15 сентября 2017 г.
Постоянного внимания, или непрерывно мониторинг ситуаций для прерывистого и непредсказуемых событий, является важнейшим аспектом познания. Здесь мы подробно как проверить постоянное внимание у крыс с помощью сенсорного экрана оперантной камер. Мы демонстрируем сопоставимой производительности в самцов и самок крыс, что делает эту задачу полезно для изучения внимание в обоих полов.
Общая цель этой поведенческой задачи с помощью оперантных камер с сенсорным экраном состоит в том, чтобы измерить устойчивую способность к концентрации внимания у крыс. Этот метод может помочь раскрыть нейробиологические механизмы, критически важные для соответствующего устойчивого внимания, которое заключается в мониторинге прерывистых и непредсказуемых событий с течением времени. Основное преимущество этой методики заключается в том, что мы адаптировали хорошо проверенную задачу на поддержание внимания грызунов к оперантной камере с сенсорным экраном.
Аппарат растущей популярности с программируемостью для многих когнитивных задач. Применение этого метода распространяется на изучение нейропсихиатрических и нейродегенеративных расстройств, характеризующихся нарушением внимания. Методы лечения, для которых можно протестировать с помощью метода, представленного здесь.
Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут испытывать трудности с настройкой системы, гарантирующей, что крысы точно отслеживаются и что данные должным образом записываются. Для этого эксперимента камеры с сенсорным экраном должны быть подготовлены в боксах шумоподавления. Оборудуйте камеры домашним светом, тон-генератором, камерой, расположенной выше, сенсорным экраном и дозатором гранул с зоной вознаграждения кормушки.
Зона поощрения кормушки может быть подсвечена. Перед загрузкой гранул калибра 45 миллиграммов стряхните с них пыль с помощью просеивателя муки. Эта пыль может засорить кормушку.
Если крысы оснащены имплантом головы, используйте кормушку с большим отверстием. Наденьте на каждую камеру черную акриловую маску, чтобы ограничить зоны отклика на сенсорном экране. Оставьте центральное круглое отверстие для светового стимула и два квадратных отверстия под центральным отверстием, расположенным в центре.
Во время использования управляйте камерой в ячейке шумоподавления. На этом подготовка камеры завершена. В текстовом протоколе описано, как задать периметры для эксперимента.
Для этого эксперимента крысы могут содержаться индивидуально или в группах. Перед началом исследования обрабатывайте крыс ежедневно по пять минут в день в течение пяти дней подряд. Всегда надевайте средства индивидуальной защиты.
Начните ограничивать пищу за три дня до начала формирования поведения. В первый день запишите вес каждой крысы при свободном кормлении и рассчитайте их целевой вес, который составляет 85% от веса свободного кормления. Перед формированием подготовьте крыс к 15 гранулам корма в их домашней клетке.
После первоначального ограничения потребления пищи отрегулируйте потребление пищи, чтобы поддерживать целевой вес, допуская небольшое увеличение веса с течением времени. Перед началом нового графика питания ограничьте крыс немного больше, чем обычно, чтобы повысить их мотивацию. В дни, когда крысы не выполняют задание, увеличьте количество их пищи хотя бы на один грамм, чтобы компенсировать неполучение вознаграждения в виде гранул.
После каждого сеанса подождите не менее 30 минут, прежде чем давать пищу, чтобы избежать ассоциации между последовательностью тестирования и временем кормления. Если крысы содержатся в группе, кормите их отдельно в течение часа, прежде чем перегруппировать. В процессе подготовки включите оборудование.
Убедитесь, что дозаторы гранул заполнены гранулами, и убедитесь, что маска находится на месте перед сенсорным экраном. Затем проверьте функцию каждого поля. Проверьте дозатор пеллет, экран, свет и тон-генератор.
Проверка работы камер в начале каждого дня имеет решающее значение, потому что любая небольшая неисправность может сбить животных с толку и помешать им освоить задачу или выполнить ее на нормальном уровне. Далее просмотрите график загрузки коробок. Обратите пристальное внимание на тестовую группу и введите соответствующую информацию об идентификаторе животного, поле, экспериментальном состоянии, инициалах пользователя и других примечаниях.
После всех приготовлений достаньте предметы. Как правило, тестируйте крыс по крайней мере через 30 минут после начала темнового цикла. Для работы с крысами в темное время суток используйте налобные красные фонари.
