הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

מבחן הערנות Psychomotor המכרסם (rPVT): שיטה להערכת ביצועי נוירו-התנהגותיות אצל חולדות ועכברים

11.9K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/54629

⸱

29 בדצמבר 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

במאמר זה

סיכום

גרסת חולדה של מבחן ערנות Psychomotor אדם (PVT) מתוארת מודד היבטים של תשומת לב דומים לשיעורים שנמדדו עם PVT האדם, כולל היבטים של ערנות אדם כגון דיוק ביצועים, מהירות מנוע, מוקדם להגיב, ובפערים בדום.

תקציר

מבחן ערנות Psychomotor האדם (PVT) הוא הליך בשימוש נרחב למדידת השינויים עייפות קשב מתמשך. המאמר הנוכחי מתאר גרסה מכרסמת של PVT-שמכונה "rPVT", כלומר מודד היבטים דומים של תשומת לב (כלומר, דיוק ביצועים, מהירות מנוע, מוקדם להגיב, ובפערים בקשב). הנתונים מוצגים הממחישים הן בטווח הקצר והן התועלת ארוכת הטווח של rPVT כאשר מועסק עם חולדות מעבדה. חולדות בקלות ללמוד את rPVT, ולמידה כדי לבצע את ההליך הבסיסי לוקח פחות משבועיים של אימונים. רכש פעם, מופעי עכברוש rPVT להראות רמה גבוהה של דמיון מדדי ביצוע אותם ב PVT האדם, כולל דמיון, כשלי לב, זמני תגובה, decrements ערנות לאורך זמן הפעלה (כלומר, האדם "זמן-On- משימה "אפקטים), ואת מרווח גירוי-תגובה (RSI האפקט) תאר עבור בני אדם. כך rPVT יכול להיות כלי בעל ערך רב בבחינת ההשלכות של מגוון רחב של משתנה על קשב מתמשך די דומה הופעות PVT אנושיות, ולפיכך יכול להיות שימושי עבור פיתוח טיפולים חדשניים עבור תפקוד נוירו-התנהגותיות.

מבוא

מבחן הערנות פסיכומוטורי האדם (PVT) הוא בשימוש נרחב, כלי היטב תוקף למדידת ערנות ותשומת לב מתמשכת אצל בני אדם, פותח במקור על ידי Dinges et al. 1-3 להערכת יציבות זמני תגובה ותשומת לב (למשל, טעויות מבחינת תגובות ובפערים מוקדמים בקשב), הוא בתוך הפעלות בהכללות ועל פני זמן בתוך מפגשים אישיים. במהלך השנים, PVT האדם כבר שינוי ומעודכן 4-11 כדי לעקוב אחר שינויים זמניים לב היבטים שונה, הודגם להיות רגיש לשינויי מניעת שינה ועייפות, ומושפע שימוש בסמים בגיל הנושאים 12 , 13. PVT היא תהליך פשוט לכאורה שבה נושא בקצרה נוגע מסך כאשר גירוי (בדרך כלל להציג מספר LED) מופיע באופן אקראי בזמן, בדרך כלל לאחר 2 - 10 s. בגרסה האנושית, תצוגת המספר מוגדלת ב- MS ועצרה כאשר tהוא המסך הוא נגע, וכך הוא גם מבטא את זמן התגובה של הנבדק (RT). ירידות ערנות מסומנים על ידי 1) האט זמני תגובה, 2) עלייה נסיגות (המכונה "טעויות של השמטה" בספרות האנושית, ובדרך כלל מוגדר RTS כי הם> 500 ms אורך), ו -3) עלייה בתגובה מוקדמת (המכונה "טעויות של הוועדה" או "התחלות כושלות" בספרות האנושית). אמצעים אחרים ניתן להשיג גם עם PVT לבחינה משתנית כגון הבדלי מין וגיל; עבור סקירה של אמצעים אלה, ראה Basner ו Dinges 4. לבסוף, PVT הועסק באזור הכללי של הערכת סיכוני אדם, ויש בו נעשה שימוש בהצלחה תחת מגוון רחב של תחומי פעילות הכוללים צבא, תעשיות התעופה ותחנות רכבת, כמגישי עזרה ראשונות, וסביבות קיצוניות כגון משימות אקסטרים הסביבה של נאס"א תפעול (NEEMO), פרויקט מאדים 500 בינלאומי 14, ועל הבינלאומי SPACתחנת דואר (ISS). על ה- ISS, PVT נקרא "תגובת הבדיקה העצמית" ומועסק לספק לאסטרונאוטים עם משוב לעייפות הקשורה אישיות (למשל, שינויי RTS או כשלי לב).

