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Behavior

5 - 직렬 선택 반응 시간 과제 : 설치류에 대한주의의 작업 및 전류 제어

doi: 10.3791/51574 Published: August 10, 2014

Summary

이 프로토콜은 관심과 설치류에서 충동 제어를 연구하는 데 사용되는 조작 적 기초 작업입니다 오 - 선택 직렬 반응 시간의 작업을 설명합니다. 표준 작업의 변형되어 테스트 일 과제는, 작업의 유연성을 증가시키고보다 완전 동작을 특성화하기 위해 다른 조작과 결합 될 수있다.

Abstract

이 프로토콜은 관심과 설치류에서 충동 제어를 연구하는 데 사용되는 조작 적 기초 작업입니다 오 - 선택 직렬 반응 시간의 작업을 설명합니다. 테스트 일 문제는 표준 작업에 대한 수정은 체계적으로주의 또는 충동 제어를 제어하는​​ 신경 시스템에 세금을 부과 할 수 있습니다. 중요한 것은, 이러한 문제는 그대로 동​​물 실험실에서 행동에 일관성있는 효과를 쥐 만 표준 작업에서 테스트 할 때 식별 할 수없는인지 기능의 하나 개선 또는 적자를 공개 할 수 있습니다. 수집 행동 조치의 다양성은 다른 요인 (예.이 진정은, 동기 부여 적자, 운동 기관 장애)가 성능의 변화에 기여하고 있는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 그것은, 약물 분자 및 유전자 기술을 조합 의무가 있기 때문에 5CSRTT의 다양성은 더욱 향상됩니다.

Introduction

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5 - 선택 직렬 반응 시간 작업 (5CSRTT)는 주의력 결핍 과잉 행동 장애 (ADHD) 1,2 진단 명에 의해 표시되는 행동 적자를 이해하기 위해 캠브리지 대학의 트레버 로빈스와 그의 동료에 의해 ​​개발되었다. 그것은 인간 세의주의를 연구하는 데 사용 된 연속 성능 작업에 기초; 관심있는 다른 정보를 무시하면서 4 특정 자극 또는 정보를인지 자원의 초점을 할당하고 유지하는 능력으로 정의된다. 태스크는 원래 쥐 1,2 함께 사용하도록 설계되었지만, 마우스 버전은 또한 5,6 개발되었다.

기본적인 5CSRTT는 개구 중 하나에 대한 간략한 광 자극 (큐)의 프리젠 테이션에 다섯 개구 수평 배열을 스캔하는 쥐를 요구; 쥐가 자극을 감지하면 그것은 코 설탕 펠릿 보상을받을 수있는 조명 구멍에 찔러해야합니다. 따라서작업은 5 공간적으로 별개의 구멍을 통해 관심을 나눌 모두와 자극이 세션 1,7에 주어진 재판에서 여러 실험을 통해 제시 될 때까지 관심을 유지하기 위해 쥐를 필요로합니다. 경고는 일반적으로 반응의 정도에 의해 평가된다. 사전 유력한 또는 부적절한 9 응답 보류하는 기능 : 5CSRTT 원래 관심을 평가하도록 설계되었지만, 또한 충동 행동이나 응답 1,7,8 억제를 평가하는데 사용된다. 작업하는 동안, 래트 간 시험 간격의 지속 기간 (ITI)에 대한 응답을 보류하고, 자극 (1)의 구멍 하나에 제시 한 번만 응답해야한다. 따라서 조기 반응은, ITI 전에 자극하는 프레젠테이션 중에 발생하는 사람들은, 행동, 충동 적 행동 등의 유용한 지표를 제공 받으실 수 있습니다.

5CSRTT는 믿을 수 없을만큼 유연 작업이 기본 작업의 수정의 수 (즉, 시험 당일 문제)그보다 신중하게 조작 행동에 미치는 영향을 실험 조사하도록 구현 될 수있다. 예를 들어, 자극 지속 기간을 감소 또는 ITI 단축하는 작업 부하 주의력을 증가시키는 다른 메커니즘이며 체계적 주목 1,7,10-12의 서브 도메인을 평가하기 위해 사용될 수있다. 반면, 자극 지속 기간을 증가시키는 작업 주의력 요구를 최소화; 이 조작은 태스크 (12)의 기본적인 응답 요구를 실행하는 기능을 방해하는 경우를 결정하는데 사용될 수있다. ITI의 지속 기간을 증가시키는 것은 특정 조작 1,7,8,13-15 임펄스 응답에 영향을 미치는지를 결정하기 위해 사용될 수있다. 또한, 같은 방금 설명한 것과 같은 사용하여 시험 당일 문제는 잘 훈련 된 쥐에서 식별 할 수없는 표준 테스트 매개 변수를 사용하여 테스트 적자 행동의 10 또는 기능 향상은 16, 17를 공개 할 수 있습니다.

