Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

在注意定势转移任务:测量小鼠认知的灵活性

Published: February 4, 2015 doi: 10.3791/51944

Summary

该协议的目的是为了执行行为分析,如注意力集转移任务(AST),以评估在小鼠中前额叶皮层介导的认知灵活性。

Introduction

在注意力集中转移任务(AST)前1,2是发展成为人们关注和认知弹性的大鼠了十多年。剑桥神经心理测试自动化电池(CANTAB),其被用于识别认知功能障碍的人类和非人类灵长类3,4的intradimensional /异次元分量后的AST被建模。同时学习简单的规则的能力保持不变,在学习赤字修改时,规则已经改变被发现在患者从各种神经精神障碍(如精神分裂症,强迫症,抑郁症)的痛苦,神经退行性疾病的响应( 即,帕金森氏病)和患者的病灶,以预额叶皮层5。更一般地,这些患者被描述为具有在认知灵活性缺陷。类似的赤字在这两个非人类灵长类动物和啮齿动物时,病变吨被证明澳前额叶皮质已被诱导1,6-8。这些赤字表明认知僵化的状态或转移注意力集中的能力受损。

形成有注意力集当受试者得知的一组规则可应用于复杂的刺激,以从不相干线索分化有关。例如,在AST,动物将学习关注并给有关的提示( 即,挖掘介质)响应,而忽略不相关的线索( 气味),通过配对食物奖励与介质。此关联随后在后续的任务,其中钢筋挖掘介质和气味的变化的类型,但介质和收益之间的配对关联保持。这种增强的规则形成了认知集。逆转和额外维的转变:在认知灵活性 AST协议的措施方面的两个阶段。在逆转的阶段,在一个dimensio先前负面刺激N(介质在本实施例)现在是肯定的,挑战动物忽略来自前一阶段的正面刺激。例如,如果感觉挖介质是在前一阶段的积极的刺激和纸是负的刺激,现在的情况正好相反。这种挑战,它必须保持注意力集中的动物的灵活性( 介质相关的尺寸),而改变规则,学会了一个维度内的刺激和奖励对。一个所注意的集合的形成在额外维移阶​​段,当不相关的维度(气味在这个例子中)成为相关的尺寸受到了挑战。一个固着的反应,通过使用以前学过的规则持续选择所示,在任一阶段,反映了认知灵活性的赤字。

在两个非人类灵长类动物和啮齿类动物损伤的研究显示前额叶皮层的特定区域可以归因于为PErF能力ORM的AST 1,9特定阶段。病变的眶额皮层(OFC),前额皮层(PFC)的次区域,已被证明是导致学习上的AST 8赤字逆转。此外,病变的内侧前额叶皮质(MPFC),导致在执行额外的维度转变的具体困难。

同时使用的AST许多研究在大鼠和非人灵长类动物被执行时,相对较少的已利用的AST如小鼠认知功能的量度。鉴于遗传操作的易用性小鼠,以及迫切需要测量前额叶皮质功能在研究各种障碍,适应和验证小鼠这种行为的措施是一个重要的除了研究与PFC功能障碍相关的疾病。这里详述的方案是由比勒尔和Brown 1被应用在小鼠中优化和过程的修改反映了许多小鼠- specifi的之前已经报道2,6,10-13Ç适应。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

注意:在此研究中使用的动物是4和6个月的年龄以获得最佳效果之间雄性C57BL / 6J小鼠。小鼠保持在反向光周期,以便在活动(暗)相方便对它们进行测试。如果在一个房间分开壳体被执行的行为,小鼠被允许至少1小时,以适应下列运送到测试室。下红光条件下进行行为测试尽量减少对小鼠尽可能少的正常活动,同时仍然允许实验者足够的照明,以在视觉上监视测试会话。

