Name: De Aandachtsvertekening Set Shifting Taak: een maat voor cognitieve flexibiliteit in Muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-02-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 15 s
Description: Leer de attentional set shifting taak om cognitieve flexibiliteit bij muizen te meten via de prefrontale cortex. Deze methode helpt onderzoekers gedragsadaptatie en neurale mechanismen bestuderen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit onderzoek werd gesteund door subsidies R01-MH090127, P30-MH089868 van het National Institute of Mental Health en het aantal award UL1TR001120 van het National Center for Translational Voortschrijdende Sciences. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en niet noodzakelijkerwijs het officiële standpunt van het NIMH of NCATS. Daarnaast willen wij dankbaar erkennen Dr. David Morilak voor zijn waardevolle expertise in het begeleiden van de ontwikkeling van jonge methode.

OPMERKING: dieren die in deze studie zijn mannelijke C57BL / 6J muizen van 4 tot 6 maanden voor optimale resultaten. Muizen worden gehouden op een omgekeerde lichtcyclus om ze gemakkelijk te testen tijdens de actieve (donkere) fase. Wanneer gedrag wordt uitgevoerd in een ruimte gescheiden behuizing worden muizen over ten minste 1 uur op volgende transport wennen aan de testkamer. Behavioral tests worden uitgevoerd onder rood licht minimaliseren verstoring van de normale activiteit van de muizen zo min mogelijk terwijl nog steeds de experimentator voldoende verlichting aan de testsessie visueel controleren. OPMERKING: Alle aspecten van de hierin beschreven experimentele procedure werden uitgevoerd in overeenstemming uitgevoerd met de Gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren, 8e editie (NRC) en goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite aan de Universiteit van Texas Health Science Center in San Antonio. <ol><li> Vul keramische schaaltjes (niet-poreuze; 1,5 &quot;diepte x 2,5 diameter&quot;), om binnenrand met het graven medium (ongeveer 1 &quot;van beneden); filterpapier rondes in tweeën gesneden en geplakt is aan binnenkant van de achterflap van schaaltje (figuur 1A) </li><li> Breken licht zoete droge ontbijtgranen (voedsel beloning) - Honey Nut of suiker gecoate rassen, in ongeveer 20 mg stukken voor acclimatisatie, training en testen fasen. </li><li> Maak een aandachtsbias set verschuiven taak (AST) kamer (Figuur 1B): acclimatiseren trein en testen van elke muis in individuele kamers; aanbevelen productie van ten minste 8 kamers. <ol><li> Bouw een 12 &quot;x 8&quot; x 7 &quot;AST kamer; muren en start poort gemaakt van ondoorzichtig wit acryl, dat is eenvoudig te reinigen met 70% ethanol. De guillotine-stijl, verwijderbare starthek scheidt kamer in een wachtruimte (5 &quot;x 8&quot;) en testen (7 &quot;x 8&quot;). </li><li> Een duidelijke 5221; x7 &quot;verwijderbare partitie die twee kanten van testgebied gelijkmatig scheidt; drie gesneden ¼ &quot;diameter gaten in bodemdeel van partitie snuiven toegang op afstand 1 toestaan&quot; apart en 1 &quot;van de voorzijde van de partitie (figuur 1C). </li></ol></li></ol> 2. Procedure Overzicht (figuur 2) <ol><li> Voorafgaand aan AST, huismuizen individueel en hen in staat stellen zich aan te passen aan een omgekeerde licht cyclus gedurende ten minste een week. </li><li> Acclimatiseren, trein en testen van elk dier in individuele testkamers. Wijs elke kamer een muis en schoon met 70% ethanol na het beëindigen van de laatste dag van het testen. Dit zal stress te minimaliseren tijdens het testen door het maken van de kamer ruiken als &quot;thuis-kooi&quot; of &quot;zelf&quot;. </li><li> Geur proeven potten 2 dagen voorafgaand aan het testen om de geur te verdrijven; muizen zullen niet graven in potten die een zeer sterke geur hebben. Met behulp van een spuit met een 25 G naald, voeg ongeveer 0,1 mlessentiële olie naar de top van het filterpapier. </li></ol> 3. Behandeling (Dagen 1-8) <ol><li> Handvat muizen vanaf 8 dagen voor de eerste dag van voedselrestrictie. Dit zal stress in verband met de behandeling tijdens het testen te verminderen. </li><li> Weeg en opnemen lichaamsgewicht elke dag van de behandeling. Behandel elke muis 2-3 minuten per dag. </li><li> Als er meerdere onderzoekers moeten worden betrokken bij het testen van een reeks van muizen, ervoor te zorgen dat elke onderzoeker participeert in het verwerkingsproces om bekendheid te verhogen met onderzoekers en het verminderen van stress en angst ervaren op training of testen dagen. </li><li> Doorgaan behandeling en opname gewichten gedurende de duur van de test. </li></ol> 4. beperking Eten (Dagen 9-12) <ol><li> Beginnend 4 dagen voor de start van acclimatisering, plaats muizen op een dieet muizen handhaven op 80-85% van hun voedingssysteem lichaamsgewicht. Geef 1 gram voedsel per muis per dag. Als het lichaamsgewicht daalthet opgegeven bereik te geven 2 gram per dag, totdat ze terugkeren naar het juiste bereik. </li><li> Plaats 2 schaaltjes aan de voorzijde van elke kooi zodat muizen te acclimatiseren aan het testen potten. Dit zijn dezelfde plekken gebruikt om de muis te trainen om te graven voor een voedsel beloning. </li><li> Voeg 2 gram voedsel en 1 stuk voedselbeloning (half stuk graan in elk) in de schaaltjes per dag gedurende 4 dagen. </li><li> Als gedrag wordt uitgevoerd in een aparte ruimte dan die waar de muizen ondergebracht, vanaf dag 1 van voedselrestrictie, transport muizen de testkamer tenminste 1 uur per dag voor terugkeer naar de behuizing kamer om ze wennen aan de testkamer. </li><li> Op de laatste dag van voedsel beperking, voor de start van acclimatisering, veranderen hun kooi beddengoed. De kooi beddengoed zal niet meer worden gewijzigd nadat het testen is voltooid om stress of angst ervaren te verminderen tijdens de training en testen (tenzij het absoluut noodzakelijk). </li><li> Onderhoudenmuizen op voedsel beperking tot het einde van het testen. Op dagen 13-17, geef