Method Article

Zadanie 5-Choice Serial Reaction Time Task: zadanie skupienia uwagi i kontroli impulsów dla gryzoni

DOI:

10.3791/51574

⸱

August 10th, 2014

 , 
1Department of Neuroscience, Oberlin College

In This Article

Summary

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

Ten protokół opisuje zadanie czasu reakcji szeregowej do wyboru 5 opcji, które jest zadaniem opartym na instrumentacji, używanym do badania uwagi i kontroli impulsów u gryzoni. Wyzwania dnia testowego, które są modyfikacjami standardowego zadania, zwiększają elastyczność zadania i mogą być łączone z innymi manipulacjami, aby pełniej scharakteryzować zachowanie.

Abstract

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

Ten protokół opisuje zadanie czasu reakcji szeregowej do wyboru 5 opcji, które jest zadaniem opartym na instrumentacji, używanym do badania uwagi i kontroli impulsów u gryzoni. Wyzwania dnia testowego, modyfikacje standardowego zadania, mogą być wykorzystywane do systematycznego obciążania systemów neuronowych kontrolujących uwagę lub kontrolę impulsów. Co ważne, wyzwania te mają stały wpływ na zachowanie w laboratoriach u nienaruszonych zwierząt i mogą ujawnić poprawę lub deficyty funkcji poznawczych, które nie są widoczne, gdy szczury są testowane tylko w standardowym zadaniu. Różnorodność mierzących zachowań, które są zbierane, może być wykorzystana do określenia, czy inne czynniki (np. uspokojenie, deficyty motywacji, upośledzenie ruchu) przyczyniają się do zmian w wydajności. Wszechstronność 5CSRTT jest jeszcze większa, ponieważ można go łączyć z technikami farmakologicznymi, molekularnymi i genetycznymi.

Introduction

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

Zadanie z czasem reakcji 5 wyborów (5CSRTT) zostało opracowane przez Trevora Robbinsa i kolegów z University of Cambridge w celu zrozumienia deficytów behawioralnych wykazywanych przez osoby, u których zdiagnozowano zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD)1,2. Opiera się na ciągłych zadaniach wydajnościowych wykorzystywanych do badania uwagi u ludzi3; przy czym uwaga jest definiowana jako zdolność do alokowania i utrzymywania koncentracji zasobów poznawczych na określonych bodźcach lub informacjach przy jednoczesnym ignorowaniu innych informacji4. Chociaż zadanie zostało pierwotnie zaprojektowane do użytku ze szczurami1,2, opracowano również wersję myszą5,6.

Podstawowy 5CSRTT wymaga od szczurów skanowania poziomej tablicy pięciu otworów w celu wyświetlenia krótkiego bodźca świetlnego (wskazówki) w jednym z otworów; gdy szczur wykryje bodziec, musi wbić nos w oświetlony otwór, aby otrzymać nagrodę w postaci granulek cukru. W związku z tym zadanie wymaga od szczurów zarówno podzielenia uwagi na 5 przestrzennie odrębnych otworów, jak i utrzymania uwagi do momentu, gdy bodziec zostanie przedstawiony w danym badaniu i w wielu próbach podczas sesji1,7. Uwaga jest zwykle oceniana na podstawie dokładności odpowiedzi. Chociaż 5CSRTT został pierwotnie zaprojektowany do oceny uwagi, jest również używany do oceny impulsywnego zachowania lub zahamowania reakcji1,7,8: zdolności do wstrzymywania wcześniej mocnych lub niewłaściwych reakcji9. Podczas zadania szczury muszą wstrzymać się z reakcją na czas trwania interwału między próbami (ITI) i odpowiedzieć tylko wtedy, gdy bodziec zostanie przedstawiony w jednym z otworów1. Tak więc przedwczesne reakcje, te występujące podczas ITI przed prezentacją bodźca, stanowią użyteczny wskaźnik zachowań impulsywnych.

