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Artículo de método

La prueba de roedores psicomotor Vigilancia (rPVT): Un método para evaluar el rendimiento neuroconductual en ratas y ratones

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DOI:

10.3791/54629

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29 de diciembre de 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

En este artículo

Resumen

Una versión de la rata de la prueba humana vigilancia psicomotora (PVT) se describe que mide los aspectos de la atención similares a los medidos con el PVT humana, incluyendo los aspectos de la vigilancia humana tales como la precisión de rendimiento, velocidad del motor, que responden prematuro y fallas en la atención.

Resumen

La vigilancia de las pruebas psicomotoras humana (PVT) es un procedimiento ampliamente utilizado para medir los cambios en la fatiga y la atención sostenida. En el presente artículo se describe una versión roedor de la PVT-denominado el "rPVT" -que mide aspectos similares de la atención (es decir, la precisión de rendimiento, velocidad del motor, respondiendo prematura, y lapsos de atención). Los datos se presentan demuestran que tanto a corto como a largo plazo utilidad de la rPVT cuando se emplea con ratas de laboratorio. Las ratas aprenden fácilmente la rPVT, y aprender a realizar el procedimiento básico tarda menos de dos semanas de entrenamiento. Una vez adquiridas, las actuaciones de rata en el rPVT muestran un alto grado de similitud con estas mismas medidas de rendimiento en el PVT humana, incluyendo, similitudes en lapsos de atención, tiempos de reacción, decrementos de vigilancia en todo tiempo de la sesión (es decir, el ser humano "tiempo-situ tarea "efectos), y el efecto intervalo de respuesta-estímulo (RSI) se describe para los seres humanos. Así, el rPVT puede ser una herramienta muy valiosa para evaluar los efectos de una amplia gama de variables sobre la atención sostenida bastante similares a las actuaciones de PVT humanos, y por lo tanto puede ser útil para el desarrollo de nuevos tratamientos para trastornos neuroconductuales.

Introducción

La prueba de vigilancia psicomotriz humana (PVT) es una herramienta ampliamente utilizada, bien validada para la medición de vigilancia y atención sostenida en los seres humanos, y fue desarrollado originalmente por Dinges y col. 1-3 para evaluar la estabilidad en el tiempo de reacción y la atención (por ejemplo, errores en cuanto a las respuestas y los lapsos de atención prematuros), tanto dentro de las sesiones como un todo y en todo momento dentro de las sesiones individuales. A través de los años, la PVT humano ha sido modificado y actualizado 4-11 para realizar un seguimiento de los cambios temporales en varios aspectos la atención, y se ha demostrado ser sensible a los cambios en la privación del sueño y la fatiga, y se ve afectada por el consumo de drogas y la edad de los sujetos 12 , 13. El PVT es un procedimiento aparentemente simple en el que un sujeto se refiere brevemente una pantalla cuando un estímulo (por lo general una pantalla LED serie) aparece aleatoriamente en el tiempo, por lo general después de 2 - 10 s. En la versión humana, la visualización del número se incrementa en ms y se detuvo cuando tque se toca la pantalla, lo que indica el tiempo de reacción del sujeto (RT). Las disminuciones en la vigilancia se indican mediante 1) redujeron los tiempos de reacción, 2) un aumento en lapsos (denominado "errores de omisión" en la literatura humana, y por lo general se define como RTS que son> 500 ms de duración), y 3) un aumento en prematura de responder (se denominan "errores de comisión" o "salidas en falso" en la literatura humana). Otras medidas también se pueden obtener con el PVT del examen de variables tales como las diferencias de género y edad; para una revisión de estas medidas, véase Basner y Dinges 4. Por último, el PVT se ha empleado en el área general de la evaluación del riesgo humano, y ha sido utilizado con éxito en una amplia gama de áreas operativas que incluyen las industrias militares, aéreo y ferroviario, socorristas y ambientes extremos, tales como misiones ambiente extremo de la NASA operaciones (NEEMO), el Proyecto internacional Mars500 14, y en la Spac Internacionale Station (ISS). En la ISS, el PVT se llama "reacción de auto-prueba" y se emplea para proporcionar a los astronautas con información individualizada relacionados con la fatiga (por ejemplo, los cambios en los TR o fallas en la atención).

