Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Грызун психомоторного Бдительность Test (rPVT): Метод оценки психофизиологические качества у крыс и мышей

12K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/54629

⸱

29 декабря 2016 г.

 ,  , 
1Division of Behavioral Biology, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, The Johns Hopkins University School of Medicine, 2Applied Behavior Biology Unit, Institutes for Behavior Resources

В этой статье

Краткое содержание

Версия крыса человеческого психомоторного Бдительности Test (PVT) описывается, что измеряет аспекты внимания аналогичные тем, которые измеряются с человеческим PVT, включая аспекты человеческой бдительности, такие как точность производительности, скорости двигателя, преждевременно отвечать на запросы и провалами во внимание.

Аннотация

Психомоторного Бдительность Тест человека (PVT) является широко используемой процедурой для измерения изменений в усталости и постоянного внимания. Настоящая статья описывает версию грызуна PVT-называется "rPVT" , т.е. меры , аналогичные аспекты внимания (то есть, точность исполнения, скорость двигателя, преждевременно отвечать на запросы, и провалы во внимании). Данные представлены, которые демонстрируют как в краткосрочной и долгосрочной перспективе полезность rPVT при использовании в лабораторных крыс. Крысы легко узнать rPVT, и научиться выполнять основные процедуры занимает менее двух недель тренировок. После приобретения, крысы выступления в rPVT показывают высокую степень сходства этих же показателей эффективности в человеческом PVT, в том числе сходства, провалами во внимание, время реакции, бдительность декрементах через время сессии (т.е. человек "время-экранном задача "эффекты), и эффект отклика стимул интервал (РСИ), описанный для человека. Таким образом, гПВТ может быть чрезвычайно ценным инструментом для оценки последствий широкого спектра переменных на постоянное внимание весьма похожими на PVT представлений человека, и, таким образом, могут быть полезны для разработки новых методов лечения нейроповеденческих дисфункций.

Введение

Испытание настороженность человеческого психомоторного (PVT) является широко используемым, хорошо апробированы инструмент для измерения бдительности и постоянного внимания у людей, и был первоначально разработан Dinges и др. 1-3 для оценки стабильности во времена реакции и внимания (например, ошибки в терминах преждевременных реакций и провалами во внимание), как в рамках сессий в целом и во времени в рамках отдельных сессий. На протяжении многих лет, человек PVT был изменен и обновлен 4-11 отслеживать временные изменения в различных аспектах внимания, и было продемонстрировано , чтобы быть чувствительным к изменениям в недосыпания и усталости, и зависит от употребления наркотиков и возраст испытуемых 12 , 13. PVT, казалось бы, простая процедура, в которой субъект кратко затрагивает экран, когда стимул (как правило, номер дисплей LED) появляется случайным образом во времени, как правило, после того, как 2 - 10 с. В человеческой версии, на дисплее число увеличивается в мс и останавливается, когда тон касании экрана, что указывает на время реакции субъекта (RT). Уменьшается в зоркости обозначены 1) замедлилось время реакции, 2) увеличение провалами (называемые "упущения" в человеческой литературе, и обычно определяется как индекс РТС, которые> 500 мс в длину), и 3) увеличение преждевременным отвечать (называются «ошибки комиссии» или «ложные старты» в человеческой литературе). Другие меры также могут быть получены с помощью PVT для изучения таких переменных, как гендерные и возрастные различия; для рассмотрения этих мер см Баснер и Dinges 4. И, наконец, PVT был применен в общей области оценки риска для человека, и успешно используется в широком диапазоне рабочих областей, которые включают в себя военные, авиационные и железнодорожные отрасли, первые ответные меры, и экстремальных условиях, таких как миссий экстремальных условиях окружающей среды НАСА Операции (NEEMO), международный проект Mars500 14, а также на Международном Spacд станции (МКС). На МКС, то PVT называется "Реакция Self-Test" и используется для обеспечения астронавтов с индивидуализированной обратной усталостному (например, изменения в RTs или провалами во внимание).