muizen voedsel na acclimatisering, training, of het testen op basis van een schatting van de hoeveelheid voedsel beloning verbruikt (meestal &lt;1 g van voedsel pellet). </li></ol> 5. Acclimatisering (Dagen 13-14) <ol><li> Beginnend 2 dagen voor aanvang van de opleiding, uit te voeren acclimatisatie tijdens de donkere cyclus onder rood licht. </li><li> Smeer een kleine hoeveelheid vuil strooisel uit de kooi in de kamer, zal dit de stress van het zijn in een nieuwe omgeving te verminderen door de invoering van een vertrouwde &quot;home-kooi&quot; of &quot;zelf&quot; ruiken aan de testkamer (dezelfde kamer zal zijn gebruikt voor een enkele muis voor de duur van de opleiding en het testen). </li><li> Plaats een schoon schaaltje met water in de wachtruimte van de kamer; muizen hebben de neiging om niet te eten als ze geen toegang tot water hebben. </li><li> Plaats de twee schaaltjes die zijn gebruikt voor voedselrestrictie in proeven met een voedselbeloning (~ 20mg stuk graan) in elk. </li><li> Plaats de muis in de wachtruimte; verwijder de start hek en laat de muis om de kamer te verkennen gedurende 1 uur. </li><li> Continu Voedselbeloningen (~ 20 mg stuk graan) om de lege schaaltjes toe te voegen om de muizen te moedigen de testruimte en potten regelmatig onderzoeken. </li><li> Controleer of de muis de experimentator kan zien gedurende de acclimatiseringsperiode zodat de aanwezigheid van de experimentator geen extra stressor tijdens het testen. </li></ol> 6. Training (Dag 15) <ol><li> Plaats de muis in de wachtruimte. </li><li> Plaats de lege schaaltjes, elk met een voedsel beloning (~ 20 mg stuk graan), in de testruimte en til de start gate. Laat de muis 3 min voor zowel voedsel beloningen te halen. Herhaal deze stap meerdere malen. </li><li> Voeg geleidelijk zaagsel / muis kooi beddengoed om de potten in de daaropvolgende studies. Laat de muis 3 min om het voedsel beloning van elke pot te halen voor het beëindigen van de trial. Zodra de muis het voedsel beloning heeft opgehaald uit elke pot, ga dan naar de volgende proef. Als de muis niet pogingen te doen bij het ​​graven van zodra het eten beloning gedeeltelijk overdekt is, kan hints worden verstrekt (dwz, strooi ontbijtgranen stof op het gebied van het voedsel beloning, maak een inspringing in het zaagsel op gebied van voedsel beloning, bloot te leggen deel van de voedselbeloning). </li><li> Doorgaan zaagsel / beddengoed voegen na elke proef tot het eten beloning volledig bedekt is en de muis toont het vermogen om te graven in een volle pot aan de voedselbeloning vinden betrouwbaar. </li><li> Als een muis is niet betrouwbaar gebleken de mogelijkheid om een ​​levensmiddel beloning in een volle pot te vinden binnen 2 uur na de start van de opleiding, blijven een tweede dag van de opleiding. Handhaving van de muis op voedsel beperking en herhaal deze procedure de volgende dag. </li><li> Als de muis niet graven een voedselbeloning na twee opeenvolgende dagen, uitsluiten van de rest van het experiment en annoteren als &quot;niet graven&quot; in de experimental record. </li></ol> 7. Testen (Dagen 16-17): <ol><li> Op dag één, testen eenvoudige discriminatie (SD), discriminatie verbinding (CD), omkering (R1), en intra-dimensionale verschuiving (IDS). </li><li> Op dag twee, test de intra-dimensionale verschuiving 2 (IDS2), intra-dimensionale verschuiving 3 (IDS3), omkering 2 (R2; optioneel), extra-dimensionale verschuiving (EDS). </li><li> Paar media en geuren zoals getoond in tabel 1. </li><li> Op het moment van de behandeling op het testen van de dag, geef muizen één voedsel beloning voor een gebrek aan focus te vermijden tijdens het testen als gevolg van de honger. Vanaf dit punt tot aan het einde van de testdag, geven geen voedsel behalve beloningen voor de juiste keuzes. </li><li> Begin tests van pincet (beperkt de verspreiding van geuren tussen potten), plaats een stuk van het levensmiddel beloning in de pot die een juiste keuze aangeeft. Het eten beloning moet volledig worden gedekt door de media (zie figuur 3). Om een ​​geur cue uit het voedsel beloning te voorkomen, strooi ontbijtgranen stof oVer van alle potten bij de start van de etappe. </li><li> Plaats de muis in de wachtruimte met de start poort gesloten. Plaats de potten aan weerszijden van de testkamer. Het proces begint wanneer de startplaats verwijderd en de timer wordt gestart. Laat elke muis 3 min per proef om een ​​keuze te maken. Noteer de keuze (juist of onjuist) en de tijd totdat de muis een keuze gemaakt voor elk onderzoek. OPMERKING: Een &quot;keuze&quot; wordt aangegeven door een poging te graven in beide pot. Een opgraving wordt alleen opgenomen als een keuze als de muis de media heeft verplaatst en stak zijn neus ver genoeg in de ruimte creëert om het voedsel beloning of verplaatst genoeg van de media om het voedsel te belonen ontdekken vinden. Als een muis een keuze binnen 3 minuten niet heeft gemaakt, deze wordt opgenomen als er geen keuze (verkeerd). </li><li> Zodra een keuze is gemaakt voor een van beide pot, verwijder de pot die niet werd gekozen uit de testkamer. Als een correcte keuze is gemaakt, kan de muis om het voedsel te belonen afmaken voordat het plaatsen van de muis terug inde wachtruimte. Als er een verkeerde keuze is gemaakt, kan de muis om de pot te verkennen om te laten zien dat er geen voedsel beloning voor die keuze alvorens terug te keren met de muis naar de wachtruimte. </li><li> Aan het einde van elke test, plaats de muis terug in de wachtruimte en vervang de startplaats. </li><li> Zorg ervoor dat de muis voldoet aan het criterium van 8 correcte proeven achtereenvolgens door te gaan naar de volgende fase van AST. Als een muis niet correct 8 keuzes achtereenvolgens binnen 50 proeven verkrijgen, mislukt dat stadium en niet kan bewegen op de proef te voltooien. 6 opeenvolgende geen keuzes (3 min zonder keuze) is een mislukking om deel te nemen en verbiedt de muis van de overgang naar de volgende fase. </li></ol>