중요한 것은,이 의무 5CSRTT t이다다른 기술의 수가 O 조합; 예를 들어인지에 대한 개별 뇌 영역 10,18-20의 다음과 같은 병변을 조사하거나, 선택적 신경 전달 물질은 2,21,22을 고갈되었습니다. 행동 약리학 적 연구는 사용 중 약 29 ~ 32의 전신 16,17,23-28 또는 분리 된 두개 내 투여했다. 또한 성능은 쉽게 12,16,17,29-32 급성 및 만성 약물 투여 13,14,23,33 후 평가된다. 분리 된 뇌 영역에서 신경 전달 물질 방출 (34)과 신진 대사 활동 35 과제 수행의 효과도 평가되고있다. 또한, 작업 성능 기준선 주의력 성능 30,31 또는 15,32 충동의 수준에 따라 그룹으로 쥐를 분리하는데 사용될 수있다. 마지막으로, 5,6 5CSRTT의 마우스 버전의 출현으로, 태스크에 대한 관심과 임프 유전 기여도를 조사하기 위해 사용되어왔다ulse는 5,36-39을 제어 할 수 있습니다.

5CSRTT 동시에 여러인지 기능을 평가하고 일상적 정신 및 신경 질환의 동물 모델의 컨텍스트에서의인지 기능 장애를 평가하기 위해 사용 된, 약물 분자 유전 다양한 접근법을 조합하여 사용하는 것이 의무가 있기 때문이다. 예를 들어, 5CSRTT은 주의력 결핍 과잉 행동 장애 (ADHD) 37,40,41, 23,33,42 정신 분열증, 약물 중독 13,14,43-45, 알츠하이머 병 (18)에서 인식 중단을 기초 신경 생물학을 조사하기 위해 사용되어왔다 , (39), 파킨슨 병 (36), 및 헌팅 톤병 37.

이 프로토콜은 5CSRTT에 대한 교육 쥐에 대한 지침을 제공합니다. 성능 측정의 수가 수집 될 수 있기 때문에, 우리는 resul 방법의 일반적인 패턴을 묘사TS는 해석되어야한다. 또한 몇몇 기본적인 프로토콜에 공통 변형에서, 시험 당일 문제가 설명된다.

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Protocol

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이 절차는 동물의 사용을 요구한다; 이러한 절차는 오벌린 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 실험 동물 (46)의 관리 및 사용을위한 설명서에 따라 아르되었다.

1 5CSRTT기구

  1. 5CSRTT 장치의 개략도는도 1에 제공된다.
    1. 5CSRTT 장치는이 플렉시 측벽 및 스테인레스 그리드 바닥 조건화 실 (30.5 X 61.1 X 29.2 cm)로 구성된다.
    2. 알루미늄 전면 벽은 둥근 오 코 구멍이 구멍 (2.5 X 2.2 X 2.2 cm 각)를 포함한다; 각 개구는 발광 다이오드 (LED)와 쥐 '노즈의 삽입을 검출 할 수있는 적외선 센서가 장착된다.
    3. 알루미늄 방벽은 음식 잡지를 포함; 이 펠릿 디스펜서에 접속되고, 적외선 센서 및 작은 장착되어 incandescent 빛.
    4. 전체 챔버를 조명 할 백열 집 광은, 다시 벽의 상단에 부착된다.
  2. 이 통풍이 내 집 5CSRTT 장치 감쇠 조건화 챔버 소리.
  3. 조건화 챔버를 제어하고 데이터를 수집하는 컴퓨터 PC를 사용한다.

2 동물 주택 및 준비

  1. 절차는 실험 동물의 사용을 요구한다; 어떤 실험을 시작하기 전에 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 승인을 얻을 수 있습니다.
  2. 쌍에서 주택의 쥐.
    1. 22 ± 1 ℃의 일정한 온도로 한 방에 (오전 7:00에 점등) 14시 10분 / 암주기에 쥐를 유지
    2. 쥐에게 집 새장에 물 반면에 무료로 액세스를 허용하지만, 음식을 제한 할 수 있습니다.
    3. 음식 잡지 훈련의 시작 2-5일 전에 그들의 자유 먹이 체중 85 ~ 90 %로 쥐를 제한하고5CSRTT 교육 및 테스트를 통해. 매일 훈련 후 쥐를 공급하고 그들이 (~ 5g / 주) 무게를 얻고 있는지 확인하기 위해 매일을 무게.

