Summary
人間の精神運動警戒試験（PVT）のラットのバージョンは、このようなパフォーマンスの精度、モータの速度、応答時期尚早、と注意で失効としてのヒト警戒の側面を含め、人間PVTを用いて測定したものと同様の注意の側面を測定することが記載されています。
Abstract
人間の精神運動警戒試験（PVT）は、疲労や持続的注意の変化を測定するために広く使用されている手順です。本記事では、注目の同様の側面（ すなわち 、パフォーマンスの精度、モータの速度、応答時期尚早、と注意で失効）PVT-と呼ばれる「rPVT」 -つまり対策のげっ歯類のバージョンについて説明します。データは、実験用ラットで使用される場合rPVTの短期および長期の両方の有用性を示すが提示されています。ラットは簡単rPVTを学び、基本的な手順を実行するために学ぶことは訓練未満の2週間かかります。一度、rPVTにおけるラットの性能がセッション時間（すなわち 、人間の「タイム・オン・全体での類似性、注意で経過、反応時間、警戒デクリメントを含め、人間のPVTでこれらの同じ性能の尺度との類似度の高い示し取得タスク "効果）、および人間のため記載応答刺激間隔（RSI）の効果。このようにRPVTは人間のPVT性能と非常によく似て持続的注意上の変数の広い範囲の効果を評価するための非常に貴重なツールとなることができ、したがって、神経行動機能障害のための新規治療法を開発するために有用であり得ます。
Introduction
人間の精神運動警戒試験（PVT）は、ヒトに警戒し、持続的注意を測定するために広く使用されている、よく検証ツールであり、もともとデンジーズらによって開発されました。全体としてセッション内および個々のセッション内の時間間の両方、反応時間と注意（注意における早期の応答および失効の観点から例えば 、エラー）での安定性を評価するための1-3。長年にわたり、人間のPVTは修正され、さまざまな側面の注目の経時変化を追跡するために、4月11日に更新し、睡眠不足や疲労の変化に敏感であることが実証されており、薬物使用と被験者12の年齢によって影響されています、13。 10秒 - PVTは、刺激（典型的には、LEDナンバーディスプレイ）は2の後、典型的には、時間的にランダムに表示されたときに被写体が簡単に画面をタッチする一見単純な手順です。人間のバージョンでは、番号表示はミリ秒でインクリメントしたときトン停止します彼の画面は、このように被験者の反応時間（RT）を示す、タッチされました。警戒反応時間、2）人間の文献で「漏れの誤差」と呼ば経過の増大（及び通常は長さ> 500ミリ秒）であるのRTのように定義され、3）増大は、1）減速示される減少します早期の応答（と呼ばれる「手数料のエラー」またはヒト文学における「偽開始」）。他の手段もまた、性別や年齢の違いなどの変数を検査するためのPVTを得ることができます。これらの対策の見直しのため、Basnerとデンジーズ4を参照してください。最後に、PVTは人間のリスク評価の一般的な領域で採用されており、成功したようなNASAのエクストリーム環境のミッションとして、軍事、航空、鉄道産業、第一応答者、および極限環境を含む業務領域の広い範囲の下で使用されていますオペレーション（NEEMO）、国際Mars500プロジェクト14、および国際SPACについてEステーション（ISS）。 ISSには、PVTは「反応セルフテスト」と呼ばれ、個別疲労関連のフィードバックとの宇宙飛行士を提供するために使用されている（ 例えば 、RTのか注目で経過で変化します）。
（やや似ています）単純反応時間のタスクの齧歯類のバージョンを持っているように人間のPVTは、何十年も使用されています。これは、ごく最近、しかしながら、人間のPVTに直接げっ歯類対応物は、文献に報告されているされていること。クリスティらは、ラットのための人間のPVTのバージョンを記載し、睡眠不足15,16以下の警戒の減少を報告しました。追加の最近の研究では、rPVT 17-19のバージョンを報告しています。これらのレポートは、さまざまな睡眠不足のテクニック以下の持続的注意の変化を記載しています。しかしながら、これらの研究からのデータはまた、例えば 、RESPOの総数のいくつかの場合において、40％以上（応答早期の高レベルを報告していますNSE）;このような性能は非常に人間との任意のPVTの公演とは違っています。人間の性能対げっ歯類でのこのような大きな違いは、PVTのげっ歯類バージョン対ヒトにおいて使用される特定のパラメータの違いによる可能性が高いです。例えば、クリスティら。 （ - 4秒foreperiod。1を使用しています人間のPVTの3分バージョンのBasner ら 5を参照してくださいが）10秒foreperiod -人間のPVTは通常2を採用しながら、7秒foreperiod -研究では、ランダムに変化3を採用しました。比較的短いforeperiod値の使用は、多くの場合、その応答「タイミング」動物をもたらすことができる、したがって、現在のげっ歯類rPVT研究で報告されているように偶発的補強を介して、早期応答の数を増加させ、促進することができます。
ここで説明rPVTのバージョンは、私たちの以前に発表された物品20をベースにしており、関連する技術および手順の詳細な説明を提供します。それは異なります以下の点でrPVTの以前に公開されたバージョンから：1）ラットを3の可変foreperiod値で訓練した - 10秒、および2）ラットは短い応答ウィンドウ内でのみ応答するので、迅速に対応しなければならなかった（また、「限定と呼ばれますrPVTの以前公開されたバージョンでは3.0秒）;）」を開催し、次の刺激開始は、（本研究で1.5秒を強化しました。精度の大幅な向上と早期の応答のレベルの低下によって示されるように、誤ったためにこれらの変更だけでなく、短いタイムアウトを使用して、刺激制御のより高いレベルをもたらしたで応答し。本報告書はまた、パフォーマンス変数で予測可能な変更点について説明します（ 例えば 、注意、のRTでの経過）を調べる警戒が21をデクリメントし、ときに人間に見られるものを平行ヒト」タスク上の時間」効果と対応-などの他の性能尺度を調べるとき刺激間隔（RSI）は、ヒトPVTで観察される効果 ここで説明rPVTの最終バージョンは、家の光をオンにすることによって開始する（ 図1を参照）。 3の可変間隔（foreperiod）の後 - 10秒経過すると、鼻を突くキーを1.5秒の最大のために照射されます。 （foreperiods期間の平等な分配を保証するために、値がランダムに200ミリ秒の単位に基づいて、3〜10秒の範囲で36可能な値のリストから交換せずに生成されます。）nosepokeキーのイルミネーションに動物のための信号であり、対応し、光発症後150〜1500ミリ秒の間に発生する応答は、45 mgのペレットで補強されています。補強応答の後、鼻を突くキーライト、家の光の両方がオフになっていると1秒の試行間の間隔は（ITIは、家の光オフ）が行なわれます。