<ol><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+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Medial frontal cortex mediates perceptual attentional set shifting in the rat.</a> J Neurosci. 20 (11), 4320-4324 (2000).</li>
<li>Garner, J. P., Thogerson, C. M., Wurbel, H., Murray, J. D., Mench, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+neuropsychology%3A+validation+of+the+Intra-Dimensional+Extra-Dimensional+set+shifting+task+for+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Animal neuropsychology: validation of the Intra-Dimensional Extra-Dimensional set shifting task for mice.</a> Behav Brain Res. 173 (1), 53-61 (2006).</li>
<li>Nagahara, A. H., Bernot, T., Tuszynski, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+cognitive+deficits+in+rhesus+monkeys+mirror+human+deficits+on+an+automated+test+battery%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Aging%22%5BJournal%5D)">Age-related cognitive deficits in rhesus monkeys mirror human deficits on an automated test battery.</a> Neurobiol Aging. 31 (6), 1020-1031 (2010).</li>
<li>Rock, P. L., Roiser, J. P., Riedel, W. J., Blackwell, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+impairment+in+depression%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol+Med%22%5BJournal%5D)">Cognitive impairment in depression: a systematic review and meta-analysis.</a> Psychol Med. , 1-12 (2013).</li>
<li>Stuss, D. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wisconsin+Card+Sorting+Test+performance+in+patients+with+focal+frontal+and+posterior+brain+damage%3A+effects+of+lesion+location+and+test+structure+on+separable+cognitive+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Wisconsin Card Sorting Test performance in patients with focal frontal and posterior brain damage: effects of lesion location and test structure on separable cognitive processes.</a> Neuropsychologia. 38 (4), 388-402 (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 (44), 11124-11130 (2008).</li>
<li>Chase, E. A., Tait, D. S., Brown, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lesions+of+the+orbital+prefrontal+cortex+impair+the+formation+of+attentional+set+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Lesions of the orbital prefrontal cortex impair the formation of attentional set in rats.</a> Eur J Neurosci. 36 (3), 2368-2375 (2012).</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 (1-2), 97-103 (2003).</li>
<li>Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primate+analogue+of+the+Wisconsin+Card+Sorting+Test%3A+effects+of+excitotoxic+lesions+of+the+prefrontal+cortex+in+the+marmoset%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Primate analogue of the Wisconsin Card Sorting Test: effects of excitotoxic lesions of the prefrontal cortex in the marmoset.</a> Behav Neurosci. 110 (5), 872-886 (1996).</li>
<li>Bissonette, G. B., Powell, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversal+learning+and+attentional+set-shifting+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Reversal learning and attentional set-shifting in mice.</a> Neuropharmacology. 62 (3), 1168-1174 (2012).</li>
<li>Colacicco, G., Welzl, H., Lipp, H. P., Wurbel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Attentional+set-shifting+in+mice%3A+modification+of+a+rat+paradigm%2C+and+evidence+for+strain-dependent+variation%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Attentional set-shifting in mice: modification of a rat paradigm, and evidence for strain-dependent variation.</a> Behav Brain Res. 132 (1), 95-102 (2002).</li>
<li>Kos, T., Nikiforuk, A., Rafa, D., Popik, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+NMDA+receptor+antagonists+on+attentional+set-shifting+task+performance+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">The effects of NMDA receptor antagonists on attentional set-shifting task performance in mice.</a> Psychopharmacology (Berl). 214 (4), 911-921 (2011).</li>
<li>Tait, D. S., Chase, E. A., Brown, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Attentional+Set-Shifting+in+Rodents%3A+a+Review+of+Behavioural+Methods+and+Pharmacological+Results%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Pharm+Des%22%5BJournal%5D)">Attentional Set-Shifting in Rodents: a Review of Behavioural Methods and Pharmacological Results.</a> Curr Pharm Des. , (2013).</li>
<li>Lapiz-Bluhm, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioural+assays+to+model+cognitive+and+affective+dimensions+of+depression+and+anxiety+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neuroendocrinol%22%5BJournal%5D)">Behavioural assays to model cognitive and affective dimensions of depression and anxiety in rats.</a> J Neuroendocrinol. 20 (10), 1115-1137 (2008).</li>
<li>Brigman, J. L., Bussey, T. J., Saksida, L. M., Rothblat, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+of+multidimensional+visual+stimuli+by+mice%3A+intra-+and+extradimensional+shifts%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Discrimination of multidimensional visual stimuli by mice: intra- and extradimensional shifts.</a> Behav Neurosci. 119 (3), 839-842 (2005).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Tekortkomingen in cognitieve flexibiliteit gemedieerd door de PFC vertegenwoordigen een significante invaliditeit geassocieerd met een verscheidenheid van neurologische en neuropsychiatrische aandoeningen, en kan een grote invloed op het resultaat en kwaliteit van leven van individuen die lijden aan deze aandoeningen. Optimalisatie van het AST voor gebruik in muizen is essentieel voor het onderzoek naar genetische risicofactoren bij ziekten verbonden met corticale gemedieerde cognitieve dysfunctie prefrontale. Wij hebbe...