3 5CSRTT 절차

  1. 일반 5CSRTT 교육의 고려 사항
    1. 하루의 시간 표준 주 5 일의 최소 기차 래트; 교육은 많은 단계를 (표 1 참조)를 통해 발생하고 몇 주 소요됩니다.
    2. 같은 조작 적 챔버에서 기차와 시험 쥐 (섹션에게 아래 3.2-3.5 참조) 쥐 '환경에서 작은 편차들은 성능에 영향을 미칠 수있다.
    3. 각 세션 청소 (수의사와 협의 후 또는 다른 소독제) 살균제 차아 염소산 나트륨을 함유하는 물 챔버의 모든 표면의 끝에서.
  2. 매거진 교육
    1. 첫 번째 세션에 앞서 자신의 홈 케이지에 쥐 설탕 알갱이 (45 mg)을 소개합니다. 이 neophobia을 최소화하고 쥐가 마지막 ret 것이다 보장음식 잡지에서 rieve 설탕 알갱이.
    2. 조리개 구멍 조건화 챔버에 넣어 쥐 (팬들)은 폐색. 쥐가 5 분 동안 챔버에 길들을 허용합니다.
    3. 고정 간격 20 초 (FI-20 일 일) 일정 또는 FI-30 일정 (일이) 어느 잡지에 60 개의 설탕 알약을 제공합니다.
      주 : houselight 펠렛 제공시 조명되어야 세션의 지속 기간 및 잡지 등을 위해 조명 된 상태로 유지하고 펠릿이 검색 될 때까지 발광 상태로 할 수있다.
    4. 설탕 펠릿 소모 여부 세션 메모의 끝에; 적어도 이일 또는 펠릿이 모두 소모 될 때까지 훈련을 계속한다.
  3. 5CSRTT 교육
    1. 그림 2는 하나의 5CSRTT 시험의 개략적를 제공합니다.
    2. 에 팬들과 조작 적 챔버의 각 쥐를 놓습니다. 쥐가 5 분 동안 챔버에 길들을 허용합니다.
    3. 습관화 기간의 끝에서, O 매거진 광을 조명하고 전달할네브라스카 설탕 펠렛. 이 펠릿을 검색 할 때 첫 번째 재판이 시작됩니다.
    4. 만 빛 집에 불이 기간 동안 간 시험 간격 (ITI) 각 시험을 시작합니다. ITI의 끝에서, 의사 랜덤 소정 자극 기간 조리개 등 중 하나를 밝히는. 자극 프레 젠 테이션에 반응하는 쥐의 시간을 허용; 쥐가 응답하도록 허용되는 시간이 제한 홀드 (LH)이다.
    5. 잡지와 잡지 등의 조명에 설탕 펠렛의 전달에서 조명 조리개 결과로 코 구멍이 응답; 이러한 응답은 정답으로 간주됩니다. 잡지 등을 소화하고 펠릿 검색시 다음 재판을 시작합니다.
    6. 꺼져 구멍 (오답)과 실패로 코 구멍이 응답 타임 아웃 (TO)에서 LH (생략) 결과 중 응답한다. TO 동안 houselight을 끈다. houselight을 조명하여 TO의 끝에 다음 재판의 시작을 신호.
    7. 조기 반응과 ITI 동안 코 구멍이 응답을 점수; TO 기간이 응답을 처벌. 조기 반응에 의한 TO 후 동일한 시험을 재개.
    8. 90 시험 또는 첫번째 도래하는 30 분 후에 각각의 세션을 종료합니다.
    9. 교육의 첫 단계를 들어, 30 초에 30 초 2 초 ITI와의 정보는 다음의 제품에 2 초 LH를 자극 지속 시간을 설정합니다. 자극 기간은 ITI 1 초와 LH가되도록 훈련을 통해 이러한 매개 변수를 조정하고는 모두 5 초 (표 1 참조). 그들이 제안 된 훈련 기준에 도달 한 후 다음 훈련 단계로 쥐를 이동합니다. 실험 쥐들은 최종 단계에서 안정된 성능을 발휘 한 후.
      주 : 주 5 일 훈련을받은 경우 흰쥐는 일반적으로 4-8주 내에서 기준 성능 (~ 65 %의 정확성, <20 % 기준)에 도달. 쥐의 다른 변종은 그러나, 작업을 수행하기 위해 서로 다른 능력을 가지고있다. 예를 들어, 리스터 후드 래트의 높은 수준을 달성 할 수 있습니다(..; Mizra하고 밝은, 2001 예를 들어, 바리 외, 2008) 짧은 자극 지속 시간 (0.5 초)를 사용하여 적은 누락 (<20 %)와 정확도 (> 80 %). 그것은 연구자들은 쥐 (마우스)의 변형을 반영하기 위해 자극 매개 변수 및 기준의 성능을 조정하는 것이 좋습니다 사용.
  4. 5CSRTT 테스트
    1. 지난 3-5 세션에서 각 측정 성능을 평균하여 기준 수익률 (% 정확도, % 생략, 조기 응답)를 계산 (아래 참조). 개별 쥐 '기준으로 (필요한 경우) 그룹으로 쥐를 분할하거나 이러한 데이터를 사용합니다.
    2. 시험 당일 문제 (표 2) 더 프로브 동작을 사용합니다.
    3. 주제 디자인 내에서의 경우, 시험 당일 도전 세션과 교육 세션을 흩뿌 리다.
      주 : 시험 일 과제는 표준 작업에 행동 시험을 보완하기 위해 사용될 수있다. 이러한 조작은 광범위한 후 식별 할 수없는 행동의 미묘한 변화를 밝힐 수표준 작업 및 / 또는 훈련은 성능 부족의 성격의 더 나은 이해를 얻기 위해 이용 될 수있다.
  5. 5CSRTT 성능 측정
    1. 성능 측정을 계산하기 위해 컴퓨터를 사용한다.
    2. (%의 정확도를) 응답의 정도 : 정확하고 잘못된 응답의 총에 의해 올바른 응답 수를 나눈다. 이는 관심의 기본 측정 값이다.
      [# 정답 / (# 정답 + # 잘못된 응답)] × 100
    3. 누락 : 쥐가 완료된 임상 시험의 총 수에 응답하지 않았다있는 시험의 수를 나눈다. % 누락이 관심을 반영 할뿐만 아니라, 진정제, 동기 모터의 능력에 의해 영향을받을 수 있으므로 누락의 해석은 다른 성능 측정에 의존한다.
      [# 누락은 / (# 누락 + # 정답 + # 잘못된 응답)] × 100
    4. 정답은 : 실험 미리보기의 총 수에 의해 올바른 응답 수를 나눈다leted.
      [# 정답 / (# 누락 + # 정답 + # 잘못된 응답)] × 100
    5. 잘못된 답변은 : 완성 된 임상 시험의 총 수에 의해 잘못된 응답 수를 나눈다.
      [# 오답 / (# 누락 + # 정답 + # 잘못된 응답)] × 100
    6. 조기 응답은 : ITI 중에 응답 수를 결정합니다. 이것은 충동적인 행동의 기본 척도이다.
    7. 보속 응답은 : 쥐 정답으나 설탕 펠릿의 검색 전에 후 모든 구멍에 코 구멍이 응답 수를 결정합니다. 이 강박 행동의 척도이다.
    8. 매거진 항목 : 잡지에 코 구멍이 응답 수를 결정합니다. 이것은 동기 부여의 척도이다.
    9. 대기 시간은 응답을 수정하려면 : 올바른 응답에 대한 자극의 개시에서 평균 시간을 계산; 처리 속도 나 의사 결정의 척도.
    10. 늦은잘못된 응답에 NCY는 : 잘못된 응답에 자극의 개시의 평균 시간을 계산; 처리 속도 나 의사 결정의 척도.
    11. 검색 대기 시간 보상 : 설탕 펠릿 보상을 검색 할 수있는 쥐의 평균 시간을 계산; 의욕을 반영 할 수 있습니다.

