Methodenartikel

Touchscreen volgehouden aandacht taak ratten (zat)

DOI:

10.3791/56219

15 september 2017

In dit artikel

Samenvatting

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

Aanhoudende aandacht, of onophoudelijk te controleren situaties voor intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen, is een cruciaal aspect van de cognitie. Hier detail we hoe te testen van aanhoudende aandacht bij ratten met behulp van touchscreen operante kamers. We tonen vergelijkbare prestaties in de mannelijke en vrouwelijke ratten, waardoor deze taak nuttig voor het bestuderen van de aandacht bij beide geslachten.

Samenvatting

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

Aanhoudende aandacht is de mogelijkheid om te controleren van intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen over een langere periode van tijd. Dit attentional proces subserves van andere aspecten van cognitie en wordt onderbroken in bepaalde neurologische, neuropsychiatrische, en neurodegeneratieve aandoeningen. Het is dus, klinisch belangrijk om te identificeren van mechanismen die kunnen aantasten en aanhoudende aandacht te verbeteren. Dergelijke mechanismen worden vaak eerst ontdekt met behulp van knaagdier modellen. Daarom zijn verschillende gedrag procedures voor het testen van aspecten van aanhoudende aandacht ontwikkeld voor knaagdieren. Een, voor het eerst beschreven door McGaughy en Sarter (1995), genaamd de aanhoudende aandacht taak (SAT), treinen ratten signaal (dat wil zeggen, korte lichte presentatie) en niet-signaal proeven te onderscheiden. De signalen zijn kort en dus vereisen zorgvuldige aandacht worden waargenomen. Attentional eisen kunnen worden verhoogd verdere door de invoering van een afleider (bijvoorbeeldhet opvlammen van houselight). We hebben deze taak voor touchscreen operante kamers, die zijn geconfigureerd met een touchscreen op een muur die stimuli en record reacties kunt voorstellen bewerkt. Hier detail wij ons protocol voor zat in touchscreen kamers. Daarnaast presenteren wij standaardmaatregelen van prestaties bij mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten. Vergelijkbare prestaties op deze taak in beide geslachten benadrukt het gebruik ervan voor aandacht studies, temeer daar meer onderzoekers zijn inclusief vrouwelijke knaagdieren in hun experimentele design. Bovendien, de eenvoudige implementatie van SAT voor de kabinetten steeds populairder touchscreen verhoogt het nut ervan.

Inleiding

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

Stoornissen (ADHD) attention deficit hyperactivity disorder variërend tot aan de ziekte van Alzheimer, schizofrenie aandeel attentional afwaarderingen als een functie1,2,3. Tekorten in de aanhoudende aandacht — de mogelijkheid om een situatie voor intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen continu volgen — zijn bijzonder storend, want aanhoudende aandacht is van cruciaal belang voor selectieve en verdeelde aandacht, evenals andere cognitieve 4,5verwerkt. Zelfs in gezonde mensen beïnvloedt moeite met behoud van aandacht negatief cognitie, afbreuk te doen aan dagelijkse functie6. Zo kan begrijpen de neurobiologische basis van aanhoudende aandacht en hoe wordt het dysregulated leiden tot interventies ter verbetering van de cognitie die veel mensen zouden profiteren.

