Pantalla táctil sostenida tarea de atención (SAT) para las ratas

El objetivo general de esta tarea conductual con cámaras operantes de pantalla táctil es medir la capacidad de atención sostenida de las ratas. Este método puede ayudar a descubrir los mecanismos neurobiológicos fundamentales para una atención sostenida adecuada, que consiste en el monitoreo de eventos intermitentes e impredecibles a lo largo del tiempo. La principal ventaja de esta técnica es que hemos adaptado una tarea bien validada de atención sostenida en roedores a la cámara operante de pantalla táctil.

Un aparato de creciente popularidad con programabilidad para múltiples tareas cognitivas. Las aplicaciones de esta técnica se extienden hacia el estudio de trastornos neuropsiquiátricos y neurodegenerativos caracterizados por una atención alterada. Las terapias para dichos trastornos pueden evaluarse utilizando el método presentado aquí.

Por lo general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades para configurar un sistema que garantice un seguimiento preciso de las ratas y una grabación adecuada de los datos. Para este experimento, las cámaras con pantalla táctil deben prepararse dentro de cubículos de atenuación acústica. Equipe las cámaras con la luz ambiental, un generador de tonos, una cámara colocada encima, una pantalla táctil y un dispensador de bolitas con el área de recompensa alimenticia.

Se puede iluminar el área de recompensa del alimentador. Antes de cargar los comprimidos de recompensa de 45 miligramos, sacúdalos para eliminar el polvo utilizando un tamiz para harina. Este polvo puede obstruir el alimentador.

Si las ratas están equipadas con un implante craneal, utilice un alimentador con una abertura grande. Alimente cada cámara con una máscara de acrílico negro para limitar las áreas de respuesta en la pantalla táctil. Deje un orificio circular central para el estímulo luminoso y dos orificios de respuesta cuadrados debajo del orificio central, colocados en el centro.

Mientras esté en uso, opere la cámara dentro de un cubículo de atenuación acústica. Esto completa los preparativos de la cámara. El protocolo escrito describe cómo establecer los parámetros para el experimento.

Para este experimento, las ratas pueden alojarse individualmente o en grupos. Antes de comenzar un estudio, manipule las ratas diariamente durante cinco minutos por día, durante cinco días consecutivos. Use siempre equipo de protección personal.

Comience la restricción alimenticia tres días antes de iniciar el entrenamiento conductual. El primer día, registre el peso de cada rata durante la alimentación libre y calcule su peso objetivo, que corresponde al 85 % del peso durante la alimentación libre. Antes del entrenamiento, exponga previamente a las ratas a 15 pellets de recompensa alimenticia en su jaula de alojamiento.

Después de la restricción inicial de alimento, ajuste la ingesta alimenticia para mantener el peso objetivo, permitiendo un ligero aumento de peso con el tiempo. Antes de comenzar un nuevo horario, restrinja un poco más de lo habitual la comida de las ratas para aumentar su motivación. En los días en que las ratas no realicen la tarea, aumente su alimento en al menos un gramo para compensar la falta de recompensas en forma de gránulos.

Después de cada sesión, espere al menos 30 minutos antes de proporcionar alimento, para evitar crear una asociación entre la sucesión de pruebas y su hora de alimentación. Si las ratas se mantienen en grupo, aliméntelas por separado durante una hora antes de volver a agruparlas. Como preparación, encienda el equipo.

Asegúrese de que los dispensadores de pellets estén llenos y de que la máscara esté colocada frente a la pantalla táctil. Luego, verifique el funcionamiento de cada caja. Pruebe el dispensador de pellets, la pantalla, las luces y el generador de tonos.

Probar la función de las cámaras al comienzo de cada día es fundamental porque cualquier pequeño mal funcionamiento puede confundir a los animales y evitar que aprendan la tarea o que desempeñen un nivel normal. A continuación, revise el horario para cargar las cajas. Preste mucha atención al grupo de prueba e ingrese la información correspondiente sobre el ID del animal, sexo, condición experimental, iniciales del usuario y otras notas.

