De 5-Keus Serial Reaction Time Taak: Een taak van aandacht en impulscontrole voor Knaagdieren

Summary

Dit protocol beschrijft de 5-keuze seriële reactietijd taak die een operant gebaseerde taak gebruikt om aandacht en impulscontrole bij knaagdieren bestuderen. Testdag uitdagingen, die een wijziging van de standaard taak zijn, de flexibiliteit van de taak en kan worden gecombineerd met andere manipulaties vollediger karakteriseren gedrag.

Abstract

Dit protocol beschrijft de 5-keuze seriële reactietijd taak die een operant gebaseerde taak gebruikt om aandacht en impulscontrole bij knaagdieren bestuderen. Testdag uitdagingen modificaties van de standaard taak kan gebruikt worden om systematisch belasting de neurale systemen regelen hetzij aandacht en impulscontrole. Belangrijk is dat deze uitdagingen hebben consistente effecten op het gedrag tegenover laboratoria in intacte dieren en kunnen de verschillende ontwikkelingen of tekorten in de cognitieve functies die niet duidelijk wanneer ratten alleen worden getest op de standaard taak onthullen. De verscheidenheid aan gedrags maatregelen worden verzameld kunnen worden gebruikt om te bepalen of andere factoren (dwz., Sedatie, motivatie gebreken, motorische stoornissen) bijdragen aan veranderingen in de prestaties. De veelzijdigheid van de 5CSRTT wordt verder versterkt, omdat het gemakkelijk kan combinatie met farmacologische, moleculaire en genetische technieken.

Introduction

De 5-keuze seriële reactietijd taak (5CSRTT) is ontwikkeld door Trevor Robbins en collega's aan de universiteit van Cambridge om de gedrags tekorten weergegeven door mensen gediagnosticeerd met Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) ^1,2 begrijpen. Het is gebaseerd op continue prestaties taken gebruikt om aandacht bij de mens ³ te bestuderen; met aandacht wordt gedefinieerd als het vermogen toe te wijzen en te ondersteunen de focus van cognitieve hulpbronnen op specifieke stimuli of informatie, terwijl het negeren van andere informatie ^4. Hoewel de opdracht oorspronkelijk is ontworpen voor gebruik met ratten ^1,2, heeft een muisversie ook ontwikkeld ^5,6.

De basis 5CSRTT vereist ratten een horizontale reeks van vijf openingen voor de presentatie van een korte lichte stimulus (cue) in een van de openingen te scannen; zodra de rat de stimulus detecteert, moet de neus steken in de verlichte opening aan een suiker pellet loon ontvangen. ZoDe taak vereist ratten zowel hun aandacht verdelen over de 5 ruimtelijk gescheiden openingen en aandacht te houden totdat de stimulus wordt gepresenteerd in een bepaald proces en meerdere onderzoeken met een sessie ^1,7. Er wordt gewoonlijk bepaald door de nauwkeurigheid van de reacties. Hoewel de 5CSRTT oorspronkelijk ontworpen om aandacht te beoordelen, wordt ook gebruikt om impulsiviteit of responsinhibitie ^1,7,8 beoordelen: kunnen houden pre-potent of ongepaste reageren ^9. Tijdens de taak moet ratten inhouden reageert gedurende de duur van het inter proef interval (ITI) en reageren alleen nadat de stimulus wordt gepresenteerd in een van de openingen ^1. Zo voortijdige reacties, die zich tijdens de ITI voorafgaand aan stimulus presentatie, een bruikbare index van impulsief gedrag.

De 5CSRTT is een ongelooflijk flexibel taak-zijn er een aantal wijzigingen van de fundamentele taak (dwz testdag uitdagingen)die kunnen worden toegepast om meer nauwkeurig te onderzoeken hoe de experimentele manipulaties invloed op het gedrag. Bijvoorbeeld, het verminderen van de stimulusduur en beperking ITI zijn verschillende mechanismen voor de attentional belasting van de taak verhogen en kan gebruikt worden om systematisch te evalueren subdomeinen aandacht ^1,7,10-12. Daarentegen verhogen de stimulusduur minimaliseert de aandachtsfuncties eisen van de taak; Dit kan worden bepaald of een manipulatie interfereert met de mogelijkheid om de eerste reactie eisen van de taak ¹² voeren. Het verhogen van de duur van de ITI kan worden bepaald of een bepaalde manipulatie invloed impulsief reageren ^1,7,8,13-15. Bovendien kan het gebruik van testdag uitdagingen, zoals zojuist beschreven, tekorten ¹⁰ of verbeteringen ^16,17 van gedrag dat niet duidelijk in goed getrainde ratten worden getest met behulp van standaard testen parameters onthullen.