Человек PVT используется уже в течение многих десятилетий, так как у грызуна версии простых задач времени реакции (которые немного похожи). Это было только недавно, однако, что прямой грызун аналог человеческого PVT сообщалось в литературе. Кристи и его коллеги описали вариант человеческого PVT для крыс, и сообщили о сокращении бдительности следующие депривации сна 15,16. Дополнительные недавние исследования сообщают о версии rPVT 17-19. Эти отчеты описали изменения в постоянном внимании следующих различных методов лишение сна; Тем не менее, данные из этих исследований также сообщили о высоком уровне преждевременный отвечать на запросы (например, в некоторых случаях, более чем 40% от общего количества RESPONSES); такие выступления совсем не похожи на любые PVT выступления с людьми. Такая большая разница в грызуна против человека выступления, вероятно из - за различий в конкретных параметрах , используемых в человеке по сравнению с грызунами версии PVT; например, Christie и др. исследование использовали случайным образом изменяющуюся 3 - 7 сек foreperiod, в то время как человек PVT обычно использует 2 - 10 с foreperiod (хотя см Баснер и др 5 для 3-минутной версии человеческого PVT , которая использует 1 -. 4 с foreperiod) , Использование относительно коротких значений foreperiod часто может приводить к животным "времени" их ответы, и, таким образом, может способствовать, с помощью случайного подкрепления, увеличение числа преждевременных реакций, как и сообщалось в текущих исследованиях на грызунах rPVT.

Версия rPVT описанного здесь основана на нашей ранее опубликованной статьи 20, а также дается подробное описание методов и процедур. Он отличаетсяиз ранее опубликованных версий rPVT в следующих аспектах: 1) Крыс тренировали с переменными значениями foreperiod 3 - 10 с, и 2) крысы быстро реагировать, так как ответы только в пределах окна короткого ответа (также называемый "ограниченным держать ") после начала стимула были усилены (1,5 сек в настоящем исследовании, 3,0 с в предыдущих опубликованных версиях rPVT). Используя эти изменения, а также краткие перерывы для неверны, приславших ответы привели к более высоким уровням контроля стимула, как показано существенное улучшение точности и снижение уровня преждевременным отвечать на запросы. В настоящем докладе также описываются предсказуемые изменения в переменных производительности (например, упущения в внимание, РЦ) , которые параллельны тем , которые наблюдаются у человека при рассмотрении настороженность декрементирует 21, а также при рассмотрении других мер , в том числе производительности человека "времени на задаче" эффекта и ответных мер , стимул интервал (RSI) эффект, который наблюдается в человеческом PVT 22.

Окончательный вариант rPVT описанного здесь начинается с поворота на дом света (рисунок 1). После того, как переменного интервала (foreperiod) 3 - 10 лет истечет, ключ нос совать горит в течение максимум 1,5 с. (Для того, чтобы обеспечить равномерное распределение foreperiods длительностей, значения генерируется случайным образом без замены из списка 36 возможных значений, которые варьируются от 3 до 10 с, на основании с шагом 200 мс.) Освещение ключа nosepoke является сигналом для животного к ответить, и ответ, который происходит от 150 до 1500 мс после начала светового усилена 45-мг таблетки. После того, как усиленный ответ, как ключевой свет нос совать и дом свет выключаются и в 1 сек между пробный интервал (ITI; дом свет выключен) вытекает. Нос тычет на перед началом света производят 8 с тайм-аут (TO) из экспериментальных непредвиденные обстоятельства, которые сигнализируют гася свет дома. Если никаких ответов не происходит в течение 1,5 с РезОкно Понс, как nosepoke свет и свет дома отключены, и через 1 с ITI вытекает. начинается Следующее запланированное значение foreperiod для последующего судебного разбирательства после того, как либо 1 с ITI или на 8 лет, в зависимости от того TO имели место во время предварительного судебного разбирательства. Сессии проводятся ежедневно (5 дней / неделю), как правило, состоят из около 200 испытаний, и заканчивается через 30 минут. В результате при каждом испытании имеет длительность около 7,5 сек, в среднем.

Формирование стабильной базовой производительности на rPVT достигается путем 1) первоначально адаптируя крысу принимать пищу гранулы из пищевой лоток в камере, 2) ручной формирования крысу, чтобы ответить на ключ совать нос путем усиления последовательных приближений к финалу нос совать ответ, и 3) проведение ежедневных сеансов , где параметры процедуры rPVT (т.е. foreperiod, ITI, TO, и ключ-подсветка раза) постепенно скорректированные в течение сессии, в зависимости от того, насколько хорошо выполняет каждую крысу во время каждой сессии (подробно описано ниже).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Лаборатория по уходу за животными была в соответствии с государственной службой здравоохранения (PHS) Политика по гуманному уходу и использованию лабораторных животных. Все процедуры проводились в строгом соответствии с рекомендациями, приведенными в Руководстве по уходу и использованию лабораторных животных Национальных институтов здравоохранения. Уход и использование комитета Institutional животных Университета Джона Хопкинса одобрил протокол и все процедуры. Джона Хопкинса также поддерживает аккредитацию своей программы Ассоциацией по оценке и аккредитации лабораторных животных (AAALAC).