PVT האדם כבר בשימוש במשך עשרות שנים, כמו שיש גרסות מכרסמות של משימות זמן תגובה פשוט (אשר דומות במקצת). זה כבר רק לאחרונה, עם זאת, כי עמיתו מכרסם ישיר PVT האדם דווח בספרות. כריסטי ועמיתיו תיארו גרסה של PVT אדם לחולדות, ודיווח ירידות ערנות בעקבות מניעת שינה 15,16. מחקרים אחרונים נוספים דיווחו גרסאות של rPVT 17-19. דוחות אלה תארו שינויי קשב מתמשך באי טכניקות מניעת שינה שונות; עם זאת, הנתונים ממחקרים אלה דיווחו גם רמות גבוהות של להגיב מוקדם (למשל, במקרים מסוימים, יותר מ -40% של המספר הכולל של responses); הופעות כאלה הן די שונים מכל מופעי PVT עם בני אדם. כזה הבדל גדול מכרסם לעומת הופעות אדם צפויות בשל הבדלים בפרמטרים מסוימים המועסקים במסגרת התפישה האנושית לעומת הגירסות המכרסמות של PVT; למשל, ואח כריסטי. המחקר העסיק משתנה 3 באקראים - foreperiod ים 7, בעוד PVT אדם בדרך כלל מעסיק 2 - foreperiod של 10 (למרות לראות Basner ואחות 5 עבור גרסה 3-דקות של PVT האדם המשתמשת 1 -. foreperiod של 4) . שימוש ערכי foreperiod קצרים יחסית לעתים קרובות יכול לגרום חיות "עיתוי" התגובות שלהם, וכך ניתן לקדם, באמצעות חיזוק בשוגג, גדל מספרם של תגובות מוקדמות, כמו דווח במחקרי rPVT המכרסם הנוכחיים.

הגרסה של rPVT המתואר כאן מבוסס על מאמר שפורסם בעבר שלנו 20, ומספק תיאור מפורט של טכניקות והליכים מעורבים. זה שונהמהגירסות שפורסמו בעבר של rPVT ב אחד מאלה: 1) חולדות אומנו עם ערכי foreperiod משתנים של 3 - 10 שניות, ו -2) חולדות נאלצו להגיב במהירות, שכן תגובות רק בתוך חלון תגובה קצרה (המכונה גם "רישיון מוגבל להחזיק ") בעקבות הופעת הגירוי תוגברו (1.5 s במחקר הנוכחי; 3.0 s בגרסות שפורסמו הקודמות של rPVT). באמצעות שינויים אלה, כמו גם פסקי זמן קצרים עבור שגוי להגיב הביא לרמות גבוהות יותר של שליטת גירוי, כפי שצוין על ידי שיפורים משמעותיים דיוק הרמות נמוכים של להגיב מוקדם. הדו"ח הנוכחי מתאר גם שינויים צפויים במשתני ביצועים (למשל, נסיגות בקשב, RTS) מקבילות לאלו לראות בבני אדם כאשר ערנות בחינת decrements 21, וכאשר בוחנים למדד ביצועים אחרים לרבות האדם "זמן על משימה" אפקט ואת המענה מרווח גירוי (RSI), לפיה הוא ציין PVT אדם 22.

הגרסה הסופית של rPVT המתואר כאן מתחילה להדליק אור בית (ראה איור 1). לאחר הפוגה משתנה (foreperiod) של 3 - 10 שניות שחולף, המפתח-לדחוף את האף מואר לכל היותר 1.5 s. (כדי להבטיח חלוקה שווה של משכי foreperiods, ערכים נוצרים באופן אקראי ללא החלפה מתוך רשימה של 36 ערכים אפשריים כי נעו בין 3 ל 10 שניות, מבוססים על 200 במרווחי ms.) תאורת מפתח nosepoke היא האות בעל חיים להגיב, תגובה המתרחשת בין 150 ל -1,500 ms בעקבות הופעת האור מתחזק עם גלולה של 45 מ"ג. לאחר תגובה מזוינת, הוא לאור המפתח לדחוף את האף ואת האור בבית כבוי וכן מרווח 1 של בין משפט (ITI; אור הבית כבוי) מתפתח. אף-ונועץ לפני הופעת אור לייצר פסק זמן של 8 (TO) מן האפשרויות ניסיון כי הוא אותת על ידי כיבוי האור בבית. אם אין תגובות להתרחש בתוך 1.5 מילי היםחלון ponse, הוא לאור nosepoke ואור הבית כבוי, ו- 1 של ITI מתפתח. שווי foreperiod המתוזמן הבא עבור משפטו מתחיל לאחר גם את ITI 1 s או 8 S כדי, לפי התרחש במהלך המשפט מראש. הפעלות אלה מבוצעות מדי יום (5 ימים / שבוע), בדרך כלל מורכב של כ -200 ניסויים, ולסיים לאחר 30 דקות. התוצאה עם כל ניסוי בעל משך של כ 7.5 s, בממוצע.

