Summary
הרגלה ו prepulse עיכוב של בהלה הם אמצעים תפעוליים של gating חושית. Gating חושי מופרת בסכיזופרניה, וכמה הפרעות נפשיות ומחלות ניווניות אחרות. כאן אנו מתארים הפרוטוקול הסטנדרטי להעריך הרגלה לטווח הקצר ולטווח הארוך, כמו גם prepulse עיכוב של תגובות בהלה אקוסטית אצל חולדות ועכברים.
Abstract
תגובת בהלה אקוסטית היא תגובה מגן, שהושרו על ידי גירוי אקוסטי פתאומי ועז. שרירי הפנים השלד מופעלים בתוך כמה אלפיות, המוביל גוף שלם להירתע במכרסמים 1. למרות התגובות הן תגובות בהלה רפלקסיבי כי יכול להיות אמין שהושרו, הם לא סטריאוטיפית. הם יכולים להיות מווסתת על ידי רגשות כמו פחד (בהלה ופחד potentiated) ושמחה (שמחה נחלש בהלה), על ידי אי - אסוציאטיבי תהליכי למידה כגון הרגלה ולרגישות, ועל ידי גירויים חושיים אחרים באמצעות תהליכים gating חושית (prepulse עיכוב), מפנה בהלה תגובות לכלי מצוין להערכת רגשות, למידה, gating חושית, לבדיקה לראות 2, 3. המסלול העיקרי המתווך תגובות בהלה הוא קצר מאוד ותיאר היטב, במוקדמות להבהיל גם מודל מצוין לחקר המנגנונים של פלסטיות התנהגותית ברמה / מולקולרית תאית 3.
אנחנו כאן לתאר שיטה להערכת לטווח קצר, הרגלה לטווח ארוך הרגלה ו prepulse עיכוב של תגובות בהלה אקוסטי במכרסמים. הרגלה מתאר ירידה של עוצמת תגובת בהלה בהצגת חוזרות של אותו גירוי. הרגלה בתוך מושב בדיקות נקרא לטווח קצר הרגלה (STH) והוא הפיך על תקופה של מספר דקות ללא גירוי. הרגלה בין הפגישות בדיקות נקרא לטווח ארוך הרגלה (LTH) 4. הרגלה היא גירוי ספציפי 5. Prepulse עיכוב היא הנחתה של תגובת בהלה על ידי גירוי שאינו מבהיל הקודמת חושי 6. המרווח בין prepulse ו גירוי בהלה יכול לנוע בין 6 ל עד 2000 ms. Prepulse יכול להיות כל מודאליות, לעומת זאת, prepulses אקוסטי הם הנפוצים ביותר.
הרגלה היא צורה של למידה לא אסוציאטיבית. כמו כן, ניתן לראות כסוג של סינון חושית, שכן הוא מפחית את תגובת האורגניזמים לגירוי ולא מאיימת. Prepulse עיכוב (PPI) פותחה במקור במחקר נוירופסיכיאטריות האנושי כאמצעי מבצעי gating חושי 7. גירעונות PPI עשוי לייצג את הממשק של "פסיכוזה וקוגניציה" כפי שהם נראים לחזות 10/08 ליקוי קוגניטיבי. הרגלה והן PPI הם שיבשו בחולים הסובלים מסכיזופרניה 11, ושיבושים PPI הראו להיות, לפחות במקרים מסוימים, מקובל טיפול עם תרופות אנטי פסיכוטיות לא טיפוסיות בעיקר 12, 13. עם זאת, מחלות הנפש ניווניות אחרות מלווה גם שיבוש ו הרגלה / או PPI, כגון בספקטרום האוטיזם (הרגלה איטית), הפרעה אובססיבית כפייתית, תסמונת טורט, מחלת הנטינגטון, מחלת פרקינסון ומחלת אלצהיימר (PPI) 11, 14, 15 דופמין המושרה גירעונות PPI הם מודל החיה נפוץ להקרנה של תרופות אנטיפסיכוטיות 16, אך גירעונות PPI יכול גם להיגרם על ידי תרופות psychomimetic רבים אחרים, שינויים סביבתיים ניתוחים.
Protocol
1. פרוטוקול עיצוב
- כיול: לפני סדרה של ניסויים, לכייל את הרמקולים. זה חשוב כל כך כי רמקול להציג את נפח המדויק נקבע על ידי הנסיין. גם לכייל את הרגישות של פלטפורמת מתמר מתיבות בהלה על פי הוראות של הספק. מתמר ממיר את התנועה האנכית של פלטפורמת לאות מתח. ודא כי אין ניסויים המתמשך כאשר כיול המערכת, כי כל תיבות מכוילים באותו אופן.
- i / o פונקציה: אם זנים חדשים של עכברים או חולדות נמדדים, פונקציית קלט / פלט יש להקים. לאחר תקופת הסתגלות של 5-10 דקות עם רעש רקע קבוע לבן של dB 65-68 (ראה להלן), גירויים בהלה (20 ms רעש לבן) אמורה להיות מוצגת בכל 20 שניות, החל סביב 70-75 דציבל. עוצמת הגירוי רתיעה יוגדל בין הגירוי על ידי כל dB 2-5 עד שמגיעים 120-130 דציבלים, והתוצאה היא 10-30 ניסויים עם גירויים בהלה (ראה תרשים 1).
