January 22nd, 2016
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.
이 실험의 전반적인 목표는 생쥐의 실행 기능을 평가하는 데 사용되며 원래의 인간 신경 심리학 테스트를 모방하는 자동화 된 작업을 만드는 것입니다. 이 방법은 인지 신경 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 선택적, 인지적, 약리학적 치료가 정신 장애와 관련된 고차원 인지 기능에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 등이다.
이 기술의 주요 장점은 완전히 자동화되어 있다는 것입니다. 그것은 주관성의 원천을 피합니다. 그것은 매우 유연하며 우리는 매우 선택적인 많은 결과를 얻습니다.
이 기술의 함의는 정신 장애의 인지 증상과 관련된 대규모 약물 및 유전자 검사를 허용하기 때문에 정신 장애에서 실행 기능 장애의 진단 및 치료로 확장됩니다. 이 작업의 올바른 설정은 실험의 성공적인 결과를 위해 중요하므로 이 방법의 시각적 시연이 중요합니다. 실험을 위해 생쥐를 단일 하우징에 순응시키고 함께 제공되는 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 테스트 전에 약간 음식을 배제한
하여 실험을 준비합니다.또한 테스트하기 전에 장치의 각 챔버에 적외선 포토 빔이 장착된 두 개의 노즈 포크 구멍이 있고 그 사이에 펠릿 디스펜서가 식품 보강재를 전달하는 포토 빔이 있는 식품 매거진이 있는지 확인하십시오. 다음으로, 세 가지 다른 지각 차원에서 변하는 변경 가능한 자극을 준비합니다. 제안된 자극 목록은 함께 제공되는 텍스트 프로토콜의 표 1에서 찾을 수 있습니다.
각 차원에 대해 5쌍의 예시를 선택합니다. 코 찌르는 구멍으로 후각 자극을 전달하려면 희석 후각계를 사용하십시오. 두 개의 코 찌르기 구멍을 제어하기 위해 하나의 후각계를 설정 한 다음 미네랄 오일에서 1-20 희석 된 냄새 냄새로 향기 병을 채워로드합니다.
공기 펌프를 후각계의 입구에 연결하고 진공 펌프를 노즈 포크 장치에 장착된 콘센트에 연결합니다. 그런 다음 냄새 전달을 위한 배출구를 각 노즈 포크 입구에 연결하고 유량을 분당 1.5리터로 조정합니다. 시각적 자극을 위해 각 코 찌르기 구멍 위에 발광 다이오드를 놓고 챔버의 금속 패널에 고정합니다.
각 다이오드를 출력 인터페이스에 연결합니다. 촉각 자극을 위해 각 코 찌르기 구멍 앞의 3 x 3cm 구멍 아래의 슬라이딩 지지대에 변경 가능한 바닥 질감을 배치하십시오. 바닥 아래의 프레임을 사용하여 이동할 수 있도록 다양한 텍스처를 장착합니다.
테스트하기 전에 함께 제공되는 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 교육 세션을 따라 마우스가 테스트 챔버 및 절차에 익숙해지도록 하십시오. 실제 테스트의 각 단계에서 마우스가 각 프레젠테이션에서 선택하는 데 걸리는 시간과 각 단계를 완료하기 위해 10번의 연속 시도 중 8개의 올바른 선택을 하는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 40분 후 또는 마우스가 5분 연속 아무 응답도 하지 않으면 일일 세션을 중지합니다.
세션을 종료하고 다음 날에도 계속하며, 마우스는 중단된 지점과 동일한 스테이지에 놓습니다. 간단한 판별 테스트의 경우, 여분 차원 이동까지 모든 작업과 관련된 냄새, 빛 또는 질감을 마우스에 소개합니다. 이 예에서는 바닐라와 라벤더의 두 가지 냄새가 표시되고 바닐라가 올바른 응답으로 선택됩니다.
복합 판별의 경우, 올바른 응답이 있는 위치를 나타내지 않는 빛과 같은 2차원을 도입합니다. 조명 상태를 결과와 무관하게 만들고 바닐라를 올바른 응답으로 유지합니다. 후속 테스트에서 바닐라가 파란색 조명 및 노란색 표시등과 쌍을 이루도록 이 구별을 테스트합니다.
