Name: タッチ スクリーンの持続的注意課題 (土) ラット (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: 学ぶラットの持続的注意をタッチスクリーン操作チャンバーで測定する方法。雄と雌で比較可能な行動評価が可能で、神経精神疾患や神経変性疾患における注意機構の研究に応用されます。

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土パラメーターに喜びベルクマン、アッティリオスリック Ceretti、サラ ・ コーエン、ニーナ ダンカン、アーロン ホール、ハンナ Lefebo と動作で、援助のマドレーヌ サルヴァトーレと博士ヴィネ パリキ、博士ブリトニー · Yegla とロブ ・ コールが彼らのアドバイスに感謝したいと思います。トレーニング手順に関するヒント博士ジル McGaughy に感謝したいと思います。この仕事は健康補助金ニッケル水素 092438 研究機構によって支えられた、全米科学財団は、D.A.B. に IOS 1552416 を付与

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神経の持続的注意の障害が報告される、神経発達、および神経変性疾患1,2,3、対混乱注意最適に貢献するプロセスがけいこ。これは、一部では、特殊な装置齧歯動物注意課題の簡単な適応を制限するためです。ただし、タッチ スクリーン室機器20,22の 1 枚でさまざまな認知タスクを実行するための柔軟性を提供することでこの問題に取り組んでいます。ここでタッチ スクリーンを実装する雌雄ラットのために座ってどのようにタッチ スクリーン20,22詳述によって利用可能な認知タスクの成長のリストに追加します。男女間のパフォーマンスの比較では、同等の集録レートを明らかにしました。しかし、男性は女性よりも基準を達することの多くの変数です。この興味深...

