Name: Um operante intra / extra-dimensional Set-shift-Tarefa para ratos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 35 s
Description: Aprenda a avaliar funções executivas em camundongos usando uma tarefa automatizada de mudança de conjunto atencional intra/extra-dimensional. Este método oferece alta validade translacional para estudos cognitivos humanos e pesquisas sobre transtornos psiquiátricos.

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Agradecemos a G. Pruzzo por sua excelente assistência técnica e à oficina mecânica do IIT pela ajuda na construção de nosso novo aparelho. Esta pesquisa foi apoiada pelo Istituto Italiano di Tecnologia, pelo Marie Curie FP7-Reintegration-Grant N°268247 e pelo Ministério da Saúde da Itália Grants for Young Researchers (GR-2010-2315883).

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Os autores declaram não ter conflitos de interesse financeiro.

Neste estudo apresentamos um romance automatizado de duas câmaras ID ED tarefa / &quot;Operon&quot; para camundongos que é capaz de medir de forma confiável flexibilidade cognitiva através da aprendizagem reversão, formação de set atencional e deslocamento. Este paradigma é análogo ao WCST e ID tarefas / ED comumente usados ​​em primatas humanos e não humanos e supera as maiores limitações das versões anteriores para roedores. Este paradigma Operon pode ser usado como uma nova ferramenta eficaz para a grande droga e / ou exames genéticos relevantes para cognitivas (dis) funções em camundongos com alta relevância para a medicina translacional. Esta tarefa automática têm as seguintes vantagens sobre tarefas / ED ID anteriormente utilizado para roedores: (1) dispõe de procedimentos de trabalho intensivo menos do que as versões manuais (por exemplo, o software regula todas as fases da tarefa, diminuindo consideravelmente as intervenções do. experimentador); (2) que elimina qualquer fonte de subjetividade na medida Parameres (por exemplo, o experimentador não é necessária para julgar se ou não o animal tenha realmente feita uma escolha de resposta); (3) que elimina qualquer possibilidade de que os ratos poderiam seguir pistas relacionadas com o reforço, a fim de dar uma resposta (ou seja, a recompensa é sempre entregue automaticamente na revista centro); (4) evita condições ambientais arbitrárias (por exemplo, o uso de labirintos e aparelhos de diferentes tamanhos / materiais, uso de estímulos sinalização preparados manualmente); (5) que permite a manipulação de três dimensões distintas com uma grande variedade de estímulos diferentes, de acordo com as tarefas humanas equivalentes utilizados na prática clínica. Aqui apresentamos dados apenas de camundongos, mas vantagens semelhantes pode ser esperado também para os ratos. Não há passos críticos na tarefa, que são parâmetros de construção-de validade internos que podem ser usados ​​para identificar de mudança de set atencional desempenho areliable: i) pior desempenho no compar EDSed para estágios anteriores ii) uma melhoria geral do IDS para IDS2; iii) uma melhoria específica em etapas de reversão consecutivos, como a mais um animal é treinado em dentro-definidos reversões, melhor ele deve executar em subseqüente dentro-set reversões 20; iv) melhor desempenho no EDSRe em comparação com a EDS. Esta tarefa operon ID / ED romance apresenta todas estas características, consistentes com estudos anteriores em primatas, utilizando a tarefa Cantab ID / ED e em roedores usando o manual &quot;cavando&quot; a versão 12,13. Além disso, cada etapa desta tarefa automatizada foi instruído em um número equivalente de ensaios, independentemente da dimensão relevante / irrelevante usado (ie, odor, textura e luz) 19. Isto demonstrou que todos os estímulos utilizados têm saliência semelhante e são adequados para o conjunto de formação de e / ou mudança de atenção. Nossos experimentos demonstram que a dificuldade em resolver o EDS também é destacado pelo aumento da latência de resposta. Tempo de processamentoaumenta para manter a precisão ideal durante discriminações mais difíceis 21. Assim, considerando a latência para responder como um índice de velocidade de processamento de informação, tomada de decisão e resolução de problemas 18, as latências mais lentos durante a EDS pode refletir uma estratégia adotada para enfrentar a dificuldade em resolver o set-shifting. Mostrámos que a nossa novo aparelho pode ser usado eficazmente com a mais-deslocamento conjunto paradigma de atenção &quot;clássica&quot; empregando apenas duas dimensões ao longo do teste (isto é, os dois-dimensão) ou com um preso-em-definido paradigma, o que implica a utilização de três dimensões. Dependendo do domínio cognitivo de interesse, é possível escolher o protocolo mais apropriado. Ambos os paradigmas foram anteriormente utilizados em seres humanos, primatas e roedores 7,12-17. No entanto, o procedimento preso-in-definido é capaz de distinguir entre diferentes componentes do set-shifting e é amminério medida selectiva de funcionamento do lobo frontal em pacientes humanos 7,22. Além disso, um problema que pode ocorrer no paradigma de duas dimensões é a irrelevância aprendeu que poderia influenciar os resultados. Aprendido perseveration irrelevância refere-se à incapacidade de prestar atenção e aprender sobre informações que anteriormente era irrelevante 7. Esta situação pode ocorrer na fase de EDS do paradigma de duas dimensões, como o sujeito é obrigado a deslocar a atenção para a dimensão previamente irrelevante. Neste caso, é basicamente possível discernir se um défice de EDS é devido à incapacidade para desviar a atenção uma dimensão previamente relevante e / ou a incapacidade para deslocar agora a atenção para uma dimensão previamente irrelevante. Imparidade pode, em seguida, apenas refletem a inibição ativa de responder a uma dimensão anteriormente tornada irrelevante por sua associação aleatória com feedback de reforço. Em contraste, no con preso-em-definidacondição, a incapacidade de mudar para a nova dimensão relevante não pode ser atribuída a qualquer aprendizagem anterior sobre esta dimensão, uma vez que não tinha sido experimentado anteriormente. A falha, portanto, reflecte perseveration para a dimensão relevante anteriormente. Em conclusão, mesmo que em ratos normais do tipo selvagem a &#39;stuck-in-set &quot;e do&quot; dois-dimensão &quot;atencional paradigmas pode produzir resultados semelhantes de mudança de jogo, nós expressamente preferem o preso-in-set perseveration pelas razões discutidas acima.