El PVT humana ha estado en uso durante décadas, así como versiones de roedores de tareas sencillas de tiempo de reacción (que son algo similar). Se ha Sólo recientemente, sin embargo, que un homólogo de roedor directo a la PVT humano se ha reportado en la literatura. Christie y colaboradores describieron una versión de la PVT humano para las ratas, y informaron disminuciones en la vigilancia siguientes privación del sueño 15,16. Estudios recientes adicionales han informado de versiones de la rPVT 17-19. Estos informes han descrito cambios en la atención sostenida después de varias técnicas de privación del sueño; sin embargo, los datos de estos estudios también han informado de altos niveles de prematuro que responden (por ejemplo, en algunos casos, más de 40% del número total de RESPOns); tales actuaciones son muy diferente a cualquier actuaciones PVT con los seres humanos. Una diferencia tan grande en roedores vs. actuaciones humanos son probablemente debido a diferencias en los parámetros específicos empleados en el ser humano frente a las versiones de roedores de la PVT; Por ejemplo, el Christie et al. estudio empleó un 3 variando aleatoriamente - foreperiod 7 s, mientras que un PVT humana normalmente se emplea un 2 - 10 s foreperiod (aunque ver Basner et al 5 para una versión de 3 minutos de la PVT humana que utiliza un 1 -. 4 s foreperiod) . El uso de valores foreperiod relativamente cortos a menudo puede resultar en animales "timing" sus respuestas, y por lo tanto puede promover, a través de refuerzo accidental, número de respuestas prematuros aumentó, como se ha informado en los estudios actuales de roedores rPVT.

La versión de la rPVT descrito aquí se basa en nuestro artículo publicado previamente 20, y proporciona una descripción detallada de las técnicas y procedimientos involucrados. Difierede las versiones previamente publicadas de la rPVT en los siguientes aspectos: 1) las ratas fueron entrenadas con los valores foreperiod variables de 3 - 10 s, y 2) las ratas tenido que responder con rapidez, ya que sólo las respuestas dentro de una ventana de respuesta corto (también denominado un "limitado hold ") después del inicio del estímulo fueron reforzadas (1,5 s en el presente estudio; 3,0 s en las versiones anteriores publicadas de la rPVT). El uso de estas modificaciones, así como breves tiempos de espera para que respondieron incorrecta dio lugar a mayores niveles de control de estímulos, como se indica por las mejoras significativas en la precisión y la reducción de los niveles de respuesta precoz. El presente informe también describe los cambios previsibles en las variables de rendimiento (por ejemplo, fallas en la atención, RTS) que son paralelos a los observados en los seres humanos cuando se examina la vigilancia decrementos de 21 años, y al examinar otras medidas de rendimiento, incluyendo el efecto humano "tiempo en la tarea" y la respuesta- intervalo de estímulo (RSI) efecto que se observa en la PVT humana 22.

La versión final de la rPVT descrito aquí comienza por encender una luz casa (ver Figura 1). Después de un intervalo variable (foreperiod) de 3 - 10 s transcurre, la clave de la nariz-empuje está iluminada por un máximo de 1,5 s. (Para asegurar una distribución equitativa de foreperiods duraciones, los valores son generados al azar sin reemplazo de una lista de 36 posibles valores que van de 3 a 10 s, basado en incrementos de 200 ms.) La iluminación de la tecla nosepoke es la señal para que un animal responder, y una respuesta que se produce entre 150 y 1.500 ms siguientes al inicio de la iluminación se refuerza con una pastilla de 45 mg. Después de una respuesta reforzada, tanto en la luz de la tecla nariz-liebre y la luz de la casa se apagan y un 1 s intervalo entre ensayos (ITI; casa de la luz apagada) se produce. Nose-pinchazos antes de la aparición de la luz producen un tiempo de espera de 8 s (A) de las contingencias experimentales que se señalan en la extinción de la luz de la casa. Si no hay respuestas ocurren dentro de los 1,5 s resPonse ventana, tanto la luz y la luz nosepoke casa se apagan, y un 1 s ITI se produce. El siguiente valor foreperiod programada para el juicio subsiguiente comienza después de cualquiera de los 1 s ITI o los 8 s A, lo que ocurra durante el juicio previo. Las sesiones se llevan a cabo todos los días (5 días / semana), se componen normalmente de alrededor de 200 ensayos, y terminan después de 30 minutos. Esto da como resultado con cada ensayo que tiene una duración de alrededor de 7,5 s, en promedio.

