Name: 마우스에 대한 조작 적 인트라 / 여분의 차원을 설정 교대 작업 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 35 s
Description: 배우세요 마우스의 집행 기능을 평가하는 자동화된 과제 설정 방법을. 후각, 시각, 촉각 자극을 활용하여 인간 신경심리학 테스트를 모방하고 정신장애 관련 인지 증상 연구에 활용할 수 있습니다.

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우리는 G. Pruzzo의 탁월한 기술 지원과 새로운 장치를 만드는 데 도움을 준 IIT 기계 작업장에 감사드립니다. 이 연구는 Istituto Italiano di Tecnologia, Marie Curie FP7-Reintegration-Grant N°268247 및 이탈리아 보건부 젊은 연구자 보조금(GR-2010-2315883)의 지원을 받았습니다.

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</ol>

저자는 재정적 이해 상충이 없음을 선언합니다.

이 연구에서 우리는 소설이 안정적으로 반전 학습, 주의력 세트의 형성과 이동을 통해인지 적 유연성을 측정 할 수있는 마우스 두 개의 챔버 ID / ED &quot;오페론&quot;작업을 자동으로 제시한다. 이 패러다임은 WCST와 일반적으로 인간과 인간이 아닌 영장류에 사용되는 ID / ED 작업 유사 및 설치류에 대한 이전 버전의 주요 한계를 극복한다. 이 오페론 패러다임이 큰 약물 및 / 또는 병진 의학에 높은 관련성 마우스의인지 (DYS)에 관련된 기능 유전자 검사를위한 새로운 효과적인 도구로 사용할 수 있습니다. 이 자동화 된 태스크는 설치류 용 이전에 사용 된 ID / ED 태스크에 비해 다음과 같은 장점이있다 : (1) 이는 (설명서 버전보다 덜 노동 집약적 인 절차를 가지고 예를 들면, 소프트웨어가 크게하여 간섭을 감소 과제의 모든 위상을 조절한다. 실험자); (2) 측정 parame의 주관성의 모든 소스를 제거TERS (예, 실험 동물이 실제로 선택 응답했다 여부를 판단 할 필요가 없다); (3) 마우스는 응답을 위해 보강 관련된 큐를 수행 할 수있는 가능성 (즉, 보상은 항상 자동적으로 중심 잡지에서 제공된다) 제거; (4) 임의의 환경 조건을 피할 수 (예를 들어, 미로와 다른 크기 / 재료에있어서, 수동으로 제조 큐 자극의 사용의 사용); (5)이 임상에서 사용 동등한 인간 작업에 따라, 서로 다른 자극의 넓은 범위의 세 가지 치수의 조작을 허용한다. 여기에서 우리는 쥐에서 데이터를 제시하지만, 비슷한 장점은 쥐에 대해도 예상 할 수 있습니다. EDS의 비교 예에서 I) 열악한 성능 : areliable 주의력 집합 변속 성능을 식별하기 위해 이용 될 수있는 내부 구조체 - 유효 파라미터는 태스크의 중요한 단계가있다이전 단계 II) IDS2에 IDS에서 일반적인 개선 ED; ⅲ) 연속 반전 단계에서 특정 개선, 더 많은 동물이 내 세트 역전의 훈련으로, 더 나은 후속 내 세트 (20)를 전환은에서 수행해야한다 EDS 비교 EDSRe에 ⅳ) 더 나은 성능. 이 소설 ID / ED 오페론 작업은 CANTAB ID / ED 작업을 사용 영장류 및 버전 12, 13을 &quot;파고&quot;설명서를 사용하여 설치류에서 기존의 연구와 일치하는 모든 기능을 제공합니다. 또한,이 자동화 된 작업의 각 단계에 관계없이 (즉, 냄새, 질감과 빛) (19) 사용 관련 / 관련이없는 차원의 시험 해당하는 번호를 알게되었다. 이 사용되는 모든 자극 비슷한 돌출이 있고 주의력 세트 형성 및 / 또는 이동에 적합한 것을 보여 주었다. 우리의 실험은 EDS 해결에 어려움이 또한 응답 대기 시간의 증가에 의해 강조되고 있음을 입증. 처리 시간증가 열심히 차별 (21) 중 최적의 정확성을 유지합니다. 따라서, (18)을 해결하는 정보 처리, 의사 결정 및 문제의 속도의 지표로 응답하는 지연을 고려하여, EDS 동안 느린 대기 시간 설정 변속을 해결하는데 어려움에 직면 채용 전략을 반영하는 것이다. 우리는 새로운 장치가 효과적으로 더 &#39;전통적인&#39;주의력 세트 시프트 패러다임 (즉, 이차원) 시험에 걸쳐 두 개의 치수를 이용하여 사용될 수 있음을 도시했거나 함께 부착 된 세트 패러다임 사용을 의미 세 가지 차원. 관심 영역인지에 따라, 가장 적합한 프로토콜을 선택할 수있다. 이러한 패러다임 모두는 이전 인간, 영장류 및 설치류 7,12-17에 사용되어왔다. 그러나, 고착에 설정된 절차와 오전입니다 설정 이동의 다른 구성 요소를 구별 할 수있다인간의 환자 7,22에서 전두엽의 기능을 선택적으로 측정 광석. 또한, 이차원 패러다임에서 발생할 수있는 하나의 문제는 바이어스 결과를 알게 무관 수도있다. 배운 무관의 perseveration이 참석, 7 무관, 과거 정보에 대해 배울 수 없음을 의미한다. 피사체가 이전에 무관 차원 관심을 전환하는 데 필요로이 상황은, 이차원 패러다임의 EDS 단계에서 일어날 수있다. 이 경우, EDS 결핍으로 인해 이전에 중요한 치수 및 / 또는 현재 이전 무관 차원 주목 시프트 무능력 멀리 주목 시프트 무능력인지 분별 기본적 불가​​능하다. 장애는 단지 이전에 피드백을 강화과의 랜덤 협회 무관 만든 차원에 응답의 활성 억제를 반영 할 수있다. 한편, 부착 된 세트의 콘시 조건은, 새로운 관련 차원으로 이동하지 않으면 이전에 경험하지었기 때문에이 차원에 대한 사전 학습에 기인 할 수 없습니다. 실패, 따라서 이전에 관련 치수 perseveration을 반영한다. 결론적으로, 경우에도 &#39;부착 된 세트&#39;와 &#39;두 차원&#39;주의력이 설정 이동 유사한 결과가 발생할 수 있습니다 패러다임을, 우리가 명시 적으로 선호하는 부착 된 세트 perseveration 이유가 논의 정상적인 야생형 생쥐에서 위.