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Representative Results

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5CSRTT 프로브 시공간주의의 조작

태스크의 주의력에 대한 다양한 요구를 한 가지 방법은 자극의 재생 시간을 변경하는 것이다. (12에서 적응도 3B) 자극의 지속 시간이 감소함에 따라, %의 정확도 (그림 3A) 및 누락 %의 증가를 감소시킨다. 따라서 짧은 자극 지속 기간은 태스크의 주의력 요구를 증가시키고 더 자극 지속 기간은 태스크의 주의력 요구를 감소시킨다. 자극의 지속 시간을 변경하면 안정적으로 조기 응답 및 응답 대기 시간에 영향을주지 않습니다 7,10,12을 (데이터가 표시되지 않음).

5CSRTT의 주의력을 증가 요구하는 또 다른 접근법은 ITI 단축함으로써 '이벤트 비율을'증가시킴으로써 성능을 조사하는 것이다. ITI는 하나 감소 및 고정 지속 기간 (즉, 1.5 초 단축)하거나 할 수 있습니다 할 수 모두 감소차 만든 예측할 수없는 (즉, 단축 0.5, ITI는 의사 랜덤 방식으로 발생하는 각각 1.5, 3.0, 또는 4.5 초). ITI를 낮추면 %의 정확도를 감소시키고 %의 누락을 증가시킨다. (가상의 데이터는도 4a-C를 참조한다; 페인과 Carlezon, 관찰되지 않은 기준) 때문에 ITI의 단기간의 조기 반응의 수는 감소하는 경향이있다 (11).

관심을 검사 할 수 있습니다 ( '혼란'화이트 노이즈의 버스트를 도입, 자극 등을 깜박이는 빛을 도입하거나 디밍) 표준 5CSRTT 다른 수정은 1,2,7,10있다. 이러한 테스트의 일 도전 추가 장비의 사용을 요구하기 때문에 그것들은 여기서 상세히 설명되지 않았다. 즉, 이러한 문제는 일반적으로 누락 1,2,7,10의 정확성의 감소 및 / 또는 증가로 이어질 말했다.

5CSRTT의 조작이 프로브 IMPULSE 제어

도 4d-F에 도시 된 바와 같이, 반응 억제 체계적 ITI의 지속 시간을 증가시킴으로써 5CSRTT에 도전 할 수있다. ITI는 (임의로, 각각의 ITI 발생 의사 7.5, 또는 9.0 초 즉., 4.5, 6.0로 증가) 증가 및 고정 된 지속 기간 (즉, 7 초로 증가) 또는 모두가 증가 될 수 있고, 예측이 이루어질 수 있습니다 . ITI는 확실하게 다른 성능 측정에 중요한 영향을하지 않고 최선을 다하고 조기 응답 수를 증가 증가 7,10,11,13,14 (페인과 Carlezon, 게시되지 않은 관찰 기준).

