Name: Test czujności psychomotorycznej gryzoni (rPVT): metoda oceny sprawności neurobehawioralnej u szczurów i myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-29T12:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: Poznaj test czujności psychomotorycznej gryzoni (rPVT) do oceny uwagi, szybkości motorycznej i czujności u szczurów i myszy. Ta metoda dostarcza stabilnej bazy do badania wpływu różnych manipulacji eksperymentalnych na wydajność neurobehawioralną.

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

Te badania były wspierane przez NASA (NNX15AC17G do CMD) oraz przez umowę o współpracy NASA NCC 9-58 (E000010 do CMD, NBPF02802 i NBPF04201 do RDH) z National Space Biomedical Research Institute.

<ol><li>Dinges, D. F., Orne, M. T., Whitehouse, W. G., Orne, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+placement+of+a+nap+for+alertness%3A+contributions+of+circadian+phase+and+prior+wakefulness%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Temporal placement of a nap for alertness: contributions of circadian phase and prior wakefulness.</a> Sleep. 10, 313-329 (1987).</li>
<li>Dinges, D. F., Powell, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcomputer+analyses+of+performance+on+a+portable%2C+simple+visual+RT+task+during+sustained+operations%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Res+Method+Inst+Comp%22%5BJournal%5D)">Microcomputer analyses of performance on a portable, simple visual RT task during sustained operations.</a> Behav Res Method Inst Comp. 17, 652-655 (1985).</li>
<li>Kribbs, N. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+one+night+without+nasal+CPAP+treatment+on+sleep+and+sleepiness+in+patients+with+obstructive+sleep+apnea%5BTitle%5D)+AND+%22Am+Rev+Respir+Dis%22%5BJournal%5D)">Effects of one night without nasal CPAP treatment on sleep and sleepiness in patients with obstructive sleep apnea.</a> Am Rev Respir Dis. 147, 1162-1168 (1993).</li>
<li>Basner, M., Dinges, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maximizing+sensitivity+of+the+psychomotor+vigilance+test+%28PVT%29+to+sleep+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Maximizing sensitivity of the psychomotor vigilance test (PVT) to sleep loss.</a> Sleep. 34, 581-591 (2011).</li>
<li>Basner, M., Mollicone, D., Dinges, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validity+and+Sensitivity+of+a+Brief+Psychomotor+Vigilance+Test+%28PVT-B%29+to+Total+and+Partial+Sleep+Deprivation%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Astronaut%22%5BJournal%5D)">Validity and Sensitivity of a Brief Psychomotor Vigilance Test (PVT-B) to Total and Partial Sleep Deprivation.</a> Acta Astronaut. 69, 949-959 (2011).</li>
<li>Dinges, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cumulative+sleepiness%2C+mood+disturbance%2C+and+psychomotor+vigilance+performance+decrements+during+a+week+of+sleep+restricted+to+4-5+hours+per+night%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Cumulative sleepiness, mood disturbance, and psychomotor vigilance performance decrements during a week of sleep restricted to 4-5 hours per night.</a> Sleep. 20, 267-277 (1997).</li>
<li>Drummond, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+basis+of+the+psychomotor+vigilance+task%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">The neural basis of the psychomotor vigilance task.</a> Sleep. 28, 1059-1068 (2005).</li>
<li>Jewett, M. E., Dijk, D. J., Kronauer, R. E., Dinges, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dose-response+relationship+between+sleep+duration+and+human+psychomotor+vigilance+and+subjective+alertness%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Dose-response relationship between sleep duration and human psychomotor vigilance and subjective alertness.</a> Sleep. 22, 171-179 (1999).</li>
<li>Lim, J., Dinges, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+vigilant+attention%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+N+Y+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and vigilant attention.</a> Ann N Y Acad Sci. 1129, 305-322 (2008).</li>
<li>Van Dongen, H. P., Dinges, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep%2C+circadian+rhythms%2C+and+psychomotor+vigilance%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Sports+Med%22%5BJournal%5D)">Sleep, circadian rhythms, and psychomotor vigilance.</a> Clin Sports Med. 24 (2), 237-249 (2005).</li>
<li>Van Dongen, H. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Caffeine+eliminates+psychomotor+vigilance+deficits+from+sleep+inertia%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Caffeine eliminates psychomotor vigilance deficits from sleep inertia.</a> Sleep. 24 (7), 813-819 (2001).</li>
<li>Blatter, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gender+and+age+differences+in+psychomotor+vigilance+performance+under+differential+sleep+pressure+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Gender and age differences in psychomotor vigilance performance under differential sleep pressure conditions.</a> Behav Brain Res. 168 (2), 312-317 (2006).</li>
<li>Lim, J., Dinges, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+vigilant+attention%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and vigilant attention.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1129, 305-322 (2008).</li>
<li>Basner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mars+520-d+mission+simulation+reveals+protracted+crew+hypokinesis+and+alterations+of+sleep+duration+and+timing%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Mars 520-d mission simulation reveals protracted crew hypokinesis and alterations of sleep duration and timing.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110, 2635-2640 (2013).</li>
<li>Christie, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microdialysis+elevation+of+adenosine+in+the+basal+forebrain+produces+vigilance+impairments+in+the+rat+psychomotor+vigilance+task%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Microdialysis elevation of adenosine in the basal forebrain produces vigilance impairments in the rat psychomotor vigilance task.</a> Sleep. 31, 1393-1398 (2008).</li>
<li>Christie, M. A., McKenna, J. T., Connolly, N. P., McCarley, R. W., Strecker, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((24+hours+of+sleep+deprivation+in+the+rat+increases+sleepiness+and+decreases+vigilance%3A+introduction+of+the+rat-psychomotor+vigilance+task%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Sleep+Res%22%5BJournal%5D)">24 hours of sleep deprivation in the rat increases sleepiness and decreases vigilance: introduction of the rat-psychomotor vigilance task.</a> J. Sleep Res. 17, 376-384 (2008).</li>
<li>Oonk, M., Davis, C. J., Krueger, J. M., Wisor, J. P., Van Dongen, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+and+time-on-task+performance+decrement+in+the+Rat+Psychomotor+Vigilance+Task%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation and time-on-task performance decrement in the Rat Psychomotor Vigilance Task.</a> Sleep. 38, 445-451 (2015).</li>
<li>Loomis, S., McCarthy, A., Edgar, D., Tricklebank, M., Gilmour, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioural+evidence+that+modafinil+and+amphetamine+do+not+produce+equivalent+qualities+of+wake+promotion+in+sleep-restricted+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep+Medicine%22%5BJournal%5D)">Behavioural evidence that modafinil and amphetamine do not produce equivalent qualities of wake promotion in sleep-restricted rats.</a> Sleep Medicine. 14, Supplement 1 185(2013).</li>