주의력 설정 이동은인지 적 유연성과 집행 기능을 하나의 척도이다. 그것은 임의의 내부 규칙 ( &quot;인지-주의력 세트&quot;) 사이를 전환 할 수있는 능력을 의미한다. 인간 주의력 설정 변속인지 유연성을 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 신경 심리학 적 작업은 위스콘신 카드 정렬 검사 (WCST) (2) 및 더 최근의 더 정교한 버전 : 인트라 여분 차원 주의력 세트 시프트 (ID / 캠브리지 신경 심리 검사 자동화 된 배터리 (CANTAB) 3,4의 ED). 이러한 작업은 자폐증 5 포함한 정신 장애, 정신 분열증 (6), 파킨슨 병 (7), 강박 장애 (8) 및 주의력 결핍 / 과잉 행동 장애 (9)의 넓은 범위에서 특정 이상인지를 식별하기 위해 사용되어왔다. 임상 적 관련성과 WCST와 ID의 고체 방법 론적 접근 / ED 테스트는 AT &amp; T가전임상 연구에서 10, 11과 동일한 시험 구현 racted 관심. 이러한 작업은 동일한 차원에서 관심의 이동, 이러한 차별적 학습, 반전 학습, 주의력 세트의 형성과 같은 다른인지 능력의 동일한 주제 내에서 선택적으로 측정 할 수 (. 즉, 내 차원 이동 : IDS)과 다른 사이 지각 차원 (즉, 여분의 차원 이동 :. EDS). 별개의 뇌 회로뿐만 아니라 병리학은 다양한 방법으로 이들 고유인지 기능을 변경할 수 있기 때문에 중요하다. 예를 들어, 이중 해리 또는 기능적 전문화 효과 (설치류) / 중간 (원숭이와 인간) 측면과 주의력 설정 이동 작업에서 PFC의 궤도 영역 사이 입증되었다. 안와 전두엽 피질 이러한 작업의 반전 단계에서 더 복잡하지만, 횡 / PFC 내측 영역은 여분 차원 변속 단에 적용12-14. 영장류 이러한 주의력 설정 이동 테스트 설치류 버전은 성공적으로 13-16를 생성하고있다. 그러나, 이들 설치류 버전의 일부 측면들은 애플리케이션 및 사용을 제한하고있다. 예를 들어, 이러한 작업은 수동으로 실행되며, 따라서 매우 노동 집약적 및 표준화하기 어렵다. 또한, 내측 자극 식품 강화제의 존재는 열을 선택 결정에 응답 동물과 바이어스 전위의 모호한 해석을 초래할 것이다. 이러한 특성 시험의 처리량과, 더 중요하게, 대규모 유전자 및 / 또는 약물 스크리닝 연구에의 응용을 제한하고있다. 이러한 한계를 극복하고, 설치류에서 ID / ED 시프트 패러다임의 응용 가능성을 향상시키기 위해, 여기 마우스에서인지 유연성을 테스트하는 신규 한 개의 챔버 조건화 기반 태스크를 제안한다. 이 신규 작업 밀접 인간 및 비에서 사용될 ID / ED 태스크를 본뜬영장류와 설치류 이전 버전의 문제를 우회.