5CSRTT to niezwykle elastyczne zadanie - istnieje wiele modyfikacji podstawowego zadania (np. wyzwań dnia testowego), które można wdrożyć, aby dokładniej zbadać, jak eksperymentalne manipulacje wpływają na zachowanie. Na przykład, skrócenie czasu trwania bodźca lub skrócenie ITI są różnymi mechanizmami zwiększającymi obciążenie uwagi zadaniem i mogą być wykorzystywane do systematycznej oceny subdomen uwagi1,7,10-12. W przeciwieństwie do tego, wydłużenie czasu trwania bodźca minimalizuje wymagania uwagi związane z zadaniem; Można to wykorzystać do określenia, czy manipulacja zakłóca zdolność do wykonania podstawowych wymagań dotyczących odpowiedzi zadania12. Wydłużenie czasu trwania ZIT można wykorzystać do określenia, czy dana manipulacja wpływa na reagowanie impulsywne1,7,8,13-15. Co więcej, korzystanie z wyzwań w dniu testu, takich jak te właśnie opisane, może ujawnić deficyty10 lub ulepszenia16,17 zachowania, które nie są widoczne u dobrze wyszkolonych szczurów testowanych przy użyciu standardowych parametrów testowych.

Co ważne, 5CSRTT można łączyć z wieloma różnymi technikami; na przykład poznanie zostało zbadane po uszkodzeniach dyskretnych obszarów mózgu10,18-20 lub selektywnym wyczerpaniu neuroprzekaźników2,21,22. W behawioralnych badaniach farmakologicznych stosowano albo ogólnoustrojowe16,17,23-28, albo dyskretne wewnątrzczaszkowe podawanie leków29-32. Co więcej, wydajność można łatwo ocenić po ostrym12,16,17,29-32 i przewlekłym podawaniu leków13,14,23,33. Oceniono również wpływ wykonywania zadań na uwalnianie neuroprzekaźników34 i aktywność metaboliczną35 w dyskretnych obszarach mózgu. Ponadto, wyniki w zadaniu można wykorzystać do podzielenia szczurów na grupy w oparciu o wyjściową wydajność uwagi30,31 lub poziomy impulsywności15,32. Wreszcie, wraz z pojawieniem się mysiej wersji5CSRTT 5,6, zadanie to zostało wykorzystane do zbadania genetycznego wkładu w uwagę i kontrolę impulsów5,36-39.

Ponieważ 5CSRTT ocenia wiele funkcji poznawczych jednocześnie i jest podatny na użycie w połączeniu różnych podejść farmakologicznych, molekularnych i genetycznych, jest rutynowo używany do oceny dysfunkcji poznawczych w kontekście zwierzęcych modeli zaburzeń psychiatrycznych i neurologicznych. Na przykład, 5CSRTT został wykorzystany do zbadania neurobiologii leżącej u podstaw zaburzeń poznawczych w zespole nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD)37,40,41, schizofrenii23,33,42, uzależnieniu od narkotyków13,14,43-45, chorobie Alzheimera18,39, chorobie Parkinsona36 i chorobie Huntingtona37.

Ten protokół zawiera wytyczne dotyczące szkolenia szczurów na 5CSRTT. Ze względu na to, że można gromadzić dane dotyczące wielu miar wydajności, opisujemy, w jaki sposób należy interpretować typowe wzorce wyników. Ponadto opisano kilka typowych modyfikacji podstawowego protokołu, wyzwań dnia testowego.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

Ta procedura wymaga użycia zwierząt; procedury te zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt w Oberlin College i są zgodne z Przewodnikiem po Opiece i Użytkowaniu Zwierząt Laboratoryjnych46.