בעיצוב ביצועי בסיס יציב על rPVT מושגת על ידי 1) בתחילה התאמת עכברוש לקחת כדורי מזון מתוך מגש אוכל בבית הבליעה, 2) יד בעיצוב עכברוש להגיב על מפתח לדחוף את האף על ידי חיזוק קירובים רצופים לגמר אף לתקוע בתגובה, ו -3) ניצוח הפעלות יומיות שם הפרמטרים של הליך rPVT (כלומר, foreperiod, ITI, TO, ופעמי מפתח תאורה) מותאמות באופן מדורג על פני מושב, תלוי כמה טוב בכל עכברוש מבצע במהלך כל מושב (מתואר בפירוט בהמשך).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

טיפול בבעלי חיים מעבדה היה פי השירות לבריאות הציבור (PHS) מדיניות על טיפול אנושי ושימוש בחיות מעבדה. כל הנהלים בוצעו בהתאם קפדנית עם ההמלצות מדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה של המכון הלאומי לבריאות בארה"ב. ועדת טיפול בבעלי חיים מוסדיים השתמש של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס אישרה את פרוטוקול וכל ההליכים. ג'ונס הופקינס גם שומר ההסמכה של התוכנית שלהם על ידי האגודה למען הערכה וההסמכה של טיפול בבעלי חיים מעבדה (AAALAC).

1. בעלי חיים

  1. השתמש זכר בוגר חולדות לונג אוונס (כ 10 - 12 שבועות בתחילת אימון התנהגותי), אם כי זנים אחרים מתאימים, כולל חולדות טהורות.
  2. בהגיעכם המושבה, חולדות בבית ביחידים ב caging אשרה וחדרים, בשל מגבלת מזון צריכות כמתואר להלן. לאקלם חיות למצב הדיור וכן בטיפול במשך מספר דays לפני שתתחיל בהליך הגבלת מזון (כ 7 ימים).
  3. ספק כרצונך צ'או עכברוש עבור 1 - 2 שבועות כדי לאפשר חולדות כדי להשיג משקל "חופשי-האכלה". לאחר במשקל זה, להגביל את גישת מזון להפחית משקולות של החולדות, מעל 1 - 2 שבועות, עד 85 - 90% ממשקל האכלה חינם. לשמור על חיות ב 85 - 90% של משקולות ההאכלה שלהם במהלך אימון התנהגותי ובדיקה. התחל עם 15 - 18 גרם של מזון ליום ולהתאים סכום זה מבוסס על האם או לא שיעור הוא שמירה על משקל היעד שלה.
    הערה: הגבלת מזון בדרך כלל דורשת אישור של ACUC המוסדי של אחד או גוף מפקח אחר לפני תחילת ההגבלה.
  4. לשקול בעלי חיים מדי יום ולהקליט את המשקל על גיליונות במשקל. ודא במשקל נעשה באותו הזמן על אותו הסולם בכל יום לפני תחילת כל אימון התנהגותי או האכלה.
    הערה: רק להתחיל pretraining (להלן) כאשר החיות ישמושגת משקולות היעד שלהם. פרקטיקה זו מאפשרת תיקונים מיידיים כמויות מזון לבעלי חיים כי הם או מתחת או מעל משקולות היעד שלהם. הוא גם מספק שיטה כדי לקבוע אם חולדות שמירת משקולות במרווחים של 24 שעות. כמו כן להימנע במשקל חולדות בזמנים שונים של היום; זה יגרום הבדלים דרמטיים במשקל, האכלות שגויות, ומופעים התנהגותיות עניים.
  5. לספק מים טריים בכל עת בכלוב בבית על ידי שימוש בקבוקי זכוכית או פלסטיק עם צמרות פקק גומי וצינורות קשית.
  6. כאשר הפגישות אינן נעשות (למשל, סופי שבוע, חגים), להאכיל את החולדות ההקצאה הרגילה שלהם של צ'או עכברוש לשמור על יציבות במשקל. לשקול חולדות כדי לקבוע אם אוכל יותר יש צורך לשמור על משקל בזמנים אלה.