시험 날 도전 데이터의 해석

중요한 것은 관찰 성능 부족의 성격의 더 나은 이해를 얻기 위해 표준 작업에 성능 시험 당일 도전 과제에 성능 분석을 결합 할 수있다특정 조작 다음과 같은 거라고. 예를 들어, 5A 및도 5B는 글루탐산 탈 탄산 효소 (GAD) 억제제 인 L-알릴 글리신 (LAG)의 내 전두엽 피질의 주입과 대뇌 피질의 GABA 합성을 차단하는 누락을 증가 시킨다는 것을 보여 주지만, 표준 5CSRTT 12 %의 정확도에 영향을 미치지 않습니다. 그들이 관심 적자, 진정, 동기 부여 적자 또는 변경 된 운동 능력을 반영 할 수로 스스로 증가 누락은 해석하기 어려울 수 있습니다. 따라서, 이들의 의미 적자의 더 나은 이해를 얻기 위해, 우리는 기준의 증가 주의력 결핍을 반사 또는 다른 팩터의 결과인지를 결정하기 위해 시험 일 과제를 사용했다. 먼저 우리는 자극의 지속 시간이 0.5 초 (그림 5D-5F) 1.0에서 감소되는 작업의 더 어려운 버전의 성능을 평가하고, 우리는 자극의 지속 시간이되었을 때의 작업의 쉬운 버전의 성능을 평가5 초에 1.0 증가 (5G-5I 피규어). 누락이 같은 정도로 증가 되었기 때문에 작업의 세 가지 버전 (0.0 μg / μL 용량의 증가를 배) (그림 (b), (e) 및 5H)와 정확도 (작업의 세 가지 버전에서 LAG의 주입에 의해 영향을받지 않았기 때문에 도 5A는, 5D 및 5G)는, 우리는 누락의 증가 가능성이 주의력 결핍을 반영하지 않았다고 결론을 내렸다. 우리는 보상 검색 지연도 (도 5C, 5F 및 5I)도 (도시 생략) 매거진의 항목 수가 전신적 LAG의 주입에 의해 영향을받지 않았기 때문에 기준의 변화가 동기의 감소를 반영 할 가능성을 배제. 그들은 운동 기관의 기능 (데이터가 표시되지 않음) 12에 영향을하기 때문에 오픈 필드를 사용하여 우리는 가능성이 누락 증가하는 LAG의 주입을 결정했다.

그림 1 5CSRTT 장치. 구멍의 배치 및 공중보기에서 잡지를 보여주는 5CSRTT 상자 A) 도식. 각 조리개와 음식 잡지는 코 넘나들며. B) 5CSRTT 조건화 상자 (메드 - 어소 시에이 츠, 세인트 알 반스 (St. Albans) VT)를 감지하기 위해 적외선 센서가 장착되어 있습니다. 챔버의 알루미늄 전면 벽에 LED 자극 등 (1)을 포함하고, 각각의 오 코 구멍이 구멍은있다; 알루미늄 방벽은 디스펜서 펠릿 (3)에 접속되어 식품 매거진 (2)을 포함하고, 집 ​​등 (4). 바닥 스테인레스 강철 막대 (5)로 이루어진다; 바닥 아래에 이동식 쓰레기 트레이 (6)입니다. (문 포함) 측벽는 일반 폴리 카보네이트 (7)로 구성된다. 챔버는 소리 감쇠 부스 (8) 및 팬 (9)에 보관되어 소음을 마스킹을 제공하고 공기를 순환.

그림이
5CSRTT에서 재판의 그림 2 구조. 시험이 houselight에 불이와 함께하는 동안 intertrial 간격 (ITI)로 시작합니다. ITI의 마지막 자극 광 5CSRTT 개구 중 하나에 제공된다. 쥐의 코가 조명 구경에 나올 것은, 음식 펠릿 잡지에 전달하고, 잡지 등이 켜집니다. 펠렛 검색이 잡지의 빛을 소멸하고 다음 재판을 시작합니다. 타임 아웃에 결과 잘못된 반응과 누락 (응답 실패)은 (TO), 그 동안 houselight은 소멸됩니다. 다음 재판은 TO의 끝에서 시작합니다. (ITI 동안 발생) 조기 반응은 TO가 발생하지만 조기 반응에 의해 트리거에 동일한 시험은 이후에 재 초기화됩니다.

항상 "> :"유지 - together.within 페이지를 = FO "ve_content 그림 3
그림주의에 자극 지속 시간을 조작하는 효과 3. 자극의 지속 시간을 감소는 누락의 정도 (A)의 감소와 증가 (B)에 의해 조치로 주목 감소하는 리드.

