К вниманию набор Переход Задача: Мера когнитивной гибкости у мышей

Цель этого протокола заключается в выполнении поведенческого анализа, таких как сосредоточения внимания множества переключения задач (AST) для оценки префронтальная кора-опосредованной когнитивной гибкости у мышей.

Общая цель этой процедуры — измерить когнитивную гибкость, опосредованную префронтальной корой головного мозга в мышиной модели. Это достигается путем обучения подопытной мыши копать маленький горшок, чтобы получить в награду пищу на втором этапе. Вознаграждение за закопанную еду связано с определенной контекстуальной очередью, так что мышь может правильно найти и извлечь награду в восьми последовательных попытках без ошибок.

Затем с помощью серии изменений пар наград в очереди в соответствующем измерении. Мышь учится обращать внимание на соответствующий размер очереди, игнорируя нерелевантный размер, чтобы найти и получить награду. На последнем шаге сопряжение наград в очереди переключается таким образом, что ранее нерелевантный параметр теперь актуален для облегчения успешного определения местонахождения и извлечения награды.

В конечном счете, увеличение среднего числа попыток для достижения критерия между экспериментальными группами на этапах реверсирования интерпретируется как когнитивная негибкость. Хотя этот метод может дать представление о фундаментальной нейробиологии когнитивных функций, опосредованных префронтальной корой, он также может быть применен ко многим другим модельным системам, таким как трансгенные модели или модели хронических заболеваний, с преимуществом превосходной трансляционной валидности. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут испытывать трудности, потому что мыши не были должным образом обучены или обучены до начала тестирования.

Демонстрировать процедуру будет Джиллиан Хейслер, недавняя выпускница докторантуры моей лаборатории, которой будут помогать Лэйни Ритас и Хуан Моралес, оба научные сотрудники в лаборатории «Перед началом». С ограничением пищи обрабатывайте каждую мышь две-три минуты в день в течение восьми дней, чтобы снизить стресс, связанный с обращением во время тестирования. Если в тестировании группы мышей должно быть задействовано несколько экспериментаторов, убедитесь, что каждый экспериментатор участвует в процессе обработки.

Взвесьте и запишите массу тела каждого животного за каждый день обработки. Затем, за четыре дня до начала акклиматизации, поместите две формочки в переднюю часть каждой домашней клетки, чтобы дать мышам возможность акклиматизироваться к тестовым горшкам. Добавляйте два грамма пищи и один кусочек пищи в формочки каждый день в течение четырех дней, чтобы поддерживать мышей на уровне от 80 до 85% от их свободного веса тела.

Затем за день до процедуры акклиматизации смените подстилку в домашней клетке за два дня до начала тренировки и во время темного цикла под красным светом, расстелите небольшое количество грязной подстилки из домашней клетки по всей камере, чтобы внести знакомый запах и уменьшить стресс от нахождения в новой обстановке. Поместите чистую формочку с водой в зону ожидания камеры и две формочки, которые использовались для ограничения потребления пищи в тестовой зоне, с примерно 20 миллиграммами пищевого вознаграждения в каждой емкости. Затем перенесите мышь в зону ожидания и снимите стартовые ворота.

Позвольте мыши исследовать камеру в течение одного часа. Непрерывное добавление кусочков злаков в пустые формочки, чтобы побудить мышей часто исследовать зону тестирования и горшки. Позаботьтесь о том, чтобы мышь могла видеть экспериментатора на протяжении всего периода акклиматизации, чтобы присутствие экспериментатора не было дополнительным стрессовым фактором.

Во время тестирования. Начните обучение на 15-й день, поместив мышь в зону ожидания. Затем поместите пустые формочки, каждая из которых содержит награду за еду, в испытательную зону и поднимите стартовые ворота.

Подождите у мыши три минуты, чтобы получить обе еды, повторив это извлечение еды несколько раз. Постепенно добавляйте в горшки чистую подстилку для клеток в каждой последующей попытке. Продолжайте давать мышке три минуты, чтобы достать награду за еду из каждого горшка, прежде чем закончить испытание.