1. 5Aparatura CSRTT

  1. Schemat aparatury 5CSRTT przedstawiono na rysunku 1.
    1. Aparat 5CSRTT składa się z komory kondycjonowania instrumentalnego (30,5 x 24,1 x 29,2 cm) z 2 ściankami bocznymi z pleksiglasu oraz podłogi siatkowej ze stali nierdzewnej.
    2. Aluminiowa ściana przednia jest zaokrąglona i zawiera pięć otworów na nos (2,5 x 2,2 x 2,2 cm każdy); każda przysłona jest wyposażona w diodę elektroluminescencyjną (LED) i czujnik podczerwieni zdolny do wykrycia włożenia nosa szczurów.
    3. Na aluminiowej tylnej ścianie znajduje się magazynek żywności, który jest podłączony do dozownika pelletu i jest wyposażony w czujnik podczerwieni oraz małą żarówkę.
    4. Żarówka domowa, zdolna do oświetlenia całej komory, jest umieszczona w pobliżu górnej części tylnej ściany.
  2. Aparat 5CSRTT należy umieścić w wentylowanej, wyciszonej akustycznie komorze kondycjonowania instrumentalnego.
  3. Użyj komputera PC do sterowania komorą operacyjną i zbierania danych.

2. Pomieszczenia i przygotowanie zwierząt

  1. Procedura wymaga wykorzystania zwierząt doświadczalnych; przed rozpoczęciem jakichkolwiek eksperymentów należy uzyskać zgodę Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC).
  2. Szczury domowe w parach.
    1. Utrzymuj szczury w cyklu światło/ciemność o 14:10 (światła włączają się o 7:00 rano) w pomieszczeniu o stałej temperaturze 22 ± 1 °C.
    2. Pozwól szczurom na swobodny dostęp do wody w ich domowych klatkach, ale jedzenie je ogranicza.
    3. Pokarm ogranicza szczury do 85-90% ich masy wolnego karmienia na dwa do pięciu dni przed rozpoczęciem treningu w magazynie oraz podczas treningu i testów 5CSRTT. Karm szczury po codziennych sesjach treningowych i waż je codziennie, aby upewnić się, że przybierają na wadze (~5 g / tydzień).