注:这里所描述的实验过程的各个方面,进行了符合指南实验动物的护理和使用,第8版(NRC)和得克萨斯健康科学大学被批准的机构动物护理和使用委员会中心在圣安东尼奥。

  1. 填充陶瓷ramekins(非多孔性; 1.5“深×2.5”直径),至内缘与(约1挖掘介质“从底部);滤纸轮切成两半,并贴在里面ramekin的背面( 图1A)
  2. 打破轻轻加糖干早餐谷物(食物奖励) - 蜂蜜坚果或糖衣品种,为大约20毫克的片断为适应环境,培训和测试阶段。
  3. 做一个注意力集中转移任务(AST)室( 图1B):驯化训练和测试每个鼠标在小室;建议至少为8腔室的生产。
    1. 建立一个12“×8”×7“AST室;墙壁和起点门制成的不透明的白色丙烯酸类,很容易清洗,用70%的乙醇。断头台式,可移动的起跑线分离室到等候区(5“×8”)和测试区(7“×8”)。
    2. 包括明确5221; X7“可移动隔板分隔试验区均匀的两面;切3¼“直径的孔进入分区的底部部分,以允许访问嗅的,间隔1”从分区( 图1C)的前面相距和1“。

2.步骤概述(图2)

  1. 之前的AST,家鼠单独和允许他们调整到反向光周期为至少一周。
  2. 适应,训练和测试单独测试室的每个动物。整理测试的最后一天后分配每个室一个鼠标和干净,用70%的乙醇。这将通过使室内的气味像“家笼”或“自我”测试期间尽量减少压力。
  3. 气味测试盆前2天的测试,让气味消散;老鼠不会挖有一个非常强烈的气味盆。使用与地下25针的注射器,加入大约0.1毫升精油在滤纸的顶部。

3.处理(1-8天)

  1. 手柄起动之前,限食的第一天8天小鼠。这将减少与在测试过程中的处理相关的应力。
  2. 权衡和处理记录体重每一天。每天处理每只小鼠2-3分钟。
  3. 如果有多个实验者要参与测试的一组老鼠,确保每个参与实验者在搬运过程中增加熟悉实验者,降低压力和焦虑有经验的培训或测试天。
  4. 继续处理和记录的权重整个测试的持续时间。

4.食品的限制(9-12天)

  1. 开始驯化的入门4天前,地方小鼠限制饮食来维持小鼠在他们的自由喂养体重的80-85%。给1克每只小鼠每天的食物。如果低于体重下降指定范围内的给每天2克直至它们返回到适当的范围内。
  2. 放置2 ramekins在每个笼子的前面,以允许小鼠适应环境到测试盆。这是用来训练鼠标挖食物奖励相同点。
  3. 添加在ramekins2克食品和1片食物奖励(半片谷物中的每一个)中的每一天为4天。
  4. 如果行为是在一个单独的房间比1,其中将小鼠收容执行,开始对食物限制1日之前,运输小鼠在试验室,每天至少1小时返回到容纳室,以允许他们适应的检验室。
  5. 在限食的最后一天,驯化开始前,更改家庭笼的床上用品。笼子里的床上用品将不会再改变,直到测试后完成,以减少在训练和测试(除非绝对必要),压力或焦虑体验。
  6. 维持小鼠食物限制,直到测试结束。在13-17天,根据食物奖励的消耗(一般<1克食物颗粒)的量的估计驯化,培训或测试后,给老鼠的食物。

5.驯化(13-14天)

  1. 开始训练开始前2天,在红​​光下黑暗周期中进行驯化。
  2. 散布少量脏寝具从腔室中的家笼中,这将通过引入一个熟悉的“家笼”或“自”闻到测试腔室减少在新环境中作为应力(同一腔室将用于单一鼠标的训练和测试)的持续时间。
  3. 放置一个干净ramekin与水在腔室的等候区;小鼠倾向于不进食,如果他们没有获得水。
  4. 放置已用于食品限制在测试区域与食物奖励两个ramekins(〜20毫克谷物片)的每一个。
  5. 鼠标放置在等候区;取出起点门并允许小鼠探索室1小时。
  6. 不断以鼓励老鼠探索试验区,并经常在盆添加食物奖励(约20毫克谷物片)为空ramekins。
  7. 确保鼠标可以看到实验者在整个适应期,使实验者的存在不是在测试过程中一个额外的压力源。

