Name: Pantalla táctil sostenida tarea de atención (SAT) para las ratas (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: Aprende a evaluar la atención sostenida en ratas utilizando cámaras operantes con pantalla táctil. Este método permite comparar el rendimiento entre machos y hembras en tareas cognitivas.

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Nos gustaría agradecer a Joy Bergmann, Attilio Ceretti, Sarah Cohen, Nina Duncan, Arron Hall, Hanna Lefebo y Madeleine Salvatore para su ayuda con el comportamiento y el Dr. Vinay Parikh, Dr. Brittney Yegla y Rob Cole para su asesoramiento en los parámetros de la SAT. Nos gustaría agradecer a Dr. Jill McGaughy por consejos sobre el procedimiento de formación. Este trabajo fue financiado por los institutos nacionales de la subvención de salud NIMH 092438 y National Science Foundation concesión de IOS 1552416 a D.A.B.

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Los autores no tienen nada que revelar.

Déficit en atención sostenida se divulgan en neuropsiquiátricos, son del neurodesarrollo y neurodegenerativas trastornos1,2,3, pero los procesos que contribuyen a la óptima versus atención interrumpida documentada. Esto es, en parte, porque equipo especializado limita la adaptación fácil de las tareas de atención de roedores. Sin embargo, cámaras de pantalla táctil están abordando este problema proporcionando la flexibilidad par...

Trastornos que van desde el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) a la esquizofrenia a la enfermedad de Alzheimer, deficiencias atencionales parte como función1,2,3. Déficit en atención sostenida, la capacidad para monitorear continuamente una situación para eventos intermitentes e impredecibles, son particularmente perturbadores, porque atención sostenida es crucial para la atención selectiva y dividida, así como otros trastornos cognitivos procesos de4,5. Incluso en personas sanas, dificultad para mantener atención negativamente afecta cognición, alterar la función diaria6. Así, la comprensión de las bases neurobiológicas de la atención sostenida y cómo llega a ser desequilibrada podría conducir a intervenciones para mejorar la cognición que beneficiaría a muchas personas.
Para delinear los circuitos y procesos moleculares que contribuyen al adecuado versus atención perturbada, muchos investigadores se han convertido en modelos de animales no humanos, donde la manipulación de poblaciones celulares específicas y procesos moleculares durante la atención tareas es posible. El esfuerzo ha llevado al desarrollo de una variedad de tareas de atención operante que puede evaluar la capacidad de mantener atención7,8,9,10. Un tal paradigma, desarrollado por McGaughy y Sarter (1995), se conoce como la tarea de atención sostenida (SAT). Roedores entrenados SAT deben distinguir ensayos de señal, en el que una señal de luz parpadea brevemente, de los ensayos de no señal. Demandas atencionales pueden incrementarse mediante la introducción de un distractor visual (parpadeo houselight)10. Los parámetros críticos para evaluar atención en SAT están bien documentados y esta tarea ha sido validada en ratas machos y hembras y ratones10,11,12. Una versión incluso ha sido adaptada para los seres humanos, destacando la utilidad traslacional de SAT13. Lo importante es el uso de esta tarea ayudó a implicar el sistema de corticopetal del prosencéfalo basal en atención sostenida4. En concreto, las neuronas colinérgicas en el núcleo basal de Meynert (NBM) sustancia inominata (SI) región del prosencéfalo basal que se proyectan a la corteza prefrontal son críticos para golpes, que son respuestas precisas en señal ensayos14, 15. En contraste, las neuronas GABAérgicas en esta región se cree que median durante corregir rechazos (CRs), que son respuestas precisas en ensayos de no señal16. Una vez establecido el circuito básico para esta tarea, los factores que modulan este circuito para deteriorar la atención hasta de las hormonas del estrés proteínas neurotóxicas han sido identificados17,18. Colectivamente, estos estudios ponen de relieve la utilidad de la SAT.
Una limitación a la aplicación de SAT en el laboratorio es que el procedimiento original requiere operante cámaras permanentemente configurados para la tarea, con una luz del panel del centro y dos palancas extensibles, uno señalado para golpes y uno para CRs10. En un ensayo de la señal, la luz del panel se ilumina brevemente y luego palancas extienden para indicar una ventana de respuesta s 4. En esa ventana, si se presiona la palanca golpe designada, entonces la rata recibe una recompensa (alimento o agua). Prensas de palanca incorrecta sobre ensayos de señal, conocidos como misses, no son recompensados. Ensayos no señalado, la luz del panel permanece apagado, luego se extienden las palancas. Mientras que una CR es recompensado, prensas de palanca incorrecta sobre ensayos no señaló, conocidos como falsas alarmas, no son recompensados. Un fracaso para hacer alguna respuesta durante la ventana de respuesta cuenta como una omisión. Para ampliar la disponibilidad de la SAT, recientemente modificamos la tarea pantalla táctil cámaras operante, en el que una pared es una pantalla táctil que puede mostrar ambos estímulos visuales y nariz-poke registro respuestas19. Cámaras de pantalla táctil se están convirtiendo en populares debido a su versatilidad para ejecutar una variedad de tareas (por ejemplo, emparejados asociado learning, aprendizaje de inversión, etc.) con una pieza de equipo20. Similares a otros procedimientos de pantalla táctil20,21,22, nuestra adaptación del SAT requiere el uso de una cubierta de pantalla táctil de plástico opaco, llamado una máscara con agujeros en ella. Un agujero circular central permite la presentación de una señal mediante la presentación de un estímulo blanco en la pantalla detrás de él, y dos áreas de cuadrados respuesta, uno señalado para golpes y para CRs, permiten la rata hacer tocar las respuestas19. En las cámaras tradicionales, la ventana de respuesta de 4-s está indicada normalmente con la presentación de las palancas, pero un estudio anterior demostró que un tono puede utilizarse también para indicar la ventana de respuesta23. En SAT con pantalla táctil, nos señal semejantemente de la ventana de respuesta con un breve tono. Otros parámetros de entrenamiento (por ejemplo, el número de ensayos, intervalo de diferenciarlo, etc.) se mantienen similares entre tradicional y SAT con pantalla táctil. Previamente se evaluó el rendimiento entre las versiones de SAT tradicionales y pantalla táctil y encontró que era similar, sugiriendo pantalla táctil SAT es una forma válida para medir la atención sostenida19. La modificación de la pantalla táctil hace la SAT más versátil porque ahora puede ser adaptado para el uso extenso en cajas operante con pantalla táctil.
El presente Protocolo detalla cómo ejecutar pantalla táctil SAT en el laboratorio. Los horarios de entrenamiento han sido ligeramente alterados desde nuestro anterior informe de tarea19 para optimizar el tiempo de la adquisición en ratas hembra, que, a diferencia de los varones, tenía dificultad para avanzar por los anteriores horarios24. Resultados que ilustran el rendimiento típico en ratas machos y hembras están incluidos, junto con consejos para solucionar problemas con la tarea.