Que regula el desempeño de línea de base estable sobre la rPVT se lleva a cabo mediante: 1) la adaptación inicialmente una rata de tomar bolitas de comida de la bandeja de comida en la cámara, 2) una rata para responder en una tecla de empuje nariz mediante el refuerzo de aproximaciones sucesivas a la final, la conformación de la mano nariz asoman respuesta, y 3) la realización de sesiones diarias donde los parámetros del procedimiento rPVT (es decir, foreperiod, ITI, a, y los tiempos de iluminación de teclas) se ajustan gradualmente durante un período de sesiones, dependiendo de qué tan bien cada rata está llevando a cabo durante cada sesión (que se describe en detalle a continuación).

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Protocolo

cuidado de los animales de laboratorio estaba de acuerdo con el Servicio de Salud Pública (PHS) La política de cuidado humano y Uso de Animales de Laboratorio. Todos los procedimientos se llevaron a cabo en estricta conformidad con las recomendaciones de la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio de los Institutos Nacionales de Salud. El Comité para el Cuidado y Uso de Animales Institucional de la Universidad Johns Hopkins aprobó el protocolo y todos los procedimientos. Johns Hopkins también mantiene la acreditación de su programa de la Asociación para la Evaluación y Acreditación de Laboratorio Animal Care (AAALAC).

1. Los animales

  1. Usar ratas adulto macho Long Evans (aproximadamente 10 - 12 semanas de edad en el inicio de la formación del comportamiento), aunque otras cepas son adecuadas, incluyendo ratas endogámicas.
  2. A su llegada a la colonia, las casas ratas individualmente en jaulas y habitaciones aprobada, debido a la restricción de alimentos necesidades descritas a continuación. Aclimatarse animales a la situación de la vivienda, así como el manejo de varios days antes de iniciar el procedimiento de restricción de alimentos (aproximadamente 7 días).
  3. Proporcionar ratas ad libitum durante 1 - 2 semanas para permitir que las ratas para lograr un peso "-alimentación libre". Una vez en este peso, restringir el acceso de alimentos para reducir los pesos de las ratas, a lo largo de 1 - 2 semanas, a 85 - 90% del peso de amamantar libre. Mantener los animales a 85 - 90% de sus pesos de alimentación libre durante el entrenamiento conductual y pruebas. Comience con 15 - 18 g de alimento por día y ajustar esta cantidad en función de si o no una tasa mantiene su peso objetivo.
    NOTA: La restricción alimenticia normalmente requiere la aprobación de ACUC institucional de uno u otro organismo regulador antes de iniciar la restricción.
  4. Pesar animales diariamente y registrar el peso en hojas de peso. Garantizar pesaje se lleva a cabo al mismo tiempo y en la misma escala cada día antes del inicio de cualquier formación del comportamiento o la alimentación.
    NOTA: Sólo empezar a pre-entrenamiento (abajo) cuando los animales tienenalcanzado su peso objetivo. Esta práctica permite correcciones inmediatas a las cantidades de alimentos para animales que son ya sea por debajo o por encima de sus pesos objetivo. También proporciona un método para determinar si las ratas son el mantenimiento de pesos a intervalos de 24 h. También evite un peso de ratas en diferentes momentos del día; que dará lugar a grandes diferencias en el peso, la alimentación incorrectas, y las actuaciones de comportamiento pobres.
  5. Proporcionar agua fresca en todo momento en la jaula de alojamiento por el uso de botellas de vidrio o plástico con tapas tapón de goma y tubos sipper.
  6. Cuando las sesiones no se llevan a cabo (por ejemplo, fines de semana, días de fiesta), alimentar a las ratas de su ración normal de comida para ratas para mantener la estabilidad de peso. Pesar ratas para determinar si se necesita más alimento para mantener el peso durante estos tiempos.