6.培训(15日)

  1. 鼠标放置在等候区。
  2. 放置空ramekins,各含有食物奖励(〜20毫克谷物片),进入测试区和解除起点门。让鼠标3分钟检索两种食物奖励。重复此步骤几次。
  3. 逐步添加锯末/鼠笼床上用品在随后的试验盆。允许小鼠3分钟结束三正之前检索从每个罐的食物奖励人。一旦鼠标已经检索到的食物奖励从每个锅,继续下试。如果鼠标完全不挖,一旦食物奖励部分覆盖做出尝试,提示可以提供( 即,撒上谷物粉尘在食物奖励的面积,使锯末了食物奖励的区域中的凹痕,发现部分食物奖励)。
  4. 继续每次试验后,加入木屑/床上用品,直到食物奖励被完全覆盖和鼠标可靠演示了一个满钵挖找食物奖励的能力。
  5. 如果鼠标还没有可靠地证明发现在2小时的训练开始的在一个完整的锅食物奖励的能力,继续培养第二日。保持鼠标的食物限制,重复此步骤的第二天。
  6. 如果鼠标无法挖掘后连续两天食物奖励,从实验的剩余部分排除,并标注为“失败挖”的EXPerimental记录。

7.测试(16-17天):

  1. 在一天之内,测试简单的辨别(SD),复合歧视(CD),反转(R1)和内维移(IDS)。
  2. 在为期两天,测试内部维2班(IDS2),内维班3(IDS3),逆转2(R2;可选),额外的维移(EDS)。
  3. 对媒体和香料如表1所示。
  4. 在操控性上测试一天时间,给小鼠一种食物奖励,以避免缺乏焦点在测试过程中,由于饥饿。从这点开始直至测试日结束时,不除外正确选择奖励提供任何食物。
  5. 在测试开始时,使用镊子(限制盆之间的气味蔓延)将一块在锅内,指示正确选择食物奖励。食物奖励应完全由媒体(参见图3)。为了避免从食物奖励气味线索,撒上谷物粉尘Ø版本的所有盆的阶段的开始。
  6. 鼠标放置在等候区与起点门关闭。将盆在测试腔室的任一侧。当起点门被去除,计时器被启动试用开始。允许每个审判每只小鼠3分钟做出选择。记录的选择(正确或不正确),并时间直到鼠标制成每次试验一的选择。
    注:“选择”是企图在任一火锅挖表示。挖苦只记录为选择,如果鼠标已经取代了媒体和戳它的鼻子远远不够的空间它创建找食物奖励的媒体或移位足以揭开食物奖励。如果鼠标没有在3分钟内做出了选择,这是记录为没有选择(不正确)。
  7. 一旦选择已经取得了无论是火锅,删除未从测试室选择了锅。如果一个正确的选择作出,让鼠标将鼠标早在之前完成的食物奖励等候区。如果不正确的做出选择,让鼠标探索锅表明,没有食物奖励为选择鼠标回到等候区之前。
  8. 在每次试验结束时,将鼠标早在等候区和替换起点门。
  9. 确保鼠标满足8正确试验的标准连续前进到AST的下一个阶段。如果鼠标没有在50次试验获得8个正确的选择,连续,失败的阶段,不能移动到完成测试。连续6无选择(3分钟无选择)是失败的参与,并从上移动到下一个阶段禁止鼠标。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