<li>Deurveilher, S., Bush, J. E., Rusak, B., Eskes, G. A., Semba, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychomotor+vigilance+task+performance+during+and+following+chronic+sleep+restriction+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Psychomotor vigilance task performance during and following chronic sleep restriction in rats.</a> Sleep. 38, 515-528 (2015).</li>
<li>Davis, C. M., Roma, P. G., Hienz, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+rodent+model+of+the+human+psychomotor+vigilance+test%3A+Performance+comparisons%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A rodent model of the human psychomotor vigilance test: Performance comparisons.</a> J Neurosci Methods. 259, 57-71 (2016).</li>
<li>Lim, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+brain+fatigue+from+sustained+mental+workload%3A+an+ASL+perfusion+study+of+the+time-on-task+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Imaging brain fatigue from sustained mental workload: an ASL perfusion study of the time-on-task effect.</a> Neuroimage. 49, 3426-3435 (2010).</li>
<li>Tucker, A. M., Basner, R. C., Stern, Y., Rakitin, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+variable+response-stimulus+interval+effect+and+sleep+deprivation%3A+an+unexplored+aspect+of+psychomotor+vigilance+task+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">The variable response-stimulus interval effect and sleep deprivation: an unexplored aspect of psychomotor vigilance task performance.</a> Sleep. 32, 1393-1395 (2009).</li>
<li>Skinner, B. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSkinner%2C+BF+%22The+behavior+of+organisms%3A+an+experimental+analysis%22">The behavior of organisms: an experimental analysis</a>. , Appleton-Century-Crofts. (1938).</li>
<li>Warm, J. S., Parasuraman, R., Matthews, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vigilance+requires+hard+mental+work+and+is+stressful%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Factors%22%5BJournal%5D)">Vigilance requires hard mental work and is stressful.</a> Hum Factors. 50, 433-441 (2008).</li>
<li>Blatter, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gender+and+age+differences+in+psychomotor+vigilance+performance+under+differential+sleep+pressure+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Gender and age differences in psychomotor vigilance performance under differential sleep pressure conditions.</a> Behav Brain Res. 168, 312-317 (2006).</li>
<li>Raymann, R. J., Van Someren, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-on-task+impairment+of+psychomotor+vigilance+is+affected+by+mild+skin+warming+and+changes+with+aging+and+insomnia%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Time-on-task impairment of psychomotor vigilance is affected by mild skin warming and changes with aging and insomnia.</a> Sleep. 30, 96-103 (2007).</li>
<li>Beijamini, F., Silva, A. G., Peixoto, C. A., Louzada, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+gender+on+psychomotor+vigilance+task+performance+by+adolescents%5BTitle%5D)+AND+%22Braz+J+Med+Biol+Res%22%5BJournal%5D)">Influence of gender on psychomotor vigilance task performance by adolescents.</a> Braz J Med Biol Res. 41, 734-738 (2008).</li>
<li>Davis, C. M., DeCicco-Skinner, K. L., Hienz, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deficits+in+Sustained+Attention+and+Changes+in+Dopaminergic+Protein+Levels+following+Exposure+to+Proton+Radiation+Are+Related+to+Basal+Dopaminergic+Function%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Deficits in Sustained Attention and Changes in Dopaminergic Protein Levels following Exposure to Proton Radiation Are Related to Basal Dopaminergic Function.</a> PLoS One. 10, 0144556(2015).</li>
<li>Stebbins, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+latency+as+a+function+of+amount+of+reinforcement%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Anal+Behav%22%5BJournal%5D)">Response latency as a function of amount of reinforcement.</a> J Exp Anal Behav. 5, 305-307 (1962).</li>
<li>Stebbins, W. C., Lanson, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+latency+as+a+function+of+reinforcement+schedule%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Anal+Behav%22%5BJournal%5D)">Response latency as a function of reinforcement schedule.</a> J Exp Anal Behav. 5, 299-304 (1962).</li>
<li>Christie, M. A., McCarley, R. W., Strecker, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Twenty-four+hours%2C+or+five+days%2C+of+continuous+sleep+deprivation+or+experimental+sleep+fragmentation+do+not+alter+thirst+or+motivation+for+water+reward+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Twenty-four hours, or five days, of continuous sleep deprivation or experimental sleep fragmentation do not alter thirst or motivation for water reward in rats.</a> Behav Brain Res. 214, 180-186 (2010).</li>
<li>Koban, M., Sita, L. V., Le, W. W., Hoffman, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+deprivation+of+rats%3A+the+hyperphagic+response+is+real%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Sleep deprivation of rats: the hyperphagic response is real.</a> Sleep. 31, 927-933 (2008).</li>
<li>Moody, D. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMoody%2C+DB+%22Animal+Psychophysics%2C+The+Design+and+Conduct+of+Sensory+Experiments%22">Animal Psychophysics, The Design and Conduct of Sensory Experiments</a>. Stebbins, W. C. , Appleton-Century-Crofts. 277-302 (1970).</li>
<li>Pfingst, B. E., Hienz, R. D., Kimm, J., Miller, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reaction-time+procedure+for+measurement+of+hearing+I.+Suprathreshold+functions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Acoust+Soc+Am%22%5BJournal%5D)">Reaction-time procedure for measurement of hearing I. Suprathreshold functions.</a> J Acoust Soc Am. 57, 421-430 (1975).</li>
<li>Stebbins, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+reaction+time+and+the+derivation+of+equal+loudness+contours+for+the+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Anal+Behav%22%5BJournal%5D)">Auditory reaction time and the derivation of equal loudness contours for the monkey.</a> J Exp Anal Behav. 9, 135-142 (1966).</li>
<li>Hienz, R. D., Weerts, E. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHienz%2C+RD+%22The+Baboon+in+Biomedical+Research%22">The Baboon in Biomedical Research</a>. VandeBerg, J. L., Williams-Blanger, S., Tardif, S. D. , Springer. (2009).</li>
<li>May, B. J., Huang, A. Y., Aleszczyk, C. M., Hienz, R. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMay%2C+BJ+%22Methods+of+Comparative+Acoustics%22">Methods of Comparative Acoustics</a>. Klump, G. M., Dooling, R. J., Fay, R. R. , Birkhauser Verlag. 95-108 (1995).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Opisana w niniejszym dokumencie metodologia skutkuje wynikami rPVT u szczurów, które pod wieloma względami wypadają korzystnie w porównaniu z typową wydajnością PVT opisywaną w literaturze dotyczącej ludzi. Korzystając z obecnych technik, można szybko wyszkolić szczury do wykonywania rPVT, a wyniki uzyskane za pomocą tych technik charakteryzują się wyraźną dyskryminacją (tj. wysoki poziom prawidłowej reakcji, niski poziom zarówno przedwczesnej reakcji, jak i zaników). Co więcej, rozkłady czasu reakcji uzyskane z...