De aandachtsproblemen set verschuiven taak (AST) werd ontwikkeld als een maatregel van aandacht en cognitieve flexibiliteit bij ratten meer dan tien jaar geleden 1,2. AST is gemodelleerd naar de intradimensional / extradimensional component van de Cambridge neuropsychologische Automated Accu (Cantab) wordt gebruikt om cognitieve disfunctie bij mensen en niet-humane primaten 3,4 identificeren. Terwijl de mogelijkheid om eenvoudige regels leren blijft intact, tekorten in het leren van een reactie wanneer de regels veranderd worden gevonden bij patiënten met diverse neuropsychiatrische stoornissen (bijvoorbeeld, schizofrenie, obsessieve compulsieve stoornis, depressie), neurodegeneratieve aandoeningen wijzigen (dwz ziekte van Parkinson) en bij patiënten met laesies aan de prefrontale cortex 5. Meer in het algemeen zijn deze patiënten beschreven met tekorten in cognitieve flexibiliteit. Analoge tekorten aangetoond bij zowel niet-humane primaten en knaagdieren wanneer laesies to de prefrontale cortex zijn geïnduceerd 1,6-8. Deze tekorten wijzen op een toestand van cognitieve inflexibiliteit of een verminderd vermogen om aandachtsproblemen set verschuiven. Een aandachtsproblemen set wordt gevormd wanneer een onderwerp leert dat een set van regels kunnen worden toegepast op complexe stimuli om relevant te onderscheiden van irrelevante cues. Bijvoorbeeld, in de AST zullen dieren leren letten en reageren op de desbetreffende cue (dwz graven gemiddeld) en negeert een irrelevante cue (dwz geur), door het koppelen van een voedselbeloning met het medium. Deze vereniging wordt dan versterkt in de volgende taken waar de soort graven medium en geur verandert, maar de gepaarde associatie tussen medium en beloning blijft. Dit versterkt regel vormt een cognitieve set. Twee etappes in de AST-protocol maatregel aspecten van cognitieve flexibiliteit: omkering en de extra-dimensionale verschuiving. Bij de omkering stadium, de eerder negatieve prikkels binnen één Dimension (gemiddeld in dit voorbeeld) is nu positief dat het dier betwist de positieve prikkels uit de vorige fase negeren. Als bijvoorbeeld vilt graven medium was positief stimuli in de voorgaande fase en papier was de negatieve stimuli, nu het omgekeerde waar. Dit daagt de flexibiliteit van het dier in dat het de aandachtsprocessen set moet doen (dwz, medium is de relevante dimensie), terwijl het veranderen van de regel geleerd voor stimulans en beloning pair binnen een dimensie. De vorming van een aandachtsbias set wordt uitgedaagd op de extra-dimensionale verschuiving stadium, wanneer de irrelevante dimensie (geur in dit voorbeeld) wordt de betreffende dimensie. Een perseverative respons, zoals aangegeven door een voortdurende keuze met de eerder geleerde regel aan beide stadium weerspiegelt een tekort in cognitieve flexibiliteit. Laesie studies in zowel niet-humane primaten en knaagdieren hebben aangetoond specifieke gebieden van de prefrontale cortex kan worden toegeschreven aan het vermogen om perfORM bepaalde stadia van de AST 1,9. Letsels aan de orbitofrontale cortex (OFC), een subgebied van de prefrontale cortex (PFC), is aangetoond dat tekorten omkering leren op de AST 8 induceren. Bovendien, letsels aan de mediale prefrontale cortex (MPFC) leiden tot specifieke problemen bij het uitvoeren van de extra-dimensionale verschuiving. Terwijl talrijke studies op de AST werden uitgevoerd bij ratten en niet-menselijke primaten, hebben betrekkelijk weinig AST gebruikt als maat voor cognitieve functie bij muizen. Gezien het gemak van genetische manipulatie bij muizen, en de kritische noodzaak om prefrontale cortex functie te meten in het bestuderen van diverse aandoeningen, aanpassen en valideren van deze gedragsproblemen maatregel bij muizen is een belangrijke aanvulling op het onderzoek naar ziekten die samenhangen met PFC disfunctie. De hier beschreven protocol is een modificatie van de procedure Birrell en Brown 1 die is geoptimaliseerd voor toepassing in muizen en weerspiegelt veel van de muis specific aanpassingen die eerder zijn gemeld 2,6,10-13.