在该试验中,典型的从属措施是每阶段试验,以满足标准(或8个连续正确选择)的数目。 图4A示出试验的平均数来满足准则时使用的AST在未处理的C57BL / 6J每个阶段。小鼠形成对相关线索尺寸(气味或介质)的注意力集中,性能将提高,通过在试验的减少所指示,以满足标准的连续intradimensional移位的,并且反转阶段和异次元移将需要额外的试验,以满足标准。它以抗衡开头上每两个相关尺寸( 即,媒体或气味),因为我们已经观察到一些差异,在简单的判别阶段反映在试验数量的增加,以标准如果气味是有关动物的数量是非常重要的线索( 图4B)。如果试验,在SD阶段达到的标准是日之间显著不同E两个相关提示尺寸( 即,更好的性能,当媒体有关, 如图4B),在随后的阶段,每个鼠标的性能数据,可以在简单的判别阶段归其性能。 如图4C所示 ,该归一化步骤降低了与学习的初始相关线索相关联的变异性并增强了对后续的IDS阶段改进的性能可视化。虽然〜20只小鼠的组大小将足以允许原始数据的分析,而无需正常化。重要的是,在试验中一个显著增加extradimentional移相对于以前intradimentional移指示中满足的标准是试验有效性( 图4D和4E)的一个重要的控制措施。在此之前的ED变速级,小鼠学习,以找到该奖励注意单个相关线索尺寸(气味或介质)。切换到一个NE瓦特相关提示尺寸,这在以前无关,应该需要更多的试验,达到标准,导致ID / ED转变。有趣的是,在原始数据中的ID / ED移的分析显示,在试验中一个显著增加IDS2和ED( 图4D)之间达到标准,趋势朝着增加IDS3和ED之间(数据未示出,P <0.1)并增加了平均试验间相比ED(数据未示出),以达到IDS2和IDS3的标准。有趣的是,一个显著ID / ED换档既IDS2和IDS3之间表观相比ED时该数据标准化为表现在在SD阶段( 图4E)。

据预计,对照小鼠的约70%-80%将完成整个任务(20-30%退出率)。替代相关措施包括平均延迟为在任务的每个阶段衡量做出选择(虽然我们已经发现这是老鼠之间差异很大),通过Lapiz-Bluhm的 14如以下三个或更多个连续正确选择次数的不正确的选择作出的数目所定义的错误“设置损失”的反转和错误的额外维变速级和数目的总数。 “集丢失”的错误数量的增加可能表明固着行为。此外,小鼠通常完成测试的每一个阶段,在不到30分钟( 图5),和时间在每个阶段所花费的持续时间是试验的函数,以达到标准。

在使用详见这里,神经病变的OFC或mPFC的小鼠类似的模式先前的研究中均表现分别影响性能的逆转和额外维的转变阶段,确认使用这个测试来确定功能缺损的相同的区域的大鼠和非人灵长类动物studies11。虽然任务在上述研究中诉序列白羊略到这里示出,但预计病变或缺陷在OFC和mPFC的同时也会导致性能受损在R 1和EDS,通过增加试验次数反映到标准在这些阶段。 。

舞台 相应 示例 相应 示例
简单的歧视(SD) 毡(+) 纸( - ) 气味 肉豆蔻(+) 迷迭香( - )
复方歧视(CD) 毛毡(+)/肉豆蔻纸( - )/迷迭香 气味 肉豆蔻(+)/费尔特迷迭香( - )/纸
毛毡(+)/迷迭香纸( - )/肉豆蔻 肉豆蔻(+)/迷迭香( - )/费尔特
逆转1(R 1) 纸(+)/迷迭香毡( - )/肉豆蔻 气味 迷迭香(+)/肉豆蔻( - )/费尔特
纸(+)/肉豆蔻毛毡( - )/迷迭香 迷迭香(+)/费尔特肉豆蔻( - )/纸
Intradimensional移位(IDS) 绒球 亮片( - )/丁香 气味 </ TD> 肉桂(+)/绒球丁香( - )/亮片
(+)/肉桂
绒球(+)/丁香亮片( - )/肉桂 肉桂(+)/亮片丁香( - )/绒球
IDS2 Pipecleaners 曲棍球的眼睛( - )/姜 气味 红色百里香(+)/ Pipecleaners 姜( - )/曲棍球眼睛
(+)/红百里香
Pipecleaners(+)/曲棍球的眼睛( - )/红百里香 红色百里香(+)/曲棍球眼睛 姜( - )
IDS3 丝带(+)/香草金属带( - )/柠檬 气味 香草(+)/丝带柠檬( - )/金属条
丝带(+)/柠檬金属带( - )/香草 香草(+)/金属条柠檬( - )/丝带
R2 金属带(+)/香草丝带( - )/柠檬 气味 柠檬(+)/丝带香草( - )/金属条
金属带(+)/柠檬丝带( - )/香草 柠檬(+)/金属 LIC条香草( - )/丝带
异次元移位(EDS) 气味 香茅(+)/拉菲亚八角( - )/泡沫 拉菲亚(+)/香茅泡沫( - )/大茴香
香茅(+)/泡沫大茴香( - )/拉菲亚 拉菲亚(+)/大茴香泡沫( - )/香茅