Attentional set-shifting é uma medida de flexibilidade cognitiva e funções executivas 1. Refere-se à capacidade de alternar entre normas internas arbitrários (&quot;sets cognitivo-atencional&quot;). As tarefas neuropsicológicas mais utilizados para medir atencional set-shifting e flexibilidade cognitiva em seres humanos são o Wisconsin Card Sorting Test (WCST) 2 e uma versão mais recente e mais refinado: o intra e extra-dimensional atencional de mudança de set (ID / ED) da Cambridge neuropsicológica Automated Test Battery (Cantab) 3,4. Essas tarefas têm sido usados ​​para identificar anormalidades cognitivas específicas em uma ampla gama de distúrbios mentais, incluindo esquizofrenia, autismo 5 6, distúrbios doença de Parkinson 7, transtorno obsessivo-compulsivo 8 e déficit de atenção / hiperatividade 9. A relevância clínica e abordagem metodológica sólida do WCST e ID / testes ED têm attracted interesse na implementação de testes semelhantes em investigação pré-clínica 10,11. Estas tarefas permitem a medição seletiva dentro do mesmo assunto de diferentes habilidades cognitivas, tais como aprendizagem discriminativa, aprendizagem reversa, a formação de um conjunto de atenção, passando de atenção dentro da mesma dimensão (. Ie, mudança intra-dimensional: IDS) e entre diferentes dimensões perceptivas (isto é, mudança extra-dimensional:. EDS). Isto é crucial, pois os circuitos cerebrais distintos, bem como neuropatologia pode alterar estas funções cognitivas distintos de diferentes maneiras. Por exemplo, uma dupla dissociação ou especialização funcional efeito foi demonstrada entre a lateral (em macacos e seres humanos) / medial (em roedores) e regiões orbitais do PFC nas tarefas de deslocamento conjunto de atenção. Enquanto o córtex órbito-frontal está mais envolvido nas fases reversão destas tarefas, a região PFC lateral / medial regula os estágios de mudança de extra-dimensionais12-14. Versões de roedores destes testes de mudança de conjunto de atenção para os primatas foram gerados com êxito 13-16. No entanto, alguns aspectos dessas versões de roedores foram limitando suas aplicações e utilização. Por exemplo, essas tarefas são executadas manualmente e, portanto, altamente e difícil padronização de trabalho intensivo. Além disso, a presença de reforços alimentares dentro dos estímulos pode levar a uma interpretação ambígua de respostas dos animais e potencial viés na escolha de tomada 10. Essas características têm limitado a rentabilidade dos ensaios e, mais importante, a sua aplicação em estudos genéticos e / ou de despistagem de drogas em grande escala. Para superar essas limitações e aumentar as aplicações potenciais de paradigmas de mudança de ID / ED em roedores, apresentamos aqui uma tarefa baseada operante de duas câmaras romance para testar a flexibilidade cognitiva em ratos. Esta tarefa romance imita a tarefa ID / ED usada em humanos e não-primatas humanos e contorna os problemas das versões anteriores do roedor.