ציוד 2. ותוכנה

  1. משתמש בתאי אופרנטית מודולרי תקניים מצוידים מפתח לדחוף את אף אחד, אור בבית, מנפק גלול (כלומר, מזין).
  2. מניח את המפתח לדחוף את האף מודולרית משני צדי מנפק הגלולה במיקום המרכזי; להבטיח כי מיקום זה נשאר קבוע בתאי אופרנטית אחרים בין מחקרים שונים. כאן, מפתח האף לתקוע הוא בצד השמאל של המנפק הגלול.
  3. מניח את האור בבית מודולרית גבוה על הקיר האחורי של החדר כדי לא להפריע התנהגויות אחרות.
  4. השתמש עכברוש כדורי מזון (למשל, כדורי 45 מ"ג נויס או דומה) לחיזוק. המודל המזין קובע גודל גלולת מזון, אבל רוב ניזונים החולדה להשתמש כדורי מזון 45 מ"ג (ניזונים עכבר בדרך כלל להשתמש כדורי מזון 20 מ"ג). השתמש כדורי צ'או סטנדרטיים, אבל כדורי אחרים ניתן לרכוש (למשל, סוכרוז) מניפולציות ניסיוניות שונות.
  5. בקרת גירוי מצגות, תשומות בתגובה לדחוף את האף, משלוח חיזוק, ואיסוף נתונים באמצעות ממשק המחובר למחשב. צור המחברים לקבלת מידע ספציפי על תוכניות התנהגותיות בכתב עםשפת תכנות אשר עוצבה במיוחד עבור בדיקות התנהגותיות (ראה טבלה של חומרים ריאגנטים).
    הערה: חשוב להקליט משתנים בלתי תלויים ותלויים משפט אחר משפט בסיס, כוללים סוגי תגובת החיות (למשל, תשובות נכונות, תשובות מוקדמות, מתגעגעים), חביון התגובה, ומספר הניסויים שהוצגו. בעת שימוש זנים שונים, מינים או מינים, משתנה אלה ניתן לשנות בקלות על מנת למקסם את האימון כמעט בכל סוג של מכרסם.

