Articolo metodologico

Touchscreen sostenuta attenzione Task (SAT) per ratti

DOI:

10.3791/56219

15 settembre 2017

In questo articolo

Sommario

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Attenzione sostenuta, o monitorando continuamente situazioni per eventi intermittenti e imprevedibili, è un aspetto critico della cognizione. Qui dettagliamo come testare attenzione sostenuta in ratti utilizzando camere dell'operatore touchscreen. Dimostriamo prestazioni paragonabili in ratti maschi e femmine, che rende questo compito utile per studiare l'attenzione in entrambi i sessi.

Abstract

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Attenzione sostenuta è la capacità di monitorare gli eventi intermittenti e imprevedibili per un periodo prolungato di tempo. Questo processo di attentional ordinato altri aspetti della cognizione e perturbazione in determinati dello sviluppo neurologico, neuropsichiatrico e disordini neurodegenerative. Così, è clinicamente importante individuare meccanismi che alterano e migliorare attenzione sostenuta. Tali meccanismi sono spesso in primo luogo scoperto utilizzando modelli del roditore. Di conseguenza, parecchie procedure di comportamento per testare aspetti dell'attenzione continua che sono state sviluppate per i roditori. Uno, in primo luogo descritto da McGaughy e Sarter (1995), chiamato il compito di attenzione sostenuta (SAT), treni ratti per distinguere tra segnale (cioè, breve presentazione luce) e prove non-segnale. I segnali sono brevi e richiedono quindi particolare attenzione per essere percepito. Richieste attentional possono essere aumentate ulteriormente con l'introduzione di un distrattore (ad es., lampeggiante houselight). Abbiamo modificato questo compito per alloggiamenti dell'operatore touchscreen, che sono configurati con un touchscreen su una parete che può presentare stimoli e registrare le risposte. Qui dettagliamo nostro protocollo per SAT negli alloggiamenti di touchscreen. Inoltre, presentiamo le misure standard di prestazioni in ratti Sprague-Dawley maschi e femmine. Prestazioni paragonabili su questo compito in entrambi i sessi evidenzia l'uso per gli studi di attenzione, soprattutto come altri ricercatori sono compresi roditori femminili nel loro disegno sperimentale. Inoltre, la facile implementazione di SAT per il sempre più popolare touchscreen chambers aumenta la sua utilità.

Introduzione

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Disturbi che vanno dal disordine di iperattività di deficit di attenzione (ADHD) alla schizofrenia al morbo di Alzheimer, Condividi i danni attentional come una caratteristica1,2,3. I deficit nell'attenzione sostenuta — la possibilità di monitorare continuamente una situazione per eventi intermittenti e imprevedibili — sono particolarmente dirompente, perché l'attenzione sostenuta è cruciale per l'attenzione selettiva e divisa, come pure altri cognitivo elabora4,5. Anche in persone sane, difficoltà a sostenere l'attenzione negativamente influisce sulla cognizione, alterando la funzione quotidiana6. Così, comprensione delle basi neurobiologiche dell'attenzione sostenuta e come si diventa dysregulated potrebbe portare ad interventi per migliorare la cognizione che trarrebbero beneficio molte persone.

Al fine di delineare i circuiti e i processi molecolari che contribuiscono alla corretta contro perturbato attenzione, molti ricercatori si sono rivolti a modelli animali non-umani, dove la manipolazione di popolazioni di cellule specifiche e processi molecolari durante l'attenzione attività è possibile. Lo sforzo ha portato allo sviluppo di una varietà di compiti di attenzione dell'operatore che può valutare la capacità di sostenere l'attenzione7,8,9,10. Un tale paradigma, sviluppato da McGaughy e Sarter (1995), è conosciuto come il compito di attenzione sostenuta (SAT). Roditori addestrati in SAT devono distinguere prove di segnale, in cui un segnale luminoso lampeggia brevemente, dalle prove non-segnale. Richieste attentional possono essere aumentate con l'introduzione di un distrattore visual (lampeggiante houselight)10. I parametri critici per la valutazione attenzione Sat sono ben documentati e questo compito è stato convalidato in ratti maschi e femmine e topi10,11,12. Una versione è anche stata adattata per gli esseri umani, evidenziando l'utilità traslazionale di SAT13. D'importanza, l'utilizzo di questa attività ha aiutato implicano il sistema di corticopetal del forebrain basale in attenzione sostenuta4. In particolare, i neuroni colinergici nel basalis del nucleo di Meynert (NBM) / substantia inominata (SI) regione del proencefalo basale che proiettano alla corteccia prefrontale sono critici per i colpi, che sono risposte accurate su segnale prove14, 15. Al contrario, i neuroni GABAergici in questa regione sono pensati per mediare le prestazioni durante respingimenti corrette (CRs), che sono risposte accurate su prove non-segnale16. Una volta che il circuito di base per questa attività è stato stabilito, fattori che modulano questo circuito per alterare attenzione che vanno da ormoni dello stress alle proteine neurotossiche sono stati identificati17,18. Collettivamente, questi studi evidenziano l'utilità di SAT.