<table><tbody><tr><td>Paredes de plexiglas e piso de alumínio</td><td>Feito</td><td></td> sob medida <td>(16 x 16 x 16 cm para cada câmara)</td></tr> <tr><td>Porta de plexiglas&nbsp;</td>PC <td>feito sob medida</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Dell Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software MED-PC IV</td><td>(Med Associates, St. Albans, VT, EUA)</td><td>feito sob medida</td><td>Use um código operante para controlar automaticamente a apresentação dos estímulos e a sequência dos estágios</td></tr><tr><td></td><td>Med Associates, St. Albans, VT, EUA)</td><td>Revista ENV-314M</td><td></td></tr><tr><td>Food</td><td>Med Associates, St. Albans, VT, EUA)</td><td>ENV-303M</td><td></td></tr><tr><td>Dispensador de pellets para reforço de alimentos</td><td>Med Associates, St. Albans, VT, EUA)</td><td>ENV-203-14P</td><td></td></tr><tr><td>Iluminação Doméstica&nbsp;</td><td>Med Associates, St. Albans, VT, EUA)</td>Olfatômetro de diluição <td>ENV-315M</td><td></td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>(Med Associates, St. Albans, VT, EUA)</td><td>PHM-275</td><td></td></tr><tr><td>Odores líquidos</td><td>(Sigma Aldrich, Dorset, Reino Unido)</td><td></td><td>(ver Tabela 1)</td></tr><tr><td>Óleo mineral</td><td>(Sigma Aldrich, Dorset, Reino Unido)</td><td>M5904</td><td></td></tr><tr><td>Bomba de ar e vácuo</td><td>(Med Associates, St. Albans, VT, EUA)</td><td>PHM-280</td><td>O vácuo é recomendado para remoção de aromas no final de cada teste</td></tr><tr><td>Diodos emissores de luz (LED)</td><td></td><td></td><td>Gema transparente de alta intensidade, 3 mm</td></tr><tr><td>Texturas de piso</td><td>3x3 cm</td>Pelotas de reforço TestDiet 5TUL 14mg Para camundongos <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

um operante intra / extra-dimensional set-shift-tarefa para ratos

An Operant Intra-/Extra-dimensional Set-shift Task for Mice

Alterações no controle executivo e na flexibilidade cognitiva, como habilidades de mudança de atenção, são características centrais de várias doenças neuropsiquiátricas. Os testes neuropsicológicos mais amplamente utilizados para a avaliação da mudança de conjunto de atenção em seres humanos são o Wisconsin Card Sorting Test (WCST) e a tarefa de mudança de conjunto intra/extradimensional CANTAB (ID/ED). Essas tarefas têm relevância clínica comprovada e foram modificadas e adaptadas com sucesso para pesquisas em modelos animais. No entanto, as tarefas atualmente disponíveis para roedores apresentam várias limitações, principalmente devido aos seus procedimentos de teste baseados em manual, que estão dificultando os avanços translacionais na medicina psiquiátrica. Para superar essas limitações e imitar melhor a versão original em primatas, apresentamos o desenvolvimento de uma nova tarefa "Operon" de identificação / ED de duas câmaras baseada em operante para roedores. Demonstramos a eficácia dessa nova tarefa para medir diferentes facetas da flexibilidade cognitiva em camundongos, incluindo formação e deslocamento de conjuntos de atenção e aprendizado reverso. Além disso, mostramos a alta flexibilidade dessa tarefa em que três dimensões perceptivas diferentes podem ser manipuladas com um alto número de estímulos para cada dimensão. Esta nova tarefa ID/ED Operon pode ser uma ferramenta pré-clínica eficaz para testes de drogas e/ou grande triagem genética relevante para o estudo da disfunção executiva e sintomas cognitivos encontrados em transtornos psiquiátricos.