光発症前で鼻ポークは、家の光を消火によって通知された実験不測の事態から8秒タイムアウト（TO）を産生します。何の応答は1.5秒の解像度内で発生しない場合ponseウィンドウは、nosepoke光と家の光の両方がオフし、ITIが続いて起こる1秒されています。その後の裁判のための次のスケジュールforeperiod値は、前の試験中に発生した方、ITI 1秒または8秒のいずれかの後に開始されます。セッションは、通常、約200件の試験で構成され、30分後に終了（5日/週）、毎日行われています。これは平均して、約7.5秒の持続時間を有する各試験での結果。 最初は決勝まで逐次近似を強化することにより、チャンバ内の食品トレーのうち、鼻突くキーに対応するため2）手整形ラットを食物ペレットを取るために、ラットを適応）rPVT上の安定したベースライン性能は1によって達成されるシェーピング鼻が応答を突く、および3）rPVT手順（ すなわち 、foreperiod、ITI、TO、およびキー照明回）のパラメータは、徐々に各ラットは、各セッション中に実行しているどれだけうまくに応じて、セッションを介して調整されている毎日のセッションを行います（以下に詳細に記載）。
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Protocol
実験動物のケアは、実験動物の愛護管理および使用上の公衆衛生局（PHS）ポリシーに応じました。すべての手順は、国立衛生研究所の実験動物の管理と使用に関するガイドの推奨事項に厳密に従って実施しました。ジョンズ・ホプキンス大学の施設内動物管理使用委員会は、プロトコルおよびすべての手順を承認しました。ジョンズ・ホプキンスはまた、実験動物管理の評価と認定協会（AAALAC）によって、それらのプログラムの認定を保持しています。
1.動物
- 他の株は、近交系ラットを含め、適切である、 - （12週齢行動訓練の開始時に約10）成人男性のLong Evansラットを使用してください。
- 植民地に到着すると、原因食物制限に単独で承認されたケージや部屋、に家のラットは、以下に説明する必要があります。住宅事情に動物を順応させるだけでなく、いくつかの日間ハンドリングAYS食事制限手順（約7日）を開始する前に。
- ラットは「自由摂食「体重を達成することを可能にするために2週間- 1用のラット飼料を自由に提供します。自由摂食体重の90％ - 85に、2週間 - 一度この重量で、1の上に、ラットの重量を減らすために食品のアクセスを制限します。行動訓練と試験の間に彼らの自由摂食重量の90％ - 85で動物を維持します。 15で始まる - 一日あたりの食物の18グラムと速度がその目標体重を維持しているかどうかに基づいて、この量を調整。
注：食物制限は、通常、制限を開始する前に自分の機関ACUCまたは他の規制当局の承認が必要です。 - 毎日動物を計量し、重量シートに体重を記録します。確認計量は、いかなる行動訓練や供給開始に先立って、毎日同じ時間に、同じ規模で行われています。
注：動物が持っている場合にのみ（下記）事前訓練を開始彼らの目標の重みを達成しました。このような行為は、彼らの目標の重みの下または上でのいずれかである動物のための食品の量への即時修正を可能にします。また、ラットは24時間間隔で重みを維持しているかどうかを決定するための方法を提供します。また、一日の異なる時間にラットを計量避けます。それは重量の劇的な違い、不正確な栄養、そして貧しい行動の公演になります。 - ゴム栓のトップスとシッパーチューブとガラスまたはプラスチックのボトルを使用して、ホームケージ内のすべての回で新鮮な水を提供します。
- セッションが（ 例えば 、週末、祝日）に行われていない場合には、体重の安定性を維持するために、ラットにラット食の彼らの通常の割当を養います。より多くの食品がこれらの時間の間に体重を維持するために必要とされるかどうかを判断するために、ラットを計量。
2.機器とソフトウェア
- 1鼻突くキー、家の光、およびペレットディスペンサー（ すなわち 、フィーダー）を搭載した標準的なモジュラーオペラントチャンバーを使用してください。
- 中央に位置するペレットディスペンサーのどちらかの側のモジュラー鼻突くキーを配置します。この配置は、他のオペラントチャンバー内や研究間で一貫性を維持していることを保証します。ここでは、ノーズポークキーペレットディスペンサの左側にあります。
- その他の動作を妨げないように、チャンバの後壁に高いモジュラーハウスライトを配置します。
- 補強のために、ラットの食物ペレット（ 例えば 、ノイエス45 mgのペレットまたは類似の）を使用します。フィーダーモデルは、食品ペレットの大きさを決定するが、ほとんどのラットのフィーダーは（マウスフィーダーは、一般的に20 mgの食物ペレットを使用）45 mgの食物ペレットを使用します。標準飼料ペレットを使用しますが、他のペレットは、異なる実験操作のために（ 例えば 、スクロース）を購入することができます。
- コントロールがコンピュータに接続されたインタフェースを介してプレゼンテーション、鼻突く応答入力、補強配信、およびデータ収集を刺激します。と書かれた行動プログラムに関する具体的な情報については、作者に連絡してください具体的に行動試験のために設計されたプログラミング言語（ 材料および試薬の表を参照してください）。
注：それは動物の応答の種類（ 例えば 、正答、早期の回答、ミス）、応答待ち時間、および提示試行回数を含むトライアル・バイ・トライアルベースで独立変数と従属変数を、記録することが重要です。異なる系統、性別または種を使用する場合、これらの変数を容易に齧歯動物のほぼすべてのタイプの訓練を最大化するように変更することができます。
3.事前訓練
- 実験を通して、それは毎日テストされますオペラントチャンバー、および、ほぼ同じ時刻に、各動物を割り当てます。
- ラットを計量し、ペレットディスペンサーで食物ペレットとの具体的なオペラントチャンバー内に配置します。食べるために、ラットのための容器に20食のペレット - 10を配置します。
- 事前訓練のために、低、固定値に次のパラメータを設定します。foreperiod値= 2秒、タイムアウト値= 2秒、限られたホールド= 10秒。
- 家の光のプレゼンテーション、nosepokeキー照明、自動食品ペレットの配信を制御するためのコンピュータプログラムを起動します。
注：これは、鼻突くキーが時間の比較的長い期間（ 例えば 、10秒）のために点灯しているように、動物によって産生さ応答の大多数のための頻繁な援軍を可能にするレベルに設定行動プログラムを持っているのがベストです。これは、点灯している間、ラットは、コンピュータプログラムによって食物補強剤の送達をもたらす、キーを突く可能性を増加させます。 - ラットは、食品ペレットを終了すると、それは食品容器や鼻突くキーに接近したとき、ラットを強化することにより、成形プロセスを開始します。ここでは、手動で実験者が（オープン個室のドアを減衰音を残すことによって）は、ラットの行動を監視し、フィーダからペレットを提供することを意味し、各ラットを、形状可能な限り迅速にラットが目的の動作を発した後。フィーダに配線されている手持ちスイッチを介して、またはインターフェイス上で適切な出力をクリックすることで、行動不測の事態を制御するために使用されるコンピュータソフトウェアを介して、フィーダ自体のボタンからペレットを提供します。