Una limitazione all'implementazione di SAT in laboratorio è che la procedura originale richiede alloggiamenti operante definitivamente configurati per l'attività, con una luce di pannello di centro e due leve estensibile, uno indicato per i colpi e uno per CRs10. Su una prova di segnale, la luce di pannello si accende brevemente e poi leve estendono per indicare una finestra di risposta s 4. Durante tale finestra, se non si preme la leva di successo designata, il ratto riceve una ricompensa (cibo o acqua). Pressa a leva non corretto sulle prove di segnale, note come manca, non è ricompensati. Sulle prove non segnalato, la lampada spia rimane spenta, quindi leve sono estesi. Mentre un CR è stato premiato, pressa a leva non corretto sulle prove non segnalato, note come falsi allarmi, non è ricompensati. Un tentativo di rendere qualsiasi risposta durante la finestra di risposta viene considerata un'omissione. Per espandere la disponibilità di SAT, abbiamo recentemente modificato il compito dell'operatore touchscreen Chambers, in cui una parete è un touchscreen che sia possibile visualizzare gli stimoli visivi e record naso-poke risposte19. Touchscreen chambers stanno diventando popolari a causa della loro versatilità per eseguire una varietà di compiti (ad es., accoppiato socio apprendimento, apprendimento con inversione, ecc.) con un pezzo di attrezzatura20. Simile ad altre procedure di touchscreen20,21,22, nostro adattamento di SAT richiede l'uso di una copertura di plastica opaco touchscreen, chiamata una maschera, con fori tagliati in essa. Un foro centrale, circolare consente la presentazione di un segnale presentando uno stimolo bianco sullo schermo dietro di esso, e due aree di risposta quadrati, uno indicato per i colpi e uno per CRs, consentono il topo a fare toccare le risposte19. Nelle camere di tradizionale, la finestra di risposta 4-s viene di solito indicata con la presentazione delle leve, ma uno studio precedente ha dimostrato che un tono può essere utilizzato anche per segnalare la risposta finestra23. In touchscreen SAT, segniamo allo stesso modo la finestra di risposta con un breve segnale acustico. Altri parametri di formazione (ad es., numero di prove, intervallo intertrial, ecc.) sono mantenuti simili tra tradizionale e touchscreen SAT. Abbiamo precedentemente valutato le prestazioni tra le versioni di SAT tradizionale e touchscreen e trovato che era paragonabile, suggerendo che touchscreen SAT è un valido modo per misurare l'attenzione sostenuta19. La modifica del touchscreen rende SAT più versatile perché può ora essere adattato per uso molto diffuso nelle caselle dell'operatore touchscreen.

Il presente protocollo in dettaglio come eseguire touchscreen SAT in laboratorio. I programmi di allenamento sono state leggermente modificati dalla nostra precedente relazione del compito19 per ottimizzare i tempi di acquisizione nei ratti femmina, che, a differenza dei maschi, aveva difficoltà avanzando attraverso la precedente orari24. Risultati che illustrano le prestazioni tipiche in ratti maschi e femmine sono inclusi, insieme a consigli per la risoluzione dei problemi con l'attività.

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Protocollo

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tutti gli esperimenti sono stati condotti in conformità con le linee guida del National Institutes of Health e sono stati approvati dal comitato di cura e uso animale istituzionale di Temple University. Questo protocollo è stato sviluppato con adulto (~ 60 giorni di età quando si avvia lo studio) ratti Sprague-Dawley maschi e femmine (Charles River).

1. materiali per Touchscreen SAT

  1. assicurarsi che un cubicolo di attenuazione sonora circonda ogni camera touchscreen e che camere sono munite di una casa di luce, generatore di toni, telecamera posizionata sopra la camera e una pallina Dispenser con area di ricompensa alimentazione (che possa essere illuminato) sulla parete opposta il touchscreen.
  2. Utilizzare un'area di ricompensa dell'alimentatore con una grande apertura se sono previsti impianti di cannula o elettrodi. Utilizzare pellet ricompensa 45 mg sono stata setacciata con un setaccio della farina per ridurre la polvere, che possa ostruire il feeder.
  3. Fit ogni camera con una maschera nera acrilica (3,175 mm spessore, opaco) per limitare le aree di risposta sul touchscreen. Preparare la maschera con un'apertura del cerchio centrale (28,58 mm di diametro, 107,95 mm dal fondo, centrato tra il lato destro e sinistro) per stimolo luminoso e due aree di risposta quadrati (28,57 x 28,57 mm) ciascuno posizionato di sotto e fuori dal centro (uno 85,73 mm dalla lato sinistro e uno 85,73 mm dal lato destro ed entrambi 34,93 mm dal fondo). Una raffigurazione della maschera possa essere trovata nella pubblicazione, stoppini, et al. 19.
  4. posizionare la maschera davanti il touchscreen con finitura opaca, posizionato verso la camera.