共有機能1,2,3注意障害の疾患アルツハイマー病、統合失調症、注意欠陥多動性障害 (ADHD) に至る。持続的注意の障害、断続的で予測不可能なイベントの状況を継続的に監視する機能 — 持続的注意は選択と分割の注意と同様、他の認知のために重大、特に破壊的な4,5を処理します。健康な人でさえ否定的注意の維持の難しさ損なう毎日関数6認知に影響します。したがって、持続的な関心とどのようにそれはなる調節不全の神経生物学の基礎の理解につながる介入多くの人々 の利益となる認知能力を改善します。
回路と対混乱注意適切に貢献する分子プロセスを記述するために多くの研究者がヒト以外の動物のモデルになっている、注目中の特定の細胞および分子プロセスの操作タスクは可能です。努力は、さまざまな注目7,8,9,10を維持する能力を評価することがオペラント注意タスクの開発につながっています。持続的注意タスクとして知られている McGaughy と単 (1995 年) によって開発されたそのようなの 1 つのパラダイム (土)。SAT の訓練を受けての齧歯動物は、非信号試験からの光信号は簡潔に点滅している信号試験を区別する必要があります。注意力の需要は、視覚妨害 (点滅 houselight)10を導入することで増やすことが。土に注意を査定するための重要なパラメーターはよく文書化され、このタスクが検証された雄および雌ラットおよびマウス10、11,12。バージョンも土13の並進運動の有用性を強調、人間に適応されています。重要なは、このタスクを使用する持続的注意4前脳基底部の corticopetal システムを巻き込むできました。マイネルト核 (NBM) ので具体的には、コリン作動性ニューロンの信号試験14に正確な応答をヒット前脳基底部前頭前野にプロジェクトの質 inominata (SI) 地域に欠かせない/ 15。対照的に、この地域における gaba 作動性ニューロンは非信号試験16正確な応答である正しい拒絶 (CRs) 時のパフォーマンスを仲介すると考えられています。このタスクの基本的な回路が確立されると、ストレス ホルモンから神経毒性タンパク質に至るまで注目を損なうこの回路の変調の要因は識別された17,18をされています。総称して、これらの研究は、土の有用性を強調表示します。
研究室では、土を実装する 1 つの制限は、元のプロシージャがセンター パネル ライトと 2 つの拡張可能なレバー、ヒットと CRs10の 1 つのための指定、タスクの完全に構成されているオペラントの部屋を必要とすることです。信号試験光のパネルは簡単に点灯し、レバーを 4 s 応答ウィンドウを示す拡張します。その期間中に指定されたヒット レバーが押された場合、ラット報酬を受ける (食糧または水)。信号試験、ミス、として知られている不適切なレバー押しは報われない。非シグナル状態試験、パネルのライトが消灯し、レバーを拡張します。CR が報われる一方、非シグナル状態試験、誤報、として知られている不適切なレバー押しは報われない。任意の応答を応答ウィンドウ中にする失敗は、不作為としてカウントされます。土の可用性を展開すると、最近 1 つの壁、両方の視覚刺激とレコード ノーズポーク反応19を表示できるタッチ スクリーン、タッチ スクリーン オペラント チャンバーズのタスクを変更しました。タッチ スクリーンの部屋は装置20の 1 枚で、さまざまなタスク (例えば、ペアに関連付ける学習、逆転学習など) を実行する汎用性のために人気になっています。他のタッチ スクリーンのプロシージャに似ています20,21,22, 我々 の適応土の穴にそれをカット、マスクと呼ばれる、不透明なプラスチック製のタッチパネル カバーの使用が必要です。背後にある、画面に白い刺激を提示することによって信号のプレゼンテーションは、中央の円形のホールと 2 つの方形波の応答領域を 1 つのヒットと CRs、指定できる応答19に触れるようにラット。伝統的な部屋で 4 s の応答ウィンドウは、通常、レバーのプレゼンテーションで示されますが、以前の研究実証トーンは信号の応答ウィンドウ23にも使用できます。タッチ スクリーンの土で同様に短音の応答ウィンドウを信号します。他のトレーニングのパラメーター (例えば試験、試行間間隔等の数) は伝統的な間で類似保持されますとタッチ スクリーン (土) です。我々 は以前伝統とタッチ スクリーンの SAT バージョン間のパフォーマンスを評価および SAT は持続的注意19を測定する有効な方法で対等だったが見つかりました、そのタッチ スクリーンを示唆しています。タッチ スクリーンにより、土より多目的なのでそれは今タッチ スクリーン オペラント ボックスの広まった使用のために適応することができます。
現在のプロトコルの詳細をどのようにタッチ スクリーンを実行する研究室では、土。トレーニング スケジュールは、雌のラットは、男性とは違ってあった前スケジュール24を進める難易度で獲得時間を最適化する作業19の前報から若干変更されています。雄および雌ラットの典型的なパフォーマンスを示す結果は、タスクの問題のトラブルシューティングのためのヒントと一緒に、含まれています。