Belangrijk is dat de 5CSRTT vatbaar to combinatie met een aantal verschillende technieken; bijvoorbeeld cognitie is onderzocht na laesies van discrete hersengebieden ^10,18-20, of selectieve neurotransmitter depleties ^2,21,22. Behavioral farmacologische onderzoeken hebben gebruikt ofwel systemische ^16,17,23-28 of discrete intracraniële toediening van geneesmiddelen ^29-32. Bovendien prestaties worden eenvoudig bepaald na acute ^{12,16,17,29-32} en chronische toediening van het geneesmiddel ^13,14,23,33. De effecten van taakprestaties op neurotransmitter ³⁴ en metabolische activiteit ³⁵ in discrete hersengebieden zijn ook beoordeeld. Bovendien kunnen de prestaties van de taak worden gebruikt om ratten te scheiden in groepen op basis basislijn aandachtprocessen prestaties ^30,31 of niveaus impulsiviteit ^15,32. Tenslotte, met de komst van een muis versie van de 5CSRTT ^5,6, de taak is gebruikt om de genetische bijdrage aan aandacht en imp onderzoekenulse controle ^5,36-39.

Omdat de 5CSRTT beoordeelt meerdere cognitieve functies tegelijkertijd en vatbaar is voor gebruik in combinatie van verschillende farmacologische, moleculaire en genetische technieken is het routinematig gebruikt om cognitieve disfunctie stellen in het kader van diermodellen van psychiatrische en neurologische aandoeningen. Zo heeft de 5CSRTT is gebruikt om de neurobiologie te onderzoeken die ten grondslag liggen van de cognitieve storingen in attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) ^{37,40,41, 23,33,42} schizofrenie, drugsverslaving ^13,14,43-45, de ziekte van Alzheimer ^{18 , 39, 36} ziekte van Parkinson en de ziekte van Huntington ^37.

Dit protocol geeft richtlijnen voor de opleiding van ratten op de 5CSRTT. Omdat een aantal prestatie-indicatoren kunnen worden verzameld, beschrijven we hoe de gemeenschappelijke patronen van Results moet worden geïnterpreteerd. Voorts aantal gemeenschappelijke wijzigingen van het basisprotocol, de testdag uitdagingen beschreven.

Protocol

Deze procedure vereist het gebruik van dieren; Deze procedures werden goedgekeurd door het Oberlin College Institutional Animal Care en gebruik Comite en zijn in overeenstemming met de handleiding voor de zorg en het gebruik van proefdieren 46. 1 5CSRTT Apparatus Een schema van de 5CSRTT inrichting wordt verschaft in Figuur 1. De 5CSRTT apparaat bestaat uit een operante conditionering kamer (30,5 x 24,1 x 29,2 cm) met 2 plexiglas zijwanden, en …

Representative Results

Manipulaties van de 5CSRTT dat Probe Visuospatiële Aandacht Een benadering voor het variëren van de attentional eisen van de taak is om de duur van de stimulus veranderen. Als de stimulus duur afneemt, nauwkeurigheid% daalt (figuur 3A) en% omissies toename (Figuur 3B; aangepast van 12). Dus kortere stimulus duur verhogen van aandacht eisen van de taak en meer stimulans looptijden verminderen de aandachtsproblemen eisen van de taak. Het ver…

Discussion

De 5CSRTT is een veel gebruikte taak om aandacht en impulscontrole beoordelen knaagdieren. Aandacht wordt meestal gemeten door de nauwkeurigheid van reageren ^1,7,10. Vanwege nauwkeurigheid reageren ofwel geen weglatingen omvat en omdat zowel juiste en onjuiste antwoorden dezelfde eis respons (dwz. Een neus steken in een opening), nauwkeurigheid wordt niet beïnvloed door bewegingsbekwaamheid, motivatie of sedatie. Het% omissies ook worden gebruikt als een maat van aandacht vanwege goed opgel…

Materials

Five Hole Nose Poke Wall Chamber Package	Med-Associates	MED-NP5L-D1	Alternatively one could use the standard package (Catalog #:MED-NP5L-B1) Deluxe
Dustless Precision Pellet	Bio-Serv	F0021	45 mg Purified