<table><tbody><tr><td>Bussey-Saksida Rat Cámaras de Pantalla Táctil Sistema de Fácil Instalación</td><td>Instrumento Lafayette</td><td>80604-20</td><td>Incluye: Pantalla Táctil, Base de la Cámara con Pisos Perforados, Gran Área de Recompensa del Alimentador (44,5 mm de ancho x 92,5 mm de alto), Altavoz, Luz de la casa, Generador de tonos, SAC; El área de trabajo trapezoidal de los animales es de 126 mm de ancho en el alimentador, 240 mm de ancho y 332 mm de profundidad en la criba, y 300 mm de altura</td></tr><tr><td>Cubículos de atenuación acústica (SAC)</td><td>Instrumento Lafayette</td><td>80604-20</td><td>Atenuación a aproximadamente 35 dB; 38 kg de peso; Dimensiones externas: 600 mm de ancho x 670 mm de alto x 352 mm de profundidad; Dimensiones internas: 540 mm de ancho x 610 mm de alto x 532 mm de profundidad</td></tr><tr><td>Software Abet II para pantallas táctiles</td><td>Instrumento Lafayette</td><td>89505</td><td>Versión 2.19</td></tr><tr><td>Bigotes Multimedia</td><td>Instrumento Lafayette</td><td>80698-1</td><td>Necesario para la operación táctil Abet II</td></tr><tr><td>Dispensador de pellets</td><td>Instrumento Lafayette</td><td>80209-45</td><td>45 mg Tamaño de perdigón intercambiable</td></tr><tr><td>Cámara</td><td>de rueda Instrumento Lafayette</td><td>80600-CAM</td><td>Filtrado y enfocado para luz IR</td></tr><tr><td>Microsoft Windows Microsoft Windows</td> Recomendado <td>para Microsoft</td><td></td><td>Windows de 7-64 bits</td></tr><tr><td>Controlador Cámaras de pantalla táctil para PC Instrumento</td><td>Lafayette</td><td>88530</td><td>Procesador Pentinum de doble núcleo; 2,5 GHz o superior; teclado, ratón y monitor; Tarjeta PCI instalada, cable y expansión; Cuatro puertos RS232; Cuatro puertos VGA</td></tr><tr><td>Pellets de precisión sin polvo</td><td>BioServe</td><td>F0165</td><td>45 mg</td></tr><tr><td>Mascarilla acrílica negra</td><td>Todo el plástico</td><td>Producto personalizado</td><td>Policarbonato negro con un lado de acabado mate, 3,18 mm de grosor; Abertura circular central, 28,58 mm de diámetro, 107,95 mm desde la parte inferior, centrada entre el lado izquierdo y el derecho; Dos áreas de respuesta cuadradas, de 28,57 mm x 28,57 mm cada una, colocadas debajo y fuera del centro, una de 85,725 mm desde la izquierda y otra de 85,725 mm desde el lado derecho, y ambas de 34,925 mm desde la parte inferior.</td></tr><tr><td>Carro utilitario</td><td>Fisher Scientific</td><td>11-954-754</td><td>30.75 pulgadas x 18.38 pulgadas x 33 pulgadas</td></tr><tr><td>Toalla</td><td></td><td></td> negra <td>Lo suficientemente grande como para cubrir jaulas para el transporte de animales Faros</td></tr><tr><td>con luces rojas</td><td>Energizer</td><td>HDL33A2E</td><td>luz LED blanca y roja</td></tr></tbody></table>