气味和挖掘介质的表1中。实施例组合的气味和挖介质中这些组合在本研究中已被证实。使用这些特定组合得到的代表性结果示于图2中

hres.jpg“/>
图1. AST测试室。 (A)的照片和ramekin和举例的滤纸放置的尺寸。(B)的图片适于小鼠和(C)的测试室表示该分区中的孔放置的三维图AST的测试腔室的。

图2
图2.挖掘中 。挖这个协议在材料清单(ii.-xi.)详细的使用中对例子。盆充满大致与挖介质内缘。

图3
图3.时间轴进行测试。

图4 图4. C57BL / 6J性能中的AST。 (A)试验的平均次数,以满足标准的AST男性C57BL / 6J小鼠。数据表示平均值±SEM(N = 22只/组),P = 0.013舞台的重要作用。(B)试验的平均次数在SD阶段不同的初始相关提示尺寸达到标准。数据表示平均值±SEM(N = 22只/组),* p = 0.01。(C)标准化表示为每个鼠标的个性化表现在SD阶段的百分比数据。数据表示平均值±SEM(N = 22只/组),P = 0.06的阶段主要作用。(D)在试验ID / ED转向IDS2与ED之间达到标准。数据表示平均值±SEM(N = 22只/组),* p = 0.03。(E)ID / ED在IDS3与ED之间的标准化数据移位。数据表示平均值±SEM(N = 22只/组),* P = 0.012。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

由PFC介导的在认知灵活性赤字表示与各种神经学和神经精神病学障碍有关的一个显著残疾,并且可以对结果和个人从这些疾病痛苦的生活质量产生重大的影响。在小鼠的AST使用的优化是研究遗传基础的连接到前额皮层介导的认知功能障碍的疾病至关重要。我们已发现,上述的方法是一个具体的认知缺陷,认知灵活性的可靠量度,并且近似于使用该任务在大鼠和非人灵长类动物中获得的结果。描述的方法是在大鼠和小鼠以及专家在我院的咨询和指​​导,前面描述的协议的广泛调查的结果。

使用在小鼠中类似的任务之前的报道已经证明这样的行为措施的适应性,尽管几个注意事项2,6,11。 Colacicco 不限歧视每天进行测试,以2,该扩散测试在四天期间11的数量。这包括在连续测试天以前学过的刺激对重复。虽然有效,显影这里介绍的协议的目的是最大限度地减少测试期间的持续时间,最大限度地提高效率。在这里,我们限制测试,两天之内,消除了以前学过的刺激对重复。先前的研究人员指出,老鼠需要过度训练,形成一个集注意力和展览中,他们将保持付出努力应对一个小的“可测性的窗口”。我们的协议还包括在最初的相关线索维度中intradimensional转向适度的过度训练。评估在图4C的规范化的数据特别是当,似乎只小鼠中的协议检测可显示出更明显的赤字杜里纳克第二intradimensional反转(相对于前一阶段)。这个观察结果与过度训练,以确保形成一个所注意的组,如小鼠也表现出一个ID / ED移的概念相一致。一种可能性,为什么小鼠维持在我们的协议( 图5),它涉及到2小时的平均会话长度付出努力的性能,可能是由于使用的反向光周期。我们在最初四小时黑暗(清醒)周期的测试,在红光下的照明条件下的隔离和专用的检测室的行为。然而,这种方法的手稿的范围之外的系统的测试将要求以确定哪些因素有助于在其中小鼠将继续执行的AST的持续时间,并且如果在嗅觉辨别缺陷的怀疑,预筛选可以在测试之前作为候补保证无异味的方法已有报道。