<table><tbody><tr><td>Bussey-Saksida ラット タッチ スクリーン チャンバー イージーインストール システム</td><td>ラファイエット インストゥルメント</td><td>80604-20</td><td>含まれるもの: タッチ スクリーン、穴あき床付きチャンバー ベース、大型フィーダー報酬エリア (幅 44.5 mm x 高さ 92.5 mm)、スピーカー、ハウスライト、トーン ジェネレーター、SAC;台形の動物の作業エリアは、フィーダーで幅126mm、スクリーンで幅240mm、奥行き332mm、高さ300mmです</td></tr><tr><td>音響減衰キュービクル(SAC)</td><td>ラファイエット楽器</td><td>80604-20</td><td>約35dBへの減衰、重量38kg;外形寸法:幅600 mm x 高さ670 mm x 奥行き352 mm。内部寸法:幅540mm×高さ610mm×奥行き532mm</td></tr><tr><td>タッチスクリーン用Abet II ソフトウェア</td><td>ラファイエット楽器</td><td>89505</td><td>バージョン2.19</td></tr><tr><td>ウィスカーマルチメディア</td><td>ラファイエット楽器</td><td>80698-1</td><td>Abet IIタッチ操作に必要な</td></tr><tr>ラ<td>ファイエット楽器 ペレットディスペンサー ラファイエット楽器</td><td>80209-45</td><td>45mg 交換可能なペレットサイズホイール</td><td></td></tr><tr><td>カメラ</td><td>ラファイエット楽器</td><td>80600-CAM</td><td>赤外線ライト用にフィルタリングおよびフォーカス</td></tr><tr><td>Microsoft Windows</td><td></td><td></td><td>Microsoft Windows 7-64 ビット推奨</td></tr><tr><td>コントローラー PC-タッチ スクリーン チャンバー</td><td>ラファイエット機器</td><td>88530</td><td>デュアル コア ペンチナム プロセッサ; 2.5 GHz 以上; キーボード、マウス、モニター;PCIカード、ケーブル、および拡張を取り付けました。4つのRS232ポート。4つのVGAポート</td></tr><tr><td>ダストレス精密ペレット</td><td>BioServe</td><td>F0165</td><td>45 mg</td></tr><tr><td>ブラックアクリルマスク</td><td>エブリシング プラスチック</td><td>カスタム製品</td><td>ブラックポリカーボネート、マット仕上げ面1面、厚さ3.18mm。中央の円形開口部、直径28.58 mm、底面から107.95 mm、中央は左側と右側の間にあります。2 つの正方形の応答領域 (それぞれ 28.57 mm x 28.57 mm) は中心の下と中心から外れて配置され、1 つは左から 85.725 mm、もう 1 つは右側から 85.725 mm、どちらも下から 34.925 mm です。</td></tr><tr><td>ユーティリティカート</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>11-954-754</td><td>30.75インチ x 18.38インチ x 33インチ</td></tr><tr><td>ブラックタオル</td><td></td><td></td><td>動物輸送用ケージを覆うのに十分な大きさ</td></tr><tr><td>赤色ライト付きヘッドライト</td><td>エナジャイザー</td><td>HDL33A2E</td><td>LED白と赤色のライト</td></tr></tbody></table>

タッチ スクリーンの持続的注意課題 (土) ラット

Touchscreen Sustained Attention Task (SAT) for Rats

持続的な関心は、長期間にわたって断続的に予測不可能なイベントを監視する機能です。この注意プロセス認知の他の側面を subserves し、特定の神経発達、神経で破壊されると神経変性疾患。したがってを損なうし、持続的な関心を向上させるメカニズムを識別するために臨床的に重要です。そのようなメカニズムは頻繁に最初齧歯動物モデルを使用して発見しました。したがって、持続的注意の側面をテストするためのいくつかの動作手順は、齧歯動物のために開発されています。McGaughy と単 (1995 年) で最初に説明した、1 つは持続的注意タスクと呼ばれる (土) 信号 (すなわち、簡単な光のプレゼンテーション) と非信号試験区別するラットの列車します。信号は短く、こうして感知されるに細心の注意が必要です。注意力の需要を増やすことができます (例えばhouselight の点滅) ディス トラクターを導入することによってさらに。このタッチ スクリーン オペラントのチェンバースは、刺激と応答を記録を提示することができます 1 つの壁にタッチ スクリーンが設定されているタスクを変更しました。ここでは、タッチ スクリーンの部屋で座っていたために、我々 のプロトコルを詳しく説明します。さらに、男性と女性の Sprague-dawley ラットのパフォーマンスの標準的な措置を提案します。男女ともにこのタスクに匹敵する性能は、多くの研究者が、実験的なデザインで女性の齧歯動物を含む、特に注意研究のための使用を強調表示します。さらに、ますます人気のあるタッチ スクリーン室土の簡単な実装は、その有用性を増加します。

ほとんどの注意研究のラットは、土の条件に訓練を受けています、破壊または注意を改善する操作が実行します。集録データは通常表示されない、雌雄ラットにおける獲得率を説明するためにここで 。このため、土 (鼻を突くフェーズの開始) の基準に到達する日の数の中央値を定量化しました。いくつかのラット絶対加えそれ条件 (n = 5 の男性と n = 1 の女性)。男性がかかった中央日 (n = 24) と女性 (n = 16) (割り当てられた時間で基準に達しなかった者を含む) の基準に到達するラットはそれぞれ 54.5 日と 62 日 (図 1)。集録時間の男女間に有意差はなかった [U = 165.5、 Z =-0.75、 p =。 469]。集録時間の変動が男性より表示されることに注目すべきだ [四分範囲 (IQR) = 60.25] 女性より [IQR = 29.50]。
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持続的注意、または断続的な予測不可能なイベントの状況を継続的に監視は、認知の重要な側面です。ここでタッチ スクリーン オペラント チャンバーを用いたラットでの持続的な関心をテストする方法を詳しく説明します。我々 は男女ともに注意を調べる場合に役立ちますこのタスクを作る雄および雌ラットに匹敵する性能を発揮します。

Sustained attention is the ability to monitor intermittent and unpredictable events over a prolonged period of time. This attentional process subserves ...

