תגובת 5-Choice הסידורי זמן משימה: משימה של תשומת לב ודחף בקרה למכרסמים

סיכום

פרוטוקול זה מתאר את משימת 5-בחירת סדרתי זמן תגובה, אשר היא משימה מבוססת אופרנטית משמשת ללמוד את תשומת לב ושליטה בדחפים במכרסמים. אתגרי יום מבחן, שהם שינויים של המשימה סטנדרטית, להגדיל את הגמישות של המשימה ויכולים להיות משולב עם מניפולציות אחרות כדי לאפיין את ההתנהגות באופן מלא יותר.

תקציר

פרוטוקול זה מתאר את משימת 5-בחירת סדרתי זמן תגובה, אשר היא משימה מבוססת אופרנטית משמשת ללמוד את תשומת לב ושליטה בדחפים במכרסמים. אתגרי יום מבחן, שינויים המשימה סטנדרטית, ניתן להשתמש בו למסות באופן שיטתי המערכות העצביות שליטה או תשומת לב או שליטה בדחפים. חשוב לציין, באתגרים אלה יש השפעות עקביות בהתנהגות בכל מעבדות בבעלי חיים שלמים ויכולים לחשוף גם שיפורים או גירעונות בתפקוד הקוגניטיבי, שאינם נראות לעין כאשר חולדות נבדקו רק על המשימה סטנדרטית. מגוון אמצעים התנהגותיים שנאספים יכול לשמש כדי לקבוע אם גורמים אחרים (כלומר., הרגעה, גירעונות מוטיבציה, ליקויי תנועה) תורמים לשינויים בביצועים. הרבגוניות של 5CSRTT משופרת נוספת כי זה ניתן לשילוב עם טכניקות תרופתיים, מולקולריות, וגנטיות.

מבוא

משימת זמן תגובת סדרתי 5 ברירה (5CSRTT) פותחה על ידי טרוור רובינס ועמיתיו באוניברסיטת קיימברידג 'כדי להבין את הגירעונות התנהגותיות המוצגים על ידי אנשים שאובחנו עם הפרעת קשב והריכוז והיפראקטיביות (ADHD) ^1,2. הוא מבוסס על משימות ביצועים מתמשכים בשימוש ללמוד את תשומת לב בבני אדם ^3; עם תשומת לב שמוגדרת כיכולת להקצות ולקיים את המיקוד של משאבים קוגניטיביים בגירויים או במידע ספציפיים תוך התעלמות ממידע אחר ^4. למרות שהמשימה תוכננה במקור לשימוש עם חולדות ^1,2, גרסת עכבר גם פותחה ^5,6.

5CSRTT הבסיסי דורש חולדות כדי לסרוק מערך אופקי של חמישה פתחים להצגת גירוי קצר אור (קיו) באחד מהפתחים; פעם החולדה מזהה את הגירוי זה חייב האף לתקוע בפתח המואר לקבל פרס גלולה סוכר. כך, המשימה דורשת חולדות לשני לחלק את תשומת הלב שלהם על פני 5 פתחי מרחבית שונים וכדי לקיים את תשומת לב עד הגירוי מוצג במשפט נתון ועל פני ניסויים מרובים בפגישה ^1,7. תשומת לב מוערכת בדרך כלל על ידי הדיוק של תגובות. למרות 5CSRTT תוכנן במקור כדי להעריך את תשומת לב, הוא משמש גם להערכת התנהגות אימפולסיבית או עיכוב תגובה ^1,7,8: היכולת לעכב מראש חזק או בלתי הולם להגיב ^9. במהלך המשימה, חולדות חייבות לעכב להגיב למשך מרווח משפט השאר (ITI), ורק להגיב פעם אחת הגירוי מוצג באחד מהפתחים ^1. כך תגובות מוקדמות, אלה המתרחשים במהלך המצגת לפני ITI לגירוי, מספקים מדד שימושי של התנהגות אימפולסיבית.