此外,在最初的方法开发中,我们发现,年轻的成年小鼠(8-12周龄)具有更大的可变性是年龄稍大的4-6个月大的老鼠进行。我们推测,食物限制协议影响生长的小鼠不同于更成熟的小鼠,并同时,在一个典型的神经发育意义上说,小鼠大脑被认为是完全由6周开发的,它有可能从青少年到成年人的成熟和成年早期的过渡在年轻小鼠的前额叶皮层变乱AST性能突触重塑。然而,这些迷人的问题仍有待探索。

在小鼠的AST协议的其他变型包括“自由”的试验,这意味着试验的指定数目(通常为4),在每一个阶段的开始不计分,并在动物被允许探索两者盆直至奖励被检索。在这里详细的协议不包括任何“免费”的试验。此外,我们设置了requiremeNTS以满足标准更严格(8连续正确试验,以标准,而不是先前描述的8/10试验,以满足标准),并已发现,这是其中的动物是否已真正了解到该规则的有效指标。加纳等。显示以下内容的IDS一段过度训练的( 呈现先前有关刺激额外50项试验)显著试验增加了EDS 2标准。在这里,我们包括多个帧内维位移,以努力“训练过度”,并确保一个所注意的集合的相关尺寸上的形成,在协议与Bissonette等人的。6。另外,加纳等。有限的测试会话,以约1小时(或当鼠标不再回应)2,而我们发现,C57BL6 / J小鼠充分且可靠地通过在大约2小时内每 ​​一天提交给他们的所有四个阶段进行(用于控制小鼠)。虽然,在实验组之间的运动能力电位差应该解释的性能时予以考虑。我们的手术限制的时间和劳动投入到17天的从处理通过完成测试开始每个动物。建议在一个单独的实验者限制在一个单一的一天受试小鼠的数目不超过2,其允许单个实验者完成测试在至少6的能力(这可以根据个人实验者的能力和经验被修改)小鼠每周。如果运动功能轻度受损,每次试验的长度可以增加,因为正确的响应,没有速度响应,是关键的因变量。

视觉辨别范式类似于那些已被用来评估认知表现在非人灵长类最近已适于在啮齿类动物中的使用,并且可以作为替代的气味和介质discriminatioñ这里描述的任务。这种方法可能是必要的,如果是本实验组小鼠之间在嗅觉辨别显著差异。 Brigman 等人已经表明,小鼠容易辨别化合物视觉刺激中的ID和ED移范例15。虽然这种自动化方法更好地表示在测试来研究在人类和非人类的灵长类动物前额叶皮层功能障碍,所需的操作室和触摸屏的成本来执行在小鼠中这个自动化测试可能是令人望而却步。

因此建议行为来对每个小鼠,也就是说 ,习惯化,训练尽可能一致执行并且测试应该在一天中的每个动物在同一时间进行。另外,动作室应在整个实验保持不变,使得利用共享/社区空间问题,由于不可控的流量,引入的气味等。如果动物是要传送从容纳室向远程行为的房间(如这里的情形),相同的路线应每次服用。行为室应在实验者和动物将不会在测试过程中被干扰的区域。如果多个实验者正在执行中,从房间内的同一个房间,进入和退出的任务,应尽可能限制,以避免任何过大噪声或中断可能在测试期间增加动物的压力或焦虑。另外,实验者应小心地除去和更换起点门以及盆流入和流出腔室的,以便产生尽可能少的噪声和干扰成为可能。大鼠进行的实验已经证明,AST性能可通过各种压力被打乱。