<table><tbody><tr><td>플렉시 글라스 벽과 알루미늄 바닥</td><td>맞춤 제작</td><td></td> <td>(각 챔버에 대해 16 x 16 x 16cm)</td></tr> <tr><td>플렉시 글라스 도어&nbsp;</td><td></td><td></td><td></td>맞춤형</tr><tr><td>PC</td><td>Dell Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MED-PC IV 소프트웨어&nbsp;</td><td>(Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>맞춤 제작</td><td>조작 코드를 사용하여 자극의 표현과 단계의 순서를 자동으로 제어합니다</td></tr>. <tr><td>코-찌르기 구멍&nbsp;</td><td>Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>ENV-314M</td><td></td></tr><tr><td>식품 매거진&nbsp;</td><td>Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>ENV-303M</td><td></td></tr><tr><td>식품 강화용 펠릿 디스펜서&nbsp;</td><td>Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>ENV-203-14P</td><td></td></tr><tr><td>하우스라이트&nbsp;</td><td>Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>ENV-315M</td><td></td></tr><tr><td>희석 olfactometer&nbsp;</td><td>(Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>PHM-275</td><td></td></tr><tr><td>액체 냄새 물질</td><td>(Sigma Aldrich, Dorset, UK)(</td><td></td><td>표 1 참조)</td></tr><tr><td>미네랄 오일</td><td>(Sigma Aldrich, Dorset, UK)</td><td>M5904</td><td></td></tr><tr><td>에어 펌프 및 진공</td><td>(Med Associates, St. Albans, VT, USA)</td><td>PHM-280</td><td>진공은 각 시험이 끝날 때 냄새 제거에 권장됩니다.</td></tr> 발광 <tr><td>다이오드(LED)</td><td></td><td></td><td>고강도, 투명 보석, 3mm</td></tr><tr><td>바닥 질감</td><td></td><td></td><td>3x3cm</td></tr><tr><td>강화 펠릿</td><td>TestDiet</td><td>5TUL 14mg</td><td>마우스용</td></tr></tbody></table>

마우스에 대한 조작 적 인트라 / 여분의 차원을 설정 교대 작업

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

주의력 전환 능력과 같은 집행 통제 및 인지 유연성의 변화는 여러 신경 정신 질환의 핵심 특징입니다. 인간 피험자의 주의력 세트 시프트 평가를 위해 가장 널리 사용되는 신경 심리학 테스트는 WCST(Wisconsin Card Sorting Test)와 CANTAB ID/ED(Intra-dimensional/Extra-dimensional set shift task)입니다. 이러한 작업은 임상적 관련성이 입증되었으며 동물 모델 연구를 위해 수정되고 성공적으로 조정되었습니다. 그러나 현재 설치류에 대해 사용 가능한 작업은 주로 수동 기반 테스트 절차로 인해 몇 가지 제한 사항이 있으며, 이는 정신 의학의 중개 발전을 방해하고 있습니다. 이러한 한계를 극복하고 영장류의 원래 버전을 더 잘 모방하기 위해 설치류에 대한 새로운 조작자 기반 2챔버 ID/ED "오페론" 과제의 개발을 제시합니다. 우리는 주의력 세트 형성 및 이동, 반전 학습을 포함하여 마우스에서 인지 유연성의 다양한 측면을 측정하기 위해 이 새로운 작업의 효과를 입증했습니다. 더욱이, 우리는 세 가지 다른 지각 차원이 각 차원에 대해 많은 수의 자극 단서로 조작될 수 있는 이 작업의 높은 유연성을 보여줍니다. 이 새로운 ID/ED Operon 작업은 정신 장애에서 발견되는 실행 기능 장애 및 인지 증상 연구와 관련된 약물 검사 및/또는 대규모 유전자 검사를 위한 효과적인 전임상 도구가 될 수 있습니다.