<table><tbody><tr><td>Testing Chamber</td><td></td><td></td><td>Gemaakt in huis, specificaties zijn te vinden in het protocol</td></tr><tr><td>3 oz. Ramekins</td><td>BIA Cordon Bleu</td><td>900002S12</td><td>Gekocht op amazon.com</td></tr><tr><td>Essentiële Oliën:</td><td>Fronteir Natural Products Co-Op</td><td></td><td>Gekocht op http://www.frontiercoop.com/prodlist.php?ct=anpceoeo</td></tr><tr><td>Kruidenakker</td><td></td><td>191114</td><td></td></tr><tr><td>Rode tijm</td><td></td><td>191140</td><td></td></tr><tr><td>Citroen</td><td></td><td>190810</td><td></td></tr><tr><td>Kaneelblad</td><td></td><td>191111</td><td></td></tr><tr><td>Rozemarijn</td><td></td><td>191133</td><td></td></tr><tr><td>Citronella Java</td><td></td><td>191112</td><td></td></tr><tr><td>Vanille in jojoba-olie</td><td></td><td>191231</td><td></td></tr><tr><td>Anijszaad</td><td></td><td>191102</td><td></td></tr><tr><td>Gember</td><td></td><td>191121</td><td></td></tr><tr><td>Nootmuskaat</td><td></td><td>191161</td><td></td></tr><tr><td>Filterpapier, 9,0 cm diameter</td><td>VWR International</td><td>28310-048</td><td>Gekocht op https://us.vwr.com/</td></tr><tr><td>Graafmedium</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Raffia</td><td>Ashland 8 oz Raffia</td><td></td><td>Gekocht op http://www.michaels.com/ Snijd in 1/2" tot 1" stroken</td></tr><tr><td>Groen vilt</td><td>Creatology Basic Felt Forest/Dark Green 36 in x 36 in&nbsp;</td><td></td><td>Gekocht op http://www.michaels.com/ Snijd in 1 cm x 1 cm vierkantjes</td></tr><tr><td>Bruine schuim</td><td>Creatology Fun Foam 18 x 12 in vellen (lichtbruin/bruin)</td><td></td><td>Gekocht op http://www.michaels.com/ Snijd in 1/2 cm x 2 cm rechthoeken</td></tr><tr><td>Crepepapier (geel)</td><td>Celebrate It Paper Crinkle 4 oz geel jumbo</td><td></td><td>Gekocht op http://www.michaels.com/ Snijd in 1/2" tot 1" stroken</td></tr><tr><td>Lint (turquoise)</td><td>Celebrate It Wide Ribbon 4 in x 10 yd 100% polyester&nbsp;</td><td></td><td>Gekocht op http://www.michaels.com/ Snijd in 1 cm x 1 cm vierkantjes</td></tr><tr><td>Metallisch&nbsp;</td><td>Celebrate It Metallic Crinkle Gold 2 oz</td><td></td><td>Gekocht op http://www.michaels.com/ Snijd in 1/2" tot 1" stroken</td></tr><tr><td>Googly Eyes, 4 mm</td><td></td><td>ME4144</td><td>Gekocht op http://factorydirectcraft.com/index.php</td></tr><tr><td>Zwarte pailletten, 3 mm</td><td></td><td>8780BK</td><td></td></tr><tr><td>Roze pompons, 1/4 inch</td><td></td><td>1018221</td><td></td></tr><tr><td>Pijpenreinigers, rood</td><td></td><td>108430</td><td></td></tr><tr><td>Beddelingsmateriaal/zaagsel</td><td></td><td></td><td>Verkregen van interne dierenbronnen</td></tr><tr><td>Timer</td><td>Control Company</td><td>5000</td><td>Gekocht op http://www.control3.com/5000p.htm</td></tr><tr><td>Licht gezoete droge ontbijtgranen</td><td>HEB&nbsp;</td><td></td><td>Honingnoten geroosterde havermout gebruikt in het beschreven protocol, elke licht zoete gecoate ontbijtgranen wordt aanbevolen</td></tr></tbody></table>