应每星期进行盆窨并在每个星期的同一天,前至少2天到第一测试日。它建议在盆香味在良好通气其中测试将被执行的范围的外侧ilated区域(如单独的实验室,走廊,通风柜)。这将有助于避免气味的交叉污染,并避免混淆小鼠气味不属于试验的一部分。此外,前和测试过程中,( 即,胶或咖啡之前立即测试,强香料/除臭等消费)应避免上述的理由强的气味可以分散从鉴别动物。应实验者希望使用比在该协议中所述备用挖掘介质,建议该介质是相似的密度和重量,以在这里描述的(过度重量/密度使得难以为鼠标挖充分)的。例如,我们发现,小塑料珠是不合适的,因为它们是困难的小鼠推开。此外,具有很强的气味任何媒体( 例如 ,橡胶带和一些PLASTIC材料)不适合,因为它可能与检测到的气味被测试的能力产生干扰。

训练和个体小鼠的测试应该由单个实验者来进行,但是适应可以通过任何实验者只要他们已经参加的处理完成。要使用在每一天所执行的四个阶段的所有盆应伸手可及以便限制的时间量的动物是在阶​​段之间的等候区。这将有助于保持鼠标放在每个任务的关注。此外,不要停止,直到完成的那一天的测试( 所有4个阶段对每个测试日必须连续完成)的任务,一旦测试开始是很重要的。

总之,这里所描述的协议提供了AST的有效利用来衡量前额叶皮质依赖的认知功能的影响,其中包括详细的说明方法说明数据分析和潜在的注意事项。多种小鼠的AST的方法报道于主文献,每个都有自己的独特的程序细节。无论基于文本和视觉信息的独特的耦合将特别有助于研究人员试图将这一强大的行为检测到他们的科学剧目。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgments

这项研究是由赠款R01-MH090127,P30-MH089868从心理健康国家研究所和获奖数量UL1TR001120从国家中心推进转化科学的支持。内容完全是作者的责任,并不一定代表NIMH或NCATS的官方意见。此外,我们想衷心感谢大卫Morilak博士为他宝贵的专业知识指导早期方法开发。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Testing Chamber Fabricated in-house, specifications can be found in protocol
3 oz. Ramekins BIA Cordon Bleu 900002S12 Purchased on amazon.com
Essential Oils: Fronteir Natural Products Co-Op Purchased on http://www.frontiercoop.com/prodlist.php?ct=anpceoeo
Clove Bud 191114
Red Thyme 191140
Lemon 190810
Cinnamon Leaf 191111
Rosemary 191133
Citronella Java 191112
Vanilla in jojoba oil 191231
Anise Seed 191102
Ginger 191121
Nutmeg 191161
Filter Paper, 9.0 cm diameter VWR International 28310-048 Purchased on https://us.vwr.com/
Digging Media
Raffia Ashland 8 oz Raffia Purchased on http://www.michaels.com/
Cut into 1/2" to 1" strips
Green Felt Creatology Basic Felt Forest/Dark Green 36 in x 36 in  Purchased on http://www.michaels.com/
cut into 1 cm x 1 cm squares
Brown foam Creatology Fun Foam 18 x 12 in sheets (light brown/tan) Purchased on http://www.michaels.com/
cut into 1/2 cm x 2 cm rectangles
Crepe paper (yellow) Celebrate It Paper Crinkle 4 oz yellow jumbo Purchased on http://www.michaels.com/
Cut into 1/2" to 1" strips
Ribbon (turqoise) Celebrate It Wide Ribbon 4 in x 10 yd 100% polyester  Purchased on http://www.michaels.com/
cut into 1 cm x 1 cm squares
Metallic  Celebrate It Metallic Crinkle Gold 2 oz Purchased on http://www.michaels.com/
Cut into 1/2" to 1" strips
Googly Eyes, 4 mm ME4144 Purchased on http://factorydirectcraft.com/index.php
Black Sequins, 3 mm 8780BK
Pink Pom Poms, 1/4 inch 1018221
Pipe Cleaners, red 108430
Bedding material/sawdust Obtained from in-house animal resources
Timer Control Company 5000 Purchased on http://www.control3.com/5000p.htm
Lightly sweetened dry breakfast cereal loops HEB  Honey nut toasted oats used in the protocol described, any lightly sweet coated breakfast cereal is recommended