A Figura 2 mostra um exemplo da tarefa ID / ED. Pares de estímulos (ou &#39;Discriminação 1&#39; ou &#39;Discriminação 2&#39;) são apresentados de forma aleatória em cada etapa, eo rato deve escolher o estímulo correto em cada par. Neste exemplo tabela, o exemplar correto é relatado em negrito. Na primeira fase (SD ou discriminação simples), os estímulos apresentados nos dois buracos nariz puxão diferiam em uma das três dimensões (por exemplo, O1: Vanilla vs. O2: alfazema) eo mouse é recompensado por ter escolhido o exemplar correto (por exemplo, O1). Uma vez que o assunto atinge o critério nesta fase, a próxima etapa (CD ou discriminação composto) começa, onde os mesmos exemplares da dimensão relevante são apresentados sobreposto ao acaso por exemplares de um segundo, mas dimensão irrelevante, introduzido como um fator de confusão ( por exemplo, L1:. luz azul vs.L2: luz amarela). Dois discriminações diferentes são possíveis nesta fase (either &#39;Discriminação 1&#39; ou &#39;Discriminação 2&#39;). Na próxima fase (CDRE ou discriminação composto reversão), as contingências de recompensa são invertidos, mas os exemplares ea dimensão relevante mantêm-se inalterados: o rato tem que aprender que o estímulo anteriormente correto agora é incorreta (por exemplo, odor de lavanda é agora recompensado). Na próxima fase (IDS ou mudança intra-dimensional), os novos modelos (ambos os odores e luzes) são introduzidos, mas a dimensão relevante (odor neste exemplo) permanece o mesmo (por exemplo, morango é a escolha correta). Na fase seguinte (IDR ou reversão intra-dimensional), as contingências de recompensa são invertidos. Depois de um segundo deslocamento intra-dimensional (IDS2 e a sua reversão), são introduzidos novos exemplos para testar o deslocamento extra-dimensional (EDS), em que a dimensão relevante é alterada. No &#39;preso-in-set&#39; EDS, o mouse tem de se concentrar na nova dimensão (por exemplo, a textura, T1: lixa grossa vs. T2: sa finandpaper), enquanto que a dimensão relevante anteriormente (neste caso, o odor), é agora a dimensão irrelevante. No &quot;bidimensional&quot; EDS, a dimensão previamente irrelevante (neste caso, a luz) é agora a dimensão relevante. Na fase final (EDSRe ou extra-dimensional reversão), as contingências de recompensa são invertidos. A fim de obter resultados fiáveis, as dimensões estímulo utilizado na tarefa deve ser igualmente bem aprendida. Como mostrado na Figura 3, visuais, tácteis e discriminações odor neste novo aparelho necessário um tempo semelhante (F (2,64) = 0,36; p = 0,69) e semelhante número de ensaios (F (2,64) = 0,059; p = 0,94) para atingir o critério, o que sugere que os animais são capazes de realizar discriminações simples, independentemente da dimensão apresentada. Se um conjunto de atenção confiável tem sido desenvolvido ao longo dos fases de testes da tarefa, o performance de um rato normal, do tipo selvagem deve ser mais pobres em fase de EDS em comparação com as fases anteriores e seguintes, conforme relatado em estudos anteriores em roedores e primatas 12,13. Em particular, um aumento do tempo robusto e ensaios necessários para alcançar os critérios devem ser encontrados na EDS em comparação com as fases IDS. Tal como ilustrado na Figura 4, na nossa experiência com o protocolo &#39;preso-em-set &quot;, a análise de desempenho dos ratos revelou um efeito de discriminação para o número de ensaios (F (8,168) = 9,23; p &lt;0,0001) e tempo ( F (8,168) = 8,62; p &lt;0,0001) necessária para alcançar os critérios. De fato, os camundongos necessários mais testes e mais tempo para resolver o estágio EDS em comparação com os estágios de CD, IDS, IDS2 e EDSRe (p &lt;0,05; Figura 4A-B). Da mesma forma, a análise de desempenho testados com o protocolo de &quot;dois-dimensão &#39;(Figura 5) demonstraram um efeito significativo para a discriminação do número de ensaios (F (8,72) = 30,66; p &lt;0,005) e tempo (F (8,72) = 4,65; p &lt;0,0005) para alcançar os critérios necessários. Com efeito, mostra-se que os ratinhos necessários mais ensaios (p &lt;0,05) e mais tempo (P &lt;0,05) para resolver o EDS comparada com CD, IDS, IDS2 e EDSRe (Figura 5A-B). Não houve diferença na capacidade de mudança deve ser observadas entre ratos testados com diferentes dimensões. Em um ratinho normal de tipo selvagem, a primeira inversão da aprendizagem (isto é., CDRE) é mais