- 逐次比較方式で成形する方法を使用して、最終的な所望の挙動23に逐次近似している動作の変更のための食品の補強材を提供します。例えば、ラットは確実に食品容器から食物ペレットを取得していると、向かってまたは鼻突くキーの周りに移動のみを補強起動しないで、もはや食品容器へのアプローチを強化します。鼻突くキーはオペラントチャンバー内の食品容器の左側に位置しているので、ここでは、形状のラットは、食品ペレットを取得した後、左に移動します。
注：実験者はpretrの開始時に食品の補強材を提供しているにもかかわらずaining、コンピュータプログラムはまだ実行していて、家の光、nosepokeキー、およびフィーダを制御しています。ラットがキーをつつく場合、コンピュータプログラムは自動的にそれを強化していきます。実験強化の行動は、そのようななど 、キーを盗聴やその周りに、キーの近く、またはそれに向かってヘッドを移動させるなどの照光キーを突くためにラットをリードするものです。 - 手動で配信ペレットの数を加えたコンピュータソフトウェアによって自動的に配信任意のペレットをカウントすることにより、事前訓練セッション中に獲得した食物の量を決定する（ラットが点灯し、キーをつついているため、すなわち 、ペレットが提供されます）。獲得した総食物（ 例えば 、30ペレットのx 0.045グラム= 1.35グラム）を決定するために、0.045グラムによって、この数を掛けます。
- ラットを削除し、そのホームケージに戻ってそれを置きます。減算、手で、食物の量は、ラットの毎日の食物割当からの行動のセッションで（3.7を参照）を獲得しました。後のラットに食物割当ての残りをフィード行動のトレーニングセッション。非生産的セッションの直後にホームケージの餌強化を避けるために行動セッションの終了後に30分の最小値でフィード。
- 穏やかな消毒剤（ 例えば 、石鹸と水）を毎日オペラントチャンバーを清掃してください。それはオペラントチャンバーに損傷を与えることができることを考えると、控えめに70％エタノールを使用してください。すぐに修復されていない場合はスティックまたは所定の位置にロックされますキーが動物の性能を乱すますので、必要なときに消毒剤で適切な労働条件とクリーンを維持するために重要な毎日を突く鼻を確認してください。
- 、照光キー上の50正しいコンピュータ強化（ない手動または実験強化）応答各食品ペレットを取り出し、に戻り、追加の整形なしで鼻突くキーをつつく - ラットは40を発するまで、このように各ラットを形作ります。 （ 図2参照 ）、これらの基準に到達する3〜30分のセッション-典型的には、ラットは、約2を必要とします。
注意：ラットが確実に鍵を突くと、コンピュータプログラムによって配信食品強化を受信した後、食物ペレットの手動送達が必要とされません。
4. rPVTトレーニング
- 一度固定され、比較的短いforeperiod間隔でラットを開始し、ラットが8〜10のうち、正しい試験を完了するまで、次の30分のセッションで（例えば、2秒）を大切にし、形。トレーニング中にこれらの試験のそれぞれについて、応答を作るために、ラットのための十分な時間の間、鼻突くキーを照らします。ここでは、9秒間照射キーを保ちます。この応答ウィンドウはまた、限定されたホールド（LH）と呼ばれています。
- 早期の応答のための罰として、または前に鼻突くキーの照明に応答して、（ 例えば 、2秒に）比較的短い時間を使用してください。 TOの間、ラットは食料を獲得する機会がありません。ここでは、TOとforeperiod値が同じ速度でこれらの研修や変更時に同じ期間です。
- 30分のセッションが終了すると、いずれかのように、ラットは、トレーニングセッション（ 例えば 、4.2秒）の間に到達する最終foreperiodを記録preadsheetまたはデータシート上の手で、正しい試験の回数を乗じて算出されて獲得した食物の量、0.045グラム（ 例えば 、100正しいトライアルのx 0.045グラム= 4.5グラム）。ラットの毎日の割り当てから、この食品の量を減算し、ホームケージにラットに残っている食べ物を食べます。
注：毎日のデータファイルは、各ラットが到達した最終foreperiodを記録。セッション中に獲得した食物の量を決定するための計算は、上記の式を使用して、コンピュータプログラムによって、または手動で、自動的に行うことができます。獲得した食品は、各ラットの毎日の食物割当から手を引いています。 - 翌日、ラットは前回のセッションでに終了した値よりも300ミリ秒低いforeperiodで30分のトレーニングセッションを開始します。ラットが4.2秒で終了した場合、このセッションは、3.9秒で起動します。ラットは、各foreperiodで10正しい試験のうちのuを8を完了すると0.1秒によってforeperiodを大きくしていきntilラットは10秒のforeperiodに達します。このようにして、ラットを可能foreperiodsの全てを経験します。
注：ラットは9.7のforeperiod達したとき- 10秒を、TOは8秒のままであり、LHが1.5秒です。 - 各セッションの終わりには、正しい試験では、早期の臨床試験、およびミスの割合を調べることによって、この時間の間に、ラットの日々のパフォーマンスをチェック。研修全体で着実に増加し、正しい平均パーセントで、これらのトレーニングセッションの間に90％正答 - ラットは、一般的に40の平均値を維持します。ここでは、毎日のセッションのパフォーマンスを追跡するために、これらの割合を計算スプレッドシートに各ラットの毎日のデータをエクスポートします。
- 10秒 - ラットは、10秒のforeperiodに達すると、7間foreperiodsで始まる、ランダムな間隔で提示foreperiodsと次に続く30分のセッションを開始します。 TOとLHは、それぞれ8および1.5秒のままでいることを確認してください。ここで、コンピュータプログラムはbehavioraを制御しますリットルの偶発事象は自動的に各ラットが10秒foreperiodで8〜10のうちの基準に達すると、変数foreperiodsに昇順foreperiodsを提示するから切り替えます。
- ラットが7の間でランダムに提示foreperiodsで正しい少なくとも70％を維持すると - 10秒 - 10秒、5間foreperiodsで始まる、ランダムな間隔でforeperiodsを提示するようにプログラムを変更します。この変更は、多くの場合、セッション内で行われるため、この期間中、各ラットの毎日のパフォーマンスを調べます。