5CSRTT היא גמישה להפליא משימה יש מספר השינויים של המשימה הבסיסית (כלומר, אתגרי יום מבחן)שיכול להיות מיושם על מנת לבחון בזהירות רבה יותר איך ניסיוני מניפולציות משפיעות על התנהגות. לדוגמא, הפחתת משך הגירוי או קיצור ITI מנגנונים שונים כדי להגדיל את עומס הקשב של המשימה וניתן להשתמש בם כדי להעריך באופן שיטתי משנה של תשומת לב ^1,7,10-12. בניגוד לכך, להגדיל את משך זמן הגירוי ממזער את דרישות קשב של המשימה; זה יכול לשמש כדי לקבוע אם מניפולציה מפריעה ליכולת לבצע את דרישות תגובה הבסיסיות של המשימה ^12. הגדלת משך הזמן של ITI יכול לשמש כדי לקבוע אם מניפולציה מסוימת משפיעה אימפולסיבי להגיב ^1,7,8,13-15. יתר על כן, אתגרים באמצעות בדיקת יום, כגון אלה שתוארו לעיל, יכולים לחשוף גירעונות ¹⁰ או שיפורי ^16,17 של התנהגות שאינם נראות לעין בחולדות מאומנות היטב נבדק באמצעות פרמטרים בדיקות סטנדרטיים.

חשוב לציין, 5CSRTT הוא לא נוחשילוב o עם מספר הטכניקות שונות; למשל הקוגניציה נחקר הנגעים הבאים של אזורים במוח הדיסקרטיים ^10,18-20, או מוליך עצבי סלקטיבית depletions ^2,21,22. חקירות תרופתי התנהגות השתמשו גם ממשל מערכתי ^16,17,23-28 או דיסקרטי תוך גולגולתי של תרופות ^29-32. יתר על כן ביצועים נבחנים בקלות לאחר מתן תרופה חריפה ^{12,16,17,29-32} וכרונית ^13,14,23,33. ההשפעות של ביצוע משימה על שחרור הנוירוטרנסמיטר ³⁴ ופעילות המטבולית ³⁵ באזורים במוח דיסקרטיים יש גם העריכו. בנוסף, ביצועים במשימה יכולים לשמש כדי להפריד בין חולדות לקבוצות המבוססות על ^30,31 תחילת המחקר קשב ביצועים או רמות של אימפולסיביות ^15,32. לבסוף, עם כניסתו של גרסת עכבר של 5CSRTT ^5,6, המשימה נעשתה שימוש כדי לחקור את התרומה הגנטית לתשומת לב ושדulse לשלוט ^5,36-39.

בגלל 5CSRTT מעריך תפקודים קוגניטיביים מרובים בו זמנית והוא נוח לשימוש בשילוב של מגוון רחב של גישות תרופתיים, מולקולריות וגנטיות זה כבר נעשה שימוש באופן שיגרתי כדי להעריך תפקוד קוגניטיבי בהקשר של מודלים של בעלי החיים של הפרעות פסיכיאטריות ונוירולוגיות. לדוגמא, 5CSRTT נעשה שימוש כדי לחקור את נוירוביולוגיה שבבסיס ההפרעות קוגניטיביות בהפרעת הקשב, ריכוז והיפראקטיביות (ADHD) ^37,40,41, סכיזופרניה ^23,33,42, התמכרות לסמים ^13,14,43-45, מחלת אלצהיימר ^{18 , 39,} המחלה ³⁶ פרקינסון, ומחלות ³⁷ הנטינגטון.

פרוטוקול זה מספק הנחיות לחולדות הכשרה על 5CSRTT. בגלל מספר מדדי ביצוע ניתן לאסוף, אנו מתארים דפוסים כמה נפוצים של results יש לפרש. בנוסף כמה שינויים משותפים לפרוטוקול הבסיסי, אתגרי יום המבחן, מתוארים.

פרוטוקול

הליך זה מחייב שימוש בבעלי החיים; נהלים אלה אושרו על ידי אוברלין המכללה המוסדי הטיפול בבעלי חי ועדת שימוש והנם בהתאם למדריך לטיפול והשימוש בחי המעבדה ^46.