difícil do que a discriminação inicial (isto é, CD). Em acordo, como é evidente a partir das Figuras 4 e 5, os ratos necessários mais ensaios (p &lt;0,05; Figura 4-5A) e mais tempo (p &lt;0,05; Figura 4-5B) para completar esta fase. Além disso, o desempenho deve melhorar a partir de reversão CDRE para IDSRe para IDS2Re, como mostramos em nosso experimento com ambos os protocolos &#39;preso-in-set &quot;e&quot; bidimensional &quot;. Estes resulTS reforçar ainda mais a evidência da formação de um conjunto atencional através da tarefa. Ao longo da tarefa, os ratos devem melhorar a sua velocidade de resposta mais fases consecutivas. Por conseguinte, a análise do tempo de latência para responder mostrou um efeito significativo discriminação (F (8,200) = 42,59, p &lt;0,0001). Em particular, tal como demonstrado pelos resultados representativos na Figura 4C a latência para picar na fase IDS2 é diminuída em comparação com as fases que, no IDS, CD e SD (p &lt;0,0005). Além disso, o aumento da latência para respondem durante a fase de EDS em comparação com o anterior e IDS2Re IDS2 e EDSRe fases sucessivas (p &lt;0,05). De acordo com estes resultados, a análise do tempo de latência para responder durante a tarefa &quot;bidimensional&quot; também mostraram um efeito significativo de discriminação (F (7,63) = 9,98; p &lt;0,0005). Como mostrado na Figura 5C, a latência para fazer uma escolha wcomo aumentada durante o EDS comparação com IDS2 anterior e IDS2Re e EDSRe sucessivas (p &lt;0,05). Uma vez que o tempo de latência para responder tem sido considerado um índice de processamento de decisão 18, estes resultados sugerem também que os ratos encontrados alguns problemas de processamento na nova regra discriminativo durante o EDS. Com base na performance comportamental de ratinhos do tipo selvagem (Figura 4-5), determinou-se que o número mínimo de tamanho da amostra (por análise do poder R) para cada grupo experimental deve ser 8. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig3.jpg" /> Figura 3. discriminações simples de luz, odor e textura são equivalentes. (A) Número de ensaios e (B) o tempo necessário para atingir o critério de discriminações simples, com apenas ligeiras, odor ou textura estímulos. Os valores representam a média ± SEM durante todo Figuras 2-4. Ori dadosginally publicado em &#39;The ultimate intra e Task extradimensional Attentional Set-Shifting para Mice&#39; 19. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig4.jpg" /> Figura 4. do tipo selvagem C57BL6J desempenho ratos machos no tempo &#39;preso-in-set&#39; ID / ED Operon tarefa. (A) Trials, (B) (em minutos) e dias necessários para atingir o critério nas diferentes fases de o ID de tarefa / ED Operon usando um paradigma ID / ED &#39;preso-in-set&#39;. (C) Tempo (em segundos) decorrido entre a abertura da porta e um divisor de resposta nariz-puxão (latência de resposta) durante as diferentes etapas da tarefa. Um total de 26 ratos foram testados; 4 ratinhos foram excluídos porque não foram cutucando de forma confiável para recuperar o reforço alimentar durante o treinamento ou não foram capazes de terminar o entire procedimento. Uma: * P &lt;0,05 contra CD, IDS, IDS2, IDS2Re e EDSRe; B: * P &lt;0,05 contra CD, IDS2, IDS2Re e EDSRe. A e B: #p &lt;0,05, ## P &lt;0,005 em relação CD, IDSRe e IDS2Re. C: * p &lt;0,05 em relação IDS2, IDS2Re e EDSRe. Note-se que os ratinhos foram capazes de completar toda a tarefa de 5-9 dias em todas as experiências relatadas nas Figuras 3-4. Dados publicados originalmente em &#39;The ultimate intra e Task extradimensional Attentional Set-Shifting para Mice&#39; 19. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53503/53503fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig5.jpg" /> Figura 5. Do tipo selvagem C57BL6J desempenho ratos machos no &quot;dois-dimensão &#39;ID / EDTarefa Operon. (A) Trials, (B) tempo (em minutos) e dias necessários para atingir o critério nas diferentes fases da tarefa ID / ED Operon usando um paradigma de duas dimensões. (C) Tempo (em segundos) decorrido entre a abertura da porta e um divisor de resposta nariz-puxão (latência de resposta) durante as diferentes etapas da tarefa. Um total de 13 ratinhos foram testados; 3 ratos foram excluídos porque não foram cutucando de forma confiável para recuperar o reforço alimentar durante o treinamento ou não foram capazes de concluir todo o procedimento. A e B: #p &lt;0,05 contra CD e IDS2Re, * P &lt;0,05 contra CD, IDS, IDS2, EDSRe. C: * p &lt;0,05 em relação IDS2, IDS2Re e EDSRe. Dados publicados originalmente em &#39;The ultimate intra e Task extradimensional Attentional Set-Shifting para Mice&#39; 19. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53503/53503fig5large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para</a>ver uma versão maior desta figura. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53503/53503fig6.jpg" /> Figura 6. Linha de tempo de todo o procedimento do protocolo para testar ID tarefa / ED. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Etapa </td><td> Descrição </td><td> Notas Adicionais </td><td> Referências </td></tr><tr><td> Discriminação Simples (SD) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Composto Discriminação (CD) </td><td> Estímulos variam em duas dimensões perceptivas, tais como cor e forma para estímulos visuais na tarefa humana, ou entre textura e odor estímulos para roedores </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Reversão aprendizagem (CDRE - IDSRe - IDS2Re - EDSRe) </td><td> Dois exemplars dentro de uma dimensão perceptiva têm suas contingências de reforçamento revertida de modo que o que antes era correto é então incorreta e vice-versa) </td><td> Na aprendizagem reversão de série, o desempenho melhora com reversões consecutivas dentro de-jogo. Assim, etapas de reversão (ie., CDRE, IDSRe, IDS2Re) não só avaliar a função de diferentes áreas corticais, mas também servem 1) para formar o conjunto atencional cognitivo contestada pela fase EDS, e 2) para impedir condicionado supersticioso não intencional aspectos do estímulo </td><td> - Lesões do córtex orbitofrontal em ratinhos (Bissonette et al., 2008) e monkyes prejudicada aprendizagem reversa (Dias et al., 1996) - FMRI durante o desempenho na aprendizagem Reversão mostraram ativação do córtex orbitofrontal (Hampshire e Owen, 2006) </td></tr><tr><td> Intradimensional shift (IDS - IDS2) </td><td> Novos exemplos são apresentados, mas a mesma dimensão é reforçada </td><td> IDS palcos serve como um controlo interno fundamental (ie., EDS devem ser mais difícil do que o IDS), e também contribuem para formar o conjunto cognitivo-atencional </td><td> Depleção de dopamina no PFC prejudicada formação set atencional (Robbins e Roberts, 2007). 6-OHDA lesionados macacos não mostraram a redução clássica a redução de erros a partir da primeira (IDS1) ao último (IDS5) discriminação, que deverá reflectir a aquisição de um conjunto de atenção </td></tr><tr><td rowspan="2"> Mudança extradimensional (EDS) </td><td> &quot;stuck-set-in&quot; protocolo: anteriormente dimensão estímulo irrelevante é substituída por uma nova dimensão estímulo que imediatamente se torna relevante </td><td> falha de mudança para a nova dimensão relevante não pode ser atribuída a qualquer aprendizagem anterior sobre esta dimensão, uma vez que não tinha sido experimentado anteriormente. A falha, portanto, reflecte perseveration para a dimensão relevante anteriormente </td><td> - As lesões do hav mPFCe sido show para prejudicar a EDS em camundongos (Bissonette et al., 2008), e mokeys (Dias et al., 1996) - Pacientes com lesões frontais são prejudicados na condição de preso-in-set &#39;perseveração &quot;, mas não na condição de&quot; duas dimensões &quot;(. Owen et al, 1993) - Dopamina no mPFC modulado desempenho EDS em ratinhos (Papaleo et ai, 2008;.. Scheggia et ai, 2014) e ratos (Tunbridge et al., 2004) </td></tr><tr><td> protocolo &quot;duas dimensões&quot;: a dimensão anteriormente irrelevante é reforçada </td><td> um aparente fracasso de mudar set atencional pode surgir quando um indivíduo é capaz de desviar a atenção de uma dimensão relevante anteriormente (quando se torna irrelevante), mas é, no entanto, incapaz de reorientar a atenção sobre a dimensão relevante recém- </td><td> - Lesão do mPFC em ratos (Birrell e Brown, 2000) prejudicada EDS turno Ativação fMRI durante o desempenho na EDS foi mostrado do ventro-lateral PFC (Hampshire e Owen, 2006) -60; </td></tr></tbody></table> Tabela 2: Etapas do ID / ED O Peron tarefa Descrição das etapas da tarefa, incluindo referências a lesão e estudos farmacológicos abordando o papel das áreas do cérebro envolvidas nas diferentes construções testadas durante a tarefa..

