Name: נהלים אופרנטית להערכת גמישות התנהגותית בחולדות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-02-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 30 s
Description: חקור גמישות התנהגותית בחולדות באמצעות משימות אופרנטיות אוטומטיות לבחינת שינויי אסטרטגיה ולמידת היפוך. שיטה זו מאפשרת הערכה סטנדרטית של תפקודים קוגניטיביים תלויים בקורטקס הפרה-חזיתי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

המחקר המתואר כאן נתמך על ידי מענק ממועצת המחקר למדעי הטבע וההנדסה של קנדה ל-S.B.F.

<ol><li>Floresco, S. B., Zhang, Y., Enomoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+circuits+subserving+behavioral+flexibility+and+their+relevance+to+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Neural circuits subserving behavioral flexibility and their relevance to schizophrenia.</a> Behav Brain Res. 204, 396-409 (2009).</li>
<li>McKirdy, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Set+shifting+and+reversal+learning+in+patients+with+bipolar+disorder+or+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+medicine%22%5BJournal%5D)">Set shifting and reversal learning in patients with bipolar disorder or schizophrenia.</a> Psychological medicine. 39, 1289-1293 (2009).</li>
<li>Leeson, V. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+learning%2C+reversal%2C+and+set-shifting+in+first-episode+schizophrenia%3A+stability+over+six+years+and+specific+associations+with+medication+type+and+disorganization+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Discrimination learning, reversal, and set-shifting in first-episode schizophrenia: stability over six years and specific associations with medication type and disorganization syndrome.</a> Biol Psychiatry. 66, 586-593 (2009).</li>
<li>Sullivan, E. V., Rosenbloom, M. J., Pfefferbaum, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pattern+of+motor+and+cognitive+deficits+in+detoxified+alcoholic+men%5BTitle%5D)+AND+%22Alcoholism%2C+clinical+and+experimental+research%22%5BJournal%5D)">Pattern of motor and cognitive deficits in detoxified alcoholic men.</a> Alcoholism, clinical and experimental research. 24, 611-621 (2000).</li>
<li>Snyder, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Major+depressive+disorder+is+associated+with+broad+impairments+on+neuropsychological+measures+of+executive+function%3A+a+meta-analysis+and+review%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+bulletin%22%5BJournal%5D)">Major depressive disorder is associated with broad impairments on neuropsychological measures of executive function: a meta-analysis and review.</a> Psychological bulletin. 139, 81-132 (2013).</li>
<li>Cumming, T. B., Marshall, R. S., Lazar, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stroke%2C+cognitive+deficits%2C+and+rehabilitation%3A+still+an+incomplete+picture%5BTitle%5D)+AND+%22International+journal+of+stroke+%3A+official+journal+of+the+International+Stroke+Society%22%5BJournal%5D)">Stroke, cognitive deficits, and rehabilitation: still an incomplete picture.</a> International journal of stroke : official journal of the International Stroke Society. 8, 38-45 (2013).</li>
<li>Weintraub, S., Wicklund, A. H., Salmon, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neuropsychological+profile+of+Alzheimer+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+perspectives+in+medicine%22%5BJournal%5D)">The neuropsychological profile of Alzheimer disease.</a> Cold Spring Harbor perspectives in medicine. 2, a006171(2012).</li>
<li>Lie, C. H., Specht, K., Marshall, J. C., Fink, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+fMRI+to+decompose+the+neural+processes+underlying+the+Wisconsin+Card+Sorting+Test%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Using fMRI to decompose the neural processes underlying the Wisconsin Card Sorting Test.</a> NeuroImage. 30, 1038-1049 (2006).</li>
<li>Smith, A. B., Taylor, E., Brammer, M., Rubia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates+of+switching+set+as+measured+in+fast%2C+event-related+functional+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Human+brain+mapping%22%5BJournal%5D)">Neural correlates of switching set as measured in fast, event-related functional magnetic resonance imaging.</a> Human brain mapping. 21, 247-256 (2004).</li>
<li>Fellows, L. K., Farah, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventromedial+frontal+cortex+mediates+affective+shifting+in+humans%3A+evidence+from+a+reversal+learning+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Ventromedial frontal cortex mediates affective shifting in humans: evidence from a reversal learning paradigm.</a> Brain. 126, 1830-1837 (2003).</li>
<li>Birrell, J. M., Brown, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medial+frontal+cortex+mediates+perceptual+attentional+set+shifting+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Medial frontal cortex mediates perceptual attentional set shifting in the rat.</a> Journal of Neuroscience. 20, 4320-4324 (2000).</li>
<li>Bissonette, G. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double+dissociation+of+the+effects+of+medial+and+orbital+prefrontal+cortical+lesions+on+attentional+and+affective+shifts+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Double dissociation of the effects of medial and orbital prefrontal cortical lesions on attentional and affective shifts in mice.</a> J Neurosci. 28, 11124-11130 (2008).</li>
<li>Ragozzino, M. E., Detrick, S., Kesner, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Involvement+of+the+prelimbic-infralimbic+areas+of+the+rodent+prefrontal+cortex+in+behavioral+flexibility+for+place+and+response+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Involvement of the prelimbic-infralimbic areas of the rodent prefrontal cortex in behavioral flexibility for place and response learning.</a> Journal of Neuroscience. 19, 4585-4594 (1999).</li>
<li>Floresco, S. B., Magyar, O., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Tse, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+dopamine+receptor+subtypes+in+the+medial+prefrontal+cortex+of+the+rat+regulate+set-shifting%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Multiple dopamine receptor subtypes in the medial prefrontal cortex of the rat regulate set-shifting.</a> Neuropsychopharmacology. 31, 297-309 (2006).</li>
<li>Mackintosh, N. J., Holgate, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serial+reversal+training+and+nonreversal+shift+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+comparative+and+physiological+psyhology%22%5BJournal%5D)">Serial reversal training and nonreversal shift learning.</a> Journal of comparative and physiological psyhology. 67, 89-93 (1969).</li>
<li>Floresco, S. B., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Magyar, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociable+roles+for+the+nucleus+accumbens+core+and+shell+in+regulating+set+shifting%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Dissociable roles for the nucleus accumbens core and shell in regulating set shifting.</a> Journal of Neuroscience. 26, 2449-2457 (2006).</li>
<li>Block, A. E., Dhanji, H., Thompson-Tardif, S. F., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thalamic-prefrontal+cortical-ventral+striatal+circuitry+mediates+dissociable+components+of+strategy+set+shifting%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Thalamic-prefrontal cortical-ventral striatal circuitry mediates dissociable components of strategy set shifting.</a> Cereb Cortex. 17, 1625-1636 (2007).</li>
<li>Stefani, M. R., Moghaddam, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systemic+and+prefrontal+cortical+NMDA+receptor+blockade+differentially+affect+discrimination+learning+and+set-shift+ability+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.Neurosci%22%5BJournal%5D)">Systemic and prefrontal cortical NMDA receptor blockade differentially affect discrimination learning and set-shift ability in rats.</a> Behav.Neurosci. 119, 420-428 (2005).</li>
<li>McAlonan, K., Brown, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orbital+prefrontal+cortex+mediates+reversal+learning+and+not+attentional+set+shifting+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Orbital prefrontal cortex mediates reversal learning and not attentional set shifting in the rat.</a> Behav. Brain Res. 146, 97-103 (2003).</li>
<li>Floresco, S. B., Block, A. E., Tse, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inactivation+of+the+medial+prefrontal+cortex+of+the+rat+impairs+strategy+set-shifting%2C+but+not+reversal+learning%2C+using+a+novel%2C+automated+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Inactivation of the medial prefrontal cortex of the rat impairs strategy set-shifting, but not reversal learning, using a novel, automated procedure.</a> Behav Brain Res. 190, 85-96 (2008).</li>
<li>Placek, K., Dippel, W. C., Jones, S., Brady, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impairments+in+set-shifting+but+not+reversal+learning+in+the+neonatal+ventral+hippocampal+lesion+model+of+schizophrenia%3A+Further+evidence+for+medial+prefrontal+deficits%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Impairments in set-shifting but not reversal learning in the neonatal ventral hippocampal lesion model of schizophrenia: Further evidence for medial prefrontal deficits.</a> Behav Brain Res. 256C, 405-413 (2013).</li>
<li>Enomoto, T., Tse, M. T., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reducing+prefrontal+gamma-aminobutyric+acid+activity+induces+cognitive%2C+behavioral%2C+and+dopaminergic+abnormalities+that+resemble+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Reducing prefrontal gamma-aminobutyric acid activity induces cognitive, behavioral, and dopaminergic abnormalities that resemble schizophrenia.</a> Biol Psychiatry. 69, 432-441 (2011).</li>
<li>Haluk, D. M., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventral+striatal+dopamine+modulation+of+different+forms+of+behavioral+flexibility%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Ventral striatal dopamine modulation of different forms of behavioral flexibility.</a> Neuropsychopharmacology. 34, 2041-2052 (2009).</li>
<li>Sorge, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+exposure+to+males%2C+including+men%2C+causes+stress+and+related+analgesia+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+methods%22%5BJournal%5D)">Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents.</a> Nature methods. 11, 629-632 (2014).</li>
<li>Trantham-Davidson, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+alcohol+disrupts+dopamine+receptor+activity+and+the+cognitive+function+of+the+medial+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Chronic alcohol disrupts dopamine receptor activity and the cognitive function of the medial prefrontal cortex.</a> J Neurosci. 34, 3706-3718 (2014).</li>
<li>Ghods-Sharifi, S., Haluk, D. M., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+effects+of+inactivation+of+the+orbitofrontal+cortex+on+strategy+set-shifting+and+reversal+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Differential effects of inactivation of the orbitofrontal cortex on strategy set-shifting and reversal learning.</a> Neurobiol Learn Mem. 89, 567-573 (2008).</li>
<li>Boulougouris, V., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+orbitofrontal%2C+infralimbic+and+prelimbic+cortical+lesions+on+serial+spatial+reversal+learning+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of orbitofrontal, infralimbic and prelimbic cortical lesions on serial spatial reversal learning in the rat.</a> Behav Brain Res. 179, 219-228 (2007).</li>
<li>Tseng, K. Y., Chambers, R. A., Lipska, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neonatal+ventral+hippocampal+lesion+as+a+heuristic+neurodevelopmental+model+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioral+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">The neonatal ventral hippocampal lesion as a heuristic neurodevelopmental model of schizophrenia.</a> Behavioral Brain Research. 204, 295-305 (2009).</li>
<li>Brady, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neonatal+ventral+hippocampal+lesions+disrupt+set-shifting+ability+in+adult+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Neonatal ventral hippocampal lesions disrupt set-shifting ability in adult rats.</a> Behav Brain Res. 205, 294-298 (2009).</li>
<li>Brady, A. M., Saul, R. D., Wiest, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+deficits+in+spatial+working+memory+in+the+neonatal+ventral+hippocampal+lesion+rat+model+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Selective deficits in spatial working memory in the neonatal ventral hippocampal lesion rat model of schizophrenia.</a> Neuropharmacology. 59, 605-611 (2010).</li>
<li>Ortega, L. A., Tracy, B. A., Gould, T. J., Parikh, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+chronic+low-+and+high-dose+nicotine+on+cognitive+flexibility+in+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of chronic low- and high-dose nicotine on cognitive flexibility in C57BL/6J mice.</a> Behav Brain Res. 238, 134-145 (2013).</li>
</ol>

פרסום וגישה חופשית לכתב יד זה נתמכה על ידי מד Associates, Inc

הפיתוח של משימות התנהגותיות כדי למדוד מבנים קוגניטיביים מסדר גבוה במכרסמים הוא חיוני לקידום ידע של נוירוביולוגיה של קוגניציה. עם משימות בנויות היטב ומאומתים, ניתן להעריך מכרסמים במשימות מורכבות התחרו אלה של קופים או אפילו בני אדם. כאן יש לנו לראות איך שני היבטים של תפקוד ביצועי, אסטרטגית הסטה ולמידת היפוך, יכולים להיחקר במכרסמים תוך שימוש בטכניקות אופרנטית אוטומטיות. באמצעות משימות אוטומטיות אלה, יש לנו לשכפל את הממצאים קודמים במבוך צולב ומשימות לחפור לגבי מצעים העצביים של סט-הסטה והיפוך למידת 11,13,18-21,27,29, המצביע על כך המשימות אופרנטית הערכות תקפות של אלה בונה. יש משימות אוטומטיות אלה יש מספר היתרונות ויתרונות על פני משימות קיימות-אוטומטי שאינו מבוך צולב ולחפור. המשכנע ביותר הוא השיעור מעולה של איסוף נתונים בגרסה אופרנטית האוטומטית. כלאימון של היום או בדיקה לוקחת רק 30-60 דקות, והוא באופן מלא הדורש פיקוח מינימאלי על ידי הנסיין מבוקרת מחשב. יתר על כן, ניתן לבדוק כמה בעלי חיים בו זמנית עם התקנה אופרנטית רב-תא. כל סדרת משימה, מעיצוב לבדיקות סופיות, יכולה להסתיים בכ 2-3 שבועות. יתרון חשוב נוסף של המשימות האוטומטיות הוא השליטה המדויקת של מצגת גירוי, וכך לצמצם את האפשרות של טעות הנסיין. לדוגמא, את סדר ההצגה של מיקום אות בכל אחד מניסויים אקראי ומבוקר על ידי המחשב, ולא על ידי הנסיין ייעוץ ניסוי על ידי משפט רשימה באופן ידני. העיתוי בין הניסויים נמדד בדיוק ועקבי, ולא בלבל את הזמן שלוקח לניסוי, למשל, להסיר את חולדה מהמבוך הצולב או לארגן מחדש את מיכלי החפירה. משלוח החיזוק הוא אוטומטי ואינו כפוף לניסוי שגיאה (למשל, שוכח לפיתיוןזרוע נכונה של מבוך צולב). איסוף הנתונים השתפר באופן דומה, עם הקלטה אוטומטית של דפוסי תגובה כולל מדידת זמני שיהוי תגובה מדויקת. בהיעדר הפרעות מוטוריות אחרות, שינויים בזמני שיהוי תגובה יכולים לשמש להבנת ראיות של מהירות עיבוד שינה ו / או לשפוט את רמת מורכבות הקוגניטיבית של משימה 21,22. המשימות האוטומטיות גם לשמור על יתרון אחד חשוב של משימות מבוך הצולב: היכולת לבצע ניתוח מפורט של סוגי טעויות שנעשו ביום השינוי או ביטול. הבחנה בין שגיאות-הסטת סט שלשכפל האסטרטגיה (מתמיד, או טעויות רגרסיביות) של היום הקודם ושגיאות שמייצגות בעבר אסטרטגיות נסות (שגיאות לא מחוזקות) יכולה לסייע באפיון גירעונות ספציפיים בגמישות התנהגותית. בפרט, טעויות חוזרות של המתרחשות בשלב מוקדם בבדיקה משקפות את חוסר היכולת של בעל חיים לנטוש st הקודםrategy, כעבור זמן-מתרחש שגיאות רגרסיביות משקפות את חוסר היכולת של בעל חיים כדי לשמור על האסטרטגיה החדשה ברגע שפרסברציה חדלה 20. שגיאות מעולם לא מחוזקים עשויות להצביע על כשל ברכישת האסטרטגיה החדשה, או חוסר יכולת להגיב באופן שיטתי על פי כלל 20. ממצאים קודמים 16,17,20 מפגינים בסיסי neuroanatomical קשורים זה של סוגים אלה של שגיאות הם גם בעל ערך בלפרש את התוצאות של משימות אלה. הנהלים שלנו פותחו ומותאמים לשימוש עם חולדות. זה נאמר, קבוצות אחרות השתמשו נהלים דומים לבדיקת יכולות ההסטה שנקבעו בעכברי 31. עם זאת, שינויים מסוימים צריכים להיות מועסקים בעכברים כדי להתאים להבדלי מינים. אלה כוללים הצגה ארוכה של אות האור החזותי לפני הארכת מנוף, הכשרה על ימים מרובים באמצעות 30 ניסויים / יום ושילוב של עונש זמן שלאחריו בחירות שגויות. AlthouGH שינויים אלה הופכים assay זה פחות נוח לשימוש עם אתגרים תרופתיים, זה יכול להיות שימושי להערכת גמישות קוגניטיבית בעכברים שעברו מוטציה גנטית (אם כי לא ברור אם שינויים אלה היו לשמר את רגישות קליפת המוח הקדמית של המשימה). כמובן, יש גם מגבלות למשימות אלה. חלק ממגבלות אלה נובעים מהאופי האוטומטי של המשימה, ואילו אחרים הקשורים לפרמטרים של המשימה עצמה. ביחס לזה אחרון, המשימה-הסטת הסט המתוארת כאן (כמו גם את מבוך הצלב-משימה-הסטה להגדיר 26) לנצל סט מוגבל של גירויים ותגובות. שלא כמו המשימה לחפור, שבו מופת רומן (למשל, ריחות לא מוכרים או מדיה לחפור) יכולה לשמש לבניית מערכות קשב חדשות בכל שלב 11,19, המשימה-הסטת הסט אופרנטית בהכרח מחייבת בחירה בין שני גירויים שהם מוכרים לי בעלי החיים - בין אם מול השמאלאות אור נכון, או משמאל לעומת מיקום נכון. משמעות הדבר היא כי המשימות-הסטת הסט אופרנטית ומבוך צולב כרוכות סכסוך תגובה, כמו גם אסטרטגית הסטה, למרות שהרעיון של הסטת האסטרטגיה של אחד לממד חדש, לא רלוונטי בעבר גירוי נשמר 20,23. בהקשר הזה, בשינויים והיפוך משימות אופרנטית כפי שתואר כאן אינו מאפשר לממד גירוי שלישי, כמו במשימת החפירה אשר עשוי לכלול תקשורת לחפור, ריח, ומרקם 11,19. עם זאת, אנו לא רואים בזה פגם קטלני, כמשימה-הסטת הסט אופרנטית עדיין דורשת את החיה כדי לדכא את אסטרטגית האפליה הרלוונטית בעבר ולדאוג לממד גירוי התעלם בעבר. בנוסף, נראה שניתן להעלות על הדעת שינויים בפרמטרים הציוד ומשימה יכולים לתמוך בתוספת של ממד גירוי שלישי, כגון רמזים שמיעתיים או ריח, למרות שתוספות אלה עשויות להפוך את הלמידה יותר קשה ופחות ameNable לבדיקות תרופתיות ביום אחד. לבסוף, הגבלת פוטנציאל של כל משימה מבוססת אופרנטית הוא האובדן של מידע ישיר לגבי עכברוש התנהגות - כלומר, הניסוי הוא כבר לא צופה בחולדה. אנו חשים כי היתרונות במהירות אובייקטיביות ואיסוף נתונים שמעניק אוטומציה יותר לפצות על האובדן הזה, ומצלמות מותקנות בתאי אופרנטית הם דרך קלה יחסית כדי לשחזר את הגישה חזותית בודדת אם תרצה בכך. ישנם מספר צעדים שניתן לנקוט על מנת למקסם את ההצלחה באמצעות משימות אופרנטית אלה. ראשית, את החשיבות של טיפול בבעלי החיים לפני האימון מתחיל לא יכול להיות מוגזם; כמו בכל משימה התנהגותיות, בעלי החיים מטופלים היטב, קלים יותר לעבוד איתו, הם פחות לחוץ, ונוטים לייצר נתונים פחות משתנים. שנית, כמה בדיקות טייס עשויות להיות נחוצות כדי לקבוע את הזמן הטוב ביותר של יום כדי לנהל בדיקות; אנו בוחנים במהלך מחזור האור, ולמצוא performan שce הוא אופטימלי כאשר בעלי חיים נבדקים קרוב לסוף המחזור הזה (לדוגמא, כ 4:00 לסיום מחזור אור בשעה 7:00 בערב). יש לנקוט שלישי, טיפול כדי לוודא שביצועים יציבים הוקם בכל שלב pretraining לפני בעל חיים הוא מתקדם לשלב הבא. לדוגמא, ביצועים עקביים ויציבים בשלב הכשרת מנוף לשליפה הוא מנבא מצוין של ביצועים מיומנים במשימה &quot;לקבוע&quot; האפליה. לגבי הציוד, למרות כל הצעדים הם אוטומטיים, התערבות הנסיין נשארה הכרחית כדי לוודא שכל הרכיבים הם במצב תקין. לדוגמא, בדיקת ציוד יש להפעיל יומית (או יותר מפעם ביום, אם מספר גדול של בעלי חיים נבדקים) כדי להבטיח שכל האורות, מנופים, ומערכות אספקת הפרס הם מבצעיות. בפרט, תקלות במערכות אספקת גמול (במיוחד מכשירי גלולה) יכולות להשפיע באופן דרסטי את הביצועים. מספר גבוה מרגיל של מחדלים ביום נתון עשוי להצביע על בעיה עם ציוד אספקת הפרס, ובכך פלט נתונים יש לבדוק בכל יום על ידי הנסיין מכיר את המשימה ורמות ביצועים צפויות. בהיעדר תקלה בציוד, מספר גבוה של מחדלים עשוי להצביע על בעיות אחרות עם מוטיבציה או בתחום הגנריקה. אם בעל חיים הוא בריא, הגבלת מזון עשויה להיות מוגבר לקחת את בעל החיים 80-85% מהמשקל חופשי-ההאכלה לזמן קצר עד שביצועים משחזר. משימות בשינויים והיפוך אלה יכולים לשמש במגוון רחב של פרדיגמות ניסוי. לדוגמא, את ההשפעות של מניפולציות כגון נגעים, טיפולים התפתחותיים, מניפולציות תזונתיות, טיפול תרופתי ארוך טווח, או שינויים גנטיים יכולות להיחקר. בעוד שההשפעה של טיפול על הבמה בשינויים או ביטול עשויה לעניין עיקרי, לציין כי מאז טיפולים כרוניים או קבועים כזה חייבים בהכרח להיות מנוהלים לפני traiנינג מתחיל, השפעות על שלבים שונים של ביצועים (במיוחד על האפליה הראשונית או &quot;קבוצה&quot;) יש לבחון גם אם 21. השימוש במניפולציות אקוטיות, כגון טיפולים תרופתיים או inactivations neuroanatomical הזמני, במיוחד מתאימות היטב למשימות אלה. במקרים כאלה, התוספת של קבוצה שלישית (כפי שמודגם באיור 2) היא שימושית; כך, קבוצת הניסוי הראשונית מקבלת המניפולציה של ריבית ביום שינוי או ביטול, ואילו קבוצת ביקורת אחת מקבלת את המניפולציה ביום אפליה ראשונית או &quot;קבע&quot; לבדיקת השפעות רחבות על למידה, וקבוצת ביקורת שנייה מקבלת אין מניפולציות (או טיפולי דמה) בשני הימים 20,22. שים לב כי ללימודי מניפולציה חריפים כגון, רצוי להתאים חולדות לביצועים במהלך הלמידה של הקבוצה הראשונית ולהקצות אותם לקבוצת הניסוי ו( שנייה) קבוצת ביקורת בהתאם. מינים זהizes את האפשרות שהבדלים מושרה טיפול בביצועים עשויים להיות מבולבל על ידי וריאציות בודדות באיך בקלות חולדות ללמוד להבחין בין גירויים. יתר על כן, אם ניסוי דורש בדיקה של קבוצות מרובות במשך שבועות או חודשים, כל קבוצה צריך לכלול בעלי חיים מכל קבוצות הניסוי. לדוגמא, מחקר שבודק את ההשפעות של מניפולציות תרופתיות חריפות במהלך משמרת עשוי לדרוש 48 חולדות בסך הכל ו 3 קבוצות ניסוי, נבדקו בשלושה מחזורים של 16 בעלי חיים כל אחד. במקרה זה, כל קבוצה צריך להכיל 5-6 חולדות בכל קבוצת ניסוי. באופן אידיאלי, הניתוחים הסטטיסטיים צריכים לכלול גורם המאשר לא היו הבדלים בביצועים על פני כל קבוצה של חולדות. לבסוף, משימות אופרנטית אלה עשויות להיות שימושיות במיוחד ליישום בטכניקות הקלטת vivo, כוללים microdialysis, voltammetry, ואלקטרופיזיולוגיה, בשל רכיבים כגון הסביבה מבוקרת, תזמון מדויק של presentat הגירוייון ותגובות, ותנועות מוגבלות של בעלי החיים שאינם זמינים או מעשיים במבוך הצולב או משימות חפירה.

תהליכים קוגניטיביים ברמה גבוהה, כוללים דור כלל, מבחר התנהגות, ואסטרטגיה הערכה יכונו ביחד כ&quot; ביצועי &quot;או&quot; גמישות התנהגותית 1. &quot;תהליכים כאלה הם חיוניים לתפקוד קוגניטיבי תקין, ועלולים להיפגע בהפרעות מגוונות כגון סכיזופרניה , אלכוהוליזם, דיכאון, שבץ ומחלות 2-7 אלצהיימר. הרגולציה של תהליכי פונקציה המבצע מתווכת בעיקר על ידי אזורים בקליפת המוח הקדמי, כולל קליפת מוח הקדם חזיתית דורסולטרלי וקליפת orbitofrontal בבני האדם 8-10. הפיתוח של משימות להעריך תפקוד ביצועי ו / או גמישות התנהגותית בחיות לא-אנושיות, במיוחד מכרסמים, התקדם באופן משמעותי את ההבנה של נוירוביולוגיה של קוגניציה 11-14. משימות כגון הפכו אותו ניתן למדוד בנפרד רכיבים שונים של גמישות התנהגותית, כולליםהסטת אסטרטגיה ולמידת היפוך. הסטת אסטרטגיה מתייחסת ליכולת לדכא באופן פעיל אסטרטגית תגובה למדה בעבר בעת רכישת אסטרטגיה חדשה, מתחרה, במיוחד על פני ממדי גירוי (משמרת extradimensional) - למשל, מעבר מביצוע אפליה מבוססת מבחינה ויזואלית (אדום מול ירוק, שבו אדום הוא גירויים &quot;נכונים&quot; ומישוש אינם רלוונטיים) לביצוע אפליית מישוש (להחליק לעומת מחוספס, שבו חלק הוא &quot;נכון&quot; וגירויים חזותיים הם עכשיו לא רלוונטיים). מצד השני, למידת היפוך גם בשינוי באסטרטגית תגובה, אבל בתוך אותו ממד הגירוי - למשל, בדוגמא &quot;אדום לעומת ירוק&quot;, אם אדום היה נכון בעבר, היפוך יכתיב ירוק זה נכון עכשיו, בעוד גירויי מישוש יישארו לא רלוונטיים. כמה משימות פותחו כדי לחקור גמישות התנהגותית במכרסמים. Ma הצולבמשימת ze דורשת בעלי חיים לראשונים ללמוד או שלטון המבוסס על כיוון (לדוגמא, &quot;תמיד פונה ימינה&quot;) או שלטון מבוסס חזותי (למשל, &quot;תמיד פונה אל הסימן החזותי&quot;) לקריטריון מסוים של ביצועים. לאחר מכן, נדרש בעלי החיים או כדי להעביר באופן בלתי צפוי על פני שיטה לשלטון ההפוך (אסטרטגית ההסטה, נקרא במקור כ&quot; משמרת nonreversal &quot;15) או להעביר בשיטה למגירה ההפוכה (למידה היפוך) 13,14,16. משימות כאלה הן רגישות לשיבושים ברשתות בקליפת המוח וקורטיקליים, מעורבים קליפת מוח הקדם חזיתית, התלמוס, וסטריאטום 1,13,14,16-18. סוג נוסף של משימת קשב-הסטת סט (המכונה לעתים משימת החפירה) דורש בעלי חיים אימון להפלות בין שתי מכולות שונות לאורך שתיים או שלושה ממדי גירוי (לחפור תקשורת, ריח, ו / או מרקם חיצוני). בדומה למבוך הצולבמשימה, בעלי חיים ולאחר מכן נדרשו לעבור גם על פני ממדים (הסטת אסטרטגיה) או בתוך אותו הממד (למידה היפוך), ומשימות אלה דומים רגישות למניפולציות קליפת מוח קדמיות 11,19. יתרון של משימה זו הוא כי במהלך משמרת האסטרטגיה חוץ-ממדית, חולדות מוצגות עם סטי רומן של גירויים (מופת), אשר מבטיח כי ליקויי ביצועים בשלב זה, צפויים המיוחס לשיבושים ביכולת לעבור בסט קשב להיבטים שונים גירויי מתחם, ולא יכולת לקויה להפסיק מתקרב גירוי ספציפי הקשורות בעבר עם הפרס. עם זאת, תכונה זו גם עושה את זה קשה יותר כדי לוודא את האופי הספציפי של גירעון במהלך משמרת סט. למרות שהמשימות שתוארו לעיל תועדו היטב בספרות, שניהם סובלים ממספר החסרונות פרוצדורליים, בעיקר את משך זמן שנדרש כדי לבדוק בעלי חיים. בשנימשימת המבוך הצולב ומשימת החפירה, רק חיה אחת יכולים להיבדק בכל פעם; יתר על כן, בדיקה חייבת להינתן בזמן אמת על ידי הנסיין ייעודי, ועשוי להימשך עד כמה שעות ביום לכל בעלי חיים. בנוסף, הצגת גירויים וההקלטה של ​​תגובות התנהגותיות בשני הסוגים של משימות נשלטות באופן ידני על ידי הנסיין, ועל כן הם חשופים לטעויות אנוש ופרשנות סובייקטיבית. כאן אנו מתארים שיטה אוטומטית להערכת אסטרטגית הסטה והיפוך הלמידה בחולדה, באמצעות נהלים אופרנטית המייעלים את שליטת גירוי ולהצגה נתונים, ולשפר באופן דרמטי את שיעור איסוף נתונים ותפוקת 20,21. השיטות המשמשות לעיצוב וחולדות רכבת מתוארות, כמו גם את המרכיבים של המשימה עצמה והניתוח של הנתונים וכתוצאה מכך. מצאנו כי כמו משימות מבוך הצולב ולחפור, משימות האוטומטיות אלה רגישות להפרעות במוח הקדם חזיתיתומעגלים קורטיקליים, כמו גם למניפולצית התפתחותיות שמודלי סכיזופרניה 20-23.

<table><tbody><tr><td>חבילת תא התנהגותי עם מנופים נשלפים</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>MED-008-B2</td><td>הרכיבים הנדרשים כוללים שני מנופים נשלפים, שני נורות גירוי, תאורת בית ומערכת אספקת חיזוק</td></tr><tr><td>תוכנת MED-PC</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>תוכנת SOF-735</td><td></td></tr><tr><td>MPC2XL</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>SOF-731</td><td>כלי העברת נתונים לייבוא נתונים גולמיים לפורמט Excel</td></tr><tr><td>כדורי דיוק ללא אבק, 45 מ"ג, סוכר</td><td>Bio-Serv</td><td>F0042</td><td></td></tr></tbody></table>

נהלים אופרנטית להערכת גמישות התנהגותית בחולדות

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

פונקציות הנהלה מורכבות ממספר רב של תהליכים קוגניטיביים ברמה גבוהה שמניע את דור שלטון ובחירת התנהגות. תכונה מתהווה של תהליכים אלה היא היכולת להתאים את ההתנהגות בתגובה לשינויים בסביבתו של אדם (גמישות כלומר, התנהגות). תהליכים אלה חיוניים להתנהגות אנושית נורמלית, ועשויים להיות מופרים בתנאי נוירו-פסיכיאטריים מגוונים, כולל סכיזופרניה, אלכוהוליזם, דיכאון, שבץ, ומחלת אלצהיימר. הבנה של נוירוביולוגיה של תפקודים ניהוליים כבר התקדמה מאוד בזמינות של משימות בבעלי חיים להערכת מרכיבי גמישות התנהגותית, במיוחד אסטרטגית הסטה ולמידת היפוך בדידים. בעוד מספר סוגים של משימות פותחו, רובם-אוטומטי שאינם, עבודה אינטנסיבית, ולאפשר בדיקה של רק חיה אחת בכל פעם. הפיתוח האחרון של משימות אוטומטיות, המבוסס על אופרנטית להערכת גמישות התנהגותית מייעל tesטינג, סטנדרטיזציה מצגת גירוי והקלטת נתונים, ומשפר באופן דרמטי את התפוקה. כאן אנו מתארים אוטומטיים הסטת אסטרטגיה ומשימות היפוך, שימוש בתאים אופרנטית הנשלטים על ידי תוכנת תוכניות שנכתבו מותאם אישית. שימוש במשימות אלה, שהראינו כי קליפת מוח הקדם חזיתית המדיאלי מסדירה אסטרטגית הסטה אך לא היפוך למידה בחולדה, דומה לניתוק נצפה בבני אדם. יתר על כן, בעלי חיים עם נגע בהיפוקמפוס בילוד, מודל התפתחות נוירולוגית של סכיזופרניה, לקויים באופן סלקטיבי על עצם את משימת אסטרטגית ההסטה אבל לא משימת ההיפוך. משימת אסטרטגית ההסטה גם מאפשרת זיהוי של סוגים נפרדים של טעויות ביצועים, כל אחד מהם ניתן לייחסו למצעים עצביים שונים. הזמינות של משימות האוטומטיות אלה, והראיות התומכות בתרומות הקשורות זה של אזורי המוח הקדם חזיתית נפרדים, הופכים אותם למבחנים גם מתאימים במיוחד עבור החקירה של תהליכים הנוירו-ביולוגיים בסיסיים, כמו גם drגילוי UG והקרנה במודלים של מחלות.

איון חריף, הפיך של קליפת מוח הקדם חזיתית ניתן להשיג על ידי עירוי של hydrochloride המקומי bupivacaine ההרדמה (0.75%, 0.5 μl) לאזור prelimbic באמצעות צינורית עירוי מושתלת בניתוח 20 כ 10 דקות לפני הבדיקה. יתר על כן, ניתן להעריך את ההשפעות של איון באו המשימה הראשונה (&quot;הגדר&quot;) או המשימה השנייה (&quot;Shift&quot; או &quot;ביטול&quot;) כדי לחקור תופעות כלליות אפשריות בלמידה. איור 2 מדגים את התוצאות של כזה inactivations על בעלי חיים ביצוע הרצף-הסטת אסטרטגית Cue לתגובה. איון הקדם חזיתית ביום הראשון, Cue / המשימה &quot;קבע&quot;, לא לפגוע בביצועים (איור 2 א), המצביעים על כך קליפת מוח הקדם חזיתית המדיאלי אין צורך ללמידת אפליה ראשונית. עם זאת, איון הקדם חזיתית ביום השני, התגובה / משימה &quot;Shift&quot;, signifביצועים לקויים icantly בבעלי החיים שנדרשו מספר גדול יותר באופן משמעותי של ניסויים כדי להגיע לביצועי קריטריון (איור 2). כאשר קליפת מוח הקדם חזיתית היה מובטל, בעלי החיים עשו יותר טעויות כמו מתמיד, מ טעויות לא מחוזקות במשימת Shift (איור 2 ג). ממצאים אלה לשכפל נתונים קודמים בנוגע לחשיבות של קליפת מוח הקדם חזיתית המדיאלי לאסטרטגית הסטה ו, בפרט, בדיכוי אסטרטגיה למדה בעבר 13,20. לעומת זאת, בעלי החיים שעברו הכשרה בביטול רצף תגובה לא הראו תלות הקדם חזיתית זה. בעלי חיים שקיבלו איון של קליפת מוח הקדם חזיתית ביום &quot;ההיפוך&quot; לא היו שונים מבעלי חיים, חדורים מלוחים משני האפליה הראשונית התגובה (איור 3 א) או ההיפוך הבא (איור 3) 20 .These ממצאים עולים בקנה אחד עם מחקר קודם שהראה כי הדואר קליפת orbitofrontal, לא קליפת מוח הקדם חזיתית המדיאלי, מסדיר היפוך למידה במגוון רחב של משימות 12,19,26, כוללים משימה אופרנטית דומה לזה שתואר כאן 27. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig2highres.jpg" /> איור 2. איון של הסטת קליפת מוח הקדם חזיתית פוגע אסטרטגיה., משפטים לקריטריון במשימה הראשונית אפליית Cue (&quot;הגדר&quot;) על ידי חולדות שקבלו עירוי של תמיסת מלח או bupivacaine (Bupi) לקליפת מוח הקדם חזיתית המדיאלי ביום הסט. היה לי איון הקדם חזיתית אין כל השפעה על רכישה ראשוני. B, משפטים לקריטריון במשמרת למשימת התגובה (&quot;Shift&quot;) הבאים חליטות הקדם חזיתית המדיאלי של שני מלוח או bupivacaine ביום השינוי. איון של קליפת מוח הקדם חזיתית לקוי משמרת האסטרטגיה למשימת התגובה.C, סוגים של טעויות שבוצעו על ידי בעלי חיים ביום השינוי. איון הקדם חזיתית לפני משימת המשמרת (קבוצת &quot;סאל-bupi&quot;) הוביל לעלייה בשגיאות כמו מתמיד,. *, P &lt;.05 לעומת מלוח-מלוח. נתון זה שונה מאל Floresco et. 20 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52387/52387fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig3highres.jpg" /> איור 3. איון של קליפת מוח הקדם חזיתית עלים היפוך למידה בשלמותה., משפטים לקריטריון במהלך אימון אפליית תגובה הראשוני על ידי חולדות שלאחר מכן יקבל חליטות של תמיסת מלח או bupivacaine (Bupi) לקליפת מוח הקדם חזיתית המדיאלי לפני אימון היפוך. שום הבדל לא נראה. B, משפטים לקריטריון במהלך ההיפוך של אפליית התגובה, הבאים חליטות הקדם חזיתית המדיאלי של שני מלוחים או bupivacaine. איון הקדם חזיתית לא לפגוע בלמידת היפוך. נתון זה שונה מאל Floresco et. 20 הנתונים מוצגים באיור 4 מספק דוגמא לאופן שדורש חולדות לבצע ניסויים &quot;תזכורת&quot; באמצעות השלטון לפני משמרת אסטרטגיה יכולה לסייע בפרשנות הנתונים הישן. במחקר זה (Enomotor וFloresco, תצפיות לא פורסמו), חולדות הותאמו לביצועים על רכישה כלל סימן חזותי ביום 1 (איור 4 א). ביום 2, חולדות שקיבלו רכב או 0.2 מ&quot;ג / קילוגרם haloperidol. בתחילת פגישת מבחן היום 2, הם קבלו 20 ניסויים שבם נדרשים להגיב באמצעות השלטון החזותי קיו נרכש ביום 1, לאחר שהשלטון עבר באמצע פגישה-לאפלית תגובה. כמוצג באיור 4B, טיפול זה לקוי שליפה של שלטון הסימן החזותי במהלך 20 ניסויי התזכורת הראשונים של הפגישה. טעויות בהמשך לכך, חולדות שטופלו ב- haloperidol נדרשות פחות ניסויים כדי להשיג קריטריון (איור 4C) ועשו פחות מתמיד, (איור 4D) במשמרת האסטרטגיה. שים לב שלא השתמשנו בניסויי התזכורת לפני המשמרת, נתונים אלה עשויות היו להתפרש כשיפור בהסטה שנקבע על ידי haloperidol. עם זאת, ירידת הערך בשלב אחזור השלטון מצביע על כך שהשפעות אלה הבנה טובה יותר כזיכרון לקוי לשלטון רכש בעבר, שאולי הוביל לסכסוך תגובה פחות כאשר חולדות נדרשו ללמוד כלל רומן ובכך מהר הסטה. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig4highres.jpg" /> איור 4. פגומים כלל אחזור והקלו בשינויים הנגרמים על ידי Haloperidol טיפול., משפטים לקריטריון על אפליית סימן חזותית מחולדות שהיו אמורים לקבל רכב (מלוח) או haloperidol דופמין D2 antagonist (0.2 מ&quot;ג / קילוגרם) לפני אסטרטגית הסטת רצף ביום הבא. בעלי חיים בשני הקבוצות הראו ביצועים טרום תרופה דומה. B, בתחילת הבדיקה ביום 2, חולדות שקיבלו 20 ניסויי תזכורת שבו הם נדרשו להמשיך להגיב באמצעות שלטון הסימן החזותי מיום 1. טיפול בhaloperidol ירד באופן משמעותי את דיוק במהלך אלה תזכורת ניסויים. C, אחרי 20 ניסויי התזכורת, השלטון עבר באמצע פגישה-לאפלית תגובה. חולדות שטופל haloperidol נדרשות פחות ניסויים כדי להשיג קריטריון במהלך המשמרת. טיפול Haloperidol ד גם הפחית את השגיאות מתמידות. למרות נתונים אלה יכולים להציע ביצועים משופרים, ירידת הערך בתצוגה אחזור שלטון בB </strאונג&gt; מציין כי &quot;הסטת האסטרטגיה המשופרת&quot; לכאורה סבירה יותר מיוחסת להתערבות מופחתת מהכלל. Enomoto וFloresco, תצפיות לא פורסמו רכש בעבר. *, p &lt;.05 לעומת רכב. הנגע בהיפוקמפוס הגחון ילוד המניפולציה (NVHL) שמשה מודל היבטים מסוימים של סכיזופרניה בחולדות 28, במיוחד ליקויים קוגניטיביים 29,30. בקצרה, נגע excitotoxic ניתן להיפוקמפוס של חולדות זקנות 7 ימים, והבדיקה מתבצעת במבוגרים (60 + לאחר לידה ימים). . מודלים זה מסלול התפתחותי ההשערה של סכיזופרניה 28 איור 5 ממחיש חולדות ביצועים של NVHL ושליטה על הגרסה שנחשפה מראש של Set-ההסטה: תגובה לאות רצף חולדות NVHL לא נפגעו במידת הכלל הראשון (תגובה / &quot;Set. &quot;, איור 5 א), אבל לקוי באופן דרמטי<html> בהסטה לשלטון החדש (Cue / &quot;Shift&quot;), כפי שמוצג על ידי הגידול במספר הניסויים שנדרשו כדי להתחבר קריטריון (איור 5). יתר על כן, גירעון זה נבע בעיקר מגידול בשגיאות עקשניות, כפי שמוצג באיור 5 ג, המצביעים על חריגות הקדם חזיתית 20,21. תוצאות אלו לאשר את הממצאים קודמים של אסטרטגיה לקויה הסטה בבעלי החיים NVHL באמצעות משימת המבוך הצולב 29. בדומה לנתונים מבעלי החיים prefrontally מומתים שהוצגו לעיל, בעלי החיים NVHL לא לקויים בהיפוך למידה (איור 6 א &#39;, ב&#39;), למרות שהם היו איטיים יותר להגיב (איור 6 ג, ד). ממצא שלילי זה מרמז על כך שהאסטרטגיה שנצפתה הסטת גירעונות אינן מיוחסת לחוסר יכולת פשוט כדי לעבור בין 21 גירויים. es.jpg &quot;/&gt; איור 5. פגומים בשינויים במודל NVHL של סכיזופרניה. ביצועים בגרסה שנחשפה מראש של בעלי החיים בקרת רצף (תגובה לCue) בNVHL-הסטת הסט והעמדת פן., בעלי החיים NVHL היו תקינים בתגובה (&quot;הגדר&quot;) משימה. B, עם זאת, בעלי החיים NVHL נדרשו יותר באופן משמעותי מאשר ניסויים שמס להגיע קריטריון על Cue החזותי (&quot;Shift&quot;) משימה. C, שגיאות ביום &quot;Shift&quot;. בעלי החיים NVHL עשו טעויות חוזרות של יותר מ בעלי חיים מזויפים, אבל לא היו שונים בשגיאות רגרסיביות או לא מחוזקות. *, P &lt;.05 דמה לעומת. נתון זה שונה מPlacek et al. 21 <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig6highres.jpg" /> איור 6. חוסר NVHL מירידת ערך במידת היפוך. <strong&gt; A, B, NVHL ובעלי חיים מזויפים לא היו שונים ביכולתם לרכוש גם את משימת הלמידה תגובה הראשונית (&quot;הגדר&quot;), או היפוך התגובה. C, D, בעלי החיים NVHL היו איטיים יותר מאשר שמס להגיב על שני &quot;סט&quot; ומשימות &quot;היפוך&quot;. נתון זה שונה מPlacek et al. 21 לבסוף, בדיקות טייס ציינו כי בעלי חיים הם כמעט לא מסוגלים ללמוד היפוך של משימת Cue, כלומר, ללחוץ על הדוושה מול אור הגירוי המואר. חמש מששת בעלי חיים נבדקו השלימו 450 ניסויי היפוך (3 ימים) מבלי להגיע קריטריון, ובעלי החיים הששי נדרשו 418 ניסויים (בריידי, תצפיות לא פורסמו; מידע לא מוצג). זה ככל הנראה משום שאורות הגירוי הם רמזים מאוד בולטים ואטרקטיביים שהופכים אותו קשה מאוד לחולדות לכוון להגיב מהם. לפיכך, רצף בדיקה זו אינו recommended.

היכולת להעריך תפקודים ניהוליים כגון גמישות התנהגותית בחולדות שימושית לחקירת הנוירוביולוגיה של הקוגניציה הן בבעלי חיים שלמים והן במודלים של מחלות. כאן אנו מתארים משימות אוטומטיות להערכת שינוי אסטרטגיה ולמידה הפוכה, הרגישות במיוחד לשיבושים ברשתות קליפת המוח הקדם-מצחיות.

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these ...

המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא להעריך גמישות התנהגותית, כולל החלפת קבוצות (set shifting) ולמידת היפוך (reversal learning) בחולדות, באמצעות שיטה אוטומטית מבוססת תגובה אופרנטית. מטרה זו מושגת תחילה על ידי אימון מקדים של בעלי החיים בהתנהגות לחיצה על מנוף, כדי להכיר להם את הוצאת המנופים והחזרתם ולהבטיח דיווח עקבי. לאחר מכן, בעלי החיים נבדקים במשימה הראשונה של הרצף הרצוי.לדוגמה, אפליה של רמז חזותי ברצף של תור לתגובה, אשר מבססת את יכולתו של בעל החיים ללמוד כלל אפליה. לאחר מכן, בעלי החיים נבדקים במטלה השנייה של הרצף הרצוי כדי להעריך את הגמישות ההתנהגותית של בעל החיים, שהיא יכולתם לעבור מכלל אחד למשנהו. התוצאות מראות השפעות על היבטים שונים של גמישות התנהגותית בהתבסס על מניפולציות פרמקולוגיות או אנטומיות שונות.היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון משימות מבוססות מבוך או חפירה, הוא הבקרה והסטנדרטיזציה הגבוהות יותר של הגירויים, וכן העלייה המשמעותית בקצב איסוף הנתונים. את הפרוצדורה ידגים בראדלי רוברטס, סטודנט לתואר ראשון מהמעבדה שלי. לצורך ביצוע מבחני גמישות התנהגותית בחולדות, השתמשו בתאי תפעול (operant chambers) המצוידים בלפחות שני מנופי משיכה נסוגים הממוקמים משני צדי אזור מרכזי למתן חיזוק, שתי נורות גירוי, אחת הממוקמת מעל כל מנוף, נורת תאורה כללית ומתקן לחלוקת חיזוקים.יש לוודא שתאורת הבית מאירה את כל התא מבלי להפריע לזיהוי נורות הגירוי. השתמש במזון טעים לחיזוק, כגון כדורי סוכרוז במשקל 45 milligrams. בצע את הבקרת הצגת הגירויים, תפעול המנוף ואיסוף הנתונים באמצעות ממשק למחשב.עיינו בפרוטוקול הכתוב לפרטים נוספים בנוגע לאימון המקדים של החולדות. בהתאם להנחיות בפרוטוקול הכתוב, העבירו לחולדות מפגשי אימון עם מנוף נסוג כדי להכיר אותן עם הפריסה וההסגה של המנופים, ולהבטיח שהחולדות מבצעות מספר קטן יחסית של השמטות עד אשר יעברו לשלבי הבדיקה המרכזיים של המטלה. במהלך כל ניסוי, קבעו איזה מנוף לפרוס; בצעו פריסות מנוף לסירוגין בסדר פסאודו-אקראי כך שיהיו 45 ניסויי מנוף שמאל ו-45 ניסויי מנוף ימין, אך לא יותר משני ניסויים רצופים מאותו סוג.הוצא את המנוף העקבי, הוצא את המנוף שנבחר. תגמל את בעל החיים לאחר לחיצה על המנוף בתוך 10 שניות, שלאחר מכן המנוף נסוג. אם בעל החיים אינו מגיב בתוך 10 שניות, סוג את המנוף ורשום השמטה.המשיכו במפגשי אימון של 30 דקות על מנוף נסוג למספר קבוע של ימים, או עד שהבעלי החיים יעמדו בקריטריון מינימלי של חמש השמטות או פחות במשך יומיים רצופים, כדי לבחון את בעלי החיים על רצף "תור לתגובה" (queue to response), המייצג את אחד משני רצפי הבחינה האפשריים להסטת אסטרטגיה. התחילו בבחינת בעלי החיים במטלת ה-Q. מטלה זו מחזקת את בעלי החיים להגיב למנוף שנמצא מתחת לנורית הגירוי המוארת, והיא מהווה את מטלת הבסיס ברצף.התחל כל ניסוי כאשר שני המנופים נסוגים, והדלק את נורת הגירוי השמאלית או הימנית למשך שלוש שניות. לאחר מכן, הוצא את שני המנופים אל תוך התא למשך 10 שניות או עד להתרחשות תגובה. תגמל תגובה נכונה בלבד במנוף שסומן, וזאת בעת תגובה בכל אחד מהמנופים.הסיגו את המנופים. התחילו בניסויים בכל 20 שניות לאורך הפלססיה. קבעו את סדר הניסויים באופן פסאודו-אקראי, כך שלא יתרחשו יותר משני ניסויים רצופים עם אותו גירוי.האור דולק. המשך בניסיונות עד שהחיה תבצע 10 תגובות נכונות רצופות ותשלים לפחות 30 ניסיונות, או עד להשלמת 150 עד 200 ניסיונות ללא הגעה לקריטריון. למחרת, לאחר ההגעה לקריטריון במשימת ה-Q, העבר את החיות למשימת התגובה, המהווה את משימת ההסטה (shift task) ברצף, ושבה החיות מקבלות חיזוק על תגובה במנוף הנגדי להעדפת הצד שלהן.ללא קשר לרמז, כאשר שני המנופים מוסוגים, הדלק באופן פסאודו-אקראי את אחד מאורות הגירוי למשך שלוש שניות, ולאחר מכן הוצא את שני המנופים אל תוך התא למשך 10 שניות או עד למתן תגובה. תגמול יינתן רק עבור תגובה במנוף במיקום הנכון, המנוף שממול לצד של בעל החיים, ללא קשר להעדפה בעת תגובה בכל אחד מהמנופים. סג את המנופים והמשך בניסיונות עד שבעל החיים יעמוד בקריטריון של 10 תגובות נכונות רצופות.שינוי אסטרטגי יעיל תלוי בקליפה הפרה-פרונטלית המדיאלית (medial prefrontal cortex). ביום הראשון של הטיפול, אינאקטיבציה של הקליפה הפרה-פרונטלית לא פגעה בביצועים במטלת ה-Q set. עם זאת, אינאקטיבציה של הקליפה הפרה-פרונטלית ביום השני פגעה באופן משמעותי בביצועים במטלת שינוי התגובה (response shift task), בכך שבעלי החיים נזקקו ליותר ניסיונות כדי להגיע לביצועי הקריטריון.בניגוד לכך, אפליה של היפוך תגובה לא הראתה תלות בקליפה הפרה-פרונטלית המדיאלית. בעלי חיים שקיבלו אינאקטיבציה של הקליפה הפרה-פרונטלית ביום ההיפוך לא נבדלו מבעלי חיים שהוזרקו להם תמיס תמיס מלח (saline), מה שתומך במחקרים קודמים המראים כי הקליפה הפרונטלית האורביטלית, ולא הקליפה הפרה-פרונטלית המדיאלית, היא זו המווסתת למידת היפוך במגוון משימות. כדי להדגים כיצד ניסיונות תזכורת יכולים לסייע בפירוש הנתונים, חולדות רכשו כלל Visual Q ביום הראשון.ביום השני, החולדות קיבלו vehículo או hallal peritol ולאחר מכן עברו 20 ניסיונות תזכורת (reminder trials) מהיום הראשון לפני המעבר לאפליה של התגובה. התוצאות מראות כי hallal peritol פגע בשליפת הרמז החזותי במהלך ניסיונות התזכורת. לאחר מכן, חולדות שטופלו ב-hallal peritol נזקקו לפחות ניסיונות כדי להגיע לקריטריון, תוצאה שייתכן והייתה מפורשת כשיפור בהחלפת סט (set shifting) לולא ניסיונות התזכורת שהעלו כי הזיכרון לגבי הכלל הקודם היה למעשה פגוע.ניתן להוסיף להליך זה שיטות אחרות, כגון מניפולציות אנטומיות, סביבתיות או גנטיות, וכן טכניקות של רישום פיזיולוגי או כימי, וזאת כדי לחקור את הבסיס הנוירוביולוגי של גמישות התנהגותית ותפקודים ניהוליים.

operant-procedures-for-assessing-behavioral-flexibility-in-rats

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

פרוטוקול אוטומטי לחלוטין לתניה אופרנטית מכרסמים מוצע. הפרוטוקול מסתמך על שליטה זמנית מדויקת של אירועים התנהגותיים לחקור כדי שניסויי השפעות שליטה זו אינטגרציה עצבית שבבסיס פעילות הסנסורית ושליטה קוגניטיבית המידה.

מכרסמים אוויר פרוטוקול אוטומטי לחלוטין עבור הסנסורית אינטגרציה וניסויי בקרה קוגניטיבית

המטרה של פרוטוקול זה היא לבצע assay התנהגות כגון סט קשב הסטת משימה (AST) כדי להעריך את גמישות מחשבתית prefrontal cortex בתיווך בעכברים.

המשימה הקשב Set הסטה: מדוד של גמישות קוגניטיבית בעכברים

הפרעות קוגניטיביות בשינוי קשב הן מאפיין ליבה של מחלות פסיכיאטריות רבות. כאן, אנו מציגים את הפיתוח של מערכת אוטומטית חדשה למחקר יעיל של יכולות שינוי קשב, תפקודים ניהוליים ויכולות קוגניטיביות אחרות בעכברים עם תוקף תרגומי גבוה למחקרים בבני אדם.

אופרנטית התוך / Set-משמרת Extra-ממדית המשימה לעכברים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לעורר התנהגות גישה מותנית פבלובית בחולדות. ניתן להשתמש בהליך זה כדי למדוד הבדלים אינדיבידואליים בנטייה להתקרב ולייחס בולטות תמריצים לרמזים הקשורים לתגמול ולחקור פגיעות התמכרות.

הדרכת גישה אלפה הפבלובית בחולדות

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.

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

Set-הסטה, צורה של גמישות התנהגותית, דורש שינוי קשב מממד גירוי אחד למשנהו. הארכנו מכרסם הוקם להגדיר-הסטת משימת 1 על ידי דרישת לב לגירויים שונים בהתאם להקשר. המשימה הייתה בשילוב עם נגעים ספציפיים לזהות תת נוירון שבבסיס משמרת מוצלחת.

הגרסאות החדשות של אסטרטגיה Set-הסטה בחולדה

כתב יד זה מתאר פעילות אוטומטית למחצה מכמתת גבון בחולדות. חולדות להגיע לאחוז, supinate של manipulandum כדורית. העכברוש מתוגמלת עם גלולה אם זווית סיבוב חורג קריטריון מוגדר על-ידי המשתמש. משימה זו מגדיל את התפוקה, רגישות פציעה, אובייקטיביות לעומת פעילויות מסורתיות.

הפעילות גבון כפתור: שיטה אוטומטית למחצה להערכת הפונקציה Forelimb בחולדות

ניתוח עלות-תועלת היא גישה שקילה-קנה-מידה שמבצע המוח במהלך הקורס של קבלת החלטות. כאן, אנו מציעים פרוטוקול לאמן חולדות על operant קבלת ההחלטות שצורת בו חולדות לבחור תגמולים גבוהים יותר על חשבון מחכה 15 s כדי לקבל אותם.

פרוטוקולים operant להערכת ניתוח עלות-תועלת במהלך קבלת החלטות מחוזק על ידי מכרסמים

אנו מציגים שלושה פרוטוקולים של להעריך צורות שונות של אימפולסיביות ב עכברים ויונקים קטנים אחרים. שגרות בחירה intertemporal להעריך נטייה הנחה את הערך של תוצאות מושהית. חיזוק דיפרנציאלית של שיעור נמוך ואפליה תכונה-שלילי להעריך קיבולת עיכוב תגובה עם או בלי עונש על תגובות בלתי הולם, בהתאמה.

שלושה הליכים מעבדה לשם הערכת ביטויים שונים של אימפולסיביות אצל חולדות

הליך כדי למדוד את המהירות והדיוק של ביצועי המנוע של חולדות במצב חברתי מתואר. הפרוטוקול מאפשר לנו לחקור את השפעת הנוכחות של אחרים על מהירות ודיוק של ביצועים מוטוריים בניסוי אחד.

משימה להערכת ההשפעה של שותף על מהירות ודיוק של ביצועים מוטוריים חולדות

אירועי חיים מלחיצים פוגעים בתפקוד הקוגניטיבי ומגבירה את הסיכון להפרעות פסיכיאטריות. פרוטוקול זה ממחיש כיצד מתח משפיע על גמישות קוגניטיבית באמצעות אסטרטגיה אופרנטית אוטומטית הסטת פרדיגמה בחולדות ספראג דולי זכר ונקבה. אזורים מסוימים במוח שבבראש התנהגויות מסוימות נדונים, ורלוונטיות תרגומית של תוצאות נבחנת.

הערכת השפעות הלחץ על גמישות קוגניטיבית באמצעות פרדיגמה של הסטת אסטרטגיה אופרנטית

חקור גמישות התנהגותית בחולדות באמצעות משימות אופרנטיות אוטומטיות לבחינת שינויי אסטרטגיה ולמידת היפוך. שיטה זו מאפשרת הערכה סטנדרטית של תפקודים קוגניטיביים תלויים בקורטקס הפרה-חזיתי.

נהלים אופרנטית להערכת גמישות התנהגותית בחולדות

גלה סרטונים נוספים