При транспортировке крыс в темное время суток накрывайте их клетки черными полотенцами. Оказавшись в комнате поведения, загрузите крыс в соответствующую коробку и начните сеанс для выполнения задачи на поддержание внимания. В задаче на поддержание внимания крыс обучают отличать сигнальные попытки от несигнальных.
Испытания сигнала включают в себя световую вспышку переменной продолжительности, за которой следует звуковой сигнал и четырехсекундное окно отклика. В течение четырех секунд, если крыса затем поставила правильную область на экране. В этом случае это правильная зона реагирования, крыса вознаграждается пищевой гранулой и это называется, удар.
Если крыса тыкает в другую область реакции, это считается промахом, и крыса не вознаграждается. Испытание без сигнала не включает в себя свет, и крыса должна тыкать в другую часть экрана, чтобы показать, что сигнал не был обнаружен, чтобы получить награду. Правильная реакция на несигнальную пробу называется правильным отклонением.
Если крыса тычет пальцем в другую зону реагирования во время испытания без сигнала, это считается ложной тревогой и не вознаграждается. Правильные зоны ответа для испытаний с сигналом и без него должны быть уравновешены между субъектами. Для испытаний сигналов и без сигналов неспособность дать какой-либо ответ в течение окна ответа считается невыполненной миссией и не вознаграждается.
Существует также отвлекающая версия задачи на постоянное внимание, когда свет в доме мигает во время второго из трех блоков испытаний. После начала сеанса наблюдайте за крысами в течение первых нескольких минут, чтобы убедиться, что все функционирует должным образом. Затем периодически проверяйте их производительность.
После завершения сеанса запишите сводные данные и все проблемы в записную книжку. Между испытаниями протрите каждую камеру 10% этанолом и замените подстилку. После проведения всех испытаний в течение дня тщательно очистите камеры 10% этанолом, убедившись, что решетка пола максимально чистая.
Затем замените подстилку. После каждого сеанса рекомендуется полностью обновлять электронные таблицы и создавать их резервные копии на отдельном сервере. Медиана количества дней для достижения критериев SAT составила 54,5 дня для самцов крыс и 62 дня для самок крыс без существенной разницы.
Измерения производительности в задаче SAT показали, что на основе процентного соотношения попаданий и правильных отказов, мужчины и женщины были одинаково точны в сигнальных и несигнальных испытаниях. Общий показатель преднамеренной производительности, индекс бдительности или VI, показал аналогичные показатели и между полами. Также не было половых различий в низком проценте зарегистрированных пропусков.
Во время выполнения задач визуальный сигнал варьировался от 500, 50 до 25 миллисекунд, а производительность снижалась при более коротких сигналах. Не было никакого основного эффекта, основанного на сексе. Чтобы увеличить потребность во внимании, свет в доме мигал в качестве отвлекающего фактора во время второго из трех пробных блоков у одной из подгрупп крыс.
Как и ожидалось, основной эффект имел место для пробного блока. Производительность снижается во втором блоке и восстанавливается в третьем. Неожиданно самки показали себя значительно хуже самцов.
После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как проверить устойчивое внимание у крыс с помощью оперантных камер с сенсорным экраном. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о том, что нужно следить за производительностью каждого отдельного животного и при необходимости корректировать кормление, чтобы убедиться, что они справились с задачей как можно быстрее. Не забывайте, что при работе с грызунами протокол должен быть предварительно утвержден IACUC и всегда следует носить средства индивидуальной защиты.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Это исследование излагает метод тестирования устойчивого внимания у крыс с использованием сенсорных экранов в операционных камерах. Данный подход позволяет сравнивать эффективность между самцами и самками крыс, что необходимо для изучения механизмов внимания у разных полов.
Touchscreen-based sustained attention tasks in rats provide a translationally relevant platform for interrogating cognitive mechanisms underlying attention deficits seen in neuropsychiatric and neurodegenerative disorders. This method enables robust, quantitative assessment of attentional performance across sexes, supporting early-stage target validation and mechanistic de-risking in CNS drug discovery. Its adaptability and standardization facilitate integration into enterprise-scale preclinical pipelines for cognitive therapeutics.
This touchscreen SAT method positions within the discovery-to-preclinical continuum, bridging hypothesis-driven target validation and quantitative behavioral screening for CNS drug candidates.