그림 4
. 5CSRTT 성능에 ITI의 재생 시간을 조작 ITI의 지속 시간을 감소하고 예측할 만드는도 4 가설 효과 정확도 (A) 및 조기 반응 (C)을 감소시키고 (B) %를 기준으로 증가한다. ITI의 지속 시간을 증가 그리고 난을예측할 수 t 안정적 %의 정확도 (D) 또는 % 누락 (E) 만 증가 조기 응답 (F)에 영향을주지 않습니다.

그림 5
5CSRTT의 그림 표준 (AC), 짧은 (DF)에 GABA 합성 억제제의 효과 (5), 롱 (GI) 자극 시간 버전. 자극 지속 기간 (D, E)를 짧게하면 %의 정확도를 감소와 % 기준 표준 작업에 상대적 증가 (A, B). 자극 지속 기간 (G, H)을 길게하면 반대로, %의 정확도를 증가와 % 기준은 표준 작업에 비해 감소 하였다. (; 신경 약리학에서 허가 재판이 수치는 Asinof & 페인 12에서 수정되었습니다).

교육 단계 시험 / 세션 자극 기간 (SD) ITI 시간 제한 유지 (LH) 타임 아웃 (TO) 기준
올바른 % % 누락
TR-1 90 또는 30 분 30 30 > 75 <10
TR-2 90 또는 30 분 15 15 > 75 <10
TR-3 90 또는 30 분 15 3 15 3 > 75 <10
TR-4 90 또는 30 분 5 3 10 3 > 75 <15
TR-5 90 또는 30 분 3 5 3 > 70 * <15 *
TR-6 90 또는 30 분 5 5 5 > 65 * <15 *
TR-7 90 또는 30 분 1 5 5 5 > 50 <20

표준 5CSRTT 표 1 교육 일정. 각각의 트레이닝 단계에서, 래트는 사전 훈련 다음 단계로 이동되는로 또는 2 일 연속 기준 이상으로 수행한다. 올바른 %는 전체 시험 (즉, 수정, 잘못된 누락) × 100 % 및 누락으로 나누어 올바른 임상 시험의 수를 전체 시험 × 100으로 나눈 누락의 수입니다. * 모든 쥐가 할 수 있다는 것을 나타냅니다그러나 이러한 교육의 더 나은 성능이 더 가능성이 성공적 훈련의 마지막 단계를 완료하는 것 스테이지, 이러한 수준의 성능을 달성. 자극의 지속 시간은, ITI, LH 및 제품에 모든 초에 있습니다.

교육 프로그램 인지 기능 자극 기간 (SD) ITI 시간 제한 유지 (LH) 타임 아웃 (TO)
짧은 SD 주의 0.5 5 5 5
긴 SD 주의 5 월 5 5 5
짧은 ITI 주의 1 1.5 5 5
짧은 변수 ITI 주의 1 0.5,1.5, 3.0, 4.5 5 5
긴 ITI 충동 1 7 구 5 5
긴 변수 ITI 충동 1 4.5, 6.0, 7.5, 9.0 5 5

표 2 공통 시험 날 도전. 5CSRTT 매개 변수가 체계적으로 다른인지 기능을 검사하기 위해 조작 할 수 있습니다. 자극의 지속 시간을 감소 또는 ITI 감소하는 것은 모두가주의 집중 시스템에 도전 할 수 있습니다. 단축 ITI가 사용되는 경우, ITI 어느 일정 시간 (예를 들면, 1.5 초)이 될 또는 변수 일 수있다 (예., 0.5, 1.5, 3.0, 및 4.5 초). 자극의 지속 시간을 늘리면 주의력 수요를 감소시킨다. 임펄스 제어 ITI의 지속 시간을 증가시킴으로써 도전 할 수있다. ITI 어느 일정 시간 (예, 7 초) 또는 가변 될 수있다 (예, 4.5, 6.0, 7.5, 9.0 초). 변수 ITI 전자를 사용하는 경우ACH ITI 기간은 무작위로 의사를 발생해야하고 각 쥐 각 ITI에서 시험의 동일한 수에 노출되어야한다. 시험 세션 길이 및 / 또는 개수는이를 수용하기 위해 증가되어야한다. 자극, ITI, LH의 모든 TO 기간은 초에 있습니다.