- מבנה פרוטוקול: הרגלה ו prepulse עיכוב ניתן למדוד בתוך פרוטוקול אחד. הפרוטוקול מחולק תקופת הסתגלות, בלוק אני (הרגלה), ומיד אחריה השנייה לחסום (PPI, איור 2). לפני מדידת prepulse עיכוב, בעלי חיים תמיד צריך לעבור הרגלה בהלה, כך attenuations בהלה בשל הרגלה לא להפריע למדידות PPI.
- תקופת הסתגלות: כל פעם חיה נבדק, תחילה עובר שלב הסתגלות כדי להתאים לבעל חיים, תיבת נבהלת רעשי רקע. במהלך תקופה 5-10 דקות הסתגלות, רעש הרקע הקבוע של רעש 68dB 65 לבן (תלוי הרעש של הסביבה) מוצג, אך ללא גירויים בהלה. בשלב זה החיה יירגע, להפסיק לחקור את הסביבה להפסיק לנוע.
- בלוק אני הרגלה: עבור הרגלה לטווח קצר (STH), בין 30 גירויים -100 בהלה יש להחיל על הרקע. גירויים רתיעה הם רעשים לבנים בדרך כלל של 20 מילישניות משך פעמים עלייה חדה מאוד (0, אם זה אפשרי). העוצמה היא אידיאלית בהיקף שבו פונקציה I / O הגיע לרמה של תגובת בהלה מקסימלית, בדרך כלל ב dB 105-115. המרווחים בין הניסויים אחד צריך להיות תמיד 20 שניות או אקראי בין 10 ל -30 שניות (ראה דיון איור 3).
- בלוק II prepulse עיכוב: על מנת למדוד את ה-PPI, ניסויים עם דופק בהלה לבד ניסויים עם prepulse הם pseudorandomized בבלוק השני. רעש רקע גירוי בהלה זהים בבלוק I. prepulse היא רעש לבן של 4 מילישניות משך הזמן גם עלייה תלולה. שני הפרמטרים יכולים להיות מגוונים: המרווח בין interstimulus prepulse ונבהלת הדופק ואת עוצמת prepulse (ראה דיון). אנו מציעים בדרך כלל משתמשים בשני בעוצמות שונות prepulse (75 ו - 85 דציבלים) ושני interstimulus במרווחים שונים (30 אלפיות ו - 100 מ"ש). לפיכך יש ארבעה שונה prepulse הדופק ניסויים בתוספת הדופק בהלה לבד ניסויים להיות pseudorandomized ומוצגים 10 פעמים, המסתכם 50 ניסויים. Inter-במרווחים משפט יכול להיות או 20 שניות או אקראי בין 10 ל -30 שניות (ראה דיון). במקרים מסוימים זה יכול להיות מועיל להוסיף סוג השישי של ניסויים, המהווה משפט prepulse לבד (ראה דיון איור 4).
- לטווח ארוך הרגלה: על מנת למדוד LTH, פרוטוקול כולה מנוהלת על לפחות חמישה ימים לאחר מכן. לחלופין, רק בשלב ההסתגלות ולחסום יכולתי להתנהל עם זאת, כדי לראות LTH, לחסום אני צריך להכיל לפחות 100 בהלה גירויים. הצגת 30 גירויים ליום מוביל LTH מעט מאוד או לא ברוב בעלי חיים, במיוחד אצל עכברים. מפעיל צריך להיות בזמן בקירוב של כל יום, מאז אמפליטודות תגובת בהלה להשתנות עם מחזור יומי.
2. טיפול הסתגלות של בעלי חיים
ישנם הבדלים גדולים בטיפול ואת ההסתגלות של חולדות לעומת עכברים. עכברים יוצב לתוך בעל חיים מתאים (הם לא צריכים להיות מאופקים) במשך 2-5 דקות עם רעשי רקע אך לא לגירויים בהלה (שלב ההסתגלות של התוכנית). פרוצדורה זו יש לחזור 3-5 פעמים, פעם או פעמיים ביום, עד עשיית הצרכים ואת השתנה ב מחזיק את העכבר מפסיק או פוחתת במידה ניכרת. לבעלי חיים יש להחליף או לנקות תמיד אחרי חיה מוסר.
העכברים צריכים להיות מטופלים במשך לפחות שלושה מפגשים 17. בתום הפגישות הטיפול השלישי הם ממוקמים לתוך מחזיק בעל חיים מתאים (לא לרסן) חשוף לרעשי רקע במשך כמה דקות. לאחר הסרת אותם, הם יכולים להיות מתוגמלים עם גרעינים כדי ליצור pעמותות ositive עם הליך הבדיקה. הליך זה חוזר על עצמו עוד פעמיים, ובהדרגה להרחיב את זמן ההסתגלות, לפני הפרוטוקול כולו לרוץ.
