Artigo de método

Avaliação dos efeitos do estresse na flexibilidade cognitiva usando um paradigma de mudança de estratégia operante

DOI:

10.3791/61228

⸱

4 de maio de 2020

 ,  , 
1Department of Psychology, Bryn Mawr College

Neste artigo

Resumo

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Eventos de vida estressantes prejudicam a função cognitiva, aumentando o risco de transtornos psiquiátricos. Este protocolo ilustra como o estresse afeta a flexibilidade cognitiva usando uma estratégia de operante automatizada que muda paradigma em ratos de Sprague Dawley masculino e feminino. Áreas cerebrais específicas subjacentes a comportamentos particulares são discutidas, e a relevância translacional dos resultados é explorada.

Resumo

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O estresse afeta a função cognitiva. Se o estresse aumenta ou prejudica a função cognitiva depende de vários fatores, incluindo o tipo 1, intensidade e duração do estressor; 2) tipo de função cognitiva em estudo; e 3) tempo do estressor em relação à aprendizagem ou execução da tarefa cognitiva. Além disso, as diferenças sexuais entre os efeitos do estresse na função cognitiva têm sido amplamente documentadas. Descrita aqui é uma adaptação de uma estratégia de operante automatizada que muda paradigma para avaliar como as variações no estresse afetam a flexibilidade cognitiva em ratos de Sprague Dawley masculinos e femininos. Especificamente, o estresse de contenção é usado antes ou depois do treinamento nesta tarefa baseada em operantes para examinar como o estresse afeta o desempenho cognitivo em ambos os sexos. Áreas cerebrais específicas associadas a cada tarefa neste paradigma automatizado foram bem estabelecidas (ou seja, o córtex pré-frontal medial e o córtex orbitofrontal). Isso permite manipulações direcionadas durante o experimento ou a avaliação de genes e proteínas específicos nessas regiões após a conclusão do paradigma. Esse paradigma também permite a detecção de diferentes tipos de erros de desempenho que ocorrem após o estresse, cada um dos quais definiu substratos neurais. Também são identificadas diferenças sexuais distintas em erros perseverativos após um paradigma de estresse de contenção repetido. O uso dessas técnicas em um modelo pré-clínico pode revelar como o estresse afeta o cérebro e prejudica a cognição em transtornos psiquiátricos, como transtorno de estresse pós-traumático (TEPT) e transtorno depressivo maior (DMD), que apresentam diferenças sexuais acentuadas na prevalência.

Introdução

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Em humanos, eventos de vida estressantes podem prejudicar a função cognitiva (ou seja, flexibilidade cognitiva1), que denota a capacidade de adaptar estratégias de processamento cognitivo para enfrentar novas condições no ambiente2. O comprometimento na cognição precipita e exacerba muitos transtornos psiquiátricos, como Transtorno de Estresse Pós-Traumático (TEPT) e Transtorno Depressivo Maior (DMD)3,4. Esses transtornos são duas vezes mais prevalentes nas fêmeas5,6,7

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Protocolo

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Todos os procedimentos deste estudo foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) no Bryn Mawr College. Obtenha IACUC ou aprovação regulatória aplicável antes de encomendar animais de laboratório e iniciar a experimentação.

1. Preparação animal

  1. Adquira ratos adultos e masculinos Sprague Dawley.
    NOTA: Os ratos podem ser entregues antes dos 65 dias de idade, mas não iniciam os procedimentos até depois deste ponto para garantir que tanto os machos quanto as fêmeas estejam totalmente maduros.
  2. Pares de ratos do mesmo sexo pelo maior tempo possível, já que o isolamento a longo prazo é um est....

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Resultados

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O paradigma de mudança de estratégia automatizada adaptada delineado acima foi usado para determinar se o estresse de contenção repetida afeta a cognição em ratos de Sprague Dawley masculinos e femininos. Os dados comportamentais representativos estão descritos na Figura 2 abaixo. Em suma, o controle e os ratos repetidamente contidos realizaram este teste de mudança de estratégia operante, que consistia em uma série de tarefas: discriminação lateral, reversão lateral e discriminação leve.

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Discussão

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O protocolo demonstra como medir os efeitos do estresse na função cognitiva. Especificamente, um paradigma de mudança de estratégia operante modificado é usado em roedores, que mede a flexibilidade cognitiva (análoga à Tarefa de Classificação de Cartões de Wisconsin em humanos)1. A flexibilidade cognitiva denota a capacidade de adaptar estratégias de processamento cognitivo para enfrentar novas condições no ambiente, e é crucial para o funcionamento diário normal2. Como os .......

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Divulgações

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Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

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Os autores gostariam de agradecer Hannah Zamore, Emily Saks e Josh Searle por sua ajuda no estabelecimento desta estratégia operante que muda paradigma no laboratório Grafe. Eles também gostariam de agradecer Kevin Snyder por sua ajuda com o código MATLAB para análise.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Conta-gotas de vidro de pipeta de 3 polegadasAmazon4306-30-012LCPara lavagem vaginal
Toalhetes com álcoolVWR15648-990Para limpar bandejas em caixas de deslocamento entre ratos
AffiniPure Donkey conjugado com biotina e SP anti-rato lgG (H + L), reação cruzada mínima a bovinos, frangos, cabras, porquinhos-da-índia, hamsters, cavalos, humanos, coelhos, proteínas de soro de ovelhasJackson ImmunoResearch715-065-150Todos os outros materiais de coloração do protocolo DAB são tampões / DAB padrão e não são especificados aqui, pois este não é o foco principal do papel de métodos
Anticorpo primário monoclonal de camundongo C-fosAbCamab208942Para colorir a ativação neural em áreas do cérebro após o deslocamento definido
Pellets de alimentos sem poeiraBio ServF0021Para caixas de deslocamento definidas (dispensador de recompensa)
GraphPad PrismUsado para análise de dados
Leica DM4 B Microscópio e software de imagem associadoLeicaMuitas peças diferentes para o microscópio e a estação de trabalho, para lavagem de imagens e/ou cfos
MatLabSoftware; código para ajudar a analisar os dados de deslocamento definidos, disponível mediante solicitação.
Med-PC Software SuiteMed AssociatesSOF-736Software; usa códigos para operar câmaras
operantes Câmaras operantesMed PCMED-008-B2Muitas peças diferentes para a configuração da câmara e software para trabalhar com ela; também escrevemos um código separado para mudança de conjunto, disponível mediante solicitação.
Roupa de cama para ratosEnvigoT.7097
Rat ChowEnvigoT.2014.15
Dispositivos de contençãoBryn Mawr CollegeFeito por nossa lojaPara exposição ao estresse; especificações disponíveis mediante solicitação.
Rabiscos 3d tinta para tecidoAmazon54139Para lavagem vaginal
Sprague Dawley RatsEnvigoPelo menos D65 Machos e Fêmeas
VWR Superfrost Plus Micro SlideVWR48311-703Para lavagem vaginal e/ou fatias/coloração de cérebro para c-fos

Referências

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  1. Hurtubise, J. L., Howland, J. G. Effects of stress on behavioral flexibility in rodents. Neuroscience. 345, 176-192 (2016).
  2. Bissonette, G. B., Powell, E. M., Roesch, M. R. Neural structures underlying set-shifting: Roles of medial prefrontal....

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