Om het af te bakenen circuits en moleculaire processen die tot goede versus verstoord aandacht bijdragen, veel onderzoekers hebben zich tot niet-menselijke diermodellen, waar de manipulatie van specifieke cel populaties en moleculaire processen tijdens aandacht taken is mogelijk. De inspanning heeft geleid tot de ontwikkeling van een aantal taken van de operante aandacht dat de mogelijkheid om aandacht7,,8,,9,10te ondersteunen kunnen beoordelen. Één dergelijke paradigma, ontwikkeld door McGaughy en Sarter (1995), staat bekend als de taak van de aanhoudende aandacht (SAT). Knaagdieren opgeleid in za moeten signaal proeven, waarin een signaal licht kort knippert, onderscheiden van niet-signaal proeven. Attentional eisen kunnen worden verhoogd door de invoering van een visuele afleider (knipperend houselight)10. De parameters die kritisch zijn voor de beoordeling van aandacht in za zijn goed gedocumenteerd en deze taak heeft gevalideerd bij mannelijke en vrouwelijke ratten en muizen10,11,12. Een versie heeft zelfs zijn aangepast voor de mens, het translationeel nut van SAT13markeren. Nog belangrijker is, het gebruik van deze taak geholpen betrekken het basaal reukkolf corticopetal systeem in aanhoudende aandacht4. Specifiek, cholinerge neuronen in de nucleus basalis van Meynert (NBM) / substantia inominata (SI) regio van de basale reukkolf dat project aan de prefrontale cortex zijn van cruciaal belang voor hits, die nauwkeurige antwoorden op signaal proeven14, 15. Daarentegen worden GABAergic neuronen in deze regio verondersteld om de prestaties tijdens de juiste afwijzingen (CRs), die nauwkeurige antwoorden op niet-signaal proeven16bemiddelen. Zodra het fundamentele circuit voor deze taak werd opgericht, zijn factoren die moduleren van dit circuit en afbreuk doen aan aandacht variërend van stresshormonen aan neurotoxische eiwitten geïdentificeerde17,18. Collectief, wijzen deze studies op het nut van de SAT.

Een beperking aan de uitvoering van SAT in het laboratorium is dat de oorspronkelijke procedure operante chambers permanent geconfigureerd voor de taak, met een midden paneel licht en twee uitschuifbare hefbomen, één aangewezen voor hits en één voor CRs10 vereist. Op een signaal proces, het deelvenster licht kort verlicht en vervolgens hefbomen uit te breiden om aan te geven een 4 s reactie venster. Tijdens dat venster, als de aangewezen hit hendel wordt ingedrukt, ontvangt dan de rat een beloning (voedsel of water). Onjuiste hendel persen op signaal proeven, bekend als mist, zijn niet beloond. Niet-gesignaleerd proeven, het deelvenster licht blijft uitgeschakeld en vervolgens hefbomen zijn uitgebreid. Terwijl een CR wordt beloond, zijn onjuiste hendel persen op niet-gesignaleerd proeven, bekend als valse alarmen, niet beloond. Een mislukking om geen antwoord tijdens het antwoord venster telt als een omissie. Uit te breiden van de beschikbaarheid van SAT, bewerkt we onlangs de taak van touchscreen operante chambers, waarin één muur is een touchscreen die kan zowel visuele stimuli en record neus-poke reacties19worden weergegeven. Touchscreen kamers zijn populair vanwege hun veelzijdigheid te lopen van een verscheidenheid van taken (bijvoorbeeldgepaard associate leren, omkering leren, enz.) met een stuk van apparatuur20. Gelijkaardig aan andere procedures touchscreen20,21,22, onze aanpassing van SAT vereist het gebruik van een ondoorzichtig plastic touchscreen cover, een masker, met gaten erin gesneden genoemd. Een centrale, cirkelvormige gat zorgt voor de presentatie van een signaal door de presentatie van een witte stimulans op het scherm achter de rug, en twee vierkante reactie gebieden, een aangewezen voor hits en één voor CRs, toestaan de rat te maken raak reacties19. In de traditionele kamers, de 4-s reactie venster wordt meestal aangeduid met de presentatie van de hefbomen, maar een eerdere studie aangetoond dat een Toon kan ook worden gebruikt om het signaal van de reactie venster23. In touchscreen SAT signaal we ook het antwoord venster met een korte Toon. Andere parameters van de opleiding (bijv., aantal proeven, intertrial interval, etc.) worden gehouden tussen traditionele gelijkaardig en touchscreen zat. Wij eerder beoordeeld prestaties tussen de traditionele en touchscreen SAT-versies en stichten welk op watertje vergelijkbare, suggereren dat touchscreen SAT is een geldige manier om te meten van de aanhoudende aandacht19. De wijziging van de touchscreen maakt SAT veelzijdiger omdat het nu aangepast voor algemeen gebruik in touchscreen operante vakken worden kan.