3. 5Procedura CSRTT

  1. Ogólne uwagi dotyczące szkolenia 5CSRTT
    1. Trenuj szczury o standardowej porze dnia, co najmniej 5 dni w tygodniu; szkolenie odbywa się w wielu etapach (patrz Tabela 1) i trwa kilka tygodni.
    2. Trenować i testować szczury w tej samej komorze operacyjnej (patrz sekcje 3.2-3.5 poniżej); niewielkie odchylenia w środowisku szczurów mogą wpływać na ich wydajność.
    3. Na koniec każdej sesji wyczyść wszystkie powierzchnie komory wodą zawierającą środek dezynfekujący, podchloryn sodu (lub inny środek dezynfekujący po konsultacji z weterynarzem).
  2. Szkolenie z czasopisma
    1. Wprowadź granulki cukru (45 mg) szczurom w ich domowej klatce przed pierwszą sesją. Minimalizuje to neofobię i zapewnia, że szczury będą pobierać granulki cukru z magazynu żywności.
    2. Umieść szczury w komorze operacyjnej (wentylatory włączone) z zasłoniętymi otworami aperturowymi. Pozwól szczurom przyzwyczaić się do komory przez 5 minut.
    3. Dostarcz sześćdziesiąt granulek cukru do magazynu w ustalonym odstępie 20 sekund (FI-20, dzień 1) lub według harmonogramu FI-30 (dzień 2).
      Uwaga: Lampa domowa może pozostać zapalona przez cały czas trwania sesji, a lampka magazynka powinna być zapalona po dostarczeniu granulki i może pozostać zapalona do momentu wyjęcia kulki.
    4. Na koniec sesji zanotuj, czy granulki cukru są spożywane; kontynuuj trening przez co najmniej 2 dni lub do momentu, gdy wszystkie granulki zostaną zużyte.
  3. Szkolenie 5CSRTT
    1. Rysunek 2 przedstawia schemat pojedynczego badania 5CSRTT.
    2. Umieść każdego szczura w komorze operacyjnej z włączonymi wentylatorami. Pozwól szczurom przyzwyczaić się do komory przez 5 minut.
    3. Pod koniec okresu przyzwyczajenia zapal lampkę magazynka i podaj jedną granulkę cukru. Pierwsza próba rozpoczyna się w momencie pobrania tego granulatu.
    4. Rozpocznij każdą próbę od interwału między próbami (ITI), podczas którego świeci się tylko światło w domu. Pod koniec ITI pseudolosowo oświetl jedną ze świateł przysłonowych na określony czas trwania bodźca. Daj szczurowi czas na reakcję na prezentację bodźca; czas, w którym szczur może zareagować, to ograniczone wstrzymanie (LH).
    5. Reakcje na szturchanie nosa w podświetlaną aperturę skutkują dostarczeniem granulki cukru do magazynka i zapaleniem światła magazynka; takie odpowiedzi są uważane za poprawne odpowiedzi. Zgaś lampkę magazynka i rozpocznij następną próbę po odzyskaniu śrutu.
    6. Reakcje na szturchanie nosem w nieoświetlone otwory (nieprawidłowe reakcje) i brak reakcji podczas LR (pominięcia) skutkują przerwą (TO). Zgaś światło w domu podczas TO. Zasygnalizuj początek następnej próby na końcu TO, zapalając światło w domu.
    7. Oceniaj reakcje na szturchanie nosem podczas ITI jako odpowiedzi przedwczesne; karz te reakcje okresem TO. Ponownie wszcząć to samo badanie po TO spowodowanym przedwczesną odpowiedzią.
    8. Zakończ każdą sesję po 90 próbach lub 30 minutach, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej.
    9. W pierwszym etapie treningu ustaw czas trwania bodźca na 30 sekund, LH na 30 sekund, ITI na 2 sekundy, a TO na 2 sekundy. Dostosuj te parametry podczas treningu tak, aby czas trwania bodźca wynosił 1 sekundę, a LH, ITI i TO wynosiły 5 sekund (patrz Tabela 1). Przenieś szczury do następnego etapu szkolenia, gdy osiągną sugerowane kryteria szkolenia. Przetestuj szczury po tym, jak wykażą się stabilną wydajnością na ostatnim etapie.