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Discussion

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5CSRTT은 설치류에 관심과 충동 제어를 평가하기 위해 널리 사용되는 작업입니다. 주의는 가장 일반적으로 1,7,10 응답의 정확도에 의해 측정된다. 누락을 포함하지 않는 응답의 두 정확하고 잘못된 응답하기 때문에 정확도가 동일한 응답 요구 사항을 가지고 있기 때문에, 정확도가 된 운동 능력, 동기 부여 또는 진정 작용에 의해 영향을받지 않는다 (즉., 코 구멍에 찔러). 잘 훈련 된 설치류는 종종 응답을 보류보다는 그들이 특정 재판 1,10에 조명 된 구멍을 모를 경우 '추측'때문에 %의 누락도 관심의 척도로 사용할 수 있습니다. 시키는 문제, 진정은, 동기 부여를 감소하고, 운동 기관 장애는 해석 누락 어렵게 반응하는 쥐의 능력을 방해 할 수 있습니다. 어느 정도 이러한 요소는 성능의 다른 조치를 평가하거나 구현 시험 당일 도전에 의해 배제 될 수있다의. 예를 들어, 동기 부여 장애는 즉, 증가 누락이 조기 반응을 감소 (응답의 일반적인 감소로 표시 할 수 있습니다 잡지 항목의 감소 및 보상 검색 대기 시간 및 진정 작용 및 / 또는 운동 기관 손상의 증가에 의해 표시 및 잡지 항목을 감소 할 수있다 응답 대기 시간에) 및 전반적인 증가. 이 기준의 변화가 주의력 결핍을 반사 또는 다른 팩터의 결과인지 명확하지 않은 경우 즉, 상기, 그것은 시험 당일 과제를 구현하는 것이 바람직하다.

충동은 가장 일반적으로 사용하여 반응을 조기 5CSRTT 측정된다. 조기 응답은 ITI 동안, 이전에 자극 프레젠테이션에 발생하는 반응이다. 그러나, 이들 반응은 코 찌를 사전 유력한 응답을 보류하고 이에 응답 1,9 억제의 결핍에 의해 특징 충동의 형태를 반영하는 무능력을 반영하는 것으로 생각된다. 조기 반응 일 수 있습니다같은 더 이동 작업 1,8 갈로 모터 충동의 다른 작업 중에 충동적인 반응과 유사되어야한다. 5CSRTT에 반응 억제의 또 다른 척도는 보속 응답이고; 다음은 올바른 응답이 만든 설탕 펠릿 보상이 전달 된 후 조리개에서 발생하는 반응이다. 보속 응답은 자체 응답 충동보다는 응답을 통해 강박 반영하는 것으로 생각된다 1. 특히, 반응 억제의 이러한 두 가지 방법은 신경줄 기판 (11)에 의해 부분적으로 매개된다; 그들이 반응 억제의 사실 별개의 조치에 있음을 시사한다.

정확한 응답 대기 시간 (및 / 또는 부정확 한 응답 대기 시간)을 조작 쥐 '처리 속도 또는 판정 시간 1,7 제작에 변화를 초래하는지 여부를 결정하기 위해 사용된다. 기준과 마찬가지로, 그러나, 응답 대기 시간이 진정 포함한 다른 요인에 의해 영향을받을 수있다,동기를 부여하고 전위의 능력. 따라서, 결과의 전반적인 패턴은 특정 조작 처리 또는 의사 결정 속도에 영향을 미치는 여부를 결정하기 위해 평가해야합니다.

설치류의 관심과 충동 조절을 측정하기 위해 5CSRTT를 사용하여 여러 가지 이점이있다; 이 작업은 전 세계 연구소에 의해 채택 된 이유는 이러한 가능성에 대해 설명합니다. 첫째, 5CSRTT 여러인지 기능의 동시 조사를 할 수 있습니다. 둘째, 래트 개월에 몇 주 동안 안정 성능 수준에서 유지 될 수 있고, 용이하게 오프 시간의 기간 후에 재 훈련 될 수있다. 베이스 라인 성능이 안정적이기 때문 내의 피사체-디자인을 사용하여 또는 작업 성능에 만성 조작의 효과를 테스트 할 수있다. 셋째, 작업의 다양성이 구현 될 수 시험 당일 문제의 다양성에 의해 증가된다. 중요한 것은, 이러한 조작은이 있었 많은 것이 성능 예측 가능한 변화가 발생실험실 1,7,10,12 다수 복제. 시험 당일 문제가 더 표준 작업에 관찰 된 성능 적자 (또는 개선) 특성화 연구를 활성화 또는 쥐가 표준 작업 16에서 테스트 할 때 관찰되지 않는 성능의 변화를 공개 할 수 있습니다. 여러 행동 조치가 동시에 수집되므로 넷째, 연구자들은 과제 수행에 다른 잠재적 교란 요인의 영향을 평가할 수있다. 조작 적 챔버가 외부 컴퓨터에 의해 제어되기 때문에 마지막으로, 자극 프레 젠 테이션, 이벤트 및 데이터 7의 편견 모음의 정확한 타이밍의 제어가 향상됩니다.

