Name: 쥐의 행동 유연성을 평가하기위한 조작 적 절차 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-02-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 30 s
Description: 학습하세요 쥐의 행동 유연성 평가를 위한 자동화된 조작적 조건화 방법을 통해 전략 전환 및 역전 학습을 수행하는 기술입니다. 이 방법은 전전두피질 기능 연구와 인지 장애 메커니즘 이해에 활용됩니다.

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여기에 설명된 연구는 캐나다 자연과학 및 공학 연구 위원회(Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada)가 S.B.F.에 제공한 보조금의 지원을 받았습니다.

<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>
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설치류 고차 구조인지를 측정하는 작업 행동인지의 개발은 신경​​ 생물학 기술을 향상시키는 데 필수적이다. 잘 구축 및 검증 작업으로, 설치류는 영장류 또는 인간의 필적하는 복잡한 작업으로 평가 될 수있다. 여기에서 우리는 집행 기능, 전략 이동 및 반전 학습의 두 가지 측면, 자동 조작 적 기술을 사용하여 설치류에서 조사 할 수있는 방법을 보여 주었다. 이러한 자동화 된 작업을 사용하여, 우리는 조작 적 작업이 유효한 평가가 있음을 시사 설정 이동 및 반전 11,13,18-21,27,29 학습의 신경 기판에 대한 상호 미로에 이전 연구 결과 및 굴착 작업을 복제 한 구성한다. 이러한 자동화 된 작업은 자동화되지 않은 크로스 미​​로 기존 굴착 작업 위에 이점과 장점을 갖는다. 강제적 자동화 조건화 버전의 데이터 수집 속도가 우수하다. 각각의하루의 훈련이나 시험은 30-60분 소요되며, 컴퓨터 제어 실험에 의해 최소한의 감독을 필요로 완전히이다. 또한, 몇몇 동물은 멀티 챔버 조건화 설치와 동시에 시험 할 수있다. 각 작업 시리즈는, 최종 테스트에 성형에서 약 2~3주에 완료 할 수있다. 자동화 된 작업의 또 다른 중요한 장점은 따라서, 실험 오차의 가능성을 최소화 자극 프레젠테이션의 정밀한 제어이다. 예를 들어, 각각의 시험에 대한 큐 위치의 프리젠 테이션의 순서는 수동 재판 별 목록을 재판 컨설팅 컴퓨터가 아닌 실험자에 의해 랜덤 및 제어된다. 시험 사이의 타이밍을 정확하게 측정 일관하고, 예를 들어, 크로스 미로에서 쥐를 제거하거나 파고 컨테이너를 재 배열 실험 걸리는 시간으로 혼동되지 않습니다. 강화 배달 예를 들어, 망각하면을 미끼로 (자동이며, 오류가 실험 될 수 없습니다크로스 미​​로의 올바른 팔). 데이터 수집은 마찬가지로 정확한 응답 대기 시간의 측정을 포함하여 응답 패턴의 자동 기록으로 개선된다. 다른 모터에 이상이 없을 경우, 응답 지연 시간의 변화는 변경 처리 속도의 증거를 추론 및 / 또는 태스크 (21, 22)의인지 적 복잡도의 수준을 판단하기 위해 사용될 수있다. 자동화 된 작업은 또한 크로스 - 미로 작업 중 하나의 중요한 장점을 유지 : 시프트 또는 날에 반전하는 오류 유형의 상세한 분석을 수행하는 능력. 이전에 시도되지 않은 전략 (결코 강화되지 오류)를 나타냅니다 세트 시프트 전날의 전략 (보속 또는 퇴행 오류) 복제 오류와 오류 사이에 구별하는 것은 행동의 유연성에 특정 적자를 특성화에 지원할 수 있습니다. 특히, 초기 테스트에서 발생하는 보속 오류는 이전 성을 포기하는 동물의 무능력을 반영rategy는 나중에 발생하는 동안 회귀 오류가 perseveration 20 중단되면 새로운 전략을 유지하기 위해 동물의 무능력을 반영한다. 절대 강화되지 오차 새로운 전략, 또는 규칙에 따른 20 체계적 대응하는 무능력을 획득 실패를 나타낼 수있다. 이러한 유형의 오류의 해리 신경 해부학 적 기초를 보여주는 이전 연구 결과는 16,17,20 또한 이러한 작업의 결과를 해석하는 가치가있다. 우리의 절차 개발 및 쥐와 함께 사용하기에 최적화되어있다. 이는 다른 그룹 쥐 (31)에 설정 이동 능력을 테스트하기 위해 유사한 절차를 사용한했다되고. 그러나 특정 수정은 종의 차이를 수용하기 위해 마우스를 고용 할 필요가있다. 이 레버 확장, 30 시험 / 일 및 잘못된 선택 후 타임 아웃 처벌의 통합 사용하여 여러 일 훈련에 앞서 가시 큐 빛의 긴 프리젠 테이션을 포함한다. AlthouGH 이러한 수정은 약물 문제와 함께 사용, 그것은 (는 이러한 수정 작업의 전두엽 감도를 유지할지 여부 불분명하지만) 유전자 변형 생쥐의인지 적 유연성을 평가하는 데 유용 할 수있는이 분석이 용이하지합니다. 물론, 이러한 작업에 제한 사항이 있습니다. 다른 사람이 작업 자체의 매개 변수에 관련하는 동안 이러한 제한 중 일부는 작업의 자동화 된 자연에서 발생한다. 후자와 관련하여, 여기에 설명 된 태스크 집합 시프트 (물론 크로스 미로 설정된 시프트 태스크 26)은 자극 및 응답의 제한된 세트를 이용한다. 신규 모범 (예, 냄새 또는 생소한 굴착 매체) 각 스테이지에서 새로운 11,19 주의력 세트를 구성하는데 사용될 수있는 굴착 작업과는 달리, 조건화 세트 시프트 작업은 반드시에게 친숙한 두 자극 사이의 선택이 필요 동물 - 중 왼쪽 대오른쪽 큐 빛, 또는 오른쪽으로 위치 대 왼쪽. 