3. Pretraining

  1. הקצאה כל חיה אל חדר אופרנטית שבו ייבחן בכל יום, בערך באותו הזמן של יום, לאורך כל הניסוי.
  2. לשקול את העכברוש ולמקם אותו החדר אופרנטית הספציפי שלה עם כופתיות מזון המנפק הגלול. מניחים 10 - 20 כופתיות מזון קיבול עבור החולדה לאכול.
  3. לקבלת pretraining, להגדיר את הפרמטרים הבאים לערכים נמוכים, קבועים:ערך foreperiod = 2 s, ערך timeout = 2 s, בהמתנה מוגבלת = 10 שניות.
  4. הפעל את תכנית המחשב כדי לשלוט מצגת של אור הבית, תאורת מפתח nosepoke, ומסירת גלולת מזון אוטומטית.
    הערה: זה הכי טוב שיש תכנית התנהגותית מוגדרת לרמה המאפשרת תגבורת תכופה עבור רוב התגובות המיוצר על ידי בעלי החיים, כגון שהמפתח לדחוף את האף מואר למשך ארוך יחסית (למשל, 10 שניות) . זה מגדיל את הסבירות כי החולדה לתקוע את המפתח בזמן שהוא מואר, וכתוצאה מכך המשלוח של חיזוק מזון על ידי תוכנת המחשב.
  5. לאחר העכברוש מסיים את כדורי מזון, להתחיל את תהליך העיצוב על ידי חיזוק חולדת בבואת קיבול מזון או על המקש לדחוף את האף. כאן, באופן ידני לעצב בכל עכברוש, כלומר נסיין שעוני ההתנהגות של החולדה (על ידי השאיר את צליל הפחתת דלתות תאים פתוחים) ומספק כדורי ממזיןמהר ככל האפשר לאחר העכברוש פולט את ההתנהגות הרצויה. לספק כדורים מן כפתור על המזין עצמו, דרך מתג ידני כי מחווט למזין, או דרך תוכנת המחשב משמשת לשליטה על למקרים התנהגותי ידי הלחיצה על הפלט המתאים על הממשק.
  6. בשיטה בעיצוב ידי קירובים רצופים, לספק חיזוק מזון עבור שינויים בהתנהגות שאינם קירובים רצופים להתנהגות הרצויה הסופית 23. לדוגמה, פעם החולדה מאחזרת כדורי מזון מהימן משקע מזון, להתחיל חיזוק התנועה היחידה כלפי או סביב המפתח לדחוף את האף, וכבר לא לחזק גישות קיבול למזון. הנה, חולדות צורה לנוע שמאלה לאחר אחזור גלולה מזון, מאז המפתח לדחוף את האף ממוקם בצד שמאל של קיבול המזון בתאי אופרנטית.
    הערה: למרות הנסיין מספק חיזוקי מזון במהלך תחילת pretraining, תוכנת המחשב עדיין פועל ושליטה על האור בבית, מפתח nosepoke, ומזין. אם חולדה דוקרת את המפתח, תוכנת המחשב תחזק את זה באופן אוטומטי. התנהגויות מחוזקות הנסיין הן רק אלה מובילים החולדה לתקוע את המפתח המואר, כגון מרחרח את המפתח או סביבו, הזזת הראש ליד המפתח או כלפיה, וכו.
  7. לקבוע את כמות המזון שנצבר במהלך פגישת pretraining ידי ספירת המספר של כדורים נמסרו באופן ידני בתוספת כדורים נמסרו באופן אוטומטי על ידי תוכנות מחשב (כלומר, כדורים נמסרו כי החולדה בטשה המפתח המואר). להכפיל את המספר הזה על ידי 0.045 גרם לקבוע מזון שהורווחו (למשל, 30 כדורי x 0.045 גרם = 1.35 גרם).
  8. ותיפטר ולמקם אותו חזרה לכלוב בבית שלו. פחת, ביד, את כמות המזון הרוויחה (ראה 3.7) בפגישה התנהגותית מן הקצאת המזון היומית של החולדה. להאכיל את שארית הקצאת מזון החולדה לאחרהאימון ההתנהגותי. Feed לכל הפחות 30 דקות לאחר סיום הפגישה התנהגותי כדי להימנע חיזוק מזון כלוב הביתה מיד לאחר פגישות פרודוקטיבי.
  9. נקה את החדר אופרנטית יומי עם חומר חיטוי עדין (למשל, סבון ומים). השתמש 70% EtOH במשורה, בהתחשב בעובדה שזה יכול להזיק לתאי אופרנטית. בדוק את מפתח אף לתקוע יומי כדי לשמור על מצב עבודה תקין ונקי עם חיטוי בעת צורך, שכן מפתח שנדבק או ננעל במקום ישבש ההופעה של חיה אם לא יתוקן במהירות.
  10. צורה בכל עכברוש בדרך זו עד החולדה פולטת 40 - 50 מחוזק מחשב נכון (לא באופן ידני או הנסיין מחוזק) תגובות על המקש המואר, מאחזר כל גלולת מזון, וחוזרת ודוקרת את המפתח לדחוף את האף ללא עיצוב נוסף. בדרך כלל, חולדות דורשות כ 2 - 3 מפגשים של 30 דקות כדי להגיע קריטריונים אלה (ראה איור 2).
    הערה:אספקה ​​ידנית של כדורי מזון אינה נחוצה אחרי החולדה מהימנה היא דוקרת את המפתח וקבלה חיזוק מזון נמסר על ידי תוכנת המחשב.