강점에도 불구하고, 5CSRTT는 단점이없는 것은 아니다. 5CSRTT의 주요 단점은 트레이닝을 완료하고 안정된 성능 수준을 달성하기 위해 많은 주 래트 소요한다는 것이다. 또한, 연장 교육 시간은 성능이 '가 자동으로 발생할 수 있습니다매틱 '또는 습관적인 반응; 이 특정 조작에 불 침투성 표준 작업의 성능을 만들 수 있습니다. 작업 요구를 증가 또는 비상 사태 반응을 변화 구현 테스트 일 과제는, 자동 응답 성능에의 영향을 최소화 할 수있다. 장기간 훈련은 그러나 있도록 개별 주체가 반복적으로 테스트하고 자신의 제어 역할을하기 위해서는 시간에 걸쳐 상대적으로 안정되어 성능이 저하 않습니다. 따라서, 개개의 피사체를 훈련하기 위해 필요한 시간은 각 피사체가 생성 할 수있는 데이터의 양에 의해 완화된다. 5CSRTT의 또 다른 단점은, 과제 수행의 동기 수단으로서 온화한 음식 제한을 사용하기위한 요건이다. 세션이 계속 주체가됨에 따라 영향을받을 수 있습니다 응답 할 수있는 동기 부여를 물리게; 이 작업 성능 25의 변화로 이어질 수 있습니다. 시험을하기 전에 사전 수유 피험자 물림이 부분의 영향을 매개되는지 여부를 결정하는 하나의 수단이다icular 조작 7,25,47. 또한, 만성 가벼운 음식 제한은 설치류에 과도한 스트레스를 일으킬 수 있다는 우려가있을 수있다; 그러나 반대로 48 증가 증거가있다. 아마도 더시키는 문제, 가벼운 음식 제한은 연구자가 조사하고자하는 매우 경로를 변경할 수 있습니다; 이 태스크는 성능 (49)에 약물의 효과에 영향을 미칠 수있다.

이것은 다른 실험실 표준 작업의 성능의 기준선 수준의 차이를보고하는 것이 중요합니다. 이것은 다른 실험실 5 홀 상자 12,23을 사용하는 동안 일부 실험실, 9 홀 상자를 사용하여 다른 모든 구멍 1,2,7을 막다 예를 들어 조작 적 챔버의 차이 자체에 부분적으로 기인 할 수있다. 다른 구성으로는 발광 다이오드 (LED) (23) 중에 또한, 일부 챔버들에서 자극 광, 백열등이있다. 성능의 기준 레벨의 차이도있을 수 인해 t교육 전략 O 변화가 구현했습니다. 마지막으로 사용 된 래트 (또는 마우스)의 변형에 차이가 성능 기준 레벨의 차이 또한 계정있다. 불과 몇 실험실 혼합 된 결과 쥐의 변종에 걸쳐 성능을 비교했다. 예를 들어, 흰쥐는 리스터 후드 쥐 28보다 성능이 낮은 기준선 수준을 가지고있다. 반면, Auclair와 동료 (50)는 흰쥐 빠르게 긴 에반스 쥐를했지만 두 그룹이 궁극적으로 동일한 수준의 성능을 달성보다 (즉, 더 적은 교육 세션에서) 작업을 취득한 것으로 나타났습니다. 마우스를 사용할 때 스트레인의 차이가 관찰되었다; C57BL / 6 마우스는보다 정확하고 자극의 지속 시간이 51를 단축 할 때 DBA / 2 마우스를보다 적은 조기 응답을 수행합니다.

작업 수집 및 성능이 여기에 설명 된 것과 훈련 전략의 마우스와 쥐, 약간의 편차 비슷하지만 다시 할 수있다quired. 첫째, 그들의 더 작은 크기를 수용하기 위하여, 마우스 5CSRTT 장치는 쥐 5CSRTT 5,6,36-39,51,52보다 작다. 둘째, 마우스는 이전에 교육 5,6,52을 시작으로 조작 적 챔버에 큰 습관화가 필요할 수 있습니다. 셋째, 포만의 더 큰 위험과 마우스 5,6,52로 응답하는 동기 부여의 손실이있다. 포만 작은 음식 펠렛의 위험을 수용하기 위해 (예를 들어, 래트에서 45 mg의 생쥐 대 12 mg)을 52를 사용한다. 또는 액체 강화 물은 5,6,37을 설명 하였다. 마지막으로,이 자극 등 6의 차별적 속성을 증가 houselight 모든 세션을 실행해야 할 수도 있습니다.

요약하면, 5CSRTT은 관심과 설치류에서 충동 제어를 연구하는 데 널리 사용되는 조건화를 기반으로 작업입니다. 작업이 아닌 최소한의를 사용하여 몇 가지 장점은 능력은 쉽게를 거기에있다 아르더주의 깊게 관심이나 충동 제어를 조사하는 작업을 수정합니다.

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Disclosures

저자가 공개하는 게 없다.

Acknowledgments

이 작품은 TAP에게 수여 보건 부여의 국립 연구소 (R15MH098246)에 의해 지원되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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5 - 직렬 선택 반응 시간 과제 : 설치류에 대한주의의 작업 및 전류 제어
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Asinof, S. K., Paine, T. A. The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents. J. Vis. Exp. (90), e51574, doi:10.3791/51574 (2014).More

Asinof, S. K., Paine, T. A. The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents. J. Vis. Exp. (90), e51574, doi:10.3791/51574 (2014).

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