      Uwaga: Szczury Sprague-Dawley zazwyczaj osiągają wydajność kryterialną (~65% dokładności, < 20% pominięć) w ciągu 4-8 tygodni, jeśli są trenowane 5 dni w tygodniu. Różne szczepy szczurów mają jednak różne zdolności do wykonywania tego zadania. Na przykład szczury z kapturem Lister mogą osiągnąć wysoki poziom dokładności (> 80%) przy mniejszej liczbie pominięć (< 20%) przy użyciu krótkiego czasu trwania bodźca (0,5 sekundy) (np. Bari i in., 2008; Mizra i Bright, 2001). Zaleca się, aby badacze dostosowali parametry bodźca i wydajność kryteriów tak, aby odzwierciedlały szczep użytego szczura (lub myszy).
  4. 5Testowanie CSRTT
    1. Oblicz wydajność wyjściową (% dokładności, % pominięć, przedwczesne odpowiedzi), uśredniając wydajność każdego pomiaru w ciągu ostatnich 3-5 sesji (patrz poniżej). Wykorzystaj te dane, aby podzielić szczury na grupy (jeśli jest to wymagane) lub jako punkt odniesienia dla poszczególnych szczurów.
    2. Użyj wyzwań w dniu testu (Tabela 2), aby dokładniej zbadać zachowanie.
    3. W przypadku projektów tematycznych przeplataj sesje treningowe sesjami wyzwań w dniu testowym.
      Uwaga: Wyzwania w dniu testu mogą być wykorzystane jako uzupełnienie badania zachowania w standardowym zadaniu. Manipulacje te mogą ujawnić subtelne zmiany w zachowaniu, które nie są widoczne po intensywnym szkoleniu w zakresie standardowego zadania i/lub mogą być wykorzystane do lepszego zrozumienia natury deficytu wydajności.
  5. 5Miary wydajności CSRTT
    1. Użyj komputera do obliczenia miar wydajności.
    2. Dokładność odpowiedzi (% dokładności): Podziel liczbę poprawnych odpowiedzi przez sumę prawidłowych i nieprawidłowych odpowiedzi. Jest to podstawowa miara uwagi.
      [# poprawne odpowiedzi/(# poprawne odpowiedzi+ # nieprawidłowa odpowiedź)] x 100
    3. Pominięcia: Podziel liczbę prób, w których szczur nie odpowiedział, przez całkowitą liczbę ukończonych prób. % Pominięć może odzwierciedlać uwagę, ale może również wpływać na nie sedacja, motywacja i zdolności motoryczne, dlatego interpretacja pominięć zależy od innych wskaźników wydajności.
      [# pominięcia/(# pominięcia + # poprawne odpowiedzi + # niepoprawne odpowiedzi)] x 100
    4. Poprawne odpowiedzi: Podziel liczbę poprawnych odpowiedzi przez całkowitą liczbę ukończonych badań.
      [# poprawne odpowiedzi /(# pominięcia + # poprawne odpowiedzi + # niepoprawne odpowiedzi)] x 100
    5. Niepoprawne odpowiedzi: Podziel liczbę nieprawidłowych odpowiedzi przez łączną liczbę ukończonych badań.
      [# niepoprawne odpowiedzi /(# pominięcia + # poprawne odpowiedzi + # niepoprawne odpowiedzi)] x 100
    6. Przedwczesne odpowiedzi: Określ liczbę odpowiedzi udzielonych podczas ITI. Jest to podstawowa miara impulsywnego zachowania.
    7. Reakcje perseweratywne: Określ liczbę reakcji na szturchanie nosem w dowolnym otworze po tym, jak szczur udzielił prawidłowej odpowiedzi, ale przed pobraniem granulki cukru. Jest to miara kompulsywnego zachowania.
    8. Wpisy w magazynie: Określ liczbę odpowiedzi na szturchanie nosem do magazynka. Jest to miara motywacji.
    9. Opóźnienie do prawidłowej odpowiedzi: Oblicz średni czas od wystąpienia bodźca do prawidłowej reakcji; miara szybkości przetwarzania lub podejmowania decyzji.
    10. Opóźnienie do nieprawidłowej odpowiedzi: Oblicz średni czas od wystąpienia bodźca do nieprawidłowej odpowiedzi; miara szybkości przetwarzania lub podejmowania decyzji.
    11. Opóźnienie pobierania nagrody: Oblicz średni czas, w którym szczur może odzyskać nagrodę w postaci granulki cukru; może odzwierciedlać motywację.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Manipulacje 5CSRTT, które badają uwagę wzrokowo-przestrzenną

Jednym z podejść do zmiany wymagań dotyczących uwagi w zadaniu jest zmiana czasu trwania bodźca. Wraz ze skracaniem się czasu trwania bodźca zmniejsza się % dokładności (Rysunek 3A) i zwiększa się % pominięć (Rysunek 3B; adaptacja z 12). W ten sposób krótsze czasy trwania bodźców zwiększają wymagania uwagi związane z zadaniem, a dłuższe czasy trwania bodźców zmniejszają wymagania uw...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

5CSRTT jest szeroko stosowanym zadaniem do oceny uwagi i kontroli impulsów u gryzoni. Uwaga jest najczęściej mierzona dokładnością odpowiedzi1,7,10. Ponieważ dokładność odpowiedzi nie obejmuje pominięć i ponieważ zarówno poprawne, jak i niepoprawne odpowiedzi mają ten sam wymóg odpowiedzi (tj. szturchnięcie nosem w otwór), na dokładność nie mają wpływu zdolności lokomotoryczne, motywacja ani sedacja. Procentowe pominięcia mogą być również wykorzystane jako miara uwagi, ponieważ dobrze wyszkol...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

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

Ta praca została wsparta przez grant National Institutes of Health przyznany TAP (R15MH098246).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Pakiet komory z pięcioma otworami w kształcie nosaMed-AssociatesMED-NP5L-D1Alternatywnie można użyć pakietu standardowego (Katalog #:MED-NP5L-B1)
Deluxe
Bezpyłowy precyzyjny pelletBio-ServF002145 mg oczyszczony

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Robbins, T. The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry. Psychopharmacology (Berl). 163, 362-380 (2002).
  2. Carli, M., Robbins, T. W., Evenden, J. L., Everitt, B. J. Effects of lesions to ascending noradrenergic neurones on performance of a 5-choice serial reaction task in rats; implications for theories of dorsal noradrenergic bundle function based on selective attention and arousal. Behav. Brain. Res. 9, 361-380 (1983).
  3. Leonard, J. A. 5 choice serial reaction apparatus. Med. Res. Council. Appl. Psychol. Res. , 326-359 (1959).
  4. Muir, J. L. Attention and stimulus processing in the rat. Brain. Res. Cogn. Brain. Res. 3, 215-225 (1996).
  5. Humby, T., Laird, F. M., Davies, W., Wilkinson, L. S. Visuospatial attentional functioning in mice: interactions between cholinergic manipulations and genotype. Eur. J. Neurosci. 11, 2813-2823 (1999).
  6. Humby, T., Wilkinson, L., Dawson, G. Assaying aspects of attention and impulse control in mice using the 5-choice serial reaction time task. Curr. Protoc. Neurosci. (8), Unit 8.5H (2005).
  7. 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, 759-767 (2008).
  8. Dalley, J. W., Mar, A. C., Economidou, D., Robbins, T. W. Neurobehavioral mechanisms of impulsivity: Fronto-striatal systems and functional neurochemistry. Pharm. Biochem. Behav. 90, 250-260 (2008).
  9. Evenden, J. L. Varieties of Impulsivity. Psychopharmacology (Berl). 146, 348-361 (1999).
  10. Amitai, N., Markou, A. Comparative effects of different test day challenges on performance in the 5-choice serial reaction time task. Behav. Neurosci. 125, 764-774 (2011).
  11. Chudasama, Y., Passetti, F., Rhodes, S. E., Lopian, D., Desai, A., Robbins, T. W. Dissociable aspects of performance on the 5-choice serial reaction time task following lesions of the dorsal anterior cingulate, infralimbic and orbitofrontal cortex in the rat: differential effects on selectivity, impulsivity and compulsivity. Behav. Brain. Res. (146), 105-119 (2003).
  12. Asinof, S. K., Paine, T. A. Inhibition of GABA synthesis in the prefrontal cortex increases locomotor activity but does not affect attention in the 5-choice serial reaction time task. Neuropharmacology. 65, 39-47 (2013).
  13. Dalley, J. W., Lääne, K., Pena, Y., Theobald, D. E., Everitt, B. J., Robbins, T. W. Attentional and motivational deficits in rats withdrawn from intravenous self-administration of cocaine or heroin. Psychopharmacology (Berl). 182, 579-587 (2005).
  14. Dalley, J. W., et al. Cognitive sequelae of intravenous amphetamine self-administration in rats: evidence for selective effects on attentional performance. Neuropsychopharmacology. 30, 525-537 (2005).
  15. Moreno, M., et al. Divergent effects of D2/3 receptor activation in the nucleus accumbens core and shell on impulsivity and locomotor activity in high and low impulsive rats. Psychopharmacology (Berl). (228), 19-30 (2013).
  16. Lambe, E. K., Olausson, P., Horst, N. K., Taylor, J. R., Aghajanian, G. K. Hypocretin and nicotine excite the same thalamocortical synapses in prefrontal cortex: correlation with improved attention in rat. J. Neurosci. 25, 5225-5229 (2005).
  17. Navarra, R., et al. Effects of atomoxetine and methylphenidate on attention and impulsivity in the 5-choice serial reaction time test. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 32, 34-41 (2008).
  18. Maddux, J. M., Holland, P. C. Effects of dorsal or ventral medial prefrontal cortical lesions on five-choice serial reaction time performance in rats. Behav. Brain. Res. 221, 63-74 (2011).
  19. Inglis, W. L., Olmstead, M. C., Robbins, T. W. Selective deficits in attentional performance on the 5-choice serial reaction time task following pedunculopontine tegmental nucleus lesions. Behav. Brain. Res. 123, 117-131 (2001).
  20. Baunez, C., Robbins, T. W. Bilateral lesions of the subthalamic nucleus induce multiple deficits in an attention task in rats. Eur. J. Neurosci. 9, 2086-2099 (1997).
  21. Cole, B. J., Robbins, T. W. Effects of 6-hydroxydopamine lesions of the nucleus accumbens septi on performance of a 5-choice serial reaction time task in rats: implications for theories of selective attention and arousal. Behav. Brain. Res. 33, 165-179 (1989).
  22. Harrison, A. A., Everitt, B. J., Robbins, T. W. Doubly dissociable effects of median- and dorsal-raphé lesions on the performance of the five-choice serial reaction time test of attention in rats. Behav. Brain. Res. 89, 135-149 (1997).
  23. Paine, T. A., Tomasiewicz, H. C., Zhang, K., Carlezon, W. A. Jr Sensitivity of the five-choice serial reaction time task to the effects of various psychotropic drugs in Sprague-Dawley rats. Biol. Psychiatry. 62, 687-693 (2007).
  24. Paine, T. A., Carlezon, W. A. Jr Effects of antipsychotic drugs on MK-801-induced attentional and motivational deficits in rats. Neuropharmacology. 56, 788-797 (2009).
  25. Grottick, A. J., Higgins, G. A. Assessing a vigilance decrement in aged rats: effects of pre-feeding, task manipulation, and psychostimulants. Psychopharmacology (Berl). 164, 33-41 (2002).
  26. Hahn, B., Shoaibm, M., Stolerman, I. P. Nicotine-induced enhancement of attention in the five-choice serial reaction time task: the influence of task demands. Psychopharmacology (Berl). 162, 129-137 (2002).
  27. Pattij, T., Schetters, D., Schoffelmeer, A. N., van Gaalen, M. M. On the improvement of inhibitory response control and visuospatial attention by indirect and direct adrenoceptor agonists. Psychopharmacology (Berl). 219, 327-340 (2012).
  28. Mirza, N. R., Bright, J. L. Nicotine-induced enhancements in the five-choice serial reaction time task in rats are strain-dependent. Psychopharmacology (Berl). 154, 8-12 (2001).
  29. Pezze, M. A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. Remediation of attentional dysfunction in rats with lesions of the medial prefrontal cortex by intra-accumbens administration of the dopamine D2/3 receptor antagonist sulpiride. Psychopharmacology (Berl). 202, 307-313 (2009).
  30. Granon, S., Passetti, F., Thomas, K. L., Dalley, J. W., Everitt, B. J., Robbins, T. W. Enhanced and impaired attentional performance after infusion of D1 dopaminergic receptor agents into rat prefrontal cortex. J. Neurosci. 20, 1208-1215 (2000).
  31. Paine, T. A., Neve, R. L., Carlezon, W. A. Jr Attention deficits and hyperactivity following inhibition of cAMP-dependent protein kinase within the medial prefrontal cortex of rats. Neuropsychopharmacology. 34, 2143-2155 (2009).
  32. Besson, M., et al. Dissociable control of impulsivity in rats by dopamine d2/3 receptors in the core and shell subregions of the nucleus accumbens. Neuropsychopharmacology. 35, 560-569 (2010).
  33. Amitai, N., Markou, A. Chronic nicotine improves cognitive performance in a test of attention but does not attenuate cognitive disruption induced by repeated phencyclidine administration. Psychopharmacology (Berl). 202, 275-286 (2009).
  34. Dalley, J. W., Theobald, D. E., Eagle, D. M., Passetti, F., Robbins, T. W. Deficits in impulse control associated with tonically-elevated serotonergic function in rat prefrontal cortex. Neuropsychopharmacology. 26, 716-728 (2002).
  35. Barbelivien, A., Ruotsalainen, S., Sirviö, J. Metabolic alterations in the prefrontal and cingulate cortices are related to behavioral deficits in a rodent model of attention-deficit hyperactivity disorder. Cereb. Cortex. 11, 1056-1063 (2001).
  36. Peña-Oliver, Y., et al. Deletion of alpha-synuclein decreases impulsivity in mice. Genes. Brain. Behav. 11, 137-146 (2012).
  37. Trueman, R. C., Dunnett, S. B., Jones, L., Brooks, S. P. Five choice serial reaction time performance in the HdhQ92 mouse model of Huntington's disease. Brain. Res. Bull. 88, 163-170 (2012).
  38. Pattij, T., Janssen, M. C., Loos, M., Smit, A. B., Schoffelmeer, A. N., van Gaalen, M. M. Strain specificity and cholinergic modulation of visuospatial attention in three inbred mouse strains. Genes Brain Behav. 6, 579-587 (2007).
  39. 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, 3500-3507 (2011).
  40. Paterson, N. E., Ricciardi, J., Wetzler, C., Hanania, T. Sub-optimal performance in the 5-choice serial reaction time task in rats was sensitive to methylphenidate, atomoxetine and d-amphetamine, but unaffected by the COMT inhibitor tolcapone. Neurosci. Res. 69, 41-50 (2011).
  41. Puumala, T., Ruotsalainen, S., Jäkälä, P., Koivisto, E., Riekkinen, P. Jr, Sirviö, J. Behavioral and pharmacological studies on the validation of a new animal model for attention deficit hyperactivity disorder. Neurobiol. Learn. Mem. (66), 198-211 (1996).
  42. Amitai, N., Markou, A. Disruption of performance in the five-choice serial reaction time task induced by administration of N-methyl-D-aspartate receptor antagonists: Relevance to cognitive dysfunction in schizophrenia. Biol. Psychiatry. 68, 5-16 (2010).
  43. Winstanley, C. A., et al. Increased impulsivity during withdrawal from cocaine self-administration: role for DeltaFosB in the orbitofrontal cortex. Cereb. Cortex. 19, 435-444 (2009).
  44. Shoaib, M., Bizarro, L. Deficits in a sustained attention task following nicotine withdrawal in rats. Psychopharmacology (Berl). 178, 211-222 (2005).
  45. Semenova, S., Stolerman, I. P., Markou, A. Chronic nicotine administration improves attention while nicotine withdrawal induces performance deficits in the 5-choice serial reaction time task in rats. Pharmacol. Biochem. Behav. 87, 360-368 (2007).
  46. National Academy Press. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. National Academy Press. , Washington, DC. (1996).
  47. Nemeth, C. L., et al. Role of kappa-opioid receptors in the effects of salvinorin A and ketamine on attention in rats. Psychopharmacology (Berl). 210, 263-274 (2010).
  48. Rowland, N. E. Food or fluid restriction in common laboratory animals: balancing welfare considerations with scientific inquiry. Comp. Med. 57, 149-160 (2007).
  49. Carr, K. D. Chronic food restriction: enhancing effects on drug reward and striatal cell signaling. Physiol. Behav. 91, 459-472 (2007).
  50. Auclair, A. L., Besnard, J., Newman-Tancredi, A., Depoortère, R. The five choice serial reaction time task: comparison between Sprague-Dawley and Long-Evans rats on acquisition of task, and sensitivity to phencyclidine. Pharmacol. Biochem. Behav. 92, 363-369 (2009).
  51. Patel, S., Stolerman, I. P., Asherson, P., Sluyter, F. Attentional performance of C57BL/6 and DBA/2 mice in the 5-choice serial reaction time task. Behav. Brain Res. (170), 197-203 (2006).
  52. Higgins, G. A., Breysse, N. Rodet model of attention: The 5-choice serial reaction time task. Current Protocols in Pharmacology. (5), Unit 5.49 (2008).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

5 Choice Serial Reaction Time TaskAttention Impulse ControlRodent Behavioral TestingOperant Conditioning ChamberNose Poke ApertureStimulus Duration ManipulationInter Trial IntervalPremature ResponsesOmissions MeasurementTest Day Challenges

Related Articles