2. Equipo y Software

  1. Utilizar cámaras operantes modulares estándar equipadas con tecla de un empuje la nariz, una luz de la casa, y un dispensador de pellets (es decir, el alimentador).
  2. Coloque la tecla nariz empuje modular a cada lado del dispensador de pellets situado en el centro; asegurando que esta colocación se mantiene constante en otras cámaras operantes y entre los estudios. Aquí, la clave nariz empuje está en el lado izquierdo de la dispensador de pellets.
  3. Coloque la luz de la casa modular de alta en la pared posterior de la cámara, de modo que no interfieran con otros comportamientos.
  4. El uso de ratas bolitas de comida (por ejemplo, pastillas Noyes de 45 mg o similares) para el refuerzo. El modelo de alimentación determina el tamaño de bola de comida, pero la mayoría de los alimentadores de rata utilizar bolitas de comida de 45 mg (ratón alimentadores suelen utilizar bolitas de comida de 20 mg). Utilizar pellets de alimento estándar, pero otros precipitados pueden ser adquiridos (por ejemplo, sacarosa) para diferentes manipulaciones experimentales.
  5. El control de estímulos presentaciones, las entradas de respuesta nariz pellizcar la entrega de refuerzo, y la recopilación de datos a través de una interfaz conectada a un ordenador. Póngase en contacto con los autores para obtener información específica sobre los programas escritos con comportamientoun lenguaje de programación diseñado específicamente para las pruebas de comportamiento (véase la Tabla de Materiales y Reactivos).
    NOTA: Es importante registrar las variables dependientes e independientes a modo de prueba por prueba, incluyendo los tipos de respuesta de los animales (por ejemplo, las respuestas correctas, respuestas prematuras, faltas), la latencia de respuesta y el número de ensayos presentados. Cuando el uso de diferentes cepas, sexos o especies, estas variables se pueden modificar fácilmente para maximizar la formación en casi cualquier tipo de roedor.