Dit protocol gegevens het uitvoeren van touchscreen SAT in het laboratorium. De trainingsschema's zijn iets gewijzigd uit ons vorige verslag van de taak19 te optimaliseren acquisitietijd in vrouwelijke ratten, die, in tegenstelling tot mannen, hadden moeilijkheid bevorderen door middel van de eerdere planningen24. Resultaten illustreren typische prestaties bij mannelijke en vrouwelijke ratten worden opgenomen, samen met tips voor het oplossen van problemen met de taak.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

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

alle experimenten werden uitgevoerd overeenkomstig de richtsnoeren van de National Institutes of Health en door de Temple University institutionele dier gebruik en Care Comité zijn goedgekeurd. Dit protocol werd ontwikkeld met volwassene (leeftijd van ~ 60 dagen tijdens het starten van de studie) mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten (Charles River).

1. materialen voor Touchscreen SAT

  1. Zorg ervoor dat een goede demping kast elke touchscreen kamer omringt en dat kamers zijn uitgerust met een huis licht, toongenerator, camera gepositioneerd boven de kamer en een pellet dispenser met feeder beloning gebied (die kan worden verlicht) op de muur tegenover het tastscherm.
  2. Gebruik maken van een gebied van de beloning feeder met een groot diafragma als de canule of elektroden implantaten zijn gepland. 45 mg beloning pellets die hebben is gezeefd met een bloem sifter gebruiken om stof, die de feeder verstoppen kan.
  3. Passen bij elke kamer met een zwart acryl masker (3.175 mm dik, mat) te beperken reactie gebieden op het aanraakscherm. Het masker met een opening van de centrale cirkel (28.58 mm diameter, 107.95 mm van de onderste, gecentreerd tussen de linker- en rechterkant) voorbereiden op de lichte stimulus en twee vierkante reactie gebieden (28,57 x 28,57 mm) elk hieronder en uit center geplaatst (één 85.73 mm van de linker- en een 85.73 mm vanaf de rechterkant, en beide 34.93 mm vanaf de onderkant). Een afbeelding van het masker kan worden gevonden in de publicatie Wicks, et al.. 19.
  4. plaats van het masker voor de touchscreen met matte afwerking geplaatst naar de zaal.

2. schema ontwerp voor Touchscreen SAT

Opmerking: de onderstaande protocol gegevens hoe u de parameters voor de vormgeving en het testen van schema's voor touchscreen zat. Alle deze schema's zijn ook beschikbaar op aanvraag. Tabel 1 toont de parameters van de planning.

