungen in allen drei Versionen der Aufgabe in gleichem Maße zunahmen und die Genauigkeit in allen drei Versionen der Aufgabe durch Glycininfusionen nicht beeinflusst wurde, konnte festgestellt werden, dass die Zunahme der Auslassungen wahrscheinlich kein Aufmerksamkeitsdefizit widerspiegelte.

Die Möglichkeit, dass die Veränderung der Auslassungen eine Abnahme der Motivation widerspiegelte, wurde ebenfalls ausgeschlossen, da die Latenzzeit des Belohnungsabrufs nicht systematisch durch alle Glycin-Infusionen beeinflusst wurde. Obwohl es mehrere Wochen dauert, bis Ratten die Kriterienleistung in der letzten Phase der fünfköpfigen seriellen Reaktionszeitaufgabe erreichen. Haben die Tiere die Aufgabe erst einmal gelernt, ist ihre Leistung in der Regel recht stabil.

Dadurch ist es möglich, einzelne Probanden immer wieder zu testen. Dies kann die Anzahl der für ein Experiment benötigten Tiere verringern.