עבור בדיקות הפעלות, בעלי חיים ממוקמות לתאי כל, דלתות סגורות ואת פרוטוקול עם שלב ההסתגלות, אני לחסום ולחסום השנייה היא לרוץ. אם יש קבוצות שונות של בעלי חיים (זריקות, גנוטיפים), הם צריכים להיות מעורבים באופן אקראי או על ריצות שונות בתיבות שונות. אם בעל חיים הוא נבדק שוב ושוב (למשל עם טיפולים שונים), היא צריכה להיות נבדק מחדש באותה תיבה. עבור בדיקות חוזרות ונשנות PPI בחולדות, אנחנו גם ממליצים להריץ פרוטוקול שלם לפני איסוף הנתונים בפועל מתרחש. PPI לעתים קרובות משפר בין הראשון לבין מושב בדיקות השני (PPI למידה), ונשאר עקבי לאחר מכן. זה יהיה גם למנוע חלק גדול של LTH.
3. ניתוח נתונים
- לטווח קצר הרגלה: לניתוח לטווח קצר הרגלה, כל התגובות של בהלה לחסום אני נרשמות עבור כל חיה. אם בעלי חיים בתוך קבוצה יש דומה אמפליטודות תגובת בהלה, ערכים יכול להיות בממוצע בין בעלי חיים. ברוב המקרים, עם זאת, בהלה מוחלטת אמפליטודות שונות ניכרת בין בעלי חיים רמות בהלה לא מופצים בדרך כלל. במקרה זה הוא בר קיימא יותר לנרמל את הנתונים של כל חיה על הראשון שלה, או הממוצע של שני הראשונים, תגובות בהלה בבלוק אני (חיות לפעמים נרדם בשלב ההסתגלות וכתוצאה מכך תגובת בהלה נמוך הראשון גבוהה בהלה שנייה). הנתונים מנורמל אז יכול להיות ממוצע על פני כל בעלי החיים כדי העלילה כמובן של התרגלות. לקבלת הערכה כמותית של כמות הרגלה, ציון ניתן לחשב עבור כל חיה, למשל את הממוצע של 10 התגובות האחרונה בהלה מחולק בממוצע של שתי התגובות הראשונות (איור 6).
- Prepulse עיכוב: לניתוח prepulse עיכוב, הנתונים של הבלוק השני צריך להיות מיון לפי סוג של ניסוי (למשל על ידי ייצוא כל עמודות הנתונים הרלוונטיים לתוך להצטיין לפי prepulse עוצמת ומשך ISI). עשרת עקבות לפי סוג המשפט הם ממוצעים של אז, את הערכים הנובעים עבור prepulse הדופק הניסויים מחולקים לפי הדופק בהלה לבד הערך מוכפל ב -100. זו חושפת את כמות להבהיל יתר (באחוזים של המחקר בהלה) prepulse תחת תנאים שונים עבור כל חיה. Baseline בהלה (דופק לבד) הוא 100%. ערכים אלה אז יכול להיות בממוצע על פני חיים של קבוצה ולהיות זממו (7 א הדמות). לחלופין, בסכום של PPI ניתן להתוות ידי הפחתת תגובת בהלה הנותרים מ -100% (7b דמות). שים לב: כאשר משווים את ה-PPI ב קבוצות שונות של בעלי חיים, אתה תמיד צריך גם לדווח אם יש הבדל הבסיס בהלה אמפליטודות, למשל על ידי השוואה בין אמפליטודות בהלה מוחלטת של ניסויים להבהיל את הדופק לבד (או אמפליטודות בהלה בבלוק אני) .
- לטווח ארוך הרגלה: כדי לנתח LTH הראשון שתי התגובות של גוש אני כל יום יש בממוצע וזמם על מינימום של חמישה מפגשים בדיקות רצופות. זו מבטלת את האפשרות כי ההבדלים STH להשפיע על התוצאה של ניתוח LTH. אם זה הוכח, כי טיפול גנטי / לא משפיע STH, לחילופין כל התגובות בבלוק אני יכול להיות ממוצע פשוט עבור כל יום ולהיות זממו. LTH ניתן לכמת על ידי חישוב ציון הרגלה שם בימים האחרונים "ערך מחולק בימים הראשונים" הערך מוכפל ב -100, כך שאחוז רמת הבהלה הראשונית שנותר לאחר LTH מוצג. עשרות הרגלה אז יכול להיות בממוצע על פני בעלי חיים (איור 8).
4. נציג תוצאות:
- I / O פונקציה: מכרסמים בדרך כלל מתחילים להבהיל מן בהיקף של 85-90 דציבלים (עם 20 ms זמן, רעש לבן). תגובת בהלה עולה עם הגדלת נפח ובדרך כלל הוא מגיע לשיא ב 100-110 דציבלים. אם חיות לסטות במידה ניכרת מן הערכים הללו, חיות שאולי שיבשה יכולות שמיעה או יכולות מוטוריות. אופיינית I / O פונקציות מוצגים בתרשים 5.
- לטווח קצר הרגלה: חולדות טיפל טוב בדרך כלל כדי להרגיל סביב 60% של תגובת בהלה הראשונית שלהם, עם זאת, ישנם הבדלים אישיים עצומים גם הבדלים זן. ההשפעה החזקה ביותר התרגלות מתרחשת בדרך כלל בתוך כמה גירויים הראשון. עכברים לעשות בדרך כלל להרגיל פחות חולדות (בדרך כלל כ -80%), אך ההבדלים זן יכול להיות גדול מאוד. כמובן הרגלה טיפוסי מוצג באיור 6.