pantalla táctil sostenida tarea de atención (sat) para las ratas

Touchscreen Sustained Attention Task (SAT) for Rats

Atención sostenida es la capacidad para monitorear eventos intermitentes e impredecibles durante un período prolongado de tiempo. Este proceso atencional dicho otros aspectos de la cognición y se interrumpe en determinadas del desarrollo neurológico, neuropsiquiátrico y trastornos neurodegenerativos. Así, es clínicamente importante identificar los mecanismos que deterioran y mejoran la atención sostenida. Estos mecanismos son a menudo descubiertos utilizando modelos de roedores. Por lo tanto, se han desarrollado varios procedimientos de comportamiento para la prueba aspectos de la atención sostenida para los roedores. Uno, primero descrito por McGaughy y Sarter (1995), llamó a la tarea de atención sostenida (SAT), entrena a las ratas para distinguir entre la señal (es decir, breve presentación light) y ensayos no señal. Las señales son cortas y por lo tanto requieren atención cuidadosa a percibirse. Demandas atencionales pueden incrementarse más con la introducción de un elemento interactivo (p. ej., parpadeo houselight). Hemos modificado esta tarea para pantalla táctil cámaras operante, que se configuran con una pantalla táctil de una pared que puede presentar estímulos y respuestas de registro. Aquí detallamos nuestro protocolo para el SAT en cámaras de pantalla táctil. Además, presentamos las medidas estándar de rendimiento en ratas Sprague-Dawley machos y hembras. Rendimiento comparable en esta tarea en ambos sexos destaca su uso para estudios de atención, especialmente como más investigadores incluyen roedores hembra en su diseño experimental. Por otra parte, la fácil aplicación del SAT para las cámaras de pantalla táctil cada vez más popular incrementa su utilidad.

Para la mayoría de los estudios de atención, ratas son entrenadas a criterios en SAT y luego se realizan manipulaciones para alterar o mejorar la atención. Datos de adquisición no se presentaron por lo general, pero lo hacemos aquí para ilustrar precios de adquisición en ratas Sprague-Dawley machos y hembras. Para ello, cuantificamos la mediana del número de días para llegar a criterios SAT (a partir de la fase de meter nariz). Tenga en cuenta que unas ratas nunca hizo a criterios (n = 5 ...

Atención sostenida o vigilancia continuamente situaciones para eventos intermitentes e impredecibles, es un aspecto crítico de la cognición. Aquí detallamos cómo prueba de atención sostenida en ratas utilizando cámaras operante con pantalla táctil. Demostrar rendimiento comparable en ratas machos y hembras, haciendo esta tarea útil para el estudio de la atención en ambos sexos.