1. Животные

  1. С помощью взрослого мужчины Long Evans крыс (приблизительно 10 - 12-недельного возраста в начале поведенческих обучения), хотя возможны и другие штаммы пригодны, в том числе инбредных крыс.
  2. По прибытии в колонию, дом крыс по одному в утвержденной арретирования и комнат, в связи с ограничением продуктов питания нуждается в описанных ниже. Акклиматизироваться животных в ситуации с жильем, а также обращение в течение нескольких гAYS перед началом процедуры ограничения пищи (около 7 дней).
  3. Обеспечить крысы чау вволю в течение 1 - 2 недель , чтобы крысы достичь "свободного кормления" вес. После того, как в этом весе, ограничить доступ к продовольствию для снижения веса крысиные, через 1 - 2 недели, до 85 - 90% от свободного вскармливания веса. Поддерживать животных на 85 - 90% от их веса свободного кормления во время поведенческого обучения и тестирования. Начните с 15 - 18 г корма в день и скорректировать эту сумму в зависимости от того или нет поддерживать скорость его целевого веса.
    Примечание: ограничение продуктов питания , как правило , требует утверждения своей институциональной ACUC или иной регулирующий орган до начала ограничения.
  4. Взвешивание животных ежедневно и записывать вес на вес листов. Убедитесь, что взвешивание производится в то же время и в том же масштабе каждый день до начала любого поведенческого обучения или кормления.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Только начните pretraining (ниже) , когда животныедостигли своих целевых весов. Эта практика позволяет оперативно принимать поправки к пище сумм для животных, которые находятся под или над их целевым весом. Она также обеспечивает способ, чтобы определить, является ли крысы поддержания веса в 24-часовых интервалах. Также следует избегать взвешивания крыс в разное время суток; это приведет к драматическим различиям в весе, неправильными кормлений, и плохие поведенческие представления.
  5. Обеспечить пресной воды во все времена в домашней клетке путем использования стеклянных или пластиковых бутылок с резиновой пробкой топов и Sipper труб.
  6. Когда занятия не проводятся (например, выходные, праздники), кормить крыс их нормальное выделение корму для крыс для поддержания стабильности веса. Взвешивание крыс, чтобы определить, больше пищи необходимо для поддержания веса в это время.

2. Оборудование и программное обеспечение

  1. Используйте стандартные модульные оперантного камеры , оснащенные одним носом ключ совать, домашний свет, и гранул дозатором (т.е. фидер).
  2. Поместите модульный ключ нос совать по обе стороны от расположенного в центре гранул дозатора; обеспечение того, чтобы это размещение остается последовательным в других оперантного камер и различных исследований. Здесь основной нос совать находится на левой стороне гранул дозатора.
  3. Поместите модульный дом свет высоко на задней стенке камеры таким образом, чтобы не создавать помехи другим поведением.
  4. Пищевые гранулы Использование крысы (например, Нойес 45 мг гранул или в аналогичных) для армирования. Модель питатель определяет размер гранул пищи, но большинство питатели крыс используют 45 мг пищевые гранулы (питатели мыши обычно используют 20 мг пищевых гранул). С помощью стандартного корма гранул, но другие гранулы могут быть приобретены (например, сахароза) для различных экспериментальных манипуляций.
  5. Контроль стимула презентации, входы реагирования нос тыкать, поставка арматуры, а также сбор данных через интерфейс, подключенный к компьютеру. Связаться с авторами для получения конкретной информации относительно поведенческих программ, написанных сязык программирования , специально разработанный для тестирования поведения (см Таблицу материалов и реагентов).
    Примечание: Важно , чтобы записать независимые и зависимые переменные на пробное-по-экспериментальной основе, в том числе видов животных реагирования (например, правильные ответы, преждевременных ответов, скучает), задержки отклика, и количество испытаний , представленных. При использовании различных штаммов, пола или видов, эти переменные могут быть легко изменены, чтобы максимизировать обучение практически любого типа грызуна.