3. pre-entrenamiento

  1. Asignar a cada animal a un cámara operante en el que se pondrá a prueba cada día, y aproximadamente a la misma hora del día, durante todo el experimento.
  2. Pesar la rata y colocarlo en su cámara operante específico con bolitas de comida en el dispensador de pellets. Coloca 10 - 20 bolitas de comida en el receptáculo para la rata para comer.
  3. Para pre-entrenamiento, ajustar los siguientes parámetros a valores bajos, fijos:foreperiod valor = 2 s, el valor de tiempo de espera = 2 s, mantenga limitada = 10 s.
  4. Iniciar el programa de ordenador para controlar la presentación de la luz de la casa, iluminación de las teclas nosepoke, y la entrega automática bola de comida.
    NOTA: Lo mejor es tener el programa de comportamiento ajustado a un nivel que permita refuerzos frecuentes para la mayoría de las respuestas producidas por el animal, de tal manera que la clave nariz empuje se ilumina durante un tiempo relativamente largo período de tiempo (por ejemplo, 10 s) . Esto aumenta la probabilidad de que la rata se asoman la tecla mientras está iluminada, lo que resulta en la entrega de un reforzador de alimentos por el programa de ordenador.
  5. Una vez que la rata termina las bolitas de comida, iniciar el proceso de dar forma al reforzar la rata cuando se aproxima el receptáculo de alimentos o la tecla de la nariz por liebre. Aquí, la forma manualmente cada rata, lo que significa que un experimentador observa el comportamiento de la rata (dejando el sonido atenuar puertas cubículo abierto) y suministra gránulos desde el alimentadorlo más rápidamente posible después de la rata emite el comportamiento deseado. Entregar gránulos de un botón en el propio alimentador, a través de un interruptor de mano que está conectado al alimentador o a través del software de ordenador utilizado para controlar las contingencias de comportamiento haciendo clic en la salida apropiada en la interfaz.
  6. Utilizando el método de conformación por aproximaciones sucesivas, proporcionar un refuerzo de alimentos para los cambios de comportamiento que son aproximaciones sucesivas a la conducta final deseado 23. Por ejemplo, una vez que la rata está recuperando de forma fiable bolitas de comida de la toma de alimentos, comenzar de refuerzo único movimiento hacia o alrededor de la tecla de empuje nariz, y ya no reforzar enfoques para el receptáculo de alimentos. Aquí, las ratas de forma que se mueven a la izquierda después de recuperar un bola de comida, ya que la clave nariz empuje se encuentra a la izquierda del receptáculo de alimentos en las cámaras operantes.
    NOTA: A pesar de que el experimentador es la entrega de los reforzadores de alimentos durante el comienzo de pretrACIO E, el programa de ordenador todavía se está ejecutando y controlando la luz de la casa, clave nosepoke, y el alimentador. Si una rata asoma la tecla, el programa de ordenador reforzará de forma automática. Comportamientos experimentador reforzado sólo son las que conducen a la rata para empujar la tecla iluminada, como olfateando la tecla o alrededor de él, moviendo la cabeza cerca de la llave o hacia ella, etc.
  7. Determinar la cantidad de alimento obtenido durante la sesión de entrenamiento previo al contar el número de pastillas entregadas manualmente, además de los gránulos suministrados automáticamente por el software de ordenador (es decir, pellets entregados debido a que la rata asomó la tecla iluminada). Multiplicar este número por 0,045 g para determinar el total de alimentos ganado (por ejemplo, 30 x pellets de 0,045 g = 1,35 g).
  8. Retire la rata y colocarlo de nuevo en su jaula. Restar, con la mano, la cantidad de comida que se ganó (véase 3.7) en la sesión del comportamiento de la asignación diaria de alimentos de la rata. Alimentar el resto del reparto de alimentos a la rata después dela sesión de entrenamiento conductual. Alimentar a un mínimo de 30 minutos después de la conclusión de la sesión de comportamiento para evitar el refuerzo de alimentos jaula a casa inmediatamente después de las sesiones no productivas.
  9. Limpiar la cámara operante diariamente con un desinfectante suave (por ejemplo, el jabón y el agua). Utilice EtOH al 70% con moderación, ya que puede dañar las cámaras operantes. Compruebe la clave de la nariz empuje al día con el fin de mantener la buena condición de trabajo y limpia con desinfectante cuando sea necesario, ya que una clave que se pega o se queda encerrado en su lugar va a perturbar el rendimiento de un animal si no se repara rápidamente.
  10. Dar forma a cada rata de esta manera hasta que la rata emite 40 - 50 respuestas correctas informáticos reforzados (no manual o experimentador reforzado) en la tecla iluminada, recupera cada una bola de comida, y vuelve a la llave y se asoma por liebre nariz sin conformación adicional. Por lo general, las ratas requieren aproximadamente 2 - 3 sesiones de 30 minutos para llegar a estos criterios (ver Figura 2).
    NOTA:entrega Manual de bolitas de comida no es necesario después de la rata está empujando de forma fiable la tecla y la recepción de refuerzo alimentos entregados por el programa de ordenador.

