Name: Touchscreen sustentada atenção tarefa (SAT) para ratos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: Aprenda a avaliar a atenção sustentada em ratos usando câmaras operantes com touchscreen. Este método permite comparar o desempenho entre machos e fêmeas em tarefas cognitivas.

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Gostaríamos de agradecer a Joy Bergmann, Attilio Ceretti, Sarah Cohen, Nina Duncan, Aaron Hall, Hanna Lefebo, Madeleine Salvatore por sua ajuda com o comportamento e Dr. Vinay Parikh, Dr. Brittney Yegla e Rob Cole para seus conselhos sobre os parâmetros de SAT. Gostaríamos de agradecer o Dr. Jill McGaughy dicas sobre o processo de formação. Este trabalho foi financiado pelos institutos nacionais de subsídio de saúde 092438 NIMH e National Science Foundation grant 1552416 IOS para D.A.B.

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Os autores não têm nada para divulgar.

Déficits na atenção sustentada são relatados em neuropsiquiátrica, desenvolvimento neurológico e Neurodegenerativas Transtornos1,2,3, mas os processos que contribuem para o ideal versus atenção interrompida são Understudy. Isto é, em parte, porque o equipamento especializado limita a fácil adaptação de tarefas de atenção de roedores. No entanto, touchscreen câmaras estão abordando esse assunto, fornecendo a flexibilidade para ex...

Distúrbios variando de atenção e hiperatividade (TDAH) a esquizofrenia, a doença de Alzheimer, compartilhar deficiências de atenção como um recurso1,2,3. Déficits na atenção sustentada — a capacidade de monitorar continuamente uma situação para eventos intermitentes e imprevisíveis — são particularmente perturbador, porque atenção sustentada é crucial para a atenção selectiva e dividida, assim como outros cognitivo processos de4,5. Mesmo em pessoas saudáveis, dificuldades em sustentar a atenção negativamente afeta a cognição, prejudicando o diário função6. Assim, a compreender a base Neurobiológica da atenção sustentada e como torna-se prejudicado pode levar a intervenções para melhorar a cognição que beneficiaria muitas pessoas.
A fim de delinear circuitos e processos moleculares que contribuem para a adequada contra atenção interrompida, muitos pesquisadores se transformaram em modelos animais não-humanos, onde a manipulação de populações de células específicas e processos moleculares durante a atenção tarefas é possível. O esforço tem levado ao desenvolvimento de uma variedade de tarefas de atenção operante que pode avaliar a capacidade de sustentar a atenção7,8,9,10. Um tal paradigma, desenvolvida pela McGaughy e Sarter (1995), é conhecida como a tarefa de atenção sustentada (SAT). Roedores treinados em SAT devem distinguir julgamentos de sinal, em que uma luz de sinal pisca brevemente, de ensaios não-sinal. Demandas de atenção podem ser aumentadas através da introdução de um distrator visual (piscando houselight)10. Os parâmetros críticos para avaliar a atenção no SAT estão bem documentados e esta tarefa foi validada em ratos machos e fêmeas e camundongos de11,10,12. Uma versão ainda foi adaptada para os seres humanos, destacando o utilitário translacional de SAT13. O uso desta tarefa importante, ajudou a implicar o sistema de corticopetal do prosencéfalo basal na atenção sustentada4. Especificamente, neurônios colinérgicos do núcleo basalis de Meynert (NBM) / substância inominata (SI) região do prosencéfalo basal que projetam para o córtex pré-frontal são críticos para hits, que são respostas precisas sobre sinal ensaios14, 15. Em contraste, os neurônios gabaérgica nesta região são pensados para mediar o desempenho durante a corretas rejeições (CRs), que são respostas precisas em ensaios não-sinal16. Uma vez que o circuito básico para esta tarefa foi criado, fatores que modulam este circuito para prejudicar a atenção, variando de hormônios do estresse a proteínas neurotóxicas foram identificados17,18. Coletivamente, estes estudos destacam-se o utilitário de SAT.
Uma limitação à implementação SAT no laboratório é que o procedimento original requer operante câmaras permanentemente configuradas para a tarefa, com uma luz de painel de centro e duas patilhas extensíveis, um designado para sucessos e outro para CRs10. Em um julgamento de sinal, o luz do painel acende-se brevemente e estendem para indicar uma janela de resposta s 4 alavancas. Durante essa janela, pressionando a alavanca sucesso designada, então, o rato recebe uma recompensa (comida ou água). Prensas de alavanca incorreto em ensaios de sinal, conhecidos como misses, não são recompensadas. Em ensaios não-sinalizado, a luz do painel permanece desligado e, em seguida, alavancas são estendidas. Enquanto um CR é recompensado, prensas de alavanca incorreto em ensaios não-sinalizado, conhecidos como alarmes falsos, não são recompensadas. Uma falha ao fazer qualquer resposta durante a janela de resposta conta como uma omissão. Para expandir a disponibilidade do SAT, modificamos recentemente a tarefa para câmaras operante touchscreen, em que uma parede é um ecrã táctil que pode tanto exibir estímulos visuais e nariz-poke registro respostas19. Câmaras de touchscreen estão se tornando populares por causa de sua versatilidade para executar uma variedade de tarefas (por exemplo, emparelhado associada aprendizagem, aprendizagem de reversão, etc.) com um pedaço de equipamento20. Semelhante a outros procedimentos de touchscreen20,21,22, nossa adaptação do SAT requer o uso de uma capa de touchscreen de plástico opaco, chamado uma máscara, com furos desviá-la. Um buraco central, circular permite a apresentação de um sinal através da apresentação de um estímulo branco na tela por trás disso, e duas áreas de resposta quadrados, um designado para sucessos e outra para o CRs, permitir que o rato fazer toque respostas19. Nas câmaras tradicionais, a janela de resposta de 4-s é normalmente indicada com a apresentação das alavancas, mas um estudo anterior demonstrou que um tom também pode ser usado para sinalizar a janela de resposta23. Em touchscreen SAT, da mesma forma sinalizarmos a janela de resposta com um tom breve. Outros parâmetros de formação (por exemplo, o número de ensaios, intervalo de intertrial, etc.) são mantidos semelhantes entre o tradicional e touchscreen SAT. Anteriormente avaliamos o desempenho entre as versões tradicionais e tela sensível ao toque do SAT e achei que era comparável, sugerindo que touchscreen SAT é uma forma válida para medir a atenção sustentada19. A modificação de touchscreen torna SAT mais versátil porque pode agora ser adaptada para uso difundido nas caixas operante de touchscreen.
O presente protocolo detalha como executar touchscreen SAT no laboratório. Os horários de treinamento foram ligeiramente alterados do nosso relatório anterior da tarefa19 para otimizar o tempo de aquisição em ratos fêmeas, que, ao contrário dos machos, teve dificuldade, avançando através as programações anteriores24. Resultados ilustrando desempenho típico em ratos machos e fêmeas são incluídos, juntamente com dicas para resolução de problemas com a tarefa.