- Prepulse עיכוב: רוב חולדות להראות PPI של סביב 90% עם אופטימלית prepulse (85dB, 4 ms רעש לבן). PPI הוא חזק מאוד הבדלים אישיים הם קטנים יחסית עם הגדרות אלה ניסיוני. נפח prepulses תחתוןתשואה פחות PPI ולהבדלים יותר (אפילו בתוך חיה), אלא גם נראה פגיע יותר מניפולציות פרמקולוגיות או גנטי. תוצאות שונות PPI הם להתוות דמות 7.
- לטווח ארוך הרגלה: לטווח ארוך התרגלות ניתן להבחין על פני מספר מפגשים בדיקות. LTH הוא חזק מאוד אצל חולדות. בעכברים, זה לעתים קרובות מחייב את המצגת של הרבה גירויים בהלה בכל פגישה על מנת לצפות LTH. תוצאות LTH אופייניות שניתן לראות באיור 8.
באיור 1. Stimulus פרוטוקול לתפקוד I / O. לאחר תקופת הסתגלות של 5-10 דקות. עם 65 רמת לחץ קול dB (SPL) רעשי רקע וללא גירויים בהלה (לא מוצג), 20 אלפיות גירויים רעש לבן מוצגים כל 20 שניות. העוצמה בהדרגה עולה מ 75 ל 130 dB בקפיצות של 5 dB (bg = רעש רקע).
איור 2. מבנה פרוטוקול עבור הרגלה בשילוב ומדידה PPI. במהלך הפרוטוקול כולו, רעש רקע מתמיד של dB 65 מוחל. ישנה תקופת הסתגלות של 5-10 דקות. ללא גירוי יותר. מיד לאחר מכן הוא נבדק על ידי הרגלה 30-100 גירויים בהלה (לחסום אני, ראה איור 3). זהו ומיד אחריו PPI בדיקות (לחסום השנייה, ראה איור 4).
איור 3. פרוטוקול Stimulus למדידת הרגלה (לחסום אני). דוגמה עבור בלוק טיפוסי אני לבדיקה לטווח קצר הרגלה מוצג. זה מורכב 30 100 ניסויים זהים שבו 20 ms 105 dB רעש לבן עם הזמן 0 עלייה מוצג עם מרווח בין משפט (ITI) של 20 שניות. וריאציות של פרוטוקול זה עשוי לכלול יותר לעוצמות גירוי בהלה או ITIs משתנה
איור 4. בפרוטוקול Stimulus למדידת PPI (בלוק II). דוגמה עבור חלק אופייני של השנייה לחסום לבדיקות PPI מוצג. בלוק II מורכב 5-6 סוגי משפט שונים מוצגים 10 פעמים בסדר pseudorandomized. הנה, שני prepulse בעוצמות שונות (75 דציבלים 85 דציבלים) ושני interstimulus במרווחים שונים (ISIS, 30 ו - 100 ms) נבחנים. גירוי רתיעה לבד ניסויים prepulse לבד ניסויים משובצים. גוש זה היה 6x10 = 60 ניסויים. Prepulses הם 4 ms פולסים רעש לבן עם 0 זמן לעלות. וריאציות של פרוטוקול זה יהיה מורכב ב ITIs משתנה, יותר גירוי בעוצמות בהלה, בעוצמות שונות prepulse ו / או משכי זמן, ואת ISIS שונה בין prepulse והדופק.
איור 5. דוגמה לתפקוד I / O. קלט / פלט את הקימורים של 11 עכברים בודדים של זן זהה מוצגים באפור. במקרה זה, אמפליטודות בהלה הפרט להשתנות במידה ניכרת (תגובות בהלה הן ביחידות שרירותיות). קו שחור מוצק מציגה את אמפליטודות הממוצע בהלה ושגיאות תקן ב בעוצמות שונות לגירוי בהלה. עכברים אלה הגיעו תגובת בהלה המקסימלית שלהם dB סביב 105.
איור 6. דוגמה לטווח קצר נתונים הרגלה. עקומת אופייני הממוצע לטווח קצר של התרגלות 20 עכברים מוצג. אמפליטודות רתיעה של העכבר כל 30 בתגובה לגירויים בהלה היו מנורמל לממוצע של שתי התגובות הראשונות שלה בהלה ניסויים 1 ו -2. הנתונים מנורמל אז היה בממוצע על פני עכברים ואת שגיאת התקן חושבה.
איור 7 דוגמה עבור נתוני ה-PPI:.. נתוני מדד המחירים ליצרן, בממוצע של 8 עכברים מוצג. 10 הניסויים בהלה לבד גוש השנייה היו בממוצע עבור עכבר כל הממוצעים של סוגי משפט אחרים מבוטא כאחוז של הגירוי לבד אמפליטודות בהלה. האיור מציג את אמפליטודות תגובת בהלה prepulse תחת תנאים שונים. שני ISIS שונים (30 ו - 100 ms) ושני prepulse בעוצמות שונות (75 ו - 85 דציבלים) נמדדו. ב ': נתונים זהה, אך זממו כסכום של ה-PPI ב אחוז בהלה הבסיס. הנתונים המוצגים לעיל היה מופחתים 100. עכברים אלו הראו PPI מרבי של 50% בערך. שים לב כי באותו פרוטוקול תשואה ב-PPI זנים עכברוש ביותר של סביב 90%.