2. pianificazione Design per Touchscreen SAT

Nota: il sotto protocollo viene illustrato come impostare i parametri per la modellatura e test pianificazioni per touchscreen SAT. Tutti questi programmi sono anche disponibili su richiesta. La tabella 1 descrive i parametri di pianificazione.

  1. Naso Poke Shaping parametri.
    1. Impostare il programma affinché nessun segnale sono presentato e la houselight rimane off.
    2. Impostare l'area di ricompensa di alimentatore per illuminare per indicare la presenza di una pallina e per questa luce si spenga dopo recupero pellet come determinato dal fascio infrarosso porta alimentatore.
    3. Set programma in modo che il naso-pokes sia in zona risposta sono ricompensati con le palline di cibo sotto un programma di rinforzo (FR1) 1 rapporto fisso (cioè, ogni risposta appropriata è stato premiato). Tuttavia, impostare il programma affinché se lato differenziale per naso-poke è cinque o superiore, il ratto deve colpire il lato non-favorito per ricevere una ricompensa per impedire lo sviluppo di un bias di lato.
    4. Impostare la sessione alla fine dopo 40 min o 120 poke premiati. Avanzare soggetti al programma di allenamento 1 se completano 120 naso-poke in 40 min per due giorni consecutivi.
  2. Descrizione di parametri condivisi per 1 programma di formazione e formazione pianificazione 2, Sat.
    1. Programmi di formazione del programma affinché il houselight rimane a aumentano richieste attentional.
    2. Programma ogni sessione in modo che si compone di 162 prove che possono essere suddivisi in tre blocchi di 54 prove per blocco con l'intervallo di intertrial (ITI) fissato a 9 ± 3 s.
    3. Garantire che il segnale e non-segnale prove sono pseudorandomized tale che lo stesso numero di segnale e non-segnale prove verificarsi in ciascuno dei tre blocchi.
    4. Impostare il programma per consegnare una pallina di cibo e accendere la luce della porta cibo automaticamente all'inizio di ogni sessione. Quando un'interruzione del fascio infrarosso indica che il ratto ha eliminato la testa dalla zona di ricompensa, impostare il programma per spegnere la luce della porta cibo e iniziare il primo ITI.
    5. Dopo ogni prova (cioè, segnale o non-segnale), impostare il programma per indicare la finestra risposta 4-s con un 200 ms, 70 dB tono (3kHz).
    6. Se il ratto risponde correttamente, impostare il programma per avviare la ITI quando il ratto rimuove la testa dalla zona di ricompensa. Se il ratto risposta in modo errato, impostare l'ITI per iniziare a seguito della risposta. Se omette di ratto (vale a dire, non fa nessuna risposta), impostare l'ITI per iniziare dopo la chiusura della finestra di risposta.
    7. Per controbilanciare, sviluppare due versioni di questi programmi, il primo con l'area di risposta giusta designato per i colpi (versione A) e la seconda con l'area di sinistra risposta designata per hits (versione B).
  3. Parametri di pianificazione di allenamento 1.
    1. Impostare tutte le durate di segnale per 500 ms
    2. sulle prove di segnale, impostare il programma per illuminare contemporaneamente l'area di risposta destinata per i colpi al 50% di intensità, insieme al segnale, disegnare il ratto ' attenzione alla zona di risposta corretta.
    3. Tenere l'area designata per corrette respingimenti spenti il segnale di non prove.
    4. Impostare il programma in modo che le risposte errate innescano prove di correzione in cui il tipo di prova precedente (cioè, segnale o non-segnale) viene presentato nuovamente. Assicurarsi che una corretta risposta o le risposte errate consecutive quattro termini della serie di prove di correzione. Non contano prove di correzione verso le 162 prove Totale richieste per il completamento dell'attività.
    5. Avanzare soggetti al programma di allenamento 2 se hanno almeno 70% colpi, almeno 70% corretta respingimenti e meno di 20% omissioni per tre giorni consecutivi.
  4. Parametri di pianificazione di allenamento 2.
    1. Impostare tutte le durate di segnale a 500 ms.
    2. a differenza di formazione allegato 1, impostare il programma per mantenere l'area di risposta per i colpi non illuminati sulle prove di segnale.
    3. a differenza del programma di formazione 1, non si dispone del programma eseguire prove correzione.
    4. Tenere tutti gli altri parametri lo stesso programma di allenamento 1.
    5. Anticipo soggetti a Sab se hanno almeno 70% colpi, almeno 70% corretta respingimenti e meno di 20% omissioni per tre giorni consecutivi.
  5. Parametri SAT.
    1. Set tre durate del segnale: 500 ms, 50 ms e MS. 25
    2. impostare il programma per presentare i segnali variabili in modo pseudo-casuale, tale che le tre durate di segnale sono presentate un numero uguale di volte durante ciascuno dei tre blocchi prova.
    3. Definire criteri prestazioni come almeno 70% colpisce la durata del segnale di 500 ms, almeno 70% corretta respingimenti e meno di 20% omissioni per tre giorni consecutivi.
Stage di formazioneMax. Provedurata del segnale (ms)condizioni particolaricriterimediana giorni per ogni fase
naso Poke forma120 Non ci sono eventiHouselight su120 prove in 40 minutimaschi: 2, femmine: 2
Training Schedule 1162500Houselight; Prove di correzione; Finestra di risposta acceso al 50% durante le prove di segnale> Hits 70%, > 70% CR, < omissioni di 20% per 3 giorni consecutivimaschi: 19, femmine: 25
Training Schedule 2162500Houselight su> 70% hits, > 70% CR, < omissioni di 20% per 3 giorni consecutivimaschi: 13, femmine: 21
SAT162500, 50, 25Houselight su> 70% colpisce a 500 ms, > 70% CR, < 20% omissioni per 3 giorni consecutivimaschi: 18, femmine: 12