4. Formación rPVT

  1. Una vez formado, se inicia la rata en un intervalo foreperiod fija, relativamente corto y al valor (por ejemplo, 2 s) en la próxima sesión de 30 minutos hasta que la rata se completa 8 de cada 10 intentos correctos. Para cada uno de estos ensayos durante el entrenamiento, iluminar la tecla empuje la nariz durante un período de tiempo suficientemente largo para una rata a dar una respuesta. A continuación, mantenga la tecla iluminada por 9 segundos; esta ventana de respuesta también se llama la limitada retención (LH).
  2. Use un relativamente corto tiempo de espera (A; por ejemplo, 2 s) como castigo por las respuestas prematuras, o responder antes de la iluminación de la tecla de la nariz por liebre. Durante la A, las ratas no tienen ninguna oportunidad de obtener alimentos. Aquí, el A y el valor foreperiod son la misma duración durante estas sesiones de entrenamiento y el cambio a la misma velocidad.
  3. Una vez que se completa la rata 8 de cada 10 intentos correctos, aumentar la foreperiod y A en 0,1 s (es decir, a 2,1), mientras que el acortamiento de la LH en 0,1 s (es decir, a 8,9). Lo mejor es utilizar un programa de ordenador que puede realizar automáticamente estos ajustes durante una sesión.
    NOTA: Cuando el entrenamiento de los ratones en el rPVT, una más larga ITI se emplea ya que los ratones requieren más tiempo para consumir bolitas de comida. A continuación, utilice un 30 s ITI para la formación y las pruebas de sexo masculino C57BL / 6J. Además, puesto que un ratón puede pesar ~ 20 g, consumirá una cantidad significativamente menor gránulos durante una sesión. Por lo tanto, acortar una sesión típica teniéndolo final cuando se obtuvo un máximo de 50 gránulos; el criterio para aumentar la foreperiod y A también se cambia a 4 de cada 5 ensayos correctos antes de aumentar la foreperiod y A en 0,1 s.
  4. Una vez que la sesión de 30 minutos ha terminado, registre la foreperiod final de la rata alcanzado durante la sesión de entrenamiento (por ejemplo, 4,2 s), ya sea en lopreadsheet o con la mano en una hoja de datos y la cantidad de alimentos ganado, que se calcula multiplicando el número de ensayos tiempos correctos 0,045 g (por ejemplo, 100 juicios correctos x 0,045 g = 4,5 g). Restar esta cantidad de alimentos de asignación diaria de la rata y alimentar a la rata la comida que queda en la jaula.
    NOTA: Los archivos de datos diarios registran la foreperiod final alcanzado por cada rata. El cálculo para determinar la cantidad de alimento obtenido en la sesión puede hacerse automáticamente por el programa de ordenador o con la mano usando la ecuación anterior. Alimentos obtenido se resta a mano de cada rata es la asignación diaria de alimentos.
  5. Al día siguiente, comenzar la sesión de entrenamiento de 30 minutos con un foreperiod que es de 300 ms bajo que el valor de la rata terminó en la sesión anterior. Por ejemplo, si la rata terminó en 4,2 s, esta sesión se inicia en 3,9 s. Seguir aumentando el foreperiod en 0,1 s como la rata completa 8 de cada 10 intentos correctos en cada foreperiod, uratas asta llegar a un foreperiod de 10 s. De esta manera, las ratas experimentarán todas las posibles foreperiods.
    NOTA: Cuando las ratas llegan a un foreperiod de 9,7 - 10 s, la A se mantiene en 8 s y la LH es de 1,5 s.
  6. Al final de cada sesión, comprobar el funcionamiento diario de la rata durante este tiempo examinando el porcentaje de corregir los ensayos, ensayos prematuros, y falla. Las ratas comúnmente sostienen un promedio del 40 - 90% de respuestas correctas durante estas sesiones de entrenamiento, con el porcentaje promedio correcto cada vez mayor a través de la formación. A continuación, exportar los datos diarios para cada rata a una hoja de cálculo que calcula estos porcentajes con el fin de realizar un seguimiento de rendimiento de la sesión diaria.
  7. Una vez que la rata alcanza un foreperiod de 10 s, iniciar la siguiente sesión de 30 minutos posterior con los foreperiods presentados a intervalos aleatorios, a partir de foreperiods entre 7 - 10 s. Asegúrese de que la A y la LH se mantienen en 8 y 1,5 s, respectivamente. Aquí, el programa de ordenador que controla el behavioral contingencias cambia automáticamente de la presentación de foreperiods ascendentes a foreperiods variables una vez cada rata llega a la 8 de los 10 en el criterio de 10 s foreperiod.
  8. Una vez que la rata mantiene al menos 70% correcto con foreperiods presentados al azar entre 7-10 seg, cambiar el programa para presentar foreperiods a intervalos aleatorios, a partir de foreperiods entre 5 - 10 s. Examine el rendimiento diario de cada rata durante este tiempo debido a este cambio ocurre a menudo dentro de una sesión.
  9. Después de la rata mantiene un 70% de respuestas correctas, cambie el programa de nuevo para presentar la gama completa de foreperiods (3 - 10 s) a intervalos aleatorios durante la sesión de 30 minutos. De una manera similar a 4.8, examinar el rendimiento diario de cada rata durante este tiempo debido a este cambio ocurre a menudo dentro de una sesión.
    NOTA: El software de ordenador que controla automáticamente las contingencias de comportamiento hace que estos cambios basados en el desempeño de cada rata (por ejemplo, 04/07 a 04/09).Sólo es importante para hacer que el cambio en 4.9 cuando la tasa de éxito de una rata es alta (> 70% correcto), ya que las ratas con frecuencia adoptan la estrategia de responder de forma aleatoria en el tiempo, en lugar de esperar adecuadamente y asistir al estímulo. Si la rata éxito de una rata es baja, repita 04.07 a 04.09.
  10. Para los criterios de adquisición, definir las actuaciones de referencia como estable cuando, en 4 de 5 sesiones diarias dentro de una semana, el porcentaje de respuestas correctas de las ratas es de 75% o más durante una sesión y el porcentaje de respuestas prematuras es inferior al 30%.