이것은 새로운, 이전에 관련이없는 자극 차원에 하나의 전략 변화의 개념은 20,23 보존되어 있지만 조건화 및 교차 미로 설정 이동 작업, 응답 갈등뿐만 아니라 전략 이동을 포함하는 것을 의미한다. 관련 메모, 설정 이동 및 반전 파고 미디어, 냄새, 질감 11,19을 포함 할 수있다 굴착 작업에서와 같이, 세 번째 경기 부양 차원을 허용하지 않습니다 여기에 설명 된대로 조작 적 작업에. 조작 적 설정 이동 작업이 여전히 이전에 관련 차별 전략을 억제하고 이전에 무시 자극 차원에 참석하기 위해 동물을 필요로하지만, 우리는이 치명적인 약점을 고려하지 않습니다. 또한, 이러한 추가는 더 어렵고 덜 AME 학습하게 할 가능성이 있지만, 장비 및 작업 파라미터에 대한 수정은, 예컨대 청각 큐 또는 냄새 등의 제 자극 차원의 추가를 지원할 수 있음을 생각할 보인다하나의 일 약리 시험에 송도 신도시. 즉, 더 이상 실험 쥐를보고 - 마지막으로, 임의의 조건화 태스크 기반의 전위 제한은 쥐의 행동에 대한 직접적인 정보의 손실이다. 우리는 자동화에 의해 수여 객관성과 데이터 수집 속도의 장점 이상이 손실을 만회 것을 느끼고, 카메라 조작 적 챔버에 장착하면 원하는 경우 개별 시각적 액세스를 복원 할 수있는 비교적 쉬운 방법입니다. 이러한 조건화 작업을하여 성공을 최대화하기 위해 취할 수있는 방법에는 여러 가지가있다. 첫째, 동물 훈련을 과장 할 수없는 시작되기 전에 처리의 중요성; 어떤 행동 작업에서와 같이, 잘 처리 동물, 작업하기 쉽게 작은 스트레스를 덜 변수 데이터를 생성하는 경향이있다. 둘째, 몇몇 파일럿 테스트는 테스트를 수행하기 위해 하루 중 가장 좋은 시간을 결정할 필요가있을 수있다; 우리는 빛을주기 동안 테스트하고 그 performan를 찾을 수동물이주기의 끝 부분에서 테스트 할 때 CE 최적이다 (예를 들어, 오후 7시 종료 빛을주기 약 오후 4시). 셋째, 치료 동물은 다음 단계로 전진 pretraining 전에 각 단계에서 설정되었다는 안정적인 성능을 확인하기 위해 취해 져야한다. 예를 들어, 개폐식 레버 교육 단계에서 일관되고 강력한 성능의 &quot;설정&quot;차별 작업에 능숙 성능의 우수한 예측이다. 모든 단계가 자동화되어 있지만, 장비와 관련, 실험 개입은 모든 구성 요소가 제대로 동작 중인지 확인할 필요가 남아있다. (동물의 많은 수의 테스트중인 경우 또는 하루에 한 번 이상) 예를 들어, 장비 검사가 매일 실행해야합니다 모든 조명, 레버 및 보상 전달 시스템이 작동하는지 확인합니다. 특히, 보상 전달 시스템 (특히 펠릿 디스펜서) 불량을 대폭 성능에 영향을 줄 수있다. 누락의 비정상적으로 높은 수에주어진 하루는 보상 전달 장치에 문제를 나타낼 수있다, 따라서 데이터 출력은 작업과 예상 성능 수준을 잘 알고 실험에 의해 매일 확인해야합니다. 장비의 고장이없는 경우, 생략의 수가 많으면 의욕이나 동물의 건강과 다른 문제를 나타낼 수있다. 건강한 동물의 경우, 음식 제한 성능을 회복 할 때까지 짧은 시간 동안 자유 먹이 중량 80 ~ 85 %로 동물을 위해 증가 될 수있다. 이러한 설정 변속 반전 작업은 실험 패러다임의 여러가지의 형태로 사용할 수가있다. 예를 들면, 병변, 발달 치료,식이 조작, 장기간 약물 치료, 또는 유전자 조작과 같은 조작의 효과를 조사 할 수있다. 설정 이동 또는 반전 무대에 치료 효과가 주요 관심사가 될 수 있지만 만성 또는 영구적 인 치료가 반드시 TRAI 전에 투여해야하기 때문에, 그주의닝 (특히 초기 차별 또는 &quot;설정&quot;에) 성능의 여러 단계에 대한 영향도 (21)의 검토가 필요합니다, 시작합니다. 이러한 약리학 적 치료 또는 임시 inactivati​​ons 급성 신경 해부학 조작의 사용은, 이러한 작업에 특히 적합하다. 그러한 경우 (도 2에 도시 된 바와 같이) 제 3 그룹은 또한 유용하다; 따라서, 하나의 제어 그룹의 학습에 광범위한 효과를 테스트하기 위해 &quot;SET&quot;초기 차별 당일 조작을 수신하는 동안 차 실험군, 시프트 또는 소멸 일에 관심 조작을 수신하고, 제 2 제어 그룹은 수신 모두 20, 22 일에 아무런 조작을하지 (또는 가짜 치료). 급성 조작 연구에, 그것은 초기 설정의 학습하는 동안 성능 쥐와 일치하고 그에 따라 실험 그룹 (초) 제어 그룹에 할당하는 것이 바람직합니다. 이 미님성능 처리에 의한 차이가 쥐가 자극을 구별하는 법을 배워야하는 방법을 쉽게 개별 변화에 의해 혼동 될 수있는 가능성은 izes. 실험은 몇 주 또는 몇 개월 동안 여러 동료의 테스트를 필요로하는 경우 또한, 각 코호트는 모든 실험군에서 동물을 포함해야한다. 예를 들어, 이동하는 동안 급성 약리 조작의 효과를 테스트하는 연구는 16 동물 각각의 세 코호트 시험 총 48 쥐와 3 실험 그룹을 필요로 할 수있다. 이 경우, 각 코호트 각 실험군 5-6 쥐를 포함해야합니다. 이상적으로, 통계 분석은 쥐의 각 코호트에서 성능의 차이가 없었다 확인하는 요소를 포함해야합니다. 마지막으로, 이러한 조작 적 작업은 통제 된 환경, 자극 presentat의 정확한 타이밍으로 인해 구성 요소, 생체에 기록하는 기술에 적용 미세 투석, 전압 전류 법 및 전기 생리학을 포함에 특히 유용 할 수있다이온과 반응하고, 상호 미로 또는 굴착 작업에서 사용할 수 또는 실제하지 않은 동물의 제한된 움직임.