איור 8 דוגמה נתונים לטווח ארוך הרגלה:.. נתונים LTH, בממוצע של 18 עכברים מוצג. Tהוא הראשון שתי תגובות בהלה בבלוק אני כל יום היו בממוצע על פני כל העכברים. ברים גדולים יחסית שגיאת התקן נגרמים בעיקר על ידי הבדלים משרעת בהלה מוחלטת בין עכברים בודדים. ב ': מנורמל אמפליטודות בהלה של 18 עכברים במשך חמישה ימים. על מנת להפחית את הרעש, קבוצות של 6 תגובות בהלה רצופות לחסום אני (30 גירויים) היו תמיד בממוצע לכל בעלי החיים, וכתוצאה מכך חמישה ערכים עבור בלוק אני עבור כל חיה ליום. אלה היו מנורמל עבור כל חיה לערך הראשון של היום הראשון (100%). ממוצע על פני כל 18 החיות מוצג. זה מראה STH בתוך כל יום, כמו גם LTH פני חמישה ימים.
Discussion
וריאציות של פרוטוקול הבדיקה
אפנון של תגובות בהלה נחקרו במשך עשורים רבים בבני אדם ובבעלי חיים. מגוון עצום של פרוטוקולים שונים שימשו בעבר. הפרוטוקול הנוכחי הוא מבחן קצר יחסית וקל לביצוע עבודות גם אצל מכרסמים, לעומת זאת, בהתאם למקד את עניין העבודה הקודמת על השאלות המתאימות, זה יכול להיות שימושי כדי להשתנות בפרוטוקול זה על מנת לקבל נתונים להשוואה מחקרים רלוונטיים קודמים. וריאציה נפוצה כוללת תוספת של prepulse בעוצמות יותר החל db 3 מעל רעש הרקע db 20 מעל הרעש. כמו כן, לחסום את הרגלה ניתן לפצל בלוק קצר של גירויים 5-10 לפני לחסום את מדד המחירים ליצרן, בתוספת לחסום השלישי של גירויים 5-10 אחרי לחסום PPI 18-20. מחקר מעמיק של הספרות הקיימת לפני תכנון פרוטוקול בדיקה חיונית ולכן.
הבדלים בין המינים הזנים
אמפליטודות רתיעה התגובה וכמות הרגלה שונות ניכרת בין בעלי חיים אחת של מצלצלים את המתח זהה, ואילו מדד המחירים ליצרן נראה עקבי יחסית. עכברים לעשות בדרך כלל להעביר יותר (מרצון) במהלך הבדיקה, אשר עשויה להיות אחת הסיבות מדוע הנתונים שלהם בדרך כלל יש השתנות גבוהה יותר מאשר הנתונים חולדה. עכברים לעשות גם לא להרגיל כמו גם חולדות. הבדלים בין עכבר בודדת או זנים עכברוש יכול להיות 21-24 ענק, וזה עשוי להיות נחוץ כדי להתאים פרמטר גירוי להתנהגות בהלה של זן מסוים על מנת לקבל תוצאות אופטימליות. יש להימנע להשתמש בציוד זהה למבחן שני עכברים וחולדות. אם זה בלתי נמנע, ציוד יש לנקות ביסודיות עם אתנול.
רווח גורמים
לפעמים יש הבדלים עצומים תגובות בהלה הפרט בתוך קבוצה. כדי למדוד PPI ו הרגלה, הבסיס או תגובות בהלה הראשון צריך להיות אידיאלי המכסה את החלק ביותר של הטווח הדינמי של מערכת מדידה. Overshoots משפיעים לרעה, שכן הם להוביל טעות מערכתית, בדרך כלל להמעיט את כמות התרגלות או PPI. אם תגובות בהלה הם קטנים מדי, לעומת זאת, מודולציות ניתן occluded על ידי רעש. מערכות רתיעה לאפשר התאמה של גורם רווח זה מגביר את האות פלטפורמה. גורמים רווח יכול להיות מותאם על ידי הצגת שניים או שלושה גירויים בהלה במהלך הפגישה הסתגלות האחרון (רווח = 1), לעומת זאת, יש לזכור כי הם משנים את המשרעת תגובת בהלה מוחלטת ולכן אינם מאפשרים השוואה מוחלטת של בהלה אמפליטודות יותר. כדי למנוע את זה חיסרון, שלוש התגובות בהלה המשמשים התאמות גורם לזכות יוכל לשמש לקביעת גודל הבהלה הבסיס. לחלופין, גורמים לצבור יכול להיות מותאם רק לאחר לחסום אני, כך II לחסום תגובות בהלה לכסות ביותר של טווח דינמי, תוך לחסום אני יכול לשמש לקביעת תגובת בהלה הבסיס.