Tras haber realizado todos los preparativos, obtenga los sujetos. Por lo general, realice las pruebas con las ratas al menos 30 minutos después del inicio de su ciclo oscuro. Para trabajar con las ratas en la oscuridad, utilice luces rojas montadas en la cabeza.

Al transportar las ratas durante el ciclo oscuro, cubra sus jaulas con toallas negras. Una vez en la sala de comportamiento, coloque las ratas en su caja correspondiente e inicie la sesión para la tarea de atención sostenida. En la tarea de atención sostenida, se entrena a las ratas para que distingan los ensayos con señal de los ensayos sin señal.

Los ensayos de señal incluyen un destello de luz de duración variable seguido por un tono audible y una ventana de respuesta de cuatro segundos. Durante los cuatro segundos, si la rata toca el área correcta de la pantalla, en este caso el área de respuesta derecha, se recompensa a la rata con una bolita de alimento y esto se denomina acierto.

Si la rata toca el otro área de respuesta, esto se considera un error y la rata no recibe recompensa. Un ensayo sin señal no incluye la luz y la rata debe tocar una parte diferente de la pantalla para indicar que no se detectó ninguna señal a fin de obtener una recompensa. Una respuesta correcta en un ensayo sin señal se denomina rechazo correcto.

Si la rata introduce la pata en el otro área de respuesta durante un ensayo sin señal, esto se considera una alarma falsa y no se recompensa. Las áreas de respuesta correctas para los ensayos con señal y sin señal deben equilibrarse entre sujetos. Para los ensayos con señal y sin señal, la falta de respuesta durante la ventana de respuesta se cuenta como una omisión y no se recompensa.

Existe también una versión con distractores de la tarea de atención sostenida, en la que la luz de la cabina parpadea durante el segundo de tres bloques de ensayos. Después de iniciar una sesión, supervise a las ratas durante los primeros minutos para asegurarse de que todo funcione correctamente. Luego, verifique su desempeño de forma intermitente.

Una vez finalizada una sesión, registre los datos resumidos y cualquier problema en el cuaderno de laboratorio. Entre ensayos, limpie cada cámara con etanol al 10 % y reemplace el lecho. Después de realizar todos los ensayos del día, limpie minuciosamente las cámaras con etanol al 10 %, asegurándose de que la rejilla del suelo quede lo más limpia posible.

Luego, reemplace el lecho. Después de cada sesión, es recomendable actualizar completamente las hojas de cálculo y hacer una copia de seguridad en un servidor separado. El número mediano de días para alcanzar los criterios en la prueba de SAT fue de 54,5 días para ratas macho y 62 días para ratas hembra, sin diferencias significativas.

Las medidas de rendimiento en la tarea SAT mostraron que, basadas en los porcentajes de aciertos y rechazos correctos, los hombres y las mujeres fueron igualmente precisos en los ensayos señalados y no señalados. Una medida general del rendimiento intencional, el índice de vigilancia o VI, mostró también valores similares entre ambos sexos. Tampoco hubo diferencias sexuales en los bajos porcentajes de omisiones registrados.

Durante las tareas, la señal visual varió entre 500, 50 y 25 milisegundos, y el rendimiento disminuyó con señales más cortas. No hubo un efecto principal basado en el sexo. Para aumentar las demandas atencionales, la luz de la caja se encendió como distractor durante el segundo de los tres bloques de ensayos, en un subconjunto de ratas.

Como era de esperar, hubo un efecto principal para el bloque de ensayo. Con un deterioro del rendimiento en el bloque dos y una recuperación en el bloque tres. Inesperadamente, las hembras tuvieron un rendimiento significativamente peor que los machos.

Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo evaluar la atención sostenida en ratas utilizando cámaras operantes con pantalla táctil. Al intentar este procedimiento, es importante recordar llevar un registro del desempeño de cada animal individual y ajustar la alimentación según sea necesario para asegurarse de que aprendan la tarea lo más rápidamente posible. No olvide que, al trabajar con roedores, primero se debe obtener la aprobación del protocolo por parte del IACUC y siempre se debe usar equipo de protección personal.