Anormalidades cognitivas que mudam de atenção são uma característica central de muitas doenças psiquiátricas. Aqui, apresentamos o desenvolvimento de um novo sistema automático para o estudo efetivo das habilidades de mudança de atenção, funções executivas e outras habilidades cognitivas em camundongos com alta validade translacional para estudos humanos.

Um operante intra / extra-dimensional Set-shift-Tarefa para ratos

Alterations in executive control and cognitive flexibility, such as attentional set-shifting abilities, are core features of several neuropsychiatric ...

O objetivo geral deste experimento é criar uma tarefa automatizada utilizada para avaliar as funções executivas em camundongos e que também imita os testes neuropsicológicos humanos originais. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área de neurociência cognitiva. Por exemplo, como tratamentos seletivos, cognitivos ou farmacológicos podem impactar funções cognitivas de ordem superior relevantes para transtornos psiquiátricos.As principais vantagens desta técnica são que ela é completamente automatizada. Ela evita qualquer fonte de subjetividade. É muito flexível, e obtemos uma série de resultados que são altamente seletivos.A implicação desta técnica estende-se ao diagnóstico e ao tratamento de disfunções executivas em transtornos psiquiátricos, pois permite amplas triagens farmacológicas e genéticas relevantes aos sintomas cognitivos nesses transtornos. A demonstração visual deste método é fundamental, já que a configuração correta desta tarefa é crucial para um resultado bem-sucedido do experimento. Prepare os camundongos para o experimento aclimatando-os ao alojamento individual e submetendo-os a uma leve privação alimentar antes do teste, conforme descrito no protocolo textual complementar.Também antes dos testes, certifique-se de que cada câmara do equipamento possua dois orifícios para "nose poke" equipados com feixes infravermelhos e, entre eles, uma caixa de alimento com feixes fotoelétricos onde um dispensador libera o reforço alimentar. Em seguida, prepare estímulos modificáveis que variem em três dimensões perceptuais diferentes. Uma lista de estímulos sugeridos pode ser encontrada na Tabela Um do protocolo textual complementar.Escolha cinco pares de exemplares para cada dimensão. Para entregar estímulos olfativos nas aberturas para o focinho, utilize um olfatômetro de diluição. Configure um olfatômetro para controlar duas aberturas para o focinho e, em seguida, carregue-o preenchendo os frascos de aroma com aromas diluídos na proporção de um para vinte em óleo mineral.Conecte a bomba de ar à entrada do olfatômetro e o vácuo às saídas montadas no dispositivo de furo para o nariz. Em seguida, conecte a saída para entrega de odor a cada entrada do furo para o nariz e ajuste a vazão para 1,5 litros por minuto. Para estímulos visuais, posicione diodos emissores de luz no topo de cada furo para o nariz e fixe-os no painel metálico da câmara.Conecte cada díodo à interface de saída. Para estímulos táteis, coloque texturas intercambiáveis no piso sobre um suporte deslizante sob uma abertura de três por três centímetros na frente de cada orifício de furo para o focinho. Fixe as diferentes texturas de modo que possam ser movidas utilizando estruturas localizadas sob o piso.Antes do teste, certifique-se de seguir as sessões de treinamento conforme descrito nos protocolos textuais complementares para habituar os camundongos à câmara e ao procedimento de teste. Em cada estágio durante o teste real, meça o tempo que o camundongo leva para tomar uma decisão em cada apresentação, bem como o tempo necessário para realizar oito escolhas corretas em dez ensaios consecutivos para completar cada estágio. Interrompa a sessão diária após 40 minutos, ou se um camundongo deixar de responder durante cinco minutos consecutivos.Encerre a sessão e continue no dia seguinte, com o camundongo na mesma fase em que parou. Para o teste de discriminação simples, apresente aos camundongos um odor, luz ou textura que seja relevante em todas as tarefas até a mudança extradimensional. Neste exemplo, dois odores, baunilha e lavanda, são apresentados, e a baunilha é selecionada como a resposta correta.Para a discriminação do composto, introduza uma segunda dimensão, como a luz, que não indica onde se localiza a resposta correta. Torne o estado da luz irrelevante para o resultado e mantenha a baunilha como resposta correta. Teste essa discriminação de modo que a baunilha seja associada tanto à luz azul quanto à luz amarela em testes subsequentes.Para