- 30分のセッション中にランダムな間隔で - （10秒3）ラットは、70％が正しい維持した後、foreperiodsのフルレンジを提供するために、再度プログラムを変更してください。この変更は、多くの場合、セッション内で起こるので、4.8と同様に、この期間中に、各ラットの毎日の性能を調べます。
注：自動的に行動不測の事態を制御するコンピュータ・ソフトウェアは、各ラットのパフォーマンスに基づいて、これらの変更を行う（ 例えば 、4.7から4.9）。ラットの成功率が高い場合、それが唯一の4.9に変更を行うことが重要である（> 70％正解）、ラットは頻繁に時間内にランダムに応答するのではなく、適切に待っていると刺激に出席の戦略を採用するので。 4.9 - ラットの成功ラットが低い場合は、4.7を繰り返します。 - 週間以内に4〜5のうち、毎日のセッションで、正しい応答のラットの割合が75パーセント以上が、セッション中であり、早期の回答の割合が30％未満である場合に、買収条件については、安定したように、ベースラインの性能を定義します。
注：rPVTにマウスを訓練すると、マウスは、食物ペレットを摂取するために多くの時間を必要とするので 、より長いITIが使用されます。ここで、トレーニングおよび雄C57BL / 6Jをテストするために30秒ITIを使用します。マウスは〜20グラムの重量を量ることができるので、さらに、それは、セッション中に有意に少ないペレットを消費します。したがって、50ペレットの最大値が獲得され、それの端部を有することにより、一般的なセッションを短縮します。 foreperiodを高め、TOのための基準はまた、0.1秒によってforeperiodとTOを増やす前に5正しい試験のうち4に変更されます。
基本的な対応措置5.データ解析
- 取得中に行動のパフォーマンスを評価するために、以下の各性能測定のためのセッション、タスクの値に時間、またはForeperiod値のいずれかの繰り返し率で、反復測定ANOVAを使用します。
注：ここでは、研究では、我々は彼らのOにすべての動物を比較し、両方のwithin-と被験者間デザインを使用しますWNベースライン実験条件の後と同じ操作後の動物を制御するために、実験動物を比較します。安定した行動のベースラインが達成されると、被験者内のデザインの使用が必要とされるラットの数を制限します。 - 前キーライトの発症またはキーのランプが点灯しているの最初の150ミリ秒以内の応答として早期の応答を定義します。
- キーライトがオンになった後150ミリ秒よりも大きい最小の遅延、および応答ウィンドウの長さの最大待ち時間で、作られた応答として、正しい応答を定義します。ここでは、1500ミリ秒。
- 被験者が応答を作るために失敗した試験としてミス（または不作為）を定義します。
- キー突く鼻のくぼみに光発症から（ミリ秒）の経過時間などの反応潜時を定義します。呼ばれる反応時間（RT）。
- 早期の応答に加えて、正しい応答とミスの数などの合計トライアルを定義します。
注：人間のPVTの公演では、早期の解像度注目中の滞水と経過は非常にまれであることができ、研究者は、ほとんどの場合、これらの措置の唯一の実際の生の周波数を報告しています。しかし、これは、ラットを用いた性能のケースではありません。文献でrPVTの異なるバージョン間の比較を可能にするために、ラットのパフォーマンス対策は、全試行の割合としてここに提示されています。ラットは30分のセッションごとに200以上の臨床試験を完了し、多くの場合、別のステップに移動するための基準を満たすため、記録し、その後の分析のためのトライアル・バイ・トライアル基づいてこれらの各項目にラベルを付けることができるコンピュータプログラムの使用が好ましいが、セッション内のトレーニング手順インチ
6.追加の計算パフォーマンス対策
- 30分の行動のセッションのために、RTが（セッションの後に行わ）各ラットのセッションの2倍以上の平均反応時間だったに正解として経過を定義します。また、経過の計算に逃した試験が含まれます。
NOTE：人間のPVTで、経過は典型的には、反応時間（RT）> 500ミリ秒4のように定義されています。トライアル・バイ・トライアル、上記の分析から得られた - - げっ歯類のために、それぞれのラットの平均RTに事後の比較を行うことが最善である代わりに起因する個々のラットからのRTの変動に、しきい値にそれらを比較します。この方法は、rPVT 15,16の他の公開バージョンの経過に似ています。人間のPVTで逃した試験も同様に、経過として記録されるので、ここでおよび他の公開バージョンでは、経過も逃した臨床試験（経過=のRTと回答>を2回平均セッションのRT、とミス）が挙げられます。 - 刺激が登場している可能性が10秒間隔 - 実際の3中に発生した早期の回答の割合を計算することにより推定誤警報率を決定します。
注：この措置は、刺激が発生する可能性がある時間の間にのみ発生早期の応答のサブセットを使用し、すなわち、3内で発生早期の回答- 10 sがウィンドウをforeperiod。刺激光はその時に照らされることはないだろうので、この尺度は、3秒前に早期の回答が含まれていません。ここでは、早期の応答のこのサブセットは、自動的にスプレッドシート・コンピュータ・プログラム内のすべての早すぎる応答から順にソートされます。
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Representative Results
ベースラインのラットrPVT公演
ここでは詳細なパラメータを使用すると、122雄ラットの86.7パーセントは、9.0の平均内の最終rPVTパラメータに達した（SD = 10.13; N = 122）4.1に記載されたコンピュータの自動化トレーニングセッション（ - 4.9 rPVTトレーニング、私たちの経験では、ラットのみの約2％）がrPVTを獲得しません。現在の方法論を用いて、ラットはrPVTの標準的な性能パラメータの下で彼らの最初のフルセッション中に応答、応答が正しいの注意で18.6％の経過を73.4パーセントを平均し、10.6％は時期尚早。平均反応時間は527ミリ秒（ 図3参照 ） を平均しました。 4 回目のフルセッションでは、正しいが安定化し、その後、有意な変化を示さなかったで応答し。私たちの出版された論文20からのデータは示されている動物は、最初に通常のセッション中の平均D 'のインデックス値よりも高いに達した場合、トンちょっとも（平均スプリットt検定分析によって決定されるように、ベースラインの基準= 8.7 対 10.0に到達するために、セッションの＃を意味し; P = 0.009）をより迅速に、ベースラインの性能基準を達成。したがって、最終的なパラメータ（4.9を参照）で、4つのセッションの後、ラットの性能は大幅に75パーセント正しい応答の基準上記に増加し、80の連続したセッション（約16週間; 図3参照）を介して、このレベルのままでした。同様の傾向はまた、D 'の値の観察されました。このように、事前訓練とrPVTトレーニングは> 75パーセント正しい応答および<30％が早期の（ すなわち 、誤警報が応答）応答の取得基準を維持するために、安定したベースライン性能を達成するために、約4追加のセッションで約12日間を必要とします。