tabella 1: programmi di allenamento e tempo di acquisizione medio per ogni pianificazione.

  1. distrattore Sat.
    1. Mantenere parametri per blocchi 1 e 3 identico al Sat.
    2. Programma la houselight modo che lampeggia ad una frequenza di 0,5 Hz durante blocco 2.
    3. L'analisi dei dati, confrontare le prestazioni tra i blocchi 1, 2 e 3 per analizzare le prestazioni prima, durante e dopo il distrattore all'interno della stessa sessione.
  2. Programma di estrazione dati.
    1. Estratto i seguenti dati per SAT e distrattore SAT suddivisi per blocco di prova e ogni segnale di durata (per VI e percentuale hits):
      1. Calcola la percentuale di successi dividendo il numero di colpi per il numero dei colpi e manca e poi mu ltiplying da 100.
      2. Calcolare la percentuale di rifiuti corretti dividendo il numero di respingimenti corretti per il numero dei rifiuti corretti e falsi allarmi e poi moltiplicare per 100.
      3. Calcolare l'indice di vigilanza (VI), una misura globale di attentional prestazioni, utilizzando la seguente formula: figure-protocol-1 dove h e f sono la percentuale di visite per segnale prove e falsi allarmi sulle sperimentazioni non-segnale, rispettivamente. I valori dell'intervallo VI da -1 a + 1 con un valore pari a 0 che indica che il topo è in grado di distinguere tra segnale e prove non-segnale. Non includere prove omesse nella misura VI.
      4. Calcolare la percentuale di omissioni determinando la percentuale delle prove cui si è verificata nessuna risposta.