규칙 생성, 행동 선택 및 전략 평가 포함한 하이 레벨인지 과정이 모두 &quot;집행 기능&quot;또는라고도 &quot;행동 유연성 하나.&quot;은 프로세스가 정상인지 기능에 중요하고, 정신 분열증과 같은 다양한 질환에서 손상 될 수있다 , 알코올 중독, 우울증, 뇌졸중, 알츠하이머 병 2-7. 집행 기능의 조절 방법은 주로 배 외측 전전두엽 인간 8-10에서 안와 전두엽 피질 포함한 전두엽 피질 영역에 의해 매개된다. 작업의 개발은 집행 기능 및 / 또는 인간이 아닌 동물, 특히 쥐의 행동의 유연성을 평가하기 위해,인지 11 ~ 14의 신경 생물학의 이해를 고급 크게하고있다. 이러한 과제는 다음과 같은 별개의 뚜렷한 행동 유연성 성분을 측정하는 것을 가능하게했다전략 변속 반전 학습. 전략 시프 팅 기능을 말합니다 특히 자극 크기 (extradimensional 변화)를 통해, 새로운 경쟁 전략을 취득하면서 적극적으로 이전에 배운 대응 전략을 억제 - 빨강은 녹색, 대 (빨간색 시각 차별을 수행에서 전환, 예를 들어, &quot;올바른&quot;과 촉각 자극 (여기서 부드러운 것은 &quot;올바른&quot;이고 시각적 자극이 지금 무관, 대 거친 부드럽게) 촉각 차별을 수행하기에) 관련이 있습니다. 한편, 반전 학습 또한 응답 전략의 변화를 포함하지만, 동일한 자극 치수 내에 - 레드 이전 정확 경우 등은, &quot;레드 그린 vs&quot;예에서는, 반전이 녹색을 지시 할 지금 정확 촉각 자극 관련이 남아있을 것있다. 여러 작업은 설치류 행동 유연성을 조사하기 위해 개발되었다. 크로스 MA&#39;제 작업은 먼저 방향을 기반 규칙 (예를 들어, &quot;항상 우회전&quot;) 또는 성능의 특정 기준에 시각적 기반 규칙 (예를 들어, &quot;항상 시각적으로 설정&quot;)를 배우고 동물을 필요로한다. 그 후, 동물은 예기치 (원래 &quot;nonreversal 교대&quot;(15)라고 함 전략 쉬프팅) 규칙에 대향 양상 가로 질러 이동하거나 또는 반대의 비상 (반전 학습)에 13,14,16 양상에서 전환 할 필요가있다. 이러한 작업은 전두엽 피질, 시상 및 선조체 1,13,14,16-18을 포함, 대뇌 피질 및 피질 네트워크의 중단에 민감하다. (때로는 굴삭 작업이라 함) 주의력 세트 시프트 태스크의 또 다른 유형은 두 개 또는 세 개의 자극 치수 (미디어, 냄새 굴착 및 / 또는 외부 질감)을 따라 다를 두 용기 사이를 구별하기 교육 동물을 필요로한다. 크로스 미​​로 유사작업은, 다음, 동물 차원에서 (전략 이동)를 이동 또는 동일한 차원 내에서 (반전 학습)하는 데 필요한, 이러한 작업은 전두엽 조작 11,19 유사하게 구분된다. 이 작업의 장점은 여분의 차원의 전략 변화시, 쥐가이 단계에서 성능 장애는 다양한 측면에 주의력 세트를 이동하는 기능의 중단으로 인한 가능성이 보장 자극 (모범)의 소설 세트,되게됩니다 것입니다 복합 자극, 오히려 기능 손상보다 이전에 보상과 관련된 특정 자극에 접근 중지합니다. 그러나,이 기능은 더욱 어렵게 세트 이동하는 동안 적자의 특정 성질을 확인 할 수 있습니다. 상술 한 과제 문헌에 잘 설명되어 있지만, 그들은 모두 절차 많은 단점, 주로 시간의 길이는 동물을 테스트하는 데 걸리는. 모두크로스 미​​로 태스크 및 굴삭 작업이 단지 하나의 동물은 시간에 테스트 될 수있다; 또한, 테스트는 전용 실험에 의해 실시간으로 관리해야하고, 동물 당 하루에 몇 시간까지 걸릴 수 있습니다. 또한, 자극의 제시 및 작업의 두 가지 유형의 행동 반응의 기록은 수동으로 실험자에 의해 제어하고, 인간의 오류 및 주관적인 해석에 따라서 취약합니다. 여기서는 전략 변속을 평가하고 반전 자극 제어 및 데이터 프리젠 테이션을 간소화하고, 극적으로 데이터 수집 속도를 향상시키고 20,21 스루풋 조건화 절차를 이용하여 쥐의 학습을위한 자동화 된 방법을 설명한다. 모양과 열차 랫트 설명되어 사용되는 방법뿐만 아니라, 작업 자체의 결과 데이터 요소의 분석. 우리는 상호 미로 및 굴착 작업처럼, 이러한 자동화 된 작업은 전두엽의 중단에 민감한 것을 발견했다피질 회로뿐만 아니라 신경 발달 조작에 그 모델 정신 분열증 20-23.