de aandachtsvertekening set shifting taak: een maat voor cognitieve flexibiliteit in muizen

The Attentional Set Shifting Task: A Measure of Cognitive Flexibility in Mice

Cognitieve beperkingen, met name die betrekking hebben op disfunctie van de circuits in de prefrontale cortex (PFC), vormen een kernkenmerk van veel neuropsychiatrische en neurodevelopmentele stoornissen, waaronder depressie, posttraumatische stressstoornis, schizofrenie en autismespectrumstoornis. Tekortkomingen in cognitieve functies vertegenwoordigen ook het moeilijkst te behandelen symptoomgebied, omdat serotonineheropnameremmers en tricyclische antidepressiva slechts bescheiden effecten hebben. Functionele neuroimagingstudies en postmortemanalyse van menselijk hersenweefsel wijzen erop dat de PFC een primaire regio van dysregulatie is bij patiënten met deze stoornissen. Echter, preklinische gedragstests die worden gebruikt om deze tekortkomingen te beoordelen in muismodellen die genetisch gemakkelijk kunnen worden gemanipuleerd en die de basis kunnen vormen voor studies naar nieuwe behandelingswegen, zijn onvoldoende gebruikt. Hier beschrijven we de aanpassing van een gedragstest, de attentional set shifting task (AST), om uitgevoerd te worden bij muizen om door de prefrontale cortex gemedieerde cognitieve tekortkomingen te beoordelen. De neurale circuits die ten grondslag liggen aan het gedrag tijdens de AST zijn sterk geconserveerd bij mensen, niet-menselijke primaten en knaagdieren, wat uitstekende face-, construct- en predictieve validiteit biedt.

De typische afhankelijke maatregel in deze test is het aantal proeven per podium om criterium (of 8 correcte opeenvolgende keuzes) te voldoen. Figuur 4A toont het gemiddelde aantal proeven te voldoen aan het criterium in elke fase van onbehandelde C57BL / 6J met behulp van de AST. Als muizen vormen een aandachtsbias set op de relevante cue dimensie (geur of media), zal de prestaties te verbeteren, zoals aangegeven door een vermindering van de proeven te voldoen aan het criterium in opeenvolgende intradi...

Het doel van dit protocol is om een ​​gedrags-test uit te voeren, zoals de aandachtsproblemen set verschuiven taak (AST) aan prefrontale cortex-gemedieerde cognitieve flexibiliteit bij muizen te beoordelen.

De Aandachtsvertekening Set Shifting Taak: een maat voor cognitieve flexibiliteit in Muizen

Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many ...