Test ludzkiej czujności psychomotorycznej (PVT) jest szeroko stosowanym, dobrze sprawdzonym narzędziem do pomiaru czujności i długotrwałej uwagi u ludzi, i został pierwotnie opracowany przez Dinges et al. 1-3 do oceny stabilności czasu reakcji i uwagi (np. błędy w zakresie przedwczesnych reakcji i utraty uwagi), zarówno w sesjach jako całości, jak i w czasie w ramach poszczególnych sesji. Z biegiem lat ludzki PVT był modyfikowany i aktualizowany4-11 w celu śledzenia czasowych zmian w różnych aspektach uwagi i wykazano, że jest wrażliwy na zmiany w braku snu i zmęczeniu, a wpływ na nie ma zażywanie narkotyków i wiek badanych12,13. PVT to pozornie prosta procedura, w której badany na krótko dotyka ekranu, gdy bodziec (zwykle wyświetlacz numeryczny LED) pojawia się losowo w czasie, zwykle po 2 - 10 sekundach. W wersji dla ludzi wyświetlanie liczb jest zwiększane w ms i zatrzymywane po dotknięciu ekranu, wskazując w ten sposób czas reakcji obiektu (RT). Na zmniejszenie czujności wskazują 1) spowolniony czas reakcji, 2) wzrost liczby uchybień (określanych jako "błędy pominięcia" w literaturze dotyczącej ludzi i zwykle definiowanych jako RT o długości > 500 ms) oraz 3) wzrost liczby przedwczesnych reakcji (określanych w literaturze dotyczącej ludzi jako "błędy komisji" lub "falstarty"). Za pomocą PVT można również uzyskać inne miary w celu zbadania takich zmiennych, jak różnice płci i wieku; w celu zapoznania się z przeglądem tych środków zob. Basner i Dinges4. Wreszcie, PVT został zastosowany w ogólnym obszarze oceny ryzyka dla ludzi i jest z powodzeniem stosowany w szerokim zakresie obszarów operacyjnych, w tym w wojsku, przemyśle lotniczym i kolejowym, służbach ratowniczych i ekstremalnych środowiskach, takich jak NASA Extreme Environment Missions Operations (NEEMO), międzynarodowy Mars500 Project14oraz na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) PVT nazywa się "Reaction Self-Test" i służy do dostarczania astronautom zindywidualizowanych informacji zwrotnych związanych ze zmęczeniem (np. zmian w RT lub spadków uwagi).
Ludzki PVT jest używany od dziesięcioleci, podobnie jak gryzonie wersje prostych zadań związanych z czasem reakcji (które są nieco podobne). Jednak dopiero niedawno w literaturze opisano bezpośredni odpowiednik PVT u gryzoni u ludzi. Christie i współpracownicy opisali wersję ludzkiego PVT dla szczurów i zgłosili spadek czujności po deprywacji snu15,16. Dodatkowe niedawne badania wykazały wersje rPVT17-19. Raporty te opisywały zmiany w długotrwałej uwadze po zastosowaniu różnych technik deprywacji snu; Jednak dane z tych badań wskazują również na wysoki poziom przedwczesnych odpowiedzi (np. w niektórych przypadkach ponad 40% całkowitej liczby odpowiedzi); takie występy są zupełnie niepodobne do jakichkolwiek występów PVT z ludźmi. Tak duża różnica w wydajności gryzoni i ludzi jest prawdopodobnie spowodowana różnicami w określonych parametrach stosowanych w wersjach PVT dla ludzi i gryzoni; na przykład w badaniu Christie i wsp. zastosowano losowo zmieniający się okres przednia 3 - 7 s, podczas gdy ludzki PVT zwykle stosuje okres przedni 2 - 10 s (chociaż patrz Basner i wsp.5 dla 3-minutowej wersji ludzkiego PVT, która wykorzystuje okres przedawnienia 1 - 4 s). Stosowanie stosunkowo krótkich wartości okresu przedwczesnego może często prowadzić do tego, że zwierzęta "synchronizują" swoje reakcje, a tym samym mogą sprzyjać, poprzez przypadkowe wzmocnienie, zwiększonej liczbie przedwczesnych reakcji, jak to stwierdzono w obecnych badaniach rPVT na gryzoniach.
Wersja opisanego tutaj rPVT jest oparta na naszym poprzednio opublikowanym artykule20 i zawiera szczegółowy opis stosowanych technik i procedur. Różni się od wcześniej opublikowanych wersji rPVT pod następującymi względami: 1) szczury były trenowane ze zmiennymi wartościami okresu przedwczesnego wynoszącymi 3 - 10 s, oraz 2) szczury musiały reagować szybko, ponieważ wzmacniały się tylko odpowiedzi w krótkim oknie odpowiedzi (zwanym również "ograniczonym wstrzymaniem") po nadejściu bodźca (1,5 s w niniejszym badaniu; 3,0 s w poprzednio opublikowanych wersjach rPVT). Stosowanie tych modyfikacji, jak również krótkich przerw w przypadku nieprawidłowych reakcji, skutkowało wyższym poziomem kontroli bodźców, na co wskazuje znaczna poprawa dokładności i zmniejszenie poziomu przedwczesnych reakcji. Niniejszy raport opisuje również przewidywalne zmiany w zmiennych wydajności (np. braki uwagi, RT), które są równoległe do zmian obserwowanych u ludzi podczas badania spadku czujności21 oraz podczas badania innych miar wydajności, w tym efektu "czasu na zadanie" u człowieka i efektu interwału reakcji-bodźca (RSI), który obserwuje się u człowieka PVT22.
Ostateczna wersja opisanego tutaj rPVT zaczyna się od włączenia światła w domu (zobacz Rysunek 1). Po upływie zmiennego interwału (okresu wstępnego) wynoszącego 3 - 10 s, szturchania nosa jest podświetlany na maksymalnie 1,5 s. (Aby zapewnić równy rozkład czasu trwania okresów poprzedzających, wartości są generowane losowo bez zastępowania z listy 36 możliwych wartości, które mieszczą się w zakresie od 3 do 10 s, w oparciu o przyrosty co 200 ms.) Podświetlenie klucza nosepoke jest sygnałem dla zwierzęcia do reakcji, a reakcja, która następuje między 150 a 1500 ms po nadejściu światła, jest wzmacniana granulką 45 mg. Po wzmocnionej odpowiedzi, zarówno lampka z nosem, jak i światło w domu są wyłączane i następuje 1-sekundowy interwał między próbami (ITI; house light off). Szturchanie nosa przed nadejściem światła powoduje 8-sekundowy limit czasu (TO) od eksperymentalnych sytuacji awaryjnych, który jest sygnalizowany przez zgaszenie światła w domu. Jeśli w ciągu 1,5 sekundy nie wystąpią żadne odpowiedzi, zarówno światło nosepoke, jak i światło domu są wyłączane i następuje 1-sekundowy ITI. Następna zaplanowana wartość okresu wcześniejszego dla następnego badania rozpoczyna się po 1 s ITI lub 8 s TO, w zależności od tego, co miało miejsce podczas poprzedniego badania. Sesje odbywają się codziennie (5 dni w tygodniu), zwykle składają się z około 200 prób i kończą się po 30 minutach. Wynika z tego, że każda próba trwa średnio około 7,5 s.
Kształtowanie stabilnej wydajności wyjściowej na rPVT osiąga się poprzez: 1) wstępne przystosowanie szczura do wyjmowania granulek jedzenia z tacki na karmę w komorze, 2) ręczne kształtowanie szczura tak, aby reagował na szturchnięcia nosem, wzmacniając kolejne przybliżenia do końcowej reakcji na szturchanie nosem, oraz 3) prowadzenie codziennych sesji, podczas których parametry procedury rPVT (tj., czas przedawnienia, ITI, TO i podświetlenia) są stopniowo dostosowywane w trakcie sesji, w zależności od tego, jak dobrze każdy szczur radzi sobie podczas każdej sesji (opisanej szczegółowo poniżej).