.1 מכשירי 5CSRTT

1. סכמטי של מנגנון 5CSRTT מסופק באיור 1.
   1. מנגנון 5CSRTT מורכב מתא אופרנטית אוויר (30.5 x 24.1 x 29.2 סנטימטר) עם 2 הצדדיים פרספקס, ורצפת רשת נירוסטה.
   2. הקיר קדמי אלומיניום מעוגל, וכולל חמישה פתחים לדחוף את האף של (2.5 x 2.2 x 2.2 סנטימטר כל אחד); כל צמצם מצויד בדיודה אור (LED) ובחיישן אינפרא אדום מסוגל לזהות את הכניסה של האף של החולדות.
   3. הקיר אחורי אלומיניום מכיל את מגזין האוכל; זה מחובר למתקן גלולה, והוא מצויד עם חיישן אינפרא אדום וincandescen קטןt אור.
   4. אור בית ליבון, מסוגל מאיר את כל החדר מודבק בחלק העליון של הקיר האחורי.
2. בית מנגנון 5CSRTT בתוך מאוורר, נשמע קאמרי תניה אופרנטית מוחלשת.
3. השתמש במחשב PC לשליטה בתא אופרנטית ולאסוף נתונים.

.2 שיכון בעלי החיים והכנה

1. הנוהל מחייב שימוש בחיות ניסוי; לקבל אישור מהוועדה המוסדית הטיפול בבעלי חיים והשימוש (IACUC) לפני תחילת כל ניסויים.
2. חולדות בית בזוגות.
   1. לשמור על חולדות במחזור 14:10 אור / חושך (אורות בשעה 7:00) בחדר עם טמפרטורה קבועה של 22 ± 1 ° C.
   2. לאפשר חולדות גישה חופשית לבעוד מים בכלובים בביתם, אבל אוכל להגביל אותם.
   3. מזון להגביל חולדות ל85-90% ממשקל ההאכלה החופשית שלהם יומיים עד חמישה ימים לפני תחילתו של אימון מגזין ולאורך כל אימון ובדיקת 5CSRTT. להאכיל את החולדות לאחר אימונים יומיים ולשקול אותם מדי יום כדי לוודא שהם עולים במשקל (~ 5 גר '/ שבוע).