  1. Parameters neus Poke Shaping.
    1. Programma zo ingesteld dat geen signalen worden gepresenteerd en de houselight blijft af
    2. Instellen de feeder beloning gebied te verlichten om te wijzen op de aanwezigheid van een pellet en voor dit lichte tot uitschakelen na pellet ophalen zoals bepaald door de feeder poort infraroodstraal.
    3. Set program zodat neus-pokes op het gebied van beide antwoord worden beloond met voedsel pellets onder een vaste verhouding 1 (FR1) versterking schema (dat wil zeggen, elk passend antwoord wordt beloond). Echter, stel het programma zodat als de kant differentiële voor neus-pokes is vijf of meer, de rat de kant niet-favoriet een beloning om te voorkomen dat de ontwikkeling van een kant bias ontvangen moet poke.
    4. Stelt u de sessie na 40 min of 120 beloonde pokes te laten aflopen. Schuiven onderwerpen naar Training schema 1 als ze volledig 120 neus-pokes in 40 min gedurende twee opeenvolgende dagen.
  2. Beschrijving van de gedeelde parameters voor Training schema 1, Training schema 2, en zat
    1. Programma trainingsschema's zodat de houselight blijft bij verhogen attentional eisen.
    2. Elke sessie Program zodat het bestaat uit 162 proeven, dat kunnen worden verdeeld in drie blokken van 54 proeven per blok met de intertrial interval (ITI) vastgesteld op 9 ± 3 s.
    3. Zorgen dat signaal en proeven van de niet-signaal zodanig dat hetzelfde aantal signaal en niet-signaal proeven in elk van de drie blokken optreden zijn pseudorandomized.
    4. Stelt het programma te leveren een voedsel-pellet en zet op het voedsel poort licht automatisch aan het begin van elke sessie. Wanneer een infraroodstraal-einde aangeeft dat de rat zijn kop heeft verwijderd uit het gebied van beloning, stel het programma uitschakelen van het voedsel poort licht en beginnen de eerste ITI.
    5. Na elk proces (dat wil zeggen, signaal of niet-signaal), stel het programma om aan te geven van het venster van de 4-s reactie met een 200 ms, 70 dB Toon (3 kHz).
    6. Als de rat correct reageert, stel het programma te initiëren de ITI wanneer de rat zijn hoofd verwijderd in het gebied van de beloning. Als de rat onjuist reageert, stelt u het ITI te beginnen na de reactie. Als de rat wordt weggelaten (dat wil zeggen, maakt geen antwoord), stel het ITI te beginnen na de beëindiging van het antwoord venster.
    7. Voor tegenwicht, ontwikkelen twee versies van deze schema's, de eerste met het juiste antwoord gebied aangewezen voor hits (versie A) en de tweede met de linker reactie gebied aangewezen voor hits (versie B).
  3. Training schema 1 parameters.
    1. Set alle signaal duur aan 500 ms.
    2. op signaal proeven, stelt het programma tegelijkertijd verlicht waar zich de reactie gebied aangewezen voor hits bij 50% intensiteit, samen met het signaal, tot het opstellen van de rat ' s aandacht naar het juiste antwoord gebied.
    3. Houden het aangewezen gebied voor juiste afwijzingen onverlichte op niet-signaal proeven.
    4. Het programma zo ingesteld dat onjuiste antwoorden leiden tot correctie proeven waarin de vorige proef type (d.w.z., signaal of niet-signaal) opnieuw wordt ingediend. Ervoor zorgen dat een juiste reactie of vier opeenvolgende onjuiste antwoorden eindigt de reeks correctie proeven. Tellen niet correctie proeven op de weg naar de 162 totale proeven nodig zijn voor de voltooiing van de taak.
    5. Onderwerpen gaan naar Training schema 2 als ze ten minste 70% hits, ten minste 70% juiste afwijzingen, en minder dan 20% nalatigheden voor drie opeenvolgende dagen hebben.
  4. Training schema 2 parameters.
    1. Set alle signaal duur aan 500 ms.
    2. in tegenstelling tot Training schema 1, stel het programma om te houden van het gebied van de respons voor hits onverlichte op signaal proeven.
    3. In tegenstelling tot trainingsschema 1, hebben niet het programma uitvoeren correctie proeven.
    4. Houden van alle andere parameters gelijk aan Training schema 1.
    5. Onderwerpen gaan naar SAT als ze ten minste 70% hits, ten minste 70% juiste afwijzingen, en minder dan 20% nalatigheden voor drie opeenvolgende dagen hebben.
  5. SAT parameters.
    1. Set drie signaal duur: 500 ms, 50 ms en 25 ms.
    2. het programma voor te leggen van de variabele signalen in een pseudo-willekeurige mode, zo ingesteld dat de drie signaal duur een gelijk aantal keer worden gepresenteerd tijdens elke één van de drie trial blokken.
    3. Criteria prestaties definiëren als ten minste 70% hits op de 500 ms signaal duur, ten minste 70% juiste afwijzingen en minder dan 20% omissies gedurende drie opeenvolgende dagen.
opleiding podiumMax. Proevende duur van het signaal (ms)bijzondere voorwaardenCriteriamediaan dagen per fase
Poke vorm neus120 Geen gebeurtenissenHouselight op120 proeven in 40 minutenmannetjes: 2, vrouwtjes: 2
Training schema 1162500Houselight; Correctie proeven; Reactie venster ontstoken bij 50% tijdens signaal proeven> 70% Hits, > 70% CR, < 20% omissies gedurende 3 opeenvolgende dagenmannen: 19, vrouwtjes: 25
Training schema 2162500Houselight op> 70% hits, > 70% CR, < 20% omissies gedurende 3 opeenvolgende dagenmannen: 13, vrouwtjes: 21
zat162500, 50, 25Houselight op> 70% Hits bij 500 ms, > 70% CR, < 20% omissies voor 3 opeenvolgende dagenmannen: 18, vrouwtjes: 12

tabel 1: trainingsschema's en Gemiddelde acquisitietijd voor elk schema.