도 2는 ID / ED 태스크의 예를 도시한다. 자극 (중 &#39;차별 1&#39;또는 &#39;차별 2&#39;)의 쌍 무작위로 각 단계에 표시되고, 마우스를 각 쌍의 올바른 자극을 선택해야합니다. 이 예제 테이블에서 올바른 모범는 굵은 글씨로보고됩니다. 첫 번째 단계 (SD 또는 단순 차별)에서, 두 개의 코 포크 구멍에 제시된 자극 입체적 차이 중 하나 (예, O1 : O2 대 바닐라 : 라벤더) 마우스가 (예를 들어, O1) 올바른 모범을 선택하는 보상한다. 피사체가 교란 인자로서 도입이 단계에서 기준, 다음 단계 (CD 또는 화합물 차별) 시작, 중요한 치수 동일한 모범 번째의 모범 랜덤 중첩 제시되지만 무관 사이즈 (도달하면 예를 들어, L1 :. 푸른 빛 vs.L2 : 황색). 두 개의 다른 차별이 단계 (eithe 가능하다R &#39;차별 1&#39;또는 &#39;차별 2&#39;). 다음 단계 (CDRE 또는 복합 차별 반전)에서 보상 사태는 반전되지만 모범과 관련 치수는 변경되지 않습니다 : 마우스가 이전에 정확한 자극 (예, 라벤더 냄새가 지금 보상) 지금 잘못된 것을 배울 수있다. 다음 단계 (IDS 또는 내부 차원 이동), 새로운 모범 (냄새 및 조명 모두)를 도입하고 있지만 (이 예에서는 냄새) 관련 차원에서 동일하게 유지됩니다 (예를 들어, 딸기는 올바른 선택입니다). 다음 단계 (IDR 또는 내부 차원 반전)에서 보상 사태는 역전된다. 제 2 내부 차원 시프트 (IDS2와 반전) 후에, 새로운 모범이 중요한 치수가 변경되는 추가적인 차원 시프트 (EDS)를 테스트하기 위해 도입된다. T2 대 거친 사포 : &#39;부착 된 세트&#39;EDS에서 마우스가 새로운 차원 (예를 들어, 텍스처, T1에 초점이 미세 사를ndpaper),이 경우, 냄새에 앞서 관련된 치수 ()는 현재 무관 차원된다. &quot;이차원 &#39;EDS (이 경우에, 광) 이전에 무관 차원 해주기 중요한 치수이다. 마지막 단계 (EDSRe 또는 여분의 차원 반전)에서 보상 사태는 역전된다. 신뢰성있는 결과를 얻기 위해, 태스크에 사용 자극 치수는 동등하게 잘 알게 될 것이다. 도 3에 도시 된 바와 같이, 이러한 신규의 장치에서의 시각, 촉각 및 악취 차별 유사한 필요한 시간 (F (2, 64) = 0.36; p = 0.69)과 유사한 시험 번호 (F (2, 64) = 0.059; p = 0.94)을 동물에 관계없이 표시 사이즈 간단한 차별을 수행 할 수 있음을 시사 기준에 도달한다. 신뢰성 주의력 세트 태스크 (P)의 시험 단계에 걸쳐 개발되어 있으면설치류 및 영장류 12, 13의 이전 연구에서보고 된 정상적인 야생형 마우스의 erformance는, 이전 및 다음 단계에 비해 EDS 단계에서 가난해야한다. 특히, 시간 및 조건을 달성하는 데 필요한 시험의 강력한 증가 IDS 단계에 비해 EDS에서 발견되어야한다. (; P &lt;0.0001 F (8,168) = 9.23) 및 시간 ( &#39;부착 된 세트&#39;프로토콜 우리의 실험에서,도 4에 도시 된 바와 같이, 마우스의 성능 분석은 차별 시련의 수에 대한 효과를 밝혀 기준에 도달하는 데 필요한 P &lt;0.0001), F (8168)는 8.62을 =. 실제로, 마우스 실험에 필요한 더 많은 시간은 CD, IDS, IDS2 EDSRe 단계와 비교 단계 EDS를 해결하기 (p &lt;0.05;도 4A-B 참조). 마찬가지로, &#39;이차원&#39;프로토콜 (도 5)에서 테스트의 성능 분석 실험 번호에 대한 상당한 효과를 판정 하였다 (F (8,72) = 30.66; P &lt;0.005)와 시간 (F (8,72) = 4.65; P &lt;0.0005)의 기준에 도달 할 필요가 있었다. 실제로, 우리는 필요 이상의 실험 마우스 (p &lt;0.05) 및 시간 (P &lt;0.05)가 CD, IDS, IDS2 및 EDSRe (도 5A-B)에 비해 EDS를 해결할 수 있음을 보여준다. 이동 능력의 차이는 다른 차원에서 테스트 마우스 사이에 관찰 될 수 없습니다. 정상 야생형 마우스에서, 제 반전 학습 (예., CDRE)가 초기 판정 (즉, CD)에 비해 더 어렵다. 이 단계를 완료하기 위해, 더 많은 시간 (그림 4-5B P &lt;0.05), 계약에,도 4 및도 5에서 증거로, 마우스는 더 시험 (그림 4-5A P &lt;0.05)를 필요로했다. 우리는 둘 다 &#39;에-설정 붙어&#39;와 &#39;두 차원&#39;프로토콜과 우리의 실험에서 보여 더욱이, 반전 성능은 IDS2Re에 IDSRe하는 CDRE에서 개선 될 전망이다. 