3. Procedura per l'esecuzione di ratti in Touchscreen SAT

  1. considerazioni di inversione di ciclo luce/buio
    Nota: abbiamo i nostri ratti di prova durante il loro ciclo scuro, ma vedere la sezione di discussione per considerazioni per quanto riguarda il test del ciclo di luce.
    1. Per il test durante il ciclo scuro, iniziare comportamento test per almeno 30 minuti dopo l'inizio del ciclo scuro.
    2. Una volta impostata l'attrezzatura, mantenere il comportamento sala prove nelle tenebre durante tutta la formazione e procedure di prova per evitare interferenze con i ratti ' ciclo sonno/veglia.
    3. Coprire le gabbie di ratto con asciugamani neri durante il trasporto per ridurre al minimo l'esposizione alla luce.
    4. Utilizzare fari con luci rosso acceso per il lavoro di mani libere al buio senza interrompere il ciclo luce/buio.
  2. Procedure di restrizione alimentare e pianificazione assegnazione
    1. Don appropriati dispositivi di protezione individuale (PPE; ad esempio, guanti, mascherina, cofano, camice da laboratorio, copriscarpe, ecc.) prima di gestire i ratti.
    2. Quando i ratti arrivano nella stanza di Colonia, casa ratti individualmente o in gruppi. Maggior parte dei ratti nei nostri studi alla fine sono impiantati con cannule, che necessita di alloggi individuali.
    3. Gestire ratti al giorno per 5 minuti al giorno, 5 giorni prima dell'inizio dello studio.
    4. Prima della restrizione alimentare, registrare ogni ratto ' s gratuito alimentazione peso e calcolare il loro peso di destinazione all'85% del loro peso alimentazione gratis.
    5. Cibo limitare ratti per 3 giorni prima inizio modellatura.
    6. Prima della modellatura, pre-esporre ratti a 15 palline di ricompensa dell'alimento nella loro gabbia casa.
    7. Dopo la restrizione dell'alimento iniziale, regolare le quantità giornaliere di cibo secondo necessità per mantenere le prestazioni sul compito di attenzione e ~ 85% di ogni ratto ' s gratis-alimentazione corpo peso permettendo lieve aumento di peso nel tempo (Vedi linee guida 25). Prima di iniziare una nuova pianificazione, limitare ratti più del solito per aumentare la motivazione.
    8. Nei giorni di una settimana quando ratti non eseguono comportamento, aumentare il loro cibo di almeno 1,0 g di make-up per le calorie che avrebbero ricevuto mentre essere ricompensati durante l'attività comportamento.
    9. Registrare ogni ratto ' s peso una volta completata la sessione di.
    10. Non si nutrono ratti fino ad almeno 30 min dopo aver completato la loro sessione per evitare un'associazione tra test la cessazione del comportamento e tempo di alimentazione. Se i ratti sono gruppo ospitato, feed ogni ratto separatamente per 1 h, quindi rimettere la condizione di alloggiamento del gruppo di ratti.
    11. Prima dell'inizio dello studio, assegnare casualmente ogni ratto a una delle due versioni dei programmi di formazione (A o B) e mantenerli sulla loro versione designato durante la formazione e le procedure SAT.
  3. Corrente procedura quotidiana
    1. Don appropriato PPE.
    2. Power up operante chambers e il computer.
    3. Verifica che i distributori di pellet sono pieni di pellet e che la maschera viene inserita davanti al touchscreen.
    4. Assicurarsi che ciascuna casella funzioni correttamente verificando che l'alimentatore è correttamente erogazione cibo e lo schermo, luci, e tono stanno lavorando. Un programma di test semplice scatola possa essere scritti per questo scopo e la nostra è disponibile su richiesta.
    5. Caricare la pianificazione corretta in ogni casella, prestando particolare attenzione alla versione appropriata (cioè, A o B). Informazioni pertinenti per quanto riguarda animali di input ID, sesso, condizione sperimentale, iniziali dell'utente e altre note se necessario (ad es., giorno di infusione 1).
    6. Recuperare ratti da camera colony e metterli nell'apposita casella.
    7. Avviare la sessione di.
    8. Set-up
    9. prestazioni guarda attraverso la videocamera all'inizio della sessione per diversi minuti per assicurarsi che tutto funzioni correttamente. Controllare periodicamente le prestazioni.
    10. Una volta che una sessione è completi, record dati di riepilogo (ad esempio, percentuale hits, per cento CRs, omissioni per cento) e gli eventuali problemi nel quaderno.
    11. Pulire ogni camera con etanolo al 10% e sostituire la biancheria da letto tra le serie di animali.
    12. Dopo aver eseguito il set finale dei ratti per il giorno, pulire le camere accuratamente con etanolo al 10%, assicurando che la griglia del pavimento è come pulito possibile e sostituire la biancheria da letto.
    13. Eseguire il backup dei dati su un server cloud ed estrarre tutti i dati critici.
    14. Spegnere apparecchiature.
    15. Eseguire animali allo stesso tempo nelle caselle stesse ogni giorno.
    16. Eseguire ratti 5-6 giorni a settimana (abbiamo eseguito i nostri ratti 6 giorni a settimana).

4. Risoluzione dei problemi del comportamento

Nota: è normale che le prestazioni cadere quando ratti sono la transizione alla fase successiva che modella (cioè, forma del naso Poke a Training Schedule 1, formazione allegato 1 al programma di allenamento 2, Programma di allenamento 2 a Sab). Tuttavia, se le prestazioni non migliorano nel tempo o se un topo stava eseguendo bene e poi improvvisamente si ferma un buon rendimento, più spesso il problema è con restrizione alimentare.