  1. afleider SAT.
    1. Houden van parameters voor de blokken 1 en 3 identiek aan SAT.
    2. Program van de houselight zodat het flitsen bij een frequentie van 0,5 Hz tijdens blok 2.
    3. Bij het analyseren van gegevens, vergelijk prestaties tussen de blokken 1, 2 en 3 om te analyseren vóór, tijdens en na de afleider binnen dezelfde sessie.
  2. Gegevens extractie programma.
    1. Extract de volgende gegevens voor de SAT en afleider SAT uitgesplitst naar proef blok en elk signaal duur (voor VI en percentage treffers):
      1. berekenen de percentage van hits door delen van het aantal treffers aangaande door de gecombineerde aantal treffers en missers en vervolgens mu ltiplying door 100.
      2. Bereken het percentage van de juiste afwijzingen door delen van het aantal juiste afwijzingen door het gecombineerde aantal juiste afwijzingen en valse alarmen en vervolgens te vermenigvuldigen door 100.
      3. Berekening van de waakzaamheid index (VI), een algemene maatregel van attentional prestaties, met de volgende formule: figure-protocol-1 waarbij h en f zijn het aantal hits op signaal proeven en valse alarmen op niet-signaal proeven, respectievelijk. De waarden van VI variëren van -1 tot + 1 met een waarde van 0, waarmee wordt aangegeven dat de rat kan geen onderscheid maken tussen het signaal en niet-signaal proeven. Neem niet weggelaten proeven in de maatregel VI.
      4. De omissies wordt berekend door bepaling van het percentage van proeven waar geen reactie is opgetreden.