3. Pretraining

  1. Назначают каждое животное к оперантного камере, где он будет тестироваться каждый день, и примерно в то же время суток, в течение всего эксперимента.
  2. Взвесьте крысы и поместить его в своей специфической оперантного камере с пищевыми гранул в гранул дозатором. Поместите 10 - 20 пищевых гранул в емкости для крысы, чтобы поесть.
  3. Для pretraining, установите следующие параметры к низкому уровню, фиксированные значения:значение foreperiod = 2 s, значение тайм-аута = 2 s, ограничено Hold = 10 с.
  4. Запустите компьютерную программу для управления презентацию дома света, nosepoke подсветка клавиш, а также автоматическую доставку еды гранул.
    Примечание: Лучше всего иметь поведенческую программу установки до уровня , который позволяет для частого подкрепления для большинства ответов , полученных от животных, таких , что ключ нос совать освещается в течение относительно длительного периода времени (например, 10 лет) , Это повышает вероятность того, что крыса будет совать ключ, пока он горит, в результате чего поставки еды подкреплением с помощью компьютерной программы.
  5. После того, как крыса заканчивает пищевые гранулы, начать процесс укрепления формообразование крысу, когда она приближается к пищевой емкости или ключ нос совать. Здесь вручную формировать каждую крысу, а это значит, что экспериментатор наблюдает за поведением крысы (оставляя звукопоглощающий кабина двери открытыми) и поставляет пеллеты из подающего лоткакак можно быстрее после того, как крыса испускает желаемое поведение. Доставка гранул с помощью кнопки на самой фидера, через ручной переключатель, который подключается к фидера или через компьютерное программное обеспечение, используемые для управления поведением непредвиденные обстоятельства, нажав на соответствующий выход на интерфейсе.
  6. С помощью метода формирования путем последовательных приближений, обеспечивают пищевой упрочнитель для изменения поведения, последовательные приближения к конечной требуемой поведения 23. Например, как только крыса надежно извлечения пищевых гранул из пищевого сосуда, не начинают усиливающий только движение в сторону или вокруг клавиши совать нос, и больше не усиливать подходы к пищевой емкости. Здесь, крысы формы, чтобы двигаться влево после извлечения шарик пищи, так как ключ нос совать расположен слева от пищевой емкости в оперантного камерах.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Несмотря на то, что экспериментатор поставляет пищевые подкреплений во время начала pretrAining, компьютерная программа продолжает работать и контролировать дом свет, nosepoke ключ и фидер. Если крыса тычет ключ, компьютерная программа укрепит его автоматически. Экспериментатор армированных поведения являются только те , которые приводят к крысу совать освещенную ключ, например, нюхают ключ или вокруг него, перемещая голову рядом с ключом или к нему, и т.д.
  7. Определить количество пищи , полученных во время сессии pretraining путем подсчета количества гранул , поставляемых вручную плюс любые гранулы , поставляемые автоматически с помощью компьютерной программы (например, гранулы доставлены , потому что крыса ткнул освещенную ключ). Умножьте это число на 0,045 г , чтобы определить общую пищу заработанную (например, 30 гранул х 0,045 г = 1,35 г).
  8. Удалить крысу и поместить его обратно в дом клетке. Вычесть, вручную, количество пищи заработал (см 3.7) в поведенческой сессии от ежедневной еды отводу крысы. Поток остаток пищи отводе на крыс послеповеденческий тренинг. Поток как минимум 30 мин после завершения поведенческой сессии, чтобы избежать усиления еды домашней клетки сразу после непроизводственных сессий.
  9. Очистите оперантное камеру ежедневно с мягким дезинфицирующим средством (например, мыла и воды). Используйте 70% этанола с осторожностью, учитывая, что это может привести к повреждению оперантного камер. Проверьте ключ нос ткнуть ежедневно, чтобы поддерживать надлежащее рабочее состояние и чистоте с дезинфицирующим средством, когда это необходимо, так как ключ, который прилипает или блокируется на месте будет снизить производительность животного, если не отремонтировать быстро.
  10. Сформируйте каждую крысу в этой манере, пока крыса не выделяет 40 - 50 правильных ответов компьютерных армированных (не вручную или экспериментатор армированные) на освещенной клавиши, извлекает каждый шарик пищи, и возвращается к и тычет нос ключ совать без дополнительного формирования. Как правило, крысы требуют примерно 2 - 3 30-минутных сеансов для достижения этих критериев (см рисунок 2).
    ЗАМЕТКА:Ручная поставка пищевых гранул не требуется после того, как крыса надежно тыкать ключ и получения подкрепления пищевых продуктов, поставляемое с помощью компьютерной программы.