雄と雌のラットのための反応時間の頻度分布は、rPVTデータから取得するのは簡単です（ 図URE 5）。我々は、n = 92、男性とn = 5匹の雌ラットからこれらの分布を取得し、PVTを実行大人の男性と女性のための反応時間分布と比較しました。ラットのための頻度分布は、より高い値での長い右方向に尾と低い値での反応時間の予想される急激な上昇を示しています。
タスクと警戒デクリメント上の時間
「警戒」という用語は、注目のその焦点を維持し、時間24の長期間にわたって刺激に引き続き警戒する対象の能力として定義されています。警戒中のデクリメントは、一般的に注目関連のタスクの実行に時間の経過とともに観察されます。人間のPVTで、警戒中のデクリメントは、平均速度の変化によって評価されている（ すなわち 、1 / RT）の時間（各PVTセッション内で連続した時間間隔を横断例えば 、）タスクを実行するオーバー。 A、6分- 1）0：類似の尺度は、応答速度（ すなわち 、1 / RT）は、6分の5ビンに30分間rPVTセッションを分割することにより、タスク間の時間の関数として検討されているrPVTデータから取得することができます2）6.1から12分、3）12.1から18分、4）18.1から24分、および24.1から30分、各時間ビンの関数としてデータをプロットする（ 図6）。人間のPVTに見られるように、ラットの応答速度は、タスクが増加する（ 図4）を実行する時間の量として警戒減少や性能の低下を示しており、作業に時間をかけて減少します。どれrPVTの性能指標（ 例えば 、応答が正しい応答早すぎる、または失効の変化率）は、タスク20に時間の関数として調べることができます。
変数Foreperiod効果
個々の変数FOの関数としての性能の変化を評価するために、reperiod期間、各性能指標（ 例えば 、精度、経過、RTS）の各foreperiodのために平均化されます。このように4秒foreperiodための経過の割合は3間のすべてのforeperiod値以下の記録経過の平均数で構成されます - 4秒。ように5秒、及び - 同様に、5秒foreperiodための経過データは、4.1との間のすべてのforeperiod値以下の記録経過の数の平均値で構成されます。 7 foreperiodビンにおける解析結果のこのこのタイプは約30試験は200試験の通常のセッションでビンごとに発生すると、（以下および図7参照します）。人間のPVTでは、例えば、短いforeperiodsで（または短い応答刺激間隔、人間の文献にRSIさんと呼ばれる）、RTが長く、より長い間隔でRTSは短く、偽開始は22より頻繁にしている間経過は、少ないです。これらの効果は、タスクのパフォーマンスの対象の時間とは無関係であるとinveのための別の方法を提供することで表示されます個々のPVT性能をstigating。 ANOVAをが応答し、正しい％をForeperiodの重要な対象内の主な効果を明らかにした反復測定[F（6,600）= 33.876、P <0.05]、中央値RT [F（6,600）= 57.667、P <0.05]、応答時期尚早（または誤報）[F（6,600）= 139.776、p <0.05の]と経過[F（6,600）= 9.814、P = 0.002]。パーセント応答正しいは、他のすべてのforeperiods（すべてのpの<0.05）と比較して10秒foreperiod値で最低でした。経過は4秒値で最大であったのに対し、中央値のRT（すべてのpの<0.05）早期の応答4秒foreperiod値で最低であった、最高10秒でforeperiod値（すべてのpの<0.05）、4秒で最長のforeperiod値でしたそして最低10秒でforeperiod値（すべてのpの<0.05）。 図6は、rPVTを行うラットではこれらの違いを示し、下側のforeperiod値になるようにパフォーマンスが遅いと経過のより大きな割合が含まれていますが、として RTSは高速であり、早期の応答増加の割合ながらforeperiod増加は、正しいは減少し、応答します。これらのデータは、被験者が刺激光の照明のために長く待たなければならないように速度精度のトレードオフを示しています。
rPVT手順の図1.図。 rPVTの基本的な対応策は、実線のボックスと矢印で示されており、「基本的施策」の下のテキストで説明されています。誤報は灰色の網掛けの領域内で発生早期の応答です。経過は、反応潜時とミス平均より長いと正しい試験です。より詳細については、「その他の計算メジャー」を参照してください。また、デービスらを参照してください。これらの性能指標の詳細な表のための20。この図は、もともとDavis らで登場しました。 20。TTP：//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54629/54629fig1large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
rPVT事前訓練や研修ステップの2ダイアグラム図。事前訓練の手順では、ラットは確実に鼻突くキーを突くいったんコンピュータ配信強化に切り替わり実験-配信強化により鼻突く応答を整形します。ラットは、各セッションで自分の個々のパフォーマンスに基づいてrPVTトレーニング手順を移動します。最終的なトレーニングステージに事前訓練から全体のプロセスには、約12日を要します。一度ステップ4.9で、安定したベースライン性能が75パーセント（ベースラインrPVTパフォーマンスを参照してください）上記の応答正しいパーセントを維持するために、さらにおよそ4セッションを必要とします。性能基準を達成するために必要な合計日/セッション近いですLY 16セッション。 RFTは=強化。 FPはforeperiodsを=。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
男性のLong Evansラットに3ベースラインrPVTパフォーマンス図。示され、応答が正しいの注意で経過、およびn = 122ラットでの連続セッションにわたって応答時期尚早のパーセンテージです。ミスのためのデータは、経過措置との比較のために示されています。注目中の経過の半分以上は、実際の試験を逃した、と残り逃した試験では、被験者の反応時間は2倍であった時に（ すなわち 、「正しい」）の試験だけでなく、治験強化された（またはより大きい）のために、ラットの平均RT （注目の失効のように定義された、すなわち 、）その特定のセッション。データPセッション＃1のために示されointsは、最終的な性能パラメータの下で実行する各ラットの最初のフルセッション中にパフォーマンスを示しています。パーセント正しい応答：次のようにセッションあたりのおおよそ200正しい試験に基づいて、80セッション間でここに示されている各種施策の平均絶対値の範囲は144から166試験を。パーセントの経過：26から40の試験;パーセント早期の応答：14から20の試験を。パーセントミス：12 - 20エラーバー=±SEM。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