3. Procedure voor het uitvoeren van ratten in Touchscreen za

  1. Reverse licht/donker cyclus overwegingen
    Opmerking: We testen onze ratten tijdens hun donkere cyclus, maar zie de sectie discussie voor overwegingen met betrekking tot testen in de lichte cyclus.
    1. Voor het testen tijdens de donkere cyclus, beginnen gedrag minstens 30 min na het begin van de donkere cyclus testen.
    2. Zodra de apparatuur is ingesteld, blijven de gedrags testen kamer in duisternis tijdens alle trainingen en procedures om te vermijden mengend in de rats ' slaap/waak cyclus.
    3. Dekking van rat kooien met zwarte handdoeken tijdens het vervoer naar het minimaliseren van de blootstelling aan licht.
    4. Gebruik van koplampen met rode lichten ingeschakeld voor handsfree werk in het donker zonder het verstoren van de licht/donker cyclus.
  2. Voedsel beperking procedures en schema toewijzing
    1. Don van passende persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM; bijvoorbeeld, handschoenen, masker, motorkap, laboratoriumjas, schoen covers, enz.) voorafgaand aan de behandeling van de ratten.
    2. Bij ratten komen naar de kolonie kamer, huis ratten individueel of in groepen. Meeste ratten in onze studies zijn uiteindelijk geïmplanteerd met canules, die noodzaakt individuele huisvesting.
    3. Omgaan met ratten dagelijks gedurende 5 minuten per dag, 5 dagen voor de aanvang van de studie.
    4. Opnemen vóór voedsel beperking, elke rat ' s gratis voeding gewicht en bereken het gewicht van hun doel op 85% van hun gratis voeding gewicht.
    5. Voedsel beperken ratten voor 3 dagen vóór het begin vormgeven.
    6. Vóór vormgeven, vooraf bloot ratten aan 15 voedsel beloning pellets in hun kooi.
    7. Na de eerste voedsel beperking, dagelijkse voedsel bedragen naar wens aanpassen om de prestaties op de taak van de aandacht en ~ 85% voor elke rat ' s gratis-voeding lichaamsgewicht waardoor lichte gewichtstoename na verloop van tijd (Zie richtsnoeren 25). Vóór het opstarten van een nieuw schema, beperken ratten meer dan gebruikelijk om motivatie.
    8. Op de dag(en) die u voor een week wanneer ratten gedrag niet presteren, hun voedsel te verhogen door ten minste 1,0 g aan make-up voor de calorieën die zij zou hebben ontvangen terwijl het wordt beloond tijdens de gedrags taak.
    9. Opnemen elke rat ' s gewicht na hun sessie is voltooid.
    10. Don't feed ratten tot minstens 30 min na de voltooiing van hun sessie om te voorkomen dat een associatie tussen gedrags testen stopzetting en voedertijd. Als ratten groep gehuisvest, voeden elke rat afzonderlijk voor 1 h, dan ratten terug te zetten in de groep huisvesting voorwaarde.
    11. Vóór de aanvang van de studie, willekeurig elke rat toewijzen aan een van de twee versies van het trainingsschema's (A of B) en houden hen op hun aangewezen versie gedurende de opleiding en de procedures van de SAT.
  3. Dagelijks uit te voeren
    1. Don passende PPE.
    2. Power up operante chambers en de computer.
    3. Controleren dat de pellet dispensers zijn gevuld met pellets en dat het masker voor de touchscreen ingevoegd.
    4. Zorg ervoor dat elk vak naar behoren functioneert door te verifiëren dat de feeder is goed verstrekking van voedsel en het scherm, de lichten en Toon werken. Een eenvoudige doos testschema kan worden geschreven voor dit doel en onze is beschikbaar op aanvraag.
    5. Laden het correcte programma in elk vak, veel aandacht aan de juiste versie (d.w.z., A of B). Ingang van relevante informatie over dier ID, seks, experimentele conditie, initialen van de gebruiker en andere notities indien nodig (bijvoorbeeld, infusie dag 1).
    6. Ratten ophalen kolonie kamer en leg ze in het desbetreffende vak.
    7. De sessie start.
    8. Watch prestaties via de video camera set-up aan het begin van de zitting voor enkele minuten om ervoor te zorgen dat alles goed functioneert. Periodiek controleren van prestaties.
    9. Wanneer een sessie voltooid, record samenvattingsgegevens (b.v. percentage treffers, procent CRs, percentage nalatigheden) en eventuele problemen lagen in het notaboek is.
    10. Veeg van elke kamer met 10% ethanol en plaats het beddengoed tussen soorten dieren.
    11. Na het uitvoeren van de laatste set van ratten voor de dag, het schoonmaken van de kamers grondig met 10% ethanol, ervoor te zorgen dat de vloer net als schoon mogelijk, en het beddengoed vervangen.
    12. Back-up van gegevens op een server van de wolk en uitpakken van alle essentiële gegevens.
    13. Apparatuur uitzetten.
    14. Dieren op hetzelfde moment uitvoeren in de dezelfde vakken dagelijks.
    15. Uitvoeren van ratten 5-6 dagen per week (we lopen onze ratten 6 dagen per week).

4. Oplossen van problemen met het gedrag

Opmerking: het is normaal dat de prestaties dalen wanneer ratten zijn overgestapt naar de volgende fase vormgeving (dat wil zeggen, neus Poke vorm Training schema 1, Training schema 1 Training schema 2, Trainingsschema 2 naar SAT). Als prestaties niet na verloop van tijd verbetert of als het een rat was goed presteert en dan plotseling stopt goed presteert, meestal de kwestie is echter met voedsel beperking.