<table><tbody><tr><td>개폐식 레버가 있는 동작 챔버 패키지</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>MED-008-B2</td><td>필수 구성 요소에는 개폐식 레버 2개, 자극등 2개, 실내 조명 및 보강 전달 시스템</td></tr><tr><td>MED-PC 소프트웨어</td><td>Med Associates, Inc.가 포함됩니다.</td><td>SOF-735</td><td></td></tr><tr><td>MPC2XL 소프트웨어</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>SOF-731</td><td>원시 데이터를 Excel 형식으로 가져 오기위한 데이터 전송 유틸리티</td></tr><tr><td>먼지없는 정밀 펠릿, 45 mg, 설탕</td><td>Bio-Serv</td><td>F0042</td><td></td></tr></tbody></table>

쥐의 행동 유연성을 평가하기위한 조작 적 절차

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

집행 기능은 규칙 생성 및 행동 선택을 구동 여러 높은 수준의인지 과정으로 구성되어 있습니다. 이러한 프로세스의 발적 속성은 하나의 환경 (즉, 행동의 유연성)의 변화에 대응하여 동작을 조정하는 기능입니다. 이러한 프로세스는 정상적인 인간의 행동에 필수적이며, 정신 분열증, 알코올 중독, 우울증, 뇌졸중, 알츠하이머 병 등 다양한 신경 정신 상태에서 중단 될 수 있습니다. 집행 기능의 신경 생물학의 이해는 크게 행동의 유연성, 특히 전략 이동 및 반전 학습의 개별 구성 요소를 평가하기위한 동물 작업의 가용성에 의해 진행되고있다. 여러 종류의 작업이 개발되었지만, 대부분이 자동화 된 비 노동 집약적이며, 한 번에 하나의 실험 동물을 허용한다. 행동의 유연성을 평가하기위한 자동화, 조작 적 기반 작업의 최근 개발 TES를 간소화팅은, 자극 프레 젠 테이션 및 데이터 기록을 표준화하고, 극적으로 처리량을 향상시킵니다. 여기서 우리는 사용자 정의 작성된 소프트웨어 프로그램에 의해 제어 조건화 챔버를 사용하여, 전략 이동과 반전 작업을 자동화 설명합니다. 이러한 작업을 사용하여, 우리는 내측 전전두엽 피질 전략 변속을 제어하지만 반전 인간에서 관찰 해리 유사한 쥐의 학습 것으로 나타났다. 또한, 신생아 해마 병변, 정신 분열증의 신경 발달 모델 동물은 선택적 전략 변속 태스크 아닌 반전 작업에 장애가된다. 전략 이동 작업은 별개의 신경 기판에 기인 각각의 성능 오류, 별도의 유형을 식별 할 수 있습니다. 이러한 자동화 된 작업의 가용성 및 별도의 전두엽 영역의 해리 기여를지지하는 증거는, 그들을 특히 적합 기본 신경 생물학적 과정의 조사에 대한 분석뿐만 아니라 박사한다질병 모델에 UG 검색 및 심사.

전두엽 피질의 급성, 가역적 불 활성화는 이식 수술 주입 캐 뉼러 (20) 시험을하기 전에 약 10 분을 통해 prelimbic 지역에 국소 마취 bupivacaine을 염산염 (0.75 %, 0.5 μL)의 주입에 의해 달성 될 수있다. 또한, 제 태스크 ( &quot;설정&quot;) 또는 상기 제 태스크 ( &quot;교대&quot;또는 &quot;취소&quot;) 중 하나 동안 불 활성화의 영향이 학습 가능한 일반적인 효과를 조사하기 위해 평가 될 수있다.도 2는 동물 등 inactivations의 결과를 도시 큐 - 투 - 대응 전략 - 이동 순서를 수행. 첫 날 전두엽 불 활성화, 큐 / &quot;설정&quot;작업은, 내측 전두엽 피질 초기 차별 학습을위한 필요하지 않다고 제안, 성능 (그림 2A)을 손상시키지 않았다. 그러나, 두 번째 날에 전전 불 활성화, 응답 / &quot;시프트&quot;작업, signif그 동물 icantly 장애인 성능 기준 성능 (그림 2B)에 도달하는 시험의 실질적으로 더 많은 수의 필요합니다. 전두엽 피질이 불 활성화되었을 때, 동물 시프트 작업 (그림 2C)에 결코 강화되지 오류보다 더 많은 보속과 같은 오류를했다. 이러한 연구 결과는 이전에 배운 전략 13, 20를 억제, 특히 전략 이동하기 위해 내측 전두엽 피질의 중요성에 관한 이전 데이터를 복제합니다. 반대로, 응답 순서의 반전에 훈련 된 동물이 전두엽 의존성을 보이지 않았다. &quot;반전&quot;하루에 전두엽 피질의 불 활성화를받는 동물은 초기 응답 차별 (그림 3A) 또는 이후의 반전 (그림 3B) 20 .These 연구 결과는 이전 연구 표시와 일치 하나에 생리 식염수 주입 동물과 다를하지 않았다 제전자 안와 전두엽 피질이 아닌 내측 전두엽 피질, 여기에 27 설명 된 것과 유사한 조작 적 작업을 포함하여 작업 12,19,26의 다양한 학습 반전을 조절한다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig2highres.jpg" /> 그림 전두엽 손상 전략 변속 2. 불 활성화.이 시험은 설정된 날에 내측 전두엽 피질에 식염수 또는 부피 바카 (Bupi)의 주입을받는 쥐에 의해 초기 큐 차별 작업 ( &quot;설정&quot;)에 기준에. 전두엽 불 활성화, 시험은 시프트 날에 생리 식염수 또는 부피 바카 중 하나의 내측 전두엽 주입 다음 응답 작업 ( &quot;시프트&quot;)으로의 전환에 기준에 초기 획득. B에 아무런 영향을 미치지 않았다. 전두엽의 불 활성화에 응답하여 작업 전략 시프트를 손상.C, 시프트 날에 동물이 저지른 오류의 유형. 시프트 태스크 ( &quot;SAL-bupi&quot;그룹) 이전에 불 활성화 전두엽 보속 형상 오차의 증가로 이어졌다. * P &lt;식염수 식염수 대 .05. 이 수치는 Floresco 등 알에서 수정되었습니다. (20)는 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52387/52387fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig3highres.jpg" /> 전두엽의 그림 3. 불 활성화 이후 이전에 반전 훈련 내측 전두엽 피질에 식염수 또는 부피 바카 (Bupi)의 주입을받을 것이다 쥐에 의한 초기 대응 차별 훈련 동안 기준에 손상되지. A, 시험 학습 반전 잎. 차이는 보이지 않았다. B, 시험은 식염수 또는 부피 바카 중 하나의 내측 전두엽 주입 한 다음, 응답 차별의 반전 동안 기준에. 전두엽의 불 활성화가 반전 학습을 방해하지 않았다. 이 수치는 Floresco 등 알에서 수정되었습니다. (20) 도 4에 제시된 데이터는 데이터 해석에 도움을 줄 수 전략 시프트 전에 오래된 규칙을 사용하여 &quot;리마인더&quot;실험을 수행하기 위해 쥐를 요구하는 방법의 예를 제공한다. 이 연구 (Enomotor 및 Floresco, 관찰되지 않은)에서 쥐가 날 2 일, 쥐 차량 0.2 ㎎ / ㎏ 할로페리돌을 받았다. 1 일 (그림 4A)에 시각적 규칙을 획득 성능을 위해 일치했다. 이들은 규칙 응답 차별 중간 세션을 전환 한 후, 1 일에 취득 된 가시 큐 규칙을 이용하여 응답 할 필요가 있었던 곳 날 2 테스트 세션의 시작에서, 그들은 20 시험을 받았다. 그림 4에 표시B 세션의 첫 번째 (20) 알림 시험 중에 시각적 규칙의 검색을 장애인이 치료. 우리가 이동하기 전에 미리 알림 시련을 사용하지 않은 후, 할로페리돌 처리 된 쥐 기준 (그림 4C)을 달성하기 위해 적은 수의 시험을 요구하고 만든 적은 보속 오류 전략 변화에 (그림 4D). 참고 이러한 데이터는 해석되었을 수 있습니다 할로페리돌에 의해 설정된 이동의 개선으로. 그러나, 규칙 검색 단계에서 장애는 이러한 효과가 더 나은 쥐가 이동하여 빠르게 새로운 규칙을 배울 필요하며 때 덜 응답 충돌에지도 모른다 이전에 취득한 규칙, 대한 장애인 메모리로 이해하는 것이 좋습니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig4highres.jpg" /> 그림 4. 장애인 규칙 검색 및의 촉진 설정은-이동 Halop에 의해 유도eridol 치료.이 시험은 차량 (식염수) 또는 다음 날에 순서를 변화 전략 이전에 도파민 D2 길항제 할로페리돌 (0.2 ㎎ / ㎏)를 수신했다 쥐에서 시각적 차별에 기준에. 두 그룹의 동물 비교 미리 약물 성능을 보여 주었다. B가, 2 일에 테스트의 시작 부분에서, 쥐들이 상당히 정확도 감소 할로페리돌과 일 1에서 시각적 규칙을 사용하여 치료 반응을 계속해야했습니다 (20) 알림 시험을 받았습니다 이러한 알림 시험. C시, 20 미리 알림 시험 후, 규칙은 응답 차별 중순 세션을 이동했다. 할로페리돌 처리 된 쥐 중 시프트 기준을 달성하기 위해 적은 수의 실험이 필요했다. D. 할로페리돌 처리도 보속 에러를 감소시켰다. 이러한 데이터는 향상된 성능, B에서 규칙 검색 디스플레이에 손상을 제안 할 수 있지만 </str옹&gt;는 명백한 &quot;강화 전략 이동은&quot;이전에 취득한 규칙. 에노모토와 Floresco, 관찰되지 않은 간섭이 감소에 기인 가능성이 있음을 나타냅니다. *, P &lt;차량 대 .05. 신생아 복부 해마 병변 (NVHL) 조작 쥐 28,인지 장애, 특히 정신 분열증 29,30의 일부 측면을 모델링하기 위해 사용되어왔다. 간략하게, 흥분 독성 병변 7 일된 쥐의 해마에 투여하고 테스트 성인 (60 일 산후)를 행한다. . 순서를 큐로 응답 NVHL 쥐 세트 (첫 번째 규칙을 학습 응답 / &quot;에서 손상되지 않은됩니다 정신 분열증 (28)의 가설 발달 궤적도 5를이 모델은 세트 시프트의 사전 노출 버전에 NVHL의 성능과 제어 쥐를 보여줍니다. &quot;,도 5a), 그러나 극적 손상하지<html> 기준 (도 5b)에 도달하는 데 필요한 시행 횟수의 증가에 의해 도시 된 바와 같이 새로운 규칙 (큐 / &quot;교대&quot;)로 이행시. 전두엽 이상 20,21 제안,도 5c에 도시 된 바와 같이, 또한, 본 적자는 주로 보속 오차의 증가 때문이다. 이러한 결과는 크로스 미로 태스크 (29)를 사용하여 동물 NVHL으로 변이 손상 전략의 이전 연구 결과를 확인한다. 위 prefrontally 불 활성화 된 동물로부터의 데이터와 마찬가지로, NVHL 동물이 학습 반전에 손상되지 않았다 (그림 6A를, B), 그들은 (그림 6C, D)를 응답 속도가 느린 있었지만. 이 부정적인 결과는 적자를 이동 관측 된 전략 자극 (21) 사이를 전환하는 간단한 무능력에 기인하는 것이 아니다. es.jpg &quot;/&gt; 장애인이 설정 이동 NVHL에서 순서를 (응답 - 투 - 큐)과 가짜 제어 동물.의 사전 노출 버전에 정신 분열증. 성능의 NVHL 모델에 설정 시프 팅 그림 5. NVHL 동물은 응답에 손상되지 않은되었다 ( &quot;설정&quot;) 작업. B는, 그러나, 가짜보다 훨씬 더 많은 실험이 필요 NVHL 동물은 시각적 ( &quot;시프트&quot;) 작업. C에서 기준에 도달하기 위해, &quot;시프트&quot;하루에 오류가 발생했습니다. NVHL 동물 가짜 동물보다 더 보속 오류를 만들었지 만, 퇴행 또는 전혀 강화하지 오류에 차이가 없었다. * P &lt;.05 대 가짜. 이 수치는 PLACEK 등에서 수정되었습니다. (21) <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig6highres.jpg" /> 그림 반전 학습에 NVHL 손상 6. 부족. <stroNG&gt;는, B, NVHL와 가짜 동물은 ( &quot;설정&quot;) 중 초기 응답 학습 작업을 취득 할 수있는 능력, 또는 응답 반전에 차이가 없었다. C는 D, NVHL 동물 가짜가에 응답하는 것보다 느린했다 모두 &quot;설정&quot;과 &quot;반전&quot;작업. 이 수치는 PLACEK 등에서 수정되었습니다. (21) 마지막으로, 파일럿 테스트는 동물들이 조명 자극 등 반대 레버를 눌러, 큐 작업, 즉의 반전을 배울 거의없는 것으로 나타났다있다. 여섯 실험 동물 중 5 기준에 도달하지 않고 (450), 반전 시험 (1 일)을 완료하고, 여섯 번째, 동물 실험 418 (브래디, 관찰되지 않은, 데이터가 도시하지 않음)을 요구했다. 자극 등이 매우 어려운 쥐가 그들에게서 응답을 지시 할 수 있도록 매우 두드러진 매력 단서이기 때문 가능성이있다. 따라서,이 테스트 시퀀스 RECO 아니다mmended.

쥐의 행동 유연성과 같은 실행 기능을 평가하는 능력은 온전한 동물과 질병 모델 모두에서 인지의 신경 생물학을 조사하는 데 유용합니다. 여기에서는 전전두엽 피질 네트워크의 중단에 특히 민감한 전략 전환 및 반전 학습을 평가하기 위한 자동화된 작업에 대해 설명합니다.

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

다음 실험의 전반적인 목적은 자동화된 조작적 조건 형성 방법을 사용하여 쥐의 세트 전환(set shifting) 및 역전 학습(reversal learning)을 포함한 행동 유연성을 평가하는 것입니다. 이를 위해 먼저 동물들이 레버의 돌출과 후퇴에 익숙해지고 일관된 반응을 보이도록 레버 누르기 행동에 대한 사전 훈련을 수행합니다. 그 다음, 동물들을 대상으로 원하는 순서의 첫 번째 과제에 대한 테스트를 진행합니다.예를 들어, 단서-반응 시퀀스에서의 시각적 단서 식별은 동물이 식별 규칙을 학습하는 능력을 확립합니다. 그 후, 동물이 한 규칙에서 다른 규칙으로 전환하는 능력인 행동 유연성을 평가하기 위해, 해당 시퀀스의 두 번째 과제에 대해 테스트를 수행합니다. 결과는 다양한 약물학적 또는 해부학적 조작에 따라 행동 유연성의 서로 다른 측면에 미치는 영향을 보여줍니다.미로 기반의 과제나 굴착 과제와 같은 기존 방법과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은 자극 제어와 표준화 수준이 더 높으며, 데이터 수집 속도가 크게 향상된다는 점입니다. 실험 절차 시연은 저희 실험실의 학부생인 Bradley Roberts가 진행하며, 쥐를 대상으로 한 행동 유연성 테스트를 수행할 것입니다. 중앙의 강화물 전달 구역 양측에 최소 두 개의 개폐식 레버가 설치되어 있고, 각 레버 상단에 자극 표시등이 하나씩 배치되어 있으며, 하우스 라이트와 강화물 디스펜서가 갖춰진 조작 챔버를 사용하십시오.하우스 라이트가 자극 광의 검출을 방해하지 않으면서 챔버 전체를 비추도록 하십시오. 강화물로는 45 milligrams sucrose pellet과 같이 기호성이 좋은 먹이를 사용하십시오. 자극 제시, 레버 작동 및 데이터 수집은 컴퓨터 인터페이스를 통해 제어하십시오.쥐의 사전 훈련에 관한 자세한 내용은 텍스트 프로토콜을 참조하십시오. 텍스트 프로토콜의 지침에 따라 쥐가 레버의 확장 및 수축에 익숙해지도록 하고, 과제의 주요 테스트 단계로 넘어가기 전까지 누락 횟수가 비교적 적은지 확인하기 위해 수축 가능 레버 훈련 세션을 실시합니다. 각 시행 동안 어느 레버를 확장할지 결정하며, 왼쪽 레버 시행 45회와 오른쪽 레버 시행 45회가 되도록 하되 2회 연속으로 같은 레버를 확장하지 않는 의사 무작위 순서로 레버 확장을 교대로 진행합니다.동일한 레버를 제시하고, 선택된 레버를 확장합니다. 동물이 10초 이내에 레버를 누르면 강화물을 제공하며, 10초가 지나면 레버를 회수합니다. 동물이 10초 이내에 반응하지 않으면 레버를 회수하고 누락으로 기록합니다.전략 전환을 위한 두 가지 가능한 테스트 시퀀스 중 하나인 대기-반응 시퀀스(queue to response sequence)를 테스트하기 위해, 정해진 일수 동안 또는 동물이 이틀 연속으로 누락 횟수가 5회 이하라는 최소 기준을 충족할 때까지 30분간의 접이식 레버 훈련 세션을 계속합니다. Q 과제에 대한 동물 테스트를 시작하십시오. 이 과제는 조명 자극등 아래에 있는 레버에 반응하도록 동물을 강화하며, 시퀀스 내의 설정 과제(set task)입니다.각 시행의 시작 시 두 레버를 모두 후퇴시킨 상태에서 왼쪽 또는 오른쪽 자극등 중 하나를 3초 동안 점등합니다. 그 후 두 레버를 챔버 내부로 10초 동안 또는 반응이 나타날 때까지 밀어 넣습니다. 어느 레버에서든 반응이 나타나면, 신호가 켜진 레버에 올바른 반응을 보인 경우에만 강화합니다.레버를 회수합니다. 세션 전반에 걸쳐 20초마다 시험을 시작합니다. 동일한 자극이 2회 연속으로 나타나지 않도록 시험 순서를 유사 무작위로 결정합니다.빛을 조사합니다. 동물이 10회 연속 정답을 맞히고 최소 30회의 시행을 완료하거나, 기준에 도달하지 못한 채 150~200회의 시행을 완료할 때까지 테스트를 계속합니다. 다음 날, Q 과제에서 기준에 도달하면 동물을 반응 과제로 이동시킵니다. 이 반응 과제는 시퀀스 내의 전환 과제에 해당하며, 동물이 선호하는 방향의 반대편 레버를 눌렀을 때 보상을 제공합니다.양쪽 레버가 모두 후퇴된 상태에서 시작되는 신호와 관계없이, 두 자극등 중 하나를 무작위로 3초 동안 점등한 다음, 양쪽 레버를 챔버 내로 10초 동안 또는 반응이 나타날 때까지 돌출시킵니다. 동물의 선호 방향 반대편에 위치한 정답 레버에 대한 반응만 강화하며, 어느 레버든 반응이 나타나면 레버를 후퇴시킵니다. 동물이 10회 연속 정답 반응이라는 기준에 도달할 때까지 시행을 반복합니다.효율적인 전략 전환은 내측 전전두엽 피질에 의존합니다. 치료 첫째 날, 전전두엽 비활성화는 Q set 과제 수행 능력에 영향을 주지 않았습니다. 그러나 둘째 날의 전전두엽 비활성화는 반응 전환 과제 수행 능력을 유의하게 저하시켰으며, 이는 동물들이 기준 성능에 도달하기 위해 더 많은 시행 횟수가 필요했음을 의미합니다.이와 대조적으로, 반응 역전 변별은 내측 전전두엽 피질에 의존하지 않는 것으로 나타났습니다. 역전 학습 당일에 전전두엽 피질을 불활성화한 동물들은 생리식염수를 주입한 동물들과 차이가 없었으며, 이는 내측 전전두엽 피질이 아니라 안와전두피질이 다양한 과제에서 역전 학습을 조절한다는 이전 연구 결과들을 뒷받침합니다. 리마인더 시행이 데이터 해석에 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여주기 위해, 쥐들은 1일 차에 시각적 Q 규칙을 습득하였습니다.둘째 날, 쥐에게 vehicle 또는 hallal peritol을 투여한 후, 반응 변별로 전환하기 전 첫째 날의 리마인더 시행(reminder trials)을 20회 실시하였습니다. 그 결과, hallal peritol 투여군에서 리마인더 시행 중 시각적 단서의 회복이 손상된 것으로 나타났습니다. 이후 hallal peritol 투여 쥐들은 기준치에 도달하는 데 필요한 시행 횟수가 더 적었으며, 만약 이전 규칙에 대한 기억이 실제로 손상되었음을 보여주는 리마인더 시행이 없었다면 이러한 결과는 세트 전환(set shifting) 능력이 향상된 것으로 해석되었을 수 있습니다.행동 유연성과 실행 기능의 신경생물학적 기초를 탐구하기 위해, 이 절차에 해부학적, 환경적 또는 유전적 조작과 같은 다른 방법뿐만 아니라 생리학적 또는 화학적 기록 기술을 추가할 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

설치류 조건화에 대한 완전 자동화 된 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은이 컨트롤의 영향을 신경 활동 기본 감각 통합,인지 제어 실험에 대한 정도를 조사하기 위해 행동 사건의 정확한 시간 제어에 의존합니다.

감각 운동 통합 및인지 제어 실험을 위해 완전 자동화 된 설치류 컨디셔닝 프로토콜

이 프로토콜의 목표는 마우스의 전두엽 피질 매개인지 적 유연성을 평가하는 작업 (AST)를 이동 주의력 세트로 행동 분석을 수행하는 것입니다.

주의력 설정 쉬프트 작업 : 마우스의인지 적 유연성의 측정

주의집중 세트 이동 인지 이상은 많은 정신 질환의 핵심 특징입니다. 여기에서 우리는 인간 연구에 대한 번역 타당도가 높은 마우스의 주의력 세트 이동 능력, 실행 기능 및 기타 인지 능력에 대한 효과적인 연구를 위한 새로운 자동 시스템의 개발을 제시합니다.

마우스에 대한 조작 적 인트라 / 여분의 차원을 설정 교대 작업

여기에서는 쥐에서 파블로프식 조건화 접근 행동을 유도하는 프로토콜을 제시합니다. 이 절차는 보상 관련 단서에 접근하고 인센티브 현저성을 부여하는 경향의 개인차를 측정하고 중독 취약성을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.

흰쥐의 파블로프 조건 접근 교육

인간의 심리 운동 경계 테스트 (PVT)의 쥐 버전은 관심의 조기 응답 등 성능 정확도, 모터 속도, 인간 경계의 측면, 및 경과 포함한 인간 PVT, 측정 된 것과 유사한 관심의 양상을 측정하고 그 설명된다.

설치류 심리 운동 경계 시험 (rPVT) : 쥐에서 신경 행동 학적 성능을 평가하는 방법

설정 - 이동, 행동 적 유연성의 형태, 다른 한 경기 부양 차원에서 주의력 변화를 필요로한다. 우리는 설립 설치류가 설정 이동 상황에 따라 다른 자극에주의를 요구하여 작업 1을 확장했다. 이 작업은 성공적인 변화를 기본 신경 세포의 서브 타입을 식별하기 위해 특정 병변과 결합되었다.

전략의 새로운 변형 쥐에 세트-이동

이 원고는 supination 쥐에 단정 되는 반자동된 작업을 설명 합니다. 쥐가 도달 하 고, 파악 supinate 구형 manipulandum. 회전 각도 사용자가 설정한 조건을 초과 하는 경우는 쥐 펠 릿으로 보상 된다. 이 작업 처리량, 상해, 및 객관성 전통적인 작업에 비해 감도 증가 합니다.

손잡이 Supination 작업: 쥐의 Forelimb 함수를 평가 하기 위한 반 자동화 방법

비용-이익 분석은 의사 결정의 과정에서 수행 하는 두뇌 무게 규모 접근 이다. 여기, 우리 제안 훈련 프로토콜 쥐 한 조작-기반 의사 결정 패러다임 쥐 15 대기 비용으로 더 높은 보상을 선택 하는 곳에 그들을 받을 s.

설치류에 의해 강화 결정 시 비용-이익 분석을 평가 하기 위한 작동 프로토콜

우리는 다른 형태의 쥐 및 다른 작은 포유동물에서 충 동성을 평가 하는 세 가지 프로토콜을 제시. Intertemporal 선택 절차 평가 지연된 결과의 가치를 할인 하는 경향이. 낮은 가격과 기능-부정적인 차별의 차동 보강 응답 저해 용량와 부적 절 한 응답에 대 한 처벌 없이 각각 평가 합니다.

Impulsivity 쥐에서의 다른 발현을 평가 하기 위한 3 개의 실험실 절차

사회적 조건에서 쥐의 운동 성능의 속도와 정확성을 측정하는 절차가 설명된다. 이 프로토콜을 통해 한 번의 실험에서 모터 성능의 속도와 정확성에 대한 다른 사람의 단순한 존재의 영향을 조사할 수 있습니다.

쥐의 모터 성능의 속도와 정확성에 대한 파트너의 영향을 평가하기 위한 과제

스트레스가 많은 삶의 사건은 인지 기능을 손상시켜 정신 장애의 위험을 증가시다. 이 프로토콜은 스트레스가 남성과 여성 스프라그 Dawley 쥐의 패러다임을 이동하는 자동화 된 조작 전략을 사용하여 인지 유연성에 미치는 영향을 보여줍니다. 특정 행동의 기본 특정 뇌 영역논의, 결과의 번역 관련성을 탐구.

패러다임을 바꾸는 오페라 전략을 사용하여 인지 유연성에 대한 스트레스 영향 평가

학습하세요 쥐의 행동 유연성 평가를 위한 자동화된 조작적 조건화 방법을 통해 전략 전환 및 역전 학습을 수행하는 기술입니다. 이 방법은 전전두피질 기능 연구와 인지 장애 메커니즘 이해에 활용됩니다.

쥐의 행동 유연성을 평가하기위한 조작 적 절차

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