4. הדרכה rPVT

  1. לאחר בצורה, להתחיל החולדה במרווח קבוע, קצר יחסית foreperiod ו לשווי (למשל, 2 ימים) על יום 30 דקות הבא עד העכברוש משלים 8 מתוך 10 מחקרים נכונים. עבור כל המחקרים הללו במהלך האימון, להאיר את המפתח לדחוף את האף למשך פרק זמן ארוך מספיק בשביל חולדה לעשות תשובה. כאן, לשמור על המקש המואר במשך 9 שניות; חלון תגובה זו נקרא גם את האחיזה המוגבלת (LH).
  2. השתמש זמן קצר יחסית חוצה (TO; למשל, 2 ימים) כעונש על תגובות מוקדמות, או להגיב לפני הארת המפתח לדחוף את האף. במהלך TO, חולדות אין הזדמנות להרוויח מזון. כאן, TO וערך foreperiod הם למשך אותו פרק זמן במהלך האימונים הללו ושינוי באותו קצב.
  3. לאחר העכברוש משלים 8 מתוך 10 מחקרים נכונים, להגדיל את foreperiod ו TO ב -0.1 שניות (כלומר, ל -2.1), תוך קיצור LH ב -0.1 שניות (כלומר, ל -8.9). עדיף להשתמש בתוכנית מחשב שיכול באופן אוטומטי לבצע התאמות אלה במהלך הפגישה.
    הערה: בעת אימון עכברים על rPVT, דרך ארוכה יותר ITI מועסק מאז עכברים דורשים זמן רב יותר כדי לצרוך כדורי מזון. הנה, להשתמש 30 של ITI לאימונים ובדיקה C57BL / 6J זכר. בנוסף, מאז עכבר רשאי לשקול ~ 20 גרם, זה יצרוך כדורי משמעותי פחות במהלך פגישה. לכן, לקצר מפגש אופייני בכך בסופו של דבר כאשר לכל היותר 50 כדורים הם הרוויחו; הקריטריון להגדלת foreperiod ו TO משתנה גם להיות 4 מתוך 5 ניסויים נכונים לפני הגדלת foreperiod ו TO ב -0.1 שניות.
  4. לאחר פגישת 30 דקות נגמרה, להקליט את foreperiod הסופי העכברוש הגיע במהלך האימון עצמו (למשל, 4.2 שניות), בין אם בתורpreadsheet או ביד על גיליון נתונים, ואת כמות המזון הרוויחה, אשר מחושבת על ידי מכפלת מספר פעמי ניסויים נכונות 0.045 גרם (למשל, 100 ניסויים נכונים x 0.045 גרם = 4.5 גרם). פחת כמות האוכל הזה מן ההקצאה היומית של העכברוש ולהאכיל החולדה את המזון שנשאר בתוך הכלוב הביתה.
    ההערה: קבצי הנתונים היומיים להקליט את foreperiod הסופית אליה הגיעה בכל עכברוש. החישוב כדי לקבוע את כמות המזון שהורווחו הפגישה יכול להיעשות באופן אוטומטי על ידי תוכנת מחשב או ביד באמצעות המשוואה לעיל. מזון הרוויח מופחת ביד מכל חולדה ההקצאה המזון היומית.
  5. ביום למחרת, להתחיל את האימון 30 דקות עם foreperiod כי הוא 300 ms נמוך משווי החולדה שהסתיימה ביום במפגש הקודם. לדוגמא, אם החולדה הסתיימה בשעה 4.2 של הכינוס הזה מתחיל ב 3.9 שניות. המשך הגדלת foreperiod ב -0.1 s בתור העכברוש משלים 8 מתוך 10 מחקרים נכונים בכל foreperiod, uחולדות ntil להגיע foreperiod של 10 שניות. בדרך זו, חולדות יחוו את כל foreperiods אפשרי.
    הערה: כאשר חולדות להגיע foreperiod של 9.7 - 10 שניות, 'אל נשאר 8 ים ואת LH הוא 1.5 s.
  6. בסוף כל פגישה, לבדוק את הביצועים היומיים של העכברוש בתקופה זו על ידי בחינת אחוז הניסויים נכונים, ניסויים מוקדמים, והמפספס. חולדות בדרך כלל לשמור על ממוצע של 40 - 90% תשובות נכונות במהלך האימונים הללו, עם אחוז הממוצע הנכון בהתמדה על פני אימונים. הנה, לייצא את הנתונים היומיים עבור כל חולדת גיליון אלקטרוני מחשבת האחוזים האלה כדי לעקוב אחר ביצועי פגישות יומיים.
  7. לאחר העכברוש מגיע foreperiod של 10 שניות, להתחיל בהפעלת 30 דקות לאחר מכן הבאה עם foreperiods הציג במרווחי זמן אקראיים, החל foreperiods בין 7 - 10 s. ודא כי TO ו- LH להישאר 8 ו -1.5 שניות בהתאמה. הנה, תוכנת מחשב לשליטה על behavioraלמקרים l עובר אוטומטית מלהציג foreperiods עולה כדי foreperiods משתנה פעם בכל עכברוש מגיע 8 מתוך 10 קריטריון בבית של foreperiod 10.
  8. לאחר עכברוש מקיים לפחות 70% נכון עם foreperiods הציג באופן אקראי בין 7 - 10 שניות, לשנות את התוכנית כדי להציג foreperiods במרווחי זמן אקראיים, החל foreperiods בין 5 - 10 שניות. לבחון כל הביצועים היומיים של עכברוש במהלך הזמן הזה כי שינוי זה לעיתים קרובות קורה בתוך מושב.
  9. לאחר עכברוש שומרת 70% נכון, לשנות את התוכנית שוב להציג את הטווח המלא של foreperiods (3 - 10 שניות) במרווחי זמן אקראיים במהלך הפגישה 30 דקות. באופן דומה ל -4.8, לבחון כל הביצועים היומיים של עכברוש במהלך הזמן הזה כי שינוי זה לעיתים קרובות קורה בתוך מושב.
    הערה: תוכנת המחשב לשליטה התלויה התנהגותי באופן אוטומטי מבצעת שינויים אלה על סמך הביצועי בכל עכברוש (למשל, 4.7 - 4.9).חשוב רק כדי לבצע את השינוי 4.9 כאשר שיעור ההצלחה של עכברוש הוא גבוה (> 70% נכונים), מאז חולדות לעתים קרובות לאמץ את האסטרטגיה של מגיב באופן אקראי בזמן, במקום לחכות כראוי ולטפל הגירוי. אם חולדת ההצלחה של עכברוש נמוכה, לחזור על 4.7 - 4.9.
  10. עבור קריטריוני הרכישה, להגדיר את מופעי הבסיס יציבים כאשר, ב -4 מתוך 5 מפגשים יומיים בתוך שבוע, אחוז חולדות תשובות הנכונות 75% או יותר במהלך ואחוז התגובות המוקדמות הוא פחות מ -30%.