  1. Risoluzione dei problemi di restrizione del cibo
    1. se la restrizione alimentare è un problema di sospettato, guardare il ratto eseguire l'attività per aiutare a diagnosticare il problema e controllare i numeri di omissione, in particolare tra la sessione.
    2. Se un ratto ha alte omissioni, soprattutto se aumentano nel blocco 3 e si siede tranquillamente nella casella non eseguire, riducibo quotidiano e ammontare di 1 g e monitorare la situazione per stabilire se le prestazioni risultano migliorate.
    3. Se un ratto ha alte omissioni, con impazienza poke sullo schermo e corre avanti e indietro per il porto di cibo per tutta la sessione, aumentare la quantità di cibo giornaliera di 1 g e monitorare la situazione per stabilire se le prestazioni risultano migliorate.
    4. In casi dove è difficile dire se un ratto è sovra - o sottoalimentato, aumentare la quantità di cibo per 2 giorni e monitorare le prestazioni. Se le prestazioni non migliorano o ottiene peggio, diminuiscono la quantità di cibo per 2 giorni e monitorare le prestazioni
    5. se le prestazioni non migliorare dopo aver regolato la restrizione alimentare, sposta il topo a un più facile pianificata come dettagliato di seguito.
  2. Risoluzione dei problemi prestazioni alle diverse pianificazioni di formazione
    Nota: Drop un ratto poco performante se il tempo di acquisizione maggiore due deviazioni standard sopra il numero medio di giorni per cui ci vuole un animale del suo stesso sesso per raggiungere i criteri in base a tale pianificazione. Abbiamo fatto suggerimenti basati sui nostri dati per cut-off per ratti Sprague-Dawley, ma questi numeri dovrà essere regolato per diversi ceppi.
    1. Training Schedule 1: per il programma di allenamento 1, goccia Sprague-Dawley maschi se non possono acquisire dopo 36 giorni e rilasciare le femmine, se non hanno acquisito dopo 48 giorni.
    2. Programma di allenamento 2: se un ratto ' prestazioni di s il programma di allenamento 2 ristagna sotto criteri per 12 giorni di fila e un problema di restrizione alimentare è stato escluso, spostare il ratto ridiscendere Training Schedule 1 per un minimo di 5 giorni o fino a quando non raggiunge i criteri. Se il ratto non raggiunge i criteri sulla formazione Schedule 1 dopo 12 giorni, rilasciare il ratto dallo studio. Se il ratto passa Training Schedule 1 e viene ritrasferito al programma di allenamento 2, ma non migliora dopo 36 e 42 giorni per maschi e femmine, rispettivamente, dopo aver inizialmente avviato programma di allenamento 2, quindi rilasciare il ratto dallo studio.
    3. SAT: se un ratto ' prestazioni s on Sab ristagna sotto criteri per 12 giorni di fila e un problema di restrizione alimentare è stato escluso, spostare il ratto ridiscendere Training Schedule 1 per un minimo di 5 giorni o fino a quando non raggiungono i criteri. Se il ratto non raggiunge i criteri su allegato 1 in 12 giorni, rilasciare il ratto dallo studio. Se il ratto passa Training Schedule 1 e viene ritrasferito al SAT, ma non migliora dopo 41 e 28 giorni per maschi e femmine, rispettivamente, dopo aver inizialmente avviato SAT, goccia ratto dallo studio.
  3. Risoluzione di altri problemi
    1. se un topo si sviluppa un bias di lato (cioè, costantemente Punteggio > hits 70% e < 40% su respingimenti corrette, o viceversa) durante il programma di allenamento 2 o SAT, spostare il topo a Formazione di fase 1, che ha prove di correzione che incoraggiano il topo a rispondere a entrambe le aree di risposta. Tenere il ratto al Training Schedule 1 per un minimo di 5 giorni o fino a quando non raggiungono i criteri. Cadere il ratto dallo studio se criteri sulla formazione allegato 1 non è soddisfatto dopo 12 giorni.
    2. Consultare il personale veterinario immediatamente se un ratto smette di mangiare, si sviluppa la porfirina o altrimenti sta mostrando segni di dolore e angoscia.

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Risultati

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Per la maggior parte degli studi attenzione, ratti sono addestrati a criteri on Sab e quindi vengono eseguite manipolazioni a turbare o migliorare l'attenzione. Acquisizione di dati non viene in genere presentate, ma lo facciamo qui per illustrare i tassi di acquisizione in ratti Sprague-Dawley maschi e femmine. A tal fine, abbiamo quantificato il numero mediano di giorni per raggiungere criteri on Sab (a partire dalla fase di Poke di naso). Si noti che alcuni ratti mai fatto per criteri ...

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Discussione

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Aster (ma vedi riferimento21). Andando oltre ratti, una mouse versione del SAT è stata sviluppata per l'uso in camere dell'operatore tradizionale40. Versioni di touchscreen di altri compiti di attenzione (ad es., i cinque attività scelta seriale tempo di reazione e continuo delle performance) sono utilizzate con topi8,41, quindi è probabile che i parametri dettagliati qui possono essere adattati per testare topi in una versione di...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Ringraziamenti

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Vorremmo ringraziare Joy Bergmann, Attilio Ceretti, Sarah Cohen, Nina Duncan, Arron Hall, Hanna Lefebo e Madeleine Salvatore per la loro assistenza con il comportamento e Dr. Vinay Parikh, Dr. Brittney Yegla e Rob Cole per i loro consigli sui parametri SAT. Vorremmo ringraziare il Dr. Jill McGaughy per suggerimenti su come la procedura di formazione. Questo lavoro è stato sostenuto dagli istituti nazionali di sovvenzione di salute 092438 NIMH e National Science Foundation concedere IOS 1552416 a d.a.b.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Bussey-Saksida Rat Touch Screen Chambers Sistema di facile installazioneLafayette Instrument80604-20Include: Touch Screen, base della camera con pavimenti perforati, ampia area di ricompensa dell'alimentatore (44,5 mm di larghezza x 92,5 mm di altezza), altoparlante, luce domestica, generatore di toni, SAC; L'area di lavoro trapezoidale degli animali è di 126 mm di larghezza all'alimentatore, 240 mm di larghezza e 332 mm di profondità allo schermo e 300 mm di altezza
Cubicoli di attenuazione del suono (SAC)Lafayette Instrument80604-20Attenuazione a circa 35 dB; 38 kg di peso; Dimensioni esterne: 600 mm di larghezza x 670 mm di altezza x 352 mm di profondità; Dimensioni interne: 540 mm di larghezza x 610 mm di altezza x 532 mm
di profondità Software Abet II per touch screenStrumento Lafayette89505Versione 2.19
Lafayettemultimediale per baffi80698-1Necessario per l'operazione touch Abet II
Dispenser di pelletStrumento Lafayette80209-45Ruota intercambiabile da 45 mg
Fotocamera StrumentoLafayette80600-CAMFiltrato e focalizzato per luce IR
Microsoft WindowsMicrosoftWindows 7-64 bit consigliato
Controller PC-Touch Screen CamereLafayette Instrument88530Processore Dual Core Pentinum; 2,5 GHz o superiore; tastiera, mouse e monitor; Scheda PCI, cavo ed espansione installati; Quattro porte RS232; Quattro porte VGA
Pellet di precisione senza polvere BioServeF0165
Maschera acrilica neraTutto in plastica ProdottopersonalizzatoPolicarbonato nero con un lato con finitura opaca, spessore 3,18 mm; Apertura circolare centrale, diametro 28,58 mm, 107,95 mm dal basso, centrata tra il lato sinistro e destro; Due aree di risposta quadrate, 28,57 mm x 28,57 mm ciascuna posizionata sotto e fuori centro, una a 85,725 mm da sinistra e una a 85,725 mm dal lato destro, entrambe a 34,925 mm dal basso.
Carrello multiusoFisher Scientific11-954-75430,75 pollici x 18,38 pollici x 33 pollici
Asciugamano nero Abbastanzagrande da coprire le gabbie per il trasporto di animali
Fari con luci rosseEnergizer HDL33A2ELED luce bianca e rossa
Strumento da 45 mg