<table><tbody><tr><td>Modułowa komora operacyjna dla szczurów z podłogą siatkową ze stali nierdzewnej</td><td>Med Associates</td><td>ENV-008</td><td>Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, USA Telefon: (802) 527-2343</td></tr><tr><td>Komora dźwiękochłonna&nbsp;</td><td>Med Associates</td><td>ENV-022MD</td><td>Domy komory operacyjnej dla szczurów</td></tr><tr><td>Lampa domowa dla szczura</td><td>Med Associates</td><td>ENV-215M</td><td></td></tr><tr><td>Klucz odpowiedzi na szturchanie nosa szczura o średnicy 1"</td><td>Med Associates</td><td>ENV-119M-1</td><td></td></tr><tr><td>Pojemnik na pellet, typ koryta</td><td>Med Associates</td><td>ENV-200R2M</td><td></td></tr><tr><td>Modułowy dozownik pelletu dla szczura, 45 mg</td><td>Med Associates</td><td>ENV-203M-45</td><td></td></tr><tr><td>PCI Pakiet operacyjny dla maksymalnie 8 komór operacyjnych</td><td>Med Associates</td><td>MED-SYST-8</td><td></td></tr><tr><td>SmartCtrl</td><td>Med Associates</td><td>DIG-716P1</td><td>Ten numer katalogowy ma 8 wyjść i 4 wejścia, co jest minimum potrzebne do uruchomienia rPVT; SmartCtrl można również zakupić z 16 wyjściami i 8 wejściami dla większej elastyczności</td></tr><tr><td>Oprogramowanie Med-PC IV</td><td>Komputer PC Med Associates</td><td>SOF-735</td><td></td></tr><tr><td>z gniazdem karty PCI</td><td>Dowolny producent (np. , Dell)</td><td></td><td>Korzystanie z pakietu operacyjnego PCI wymaga komputera z gniazdem karty PCI. Dostępne są systemy korzystające z PCIe. Skontaktuj się z Med Associates, aby uzyskać szczegółowe informacje.</td></tr><tr><td>Bezpyłowe granulki precyzyjne 45 mg diety na bazie ziarna gryzoni</td><td>Bio Serv</td><td>FO165</td><td>Bio-Serv One 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Telefon: (800)-996-9908; &nbsp; &nbsp; Powszechnie stosowane są standardowe granulki chow. Różne granulki (np. , sacharoza) można nabyć w Bio Serv.</td></tr></tbody></table>