הרגלה לעומת רגישות
הרגלה מקטין את אמפליטודות תגובת בהלה. זהו התנגדו רגישות, מה שמוביל לעלייה של תגובות בהלה בהצגת חזר 25. הרגלה ולרגישות הם שני תהליכים בלתי תלויים המשפיעים על התנהגות זהה 26. כדי למדוד הרגלה, רגישות צריך להיות ממוזער. בעלי חיים לרגש אם הגירוי הוא מרתיעה, ובכך לזעזע גירויים חזק מדי יש להימנע למדידות הרגלה, לבדיקה לראות 27. מתח, חרדה ופחד לעשות גם להגדיל תגובות בהלה 28, מתנגדים הרגלה ולהשפיע על 18 PPI. בעלי חיים ולכן יש לטפל היטב התאקלם למנגנון בדיקה בהלה. כמו כן, בעלי חיים, כי הם קטנים מדי פיזית לרסן את החיות אינם מועילים, שכן הם לגרום ללחץ החיות 29.
קבוע לעומת אקראי ITI
פרוטוקולים נפוצים בהלה להשתמש גם מרווח קבוע בין משפט (ITI) בדרך כלל של 20 או 30 שניות או מרווח משתנה pseudorandomizes על ערכים בין 15 ל 30 שניות. היתרון של ITI אקראי נעוצה בעובדה כי בעל החיים לא יכול לחזות את נקודת הזמן של הגירוי הבא. הוכח כי תשומת לב למשל ל prepulse מרחיב את יעילותו תגובות בהלה דיכוי 13, 30. מדידת PPI עם ITI קבוע ולכן עשוי גם בדיקה של תהליכי קשב. ITIs להלן 15 שניות יש להימנע כדי למנוע תופעות שנגרמו על ידי עייפות שרירים ותקופות עקשן התגובות השריר.
אינטנסיביות ומשך prepulse
אנו משתמשים prepulse קצרה מאוד של 4 מילישניות משך בפרוטוקול זה. מחקרים רבים אחרים להשתמש prepulse 20 מילישניות. כדי להיות מסוגל לשנות את interva interstimulusls (ISIS) ו למדוד גם בפרקי זמן קצרים מאוד, קצר זה prepulse הוצג. היעילות של prepulse נראה נחלש על ידי משך הזמן הקצר שלה, לעומת 20 ms prepulse של נפח זהה. לפיכך, אנו משתמשים prepulses רם יחסית של 75 ו - 85 דציבלים. בעוד 85 דציבלים בהלה גירוי (20 מילישניות) יכול להיות מעל הסף, dB 85 prepulse (4ms) עושה בדרך כלל לא לעורר תגובות בהלה. עם זאת, חשוב להעריך אם אין תגובות בהלה שהושרו על ידי prepulse עצמו שיגרום שרירים ועייפות מדינות עקשן במהלך הגירוי בהלה. כמה טיפולים לשבש PPI הראו כדי לשפר prepulse sensivity 31 (המציין את שיבוש PPI אינו בשל הפסד של רגישות אקוסטית), לעומת זאת, זה לא ניתן למצוא אצל חולים סכיזופרניים 32 הערכות של רגישות prepulse ניתן לעשות או על ידי ניתוח הנתונים פלטפורמה בתקופה שבין prepulse או להבהיל דופק או על ידי כולל prepulse ניסויים לבד לחסום השנייה.
ISI שונים לעומת בעוצמות שונות prepulse
PPI בבני אדם נמדד לראשונה ב-ISI של 100 ms, שם השפעתו היא על 7 המקסימלית שלה. ב חולדות ועכברים PPI נמצא המקסימלית שלה ב 30-50 ms-ISI, ככל הנראה בשל גודל קטן יותר של המוח 33. בשנים האחרונות זה הפך להיות ברור כי רצפטורים שונים המשדר משדר עוסקים באופן סדרתי כדי להפעיל עיכוב מהר אבל לטווח ארוך של 3 בהלה, 34. בהתאם למערכת המושפעת, סמים או מניפולציות גנטיות ולכן עשוי להשפיע על PPI רק ISIS ספציפיים. לכן אנו ממליצים שינוי ISI בין 30 לבין 100 ms מילישניות. זה גם מאפשר מחקרים שנעשו לאחרונה להיות לעומת מחקרים לשעבר המשמש 100 ms ISI בלבד. 85dB prepulse מוביל מאוד חזקים המרבי PPI של סביב 90%. לידיעתך זה PPI אינו יכול בהכרח בתוספת מבלי להיתקל אפקט תקרה. PPI הנגרמת בדרך זו גם כנראה חזקים יותר, עם זאת, היא שיבשה באופן משמעותי למשל על ידי אמפטמין מ"ג / ק"ג 1. אנו ממליצים להשתמש שנייה prepulse של dB 75 שמוביל 50-60% ב-PPI בלבד. זה יכול להיות בתוספת PPI (למשל על ידי sc ניקוטין 1 מ"ג / ק"ג), ונראה פגיע יותר מניפולציה גנטית תרופתי בכלל, לעומת זאת, זה גם נראה משתנה יותר עקבי אפילו בתוך נושא. מחקרים לשעבר השתמשו במגוון עצום של prepulse עוצמות ואת הראו לעיתים קרובות תופעות של טיפולים על PPI עם prepulse עוצמות ספציפיות ולא להשפיע על PPI prepulse עם עוצמות אחרות. מחקרים יסודית של הספרות הקיימת ולכן הוא חיוני לפני בחירת prepulse בעוצמות ומרווחי interstimulus.