이 resulTS 추가 작업을 통해 주의력 세트의 형성의 증거를 강화. 작업 전반에 걸쳐, 마우스는 연속적인 단계를 통해 응답하는 자신의 속도를 개선한다. 따라서, 대응하는 지연의 분석은 상당한 효과 판정 (; p &lt;0.0001 F (8,200) = 42.59)을 보였다. 그림 4C의 대표적인 결과에 의해 입증 된 바와 같이 특히, 대기 시간이 감소 하였다 (p &lt;0.0005) IDS, CD 및 SD 단계에서 그와 비교된다 IDS2 단계에 찌를. 또한, 지연 시간과 이전 IDS2 IDS2Re 연속 EDSRe 단계 (p &lt;0.05)에 비해 EDS 단계 동안 증가 대응할. 이러한 결과 라인에서 대기 시간의 분석은 &#39;두 차원&#39;작업 중에 응답은 차별의 중요한 효과 (; P &lt;0.0005 F (7,63) = 9.98)를 보였다. 도 5c에 도시 된 바와 같이, 대기 시간은 w 선택하도록이전과 IDS2 IDS2Re 연속 EDSRe (p &lt;0.05)과 비교시 증가 된 EDS로. 대응하는 처리 지연이 결정 단계 (18)의 지수로 간주 되었기 때문에, 이러한 결과는 상기 마우스는 EDS 동안 새로운 차별적 규칙 처리 몇 가지 문제가 발생했음을 제시한다. 야생형 마우스 (도 4-5)의 행동의 성능에 기초하여, 우리는 각 실험 그룹 (R 전력 분석에 의해) 샘플 크기의 최소한 8되어야한다고 결정했다. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig3.jpg" /> 빛, 냄새와 질감의 그림 3. 간단한 차별은 동일합니다. 시험 (A) 번호 만 빛, 냄새 또는 질감 자극 간단한 차별의 기준에 도달하는 데 필요한 (B) 시간. 값은 그림 2-4에 걸쳐 ± SEM을 의미 나타냅니다. 데이터 오라ginally에 발표 된 &#39;궁극적 인 인트라과 Extradimensional 주의력 마우스에 대한 작업을 세트 시프 팅&#39;(19). <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig4.jpg" /> 도 4 야생형 C57BL6J 수컷 쥐 (분) &#39;고착에 설정된 &quot;ID / ED 오페론 태스크. (A) 시험, (B) 시간 성능의 상이한 단계의 기준에 도달하는 데 필요한 일 &#39;고착에 설정된&#39;ID / ED 패러다임을 사용하여 ID / ED 오페론 작업. (C) 시간 (초) 디바이더 도어의 개폐 작업의 다른 단계 동안 코 - 포크 응답 (응답 지연 시간) 사이에 경과. 마우스 (26)의 총 시험 하였다; 4 쥐들은 안정적으로 훈련 기간 동안 음식 강화를 검색 할 수 파고되지 않았기 때문에 제외 또는 전자를 완료 할 수 없었습니다되었다ntire 절차. * P &lt;CD, IDS, IDS2, IDS2Re 및 EDSRe 대 0.05; B : * P는 &lt;CD, IDS2, IDS2Re 및 EDSRe 대 0.05. A와 B : #p를 &lt;0.05, ## P &lt;CD, IDSRe 및 IDS2Re 대 0.005. C : * P는 &lt;IDS2, IDS2Re 및 EDSRe 대 0.05. 마우스는 그림 3-4에보고 된 모든 실험에서 5-9일에서 전체 작업을 완료 할 수 있었다합니다. 데이터는 원래 &#39;궁극적 인 인트라과 Extradimensional 주의력 마우스에 대한 작업을 세트 시프 팅&#39;(19)에 발표했다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53503/53503fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig5.jpg" /> 도 5. &#39;이차원&#39;야생형 C57BL6J 수컷 마우스 성능 ID / ED태스크 오페론. (A) 시험, (B) 시간 (분) 및 이차원 패러다임을 사용하여 ID / ED 오페론 태스크의 다른 단계에서의 기준에 도달하는 데 필요한 일. (C) 시간 (초) 디바이더 도어의 개폐 작업의 다른 단계 동안 코 - 포크 응답 (응답 지연 시간) 사이에 경과. 마우스 (13)의 총 시험 하였다; 3 생쥐들은 훈련 기간 동안 안정적으로 음식물 보강을 검색하는 파고되지 않았기 때문에 배제 또는 전체 절차를 완료 할 수 없었다 하였다. A와 B : #p를 &lt;CD 및 IDS2Re 대 0.05, CD, IDS, IDS2, EDSRe 대 * P &lt;0.05. C : * P는 &lt;IDS2, IDS2Re 및 EDSRe 대 0.05. 