4. Обучение rPVT

  1. После того, как в форме, начните крысы при фиксированном, относительно короткий интервал foreperiod и TO значение (например, 2 с) на следующей 30-минутной сессии, пока крыса не будет завершена 8 из 10 правильных испытаний. Для каждого из этих испытаний во время тренировки, освещают ключ совать нос в течение определенного периода времени достаточно долго для крысы, чтобы сделать ответ. Здесь, удерживайте клавишу освещенного в течение 9 секунд; это окно ответа также называют ограниченным владением (LH).
  2. Используйте относительно короткий тайм - аут (TO; например, 2 с) в качестве наказания за преждевременных ответов, или отвечать на запросы до освещения ключа нос совать. Во время ТО, крысы не имеют возможности заработать еду. Здесь, TO и значение foreperiod те же продолжительность во время этих тренировок и изменения в том же темпе.
  3. После того , как крыса завершает 8 из 10 правильных испытаний, повысить foreperiod , а также на 0,1 с (то есть до 2,1), в то время как сокращение LH на 0,1 с (то есть до 8,9). Лучше всего использовать компьютерную программу, которая может автоматически сделать эти настройки во время сеанса.
    Примечание: При обучении мышей на rPVT, более длинный ITI используется , так как мыши , требуется больше времени , чтобы потреблять пищевые гранулы. Здесь, используйте 30 ITI S для обучения и тестирования мужчин C57BL / 6J. Кроме того, поскольку мышь может весить ~ 20 г, он будет потреблять значительно меньше гранул во время сеанса. Таким образом, сократить типичную сессию, имея ее конец, когда максимум 50 таблеток начисляются; критерий для увеличения foreperiod и TO также изменяется на 4 из 5 правильных испытаний, прежде чем увеличение foreperiod, а также на 0,1 сек.
  4. После того , как 30 минутный сеанс закончен, записать окончательный foreperiod крысу , достигнутая во время тренировки (например, 4,2 с), либо в качествеpreadsheet или вручную на листе данных, а количество пищи заработал, которая рассчитывается путем умножения количества правильных судебных процессов времен 0,045 г (например, 100 правильных испытаний х 0,045 г = 4,5 г). Вычтите эту сумму еды от ежедневного отводу крысы и кормить крыса оставшуюся еду в домашней клетке.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Ежедневные файлы данных записать окончательный foreperiod , достигнутую каждой крысы. Расчет, чтобы определить количество пищи, полученной в ходе сессии может быть сделано автоматически с помощью компьютерной программы или вручную с помощью уравнения выше. Food заработал вычитается вручную из каждой крысы ежедневная пища отвода.
  5. На следующий день, начните тренировку 30 мин с foreperiod, которая составляет 300 мс ниже значения крыса завершившегося в предыдущей сессии. Например, если крыса закончилась на 4,2 сек, эта сессия начинается с 3,9 сек. Продолжить повышение foreperiod на 0,1 с, как крыса завершает 8 из 10 правильных испытаний на каждом foreperiod, Until крысы достигают foreperiod 10 с. Таким образом, крысы будут испытывать все возможные foreperiods.
    Примечание: Когда крысы достигают foreperiod 9,7 - 10 с, К остается на 8 с и ЛГ 1,5 сек.
  6. В конце каждой сессии, ежедневно проверять производительность крысы в ​​течение этого времени, исследуя процент правильных испытаний, преждевременных испытаний и промахов. Крысы обычно поддерживают в среднем 40 - 90% правильных ответов во время этих тренировок, средний процент правильных неуклонно растет по обучению. Здесь экспортировать ежедневные данные для каждой крысы в ​​таблицу, которая вычисляет эти проценты, чтобы отслеживать ежедневную производительность сеанса.
  7. После того, как крыса достигает foreperiod 10 с, начать следующий последующие 30 мин сеанс с foreperiods, представленные через случайные промежутки времени, начиная с foreperiods от 7 - 10 с. Убедитесь, что ТО и ЛГ остаются в 8 и 1,5 с соответственно. Здесь, компьютерная программа управления behavioraл непредвиденных обстоятельств автоматически переключается из представления восходящие foreperiods к переменной foreperiods раз каждая крыса достигает 8 из 10 критерия на 10-сек foreperiod.
  8. После того, как крыса поддерживает по крайней мере, 70% правильно со случайным образом представленных foreperiods между 7 - 10 сек, изменить программу, чтобы представить foreperiods через случайные интервалы времени, начиная с foreperiods от 5 - 10 с. Изучить ежедневную производительность каждой крысы в ​​течение этого времени, потому что это изменение часто случается в течение сеанса.
  9. После того, как крыса поддерживает 70% правильных ответов, изменить программу еще раз, чтобы представить полный спектр foreperiods (3 - 10 лет) через случайные промежутки времени в течение 30 мин сессии. Способом, аналогичным 4.8, исследовать суточную производительность каждой крысе в течение этого времени, потому что это изменение часто бывает в течение сеанса.
    ПРИМЕЧАНИЕ: компьютерная программа управления поведенческие непредвиденные обстоятельства автоматически делает эти изменения , основанные на выполнении каждой крысы (например, 4,7 - 4,9).Важно только сделать изменения в 4.9, когда вероятность успеха крысы высока (> 70% правильных ответов), так как крысы часто принимают стратегию реагирования случайным образом во времени, вместо того, чтобы должным образом ожидания и присутствовать на раздражитель. Если успех крыса крыса находится на низком уровне, повторите 4.7 - 4.9.
  10. Для критериев Приобретение, определить базовые представления как стабильное, когда на 4-х из 5 ежедневных сеансов в течение недели, процент крыс правильных ответов составляет 75% или выше во время сеанса, и процент преждевременных ответов составляет менее 30%.