שילוב עם זריקות מערכתית / stereotaxic
הרגלה ו-PPI בדיקות מבוצע בדרך כלל עם זריקות מערכתי או stereotaxic בשילוב. ברור כי בניסויים אלו החיות של קבוצת ביקורת שתקבל זריקות הרכב שליטה. הליך ההזרקה עצמו, לעומת זאת, יכול להיות מלחיץ מאוד עבור בעל חיים, המוביל ברמת חרדה גבוהה potentiation ו / או רגישות של תגובת בהלה (ראה לעיל). לכן מומלץ לשלוט ההשפעה של תהליך ההזרקה עצמה. אם הרגלה הוא למד, לפני זריקות יכול להיות מכשול גדול. על מנת להקל על החרדה של בעלי חיים, בעלי חיים יש להחזיר בכלוב בביתם זמן רב ככל האפשר לפני שנבדקו (ללא התרופה לפוג). זריקות צריך גם להיות מנוהל על ידי אדם מנוסה, על מנת למזער את ההשפעה של התהליך על החיה. אם זריקות stereotaxic נעשים באמצעות cannulae מושתל כרוניים, המנתח אשר השתלים cannulae להימנע פקיעת עור התוף של החולדות עם הסורגים אוזניים מחודדות. זה עלול להוביל שמיעה גירעונות. ברים בלאנט האוזן או באוזן האזיקים כי לא קרע את עור התוף זמינים עבור כל ההתקנים stereotaxic. כאשר חולדות מטופלות לאחר הניתוח, כובעים האבק או בובות צריך לטפל בכל פעם, כך חיות להתרגל לזה.
בהלה אקוסטית כמו בדיקת שמיעה
לבסוף יש לציין כי I / O הפונקציות של אקוסטית נבהלת PPI יכול לשמש בדיקת שמיעה פשוטה חולדות ועכברים 35-37. גירעונות שמיעה משמרת פונקציה I / O ימינה. לאחר PPI הוא הוקם עבור עכברוש זן או עכבר, בעלי חיים יכול להיות גם נבדק עם prepulse בעוצמות משתנות. אם בעל חיים הוא חירש או לא יכול לשמוע את prepulse רם כמו חיה מלאה, הוא יציג לא פחות או יותר בעלי השליטה ב-PPI. מנגד, הגירעון נצפתה PPI תמיד יכול להיגרם על ידי גירעון שימוע, ובכך בדיקת I / O בהלה או השוואות של תגובות בהלה הם הבסיס שולטת מכריע.
Disclosures
הפקה של מאמר זה היה בחלקו במימון על ידי מד Associates, יצרנים של מכשיר המשמש במאמר זה.
Acknowledgments
עבודה זו מומנה על ידי הקרן לבריאות הנפש אונטריו, למדעי הטבע וההנדסה המועצה למחקר בקנדה, מד ושות' בע"מ
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Startle box package |  Med Associates, Inc. |
MED-ASR-PRO1-ADD (http://www.med-associates.com/startle/startle.htm) | Includes hardware & software |
| Animal Holder | Med Associates, Inc. |
ENV-264A (http://www.med-associates.com/startle/startle.htm#animal) | Other sizes and types also available |
| USB Sound Pressure Level Measurement Package | Med Associates, Inc. |
ANL-929A-PC (http://www.med-associates.com/behavior/audio/generator.htm#anl929a) | For calibration |
References
- Davis, M. The mammalian startle response. Neural Mechanisms of startle. Eaton, R. C. , Plenum Press. New York. (1984).
- Koch, M. The neurobiology of startle. Prog Neurobiol. 59, 107-128 (1999).
- Fendt, M., Li, L., Yeomans, J. S. Brain stem circuits mediating prepulse inhibition of the startle reflex. Psychopharmacology (Berl). 156, 216-224 (2001).
- Davis, M., Wagner, A. R. Habituation of startle response under incremental sequence of stimulus intensities. J Comp Physiol Psychol. 67, 486-492 (1969).
- Pilz, P. K., Carl, T. D., Plappert, C. F. Habituation of the acoustic and the tactile startle responses in mice: two independent sensory processes. Behav Neurosci. 118, 975-983 (2004).
- Swerdlow, N. R., Geyer, M. A., Braff, D. L. Neural circuit regulation of prepulse inhibition of startle in the rat: current knowledge and future challenges. Psychopharmacology (Berl). 156, 194-215 (2001).
- Braff, D. L., Grillon, C., Geyer, M. A. Gating and habituation of the startle reflex in schizophrenic patients. Arch Gen Psychiatry. 49, 206-2015 (1992).
- van den Buuse, M. Modeling the positive symptoms of schizophrenia in genetically modified mice: pharmacology and methodology aspects. Schizophr Bull. 36, 246-270 (2010).
- Geyer, M. A. Are cross-species measures of sensorimotor gating useful for the discovery of procognitive cotreatments for schizophrenia? Dialogues Clin Neurosci. 8, 9-16 (2006).
