Touchscreen sustentada atenção tarefa (SAT) para ratos

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, uma câmera posicionada acima, uma tela sensível ao toque e um dispensador de pellets com área de recompensa alimentar.

A área de recompensa do alimentador pode ser iluminada. Antes de carregar os pellets de recompensa de 45 miligramas, agite-os para remover o pó usando um peneiro de farinha. Esse pó pode entupir o alimentador.

Se os ratos estiverem equipados com um implante craniano, utilize um alimentador com uma abertura grande. Alimente cada câmara com uma máscara de acrílico preto para limitar as áreas de resposta na tela sensível ao toque. Deixe um orifício circular central para o estímulo luminoso e dois orifícios quadrados de resposta abaixo do orifício central, posicionados ao centro.

Enquanto em uso, opere a câmara em uma cabine de atenuação sonora. Isso conclui os preparativos da câmara. O protocolo textual descreve como definir os parâmetros para o experimento.

Para este experimento, os ratos podem ser alojados individualmente ou em grupos. Antes de iniciar um estudo, manuseie os ratos diariamente por cinco minutos por dia, durante cinco dias consecutivos. Use sempre equipamento de proteção individual.

Inicie a restrição alimentar três dias antes de começar a modelagem do comportamento. No primeiro dia, registre o peso de cada rato em alimentação livre e calcule o peso-alvo, que corresponde a 85% do peso em alimentação livre. Antes da modelagem, exponha previamente os ratos a 15 pellets de recompensa alimentar na gaiola de origem.

Após a restrição inicial de alimento, ajuste a ingestão alimentar para manter o peso-alvo, permitindo um leve ganho de peso ao longo do tempo. Antes de iniciar um novo cronograma, restrinja um pouco mais do que o habitual a alimentação dos ratos, para aumentar sua motivação. Nos dias em que os ratos não realizarem a tarefa, aumente sua alimentação em pelo menos um grama para compensar a ausência de recompensas em forma de pellets.

Após cada sessão, espere pelo menos 30 minutos antes de fornecer alimento, para evitar criar uma associação entre a sequência de testes e o horário de alimentação. Se os ratos forem mantidos em grupo, alimente-os separadamente por uma hora antes de reuní-los. Como preparação, ligue o equipamento.

Certifique-se de que os dispensadores de pellets estão cheios com pellets e de que a máscara está posicionada diante da tela sensível ao toque. Em seguida, verifique o funcionamento de cada caixa. Teste o dispensador de pellets, a tela, as luzes e o gerador de tons.

Testar o funcionamento das câmaras no início de cada dia é essencial, pois qualquer pequena falha pode confundir os animais e impedir que aprendam a tarefa ou desempenhem um nível normal. Em seguida, revise o cronograma para carregar as caixas. Preste muita atenção ao grupo de teste e insira as informações relevantes sobre o ID do animal, sexo, condição experimental, iniciais do usuário e outras anotações.

Com todos os preparativos feitos, retire os sujeitos. Geralmente, teste as ratas pelo menos 30 minutos após o início do ciclo escuro. Para trabalhar com as ratas no escuro, use luzes vermelhas acopladas à cabeça.

Ao transportar as ratas durante o ciclo escuro, cubra as gaiolas com toalhas pretas. Uma vez na sala de comportamento, coloque as ratas na caixa apropriada e inicie a sessão para a tarefa de atenção sustentada. Na tarefa de atenção sustentada, as ratas são treinadas para distinguir ensaios com sinal de ensaios sem sinal.

Os ensaios de sinal incluem um flash de luz de duração variável, seguido por um tom audível e uma janela de resposta de quatro segundos. Durante os quatro segundos, se o rato tocar na área correta da tela. Nesse caso, é a área de resposta correta, o rato é recompensado com um pellet de alimento e isso é chamado de acerto.

Se o rato tocar na outra área de resposta, isso é considerado um erro e o rato não é recompensado. Um ensaio sem sinal não inclui a luz e o rato deve tocar em uma parte diferente da tela para indicar que nenhum sinal foi detectado, a fim de receber uma recompensa. Uma resposta correta em um ensaio sem sinal é chamada de rejeição correta.

Se a rata tocar na outra área de resposta em um ensaio sem sinal, isso é considerado um alarme falso e não é recompensado. As áreas de resposta corretas para ensaios com e sem sinal devem ser contrabalançadas entre os indivíduos. Para ensaios com e sem sinal, a falha em emitir qualquer resposta durante a janela de resposta é contada como uma missão não realizada e não é recompensada.

Existe também uma versão com estímulos distratores da tarefa de atenção sustentada, na qual a luz da caixa pisca durante o segundo dos três blocos de ensaios. Após iniciar uma sessão, monitore os ratos durante os primeiros minutos para garantir que tudo esteja funcionando corretamente. Em seguida, verifique o desempenho deles intermitentemente.

Após a conclusão de uma sessão, registre os dados resumidos e quaisquer problemas no caderno de laboratório. Entre os ensaios, limpe cada câmara com etanol a 10% e substitua o forramento. Após concluir todos os ensaios do dia, limpe minuciosamente as câmaras com etanol a 10%, garantindo que a grade do piso fique o mais limpa possível.

Em seguida, substitua a cama. Após cada sessão, é recomendável atualizar completamente as planilhas e fazer backup em um servidor separado. O número mediano de dias para atingir os critérios no SAT foi de 54,5 dias para ratos machos e 62 dias para ratas fêmeas, sem diferença significativa.

As medidas de desempenho na tarefa SAT mostraram que, com base nas porcentagens de acertos e rejeições corretas, os homens e as mulheres foram igualmente precisos nos ensaios sinalizados e não sinalizados. Uma medida geral do desempenho intencional, o índice de vigilância ou VI, também mostrou valores semelhantes entre os sexos. Além disso, não houve diferenças entre os sexos nas baixas porcentagens de omissões registradas.

Durante as tarefas, o sinal visual variou entre 500, 50 e 25 milissegundos, e o desempenho diminuiu com sinais mais curtos. Não houve efeito principal com base no sexo. Para aumentar as exigências atencionais, a luz da caixa foi piscada como distrator durante o segundo dos três blocos de ensaios, em um subconjunto de ratos.

Como esperado, houve um efeito principal para o bloco de ensaio. Com o desempenho declinando no segundo bloco e se recuperando no terceiro. Inesperadamente, as fêmeas tiveram desempenho significativamente pior do que os machos.

Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como testar a atenção sustentada em ratos utilizando câmaras operantes com tela sensível ao toque. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de acompanhar o desempenho de cada animal individualmente e ajustar a alimentação conforme necessário, para garantir que eles adquiram a tarefa o mais rapidamente possível. Não se esqueça de que, ao trabalhar com roedores, o protocolo deve primeiro ser aprovado pelo IACUC e o equipamento de proteção individual deve ser sempre utilizado.