5. ניתוח נתונים עבור אמצעי מענה בסיסי

  1. כדי להעריך את ביצועים התנהגותיים במהלך רכישה, שימוש חוזר-אמצעי ANOVAs עם הגורם החוזר והנשנה של או מושב, זמן על משימת ערך, או Foreperiod ערך עבור כל מדד ביצועים כמתוארים להלן.
    הערה: כאן, המחקרים להשתמש בשני עיצובים התוך ובין-נושאים, שבו נשווה את כל החיות כדי o שלהםערכי בסיס wn לאחר תנאי ניסוי ולהשוות בחיות מעבדה לשלוט חיות הבאות באותו המניפולציה. כאשר ערכי בסיס ההתנהגותי יציבים מושגות, שימוש בתוך-נושאי עיצובים יגביל את מספר חולדות צורך.
  2. גדר תגובות מוקדמות כתגובות לפני הופעת אור המפתח או בתוך 150 ms הראשון של אור המפתח להיות על.
  3. גדר תשובות נכונות כתגובות עשו אחרי אור המפתח נדלקות, עם חביון מינימאלי יותר מ -150 ms, וכן חביון מקסימאלי של אורך חלון תגובה; כאן, 1,500 ms.
  4. גדר חטאות (או מחדלים) כמשפט שבו הנושא לא הסדיר את תגובה.
  5. הגדר latencies תגובה כמו הזמן שחלף (ב ms) מהופעת אור לדיכאון של האף לתקוע מפתח; המכונה גם זמן תגובה (RT).
  6. גדר ניסויים ליום את מספר התגובות מוקדמות פלוס תגובות בתוספת החמצות נכונות.
    הערה: הופעות PVT אדם, מיל מוקדמתponding ובפערים בקשב יכול להיות די נדיר, רוב החוקרים מדווחים לעתים קרובות רק את התדרים גלם בפועל של אמצעים אלה. עם זאת, זה אינו המקרה בהופעות עם חולדות. כדי לאפשר השוואות בין גרסאות שונות של rPVT בספרות, מדדי ביצוע של החולדות מוצגים כאן כאחוז ניסויים מוחלט. שימוש בתוכנת מחשב שיכול להקליט כל תווית של פריטים אלה על בסיס ניסוי על ידי ניסוי לניתוח שלאחר מכן היא מועדפת, שכן חולדות תשלמנה מעל 200 ניסויים לכל 30 מושב דקות ולעתים קרובות תעמודנה בקריטריונים לעבור צעד נוסף בהליך ההכשרה בתוך מושב.

6. מדדי ביצוע נוספים ממוחשבים

  1. במשך פגישה התנהגותיות 30 דקות, להגדיר נסיגות כתגובות נכונות שבו RT היה מאוחר יותר משעת תגובת פעמים הממוצעת עבור כל ההפעלה של עכברוש (נעשתה לאחר פגישה); גם כוללים ניסויים החמיצו בחישוב לשגות.
    לאTE: בשנות ה PVT האדם, מעידות בדרך כלל מוגדרים זמני תגובה (RT)> 500 ms 4. מכרסמים, עדיף לבצע השוואות-הוק פוסט לכל RT הממוצע של עכברוש - רכש מהניסוי-ידי משפט ניתוח שתואר לעיל - במקום להשוות אותם לערך סף, בשל השתנות RTS של חולדות פרט. שיטה זו דומה נסיגות בגרסאות שפורסם אחרים של rPVT 15,16. הנה ובגרסות שפורסם אחרות, מעיד גם כוללים ניסויים החמיצו (נסיגות = תגובות עם RTS> פעמים הממוצעות RT לישיבה, בתוספת חטאות) כי ניסויים החמיצו PVT האדם נרשמים נסיגות, כמו גם.
  2. לקבוע את שיעור אזעקת השווא המוערך על ידי חישוב אחוז התשובות המוקדמות המתרחשות במהלך 3 בפועל - ים מרווח 10 כאשר גירוי יכל להופיע.
    הערה: צעד זה משתמש משנה של תגובות מוקדמות המתרחשות רק במהלך זמן כאשר הגירוי יכול להתרחש,כלומר, תגובות מוקדמות המתרחשות בתוך 3 - 10 s foreperiod חלון. צעד זה אינו כולל תגובות מוקדמות לפני 3 s כי אור הגירוי לא יהיה מואר במהלך אותה התקופה. כאן, משנה זו של תגובות מוקדמות ממוינת באופן אוטומטי מכל התגובות המוקדמות בתכנית מחשב גיליון אלקטרוני.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