5. Análisis de los datos de las medidas de respuesta básicos

  1. Para la evaluación del rendimiento de comportamiento durante la adquisición, el uso de medidas repetidas ANOVA, con el factor repetido de cualquiera de sesiones, el tiempo en valor de la tarea, o Foreperiod valor para cada medida de rendimiento se describe a continuación.
    NOTA: En este caso, los estudios utilizan ambos diseños intra e inter-sujetos, en el que compara todos los animales a su own líneas de base después de una condición experimental y compare precios de los animales de experimentación con animales de control a partir de la misma manipulación. Cuando se alcanzan las líneas de base de comportamiento estables, el uso de intra-sujetos diseños limitará el número de ratas necesarios.
  2. Definir las respuestas prematuras como respuestas antes de la aparición de la luz principal o dentro de los primeros 150 m de la luz principal de estar en.
  3. Definir las respuestas correctas como las respuestas hechas después de la luz de la tecla se encienda, con una latencia mínima superior a 150 ms, y una latencia máxima de la longitud de la ventana de respuesta; aquí, 1.500 m.
  4. Definir área (u omisiones) como ensayos en los que el sujeto deja de hacer una respuesta.
  5. Definir las latencias de respuesta como el tiempo transcurrido (en ms) de inicio de la iluminación a la depresión de la nariz asoman clave; también llamado tiempo de reacción (RT).
  6. Definir ensayos totales como el número de respuestas prematuras más respuestas correctas más fallos.
    Nota: En las actuaciones PVT humanos, res prematurosencharcamiento y lapsos de atención pueden ser bastante raro, y los investigadores más a menudo informan sólo las frecuencias primas reales de estas medidas. Sin embargo, este no es el caso en actuaciones con ratas. Para permitir la comparación entre diferentes versiones de la rPVT en la literatura, se presentan medidas de la ejecución de las ratas aquí como un porcentaje del total de ensayos. Se prefiere el uso de un programa informático que permite grabar y etiquetar cada uno de estos elementos a modo de prueba por prueba para su posterior análisis, ya que las ratas completarán más de 200 ensayos por 30 sesiones min y con frecuencia conocen los criterios para pasar a otra etapa en el procedimiento de formación dentro de una sesión.