<table><tbody><tr><td>Sistema de Fácil Instalação de Câmaras com Tela Sensível ao Toque Bussey-Saksida Rat</td><td>Lafayette Instrument</td><td>80604-20</td><td>Inclui: Tela Sensível ao Toque, Base da Câmara com pisos perfurados, Grande Área de Recompensa do Alimentador (44,5 mm de largura x 92,5 mm de altura), Alto-falante, Luz de Casa, Gerador de Tom, SAC; A área de trabalho trapezoidal dos animais é de 126 mm de largura no Alimentador, 240 mm de largura e 332 mm de profundidade na Tela, e 300 mm de altura</td></tr><tr><td>Cubículos de Atenuação Sonora (SAC)</td><td>Lafayette Instrument</td><td>80604-20</td><td>Atenuação para aproximadamente 35 dB; 38 kg de peso; Dimensões externas: 600 mm de largura x 670 mm de altura x 352 mm de profundidade; Dimensões internas: 540 mm de largura x 610 mm de altura x 532 mm de profundidade</td></tr><tr><td>Software Abet II para telas sensíveis ao toque</td><td>Lafayette Instrument</td><td>89505</td><td>Versão 2.19</td></tr><tr><td>Whisker Multimedia</td><td>Lafayette Instrument</td><td>80698-1</td><td>Necessário para Abet II Touch</td></tr><tr><td>Operation Dispensador de pellets</td><td>Lafayette Instrument</td><td>80209-45</td><td>45 mg Câmera de roda de tamanho de pellets intercambiável de 45 mg</td></tr><tr><td></td><td>Instrumento Lafayette</td><td>80600-CAM</td><td>Filtrado e focado para luz IR</td></tr><tr><td>Microsoft Windows</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Windows 7-64 bit recomendado</td></tr><tr><td>Controlador PC-Touch Screen Chambers</td><td>Instrumento Lafayette</td><td>88530</td><td>Processador Pentinum Dual Core; 2,5 GHz ou superior; teclado, mouse e monitor; Instalação de placa PCI, cabo e expansão; Quatro portas RS232; Quatro portas VGA</td></tr><tr><td>Pellets de Precisão Sem Pó</td><td>BioServe</td><td>F0165</td><td>45 mg</td></tr><tr><td>Máscara Acrílica Preta</td><td>Tudo Plástico</td><td>Produto Personalizado</td><td>Policarbonato preto com um lado de acabamento fosco, 3,18 mm de espessura; Abertura circular central, 28,58 mm de diâmetro, 107,95 mm da parte inferior, centrada entre o lado esquerdo e direito; Duas áreas de resposta quadradas, 28,57 mm x 28,57 mm cada posicionadas abaixo e fora do centro, uma a 85,725 mm da esquerda e outra a 85,725 mm do lado direito, e ambas a 34,925 mm da parte inferior.</td></tr><tr><td>Carrinho de Utilidades</td><td>Fisher Scientific</td><td>11-954-754</td><td>30.75 pol. x 18.38 pol. x 33 pol</td></tr>. <tr><td>Toalha</td><td></td><td></td> preta <td>Grande o suficiente para cobrir gaiolas para transporte de animais</td></tr><tr><td>Faróis com luzes vermelhas</td><td>Energizer</td><td>HDL33A2E</td><td>Luz LED branca e vermelha</td></tr></tbody></table>