男性と女性のロングエバンスラット及び雄C57BL / 6Jマウス図4.平均rPVTパフォーマンスを測定します。正しい応答、誤警報、および経過、平均D 'プライム、および中央値をReactiのパーセンテージ毎日のセッション（ - F M）でrPVTを行う雄ラット（N = 122）、雌ラット（n = 5）であり、マウス（n = 4）のための時間に。事前訓練とrPVTトレーニングフェーズの後、げっ歯類は、同様のレベルにrPVTを行います。マウスについて、その反応時間は、雄と雌ラットの両方のためのものよりも遅い除きほとんどの対策は、類似しています。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
rPVTを実行ラット図5.応答待ち時間分布は、PVTを行う人間に似ています。示さrPVTを行う雌雄ラットの待ち時間分布とともに、（ブラッター会長ら 25から再描画）人間のPVTを行う男性と女性のために観察された待ち時間の分布です。ファイル/ ftp_upload / 54629 / 54629fig5large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
スピードのためのタスク曲線（1 / RT）上図6.ラットの時間は、PVTの10分バージョンを実行する人間の速度と同様です。 左：Raymanは、ヴァンSomeren 26から7分PVTセッション再描画における人間のパフォーマンスのためのタスク機能上の平均時間。 右：30分rPVTセッションで実行したラット（N = 122）用タスク関数上の平均時間。人間のパフォーマンスと同様に、健常人と正常なラットでは、セッション全体の速度の最小限の変更があります。タスク機能上のこの時間は、睡眠不足などによって操作することができたベースラインを提供します。 SEM±両方のグラフにエラーバー。tp_upload / 54629 / 54629fig6large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図7.変数Foreperiod効果はrPVT行動パフォーマンスに明らかです。平均パーセント毎週ラットの性能（N = 122）は正しい応答、中央値の反応時間、応答時期尚早、と注意で失効。データは、可変foreperiod持続時間の関数として示されている、 すなわち 、前の刺激光がオンに来るに必要な「待ち時間」。ラットは遅いですが、短いforeperiodsで、より正確な、彼らは高速であるのに対し、より早期の回答を放出し、より長いforeperiodsではあまり正確です。たとえば、10秒foreperiodでのものと4秒foreperiodでのパフォーマンスを比較し、ラットは4秒foreperiod foを10秒で（〜550ミリ秒対 〜400ミリ秒で長い中央値のRTを持っていますreperiod）、より多くの経過（10秒foreperiodで約30％ 対 〜10％）、およびより大きな正しい10秒foreperiodで〜80％ 対 〜70％（応答）が、少数の早期の回答（〜1％ 対 。〜10秒foreperiodで25％）。このように、ラットは遅くなりますが、短いforeperiodsでより正確に、かつ迅速に、より長いforeperiodsではあまり正確です。エラーバー=±SEM。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
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Discussion
本明細書に記載された方法論は、人間の文献で報告され、典型的なPVTのパフォーマンスに多くの面で遜色がラットでrPVT公演になります。現在の技術を使用して、一方が迅速rPVTを実行するために、ラットを訓練することができ、これらの技術を用いて得られた性能が明らか差別（応答正しいすなわち 、高レベルの両方の応答を時期尚早と経過の低レベル）により特徴付けられます。 Beijamini らによって青年の示すように、両方の早期の応答および経過（ 例えば 、の周波数があるようにまた、rPVTで得られた反応時間の分布は、（ 図5を参照）PVT 12を実行し 、ヒトで見られるものと非常によく似ています。 27）。最後に、両方の人間のげっ歯類がrPVTを実行すると（参照タイム・オン・タスクと変数foreperiod間隔（ つまりは 、RSI）ヒトで観察された効果も見ることができる。図6に対応7、それぞれ）。 PVTタスクに対するヒトおよびげっ歯類の公演の間の類似性のこの高度は特に注意/警戒心に焦点を当てたトランスレーショナルリサーチのために、rPVTに前臨床研究の手法として使用するための明確な利点を提供します。
げっ歯類のためのrPVTを採用すると、研究者は、使用対象者の基本性能を確立するために使用されるパラメータ、補強材の種類、および性別、株を含む、正常rPVTを取得するために、トレーニングの長さとげっ歯類の能力に影響を与える可能性があるいくつかのことを、検討する必要があります。上述のパラメータは、ラットが容易rPVTを取得するための短時間の上に訓練することができる方法を提供します。例えば、鼻突くキーを突くために、ラットを成形するには、約2取る - 毎日の約2週間後に続いて、セッションを形作る3 30分（M - F）は、取得基準を達成するために、ラットのためのトレーニングセッションを自動化。平均して、男性ロングエバンスラットは、これらの基準を達成するために9.0自動化されたトレーニングセッションが必要ですが、自動化されたセッションを通してそれを作るために、時折、いくつかのラットは時間がかかると遅くなります。ラットを達成し、基準に達するために必要なセッションの数を最小限に抑えるために役立つそれらの標的重量を維持していることを保証します。さらに、ほとんどのrPVTパラメータは、試行の総数、foreperiodsの持続時間、限られたホールド値、タイムアウト期間、ITI期間を含む訓練を最大にするように修飾することができます。 （ - 5秒例えば 、2）訓練が始まると、ラットは、典型的には、正しい応答のより高い割合を表示し、foreperiodsは低いです。 foreperiodsが5秒より上に増加すると、彼らは一貫して応答を発する前に照明される鼻突くキーを待つために学習しているように、ほとんどのラットは、正しい試験の割合の減少、および早期応答のその後の増加が表示されます。ラットが進むにつれて、徐々に増加は再びそこにあります10秒 - 正答率foreperiodsは9に近づくと。ランダムに提示foreperiodsにラット遷移すると、性能が取得基準（ - 80％正確例えば 、65）の近くにあります。機会に、いくつかのラットは、ラットは早期に応答する際に、補強材を獲得する機会が遅れていることなど、タイムアウト時間を増やすことによって軽減することができる時期尚早応答のより大きな割合を表示します。