데이터는 원래 &#39;궁극적 인 인트라과 Extradimensional 주의력 마우스에 대한 작업을 세트 시프 팅&#39;(19)에 발표했다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53503/53503fig5large.jpg" target="_blank">여기를 클릭하십시오</a>이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig6.jpg" /> 프로토콜의 전체 절차의 그림 6. 타임 라인은 ID / ED 작업을 테스트합니다. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> 단계 </td><td> 기술 </td><td> 추가 참고 </td><td> 참조 </td></tr><tr><td> 간단한 차별 (SD) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 복합 차별 (CD) </td><td> 자극은 인간의 작업에서, 또는 설치류에 대한 질감과 냄새 자극 사이의 시각적 자극에 대한 색상과 모양 등이 지각 차원에서 변화 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 학습 반전 (CDRE - IDSRe - IDS2Re - EDSRe) </td><td> 두 모범지각 차원 내에서의 어떤 올바른 이전했다하는 것은 잘못된 것이 그 때문에 자신의 보강 사태가 반전이 그 반대) </td><td> 시리얼 반전 학습에서 성능이 연속 내의 세트 역전 향상됩니다. 따라서, 반전 스테이지 (예., CDRE는 IDSRe, IDS2Re)는 단지 다른 피질 영역의 기능을 평가하지 아니라 EDS 스테이지 도전 cognitive- 주의력 세트를 형성하기 위해 1)를 제공하고, 2) 비 의도적으로 미신 컨디셔닝 않도록 자극의 측면 </td><td> - 마우스의 안와 전두엽 피질의 병변 (Bissonette 등 2008 년.) 및 monkyes 장애인 반전 학습 (디아스 등., 1996) - 자기 공명는 반전 학습의 성능 동안 (오웬 2006 년 햄프셔) 안와 전두엽 피질의 활성화를 보여 주었다 </td></tr><tr><td> Intradimensional 변화 (IDS - IDS2) </td><td> 신규 모범이 도입되어 있지만, 동일한 치수 보강 </td><td> IDS 단계 s의중요한 내부 통제 등 정말 짜증나 (예.는 EDS는 IDS보다 더 어려울한다), 또한인지 - 주의력 세트를 형성에 기여 </td><td> PFC에 도파민 고갈은 주의력 세트 형성 (로빈스와 로버츠, 2007) 장애인. 6-OHDA 병변 원숭이 주의력 세트의 취득을 반영해야하는 마지막 (IDS5) 차별에 고전 감소 제 (IDS1)에서 오류의 감소를 보이지 않았다 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Extradimensional 변화 (EDS) </td><td> &#39;갇혀 -에 - 설정&#39;프로토콜 : 이전에 관련이없는 자극 치수가 새로운 경기 부양 차원으로 대체 즉시 관련된다 </td><td> 새로운 관련 차원으로 이동하지 않으면 이전에 경험하지었기 때문에이 차원에 대한 사전 학습에 기인 할 수 없습니다. 실패, 따라서 이전에 관련 치수 perseveration 반영 </td><td> - mPFC 근래의 병변전자되었습니다 쇼 (외. 2008 년 Bissonette) 마우스에 EDS를 손상,하고 mokeys (디아스 등., 1996) - 전두엽 환자가 부착 된 세트 &#39;perseveration&#39;상태에서 손상되지만이 아닌 &#39;두 차원&#39;상태 (. 오웬 등, 1993) - 마우스에서 mPFC에서 도파민 변조 EDS 성능 (Papaleo 등 2008;.. Scheggia 등, 2014)와 쥐 (턴 브리지 등., 2004) </td></tr><tr><td> &#39;두 가지 차원&#39;프로토콜 : 이전에 관련이없는 차원이 강화된다 </td><td> (이 무관 될 때)하지만 그럼에도 불구하고, 피사체가 새로 관련된 차원에 관심을 집중할 할 수없는 이전에 관련 차원에서 멀리 관심을 이동 할 때 주의력 세트를 이동하는 명백한 오류가 발생할 수 있습니다 </td><td> - 쥐 mPFC (Birrell 브라운, 2000)의 병변 장애인 EDS 이동 - ventro-측면 PFC (햄프셔와 오웬, 2006)의 EDS 성능 동안의 fMRI가 표시되었습니다 활성화(60); </td></tr></tbody></table> 표 2. 작업 중에 다른 시험 구조에 관련된 뇌 영역의 역할을 어드레싱 병변에 대한 참조를 포함하고 약리학 적 연구 작업 단계의 ID / ED O 페론 태스크 설명의 단계.