Het algemene doel van deze procedure is om cognitieve flexibiliteit te meten zoals gemedieerd door de prefrontale cortex in een muismodel. Dit wordt bereikt door eerst een testmuis te leren om een kleine pot te graven om een voedselbeloning te halen in de tweede stap. De begraven voedselbeloning is geassocieerd met een specifieke contextuele wachtrij, zodat de muis de beloning correct kan lokaliseren en halen in acht opeenvolgende proeven zonder fout.Vervolgens, door middel van een reeks wachtrij-beloningsparinge veranderingen binnen de relevante dimensie. De muis leert om aandacht te schenken aan de relevante dimensie van de wachtrij terwijl de irrelevante dimensie wordt genegeerd om de beloning te lokaliseren en te halen. In de laatste stap wordt de wachtrij-beloningspaaring omgezet, zodat de eerder irrelevante dimensie nu relevant is om succesvolle lokalisatie en het ophalen van de beloning te vergemakkelijken.Uiteindelijk wordt een toename in het gemiddelde aantal proeven om het criterium te bereiken tussen de experimentele groepen in de omkeringsfasen geïnterpreteerd als cognitieve inflexibiliteit. Hoewel deze methode inzicht kan geven in de fundamentele neurowetenschap van cognitieve functie gemedieerd door de prefrontale cortex, kan het ook worden toegepast op vele andere modelsystemen zoals transgene of chronische ziektemodellen, met het voordeel van uitstekende translationele validiteit. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn in deze methode worstelen omdat de muizen niet adequaat gehabitueerd of getraind zijn voorafgaand aan het begin van de test.Het demonstreren van de procedure zal Jillian Heisler zijn, een recente PhD-afgestudeerde uit mijn laboratorium, bijgestaan door Lainey Ritas en Juan Morales, beide onderzoeksassistenten in het lab. Voordat begonnen wordt, moet elk muis twee tot drie minuten per dag gedurende acht dagen worden behandeld om de stress geassocieerd met de behandeling tijdens de test te verminderen. Als meerdere experimenteerders betrokken zijn bij het testen van een set muizen, moet worden gewaarborgd dat elke experimenteerder deelneemt aan het behandelingsproces.Weeg en noteer het lichaamsgewicht van elk dier voor elke dag van de behandeling. Begin dan vier dagen voor het begin van de acclimatisatie twee ramekins aan de voorkant van elke thuisca geplaatst om de muizen te laten acclimatiseren aan de testpotten. Voeg elke dag vier dagen lang twee gram voedsel en een stuk voedselbeloning toe aan de ramekins om de muizen op 80 tot 85% van hun vrije voedingsgewicht te houden.Vervolgens op de dag voorafgaand aan de acclimatisatieprocedure, verander de bedden van de thuisca twee dagen voor het begin van de training en tijdens de donkere cyclus onder rood licht, verspreid een kleine hoeveelheid vuile bedden van de thuisca door de kamer om een vertrouwd eigen geur te introduceren en om de stress van het zijn in een nieuwe omgeving te verminderen. Plaats een schone ramekin met water in het wachtgebied van de kamer en de twee ramekins die gebruikt zijn voor de voedselrestrictie in het testgebied met ongeveer 20 milligram voedselbeloning in elk container. Breng vervolgens de muis over naar het wachtgebied en verwijder de startpoort.Laat de muis de kamer een uur lang verkennen. Voeg voortdurend graankorrels toe aan de lege ramekins om de muizen aan te moedigen om de testruimte en de potten regelmatig te verkennen. Zorg ervoor dat de muis de experimenteerder doorlopend kan zien gedurende de gehele acclimatisatieperiode, zodat de aanwezigheid van de experimenteerder geen extra stressor is.Tijdens de test. Begin de training op dag 15 door de muis in het wachtgebied te plaatsen. Plaats vervolgens de lege ramekins, elk met een voedselbeloning, in het testgebied en til de startpoort op.Laat de muis drie minuten om beide voedselbeloningen te halen na het herhalen van deze voedselbeloning op te halen meerdere keren. Voeg geleidelijk schoon kooibed in de potten in elke volgende proef toe. Laat de muis nog steeds drie minuten om de voedselbeloning uit elke pot te halen voordat het einde van de proef wordt aangekondigd.Zodra de muis de voedselbeloning uit elke pot heeft gehaald, gaat u verder met de volgende proef. Als de muis geen pogingen doet om te graven, zodra de voedselbeloning gedeeltelijk is bedekt, kan deze worden geboden. Blijf bed vervoegen na elke proef totdat de voedselbeloning volledig is bedekt en de muis betrouwbaar de capaciteit aantoont om in een volle pot te graven.Om de voedselbeloning te vinden op het moment van behandeling op de testdag, geef elke muis één voedselbeloning om een gebrek aan focus tijdens de test vanwege honger te vermijden. In de fase van symbooldiscriminatie is er slechts één Q-dimensie aanwezig. Het voorbeeld hier is een graafsubstraat dat volledig het voedselbeloning bedekt met media en graanstof over alle potten strooit.Merk op dat wanneer geur de relevante Q-dimensie is, zaagselbed is het graafsubstraat in beide potten. Plaats vervolgens een muis in het wachtgebied met de startpoort gesloten en de potten aan weerszijden van de testkamer. Verwijder nu de poort en start de timer om met de test te beginnen.Geef de muis drie minuten per proef om een keuze te maken, noteer of een juiste of onjuiste poging om te graven of keuze wordt gemaakt en de tijd totdat de muis de keuze maakt voor elke proef. Als een muis geen keuze heeft gemaakt binnen drie minuten, noteer deze keuze ook als onjuist. Zodra een keuze is gemaakt voor een van beide potten, verwijder dan de pot die niet is gekozen uit de testkamer.Als er een juiste keuze wordt gemaakt, voel in dit voorbeeld, laat de muis de voedselbeloning afmaken. Als er een verkeerde keuze is gemaakt, papier in dit voorbeeld, laat de muis de pot verkennen om te laten zien dat er geen voedselbeloning is voor die keuze. Ongeacht de keuze.Aan het einde van elke proef, plaats de muis terug in het wachtgebied en vervang de startpoort. Gebruik vervolgens in volgende proeven, met behulp van gepaard media en zintuigen zo

the-attentional-set-shifting-task-measure-cognitive-flexibility

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Dit artikel geeft het protocol van T-doolhof proeven met een aangepaste automatische apparatuur voor de beoordeling van de leer-en geheugenfuncties bij muizen.

T-doolhof Gedwongen Afwisseling en links-rechts Discriminatie Taken voor de beoordeling van Werken en Reference geheugen in Muizen

Volledig geautomatiseerd systeem voor het meten fysiologisch zinvolle eigenschappen van de mechanismen bemiddelende ruimtelijk lokaliseren, temporele lokalisatie, duur, snelheid en waarschijnlijkheid schatting risicobeoordeling, impulsiviteit, en de nauwkeurigheid en precisie van het geheugen, om de effecten van genetische en farmacologische manipulaties op beoordelen fundamentele mechanismen van cognitie bij muizen.

Geautomatiseerde, Kwantitatieve Cognitieve / Behavioral Screening van Muizen: Voor Genetica, Farmacologie, Animal Cognition and Undergraduate Instructie

Dit protocol beschrijft de 5-keuze seriële reactietijd taak die een operant gebaseerde taak gebruikt om aandacht en impulscontrole bij knaagdieren bestuderen. Testdag uitdagingen, die een wijziging van de standaard taak zijn, de flexibiliteit van de taak en kan worden gecombineerd met andere manipulaties vollediger karakteriseren gedrag.

De 5-Keus Serial Reaction Time Taak: Een taak van aandacht en impulscontrole voor Knaagdieren

De mogelijkheid om executieve functies zoals gedragsflexibiliteit bij ratten te beoordelen, is nuttig voor het onderzoeken van de neurobiologie van cognitie bij zowel intacte dieren als bij ziektemodellen. Hier beschrijven we geautomatiseerde taken voor het beoordelen van strategieverschuiving en omgekeerde leerprocessen, die bijzonder gevoelig zijn voor verstoringen in prefrontale corticale netwerken.

Operante procedures voor het evalueren Behavioral Flexibiliteit in Ratten

Cognitieve afwijkingen in aandachtsverlegging zijn een kernkenmerk van veel psychiatrische ziekten. Hier presenteren we de ontwikkeling van een nieuw automatisch systeem voor het effectieve onderzoek naar aandachtsverleggingsvermogens, executieve functies en andere cognitieve vermogens bij muizen met een hoge translationele validiteit voor menselijke studies.

Een Operante intra- / extra-dimensionale Set-shift Taak voor Muizen

Set-shifting, een vorm van gedrags- flexibiliteit, vereist een attentional verschuiving van de ene stimulus naar de andere dimensie. We verlengden een gevestigde knaagdier set-shifting taak 1 door te eisen dat de aandacht voor verschillende stimuli op basis van context. De taak werd gecombineerd met specifieke letsels aan neuron subtypen ten grondslag liggen aan een succesvolle verandering te identificeren.

New Variations for Strategy Set-verschuiving in het Rat

Stressvolle levensgebeurtenissen schaden de cognitieve functie, waardoor het risico op psychiatrische stoornissen toeneemt. Dit protocol illustreert hoe stress de cognitieve flexibiliteit beïnvloedt met behulp van een geautomatiseerd operante strategieverschuivingsparadigma bij mannelijke en vrouwelijke Sprague Dawley-ratten. Specifieke hersengebieden die ten grondslag liggen aan bepaald gedrag worden besproken en translationele relevantie van resultaten wordt onderzocht.

Beoordeling van stresseffecten op cognitieve flexibiliteit met behulp van een operante strategieverschuivingsparadigma

De Y-doolhof barrière taak is een gedragstest die motivatie onderzoekt om inspanning te besteden voor beloning. Hier bespreken we het testen van meerdere goed gevalideerde chronische stressoren, waaronder chronische corticosteron en sociale nederlaag stress met dit gedrag, evenals de nieuwe chronische niet-discriminerende sociale nederlaag stress (CNSDS), die effectief is bij vrouwen.

Chronische stress verschuivingen inspanning-gerelateerde keuze gedrag in een Y-Maze Barrier Taak in muizen

We zien hoe objectieve maatstaf kan worden toegepast in de schaal toegepast rubberhand paradigma illusie. Deze maatregel wordt verkregen door het modificeren van de gevestigde crossmodaal congruentie taak. Deze taak toe het onderzoek van multi-processen die cruciaal zijn voor modulaties van het lichaam representaties zoals in de rubberen hand-illusie zijn.

De crossmodaal Congruentie Taak als een middel om een ​​doelstelling Behavioral Meet verkrijgen in de Rubber Hand Illusion Paradigm

Dit artikel beschrijft een nieuwe dubbele taakprocedure gecombineerd met Rapid Serial Visual Presentation om de attentional blink te bekijken bij verschillende tijdsintervallen tussen stimuli. Deze experimentele procedure verschilde van andere omdat het de attentional blink testte voor niet-doelen.

Een Dual Activiteit Procedure In combinatie met Rapid Serial Visual Presentation to Test Attentional Blink voor Nontargets

Leer de attentional set shifting taak om cognitieve flexibiliteit bij muizen te meten via de prefrontale cortex. Deze methode helpt onderzoekers gedragsadaptatie en neurale mechanismen bestuderen.

De Aandachtsvertekening Set Shifting Taak: een maat voor cognitieve flexibiliteit in Muizen

Meer video's verkennen