  1. Probleemoplossing voedsel beperking problemen
    1. als voedsel beperking een vermoedelijke probleem is, kijken naar de rat uitvoeren van de taak om te helpen bij het vaststellen waar het probleem ligt en de omissie aantallen, met name in de sessie controleren.
    2. Als een rat heeft hoge omissies, vooral indien ze in blok 3 stijgen zit rustig in het vak niet presteren, reduce dagelijks voedsel door 1 g bedragen en toezien op de situatie om te bepalen als de prestaties zijn verbeterd.
    3. Als een rat hoge omissies heeft, ongeduldig pokes van het scherm, en heen en weer op de voedsel-poort tijdens de sessie loopt, dagelijkse voedsel bedrag verhogen door 1 g en toezien op de situatie om te bepalen als de prestaties zijn verbeterd.
    4. In gevallen waarin het is moeilijk te zeggen of een rat is over- of ondervoed, verhoging van voedsel bedrag voor 2 dagen en de prestaties controleren. Als prestaties niet verbetert of krijgt erger, het verkleinen van voedsel bedrag voor 2 dagen en controleert u de prestaties
    5. als prestaties niet verbeteren na het aanpassen van voedsel beperking, beweegt de rat naar een gemakkelijker gepland als gedetailleerde volgende.
  2. Probleemoplossing prestaties op verschillende schema's van de opleiding
    Opmerking: Drop een slecht presterende rat als haar Acquisitietijd groter is dan twee standaarddeviaties boven het gemiddelde aantal dagen dat het duurt een dier van zijn hetzelfde geslacht te bereiken van criteria op schema. We hebben suggesties op basis van onze gegevens voor cut-offs voor Sprague-Dawley ratten gedaan, maar deze nummers moet mogelijk worden aangepast voor verschillende stammen.
    1. Training schema 1: voor trainingsschema 1, drop Sprague-Dawley mannetjes als ze niet kunnen na 36 dagen verwerven en vrouwtjes vallen als ze niet hebben verworven na 48 dagen.
    2. Training schema 2: als een rat ' s prestaties op Training schema 2 stagneert onderstaande criteria voor 12 dagen in een rij en een kwestie van voedsel beperking heeft weerlegd, verplaatsen de rat terug naar Training schema 1 voor een minimum van 5 dagen of totdat criteria wordt bereikt. Als de rat criteria inzake opleiding schema 1 na 12 dagen niet bereiken, daling de rat van de studie. Als de rat Training schema 1 doorstaat en is verhuisde terug naar Training schema 2, maar niet na 36 en 42 dagen voor mannen en vrouwen, respectievelijk, verbetert na het in eerste instantie starten van Training schema 2, dan daling van de rat van de studie.
    3. SAT: als een rat ' s prestaties op SAT stagneert onderstaande criteria voor 12 dagen in een rij en een kwestie van voedsel beperking heeft weerlegd, verplaatsen de rat terug naar Training schema 1 voor een minimum van 5 dagen of totdat zij criteria. Als de rat niet criteria op schema 1 in 12 dagen bereiken, daling de rat van de studie. Als de rat Training schema 1 doorstaat en terug wordt verplaatst naar de SAT, maar niet na 41 en 28 dagen voor mannen en vrouwen, respectievelijk, verbetert na het beginnen aanvankelijk SAT, de rat uit de studie neerzetten.
  3. Oplossen van andere problemen met
    1. als een rat een kant bias ontwikkelt (d.w.z., consequent scoren > 70% hits en < 40% op juiste afwijzingen, of vice versa) terwijl op Training schema 2 of SAT, verplaatsen de rat te Opleiding fase 1, die correctie proeven ter bevordering van de rat inspelen op beide gebieden reactie heeft. Houd de rat op Training schema 1 voor een minimum van 5 dagen of totdat zij criteria. De rat drop uit de studie als criteria op training schema 1 wordt niet voldaan na 12 dagen.
    2. Raadpleeg met het veterinair personeel onmiddellijk als een rat stopt met eten, porfyrine ontwikkelt, of anders tekenen van pijn en ongemak vertoont.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