test czujności psychomotorycznej gryzoni (rpvt): metoda oceny sprawności neurobehawioralnej u szczurów i myszy

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

Test Czujności Psychomotorycznej (PVT) jest powszechnie stosowaną procedurą pomiaru zmian w zmęczeniu i długotrwałej uwadze. Niniejszy artykuł opisuje wersję PVT dla gryzoni - określaną jako "rPVT" - która mierzy podobne aspekty uwagi (tj. dokładność działania, prędkość silnika, przedwczesne reagowanie i spadki uwagi). Przedstawiono dane, które wskazują zarówno na krótko-, jak i długoterminową przydatność rPVT w przypadku stosowania u szczurów laboratoryjnych. Szczury z łatwością uczą się rPVT, a nauka wykonywania podstawowej procedury zajmuje mniej niż dwa tygodnie treningu. Po uzyskaniu, wyniki szczurów w rPVT wykazują wysoki stopień podobieństwa do tych samych wskaźników wydajności w ludzkim PVT, w tym podobieństwa, braki w uwadze, czasy reakcji, spadki czujności w czasie sesji (tj. Efekty "czasu na zadanie" u ludzi) oraz efekt interwału odpowiedzi i bodźca (RSI) opisany dla ludzi. W związku z tym rPVT może być niezwykle cennym narzędziem do oceny wpływu szerokiego zakresu zmiennych na długotrwałą uwagę, podobnie jak w przypadku ludzkich wyników PVT, a zatem może być przydatne do opracowywania nowych metod leczenia dysfunkcji neurobehawioralnych.