Riferimenti

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  1. Cornblatt, B. A., Keilp, J. G. Impaired attention, genetics, and the pathophysiology of schizophrenia. Schizphr Bull. 20 (1), 31-46 (1994).
  2. Gmehlin, D., et al. Attentional Lapses of Adults with Attention Deficit Hyperactivity Disorder in Tasks of Sustained Attention. Arch Clin Neuropsychol. 31 (4), 343-357 (2016).
  3. Perry, R. J., Hodges, J. R. Attention and executive deficits in Alzheimer's disease. A critical review. Brain. 122 (Pt 3), 383-404 (1999).
  4. Sarter, M., Givens, B., Bruno, J. P. The cognitive neuroscience of sustained attention: where top-down meets bottom-up. Brain Res Rev. 35 (2), 146-160 (2001).
  5. Smilek, D., Carriere, J. S. A., Cheyne, J. A. Failures of sustained attention in life, lab, and brain: Ecological validity of the SART. Neuropsychologia. 48 (9), 2564-2570 (2010).
  6. Becker, J. B., Prendergast, B. J., Liang, J. W. Female rats are not more variable than male rats: a meta-analysis of neuroscience studies. Biol Sex Differ. 7 (1), 34(2016).
  7. Cope, Z. A., Young, J. W. The Five-Choice Continuous Performance Task (5C-CPT): A Cross-Species Relevant Paradigm for Assessment of Vigilance and Response Inhibition in Rodents. Curr Protoc Neurosci. 4, 9-56 (2017).
  8. Kim, C. H., et al. The continuous performance test (rCPT) for mice: a novel operant touchscreen test of attentional function. Psychopharmacology (Berl). 232 (21-22), 3947-3966 (2015).
  9. Robbins, T. W. The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry. Psychopharmacology (Berl). 163 (3-4), 362-380 (2002).
  10. McGaughy, J., Sarter, M. Behavioral vigilance in rats: task validation and effects of age, amphetamine, and benzodiazepine receptor ligands. Psychopharmacology (Berl). 117 (3), 340-357 (1995).
  11. McGaughy, J., Sarter, M. Effects of ovariectomy, 192 IgG-saporin-induced cortical cholinergic deafferentation, and administration of estradiol on sustained attention performance in rats. Behav neurosci. 113 (6), 1216-1232 (1999).
  12. St Peters, M., Cherian, A. K., Bradshaw, M., Sarter, M. Sustained attention in mice: expanding the translational utility of the SAT by incorporating the Michigan Controlled Access Response Port (MICARP). Behav Brain Res. 225 (2), 574-583 (2011).
  13. Demeter, E., Sarter, M., Lustig, C. Rats and humans paying attention: cross-species task development for translational research. Neuropsychology. 22 (6), 787-799 (2008).
  14. McGaughy, J., Kaiser, T., Sarter, M. Behavioral vigilance following infusions of 192 IgG-saporin into the basal forebrain: selectivity of the behavioral impairment and relation to cortical AChE-positive fiber density. Behav neurosci. 110 (2), 247-265 (1996).
  15. Gritton, H. J., et al. Cortical cholinergic signaling controls the detection of cues. Proc Natl Acad Sci. 113 (8), E1089-E1097 (2016).
  16. Burk, J. A., Sarter, M. Dissociation between the attentional functions mediated via basal forebrain cholinergic and GABAergic neurons. Neuroscience. 105 (4), 899-909 (2001).
  17. Parikh, V., Bernard, C. S., Naughton, S. X., Yegla, B. Interactions between Aβ oligomers and presynaptic cholinergic signaling: Age-dependent effects on attentional capacities. Behav Brain Res. 274, 30-42 (2014).
  18. Cole, R. D., Kawasumi, Y., Parikh, V., Bangasser, D. A. Corticotropin releasing factor impairs sustained attention in male and female rats. Behav Brain Res. 296, 30-34 (2016).
  19. Wicks, B., et al. Method for testing sustained attention in touchscreen operant chambers in rats. J Neurosci Meth. 277, 30-37 (2017).
  20. Hvoslef-Eide, M., Nilsson, S. R., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Cognitive Translation Using the Rodent Touchscreen Testing Approach. Curr Top Behav Neurosci. 28, 423-447 (2016).
  21. Bussey, T. J., et al. The touchscreen cognitive testing method for rodents: how to get the best out of your rat. Learn Mem. 15 (7), 516-523 (2008).