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

Voor de meeste aandacht studies, ratten zijn opgeleid om criteria op SAT en vervolgens manipulaties te verstoren of te verbeteren van aandacht worden uitgevoerd. Overname gegevens meestal niet worden aangeboden, maar we doen hier ter illustratie van de tarieven van acquisitie in mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten. Te dien einde gekwantificeerd we het gemiddelde aantal dagen te bereiken van criteria op SAT (beginnend op de neus Poke fase). Merk op dat een paar ratten nooit het...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

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

Tekorten in de aanhoudende aandacht worden gerapporteerd in neuropsychiatrische, neurologische, en neurodegeneratieve aandoeningen,1,,2,3, maar de processen die tot optimale versus verstoord aandacht bijdragen zijn understudied. Dit is gedeeltelijk omdat gespecialiseerde uitrusting de eenvoudig aan te passen van knaagdier aandacht taken beperkt. Echter zijn touchscreen chambers aanpak van dit probleem door de flexibiliteit voor ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

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

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

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

We bedank Joy Bergmann, Attilio Ceretti, Sarah Cohen, Nina Duncan, Arron Hall, Hanna Lefebo, en Madeleine Salvatore voor hun hulp bij het gedrag, en Dr. Vinay Parikh, Dr. Brittney Yegla en Rob Cole voor hun advies over de SAT-parameters. We bedank Dr Jill McGaughy voor tips over de procedure van de opleiding. Dit werk werd gesteund door de nationale instituten van gezondheid subsidie NIMH 092438 en National Science Foundation IOS 1552416 toekennen in D.A.B.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Bussey-Saksida Rat Touch Screen Chambers Easy-Install SystemLafayette Instrument80604-20Omvat: Touch Screen, Chamber basis met geperforeerde vloeren, Grote Feeder Reward Area (44,5 mm breed x 92,5 mm hoog), Speaker, Huislicht, Toongenerator, SAC; Trapeziumvormige werkruimte voor dieren is 126 mm breed bij de Feeder, 240 mm breed en 332 mm diep bij het Scherm, en 300 mm hoog
Sound Attenuation Cubicles (SAC)Lafayette Instrument80604-20Attenuatie tot ongeveer 35 dB; 38 kg in gewicht; Externe afmetingen: 600 mm breed x 670 mm hoog x 352 mm diep; Interne afmetingen: 540 mm breed x 610 mm hoog x 532 mm diep
Abet II Software voor Touch ScreensLafayette Instrument89505Versie 2.19
Whisker MultimediaLafayette Instrument80698-1Vereist voor Abet II Touch Operation
Pellet DispenserLafayette Instrument80209-4545 mg Verwisselbare Pelletmaat Wiel
CameraLafayette Instrument80600-CAMGefilterd en gericht voor IR licht
Microsoft WindowsMicrosoftWindows 7-64 bit aanbevolen
Controller PC-Touch Screen ChambersLafayette Instrument88530Dual Core Pentium Processor; 2,5 GHz of hoger; toetsenbord, muis en monitor; Geïnstalleerde PCI kaart, kabel en uitbreiding; Vier RS232 poorten; Vier VGA poorten
Dustless Precision PelletsBioServeF016545 mg
Zwarte Acryl MaskerEverything PlasticAangepast ProductZwart polycarbonaat met één matte kant, 3,18 mm dik; Centrale ronde opening, 28,58 mm diameter, 107,95 mm vanaf de bodem, gecentreerd tussen de linker- en rechterzijde; Twee vierkante responsgebieden, 28,57 mm x 28,57 mm elk gepositioneerd onder en uit het centrum, één 85,725 mm van de linkerkant en één 85,725 mm van de rechterkant, en beide 34,925 mm vanaf de bodem.
Utility CartFisher Scientific11-954-75430,75 inch x 18,38 inch x 33 inch
Zwarte handdoekGroot genoeg om kooien voor dierentransport te bedekken
Koplampen met rode lichtenEnergizerHDL33A2ELED wit en rood licht

Referenties

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Touchscreen Operant ChambersRat Behavior TestingSignal Detection TrialsDistractor PresentationFood Restriction ProtocolPerformance Measures AnalysisSex Differences ComparisonVigilance Index CalculationChamber Preparation Setup

Gerelateerde artikelen