Wyniki bazowe szczurów w teście rPVT
Przy parametrach opisanych w niniejszym dokumencie, 86,7% z 122 samców szczurów osiągnęło końcowe parametry rPVT w ciągu średnio 9,0 (SD = 10,13; n = 122) komputerowo zautomatyzowanych sesji treningowych (opisanych w sekcjach 4.1 - 4.9 Trening rPVT; w naszym doświadczeniu tylko około 2% szczurów nie opanuje rPVT). Stosując obecną metodologię, szczury uzyskały średnio 73,4% poprawnych odpowiedzi,...

Opisana jest szczurza wersja ludzkiego Testu Czujności Psychomotorycznej (PVT), która mierzy aspekty uwagi podobne do tych mierzonych za pomocą ludzkiego PVT, w tym aspekty ludzkiej czujności, takie jak dokładność działania, szybkość motoryczna, przedwczesne reagowanie i spadki uwagi.

Test czujności psychomotorycznej gryzoni (rPVT): metoda oceny sprawności neurobehawioralnej u szczurów i myszy

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

Ogólnym celem tego protokołu jest pomiar aspektów uwagi u szczurów i myszy, podobnych do tych mierzonych w ludzkim teście czujności psychomotorycznej, takich jak dokładność, szybkość motoryczna i czujność. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące zdolności neurobehawioralnych u gryzoni, w tym skutków zmian chorobowych, manipulacji farmakologicznych, modyfikacji genetycznych oraz deprywacji lub ograniczenia snu. Główną zaletą tej techniki jest to, że zapewnia ona stabilny punkt odniesienia do oceny skutków szerokiej gamy manipulacji eksperymentalnych.Aby wstępnie wyszkolić gryzonie, najpierw przypisz każde zwierzę do komory operacyjnej, gdzie będzie testowane każdego dnia mniej więcej o tej samej porze, przed codziennym karmieniem. Bardzo ważne jest, aby dane behawioralne były sprawdzane każdego dnia przed przeniesieniem ich do następnego kroku treningowego. Jeśli nie zostanie to zrobione we właściwym czasie, rezultatem będzie słaba wydajność.Przygotuj komorę operacyjną, ładując dozownik peletów granulkami spożywczymi. Następnie dostarcz od 10 do 20 granulek żywności do pojemnika na żywność w komorze. Następnie zważ zwierzę, w tym przypadku szczura, i umieść je w komorze operacyjnej.W przypadku treningu wstępnego parametry eksperymentalne powinny być niskimi, stałymi wartościami. Po uruchomieniu program komputerowy steruje prezentacją świateł w domu, podświetleniem do szturchania nosa i automatycznym dozowaniem granulek żywności. Użyj ustawień, które dadzą zwierzęciu wystarczająco dużo czasu na eksplorację i bycie nagradzanym, takich jak 10-sekundowe podświetlenie szturchania nosem.Gdy szczur skończy granulki jedzenia, zacznij ręcznie kształtować zachowanie szczura. Zostaw boks otwarty i obserwuj zachowanie szczura. Za pomocą ręcznego przełącznika podłączonego do podajnika podawaj granulki tak szybko, jak to możliwe, po tym, jak szczur wykona pożądane zachowanie.Kształtuj kolejne przybliżenia pożądanego zachowania. Na przykład, gdy szczur niezawodnie wyjmie granulki jedzenia z pojemnika na żywność, ukształtuj go tak, aby po wyjęciu granulki jedzenia poruszał się w lewo, w kierunku do szturchania nosa. Podczas procesu kształtowania utrzymuj program komputerowy włączony i kontrolujący światło w domu, klucz do szturchania nosa i podajnik.Tak więc, jeśli szczur szturchnie klucz, program komputerowy automatycznie wzmacnia zachowanie. Po sesji policz całkowitą liczbę granulek, które otrzymuje szczur i odejmij tę całkowitą masę pokarmu od dziennego przydziału pokarmu szczura. 30 minut lub więcej po sesji nakarm szczura pozostałą częścią jego dziennych racji pokarmowych.Komorę operacyjną należy codziennie czyścić delikatnym środkiem dezynfekującym. Używaj 70% etanolu oszczędnie. Codziennie sprawdzaj funkcjonalność do szturchania nosa i czyść go w razie potrzeby.Trenuj każdego szczura, aż zdobędzie co najmniej 40 wzmocnionych komputerowo odpowiedzi na podświetlanym i odzyska każdą pastylkę jedzenia. Zazwyczaj wystarczą dwie lub trzy półgodzinne sesje. Gdy zachowanie szczura zostanie ukształtowane, trenuj go z początkowymi dwiema sekundami, interwałem przed okresem i dwusekundową przerwą.Podświetl szturchnięcia nosa tak długo, jak to konieczne, aby uzyskać odpowiedź, na przykład dziewięć sekund. Jest