- Fenton, W. S., Stover, E. L., Insel, T. R. Breaking the log-jam in treatment development for cognition in schizophrenia: NIMH perspective. Psychopharmacology (Berl). 169, 365-366 (2003).
- Braff, D. L., Geyer, M. A., Swerdlow, N. R. Human studies of prepulse inhibition of startle: normal subjects, patient groups, and pharmacological studies. Psychopharmacology (Berl). 156, 234-258 (2001).
- Kumari, V., Soni, W., Sharma, T. Normalization of information processing deficits in schizophrenia with clozapine. Am J Psychiatry. 156, 1046-1051 (1999).
- Weike, A. I., Bauer, U., Hamm, A. O. Effective neuroleptic medication removes prepulse inhibition deficits in schizophrenia patients. Biol Psychiatry. 47, 61-70 (2000).
- Swerdlow, N. R. Impaired prepulse inhibition of acoustic and tactile startle response in patients with Huntington's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 58, 192-200 (1995).
- Castellanos, F. X. Sensorimotor gating in boys with Tourette's syndrome and ADHD: preliminary results. Biol Psychiatry. 39, 33-41 (1996).
- Swerdlow, N. R. Forebrain D1 function and sensorimotor gating in rats: effects of D1 blockade, frontal lesions and dopamine denervation. Neurosci Lett. 402, 40-45 (2006).
- Cannizzaro, C. Prenatal exposure to diazepam and alprazolam, but not to zolpidem, affects behavioural stress reactivity in handling-naive and handling-habituated adult male rat progeny. Brain Res. 953, 170-180 (2002).
- Gururajan, A., Taylor, D. A., Malone, D. T. Effect of cannabidiol in a MK-801-rodent model of aspects of Schizophrenia. Behav Brain Res. 222, 299-308 (2011).
- Brosda, J. Pharmacological and parametrical investigation of prepulse inhibition of startle and prepulse elicited reactions in Wistar rats. Pharmacol Biochem Behav. 99, 22-28 (2011).
- Ballmaier, M. Cannabinoid receptor antagonists counteract sensorimotor gating deficits in the phencyclidine model of psychosis. Neuropsychopharmacology. 32, 2098-2107 (2007).
- Glowa, J. R., Hansen, C. T. Differences in response to an acoustic startle stimulus among forty-six rat strains. Behav Genet. 24, 79-84 (1994).
- Bullock, A. E. Inbred mouse strains differ in the regulation of startle and prepulse inhibition of the startle response. Behav Neurosci. 111, 1353-1360 (1997).
- Bast, T. Effects of MK801 and neuroleptics on prepulse inhibition: re-examination in two strains of rats. Pharmacol Biochem Behav. 67, 647-658 (2000).
- Buuse, M. vanden Deficient prepulse inhibition of acoustic startle in Hooded-Wistar rats compared with Sprague-Dawley rats. Clin Exp Pharmacol Physiol. 30, 254-261 (2003).
- Davis, M. Sensitization of the rat startle response by noise. J Comp Physiol Psychol. 87, 571-581 (1974).
- Groves, P. M., Thompson, R. F. Habituation: a dual-process theory. Psychol Rev. 77, 419-450 (1970).
- Grillon, C., Baas, J. A review of the modulation of the startle reflex by affective states and its application in psychiatry. Clin Neurophysiol. 114, 1557-1579 (2003).
- Davis, M., Walker, D. L., Myers, K. M. Role of the amygdala in fear extinction measured with potentiated startle. Ann N Y Acad Sci. 985, 218-232 (2003).
- Pare, W. P., Glavin, G. B. Restraint stress in biomedical research: a review. Neurosci Biobehav Rev. 10, 339-370 (1986).
- Li, L. Top-down modulation of prepulse inhibition of the startle reflex in humans and rats. Neurosci Biobehav Rev. 33, 1157-1167 (2009).
- Yee, B. K., Russig, H., Feldon, J. Apomorphine-induced prepulse inhibition disruption is associated with a paradoxical enhancement of prepulse stimulus reactivity. Neuropsychopharmacology. 29, 240-248 (2004).
- Csomor, P. A. Impaired prepulse inhibition and prepulse-elicited reactivity but intact reflex circuit excitability in unmedicated schizophrenia patients: a comparison with healthy subjects and medicated schizophrenia patients. Schizophr Bull. 35, 244-255 (2009).
- Yeomans, J. S. GABA receptors and prepulse inhibition of acoustic startle in mice and rats. Eur J Neurosci. 31, 2053-2061 (2010).
- Jones, C. K., Shannon, H. E. Effects of scopolamine in comparison with apomorphine and phencyclidine on prepulse inhibition in rats. Eur J Pharmacol. 391, 105-112 (2000).
- Clark, M. G. Impaired processing of complex auditory stimuli in rats with induced cerebrocortical microgyria: An animal model of developmental language disabilities. J Cogn Neurosci. 12, 828-839 (2000).
- McClure, M. M. Rapid auditory processing and learning deficits in rats with P1 versus P7 neonatal hypoxic-ischemic injury. Behav Brain Res. 172, 114-121 (2006).
- Fitch, R. H. Use of a modified prepulse inhibition paradigm to assess complex auditory discrimination in rodents. Brain Res Bull. 76, 1-7 (2008).
