Zadanie zmiany zestawu uwagi: miara elastyczności poznawczej u myszy

Celem tego protokołu jest przeprowadzenie testu behawioralnego, takiego jak zadanie zmiany nastawienia uwagi (AST), aby ocenić elastyczność poznawczą za pośrednictwem kory przedczołowej u myszy.

Ogólnym celem tej procedury jest pomiar elastyczności poznawczej za pośrednictwem kory przedczołowej w modelu mysim. Osiąga się to, ucząc najpierw myszy testowej, jak kopać mały garnek, aby odzyskać nagrodę w postaci jedzenia w drugim kroku. Nagroda w postaci zakopanego jedzenia jest powiązana z określoną kolejką kontekstową, dzięki czemu mysz może poprawnie zlokalizować i odzyskać nagrodę w ośmiu kolejnych próbach bez błędów.

Następnie, poprzez serię zmian w parowaniu nagród w kolejce w odpowiednim wymiarze. Mysz uczy się zwracać uwagę na odpowiedni wymiar kolejki, ignorując nieistotny wymiar, aby zlokalizować i odzyskać nagrodę. W ostatnim kroku parowanie nagród w kolejce jest zamieniane tak, aby wcześniej nieistotny wymiar był teraz istotny, aby ułatwić pomyślne zlokalizowanie i odzyskanie nagrody.

Ostatecznie wzrost średniej liczby prób prowadzących do osiągnięcia kryterium między grupami eksperymentalnymi na etapach odwrócenia jest interpretowany jako brak elastyczności poznawczej. Chociaż metoda ta może zapewnić wgląd w podstawową neurobiologię funkcji poznawczych, w których pośredniczy kora przedczołowa, może być również stosowana do wielu innych systemów modelowych, takich jak modele chorób transgenicznych lub przewlekłych, z korzyścią dla doskonałej trafności translacyjnej. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, będą miały trudności, ponieważ myszy nie zostały odpowiednio przyzwyczajone lub przeszkolone przed rozpoczęciem testów.

Procedurę zademonstruje Jillian Heisler, świeżo upieczona doktorantka z mojego laboratorium, w asyście Lainey Ritas i Juana Moralesa, asystentów badawczych w laboratorium przed rozpoczęciem. Ograniczenie jedzenia obchodzi się z każdą myszą od dwóch do trzech minut dziennie przez osiem dni, aby zmniejszyć stres związany z obsługą podczas testów. Jeśli wielu eksperymentatorów ma być zaangażowanych w testowanie zestawu myszy, upewnij się, że każdy eksperymentator uczestniczy w procesie obsługi.

Zważyć i zapisać masę ciała każdego zwierzęcia w każdym dniu obchodzenia się z nim. Następnie, począwszy od czterech dni przed rozpoczęciem aklimatyzacji, umieść dwie kokilki z przodu każdej klatki domowej, aby umożliwić myszom zaaklimatyzowanie się w doniczkach testowych. Dodaj dwa gramy jedzenia i jedną nagrodę w postaci jedzenia w kokilkach każdego dnia przez cztery dni, aby utrzymać myszy na poziomie 80 do 85% ich masy ciała podczas swobodnego karmienia.

Następnie, w dniu poprzedzającym procedurę aklimatyzacyjną, zmień legowisko w klatce domowej na dwa dni przed rozpoczęciem treningu i podczas cyklu ciemności w czerwonym świetle, rozprowadź niewielką ilość brudnej ściółki z klatki domowej po całej komorze, aby wprowadzić znajomy zapach i zmniejszyć stres związany z przebywaniem w nowym środowisku. Umieść czystą kokilkę z wodą w poczekalni komory i dwie kokilki, które zostały użyte do ograniczenia żywności w obszarze testowym, z około 20 miligramami nagrody w postaci żywności w każdym pojemniku. Następnie przenieś mysz do poczekalni i zdejmij bramkę startową.

Pozwól myszy eksplorować komnatę przez godzinę. Ciągłe dodawanie kawałków zbóż do pustych kokilek, aby zachęcić myszy do częstego eksplorowania obszaru testowego i doniczek. Zadbaj o to, aby mysz widziała eksperymentatora również przez cały okres aklimatyzacji, aby obecność eksperymentatora nie była dodatkowym stresorem.

Podczas testowania. Rozpocznij trening w dniu 15 od umieszczenia myszy w poczekalni. Następnie umieść puste kokilki, z których każda zawiera nagrodę w postaci jedzenia, w obszarze testowym i podnieś bramkę startową.

Poczekaj trzy minuty na pobranie obu nagród w postaci jedzenia po kilkukrotnym powtórzeniu tego pobierania nagrody w postaci jedzenia. Stopniowo dodawaj czystą ściółkę z klatki do doniczek w każdej kolejnej próbie. Kontynuując, pozwól myszy na trzy minuty na pobranie nagrody w postaci jedzenia z każdego garnka przed zakończeniem próby.