to ograniczona wartość utrzymania programu. Użyj limitu czasu jako kary za przedwczesne odpowiedzi lub gdy szczur zareaguje przed zapaleniem się do szturchania nosa.Podczas przerwy szczur nie ma możliwości zdobycia pożywienia. Kontynuuj, uruchamiając 30-minutową sesję. Gdy szczur wykona osiem z dziesięciu prawidłowych prób przy bieżącej wartości okresu poprzedzającego, poproś komputer, aby zwiększył wartość okresu poprzedzającego i limit czasu o jedną dziesiątą sekundy.A także skróć ograniczoną wartość trzymania o jedną dziesiątą sekundy. Te dziesiąte części sekundy zwiększają się do wartości okresu przedniego i limitu czasu oraz zmniejszają się do ograniczonych wartości zatrzymania, występują wielokrotnie w każdej sesji, gdy szczur wykonuje osiem z 10 prawidłowych prób przy każdej wartości okresu wstępnego. Po zakończeniu 30-minutowej sesji zapisz maksymalną długość okresu przedniego osiągniętą przez szczura podczas sesji oraz liczbę zdobytych granulek.Podobnie jak podczas przedtreningówki, odejmij ilość spożywanego pokarmu od dziennego przydziału szczura. Następnego dnia rozpocznij 30-minutową sesję treningową z okresem wstępnym, który jest o 300 milisekund wolniejszy niż maksymalna wartość osiągnięta w poprzedniej sesji. Gdy szczur osiągnie 8 z 10 prawidłowych prób przy każdej wartości okresu wstępnego, program komputerowy będzie nadal automatycznie zwiększał tę wartość, tak jak dzień wcześniej.Gdy limit czasu osiągnie osiem sekund, a ograniczone wstrzymanie osiągnie 1,5 sekundy, nie przesuwaj tych zmiennych dalej. Okres wstępny może być tak długi, jak jest tolerowany. Analizuj codzienną wydajność szczura jako procent prawidłowych prób, przedwczesnych prób i chybień.Szczury zwykle utrzymują średnio od 40 do 90% prawidłowych odpowiedzi ze stałą poprawą. Gdy szczur osiągnie okres przedawnienia wynoszący 10 sekund lub więcej, zmieniaj każdy okres w próbie od siedmiu do 10 sekund, utrzymując pozostałe parametry na poziomie 8 i 1,5 sekundy. Kiedy szczur jest w stanie wykonać 70% prób poprawnie, ze zmiennym okresem wstępu, wydłuż zakres zmiennego okresu przedawnienia do pięciu do 10 sekund.Często dzieje się to w trakcie sesji, dlatego dobrze jest uważnie obserwować dane. Ponownie, po tym, jak szczur jest w stanie pomyślnie ukończyć 70% prób, rozszerz zakres zmiennego okresu przedniego do trzech do 10 sekund. Naprawdę ważne jest, aby szczur osiągnął 70% lub lepszy sukces przed osiągnięciem wyższego stopnia trudności.Ponieważ niektóre szczury przyjmą strategię losowego reagowania, zamiast czekać na bodziec. Dzięki opisanym tutaj parametrom 86,7% ze 122 samców szczurów osiągnęło końcowe parametry rPVT w ciągu średnio dziewięciu zautomatyzowanych sesji treningowych przy komputerze. Czas reakcji szczurów porównano następnie z czasem reakcji ludzi wykonujących PVT.Podobnie jak ludzie, szczury wykazują oczekiwany gwałtowny wzrost czasu reakcji przy niższych wartościach, z dłuższym ogonem w prawo przy wyższych wartościach. Jak zaobserwowano w ludzkim PVT, szybkość reakcji szczurów zmniejsza się z czasem podczas wykonywania zadania, co wskazuje na spadek czujności lub spadek wydajności wraz ze wzrostem czasu wykonywania zadania. Czas spędzony w okresie przednim miał znaczący wpływ na wydajność szczurów.Przy niższych wartościach okresu przedokresowego wydajność była wolniejsza i zawierała większy odsetek uchybień. Jednak wraz ze wzrostem czasu przedokresu, prawidłowa odpowiedź zmniejszała się, podczas gdy czas reakcji był szybszy, a odsetek przedwczesnych odpowiedzi wzrastał. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak trenować szczury i myszy, aby dokładnie wykonywały gryzoniową wersję ludzkiego PVT i uzyskiwały stabilne, stałe wyniki codziennie przez miesiące.Po opanowaniu technika ta może być wykorzystana do szkolenia gryzoni do wykonywania PVT gryzoni w ciągu 10 do 15 dni, a następnie do uzyskania stabilnych wyników.

the-rodent-psychomotor-vigilance-test-rpvt-method-for-assessing

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

W tym filmie przeprowadzamy test przyspieszającego pręta obrotowego lub rotarod, aby ocenić koordynację ruchową i uczenie się u myszy.