Как только мышь получит награду в виде еды из каждого горшка, переходите к следующему испытанию. Если мышь не предпринимает попыток копать, то после того, как еда частично покрыта, может быть предоставлена награда. Продолжайте добавлять подстилку после каждой попытки до тех пор, пока награда за еду не будет полностью покрыта, и мышь не продемонстрирует способность копать в полном горшке.

Чтобы найти награду за еду во время обработки в день тестирования, дайте каждой мыши одну награду за еду, чтобы избежать недостатка концентрации во время тестирования из-за голода. На этапе распознавания символов присутствует только одно Q-измерение. В качестве примера здесь можно привести субстрат для копания, полностью накрыть пищевую награду средой и посыпать все горшки зерновой пылью.

Обратите внимание, что когда запах имеет соответствующее значение Q, подстилка из опилок является субстратом для копания в обоих горшках. Затем поместите мышь в зону ожидания с закрытыми стартовыми воротами и горшками по обе стороны от испытательной камеры. Теперь снимите ворота и запустите таймер, чтобы начать тестирование.

Дайте мыши три минуты на то, чтобы сделать выбор, записывайте, была ли предпринята правильная или неправильная попытка копания или выбора, а также время, прошедшее до того, как мышь сделала выбор для каждой попытки. Если мышь не сделала выбор в течение трех минут, запишите этот выбор также как неправильный. После того, как выбор был сделан в пользу одного из горшков, извлеките из испытательной камеры невыбранный горшок.

Если правильный выбор чувствуется, то в этом примере дайте мышке доесть еду. Если неправильный выбор сделан на бумаге, в этом примере позвольте мыши исследовать горшок, чтобы показать, что за этот выбор нет награды за еду. Вне зависимости от выбора.

В конце каждой попытки поместите мышь обратно в зону ожидания и установите на место стартовые ворота. Затем в последующих попытках, используя парные среды и органы чувства, как показано в таблице, с помощью щипцов поместите в горшок кусочек пищи, который указывает на правильный выбор в соответствии с той же процедурой, что и только что продемонстрированная. В качестве примечания, обязательно отправьте POTS заблаговременно, чтобы сильный первоначальный запах рассеялся до начала тестирования. Тестирование.

На этом графике показано среднее число попыток для удовлетворения критерия на каждой стадии у необработанных мышей C 57 черного цвета шесть J. С помощью набора внимания показывается задача смещения или СТ. Различия на стадии простой дискриминации выражаются в увеличении числа попыток для удовлетворения критерия, когда запах является релевантной очередью.

Как показано здесь, нормализация данных о производительности уменьшает вариативность, связанную с обучением первоначально релевантной очереди, и улучшает визуализацию улучшенной производительности на последующих этапах межпространственного сдвига. Значительное увеличение количества испытаний, необходимых для выполнения критерия во время сдвига в дополнительном измерении по сравнению с предыдущим межпространственным сдвигом, является важной мерой контроля валидности теста. До этапа сдвига во внепространственном пространстве мыши учились обращать внимание на одно релевантное Q-измерение, чтобы найти вознаграждение.

Интересно, что анализ внутрипространственных и внепространственных сдвигов в необработанных данных показывает значительное увеличение числа попыток, необходимых для достижения критерия между вторыми внутрипространственными и внепространственными сдвигами. Кроме того, значительный внутрипространственный сдвиг был очевиден между вторым и третьим межпространственными сдвигами по сравнению с внепространственным сдвигом, когда данные были нормализованы в соответствии с производительностью на стадии простой дискриминации. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о том, что необходимо свести к минимуму отвлекающие факторы окружающей среды, такие как пешеходное движение, внутреннее пространство рядом с испытательной зоной, отвлекающие запахи, такие как сильные духи, или смена клетки во время этапов обучения и тестирования.

После просмотра этого видео вы должны хорошо понять, как выполнять задачу по переключению набора внимания у мышей, используя легкодоступные материалы и обычные лабораторные принадлежности.