5. Анализ данных по основным мерам реагирования

  1. Для того, чтобы оценить поведенческие представления во время приобретения, использования повторных измерений ANOVAs, при повторном фактор либо сессии, времени на целевой стоимости или Foreperiod значение для каждого измерения производительности, описанных ниже.
    Примечание: В данном случае исследования используют как внутригрупповой и между-субъектами конструкции, где мы сравним всех животных , чтобы их OWN исходные условия после экспериментального состояния и сравнения экспериментальных животных с контрольными животными следующие же манипуляции. Когда устойчивые поведенческие базовые уровни достигаются, использование в пределах-субъектов конструкции будет ограничивать количество крыс, необходимых.
  2. Определение преждевременных ответов как ответы до наступления основного источника света или в течение первых 150 мс ключевой свет находясь на.
  3. Определить правильные ответы как ответы, сделанные после того, как ключевой свет загорается, с минимальной задержкой более чем 150 мс и максимальной задержкой длины окна ответа; здесь, 1500 мс.
  4. Определение промаха (или бездействие), как испытания, на которых субъект не в состоянии сделать ответ.
  5. Определение латентность отклика, прошедшее время (в мс) от света начала депрессии носа совать ключ; называемый также время реакции (RT).
  6. Определить общие испытания как количество преждевременных ответов плюс правильные ответы плюс промахов.
    Примечание: В PVT выступления человека, преждевременное Резлуж и промахи во внимание может быть довольно редко, и следователи чаще сообщают только фактические исходные частоты этих мер. Тем не менее, это не так, в спектаклях с крысами. Для обеспечения сравнения между различными версиями rPVT в литературе, представлены показатели деятельности крысиные здесь в процентах от общего количества проб. Использование компьютерной программы, которая может записывать и пометить каждый из этих пунктов на проб по-экспериментальной основе для последующего анализа является предпочтительным, так как крысы завершит более 200 испытаний за 30 мин сессии и часто отвечают критериям для перехода к следующему шагу в процедуре подготовки кадров в рамках сеанса.