タッチスクリーン型オペラントチャンバーを用いたこの行動課題の全体的な目的は、ラットの持続的注意能力を測定することです。この手法は、時間の経過に伴う断続的で予測不能なイベントの監視である、適切な持続的注意に不可欠な神経生物学的メカニズムを解明するのに役立ちます。この技術の主な利点は、十分に検証されたげっ歯類用持続的注意課題をタッチスクリーン型オペラントチャンバーに適応させた点にあります。多くの認知タスクに対してプログラム可能性を持つため、普及が進んでいる装置です。この手法の応用範囲は、注意力の低下を特徴とする神経精神疾患および神経変性疾患の研究にまで及びます。本手法を用いることで、それらの疾患に対する治療法の検証が可能です。一般的に、この手法を初めて行う方は、ラットを正確に追跡し、データを適切に記録するためのシステム構築に苦労することがあります。本実験では、遮音キュービクル内にタッチスクリーンチャンバーを準備する必要があります。チャンバーには、室灯、トーンジェネレーター、上部に設置したカメラ、タッチスクリーン、および給餌報酬エリアを備えたペレットディスペンサーを装備してください。フィーダー報酬エリアは照らすことができます。45 milligramの報酬ペレットをロードする前に、粉ふるいを用いてペレットの粉塵を落としてください。この粉塵が原因でフィーダーが詰まる可能性があります。ラットにヘッドインプラントが装着されている場合は、開口部の大きいフィーダーを使用してください。タッチスクリーンの反応領域を制限するため、各チャンバーに黒色アクリルのマスクを取り付けます。中央に光刺激用の円形の穴を1つ、その下の中心位置に正方形の反応用穴を2つ開けてください。使用時は、チャンバーを遮音キュービクル内で操作してください。これでチャンバーの準備は完了です。テキストプロトコルには、実験のパラメータの設定方法が記載されています。この実験では、ラットを個別に、または群で飼育することができます。研究を開始する前に、5日間連続で、1日5分間ラットのハンドリングを行ってください。常に個人用保護具を着用してください。行動形成を開始する3日前に食事制限を開始します。1日目に、各ラットの自由摂食時の体重を記録し、その85%にあたる目標体重を算出します。形成の前に、ホームケージ内で15個の報酬ペレットをラットに提示し、慣らしておきます。最初の食事制限後、目標体重を維持するように食事摂取量を調整し、時間の経過とともに緩やかな体重増加を許容します。新しいスケジュールを開始する前には、モチベーションを高めるために、通常よりも少し多めにラットの食事制限を行ってください。ラットがタスクを行わなかった日は、ペレット報酬を受け取れなかった分を補うため、食事量を少なくとも1 g増やしてください。各セッションの後、試験の連続性と給餌時間を関連付けないようにするため、給餌まで少なくとも30分間待機してください。ラットを群飼育している場合は、再び合流させる前に1時間個別に給餌してください。準備として、装置の電源を入れておきます。ペレットディスペンサーにペレットが充填されていること、およびタッチスクリーンの前面にマスクが配置されていることを確認してください。次に、各ボックスの機能を点検します。ペレットディスペンサー、スクリーン、ライト、およびトーンジェネレーターをテストしてください。毎日、開始時にチャンバーの機能をテストすることは極めて重要です。わずかな不具合であっても、動物が混乱し、タスクの学習や通常レベルでのパフォーマンスに支障をきたす可能性があるためです。次に、ボックスのロードスケジュールを確認してください。テストグループに細心の注意を払い、動物ID、性別、実験条件、ユーザーのイニシャル、およびその他のメモに関する関連情報を入力してください。すべての準備が整ったら、被験体を連れてきます。通常、ラットの暗期に入ってから少なくとも30分後にテストを行います。暗所でラットを扱う際は、ヘッドマウント式の赤色灯を使用してください。暗期にラットを輸送する際は、ケージを黒いタオルで覆ってください。行動解析室に到着後、ラットを適切なボックスに入れ、持続的注意課題（sustained attention task）のセッションを開始します。持続的注意課題では、ラットに信号試行と非信号試行を区別するように訓練させます。信号試行では、可変持続時間の光フラッシュに続いて可聴トーンが鳴り、その後4秒間の反応ウィンドウが設けられます。この4秒間に、ラットが画面上の正解領域（この場合は右側の反応領域）に位置した場合、食餌ペレットによる報酬が与えられ、これを「ヒット」と呼びます。ラットが別の反応領域をポークした場合、これはミスとみなされ、報酬は与えられません。非信号試行ではライトが点灯せず、報酬を得るためには、信号が検出されなかったことを示すためにスクリーン上の異なる部分をポークする必要があります。非信号試行における正解反応は、正答拒絶と呼ばれます。信号なし試行においてラットがもう一方の反応領域を突き当たった場合は、偽アラームと見なされ、報酬は与えられません。信号試行と信号なし試行における正解の反応領域は、被験者間でカウンターバランスをとる必要があります。信号試行および信号なし試行において、反応ウィンドウ内にいかなる反応もなかった場合は「ミス（no mission）」としてカウントされ、報酬は与えられません。持続的注意タスクには、3つの試行ブロックのうち2番目のブロックでハウスライトが点滅するディストラクター（妨害刺激）バージョンもあります。セッションを開始した後、すべてが適切に機能していることを確認するため、最初の数分間はラットをモニターしてください。その後、断続的にパフォーマンスを確認します。セッションが終了したら、要約データと発生した問題をノートに記録します。試行の間は、各チャンバーを10% ethanolで拭き、床材を交換します。その日のすべての試行が終了した後、チャンバーを10% ethanolで徹底的に洗浄し、フロアグリッドが可能な限り清潔な状態であることを確認してください。次に、敷材を交換します。セッションごとにスプレッドシートを完全に更新し、別のサーバーにバックアップを取ることが推奨されます。SATの基準に到達するまでの日数の中央値は、雄ラットで54.5日、雌ラットで62日であり、有意な差は見られませんでした。SATタスクのパフォーマンス測定の結果、ヒット率および正解拒否率に基づくと、男性と女性において、シグナルあり試行およびシグナルなし試行の正答率は同程度であることが示されました。意図的なパフォーマンスの総合的な指標である警戒指数（VI）においても、男女間で同様の結果が得られました。また、記録された低い見落とし率についても、性差は見られませんでした。タスク中、視覚信号は500、50、25ミリ秒の間で変化し、信号が短くなるにつれてパフォーマンスは低下しました。性別による主効果は認められませんでした。注意への要求を高めるため、ラットの一部の群において、3つの試行ブロックのうち2番目のブロックでハウスライトを妨害刺激として点滅させました。予想通り、試行ブロックの主効果が認められました。パフォーマンスはブロック2で低下し、ブロック3で回復しました。予想に反して、女性は男性よりも有意に低いパフォーマンスを示しました。このビデオを視聴することで、タッチスクリーンオペラントチャンバーを用いてラットの持続的注意力を測定する方法について十分に理解することができます。この手順を行う際は、個々の動物のパフォーマンスを追跡し、タスクをできるだけ早く習得できるよう、必要に応じて給餌量を調整することが重要です。また、げっ歯類を扱う場合は、プロトコルが事前にIACUCによって承認されており、常に個人用保護具を着用していることを忘れないでください。

touchscreen-sustained-attention-task-sat-for-rats

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

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学ぶラットの持続的注意をタッチスクリーン操作チャンバーで測定する方法。雄と雌で比較可能な行動評価が可能で、神経精神疾患や神経変性疾患における注意機構の研究に応用されます。

タッチスクリーンの持続的注意課題 (土) ラット

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