15 september 2017
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.
Het algemene doel van deze gedragstaak met touchscreen-operante kamers is om het vermogen tot duurzame aandacht van ratten te meten. Deze methode kan helpen om de neurobiologische mechanismen die cruciaal zijn voor geschikte duurzame aandacht bloot te leggen, wat het monitoren van intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen in de tijd is. Het grote voordeel van deze techniek is dat we een goed gevalideerde duurzame aandachtstaak voor knaagdieren hebben aangepast aan de touchscreen-operante kamer.
Een apparaat dat steeds populairder wordt met programmeerbaarheid voor veel cognitieve taken. De toepassingen van deze techniek strekken zich uit naar het onderzoek van neuropsychiatrische en neurodegeneratieve stoornissen die worden gekenmerkt door verstoorde aandacht. Therapieën waarvoor, kunnen worden getest met behulp van de hier gepresenteerde methode.
Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode worstelen met het opzetten van een systeem om ervoor te zorgen dat de ratten nauwkeurig worden bijgehouden en dat de gegevens correct worden geregistreerd. Voor dit experiment moeten touchscreenkamers worden voorbereid binnen geluidsdempingscabines. Voorzie de kamers van het huislicht, een toongenerator, een camera gepositioneerd erboven, een touchscreen en een pelletdispenser met de feederbeloningsgebied.
Het feederbeloningsgebied kan worden verlicht. Voordat u de beloningspellets van 45 milligram laadt, schud het stof eraf met behulp van een meelzeef. Dit stof kan de feeder verstoppen.
Als de ratten zijn uitgerust met een hoofdimplantaat, gebruik dan een feeder met een grote opening. Voed elke kamer met een zwarte acrylmasker om de responsgebieden op het touchscreen te beperken. Laat een centrale ronde gat voor de lichtstimulatie en twee vierkante responsgaten onder het centrale gat gepositioneerd in het midden.
Tijdens gebruik, bedient u de kamer in een geluidsdempingskast. Dit voltooit de voorbereidingen van de kamer. Het tekstprotocol beschrijft hoe u de omtrek voor het experiment instelt.
Voor dit experiment kunnen ratten individueel of in groepen worden gehuisvest. Voorafgaand aan het starten van een studie, moet u de ratten dagelijks gedurende vijf minuten per dag, gedurende vijf opeenvolgende dagen, behandelen. Draag altijd persoonlijke beschermingsmiddelen.
Begin de voedselrestrictie drie dagen voor het starten van het gedragsvorming. Op de eerste dag, noteer het vrije voedingsgewicht van elke rat en bereken hun doelgewicht dat 85% is van het vrije voedingsgewicht. Voorafgaand aan het vormgeven, stel de ratten bloot aan 15 voedselbeloningspellets in hun eigen kooi.
Na de initiële voedselrestrictie, pas de voedselinname aan om het doelgewicht te behouden, waarbij een lichte gewichtstoename in de loop van de tijd wordt toegestaan. Voorafgaand aan het starten van een nieuw schema, beperk de ratten iets meer dan gebruikelijk in voedsel, om hun motivatie te verhogen. Op dagen dat ratten de taak niet uitvoeren, verhoog hun voedsel met minstens één gram om te compenseren voor het niet ontvangen van pelletbeloningen.
Na elke sessie, wacht u ten minste 30 minuten voordat u voedsel geeft, om te voorkomen dat er een verband wordt gelegd tussen de testopvolging en hun voedingstijd. Als de ratten in groepen worden gehuisvest, voer ze dan een uur apart en groepeer ze dan weer bij elkaar. Ter voorbereiding, schakel de apparatuur in.
Zorg ervoor dat de pelletdispensers gevuld zijn met pellets en zorg ervoor dat de masker in positie is voor de touchscreen. Controleer vervolgens de functie van elke doos. Test de pelletdispenser, het scherm, de lichten en de toongenerator.
Het testen van de functie van de kamers aan het begin van elke dag is cruciaal omdat elke kleine storing de dieren kan verwarren en hen ervan kan weerhouden de taak te leren of op een normaal niveau te presteren. Bekijk vervolgens het schema voor het laden van de dozen. Besteed aandacht aan de testgroep en voer de relevante informatie in met betrekking tot dier-ID, geslacht, experimentele conditie, gebruikersinitiatieven en andere notities.
Met alle voorbereidingen gemaakt, haalt u de proefpersonen op. Test de ratten over het algemeen minimaal 30 minuten in hun donkercyclus. Gebruik hoofdgemonteerde rode lampen om met de ratten in het donker te werken.
Bij het vervoeren van de ratten tijdens de donkercyclus, bedek hun kooien met zwarte handdoeken. Eenmaal in de gedragsruimte, laadt u de ratten in hun juiste doos en start u de sessie voor de duurzame aandachtstaak. In de duurzame aandachtstaak worden ratten getraind om signaalproeven te onderscheiden van niet-signaalproeven.
Signaalproeven omvatten een lichtflits van variabele duur gevolgd door een hoorbaar geluid en een responsvenster van vier seconden. Gedurende de vier seconden, als de rat vervolgens het juiste gebied op het scherm heeft geplaatst. In dit geval is het het juiste responsgebied, wordt de rat beloond met een voedselpellet en dit wordt een hit genoemd.
Als de rat het andere responsgebied prikt, wordt dit beschouwd als een miss en wordt de rat niet beloond. Een niet-signaalproef omvat niet het licht en de rat moet een ander deel van het scherm prikken om aan te geven dat er geen signaal is gedetecteerd om een beloning te verdienen. Een juiste respons op een niet-signaalproef wordt een correcte afwijzing genoemd.
Als de rat het andere responsgebied prikt op een niet-signaalproef, wordt dit beschouwd als een valse alarm en wordt niet beloond. De juiste responsgebieden voor signaal- en niet-signaalproeven moeten worden gecompenseerd tussen onderwerpen. Voor signaal- en niet-signaalproeven telt een mislukte reactie tijdens de responstijd als een, geen missie en wordt niet beloond.
Er is ook een versie met afleiding van de duurzame aandachtstaak, waarbij het huislicht knippert tijdens de tweede van drie blokken proeven. Na het starten van een sessie, bewaakt u de ratten tijdens de eerste paar minuten, om ervoor te zorgen dat alles goed functioneert. Controleer vervolgens hun prestaties met tussenpozen.
<Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie schetst een methode voor het testen van aanhoudende aandacht bij ratten met behulp van touchscreen operante kamers. De benadering maakt een vergelijkbare prestatie-evaluatie mogelijk tussen mannelijke en vrouwelijke ratten, essentieel voor het bestuderen van aandachtsmechanismen tussen geslachten.
Touchscreen-based sustained attention tasks in rats provide a translationally relevant platform for interrogating cognitive mechanisms underlying attention deficits seen in neuropsychiatric and neurodegenerative disorders. This method enables robust, quantitative assessment of attentional performance across sexes, supporting early-stage target validation and mechanistic de-risking in CNS drug discovery. Its adaptability and standardization facilitate integration into enterprise-scale preclinical pipelines for cognitive therapeutics.
This touchscreen SAT method positions within the discovery-to-preclinical continuum, bridging hypothesis-driven target validation and quantitative behavioral screening for CNS drug candidates.