.3 5CSRTT נוהל

1. שיקולי הדרכה הכללי 5CSRTT
   1. חולדות רכבת בזמן סטנדרטי של יום מינימום של 5 ימים בשבוע; אימון מתרחש על פני שלבים רבים (ראה טבלה 1) ולוקח כמה שבועות.
   2. חולדות רכבת ובדיקה באותו החדר אופרנטית (ראו סעיפים 3.2-3.5 להלן); סטיות קטנות בסביבה של החולדות יכולות להשפיע על הביצועים שלהם.
   3. בסופו של כל מפגש נקי כל המשטחים של החדר עם מים המכילים נתרן היפוכלוריט חומר חיטוי (או חומר חיטוי אחר לאחר התייעצות עם הווטרינר שלכם).
2. הדרכת מגזין
   1. להציג את כדורי סוכר (45 מ"ג) לחולדות בכלוב בבית שלהם לפני הפגישה הראשונה. זה ממזער neophobia ומבטיח חולדות RETכדורי סוכר rieve ממגזין האוכל.
   2. חולדות מקום בתא אופרנטית (אוהדים ב) עם חורי צמצם occluded. לאפשר חולדות להרגיל לחדר למשך 5 דקות.
   3. לספק שישים כדורי סוכר למגזין משני מרווח 20 שניות קבועות (20-FI, יום 1) לוח זמנים או לוח זמנים FI-30 (יום 2).
      הערה: houselight יכול להישאר מואר למשך הפגישה ומגזין האור צריך להיות מוארת עם מסירת גלולה ויכולה להישאר מוארת עד גלולה מאוחזר.
   4. בסופו של פתק הפגישה אם כדורי סוכר נצרכים; להמשיך באימונים לפחות 2 ימים או עד שכל כדורים שנצרכים.
3. הדרכת 5CSRTT
   1. איור 2 מספק סכמטי של ניסוי 5CSRTT יחיד.
   2. מניחים כל חולדה בחדר אופרנטית עם אוהדים ב. לאפשר חולדות להרגיל לחדר למשך 5 דקות.
   3. בתום תקופת ההתרגלות, להאיר את מגזין האור ולספק oגלולה סוכר ne. המשפט הראשון מתחיל כאשר גלולה זו מאוחזר.
   4. בגין כל ניסוי עם מרווח בין משפט (ITI) שבמהלכו רק אור הבית מואר. בסופו של ITI, פסאודו אקראי להאיר אחד מאורות הצמצם למשך הגירוי שנקבע. לאפשר זמן החולדה להגיב למצגת הגירוי; זמן העכברוש מותר להגיב הוא האחיזה המוגבלת (LH).
   5. תגובות לדחוף את האף של לתוצאת הצמצם המוארת במסירה של גלולה סוכר למגזין והתאורה של מגזין האור; תגובות כאלו נחשבות תשובות נכונות. לכבות את אור המגזין וליזום את המשפט הבא על שליפת גלולה.
   6. תגובות לדחוף את האף של אל פתחים חשוכים (תשובות שגויות) וכישלונות להגיב בתוצאת LH (השמטות) בפסק זמן (TO). לכבות את houselight במהלך TO. לסמן את תחילתו של המשפט הבא בסוף על ידי מאיר houselight.
   7. ציון תגובות לדחוף את האף של בITI כתגובות מוקדמות; להעניש את התגובות הללו עם תקופה ל. תתחדש באותו המשפט לאחר שלנגרם על ידי תגובה מוקדמת.
   8. בסופו של כל מפגש לאחר 90 ניסויים או 30 דקות, מה שיבוא קודם.
   9. עבור השלב הראשון של הכשרה להגדיר את משך זמן גירוי ל30 שניות, LH ל30 שניות, ITI ל2 שניות ושניות ל2. להתאים את הפרמטרים האלה על פני אימון באופן שמשך הגירוי הוא 1 שניות וLH, ITI ולכל 5 שניות (ראה טבלה 1). הזז חולדות לשלב האימון הבא ברגע שהם הגיעו לקריטריוני ההכשרה שהציע. חולדות מבחן אחרי שהם מפגינים ביצועים יציבים בשלב הסופי.
      הערה: חולדות ספראג-Dawley בדרך כלל להגיע לביצועי קריטריון (~ דיוק 65%, <מחדלי 20%) בתוך 4-8 שבועות אם הוכשרו 5 ימים בשבוע. זנים שונים של חולדות לעומת זאת, יש להם יכולות שונות כדי לבצע את המשימה. לדוגמא, חולדות יסטר סלעית יכולות להגיע לרמות גבוהות שלדיוק (> 80%) עם פחות השמטות (<20%) באמצעות משך זמן קצר גירוי (0.5 שניות) (לדוגמא, בארי et al, 2008;.. מזרע ומואר, 2001). מומלץ כי חוקרים להתאים את הפרמטרים גירוי וביצועי קריטריון כדי לשקף זן של חולדה (או עכבר) משמש.
4. 5CSRTT בדיקה
   1. חישוב ביצועים בסיסיים (% דיוק, השמטות%, תגובות מוקדמות) על ידי חישוב ממוצע ביצועים בכל אמצעי על פני 3-5 המפגשים האחרונים (ראה להלן). להשתמש בנתונים אלה כדי לחלק חולדות לקבוצות (אם נדרשו), או כנקודת ההתחלה של חולדות בודדות.
   2. השתמש באתגרי יום מבחן (טבלה 2) לעוד יותר התנהגות בדיקה.
   3. עבור בתוך עיצובי נושאים, intersperse אימונים עם הפעלות אתגר ביום בדיקה.
      הערה: אתגרי יום מבחן ניתן להשתמש כדי להשלים את הבדיקה של התנהגות על עצם את המשימה סטנדרטית. מניפולציות אלה יכולים לגלות שינויים עדינים בהתנהגות שאינם נראות לעין לאחר נרחבהדרכה על המשימה ו / או סטנדרטית לשמש כדי להשיג הבנה טובה יותר של הטבע של גירעון ביצועים.
5. מודד את ביצועי 5CSRTT
   1. השתמש במחשב כדי לחשב מדדי ביצוע.
   2. דיוק של להגיב (% דיוק): מחלקים את מספר התשובות הנכונות על ידי הכולל של תשובות נכונות ולא נכונות. זהו המדד העיקרי של תשומת לב.
      [תשובות נכונות # / (תשובות נכונות # + # תגובה שגויה)] x 100
   3. השמטות: מחלקים את מספר הניסויים שבי החולדה לא הגיבה במספר הכולל של ניסויים הושלמו. השמטות% יכולות לשקף את תשומת לב, אבל גם יכולות להיות מושפעת על ידי תרופות הרגעה, מוטיבציה ויכולת המוטורית, וכך הפרשנות של מחדלים תלויים במדדי ביצוע אחרים.
      [# מחדלים / (# מחדלים + # + # תשובות נכונות תשובות לא נכונות)] x 100
   4. תשובות נכונות: מחלקים את מספר התשובות הנכונות במספר הכולל של comp ניסוייםleted.
      [תשובות נכונות # / (# מחדלים + # + # תשובות נכונות תשובות לא נכונות)] x 100
   5. תגובות שגויות: מחלקים את מספר התשובות שגויות במספר הכולל של ניסויים הושלמו.
      [# תשובות שגויות / (# מחדלים + # + # תשובות נכונות תשובות לא נכונות)] x 100
   6. תגובות מוקדמות: קבעו את מספר התגובות שבוצעו במהלך ITI. זהו המדד העיקרי של התנהגות אימפולסיבית.
   7. תגובות חוזרות של: קבעו את מספר התגובות לדחוף את האף של לתוך כל צמצם אחרי העכברוש הפך תשובה נכונה אבל לפני שליפה של גלולה הסוכר. זהו מדד של התנהגות כפייתית.
   8. ערכי מגזין: קבע את מספר התגובות לדחוף את האף של למגזין. זהו מדד של מוטיבציה.
   9. חביון כדי לתקן תגובה: חישוב הזמן הממוצע מהופעת הגירוי לתגובה נכונה; מידה של מהירות עיבוד וקבלת החלטות.
   10. מאוחרncy לתגובה לא נכונה: חשב את הזמן הממוצע מהופעת הגירוי לתגובה לא נכונה; מידה של מהירות עיבוד וקבלת החלטות.
   11. Reward אחזור Latency: חשב את הזמן הממוצע לחולדה כדי לאחזר את הפרס גלולה סוכר; יכול לשקף את המוטיבציה.