6. Las medidas adicionales de rendimiento calculadas

  1. Para una sesión de comportamiento 30 min, definir lapsos como respuestas correctas en el que el RT era mayor de dos veces el tiempo medio de reacción para la sesión de cada rata (hecho después de una sesión); También incluir ensayos perdidas en el cálculo lapso.
    NOTE: En el PVT humana, lapsos se definen típicamente como tiempos de reacción (RT)> 500 ms 4. adquirido del ensayo por ensayo análisis descrito anteriormente - - Para los roedores, lo mejor para llevar a cabo comparaciones post-hoc en el sentido de RT de cada rata es en lugar de compararlos con un valor umbral, debido a la variabilidad en las RT de ratas individuales. Este método es similar a los lapsos en otras versiones de la rPVT 15,16. ensayos aquí y en otras versiones, lapsos incluyen también perdieron (lapsos = respuestas con los TR> dos veces la media TA durante una sesión, más se pierde) porque los ensayos perdidas en la PVT humana se registran como lapsos, también.
  2. Determinar la tasa de falsa alarma se estima mediante el cálculo del porcentaje de respuestas prematuras que se producen durante la actual 3-10 s intervalo cuando podría haber aparecido un estímulo.
    NOTA: Esta medida utiliza un subconjunto de respuestas prematuras que se producen sólo durante un momento en que podría producirse el estímulo,es decir, las respuestas prematuras que se producen dentro de los 3 - 10 s foreperiod ventana. Esta medida no incluye respuestas prematuras antes de los 3 s porque la luz de estímulo nunca se ilumina durante ese tiempo. A continuación, este subconjunto de respuestas prematuras se ordena automáticamente de todas las respuestas prematuras en un programa de ordenador hoja de cálculo.

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Resultados

Basales de la rata rPVT Actuaciones

Con los parámetros que se detallan aquí, el 86,7% de las 122 ratas macho alcanza los parámetros rPVT finales dentro de una media de 9,0 (SD = 10,13; n = 122) sesiones de entrenamiento automatizado por ordenador (descritos en el apartado 4.1 - Formación 4.9 rPVT; en nuestra experiencia, sólo aproximadamente el 2% de las ratas no adquirirá la rPVT). Usando la metodología actual, ratas promediaron...

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Discusión

La metodología descrita en el presente documento da como resultado actuaciones rPVT en ratas que se comparan favorablemente en muchos aspectos a la realización PVT típico descrito en la literatura humana. Usando las técnicas actuales, se puede formar rápidamente ratas para realizar la rPVT, y los rendimientos obtenidos con estas técnicas se caracterizan por discriminaciones claras (es decir, altos niveles de correcta que respondieron, bajos niveles tanto de responder prematuro y lapsos). Además, las distribucio...

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Esta investigación fue apoyada por la NASA (NNX15AC17G a CMD), y por el acuerdo de cooperación de la NASA NCC 9-58 (E000010 a CMD, NBPF02802 y NBPF04201 a RDH) con el Instituto Nacional de Investigación Biomédica Espacial.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Cámara operante modular para ratas con suelo de rejilla de acero inoxidableMed AssociatesENV-008Med Associates Inc.
PO Box 319
St. Albans, Vermont 05478,
USA
Teléfono: (802) 527-2343
Cámara atenuadora de sonido Med AssociatesENV-022MDCasas cámara operante para ratas
Houselight para ratasMed AssociatesENV-215M
Llave de respuesta al pinchazo de la nariz de la rata de 1" de diámetroMed AssociatesENV-119M-1
Receptáculo de pellets, tipo canalMed AssociatesENV-200R2M
Dispensador de pellets modular para ratas, 45 mgMed AssociatesENV-203M-45
Paquete operativo PCI para hasta 8 cámaras operantesMed AssociatesMED-SYST-8
SmartCtrlMed AssociatesDIG-716P1Este número de catálogo tiene 8 salidas y 4 entradas, que es el mínimo necesario para ejecutar el rPVT; SmartCtrl también se puede comprar con 16 salidas y 8 entradas para mayor flexibilidad
Software Med-PC IVMed AssociatesSOF-735
Ordenador PC con ranura para tarjetas PCICualquier fabricante (p. ej., Dell)El uso del paquete operativo PCI requiere un ordenador con una ranura para tarjetas PCI. Existen sistemas que utilizan PCIe. Póngase en contacto con Med Associates para obtener más detalles.
Pellets de precisión sin polvo 45 mg dieta a base de cereales para roedoresBio ServFO165Bio-Serv
One 8th Street, Suite 1
Frenchtown, NJ 08825, USA
Teléfono: (800)-996-9908;     Los pellets de chow estándar se usan comúnmente. Se pueden adquirir diferentes pellets (por ejemplo, , sacarosa) de Bio Serv.

Referencias

  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).

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