文献でrPVTの他のバージョンと比較すると、現在のプロトコルは、より少ない早期の回答と正解の大きい数によって特徴付けられる行動のパフォーマンスを訓練します。他の発表された研究に現在のプロトコルの相対的な変化が最も可能性の高い行動の大きな刺激制御の理由です。私たちのプロトコルは、刺激光の照明が確実に補強材の利用可能性を予測するため、刺激光の存在下でのみ応答するようにげっ歯類を訓練します。あれは、鼻のキーが点灯している間に応答が行われた場合にのみ、強化に重要な結果を突くに応答します。このように、刺激光は確実に補強材の利用可能性を知らせる、と鼻突くキーに応答すると、刺激制御の高度の下にある弁別刺激（S D）となります。このための理由として考えられるのは、長い可変foreperiod間隔の使用である（2.5と比較すると1.5秒、 - 他の研究で3.0秒）と短く、正しい応答間隔（3から7他の研究におけるS - 3と比較して10秒、） 、大幅に正しく偶然裁判に応答する動物の確率を低下させます。さらに、rPVTの他の公開バージョンでは、げっ歯類は、刺激光が消滅した後0.5秒刺激光照射中、または2.5秒限られたホールド時に対応するための補強を獲得することができます。仮定S Dの非存在下での強化を可能にする制限された保留のこのタイプは、実際にeffectiveneを弱めますS Dとして刺激光のssの光が確実に補強材の利用可能性を予測するものではないので。すなわち、光が消滅した後のラットは、その短い期間与えられた光の照射中に発生するいくつかのプレス、ため、多くのプレスのために強化されている、です。 rPVTの以前のバージョンにおけるラットの行動を調べるとき、刺激光がS Dとしてではなく、被験者はよりランダムにキーに応答していることを示唆している正しいおよび早期応答のほぼ等しい数があります。また、4.1で詳述トレーニングレジメン - 4.6前rPVTの以前のバージョンで行われていなかったベースラインパフォーマンスにすべての可能なforeperiodsに動物を公開します。 4.9徐々に単により短時間で応答し、省略したり、長いforeperiodsでの試験に早期に応答する被験者のを防ぐために、より低いforeperiodsを再導入 - さらに、4.7を繰り返します。一緒に、これらのprotocoリットルの変更は刺激光ではなく、最小限のコントロールが（ 例えば 、応答が頻繁にS Dの不在下で起こる）応答弱いS Dの、異なるforeperiods渡って応答を制御する強力なSのDになること可能性を高めます。
ここで詳述プロトコルステップを使用して、我々は、同様の性能レベルにラットの異なる株（ すなわち 、ロング・エヴァンス、フィッシャー344、およびルイス）28、雄と雌のLong Evansラット、およびオスのC57BL / 6Jマウスの両方を訓練してきました。別のラット系統は、他の以前に発表された研究のほとんどのために使用されていましたが、Oonkや同僚17中古ロングエバンス雄ラットとはるかクリスティーや同僚15,16のもののような生産行動公演。これらの知見は、使用されるトレーニングパラメータは、おそらくより多くの採用ラット株や性別よりも低い早期の応答に重要であることを示しています。トンのにかかわらず、歪みとセックス彼の被験者は、考慮すべき重要な変数です。それはrPVTでラットまたはマウスのほとんどの株を訓練することは可能であるが、研究者らは毎日彼らの被験者のトレーニングの進捗状況を検証し、安定した行動のベースラインを達成するために、それに応じてパラメータを変更する必要があります。雌のLong Evansラットを訓練したとき、例えば、利用可能な試験の総数は、雌ラットの雄のロングエバンスラット限り食品を消費しないので、低減する必要があります。我々は、彼らが獲得した後、平均して、食品の7グラムは、彼らが原因で飽食（に応答を停止していることを確認するために雌のラットのトライアル・バイ・トライアルのパフォーマンスを調べることによって、この動作を検出し、すなわち 、ノー正しい試験または早すぎるとミスの数が多いです反応）。合計試行数は、その後6.75 gの9 gで獲得することができる食物の量を減少させる、200から150に減少しました。下の試行回数で、女性のロングエバンスラットは、雄のLong Evansラットと同等であった平均ベースライン性能を維持しました。 MrPVTプログラム内OSTパラメータは、早期応答のより大きな割合を有するラットのための長いTOの使用を含む、パフォーマンスを最大化するために変更することができます。このように、一日平均のパフォーマンスを監視し、セッション内の性能を調べることに加えて、新たな株または一般的に使用されているものとは異なる性別を訓練する場合は特に、必要なトレーニング時間の量を最小化するために重要です。
使用する補強材の種類と量は、考慮すべき追加的な問題です。私たちのケースでは、標準食の食物ペレットは、効果的な補強であり、主に85でラットを維持するために - 彼らの自由摂食重量の90％は、実験室で行うのは簡単で一貫性のある行動の長期的な研究、および結果のための健康なラットを保ちますセッションからセッションに公演。この給餌計画の下で、我々はほぼ一年のために一貫したレベルでrPVTを行ったラットを持っていたし、性能の実験的に誘導し、加齢変化を追跡することができますしています。他の単純な反応時間（SRT）の手順で、反応潜時は、多くの場合、周波数の逆関数又は補強29,30の大きさとして変化することが示されています。補強を間欠送達される、または補強材の量が減少すると、例えば、（ 例えば 、より小さなペレットサイズまたはより低いパーセントのショ糖溶液）応答待ち時間を長くすることができます。現在の方法は、変更された補強パラメータが含まれていませんが、これらの問題だけで簡単に使用する補強材の種類を変更することによって、rPVTで検討し、どのように補強材が配信される（ 例えば 、すべての正しい裁判を強化、すべての第三の正しい裁判を強化、 などすることができます。）。
人間の行動の他の動物モデルと同様に、rPVTには限界があります。例えば、ここで報告いくつかの行動パターン（ 例えば 、タスクの変更に時間が）飽食の関数であると主張することができました。しかし、近いexaminati齧歯動物の行動の上飽食が要因ではなかったことを示唆して示しています。例えば、行動のセッション中に飽食は、ラットを30分で食品の9グラムまで獲得することができることを考えると、発生する可能性があります。上述したように、これは、雌のLong Evansラットで経験し、獲得することができる食品の合計量に対する調整を行う必要がありました。トライアル・バイ・トライアルベースで毎日公演を調べるとき、人はすべてのラットは、 例えば 、同じようにセッション全体での応答（ すなわち 、補正、prematures、およびミス）を配布していることを保証するために注意する必要があり、終わり近くに省略試験の大きなブロックセッションの、例えば、飽食を示すであろう。タイム・オン・タスク効果がセッションの終わり近く飽食の結果であった場合は、しかし、1も減少すると不作為が増加し、応答パーセントが正しい期待します。ただし、パーセント応答を正確に30分間のセッション20で同じレベルに維持されます。そして、経過は、SESとして増加しつつシオンが進行し、この増加は遅く、正しい応答で構成されており、臨床試験（または省略治験）を逃しません。このように、対象者は、上記のパラメータと調整をセッション全体を横切る応答の高レベルを維持します。