  22. Mar, A. C., et al. The touchscreen operant platform for assessing executive function in rats and mice. Nat Protoc. 8 (10), 1985-2005 (2013).
  23. Gill, T. M., Sarter, M., Givens, B. Sustained visual attention performance-associated prefrontal neuronal activity: evidence for cholinergic modulation. J Neurosci. 20 (12), 4745-4757 (2000).
  24. Mazure, C. M., Jones, D. P. Twenty years and still counting: including women as participants and studying sex and gender in biomedical research. BMC Womens Health. 15 (1), 94(2015).
  25. Toth, L. A., Gardiner, T. W. Food and Water Restriction Protocols: Physiological and Behavioral Considerations. J Am Assoc Lab Anim Sci. 39 (6), 9-17 (2000).
  26. Nuechterlein, K. H., Luck, S. J., Lustig, C., Sarter, M. CNTRICS Final Task Selection: Control of Attention. Schizo Bull. 35 (1), 182-196 (2009).
  27. Burk, J. A., Herzog, C. D., Porter, M. C., Sarter, M. Interactions between aging and cortical cholinergic deafferentation on attention. Neurobiol Aging. 23 (3), 467-477 (2002).
  28. St Peters, M., Demeter, E., Lustig, C., Bruno, J. P., Sarter, M. Enhanced control of attention by stimulating mesolimbic-corticopetal cholinergic circuitry. J Neurosci. 31 (26), 9760-9771 (2011).
  29. Turchi, J., Holley, L. A., Sarter, M. Effects of nicotinic acetylcholine receptor ligands on behavioral vigilance in rats. Psychopharmacology. 118 (2), 195-205 (1995).
  30. Newman, L. A., McGaughy, J. Attentional effects of lesions to the anterior cingulate cortex: How prior reinforcement influences distractibility. Behav neurosci. 125 (3), 360-371 (2011).
  31. Gritton, H. J., Stasiak, A. M., Sarter, M., Lee, T. M. Cognitive Performance as a Zeitgeber: Cognitive Oscillators and Cholinergic Modulation of the SCN Entrain Circadian Rhythms. PLOS ONE. 8 (2), e56206(2013).
  32. Newman, L. A., McGaughy, J. Cholinergic deafferentation of prefrontal cortex increases sensitivity to cross-modal distractors during a sustained attention task. J Neurosci. 28 (10), 2642-2650 (2008).
  33. Yu, A., Dayan, P. Uncertainty, Neuromodulation, and Attention. Neuron. 46 (4), 681-692 (2005).
  34. Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. The application of the 5-choice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats. Nat Protoc. 3 (5), 759-767 (2008).
  35. Bhandari, J., Daya, R., Mishra, R. K. Improvements and important considerations for the 5-choice serial reaction time task-An effective measurement of visual attention in rats. J Neurosci Meth. 270, 17-29 (2016).
  36. Bangasser, D. A., Shors, T. J. The hippocampus is necessary for enhancements and impairments of learning following stress. Nat Neurosci. 10 (11), 1401-1403 (2007).
  37. Wiersielis, K. R., et al. Sex differences in corticotropin releasing factor-evoked behavior and activated networks. Psychoneuroendocrinology. 73, 204-216 (2016).
  38. Parikh, V., et al. Diminished trkA receptor signaling reveals cholinergic-attentional vulnerability of aging. Eur J Neurosci. 37 (2), 278-293 (2013).
  39. Prusky, G. T., Harker, K. T., Douglas, R. M., Whishaw, I. Q. Variation in visual acuity within pigmented, and between pigmented and albino rat strains. Behav Brain Res. 136 (2), 339-348 (2002).
  40. Peters, M., Cherian, A. K., Bradshaw, M., Sarter, M. Sustained attention in mice: Expanding the translational utility of the SAT by incorporating the Michigan Controlled Access Response Port (MICARP). Behav Brain Research. 225 (2), 574-583 (2011).
  41. Romberg, C., Mattson, M. P., Mughal, M. R., Bussey, T. J., Saksida, L. M. Impaired Attention in the 3xTgAD Mouse Model of Alzheimer's Disease: Rescue by Donepezil (Aricept). J Neurosci. 31 (9), 3500-3507 (2011).
  42. Clayton, J. A., Collins, F. S. NIH to balance sex in cell and animal studies. Nature. 509 (7500), 282-283 (2014).

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