복합 변별을 역전시키기 위해, 동물들에게 이전에 옳았던 자극이 이제는 틀렸다는 것을 배우게 한다. 이 예에서는 lavender를 올바른 응답으로 선택하고 vanilla는 이제 잘못된 선택입니다. 다시 말하지만, 후속 테스트에서 올바른 향을 청색광 및 황색광과 페어링하십시오.
그런 다음 설계의 전체 변경이 발생하는 차원 내 이동을 선택합니다. 딸기와 계피를 냄새로 사용하고 주황색과 흰색 조명으로 변경합니다. 테스트 대상자들이 올바른 반응(딸기)을 찾기 위해 동일한 관련 차원을 따르는지 확인합니다.
후속 테스트에서 주황색 및 흰색 조명과 향을 모두 페어링하십시오. 그런 다음 생쥐가 차원 내 이동을 역전시키고 올바른 향을 계피로 전환하도록 합니다. 다시 말하지만, 향을 주황색과 흰색 조명과 짝을 이룹니다.
차원 내 이동의 경우 이전과 동일한 조건을 사용하되 새로운 냄새 및 조명으로 예시 쌍을 변경합니다. 이제 텍스처를 새로운 관련 차원으로 도입하여 추가 차원 이동을 수행합니다. 코 찌르기 구멍 중 하나 아래의 구멍에 굵은 모래 종이를 추가하고 두 번째 구멍 아래의 고운 모래 종이를 추가합니다.
동시에 레몬과 살구와 같은 두 가지 새로운 냄새를 선물하자. 해당 굵은 모래 종이가 있는 구멍을 올바른 응답으로 설정합니다. 후속 테스트에서 거친 사포를 레몬 향과 살구 향과 짝을 이룹니다.
마지막으로, 고운 사포가 올바른 응답을 가진 구멍의 위치를 나타내도록 올바른 응답을 반대로 합니다. 후속 테스트에서 고운 사포를 레몬 향과 살구 향과 짝을 이룹니다. 2차원 프로토콜의 경우, extra-dimensional shift까지 stuck-in-set 절차를 반복합니다.
이 시점에서 질감과 냄새로 전환하는 대신 관련 차원을 전환하여 빛이 관련성이 있고 냄새가 관련이 없도록 합니다. 표시등이 이제 빨간색과 녹색이 되고 녹색 표시등이 올바른 응답으로 작동하도록 새로운 추가 차원 이동을 설정합니다. 냄새는 이제 무관한 차원이 되었습니다.
후속 단계에서 두 냄새와 쌍을 이루는 초록불을 테스트하십시오. 반전을 위해 동일한 냄새를 사용하되 이제 빨간색 표시등이 올바른 응답이 되도록 전환하십시오. 후속 단계에서 빨간불을 두 냄새와 짝을 이룹니다.
마우스가 세션을 마치면 70% 에탄올로 설정을 지워 다음 마우스를 위해 준비합니다. 항상 동일한 순서로 테스트를 수행하되 선택한 각 자극이 연구에서 동일하게 표현되도록 다양한 테스트에서 자극을 변경합니다. 또한 각 실험 그룹 내에서 그리고 각 실험 그룹 사이에서 사용되는 지각 차원의 균형을 동일하게 상쇄해야 합니다.
이 새로운 기구에서 시각적, 촉각적, 후각적 구별은 기준에 도달하기 위해 비슷한 시간과 비슷한 횟수의 시도가 필요했으며, 이는 동물이 제시된 차원에 관계없이 간단한 구별을 수행할 수 있음을 시사합니다. stuck-in-set 프로토콜을 사용할 때 마우스의 성능을 분석한 결과, 해당 마우스는 복합 식별, 차원 내 이동, 차원 내 이동 2 및 여분 차원 이동 반전 단계에 비해 여분 차원 이동 단계를 해결하는 데 더 많은 시도와 더 많은 시간이 필요한 변별 효과가 나타났습니다. 이것은 2차원 프로토콜에서도 마찬가지였습니다.
이 실험은 일단 숙달되면 모든 준비 및 교육 세션을 포함하여 10일에서 12일 이내에 완료할 수 있습니다.
이 연구는 마우스의 주의 전환 및 실행 기능을 평가하도록 설계된 새로운 자동화된 시스템을 제시하며, 인간 인지 연구에 높은 번역성 타당성을 제공합니다. 이 방법은 정신 장애의 인지 기능 장애에 대한 이해를 향상시키는 것을 목표로 합니다.