a inversão da discriminação composta, faça os animais aprenderem que o estímulo previamente correto agora é incorreto. Para este exemplo, selecione a lavanda como resposta correta, sendo a baunilha agora a opção incorreta. Novamente, associe o odor correto com a luz azul e a luz amarela em testes subsequentes.Em seguida, selecione uma mudança intra-dimensional, na qual ocorre uma alteração total no desenho. Utilize morango e canela como os odores e alterne para as luzes laranja e branca. Certifique-se de que os sujeitos do teste sigam a mesma dimensão relevante para encontrar a resposta correta, que é morango.Combine o odor com as luzes laranja e branca nos testes subsequentes. Em seguida, faça os camundongos realizarem a reversão do deslocamento intra-dimensional e altere o odor correto para canela. Novamente, combine o odor com as luzes laranja e branca.Para uma mudança intra-dimensional, utilize as mesmas condições de antes, mas altere os pares de estímulos com os novos odores e luzes. Agora, realize a mudança extra-dimensional introduzindo texturas como uma nova dimensão relevante. Adicione lixa grossa na abertura sob um dos orifícios de inserção do focinho e lixa fina sob a segunda abertura.Ao mesmo tempo, apresente a eles dois novos odores, como limão e damasco. Defina o orifício com o papel de lixa grosso correspondente como a resposta correta. Associe o papel de lixa grosso aos aromas de limão e damasco nos testes subsequentes.Por fim, inverta a resposta correta para que a lixa fina indique a posição do orifício com a resposta correta. Combine a lixa fina com os aromas de limão e damasco nos testes subsequentes. Para o protocolo bidimensional, repita o procedimento de estagnação no conjunto até a mudança extradimensional.Em vez de alternar para textura e odor neste momento, altere a dimensão relevante para que a luz seja relevante e o odor seja irrelevante. Configure o novo deslocamento extra-dimensional de modo que as luzes sejam agora vermelha e verde, com a luz verde atuando como a resposta correta. O odor é agora a dimensão irrelevante.Teste a luz verde associada a ambos os odores nas etapas subsequentes. Para a inversão, utilize os mesmos odores, mas inverta de modo que a luz vermelha seja agora a resposta correta. Associe a luz vermelha a ambos os odores nas etapas subsequentes.Após o camundongo concluir a sessão, limpe o equipamento com etanol 70% para prepará-lo para o próximo camundongo. Sempre realize os testes na mesma ordem, mas altere os estímulos nos diferentes testes, de modo que cada um dos estímulos escolhidos seja igualmente representado no estudo. Além disso, certifique-se de balancear igualmente as dimensões perceptuais utilizadas dentro e entre cada grupo experimental.As discriminações visuais, táteis e olfativas nesta nova aparelhagem exigiram um tempo semelhante e um número semelhante de tentativas para atingir o critério, sugerindo que os animais são capazes de realizar discriminações simples independentemente da dimensão apresentada. Ao utilizar o protocolo de fixação no conjunto, a análise do desempenho dos camundongos revela um efeito de discriminação, no qual os camundongos necessitaram de mais tentativas e mais tempo para resolver a fase de mudança extra-dimensional em comparação com a discriminação composta, a mudança intra-dimensional, a mudança intra-dimensional 2 e as fases de reversão da mudança extra-dimensional. Isso também foi observado no protocolo de duas dimensões.Uma vez dominado, este experimento pode ser realizado em 10 a 12 dias, incluindo todos os preparativos e as sessões de treinamento.

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Research

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

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T-maze Alternância forçado e Tarefas esquerda-direita para a Avaliação da Discriminação de Trabalho e Memória de Referência em Ratos

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A Task Attentional Set Shifting: uma certa flexibilidade cognitiva em ratos

A capacidade de avaliar funções executivas, como flexibilidade comportamental em ratos, é útil para investigar a neurobiologia da cognição em animais intactos e modelos de doenças. Aqui descrevemos tarefas automatizadas para avaliar a mudança de estratégia e o aprendizado reverso, que são particularmente sensíveis a interrupções nas redes corticais pré-frontais.

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Novas Variações para estratégia definida de mudança no Rat

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