touchscreen sustentada atenção tarefa (sat) para ratos

Touchscreen Sustained Attention Task (SAT) for Rats

Atenção sustentada é a capacidade de monitorar eventos imprevisíveis e intermitentes durante um período prolongado de tempo. Este processo de atenção subserves outros aspectos da cognição e é interrompido em certo neurológico, neuropsiquiátricos e doenças neurodegenerativas. Assim, é clinicamente importante identificar mecanismos que prejudicam e melhorar a atenção sustentada. Tais mecanismos são frequentemente descobertos usando modelos de roedores. Portanto, foram desenvolvidos vários procedimentos de comportamento para os aspectos de atenção sustentada de teste para os roedores. Um, primeiro descrito por McGaughy e Sarter (1995), chamado a tarefa de atenção sustentada (SAT), treina ratos para distinguir entre o sinal (ou seja, breve apresentação de luz) e ensaios não-sinal. Os sinais são curtos e, portanto, requerem atenção cuidadosa para ser percebida. Demandas de atenção podem ser aumentadas ainda mais através da introdução de um distrator (por exemplo, houselight a piscar). Modificamos a esta tarefa para câmaras operante touchscreen, que são configurados com uma tela sensível ao toque em uma parede que pode apresentar estímulos e respostas de registro. Aqui detalhamos nosso protocolo para sab em câmaras de touchscreen. Além disso, apresentamos as medidas padrão de desempenho em ratos Sprague-Dawley machos e fêmeas. Desempenho comparável sobre esta tarefa em ambos os sexos destaca seu uso para estudos de atenção, especialmente porque mais pesquisadores estão incluindo roedores femininas em seu projeto experimental. Além disso, a fácil implementação do SAT para as câmaras cada vez mais popular touchscreen aumenta sua utilidade.

Para a maioria dos estudos de atenção, ratos são treinados para critérios em sab e então manipulações de interromper ou melhorar a atenção são executadas. Dados de aquisição não é normalmente apresentados, mas fazemo-lo aqui para ilustrar preços de aquisição em ratos Sprague-Dawley machos e fêmeas. Para este fim, podemos quantificar o número médio de dias para atingir os critérios em SAT (começando na fase de cutucar nariz). Observe que alguns ratos nunca chegou a critérios (n = 5 machos ...

Atenção sustentada, ou monitorar continuamente situações para eventos intermitentes e imprevisíveis, é um aspecto crítico da cognição. Aqui detalhamos como teste de atenção sustentada em ratos utilizando câmaras operante de touchscreen. Vamos demonstrar o desempenho comparável em ratos machos e fêmeas, tornando esta tarefa útil para estudar a atenção em ambos os sexos.

Touchscreen sustentada atenção tarefa (SAT) para ratos

Sustained attention is the ability to monitor intermittent and unpredictable events over a prolonged period of time. This attentional process subserves ...