תוצאות

מניפולציות של 5CSRTT שתשומת לב Probe חזותי-מרחבים

גישה אחת לשינוי דרישות הקשב של המשימה היא לשנות את משך הזמן של הגירוי. כמשך הגירוי יורד,% דיוק יורד (איור 3 א) וגידול מחדלי% (איור 3; מותאמים מ12). כך משכי גירוי קצרים יותר להגדיל את דרישות קשב של המשימה ומשכי זמן גירוי עוד להקטין את דרישות קשב של המשימה. שינוי משך הגירוי אינו מהימן משפיע מוקדם להגיב, וזמן תגובת ת...

דיון

5CSRTT היא משימה בשימוש נרחבת על מנת להעריך את תשומת לב ושליטה בדחפים במכרסמים. תשומת לב נמדדה לרוב על ידי דיוק של להגיב ^1,7,10. בגלל דיוק של תגובה אינו כולל השמטות וכי שני תשובות הנכונות ולא נכונות יש את אותה דרישת תגובה (כלומר., האף לתקוע בצמצם), דיוק אינו מושפע מהיכולת של תנועה, מוטיבציה או הרגעה. גם מחדלי% יכולים לשמש כמדד לתשומת לב משום שמכרסמים מאומנים היטב לעתים קרובות לעכב תגובה ולא 'לנחש' אם הם אינכם בטוחים שהחור היה מואר במשפט מסוים <...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
חבילת תא קיר עם חמישה חורים	Med-Associates	MED-NP5L-D1	לחלופין, ניתן להשתמש בחבילה הסטנדרטית (קטלוג #:MED-NP5L-B1) Deluxe
Dustless Precision Pill	Bio-Serv	F0021	45 מ"ג מטוהר