הופעות Baseline עכברוש rPVT

עם הפרמטרים המפורטים כאן, 86.7% מ -122 חולדות זכרים הגיעו פרמטרי rPVT הסופיים בתוך ממוצע של 9.0 (SD = 10.13; n = 122) הדרכות אוטומטי מחשב (מתוארות 4.1 - 4.9 הדרכת rPVT; מניסיוננו, רק כ -2% של חולדות לא לרכוש את rPVT). באמצעות המתודולוגיה הנוכחית, חולדות בממוצע נכונות 73.4% להגיב, 18.6 נסיגות% בקשב, ו -10.6% מוקדמים להגיב במ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

המתודולוגיה המתוארת להלן תוצאות בהופעות rPVT בחולדות כי להשוות לטובה בהיבטים רבים לביצועי PVT הטיפוסיים מהמדווח בספרות האנושית. תוך שימוש בטכניקות ההווה, אחד יכול לאמן חולדות במהירות לבצע את rPVT, והמופעים שהושגו עם טכניקות אלו מאופיינים הבחנות ברורות (כלומר, רמות גבוהות של נכונה להגיב, רמות נמוכות של השני מוקדם להגיב נסיגות). יתר על כן, הפצות זמן תגובה שהושגו עם rPVT הן די דומות לאלה שראו בבני אדם בביצוע PVT 12 (ראה איור 5), כמו גם את התדרים ש...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

מחקר זה נתמך על ידי נאס"א (NNX15AC17G ל-CMD), ועל ידי הסכם שיתוף הפעולה של נאס"א NCC 9-58 (E000010 ל-CMD, NBPF02802 ו-NBPF04201 ל-RDH) עם המכון הלאומי למחקר ביו-רפואי בחלל.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
תא אופרנטי חולדה מודולרי עם רצפת רשת נירוסטהMed AssociatesENV-008Med Associates Inc.
PO Box 319
St. Albans, Vermont 05478,
USA
טלפון: (802) 527-2343
תא הנחתת קול Med AssociatesENV-022MDבתים תא אופרנטי חולדה
תאורת בית לחולדהMed AssociatesENV-215M
מפתח תגובת אף חולדה בקוטר 1 אינץ'Med AssociatesENV-119M-1
שקע גלולה, סוג שוקתMed AssociatesENV-200R2M
מתקן גלולות מודולרי לחולדה, 45 מ"גMed AssociatesENV-203M-45
PCI חבילת הפעלה עבור עד 8 תאים אופרנטייםMed AssociatesMED-SYST-8
SmartCtrlMed AssociatesDIG-716P1מספר קטלוגי זה כולל 8 יציאות ו-4 כניסות, שהוא המינימום הדרוש להפעלת ה-rPVT; ניתן לרכוש את SmartCtrl גם עם 16 יציאות ו-8 כניסות לגמישות רבה יותר
תוכנת Med-PC IVMed-AssociatesSOF-735
PC עם חריץ לכרטיס PCIכל יצרן (למשל , Dell)השימוש בחבילת ההפעלה PCI דורש מחשב עם חריץ לכרטיס PCI. מערכות המשתמשות ב-PCIe זמינות. צור קשר עם Med Associates לפרטים.
כדורי דיוק ללא אבק 45 מ"ג דיאטה מבוססת דגנים מכרסמיםBio ServFO165Bio-Serv
One 8th Street, Suite 1
Frenchtown, NJ 08825, USA
טלפון: (800)-996-9908;     כדורי צ'או סטנדרטיים נמצאים בשימוש נפוץ. ניתן לרכוש כדורים שונים (למשל , סוכרוז) מ-Bio Serv.
מחשב

מקורות

  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).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

הערכת ביצועים נוירו-התנהגותיתמדידת קשב מתמשךאימון בתא אופרנטיחיזוק באמצעות כופתית מזוןתגובת נגיעה באףניתוח מרווח טרום-גירוימדידת זמן תגובהמעקב אחר ירידה בערנותניטור תגובות פגומות בזמן
מבחן הערנות Psychomotor המכרסם (rPVT): שיטה להערכת ביצועי נוירו-התנהגותיות אצל חולדות ועכברים
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.