O objetivo geral desta tarefa comportamental com câmaras operantes de tela sensível ao toque é medir a capacidade de atenção sustentada de ratos. Este método pode ajudar a revelar os mecanismos neurobiológicos essenciais para uma atenção sustentada adequada, que consiste no monitoramento de eventos intermitentes e imprevisíveis ao longo do tempo. A principal vantagem desta técnica é que adaptamos uma tarefa bem validada de atenção sustentada em roedores para a câmara operante de tela sensível ao toque.Um aparelho de crescente popularidade com programabilidade para diversas tarefas cognitivas. As aplicações desta técnica estendem-se ao estudo de transtornos neuropsiquiátricos e neurodegenerativos caracterizados por déficits de atenção. Terapias para esses transtornos podem ser testadas utilizando o método apresentado aqui.Em geral, indivíduos novos neste método terão dificuldade em configurar um sistema para garantir que os ratos sejam rastreados com precisão e que os dados sejam registrados corretamente. Para este experimento, as câmaras com tela sensível ao toque devem ser preparadas dentro de cubículos de atenuação sonora. Equipe as câmaras com luz ambiente, um gerador de tom, um

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Neste relatório, nós apresentamos um sistema totalmente automatizado e altamente versátil, capaz de, simultaneamente, testar multi-cognitivas comportamentos e registro das atividades neuronais para roedores.

Um sistema totalmente automatizado e altamente versátil para testes de várias funções cognitivas e registro das atividades neuronais em roedores

Um protocolo totalmente automatizado para roedor condicionamento operante é proposto. O protocolo se baseia em controle temporal precisa de eventos comportamentais para investigar até que ponto os experimentos influências deste controle neural atividade subjacente de integração sensório-motora e controle cognitivo.

Um totalmente automatizada Roedor Condicionado Protocolo para Sensorimotor Integração e Experimentos controle cognitivo

Descrevemos os protocolos para treinar ratos para registros eletrofisiológicos crônicas em tarefas cognitivas totalmente automatizados em uma projeção Piso Maze.

Tarefas cognitivas Visuais automatizadas para gravação Atividade Neural Usando uma projeção Piso Labirinto

Este protocolo descreve a tarefa de tempo de reacção de série 5-escolha, o que é uma tarefa operante base utilizada para estudar a atenção e controlo de impulsos em roedores. Desafios dias de teste, que são modificações da tarefa padrão, aumentar a flexibilidade da tarefa e pode ser combinada com outras manipulações para caracterizar mais profundamente o comportamento.

A reação de série 5-Choice Tempo Tarefa: A tarefa de atenção e controle de impulso para Roedores

O objetivo deste protocolo é a realização de um ensaio comportamental, tais como o conjunto de atenção transferência de tarefas (AST) para avaliar a flexibilidade cognitiva prefrontal mediada pelo córtex em camundongos.

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.

Procedimentos operantes para avaliar a flexibilidade comportamental em ratos

Uma versão rato da Vigilância testes psicomotores humana (PVT) é descrito que mede aspectos de atenção semelhantes aos medido com o PVT humano, incluindo os aspectos da vigilância humana, tais como a precisão do desempenho, velocidade do motor, respondendo prematuro e lapsos de atenção.

O psicomotora Teste Rodent Vigilância (rPVT): um método para avaliar Neurobehavioral Desempenho em ratos e camundongos

Este artigo descreve um protocolo para avaliação cognitiva para modelos genéticos da doença de Alzheimer usando o sistema de IntelliCage, que é um sistema de monitoramento comportamental alto throughput automatizado com condicionamento operante.

Automatizada, a longo prazo ensaio comportamental para funções cognitivas em vários modelos genéticos da doença de Alzheimer, usando IntelliCage

Apresentado aqui é um protocolo para estabelecer infarto agudo de pontina em um modelo de rato através de estimulação elétrica com um único pulso.

Estabelecimento de Infarto Agudo de Pontina em Ratos por Estimulação Elétrica

Este protocolo descreve como construir uma pequena e versátil câmera de vídeo, e como usar vídeos obtidos a partir dele para treinar uma rede neural para rastrear a posição de um animal dentro de câmaras de condicionamento operantes. Este é um complemento valioso às análises padrão de registros de dados obtidos a partir de testes de condicionamento operantes.

Rastreando ratos em câmaras de condicionamento operantes usando uma versátil câmera de vídeo caseira e deeplabcut

O protocolo descreve como medir a resposta optomotora em esquilos terrestres de 13 linhas, uma espécie dominante de cone com características retinianas semelhantes à mácula humana. O design da plataforma melhora o manuseio e reduz a ansiedade, melhorando a capacidade do animal de permanecer na plataforma elevada, permitindo uma avaliação não invasiva das alterações na função visual.

Contenção animal não aversiva que permite o registro do reflexo optomotor em esquilos terrestres

Aprenda a avaliar a atenção sustentada em ratos usando câmaras operantes com touchscreen. Este método permite comparar o desempenho entre machos e fêmeas em tarefas cognitivas.

Touchscreen sustentada atenção tarefa (SAT) para ratos

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