Gdy mysz pobierze nagrodę w postaci jedzenia z każdego garnka, przejdź do następnej próby. Jeśli mysz nie podejmuje prób kopania, po częściowym pokryciu nagrody w postaci jedzenia można ją zapewnić. Kontynuuj dodawanie ściółki po każdej próbie, aż nagroda w postaci jedzenia zostanie całkowicie pokryta, a mysz niezawodnie zademonstruje zdolność do kopania w pełnym garnku.

Aby znaleźć nagrodę w postaci jedzenia w czasie obchodzenia się z nią w dniu testu, daj każdej myszy po jednej nagrodzie w postaci jedzenia, aby uniknąć braku koncentracji podczas testu z powodu głodu. Na etapie dyskryminacji symboli występuje tylko jeden wymiar Q. Przykładem jest tutaj podłoże do kopania, całkowicie przykryj nagrodę żywnościową pożywką i posyp wszystkie doniczki pyłem zbożowym.

Należy pamiętać, że gdy zapach jest odpowiednim wymiarem Q, podłożem do kopania w obu doniczkach jest ściółka z trocin. Następnie umieść mysz w poczekalni przy zamkniętej bramce startowej i doniczkach po obu stronach komory testowej. Teraz zdejmij bramkę i uruchom timer, aby rozpocząć testowanie.

Pozostawienie myszy trzech minut na próbę na dokonanie wyboru, zarejestruj, czy podjęto poprawną, czy nieprawidłową próbę kopania lub dokonano wyboru, oraz czas, w którym mysz dokonała wyboru dla każdej próby. Jeśli mysz nie dokonała wyboru w ciągu trzech minut, zapisz ten wybór jako nieprawidłowy. Po dokonaniu wyboru dla dowolnej doniczki wyjmij doniczkę, która nie została wybrana, z komory testowej.

Jeśli właściwy wybór zostanie wyczuwalny, w tym przykładzie pozwól myszy dokończyć nagrodę w postaci jedzenia. Jeśli nieprawidłowy wybór zostanie wykonany na papierze, w tym przykładzie pozwól myszy zbadać garnek, aby pokazać, że za ten wybór nie ma nagrody w postaci jedzenia. Niezależnie od wyboru.

Pod koniec każdej próby umieść mysz z powrotem w poczekalni i wymień bramkę startową. Następnie, w kolejnych próbach, używając sparowanych pożywek i zmysłów, jak pokazano w tabeli, użyj kleszczy, aby umieścić kawałek nagrody w postaci jedzenia w doniczce, która wskazuje na prawidłowy wybór, zgodnie z tą samą procedurą, jak właśnie pokazano. Należy pamiętać, że należy wysłać POTS z dużym wyprzedzeniem, aby silny początkowy zapach mógł się rozproszyć przed testowaniem. Testowanie.

Na tym wykresie przedstawiono średnią liczbę prób spełniających kryterium na każdym etapie u nieleczonych C 57 czarnych sześciu myszy J. Za pomocą zadania zmiany zestawu uwagi lub pokazane jest ST. Różnice na etapie zwykłej dyskryminacji znajdują odzwierciedlenie w zwiększonej liczbie prób mających na celu spełnienie kryterium, w przypadku gdy zapach jest istotną kolejką.

Jak pokazano tutaj, normalizacja danych dotyczących wydajności zmniejsza zmienność związaną z uczeniem się początkowo istotnej kolejki i poprawia wizualizację poprawy wydajności na kolejnych etapach przesunięcia międzywymiarowego. Znaczny wzrost liczby prób wymaganych do spełnienia kryterium podczas przesunięcia pozawymiarowego w stosunku do poprzedniego przesunięcia międzywymiarowego jest ważną miarą kontrolną ważności badania. Przed etapem przesunięcia międzywymiarowego myszy nauczyły się zwracać uwagę na jeden istotny wymiar Q, aby zlokalizować nagrodę.

Co ciekawe, analiza przesunięć wewnątrz- i pozawymiarowych w surowych danych ujawnia znaczny wzrost liczby prób wymaganych do osiągnięcia kryterium między drugim przesunięciem wewnątrz- i pozawymiarowym. Co więcej, widoczne było znaczące przesunięcie wewnątrzwymiarowe zarówno między drugim, jak i trzecim przesunięciem międzywymiarowym w porównaniu z przesunięciem pozawymiarowym, gdy dane zostały znormalizowane do wydajności na etapie prostej dyskryminacji Po opanowaniu, technika ta może zostać ukończona w mniej niż trzy tygodnie na mysz testową, przy czym każdy badacz testuje do dwóch myszy jednocześnie, jeśli jest wykonywana prawidłowo. Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać o zminimalizowaniu zakłóceń środowiskowych, takich jak ruch pieszy, wnętrze w pobliżu obszaru testowego, rozpraszające zapachy, takie jak silne perfumy lub zmiany klatki podczas faz treningu i testów.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykonać zadanie zmiany zestawu uwagi u myszy przy użyciu łatwo dostępnych materiałów i zwykłych materiałów laboratoryjnych.