6. Дополнительные меры эффективности Вычисляемые

  1. В течение 30 мин поведенческой сессии, определяют как провалы правильных ответов, в которых РТ было больше, чем в два раза среднее время реакции для сеанса каждой крысы (сделано после сеанса); также включать пропущенные испытания в расчете покадровой.
    НЕТTE: В человеческом PVT, промахи , как правило , определяется как время реакции (RT)> 500 мс 4. Для грызунов, то лучше выполнять апостериорных сравнений средней RT каждой крысы - приобретенные из проб с помощью судебного процесса анализа, описанного выше, - вместо того, чтобы сравнивать их с пороговым значением, из-за изменчивости в RTs от отдельных крыс. Этот метод аналогичен провалами в других опубликованных версиях rPVT 15,16. Здесь и в других опубликованных версиях, промахи также включать пропущенные испытания (промахи = ответы с RTs> дважды среднее RT для сеанса, а также промахов), потому что пропущенные испытания в человеческом PVT, записываются в виде провалов, а также.
  2. Определить расчетную частоту ложных тревог, вычисляя процент преждевременных реакций, которые происходят в течение фактического 3 - 10-секундного интервала, когда стимул мог появиться.
    Примечание: Эта мера используется подмножество преждевременных реакций , которые происходят только в то время , когда может возникнуть стимул,т.е. преждевременные реакции , которые происходят в пределах 3 - 10 сек foreperiod окно. Эта мера не включает в себя преждевременные реакции до начала 3-х, потому что стимул свет никогда не будет освещен в течение этого времени. Вот, это подмножество преждевременных ответов автоматически сортируется от всех преждевременных ответов в таблице компьютерной программы.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Исходные Rat rPVT исполнениям

С помощью параметров, описанных здесь, 86,7% из 122 самцов крыс достигли окончательных параметров rPVT в среднем в пределах 9,0 (SD = 10,13; п = 122) компьютерные автоматизированные учебные занятия (описанные в 4.1 - 4.9 rPVT обучения, в нашем опыте, только примерно 2% крыс не приобретет rPVT). Использование существующей методологии, крыс в среднем 73,4% правильно отвечает, 18,6% промахи во внимание,...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Методология, описанная здесь, приводит к rPVT характеристик у крыс, которые сравнивают благоприятно во многих аспектах к типичной производительности PVT сообщили в человеческой литературе. Использование настоящей методики, можно быстро обучить крыс выполнять rPVT, и рабочие характеристики, полученные с помощью этих методов , характеризуются четкими различений (т.е. высокий уровень правильного реагирующих, низкий уровень преждевременными отвечать на запросы и провалами). Кроме того, время реакции распределения ,...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Это исследование было поддержано NASA (NNX15AC17G to CMD) и соглашением о сотрудничестве NASA NCC 9-58 (E000010 to CMD, NBPF02802 и NBPF04201 to RDH) с Национальным институтом космических биомедицинских исследований.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Модульная крысиная операционная камера с полом из нержавеющей сталиMed AssociatesENV-008Med Associates Inc.
PO Box 319
St. Albans, Vermont 05478,
США
Телефон: (802) 527-2343
Звукопоглощающая камера Med AssociatesENV-022MDДома для крыс оперантная камера
Комнатный фонарь для крысMed AssociatesENV-215M
1" диаметр ключ для ответа на крысиный носMed AssociatesENV-119M-1
Контейнер для пеллет, тип корытаMed AssociatesENV-200R2M
Модульный дозатор гранул для крыс, 45 мгMed AssociatesENV-203M-45
Операционный пакет PCI для 8 оперантных камерMed AssociatesMED-SYST-8
SmartCtrlMed AssociatesDIG-716P1Этот каталожный номер имеет 8 выходов и 4 входа, что является минимумом, необходимым для запуска rPVT; SmartCtrl также можно приобрести с 16 выходами и 8 входами для большей гибкости
Программное обеспечение Med-PC IVMed AssociatesSOF-735
PC компьютер со слотом для PCI-картыЛюбой производитель (например, Dell)Для использования операционного пакета PCI требуется компьютер со слотом для PCI-карты. Доступны системы, использующие PCIe. Свяжитесь с Med Associates для получения подробной информации.
Гранулы Dustless Precision 45 мг для грызунов на основе зернаBio ServFO165Bio-Serv
One 8th Street, Suite 1
Frenchtown, NJ 08825, США
Телефон: (800)-996-9908;     Обычно используются стандартные гранулы чоу. Различные гранулы (например, сахароза) можно приобрести в Bio Serv.

Ссылки

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

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Оценка нейроповеденческих функцийизмерение устойчивого вниманияобучение в оперантной камереподкрепление пищевыми грануламиреакция нажатием носаанализ интервала предсигнального периодаизмерение времени реакцииотслеживание снижения бдительностимониторинг преждевременных ответов
Грызун психомоторного Бдительность Test (rPVT): Метод оценки психофизиологические качества у крыс и мышей
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.