Test przyspieszającego pręta obrotowego lub test rotarod: metoda testowania koordynacji ruchowej i uczenia się u myszy

W chorobie Parkinsona i ogólnie w zaburzeniach ruchowych, czułe i wiarygodne testy behawioralne są niezbędne do testowania nowych potencjalnych terapii. W tym miejscu opisujemy łatwą do opanowania baterię testów sensomotorycznych dla myszy, które są wrażliwe na różne stopnie uszkodzenia układu nigrostriatal i przydatne w badaniach przedklinicznych.

Ocena funkcji sensomotorycznych w mysich modelach choroby Parkinsona

Zaproponowano w pełni zautomatyzowany protokół warunkowania działania gryzoni. Protokół opiera się na precyzyjnej kontroli czasowej zdarzeń behawioralnych w celu zbadania zakresu, w jakim ta kontrola wpływa na aktywność neuronalną leżącą u podstaw integracji sensomotorycznej i eksperymentów kontroli poznawczej.

W pełni zautomatyzowany protokół kondycjonowania gryzoni do eksperymentów z integracją sensomotoryczną i kontrolą poznawczą

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.

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

Wiadomo, że kontrola motoryczna i równowaga pogarszają się wraz z wiekiem. W artykule przedstawiono szereg standardowych nieinwazyjnych testów behawioralnych z dodatkiem prostego bodźca obrotowego, który stanowi wyzwanie dla układu przedsionkowego i pokazuje zmiany w wydajności równowagi w mysim modelu starzenia.

Ocena behawioralna układu przedsionkowego starzejącej się myszy

Zdolność do oceny funkcji wykonawczych, takich jak elastyczność behawioralna u szczurów, jest przydatna do badania neurobiologii funkcji poznawczych zarówno u nienaruszonych zwierząt, jak i w modelach chorób. W tym miejscu opisujemy zautomatyzowane zadania do oceny zmiany strategii i odwróconego uczenia się, które są szczególnie wrażliwe na zakłócenia w sieciach kory przedczołowej.

Procedury instrumentalne do oceny elastyczności behawioralnej u szczurów

Zoptymalizowany protokół testowy jest przedstawiony w tym artykule dla testu wydajności Rotarod, używanego do pomiaru postępującej niepełnosprawności neurologicznej u myszy zakażonych TMEV.

Pomiar postępującej niepełnosprawności neurologicznej w mysim modelu stwardnienia rozsianego

Testy behawioralne są złotym standardem do określania wyników po urazie mózgu i mogą zidentyfikować obecność niepełnosprawności rozwojowej u niemowląt i dzieci. Odruchy neurorozwojowe są wczesnym wskaźnikiem tych nieprawidłowości. Opracowano i opisano tutaj szereg łatwych do wykonania testów odruchów rozwojowych u noworodków gryzoni.

Testy odruchów neurorozwojowych u nowonarodzonych szczeniąt szczurów

Testy behawioralne są używane w badaniach przedklinicznych do oceny fenotypowych skutków choroby lub leczenia na samopoczucie zwierzęcia. Aby globalnie ocenić funkcjonowanie motoryczne, wybraliśmy testy ogólnej lokomocji, siły mięśniowej i koordynacji: odpowiednio test otwartego pola, test siatki i test rotarod.

Bateria testów behawioralnych oceniających ogólną lokomocję, siłę mięśni i koordynację u myszy

Opisujemy ustanowienie mysiego modelu choroby Parkinsona za pomocą MPTP, oraz oceny behawioralne za pomocą testów cylindrycznych i otwartych do pomiaru funkcji motorycznych. Następnie używamy L-DOPA jako jednego z przykładów, aby pokazać, jak zastosować ten model w badaniu leków na chorobę Parkinsona.

Behawioralna ocena spontanicznej lokomocji w mysim modelu choroby Parkinsona wywołanym MPTP

Kompleksowy test behawioralny obejmujący umiejętności motoryczne, nastrój - w tym interakcje społeczne, depresję i lęk - oraz funkcje poznawcze jest przeznaczony do wielokrotnej oceny zmian behawioralnych związanych z neurodegeneracją u myszy.

Bateria testów behawioralnych do wielokrotnej oceny zdolności motorycznych, nastroju i funkcji poznawczych u myszy

Poznaj test czujności psychomotorycznej gryzoni (rPVT) do oceny uwagi, szybkości motorycznej i czujności u szczurów i myszy. Ta metoda dostarcza stabilnej bazy do badania wpływu różnych manipulacji eksperymentalnych na wydajność neurobehawioralną.

Test czujności psychomotorycznej gryzoni (rPVT): metoda oceny sprawności neurobehawioralnej u szczurów i myszy

Przeglądaj więcej filmów