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.

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

이 실험의 전반적인 목표는 생쥐의 실행 기능을 평가하고 기존의 인간 신경심리학적 검사를 모방하는 자동화된 과제를 만드는 것입니다. 이 방법은 인지 신경과학 분야의 핵심 질문들에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 선택적, 인지적 또는 약리학적 처치가 정신 질환과 관련된 고차 인지 기능에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 등을 연구할 수 있습니다.이 기술의 주요 장점은 완전히 자동화되어 있다는 점입니다. 이를 통해 주관적인 요소가 개입되는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 유연성이 매우 뛰어나며, 매우 선택적인 결과값들을 얻을 수 있습니다.이 기술의 함의는 정신 질환의 인지 증상과 관련된 대규모 약물 및 유전자 스크리닝을 가능하게 하므로, 정신 질환의 집행 기능 장애 진단 및 치료로 확대됩니다. 이 과제의 정확한 설정이 실험의 성공적인 결과에 결정적이므로, 본 방법의 시각적 시연이 매우 중요합니다. 함께 제공된 텍스트 프로토콜에 설명된 대로, 테스트 전에 마우스를 단독 사육에 적응시키고 약간의 식이 제한을 하여 실험을 준비하십시오.또한 테스트 전에 장치의 각 챔버에 적외선 광전 빔이 장착된 두 개의 노즈 포크(nose poke) 구멍이 있고, 그 사이에 펠렛 디스펜서가 먹이 보상을 제공하는 광전 빔이 달린 먹이 매거진이 있는지 확인하십시오. 다음으로, 세 가지 서로 다른 지각 차원에서 변화하는 교체 가능한 자극제를 준비하십시오. 권장 자극제 목록은 첨부된 텍스트 프로토콜의 표 1에서 확인할 수 있습니다.각 차원당 5쌍의 예시를 선택하십시오. 비강 삽입 구멍으로 후각 자극을 전달하기 위해 희석식 후각계(dilution olfactometer)를 사용하십시오. 하나의 후각계가 두 개의 비강 삽입 구멍을 제어하도록 설정한 다음, 향기 병에 미네랄 오일로 1:20으로 희석한 냄새 성분을 채워 장착하십시오.공기 펌프를 후각계의 입구에 연결하고, 진공 장치를 노즈 포크 장치에 장착된 출구들에 연결하십시오. 그런 다음, 냄새 전달용 출구를 각 노즈 포크 입구에 연결하고 유량을 1.5 liters per minute로 조정하십시오. 시각적 자극을 위해, 각 노즈 포크 구멍 위에 발광 다이오드를 배치하고 챔버의 금속 패널에 고정하십시오.각 다이오드를 출력 인터페이스에 연결합니다. 촉각 자극을 위해, 각 코 찌르기 구멍 앞의 3x3 cm 개구부 아래에 있는 슬라이딩 지지대에 교체 가능한 바닥 질감 소재를 배치합니다. 바닥 아래의 프레임을 통해 이동할 수 있도록 다양한 질감 소재를 장착합니다.테스트 전, 동반된 텍스트 프로토콜에 기술된 훈련 세션을 따라 마우스가 테스트 챔버와 절차에 적응하도록 하십시오. 실제 테스트의 각 단계에서, 매 제시마다 마우스가 선택하는 데 걸리는 시간과 각 단계를 완료하기 위해 10회 연속 시행 중 8회의 정답 선택을 하는 데 걸리는 시간을 측정하십시오. 일일 세션은 40분이 경과하거나, 마우스가 5분 연속으로 아무런 반응을 보이지 않을 때 종료하십시오.세션을 종료하고 다음 날 계속하며, 마우스는 중단된 지점과 동일한 단계에 배치합니다. 단순 식별 테스트의 경우, 차원 외 전이(extra-dimensional shift)가 일어나기 전까지 모든 과제와 관련이 있는 냄새, 빛 또는 질감을 마우스에게 제시합니다. 본 예시에서는 바닐라와 라벤더 두 가지 냄새를 제시하며, 바닐라를 정답 반응으로 선택합니다.복합 변별을 위해, 정답의 위치를 나타내지 않는 빛과 같은 두 번째 차원을 도입하십시오. 빛의 상태가 결과에 영향을 주지 않도록 설정하고, 바닐라를 정답으로 유지하십시오. 이후 테스트에서 바닐라가 청색광과 황색광 모두와 짝지어지도록 하여 이 변별 능력을 테스트하십시오.화합물 식별의 역전 학습을 위해, 동물들이 이전에 정답이었던 자극이 이제는 오답임을 학습하도록 합니다. 이 예시에서는 라벤더를 정답 반응으로 선택하고, 바닐라는 이제 오답 선택지로 설정합니다. 이후 테스트에서 정답 향을 청색광 및 황색광 모두와 다시 짝지어 제시합니다.그 후, 디자인의 전체적인 변경이 일어나는 차원 내 전이(intra-dimensional shift)를 선택하십시오. 향기로는 딸기와 시나몬을 사용하고, 조명은 오렌지색과 흰색으로 변경하십시오. 피험자들이 정답인 딸기를 찾기 위해 동일한 관련 차원을 따르는지 확인하십시오.이후 테스트에서는 해당 향기를 오렌지색 및 흰색 조명 모두와 짝지으십시오. 그런 다음 마우스가 차원 내 전이(intra-dimensional shift)의 역전 학습을 수행하도록 하고, 정답 향기를 시나몬으로 변경하십시오. 다시 한번 해당 향기를 오렌지색 및 흰색 조명 모두와 짝지으십시오.차원 내 이동(intra-dimensional shift)을 위해서는 이전과 동일한 조건을 사용하되, 예시 쌍을 새로운 냄새와 빛으로 변경하십시오. 이제 새로운 관련 차원으로 촉감을 도입하여 차원 외 이동(extra-dimensional shift)을 수행합니다. 코 찌르기 구멍 중 하나의 개구부 아래에는 거친 사포를, 두 번째 개구부 아래에는 고운 사포를 추가하십시오.동시에 레몬과 살구와 같은 두 가지 새로운 냄새를 제시합니다. 해당하는 거친 사포가 놓인 구멍을 정답으로 설정하십시오. 이후의 테스트에서는 거친 사포를 레몬 및 살구 향 모두와 짝지어 제시합니다.마지막으로, 고운 사포가 정답이 있는 구멍의 위치를 나타내도록 정답 반응을 반전시킵니다. 이후의 테스트에서는 고운 사포를 레몬 향과 살구 향 모두에 짝지어 사용하십시오. 2차원 프로토콜의 경우, 추가 차원 이동 전까지 'stuck-in-set' 절차를 반복하십시오.이 시점에서 질감과 냄새로 전환하는 대신, 빛은 관련성이 있고 냄새는 관련성이 없도록 해당 차원을 전환하십시오. 새로운 추가 차원 이동을 설정하여 이제 조명을 빨간색과 초록색으로 지정하고, 초록색 조명이 정답 반응이 되도록 합니다. 이제 냄새는 무관한 차원이 됩니다.다음 단계에서 두 가지 냄새 모두에 초록색 빛을 짝지어 테스트합니다. 반전 단계에서는 동일한 냄새를 사용하되, 이제 빨간색 빛이 정답이 되도록 전환합니다. 다음 단계에서 두 가지 냄새 모두에 빨간색 빛을 짝지어 줍니다.마우스의 세션이 끝나면, 다음 마우스를 위해 70% ethanol로 장비를 닦아냅니다. 테스트는 항상 동일한 순서로 수행하되, 선택된 각 자극제가 연구에서 동일하게 나타날 수 있도록 다양한 테스트에서 자극제를 변경하십시오. 또한, 각 실험군 내에서 그리고 실험군 간에 사용되는 지각적 차원이 균형 있게 상쇄되도록 하십시오.이 새로운 장치에서의 시각, 촉각 및 후각 변별은 기준치에 도달하기까지 비슷한 시간과 시행 횟수가 필요했으며, 이는 동물이 제시된 차원과 관계없이 단순 변별을 수행할 수 있음을 시사합니다. stuck-in-set 프로토콜을 사용했을 때 생쥐의 수행 능력을 분석한 결과, 복합 변별, 차원 내 전이(intra-dimensional shift), 차원 내 전이 2 및 차원 외 전이 반전(extra-dimensional shift reversal) 단계와 비교하여, 차원 외 전이(extra-dimensional shift) 단계의 문제를 해결하는 데 더 많은 시행 횟수와 시간이 필요하다는 변별 효과가 나타났습니다. 이는 2차원 프로토콜에서도 마찬가지였습니다.이 실험은 모든 준비 과정과 교육 세션을 포함하여, 숙련된 경우 10일에서 12일 만에 완료할 수 있습니다.