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Birrell, J. M., Brown, V. J. Medial frontal cortex mediates perceptual attentional set shifting in the rat. J Neurosci. 20 (11), 4320-4324 (2000).
  2. Garner, J. P., Thogerson, C. M., Wurbel, H., Murray, J. D., Mench, J. A. Animal neuropsychology: validation of the Intra-Dimensional Extra-Dimensional set shifting task for mice. Behav Brain Res. 173 (1), 53-61 (2006).
  3. Nagahara, A. H., Bernot, T., Tuszynski, M. H. Age-related cognitive deficits in rhesus monkeys mirror human deficits on an automated test battery. Neurobiol Aging. 31 (6), 1020-1031 (2010).
  4. Rock, P. L., Roiser, J. P., Riedel, W. J., Blackwell, S. Cognitive impairment in depression: a systematic review and meta-analysis. Psychol Med. , 1-12 (2013).
  5. Stuss, D. T., et al. Wisconsin Card Sorting Test performance in patients with focal frontal and posterior brain damage: effects of lesion location and test structure on separable cognitive processes. Neuropsychologia. 38 (4), 388-402 (2000).
  6. Bissonette, G. B., et al. Double dissociation of the effects of medial and orbital prefrontal cortical lesions on attentional and affective shifts in mice. J Neurosci. 28 (44), 11124-11130 (2008).
  7. Chase, E. A., Tait, D. S., Brown, V. J. Lesions of the orbital prefrontal cortex impair the formation of attentional set in rats. Eur J Neurosci. 36 (3), 2368-2375 (2012).
  8. McAlonan, K., Brown, V. J. Orbital prefrontal cortex mediates reversal learning and not attentional set shifting in the rat. Behav Brain Res. 146 (1-2), 97-103 (2003).
  9. Dias, R., Robbins, T. W., Roberts, A. C. Primate analogue of the Wisconsin Card Sorting Test: effects of excitotoxic lesions of the prefrontal cortex in the marmoset. Behav Neurosci. 110 (5), 872-886 (1996).
  10. Bissonette, G. B., Powell, E. M. Reversal learning and attentional set-shifting in mice. Neuropharmacology. 62 (3), 1168-1174 (2012).
  11. Colacicco, G., Welzl, H., Lipp, H. P., Wurbel, H. Attentional set-shifting in mice: modification of a rat paradigm, and evidence for strain-dependent variation. Behav Brain Res. 132 (1), 95-102 (2002).
  12. Kos, T., Nikiforuk, A., Rafa, D., Popik, P. The effects of NMDA receptor antagonists on attentional set-shifting task performance in mice. Psychopharmacology (Berl). 214 (4), 911-921 (2011).
  13. Tait, D. S., Chase, E. A., Brown, V. J. Attentional Set-Shifting in Rodents: a Review of Behavioural Methods and Pharmacological Results. Curr Pharm Des. , (2013).
  14. Lapiz-Bluhm, M. D., et al. Behavioural assays to model cognitive and affective dimensions of depression and anxiety in rats. J Neuroendocrinol. 20 (10), 1115-1137 (2008).
  15. Brigman, J. L., Bussey, T. J., Saksida, L. M., Rothblat, L. A. Discrimination of multidimensional visual stimuli by mice: intra- and extradimensional shifts. Behav Neurosci. 119 (3), 839-842 (2005).

Tags

行为,96期,认知灵活性,前额叶皮层,行为,注意力,鼠标,神经精神症状,认知功能障碍
在注意定势转移任务:测量小鼠认知的灵活性
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Heisler, J. M., Morales, J.,More

Heisler, J. M., Morales, J., Donegan, J. J., Jett, J. D., Redus, L., O'Connor, J. C. The Attentional Set Shifting Task: A Measure of Cognitive Flexibility in Mice. J. Vis. Exp. (96), e51944, doi:10.3791/51944 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter