Name: אופרנטית התוך / Set-משמרת Extra-ממדית המשימה לעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 35 s
Description: למדו שיטה אוטומטית להערכת תפקודים ניהוליים בעכברים באמצעות משימת שינוי ממדית חוץ-תוך. השיטה מחקה בדיקות נוירופסיכולוגיות אנושיות ומאפשרת מחקר תרגומי בקוגניציה ובהפרעות נפשיות.

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

אנו מודים ל- G. Pruzzo על עזרתו הטכנית המצוינת ולסדנה המכנית של IIT על העזרה בבניית המנגנון החדש שלנו. מחקר זה נתמך על ידי המכון האיטלקי לטכנולוגיה, מענק מארי קירי FP7-Reintegration-Grant N°268247, ועל ידי מענקי משרד הבריאות האיטלקי לחוקרים צעירים (GR-2010-2315883).

<ol><li>Keeler, J. F., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translating+cognition+from+animals+to+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+pharmacology%22%5BJournal%5D)">Translating cognition from animals to humans.</a> Biochemical pharmacology. 81 (12), 1356-1366 (2011).</li>
<li>Milner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Different+Brain+Lesions+on+Card+Sorting%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Neurol%22%5BJournal%5D)">Effects of Different Brain Lesions on Card Sorting.</a> Arch Neurol. 9, 100-110 (1963).</li>
<li>Roberts, A. C., Robbins, T. W., Everitt, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+intradimensional+and+extradimensional+shifts+on+visual+discrimination+learning+in+humans+and+non-human+primates%5BTitle%5D)+AND+%22The+Quarterly+journal+of+experimental+psychology.+B%2C+Comparative+and+physiological+psychology%22%5BJournal%5D)">The effects of intradimensional and extradimensional shifts on visual discrimination learning in humans and non-human primates.</a> The Quarterly journal of experimental psychology. B, Comparative and physiological psychology. 40 (4), 321-341 (1988).</li>
<li>Barnett, J. H., Robbins, T. W., Leeson, V. C., Sahakian, B. J., Joyce, E. M., Blackwell, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+cognitive+function+in+clinical+trials+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+biobehavioral+reviews%22%5BJournal%5D)">Assessing cognitive function in clinical trials of schizophrenia.</a> Neuroscience and biobehavioral reviews. 34 (8), 1161-1177 (2010).</li>
<li>Hill, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Executive+dysfunction+in+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Cognitive+Sciences%22%5BJournal%5D)">Executive dysfunction in autism.</a> Trends in Cognitive Sciences. 8 (1), 26-32 (2004).</li>
<li>Ceaser, A. E., Goldberg, T. E., Egan, M. F., McMahon, R. P., Weinberger, D. R., Gold, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Set-shifting+ability+and+schizophrenia%3A+a+marker+of+clinical+illness+or+an+intermediate+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+psychiatry%22%5BJournal%5D)">Set-shifting ability and schizophrenia: a marker of clinical illness or an intermediate phenotype.</a> Biological psychiatry. 64 (9), 782-788 (2008).</li>
<li>Owen, A. M., Roberts, A. C., Hodges, J. R., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contrasting+mechanisms+of+impaired+attentional+set-shifting+in+patients+with+frontal+lobe+damage+or+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Contrasting mechanisms of impaired attentional set-shifting in patients with frontal lobe damage or Parkinson's disease.</a> Brain. 116 (5), 1159-1175 (1993).</li>
<li>Head, D., Bolton, D., Hymas, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deficit+in+cognitive+shifting+ability+in+patients+with+obsessive-compulsive+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Deficit in cognitive shifting ability in patients with obsessive-compulsive disorder.</a> Biological Psychiatry. 25 (7), 929-937 (1989).</li>
<li>Chamberlain, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translational+approaches+to+frontostriatal+dysfunction+in+attention-deficit%2Fhyperactivity+disorder+using+a+computerized+neuropsychological+battery%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+psychiatry%22%5BJournal%5D)">Translational approaches to frontostriatal dysfunction in attention-deficit/hyperactivity disorder using a computerized neuropsychological battery.</a> Biological psychiatry. 69 (12), 1192-1203 (2011).</li>
<li>Gilmour, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+the+construct+of+executive+control+in+schizophrenia%3A+Defining+and+validating+translational+animal+paradigms+for+discovery+research%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+biobehavioral+reviews%22%5BJournal%5D)">Measuring the construct of executive control in schizophrenia: Defining and validating translational animal paradigms for discovery research.</a> Neuroscience and biobehavioral reviews. , 1-16 (2012).</li>
<li>Barch, D. M., Braver, T. S., Carter, C. S., Poldrack, R. A., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CNTRICS+final+task+selection%3A+executive+control%5BTitle%5D)+AND+%22Schizophrenia+bulletin%22%5BJournal%5D)">CNTRICS final task selection: executive control.</a> Schizophrenia bulletin. 35 (1), 115-135 (2009).</li>
<li>Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociation+in+prefrontal+cortex+of+affective+and+attentional+shifts%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Dissociation in prefrontal cortex of affective and attentional shifts.</a> Nature. 380 (6569), 69-72 (1996).</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+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Medial Frontal Cortex Mediates Perceptual Attentional Set Shifting in the Rat.</a> The Journal of Neuroscience. 20 (11), 4320-4324 (2000).</li>
<li>Bissonette, G. B., Martins, G. J., Franz, T. M., Harper, E. S., Schoenbaum, G., Powell, E. M. <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+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Double dissociation of the effects of medial and orbital prefrontal cortical lesions on attentional and affective shifts in mice.</a> The Journal of Neuroscience. 28 (44), 11124-11130 (2008).</li>
<li>Papaleo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+dissection+of+the+role+of+catechol-O-methyltransferase+in+cognition+and+stress+reactivity+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Genetic dissection of the role of catechol-O-methyltransferase in cognition and stress reactivity in mice.</a> The Journal of Neuroscience. 28 (35), 8709-8723 (2008).</li>
<li>Garner, J. P., Thogerson, C. M., Würbel, H., Murray, J. D., Mench, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+neuropsychology%3A+validation+of+the+Intra-Dimensional+Extra-Dimensional+set+shifting+task+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+brain+research%22%5BJournal%5D)">Animal neuropsychology: validation of the Intra-Dimensional Extra-Dimensional set shifting task for mice.</a> Behavioural brain research. 173 (1), 53-61 (2006).</li>
<li>Owen, A. M., Roberts, A. C., Polkey, C. E., Sahakian, B. J., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extra-dimensional+versus+intra-dimensional+set+shifting+performance+following+frontal+lobe+excisions%2C+temporal+lobe+excisions+or+amygdalo-hippocampectomy+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologica%22%5BJournal%5D)">Extra-dimensional versus intra-dimensional set shifting performance following frontal lobe excisions, temporal lobe excisions or amygdalo-hippocampectomy in man.</a> Neuropsychologica. 29 (10), 993-1006 (1991).</li>
<li>Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+5-choice+serial+reaction+time+task%3A+behavioural+pharmacology+and+functional+neurochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry.</a> Psychopharmacology. 163 (3-4), 362-380 (2002).</li>
<li>Scheggia, D., Bebensee, A., Weinberger, D. R., Papaleo, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ultimate+intra-%2Fextra-dimensional+attentional+set-shifting+task+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+psychiatry%22%5BJournal%5D)">The ultimate intra-/extra-dimensional attentional set-shifting task for mice.</a> Biological psychiatry. 75 (8), 660-670 (2014).</li>
<li>Machkintosh, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+overtraining+on+a+reversal+and+a+nonreversal+shift%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+and+Physiological+Psychology%22%5BJournal%5D)">The effects of overtraining on a reversal and a nonreversal shift.</a> Journal of Comparative and Physiological Psychology. 55 (4), 555-559 (1962).</li>
<li>Abraham, N. M., Spors, H., Carleton, A., Margrie, T. W., Kuner, T., Schaefer, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maintaining+accuracy+at+the+expense+of+speed%3A+stimulus+similarity+defines+odor+discrimination+time+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Maintaining accuracy at the expense of speed: stimulus similarity defines odor discrimination time in mice.</a> Neuron. 44 (5), 865-876 (2004).</li>
<li>Cools, R., Rogers, R., Barker, R. A., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Top-down+attentional+control+in+Parkinson%27s+disease%3A+salient+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+cognitive+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Top-down attentional control in Parkinson's disease: salient considerations.</a> Journal of cognitive neuroscience. 22 (5), 848-859 (2010).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין להם ניגודי אינטרסים כספיים.

במחקר זה אנו מציגים רומן אוטומטי מזהה משימת שתי קאמריים / ED &quot;אופרון&quot; לעכברים שהוא מסוגל למדוד גמישות מחשבתית דרך למידת היפוך, היווצרות מערכת קשב והסטה באופן מהימן. פרדיגמה זו היא מקבילה לWCST ומשימות / ED זיהוי נפוץ בקופי אדם ולא אנושי ומתגברת על המגבלות העיקריות של הגרסאות הקודמות למכרסמים. הפרדיגמה אופרון זה יכול לשמש ככלי יעיל לתרופה חדש גדולה ו / או הקרנות גנטיות רלוונטיות לקוגניטיבית (פרע) פונקציות בעכברים עם רלוונטיות גבוהות לרפואת translational. משימה אוטומטית זה יש את היתרונות הבאים על משימה / ED מספר שימש בעבר למכרסמים: (1) יש לה נהלי עבודה אינטנסיבית פחות מהגרסות ידניות (לדוגמא, התוכנה מסדירה את כל השלבים של המשימה, הפחתת התערבויות באופן משמעותי. הנסיין); (2) שהוא מבטל כל מקור של סובייקטיביות בparame המדודters (למשל, הניסוי לא נדרש לשפוט אם או לא בעלי החיים דווקא עשו תגובת בחירה); (3) זה מבטל כל אפשרות שעכברים עלולים לעקוב אחר רמזים הקשורים לחיזוק על מנת להפוך את התגובה (כלומר, את הפרס תמיד נמסר באופן אוטומטי במגזין המרכז); (4) זה ימנע תנאים סביבתיים שרירותיים (למשל, שימוש במבוכים ומכשירים בגדלים / חומרים שונים, שימוש בגירויי אות הוכנו באופן ידני); (5) הוא מאפשר מניפולציה של שלושה ממדים שונים עם מגוון רחב של גירויים שונים, בהתאם למשימות האנושיות שווי ערך בשימוש בהגדרה הקלינית. כאן אנו מציגים נתונים רק מעכברים, אבל יתרונות דומים שניתן היו לצפות גם לחולדות. ישנם צעדים קריטיים במשימה, שהם פרמטרים מבנה-תוקף פנימיים שניתן להשתמש בי כדי לזהות ביצועי הסטה-סט קשב areliable: i) ביצועים פחות טובים בcompar EDSאד לשלבים קודמים ii) שיפור כללי מIDS לIDS2; iii) שיפור מסוים בשלבי היפוך ברציפות, כיותר של בעלי חיים הם אימן בבתוך-סט היפוכים, טוב יותר שהוא צריך לבצע בהמשך ההיפוכים בתוך-סט 20; iv) ביצועים טובים יותר בהשוואה לEDSRe EDS. משימת אופרון זה רומן הזהות / ED מציגה את כל התכונות הללו, עולים בקנה אחד עם מחקרים קודמים בפרימטים באמצעות CANTAB הזהות / משימת ED ובמכרסמים באמצעות המדריך &quot;לחפור&quot; גרסה 12,13. יתר על כן, כל שלב של משימה אוטומטית זה היה למד במספר שווה של ניסויים ללא קשר לממד הרלוונטי / לא רלוונטי בשימוש (כלומר, ריח, מרקם ואור) 19. זה הוכיח שיש את כל הגירויים המשמשים בולטות דומות ומתאימים להגדרת היווצרות ו / או הסטת קשב. הניסויים שלנו מראים כי הקושי בפתרון EDS גם מודגש על ידי הגידול בשיהוי תגובה. זמן עיבודעליות כדי לשמור על דיוק אופטימלי בהבחנות קשה יותר 21. לפיכך, בהתחשב בחביון להגיב כמדד למהירות של עיבוד מידע, קבלת החלטות ופתרון בעיות 18, השיהוי איטי יותר במהלך EDS עשוי לשקף אסטרטגיה אימצה אל הפנים הקושי בפתרון הסט-ההסטה. הראינו כי מנגנון הרומן שלנו ניתן להשתמש ביעילות עם הפרדיגמה יותר &quot;הקלסית&quot; קשב הסטה-סט העסקת שני ממדים בלבד לאורך כל הבדיקה (כלומר, שני-הממד) או עם תקוע-בסט הפרדיגמה, רומז השימוש של שלושה ממדים. בהתאם לתחום הקוגניטיבי של עניין, ניתן לבחור את הפרוטוקול המתאים ביותר. שתי פרדיגמות אלה היו בשימוש בעבר בבני אדם, קופים ומכרסמים 7,12-17. עם זאת, ההליך תקוע-בסט הוא מסוגל להבחין בין מרכיבים השונים של מערכת-הסטה והוא בבוקרבצר מידה סלקטיבית של תפקוד אונה קדמי בחולים אנושיים 7,22. יתר על כן, בעיה אחת שעלולה להתרחש בפרדיגמת שני הממד הוא חוסר הרלוונטיות למדה שאולי להטות את התוצאות. להישרדות רלוונטית למד מתייחסת לחוסר היכולת לטפל וללמוד על מידע שהיה בעבר לא רלוונטי 7. מצב זה יכול להתרחש בשלב EDS של פרדיגמת שני הממד, כנושא נדרש להעביר את תשומת הלב לממד לא רלוונטי בעבר. במקרה זה, זה בעצם בלתי אפשרי להבחין אם גירעון EDS בשל חוסר היכולת להסיט את תשומת לב מממד רלוונטי בעבר ו / או חוסר יכולת החברה להעביר את תשומת הלב לממד לא רלוונטי בעבר. ירידת ערך עשויה אז פשוט משקף את העיכוב הפעיל להגיב לממד שנעשה לא רלוונטי בעבר על ידי העמותה האקראית שלו עם חיזוק משוב. לעומת זאת, בקון להגדיר תקוע ב-תנאי של, כישלון לעבור לממד הרלוונטי החדש לא ניתן לייחס לכל ידע קודם על הממד הזה שכן הוא לא היה חווה בעבר. כישלון, ולכן, משקף להישרדות לממד הרלוונטי בעבר. לסיכום, גם אם בעכברים נורמלים wild-type &quot;תקוע-שנקבע ב&#39;ושני-ממד &#39;קשב פרדיגמות עשויים להניב תוצאות דומות הסטה-סט, אנחנו מעדיפים במפורש תקועים-שנקבע להישרדות לסיבות שנדונו מֵעַל.