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

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

이 문서에서는 생쥐의 학습과 기억 기능을 평가하기 위해 수정된 자동화 기기를 이용한 T-미로 검사의 프로토콜을 제공합니다.

T-미로 강제 교대 및 근무와 마우스의 레퍼런스 메모리를 평가하기위한 왼쪽 오른쪽 차별 작업

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

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.

쥐의 행동 유연성을 평가하기위한 조작 적 절차

이 프로토콜의 목표는 설치류의 공간 인지를 조사하는 것입니다. double-H water maze는 새로운 테스트로, 학습, 통합 및 기억의 다양한 구성 요소와 기억 시스템의 상호 작용을 설명하는 데 특히 유용합니다.

더블 H 미로 : 설치류의 강력한 행동 학습에 대한 테스트 및 메모리

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

여기에서 우리는 마우스에 있는 optogenetics를 사용하여 장소 환경 설정 패러다임에 대한 2개의 따르기 쉬운 단계별 프로토콜을 제시합니다. 이러한 두 가지 설정을 사용하여, 선호도 및 회피 거동은 높은 공간 및 시간 선택성을 가진 동일한 장치 내에서, 그리고 간단한 방식으로 단단히 평가될 수 있다.

마우스의 복부 테그멘탈 영역 내에서 광유전학을 사용하는 두 가지 실시간 장소 선호 패러다임

특정 신경 인구 또는 뇌 영역의 광유전학 적 조작으로, 행동은 자유롭게 움직이는 동물에 있는 높은 시간 및 공간 해상도로 수정될 수 있습니다. 만성 이식 된 광섬유와 함께 다른 광유전학 도구를 사용하여 다양한 신경 변조 및 행동 테스트를 수행 할 수 있습니다.

자유롭게 움직이는 마우스에 있는 행동을 조절하기 위하여 신경 활동의 광유전학 조작

Y-미로 장벽 작업은 보상을 위한 노력을 소비하는 동기를 검사하는 행동 테스트입니다. 여기에서는 만성 코르티코스테론과 사회적 패배 스트레스를 비롯한 여러 가지 잘 검증된 만성 스트레스와 여성에게 효과적인 새로운 만성 비차별적 사회적 패배 스트레스(CNSDS)를 테스트하는 데 대해 논의합니다.

만성 스트레스는 마우스의 Y-미로 장벽 작업에서 노력과 관련된 선택 행동을 변화시합니다.

설치류에 대한 대부분의 행동 실험은 원래 쥐를 위해 고안되었습니다. 쥐와 생쥐의 행동 차이로 인해 때때로 생쥐에 대한 수정이 필요합니다. 우리는 생쥐의 공간 작업 기억을 테스트하여 작업 기억 작업 중 스트레스를 최소화하는 방법을 제시합니다.

반자동 8팔 방사형 미로에서 마우스를 위한 식욕을 유발하는 공간 작업 기억 작업, 미로에서 두려운 기억 연관성 감소

이 기사에서는 마우스에서 일반적으로 사용되는 선형 추적 가상 현실(VR) 패러다임에 대한 실험 절차를 설명하고 Y자형 신호 식별 작업을 테스트하여 복잡한 VR 작업을 실행할 수 있는 타당성을 결정합니다.

마우스의 머리 고정 가상 현실을 위한 행동 훈련 절차

배우세요 마우스의 집행 기능을 평가하는 자동화된 과제 설정 방법을. 후각, 시각, 촉각 자극을 활용하여 인간 신경심리학 테스트를 모방하고 정신장애 관련 인지 증상 연구에 활용할 수 있습니다.

마우스에 대한 조작 적 인트라 / 여분의 차원을 설정 교대 작업

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