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

Sustained attention is the ability to monitor intermittent and unpredictable events over a prolonged period of time. This attentional process subserves ...

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

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Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

En este informe, presentamos un sistema totalmente automatizado y altamente versátil capaz de probar simultáneamente múltiples comportamientos cognitivos y el registro de las actividades neuronales de los roedores.

Un sistema totalmente automatizado y altamente versátil para las pruebas múltiples funciones cognitivas y el registro de las actividades neuronales en los roedores

Se propone un protocolo totalmente automatizado para roedores condicionamiento operante. El protocolo se basa en el control temporal preciso de eventos conductuales para investigar el grado en que las influencias de este control de la actividad neural subyacente de integración sensoriomotora y control cognitivo experimentos.

Un sistema totalmente automatizado Protocolo acondicionado Roedor de Sensorimotor Integración y control de los experimentos cognitivos

Se describen los protocolos para la formación de las ratas para registros electrofisiológicos crónicas en tareas cognitivas totalmente automatizados en una proyección del suelo Maze.

Tareas Cognitivas Visuales automatizadas para grabación Neural actividad utilizando una proyección del suelo Maze

Este protocolo describe la tarea de tiempo de reacción serial 5-elección, que es una tarea basada operante utilizado para estudiar la atención y control de impulsos en los roedores. Desafíos días de prueba, que son modificaciones de la tarea estándar, aumentar la flexibilidad de la tarea y se pueden combinar con otras manipulaciones para caracterizar más completamente el comportamiento.

El 5-Choice Reacción Serial Tiempo de tareas: una tarea de atención y control de los impulsos para Roedores

El objetivo de este protocolo es llevar a cabo un ensayo de comportamiento tales como el conjunto de atención el cambio de tareas (AST) para evaluar la flexibilidad cognitiva corteza prefrontal mediada en ratones.

El Grupo atencional Set Shifting: una medida de la flexibilidad cognitiva en ratones

La capacidad de evaluar las funciones ejecutivas, como la flexibilidad conductual en ratas, es útil para investigar la neurobiología de la cognición tanto en animales intactos como en modelos de enfermedades. Aquí describimos las tareas automatizadas para evaluar el cambio de estrategia y el aprendizaje de reversión, que son particularmente sensibles a las interrupciones en las redes corticales prefrontales.

Procedimientos operantes para la evaluación de la flexibilidad conductual en ratas

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.

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

Este papel describe un protocolo para la evaluación cognitiva de modelos genéticos de la enfermedad de Alzheimer utilizando el sistema IntelliCage, que es un sistema de monitoreo conductual alto rendimiento automatizado con condicionamiento operante.

Automatizado, ensayo conductual a largo plazo para las funciones cognitivas en múltiples modelos genéticos de la enfermedad de Alzheimer, utilizando IntelliCage

Aquí se presenta un protocolo para establecer infarto agudo de pontina en un modelo de rata a través de la estimulación eléctrica con un solo pulso.

Establecimiento del Infarto Pontino Agudo en Ratas por Estimulación Eléctrica

Este protocolo describe cómo construir una cámara de video pequeña y versátil, y cómo utilizar los videos obtenidos de ella para entrenar una red neuronal para rastrear la posición de un animal dentro de las cámaras de acondicionamiento de operandos. Este es un valioso complemento a los análisis estándar de los registros de datos obtenidos de las pruebas de acondicionamiento de operandos.

Seguimiento de ratas en cámaras de acondicionamiento de operantes utilizando una cámara de vídeo casera versátil y DeepLabCut

El protocolo describe cómo medir la respuesta optomotora en ardillas terrestres de 13 líneas, una especie dominante de cono con características retinianas que se asemejan a la mácula humana. El diseño de la plataforma mejora el manejo y reduce la ansiedad, mejorando la capacidad del animal para permanecer en la plataforma elevada, lo que permite una evaluación no invasiva de los cambios en la función visual.

Restricción de animales no aversiva que permite el registro del reflejo optomotor en ardillas terrestres

Aprende a evaluar la atención sostenida en ratas utilizando cámaras operantes con pantalla táctil. Este método permite comparar el rendimiento entre machos y hembras en tareas cognitivas.

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

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