סט-הסטת קשב היא מדד של גמישות מחשבתית ופונקציות ביצועיות 1. זה מתייחס ליכולת לעבור בין הכללים פנימיים השרירותיים (&quot;סטי קוגניטיבי-קשב&quot;). משימות נוירו-פסיכולוגיות הנפוצה ביותר למדידת סט-הסטת קשב וגמישות מחשבתית בבני האדם הן מיון המבחן ויסקונסין הכרטיס (WCST) 2 וגרסה האחרונה יותר ומעודנת יותר: התוך וחוץ-ממדי קשב הסטה-סט (זהות / ED) של נוירופסיכולוגיים הבדיקה האוטומטית הסוללה קיימברידג &#39;(CANTAB) 3,4. משימות אלה היו בשימוש כדי לזהות הפרעות קוגניטיביות ספציפיות במגוון רחב של הפרעות נפשיות כוללים אוטיזם 5, 6 סכיזופרניה, הפרעות מחלת פרקינסון 7, הפרעות טורדניות כפייתיות 8 וקשב / היפראקטיביות 9. הרלוונטיות הקלינית וגישה המתודולוגית מוצקה של WCST והזהות / בדיקות ED יש attעניין racted ביישום של בדיקות דומות במחקר פרה-קליני 10,11. משימות אלה מאפשרות למדידה סלקטיבית באותו הנושא של יכולות קוגניטיביות שונות כגון למידה מפלה, למידת היפוך, היווצרות של סט קשב, הסטה של תשומת לב באותו הממד (. כלומר משמרת, תוך-ממדית: IDS) ובין שונה ממדים תפיסתיים (כלומר, שינוי נוסף ממדים:. EDS). זה חיוני כי מעגלים שונים במוח, כמו גם נוירופתולוגיה עשויים לשנות תפקודים קוגניטיביים שונים אלה בדרכים שונות. לדוגמא, דיסוציאציה כפולה או השפעת התמחות פונקציונלית הודגמה בין / המדיאלי לרוחב (בקופים ובני אדם) (במכרסמים) ואזורי ההקפה של PFC במשימות הסטה-סט הקשב. בעוד קליפת orbitofrontal היא יותר מעורבת בשלבי ההיפוך של משימות אלה, אזור PFC הרוחב / המדיאלי מסדיר את שלבי שינוי נוספים-ממדיים12-14. גרסאות של מכרסמים של בדיקות הסטה-סט קשב אלה לפרימטים כבר נוצרו בהצלחה 13-16. עם זאת, כמה היבטים של גרסאות מכרסמים אלו הגבלת היישומים והשימוש בם. לדוגמא, משימות אלה מנוהלות באופן ידני ולכן מאוד עתיר עבודה וקשה לתקנן. יתר על כן, הנוכחות של חיזוקים מזון בתוך הגירויים עלולה לגרום לפרשנות דו-משמעית של תגובות של בעלי חיים והטיה פוטנציאלית בבחירת קבלת 10. מאפיינים אלה מוגבלים התפוקה של בדיקות, וחשוב יותר, היישום שלהם במחקרים גנטיים ו / או הקרנת סמים בקנה מידה גדולה. כדי להתגבר על מגבלות אלה ועל מנת לשפר את היישומים הפוטנציאליים של פרדיגמות משמרת הזהות / ED במכרסמים, אנו מציגים כאן משימה מבוססת אופרנטית שני קאמרי רומן לבדוק גמישות מחשבתית בעכברים. משימת הרומן הזה מחקה את משימת זיהוי / ED משמשת באדם ואינו הדוקהקופי אדם ועוקף את הבעיות של גרסאות מכרסמים קודם לכן.

<table><tbody><tr><td>קירות פרספקס ורצפת אלומיניום</td><td>בהתאמה</td><td></td> אישית <td>(16 x 16 x 16 ס"מ לכל חדר)</td></tr> <tr><td>דלת פרספקס&nbsp;</td>מחשב <td>אישי בהתאמה</td><td></td><td></td>אישית</tr><tr><td></td><td>Dell Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>תוכנת MED-PC IV&NBSP;</td><td>(Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>בהתאמה אישית</td><td>השתמש בקוד אופרנטי על מנת לשלוט באופן אוטומטי בהצגת הגירויים וברצף השלבים</td></tr><tr><td>חור באף&nbsp;</td><td>Med Associates, סנט אלבנס, ורמונט, ארה"ב)</td><td>ENV-314M</td><td></td></tr><tr><td>מגזין אוכל&nbsp;</td><td>Med Associates, סנט אלבנס, ורמונט, ארה"ב)</td><td>ENV-303M</td><td></td></tr><tr><td>מתקן גלולה לחיזוק מזון&nbsp;</td><td>Med Associates, סנט אלבנס, ורמונט, ארה"ב)</td><td>ENV-203-14P</td><td></td></tr><tr><td>תאורת בית&nbsp;</td><td>Med Associates, סנט אלבנס, ורמונט, ארה"ב)</td><td>ENV-315M</td><td></td></tr><tr><td>אולפקטומטר דילול&nbsp;</td><td>(Med Associates, סנט אלבנס, ורמונט, ארה"ב)</td><td>PHM-275</td><td></td></tr><tr><td>ריחות נוזליים</td><td>(סיגמא אולדריץ', דורסט, בריטניה)</td><td></td><td>(ראה טבלה 1)</td></tr><tr><td>שמן מינרלי</td><td>(סיגמא אולדריץ', דורסט, בריטניה)</td><td>M5904</td><td></td></tr><tr><td>משאבת אוויר ואקום</td> <td>(Med Associates, St. Albans, VT, ארה"ב)</td><td>ואקום PHM-280</td><td>מומלץ להסרת ריחות בסוף כל ניסוי</td></tr><tr><td>דיודות פולטות אור (LED)</td><td></td><td></td><td>אבן חן שקופה בעוצמה גבוהה, 3 מ"מ</td></tr><tr><td>מרקמי</td><td></td><td></td> רצפה <td>3x3 ס"מ</td></tr><tr><td>כדורי חיזוק</td><td>TestDiet</td><td>5TUL 14 מ"ג</td><td>לעכברים</td></tr></tbody></table>

אופרנטית התוך / set-משמרת extra-ממדית המשימה לעכברים

An Operant Intra-/Extra-dimensional Set-shift Task for Mice

שינויים בשליטה ניהולית ובגמישות קוגניטיבית, כגון יכולות הסטת קשב, הם מאפיינים מרכזיים של מספר מחלות נוירו-פסיכיאטריות. המבחנים הנוירופסיכולוגיים הנפוצים ביותר להערכת הסטת סט קשב בנבדקים אנושיים הם מבחן מיון כרטיסי ויסקונסין (WCST) ומטלת CANTAB Intra-/Extra-Dimensional set shift (ID/ED). משימות אלו הוכחו כרלוונטיות קלינית ושונו והותאמו בהצלחה למחקר במודלים של בעלי חיים. עם זאת, המשימות הזמינות כיום למכרסמים מציגות מספר מגבלות, בעיקר בשל הליכי הבדיקה הידניים שלהם, המעכבים את ההתקדמות התרגומית ברפואה הפסיכיאטרית. כדי להתגבר על מגבלות אלה וכדי לחקות טוב יותר את הגרסה המקורית בפרימטים, אנו מציגים את הפיתוח של משימת ID/ED "אופרון" דו-קאמרית חדשה מבוססת אופרנטים עבור מכרסמים. הדגמנו את היעילות של משימה חדשה זו למדידת היבטים שונים של גמישות קוגניטיבית בעכברים, כולל היווצרות והסטת קשב, ולמידה הפוכה. יתר על כן, אנו מראים את הגמישות הגבוהה של משימה זו שבה ניתן לתמרן שלושה ממדים תפיסתיים שונים עם מספר גבוה של רמזים לגירויים עבור כל ממד. משימת ID/ED Operon חדשה זו יכולה להיות כלי פרה-קליני יעיל לבדיקת תרופות ו/או סקר גנטי גדול הרלוונטי לחקר תפקוד לקוי ותסמינים קוגניטיביים המצויים בהפרעות פסיכיאטריות.

איור 2 מראה דוגמא של משימת זיהוי / ED. זוגות של גירויים (או &quot;אפליה 2 &#39;&#39; אפליית 1 &#39;או) מוצגים באופן אקראי בכל שלב, והעכבר צריך לבחור את הגירוי הנכון בכל זוג. בדוגמא השולחן הזה, המופת הנכונה דיווחה בנועז. בשלב הראשון (SD או אפליה פשוטה), הגירויים שהוצגו בשני חורי האף-השק היו שונים באחד משלושת ממדים (למשל, O1: וניל לעומת O2: לבנדר) והעכבר מתוגמל לבחירת המופת הנכונה (למשל, O1). ברגע שהנושא מגיע לקריטריון בשלב זה, השלב הבא (CD או אפליית מתחם) מתחיל, שבו אותו מופת של הממד הרלוונטי מוצגות מעולפת באקראי על ידי מופת של שנייה, אך ממד לא רלוונטי, הציג כגורם בלבול ( למשל, L1:. vs.L2 אור הכחול: אור צהוב). שתי הבחנות שונות אפשריות בשלב (eithe זהר &#39;אפליית 1 &quot;או&quot; אפליה 2&#39;). בשלב הבא (היפוך CDRe או אפליית מתחם), תלויות הגמול הפוך אבל מופת והממד הרלוונטי הם ללא שינוי: העכבר יש ללמוד כי הגירוי הנכון בעבר הוא עכשיו לא נכון (לדוגמא, ריח לבנדר עכשיו מתוגמלת). בשלב הבא (IDS או שינוי פנים-ממדי), מופת חדשה (שני ריחות ואורות) אבל הם הציגו את הממד הרלוונטי (ריח בדוגמא זו) נשארת זהה (למשל, תות שדה הוא הבחירה הנכונה). בשלב הבא (IDR או היפוך התוך-ממדי), תלויות הגמול הפוך. לאחר שינוי פנים-ממדי שני (IDS2 והיפוכו), מופת חדשה הם הציגו כדי לבחון את השינוי נוסף-ממדי (EDS) שבממד הרלוונטי משתנה. ב&#39;תקוע ב-סט של EDS, העכבר יש להתמקד בממד החדש (למשל, המרקם, T1: נייר זכוכית גסה לעומת T2: sa בסדרndpaper), ואילו הממד הרלוונטי בעבר (במקרה, הריח הזה) הוא החברה הממד לא רלוונטי. ב&#39;דו-הממד של EDS, הממד לא רלוונטי בעבר (במקרה זה, אור) הוא החברה הממד הרלוונטי. בשלב הסופי (היפוך EDSRe או חוץ-ממדי), תלויות הגמול הפוך. על מנת לקבל תוצאות אמינות, ממדי הגירוי המשמשים במשימה צריכים להיות באותה מידה למדו היטב. כפי שניתן לראות באיור 3, נדרשו חזותי, מישוש וריח הבחנות במנגנון הרומן הפעם דומה (F (2,64) = 0.36; p = 0.69) ודומים מספר הניסויים (F (2,64) = 0.059, p = 0.94) כדי להגיע לקריטריון, המצביעים על כך בעלי החיים מסוגלים לבצע הבחנות פשוטות ללא קשר הממד שהוצג. אם סט קשב אמין פותח במשך שלבי הבדיקה של המשימה, עמ &#39;erformance של עכבר רגיל wild-type צריך להיות עני בשלב EDS בהשוואה לשלבים קודמים והבאים, כפי שדווח במחקרים קודמים במכרסמים ויונקים 12,13. בפרט, עלייה חזקה של זמן וניסויים הדרושים כדי להגיע לקריטריונים צריכה להימצא בEDS בהשוואה לשלבי IDS. כפי שמודגם באיור 4, בניסוי שלנו עם הפרוטוקול &quot;תקוע-שנקבע ב&#39;, ניתוח ביצועים של העכברים גילה אפקט אפליה למספר הניסויים (F (8168) = 9.23; p &lt;0.0001) וזמן ( F (8168) = 8.62; p &lt;0.0001) נדרש כדי להגיע לקריטריונים. יותר ניסויים ואכן, עכברי צורך ויותר זמן כדי לפתור את שלב EDS בהשוואה לשלבי CD, IDS, IDS2 וEDSRe (p &lt;0.05; איור 4 א-ב). כמו כן, ניתוח של ביצועים נבדקו עם הפרוטוקול &#39;דו-ממד&#39; (איור 5) הראה השפעה אפליה משמעותית עבור מספר הניסויים (F (8,72) = 3.66; p &lt;0.005) והזמן (F (8,72) = 4.65; p &lt;0.0005) דרוש כדי להגיע לקריטריונים. ואכן, אנו מראים כי יותר ניסויי עכברים נדרשים (p &lt;0.05) ויותר זמן (p &lt;0.05) כדי לפתור את EDS בהשוואה לתקליטורים, IDS, IDS2 וEDSRe (איור 5 א-ב). לא נמצא הבדלים ביכולות הסטה יש לשים לב בין העכברים שנבדקו עם ממדים שונים. בעכבר רגיל wild-type, ההיפוך הראשון לומד (כלומר., CDRe) הוא קשה יותר מהאפליה הראשונית (כלומר, CD). בהסכם, כפי שעולים מאיורים 4 ו -5, עכברים צריכים יותר ניסויים (p &lt;0.05; איור 4-5A) ויותר זמן (p &lt;0.05; איור 4-5B) כדי להשלים שלב זה. יתר על כן, ביצועי היפוך צריכים לשפר מCDRe לIDSRe לIDS2Re, כפי שאנו מראים בניסוי שלנו עם שני פרוטוקולים &quot;תקוע-בסט &#39;ו&#39; דו-הממד&quot;. resul אלהTS לחזק את הראיות של היווצרות מערכת קשב דרך המשימה. לאורך כל המשימה, העכברים צריכים לשפר את המהירות שלהם להגיב על שלבים ברציפות. בהתאם לכך, הניתוח של חביון להגיב הראה השפעה משמעותית אפליה (F (8,200) = 42.59, p &lt;0.0001). בפרט, כפי שהודגם על ידי נציגי תוצאות באיור 4C חביון לתקוע בשלב IDS2 הוא ירד בהשוואה לזה בשלבי IDS, CD ו- SD (p &lt;0.0005). יתר על כן, חביון להגיב עלה במהלך שלב EDS בהשוואה לIDS2 הקודם וIDS2Re ושלבים רצופים EDSRe (p &lt;0.05). גם בקנה אחד עם תוצאות אלה, הניתוח של חביון להגיב במשימה &#39;דו-ממד&#39; הראה השפעה משמעותית של אפליה (F (7,63) = 9.98; p &lt;0.0005). כפי שניתן לראות באיור 5 ג, חביון לעשות בחירה wכעלה במהלך EDS בהשוואה לIDS2 הקודם וIDS2Re וEDSRe רצוף (p &lt;0.05). מאז חביון להגיב כבר נחשב מדד של עיבוד על החלטה, 18, ​​משתמע מתוצאות אלה עוד כי העכברים נתקלו בבעיות עיבוד השלטון המפלה החדש במהלך EDS. בהתבסס על ביצועי ההתנהגות של wild-type עכברים (איור 4-5), שקבענו, כי המספר המינימלי של גודל מדגם (על ידי ניתוח כוח R) עבור כל קבוצת ניסוי צריך להיות 8. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig3.jpg" /> 3. הבחנות פשוט דמותו של אור, ריח ומרקם הן שווה ערך. (א) מספר הניסויים וזמן (ב) נדרש כדי להגיע לקריטריון על הבחנות פשוטות עם גירויי אור היחיד, ריח או מרקם. ערכים מייצגים ממוצע ± SEM ברחבי דמויות 2-4. אורי נתוניםפורסם ginally ב&#39;התוך האולטימטיבי וExtradimensional קשב Set-העברת משימה לעכברים &#39;19. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig4.jpg" /> ביצועי איור 4. C57BL6J פרוע מסוג עכברי זכרים בזמן &quot;תקוע-שנקבע ב&#39;ניסויים זהות / ED operon משימה. (א), (ב) (בדקות) וימים הנדרשים כדי להגיע לקריטריון בשלבים השונים של הזהות / המשימה ED operon באמצעות פרדיגמה &quot;תקועה-שנקבע ב&#39;הזהות / ED. (ג) זמן (בשניות) שחלף בין פתיחת דלת המחיצה ותגובת האף-צק (חביון להגיב) בשלבים השונים של המשימה. סך של 26 עכברים נבדק; 4 עכברים לא נכללו משום שהם לא אמינים תוקעים כדי לאחזר את חיזוק המזון במהלך האימון או לא היו מסוגל לסיים את הדוארהליך ntire. : * P &lt;0.05 לעומת CD, IDS, IDS2, IDS2Re וEDSRe; ב &#39;: * p &lt;0.05 לעומת CD, IDS2, IDS2Re וEDSRe. A ו- B: #p &lt;0.05, ## p &lt;0.005 לעומת CD, IDSRe וIDS2Re. C: * p &lt;0.05 לעומת IDS2, IDS2Re וEDSRe. שים לב שהעכברים הצליחו להשלים את כל המשימות ב5-9 ימים בכל הניסויים שדווחו בדמויות 3-4. נתונים שפורסמו במקור ב&#39;התוך האולטימטיבי וExtradimensional קשב Set-העברת משימה לעכברים &#39;19. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53503/53503fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig5.jpg" /> מספר איור 5. ביצועי עכברי זכרי C57BL6J פרוע מסוג ב &#39;שני-הממד&#39; / EDמשימת operon. ניסויים (), (ב) זמן (בדקות) וימים הנדרשים כדי להגיע לקריטריון בשלבים השונים של זהות המשימה / ED operon באמצעות פרדיגמת שני ממד. (ג) זמן (בשניות) שחלף בין פתיחת דלת המחיצה ותגובת האף-צק (חביון להגיב) בשלבים השונים של המשימה. סך של 13 עכברים נבדק; 3 עכברים לא נכללו משום שהם לא אמינים תוקעים כדי לאחזר את חיזוק המזון במהלך האימון או לא היו מסוגל לסיים את ההליך כולו. A ו- B: #p &lt;0.05 לעומת CD וIDS2Re, * p &lt;0.05 לעומת CD, IDS, IDS2, EDSRe. C: * p &lt;0.05 לעומת IDS2, IDS2Re וEDSRe. נתונים שפורסמו במקור ב&#39;התוך האולטימטיבי וExtradimensional קשב Set-העברת משימה לעכברים &#39;19. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53503/53503fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן ל</a>לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig6.jpg" /> ציר זמן של איור 6. ההליך כולו של הפרוטוקול כדי לבדוק את זהות המשימה / ED. <table fo:keep-together.within-page="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שָׁלָב </td><td> תֵאוּר </td><td> הערות נוספות </td><td> אזכור </td></tr><tr><td> אפליה פשוטה (SD) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> מתחם אפליה (CD) </td><td> גירויים שונים בשני ממדים תפיסתיים, כגון צבע וצורה לגירויים חזותיים במשימה האנושית, או בין גירויי מרקם וריח למכרסמים </td><td></td><td></td></tr><tr><td> היפוך למידה (CDRe - IDSRe - IDS2Re - EDSRe) </td><td> שתי מופתים בתוך ממד תפיסתי יש לי תלויות חיזוקם הפוך, כך שמה היה בעבר נכון אז לא נכון ולהיפך) </td><td> במידת היפוך סידורי, ביצועים משתפרים עם רצופות תהפוכות בתוך-סט. לפיכך, שלבי היפוך (כלומר., CDRe, IDSRe, IDS2Re) לא רק להעריך את התפקוד של אזורים בקליפת המוח שונים, אלא גם משרתים 1) כדי ליצור את סט קשב cognitive- לערער על ידי שלב EDS, ו- 2) כדי למנוע אוויר באמונות תפלות ללא מכוון היבטים של הגירוי </td><td> - פצעים של קליפת orbitofrontal בעכברים (Bissonette et al, 2008). וmonkyes למידת היפוך לקוי (Dias et al., 1996) - FMRI במהלך הופעה בלמידת ההיפוך הראה הפעלה של קליפת orbitofrontal (המפשייר ואוון, 2006) </td></tr><tr><td> המשמרת (IDS - IDS2) Intradimensional </td><td> מופת רומן הם הציגו, אבל באותו הממד חיזוק </td><td> IDS של שלביםerve כבקרה פנימית חיונית (כלומר., EDS צריך להיות קשה יותר מIDS), וגם לתרום ליצירת הסט הקוגניטיבי-קשב </td><td> דלדול הדופמין בPFC לקוי היווצרות סט קשב (רובינס ורוברטס, 2007). 6-OHDA קופים lesioned לא הראו ההפחתה הקלסית ההפחתה בטעויות מהראשונה (IDS1) לאפליה האחרונה (IDS5), שאמור לשקף רכישת סט קשב </td></tr><tr><td rowspan="2"> משמרת Extradimensional (EDS) </td><td> &#39;תקוע-שנקבע ב&#39;פרוטוקול: בעבר ממד גירוי רלוונטי הוא הוחלף על ידי ממד גירוי חדש שמייד הופך רלוונטי </td><td> כישלון לעבור לממד הרלוונטי החדש לא ניתן לייחס לכל ידע קודם על הממד הזה שכן הוא לא היה חווה בעבר. כישלון, ולכן, משקף להישרדות לממד הרלוונטי בעבר </td><td> - פצעים של HAV mPFCדואר היה תכנית לפגוע בEDS בעכברים (Bissonette et al., 2008), וmokeys (Dias et al., 1996) - חולי אונה קדמיות לקויים במצב &#39;להישרדות&#39; תקוע-בסט, אך לא במצב &quot;שני ממד &#39;(. Et al אוון, 1993) - דופמין בmPFC מווסת ביצועי EDS בעכברים (Papaleo et al, 2008;.. Scheggia et al, 2014) וחולדות (Tunbridge et al, 2004). </td></tr><tr><td> פרוטוקול &quot;שני ממדים&quot;: הממד לא רלוונטי בעבר חיזוק </td><td> כישלון לכאורה להעביר סט קשב עלול להתעורר כאשר נושא הוא מסוגל להסיט את תשומת לב מממד רלוונטי בעבר (כאשר הוא הופך להיות לא רלוונטי) אבל, בכל זאת, לא הצליח למקד את תשומת לב בממד הרלוונטי החדש </td><td> - נגע של mPFC בחולדות (Birrell ובראון, 2000) לקוי משמרת EDS הפעלת fMRI במהלך הופעה על EDS הוכח של PFC ventro-צדדי (המפשייר ואוון, 2006) -60; </td></tr></tbody></table> טבלה 2: שלבי תיאור הזהות / ED O פרון משימה של השלבים של המשימה, כוללים אזכור של הנגע ומחקרים פרמקולוגיים פונה התפקיד של אזורים במוח המעורבים במבנים השונים שנבדקו במהלך המשימה..

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

Alterations in executive control and cognitive flexibility, such as attentional set-shifting abilities, are core features of several neuropsychiatric ...

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא ליצור משימה אוטומטית המשמשת להערכת תפקודים ניהוליים בעכברים, ומדמה גם את הבדיקות הנוירופסיכולוגיות המקוריות בבני אדם. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום מדעי המוח הקוגניטיביים. לדוגמה, כיצד טיפול סלקטיבי, קוגניטיבי או פרמקולוגי עשוי להשפיע על תפקודים קוגניטיביים מסדר גבוה הרלוונטיים להפרעות פסיכיאטריות.היתרונות המרכזיים של טכניקה זו הם שהיא אוטומטית לחלוטין. היא מונעת כל מקור לסובייקטיביות. היא גמישה מאוד, ואנו מקבלים מספר תוצאות שהן סלקטיביות מאוד.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על האבחון והטיפול בליקויים בתפקודים ניהוליים בהפרעות פסיכיאטריות, מכיוון שהיא מאפשרת סריקות תרופתיות וגנטיות נרחבות הרלוונטיות לתסמינים קוגניטיביים בהפרעות פסיכיאטריות. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, שכן הגדרה נכונה של המטלה חיונית להצלחת הניסוי. הכינו את העכברים לניסוי על ידי התאמתם לדיור בודד והפסקת הזנה חלקית לפני הבדיקה, כפי שמתואר בפרוטוקול הטקסט המצורף.כמו כן, לפני הבדיקה, ודאו שבכל תא של המכשיר ישנם שני חורי דחיקת אף המצוידים בקרני פוטו-אינפרה-אדום, וביניהם מגזין מזון עם קרני פוטו, שבו פזרן כופתיות מספק את חיזוק המזון. לאחר מכן, הכינו גירויים ניתנים להחלפה המשתנים בשלושה ממדים תפיסתיים שונים. רשימה של גירויים מוצעים מופיעה בטבלה 1 של פרוטוקול הטקסט המצורף.בחרו חמישה זוגות של דוגמאות עבור כל ממד. כדי להגיש גירויים ריחיוניים דרך חורי דחיפת האף (nose poke holes), השתמשו באולפקטומטר של דילול. הגדירו אולפקטומטר אחד שישלוט בשני חורי דחיפת אף, ולאחר מכן טענו אותו על ידי מילוי בקבוקי הריח בריחות המדוללים ביחס של 1:20 בשמן מינרלי.חברו את משאבת האוויר לכניסה של האולפקטומטר ואת הוואקום ליציאות המותקנות במכשיר ה-nose poke. לאחר מכן, חברו את היציאה להולכת הריח לכל כניסת nose poke וכוון את קצב הזרימה ל-1.5 liters per minute. עבור גירויים ויזואליים, מקמו דיודות פולטות אור (LED) מעל כל חור של ה-nose poke וקבעו אותן בלוח המתכת של התא.חברו כל דיודה לממשק הפלט. עבור גירויים מישוש, הניחו מרקמי רצפה שניתן להחליף על תמיכה נחלקת תחת פתח של שלושה על שלושה סנטימטרים לפני כל חור של דחיפת אף (nose poke). התקינו את המרקמים השונים כך שניתן יהיה להזיזם באמצעות מסגרות שמתחת לרצפה.לפני הבדיקה, ודאו כי ביצעתם את מפגשי האימון כפי שמתואר בפרוטוקולי הטקסט המצורפים, כדי להרגיל את העכברים לתא הבדיקה ולפרוצדורה. בכל שלב במהלך הבדיקה בפועל, מדדו את הזמן שלוקח לעכבר לקבל החלטה בכל הצגה, וכן את הזמן הדרוש להם לביצוע שמונה בחירות נכונות מתוך עשרה ניסיונות רצופים כדי להשלים כל שלב. הפסיקו את המפגש היומי לאחר 40 דקות, או אם העכבר אינו נותן תגובה כלשהי במשך חמש דקות רצופות.סיימו את הסשן והמשיכו למחרת, כאשר העכבר נמצא באותה שלב שבו הפסיק. עבור מבחן האבחנה הפשוט, חשפו את העכברים לריח, אור או מרקם הרלוונטיים בכל המטלות עד להסטה החוץ-ממדית (extra-dimensional shift). בדוגמה זו, מוצגים שני ריחות, וניל ולבנדר, כאשר וניל נבחר כתגובה הנכונה.עבור אפליה מורכבת, יש להחדיר ממד שני, כגון אור, שאינו מצביע על מיקום התגובה הנכונה. הגדירו את מצב האור כבלתי רלוונטי לתוצאה והשאירו את הווניל כתגובה הנכונה. בצעו בדיקה של אפליה זו כך שהווניל יזווג הן עם האור הכחול והן עם האור הצהוב בבדיקות הבאות.עבור היפוך הבחנה בין תרכובות, גרום לבעלי החיים ללמוד שהגירוי שהיה נכון קודם לכן הוא כעת שגוי. בדוגמה זו, בחר בלבנדר כתגובה הנכונה, כאשר וניל יהיה כעת הבחירה השגויה. שוב, שייך את הריח הנכון הן לאור הכחול והן לאור הצהוב בבדיקות הבאות.לאחר מכן, בחרו בהסטה תוך-ממדית (intra-dimensional shift), שבה מתרחש שינוי מלא בעיצוב. השתמשו בריחות תות וקינמון, ושנו לתאורה בכתום ולבן. ודאו שנבדקי הניסוי עוקבים אחר אותו מממד רלוונטי כדי למצוא את התגובה הנכונה, שהיא תות.בבדיקות הבאות, הצמידו את הריח הן לאור הכתום והן לאור הלבן. לאחר מכן, הנחו את העכברים לבצע היפוך של ההסטה התוך-ממדית (intra-dimensional shift), ושנו את הריח הנכון לקינמון. שוב, הצמידו את הריח הן לאור הכתום והן לאור הלבן.עבור העברה תוך-ממדית, השתמש באותם תנאים כפי שבוצעו קודם לכן, אך החלף את זוגות הדוגמאות בריחות ובאורות חדשים. כעת, בצע את ההעברה החוץ-ממדית על ידי הוספת מרקמים כממד רלוונטי חדש. הוסף נייר זכוכית גס לפתח שמתחת לאחד מחורי דחיפת האף, ונייר זכוכית עדין תחת הפתח השני.במקביל, הציגו להם שני ריחות חדשים, כגון לימון ומשמש. הגדירו את החור עם נייר הזכוכית הגס המתאים כתשובה הנכונה. בשלבים הבאים של הבדיקות, שייכו את נייר הזכוכית הגס הן לריח הלימון והן לריח המשמש.לבסוף, הפכו את התגובה הנכונה כך שנייר הזכוכית העדין יסמן את מיקום החור עם התגובה הנכונה. בשלבים הבאים של הבדיקות, שייכו את נייר הזכוכית העדין הן לניחוח הלימון והן לניחוח המשמשה. עבור הפרוטוקול הדו-ממדי, חזרו על הליך ה-stuck-in-set עד להסטה התלת-ממדית (extra-dimensional shift).במקום לעבור למרקם וריח בשלב זה, שנו את הממד הרלוונטי כך שהאור יהיה רלוונטי והריח לא יהיה רלוונטי. הגדירו את ההסטה הבין-ממדית החדשה כך שהאורות יהיו כעת אדום וירוק, כאשר האור הירוק משמש כעת כתגובה הנכונה. הריח הוא כעת הממד שאינו רלוונטי.בחנו את האור הירוק המשודך לשני הריחות בשלבים הבאים. עבור ההיפוך (reversal), השתמשו באותם ריחות אך החליפו כך שהאור האדום יהיה כעת התגובה הנכונה. שדכו את האור האדום לשני הריחות בשלבים הבאים.לאחר שעכבר סיים את הסשן, נגב את מערך הניסוי ב-70% ethanol כדי להכינו עבור העכבר הבא. בצע תמיד את הבדיקות באותו סדר, אך גוון את הגירויים בבדיקות השונות כך שכל אחד מהגירויים שנבחרו ייוצג באופן שווה במחקר. כמו כן, ודא כי הממדים התפיסתיים המשמשים בתוך ובין כל קבוצה ניסויית מאוזנים באופן שווה (counterbalance).הבחנות חזותיות, מישושיות וריחניות במכשיר חדשני זה דרשו פרק זמן דומה ומספר ניסיונות דומה כדי להגיע לקריטריון, מה שמרמז כי בעלי חיים מסוגלים לבצע הבחנות פשוטות ללא קשר לממד המוצג. בעת שימוש בפרוטוקול stuck-in-set, ניתוח ביצועיהם של העכברים חשף אפקט הבחנה שבו העכברים נזקקו ליותר ניסיונות ויותר זמן כדי לפתור את שלב ה-extra-dimensional shift בהשוואה לשלבי ה-compound discrimination, ה-intra-dimensional shift, ה-intra-dimensional shift 2 וה-extra-dimensional shift reversal. דבר זה היה נכון גם בפרוטוקול הדו-ממדי.לאחר השליטה בטכניקה, ניתן לבצע ניסוי זה בתוך 10 עד 12 ימים, כולל כל ההכנות ומפגש ההדרכה.

an-operant-intra-extra-dimensional-set-shift-task-for-mice

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

מאמר זה מציג את פרוטוקול של T-מבוך בדיקות באמצעות מנגנון אוטומטי שונה להערכת הלמידה והזיכרון פונקציות בעכברים.

T-מבוך לסירוגין בכפייה של שמאל וימין משימות אפליה להערכת עבודה וזיכרון העזר עכברים

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

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.

נהלים אופרנטית להערכת גמישות התנהגותית בחולדות

מטרת פרוטוקול זה היא לחקור קוגניציה מרחבית במכרסמים. מבוך המים הכפול H הוא מבחן חדשני, שימושי במיוחד להבהרת המרכיבים השונים של למידה, קונסולידציה וזיכרון, כמו גם את יחסי הגומלין בין מערכות זיכרון.

זוגי H-המבוך: מבחן חזק התנהגות למידה וזיכרון במכרסמים

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

כאן אנו מציגים שני קל לבצע צעד אחר צעד פרוטוקולים עבור מקום העדפה תבניות באמצעות אלקטרואופטיקה בעכברים. שימוש אלה שתי כיוונונים, העדפה התנהגות הימנעות יכול להיות מוערך באופן יציב בתוך אותו מכשיר עם מרחבי המרחב הגבוה ובסלקטיביות הטמפורלית, ובצורה ישירה.

שתי העדפה שונה מקום בזמן אמת תבניות באמצעות אלקטרואופטיקה בתוך האזור הגחוני של העכבר

עם מניפולציה אופטוגנטית של אוכלוסיות עצביות ספציפיות או אזורים במוח, התנהגות ניתן לשנות עם רזולוציה זמנית ומרחבית גבוהה בבעלי חיים נעים בחופשיות. באמצעות כלים אופטוגנטיים שונים בשילוב עם סיבים אופטיים מושתלים כרונית, ניתן לבצע מגוון של אפנון עצבי ובדיקות התנהגותיות.

מניפולציה אופטוגנטית של פעילות עצבית לווסת את ההתנהגות בעכברים נעים בחופשיות

משימת מחסום Y-maze היא מבחן התנהגות הבוחן את המוטיבציה לבזבז מאמץ עבור תגמול. כאן, אנו דנים בבדיקת לחצים כרוניים מרובים מאומתים היטב כולל קורטיקוסטרון כרוני ומתח תבוסה חברתית עם התנהגות זו, כמו גם את הרומן כרוני לא מפלה לחץ תבוסה חברתית (CNSDS), אשר יעיל בנקבות.

מתח כרוני משנה התנהגות בחירה הקשורה למאמץ במשימת מחסום Y-מבוך בעכברים

רוב ניסויי ההתנהגות של מכרסמים תוכננו במקור עבור חולדות. בשל ההבדלים ההתנהגותיים בין חולדות לעכברים, לעיתים נדרשים שינויים עבור עכברים. אנו מציגים שיטה לבדיקת זיכרון עבודה מרחבי בעכברים, תוך מזעור הלחץ במהלך מטלת זיכרון העבודה.

משימת זיכרון עבודה מרחבי מעוררת תיאבון לעכברים במבוך רדיאלי חצי אוטומטי בעל 8 זרועות, המפחיתה את אסוציאציות הזיכרון המפחיד במבוך

המאמר מתאר את הליכי הניסוי עבור פרדיגמת המציאות המדומה (VR) הנפוצה בעכברים, כמו גם קביעת ההיתכנות של הפעלת משימות VR מורכבות על ידי בדיקת משימת אפליית אותות בצורת Y.

נהלי אימון התנהגותי למציאות מדומה קבועה בראש בעכברים

למדו שיטה אוטומטית להערכת תפקודים ניהוליים בעכברים באמצעות משימת שינוי ממדית חוץ-תוך. השיטה מחקה בדיקות נוירופסיכולוגיות אנושיות ומאפשרת מחקר תרגומי בקוגניציה ובהפרעות נפשיות.

אופרנטית התוך / Set-משמרת Extra-ממדית המשימה לעכברים

גלה סרטונים נוספים