考慮すべき1つの重要な食糧関連の問題は、行動に反対の効果を与え、その睡眠不足は、食品の消費量を増加させることが知られており、その食品強化タスクが動作31で睡眠不足の負の影響を過小評価することが仮定されています。いくつかの研究は、睡眠不足のこの過食効果を検討しており、交番やcolleages 32は、睡眠不足によって誘発される過食症が短い剥奪スケジュール（ すなわち 、<5日）で発生していないと結論付けたが、長期的な睡眠不足の関数である（ すなわち、 、> 6日）。この問題は特に本稿で検討されなかったが、私を決定するために現在の手順を使用することが可能ですこれらの効果の衝撃性能F。まず、短期および長期の睡眠不足のスケジュールは、彼らがパフォーマンスに同様の効果があったかどうかを判断するためにrPVTで評価する必要があります。睡眠剥奪ラットは（通常の食事制限に関連した空腹レベルよりもすなわち 、ハングリー）通常よりもハングリーであれば、負の彼らのパフォーマンスに影響すると仮定が、そのベースラインパフォーマンスレベルよりも優れている性能をもたらさないであろう。増加飢餓ラットは学習タスクを取得する速度を向上させることができますが、rPVTの現在のバージョンでは、過度の空腹は、典型的には、多くを含め、行動の制御を欠い公演、 すなわち 、早すぎる応答の大きな数字と非常に高速なRT措置によって特徴づけ公演になります150ミリ秒（ すなわち 、ランダム応答）で、以下のRT。 rPVTの現在のバージョンでは、ラットを訓練している間、私たちは時折、過度応答時期尚早と非常にFAを放出したラットを観察していますトレーニング中のST RT措置。これらの場合に、増加ラットの総食物割当はしばしば応答早期の減少及びRT待ち時間を安定になります。
ここで説明するrPVTは病変、短期または長期の薬理学的な操作、および遺伝子改変の影響を含む実験的なパラダイムの様々な使用のための翻訳プラットフォームを提供します。人間のPVTは睡眠不足以下の性能を評価するために設計されていたことを考えると、rPVTは、睡眠不足、中断、または慢性の睡眠制限に関連した基礎となる生物学的メカニズムを調査するための簡単なプラットフォームを提供します。たとえば、タスクと応答刺激間隔の影響に関する時間は、実験的に睡眠時間の変化に伴ってこれらの性能対策を操作するために安定したベースラインを提供する他の公開バージョン17、と比較して、正常なラットでrPVTのこのバージョンでは容易に測定可能です。その睡眠を考えますタスクの効果ではなく、応答刺激間隔効果（ここでは変数foreperiod効果）22上のヒトでの剥奪がのみ影響し、時間を、rPVTは神経行動パフォーマンスに睡眠不足の異なる効果を担当する基礎となる生物学的メカニズムを調査するために使用することができます。ラットは1）通常のパフォーマンスベースラインを確立するために可能にする、数ヶ月にわたって安定した性能を維持するためrPVTは長期的実験操作のために特に有用である、2）実験的にそのベースラインを変更すること、および3）ベースラインを評価する実験的操作が終了した後、ラットの追加グループを必要としません。
齧歯類とPVT上の人間の公演の間に多くの類似性にもかかわらず、存在の違いがあります。これらの違いは、形状および正確で信頼性の高いrPVT PEを維持するために、ラットを用いた補強材の明示的な偶発事象の必要性から、主に派生しますrformancesは、ヒトにおけるに対し適切な指導管理の使用は、良好なPVT性能を得るために必要とされるすべてです。例えば、ラットの反応時間の公演対ヒトにおいて観察された差異は、ヒトおよびラット（ 例えば 、指が対 nosepokesタップ）の応答をで補強偶発対指導制御だけでなく、明らかな地形的な差異の使用の両方に起因する可能性があります。人間の反応時間は、ラットと比較して、典型的には50％短く、人間は、典型的には、可能な限り迅速な反応時間を生成するように指示されます。これらの命令はまた、補強の不測の事態を経由して動物実験で明示的に行うことができますが（ 例えば 、唯一の特定、短い待ち時間の要件29,33-35を満たす応答を強化経由）、そのような偶発事象の使用が大幅に所要時間が長くなることがあり電車の時刻動物34,36,37。また、rPVTセッションは30分ですが、人間のPVTの使用されているPVTのバージョンに応じて、10分 - essionsは3の間にあります。この差は齧歯類タスクヒト性能パラメータを複製しようとするときに考慮される必要があります。
したがってrPVTが人間のPVTに匹敵警戒のパフォーマンス上の変数の広い範囲の効果の研究に有用なツールである、神経行動障害への個々の脆弱性のベースを探索するための、およびのための革新的な翻訳プラットフォームとして機能することができます神経行動機能障害のための潜在的な予防法、対策、および治療法を開発します。
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Modular rat operant chamber with stainless steel grid floor | Med Associates | ENV-008 | Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, USA Phone: (802) 527-2343 |
| Sound attenuating chamber | Med Associates | ENV-022MD | Houses rat operant chamber |
| Houselight for rat | Med Associates | ENV-215M | |
| 1" diameter rat nose poke response key | Med Associates | ENV-119M-1 | |
| Pellet receptacle, trough type | Med Associates | ENV-200R2M | |
| Modular pellet dispenser for rat, 45-mg | Med Associates | ENV-203M-45 | |
| PCI Operating package for up to 8 operant chambers | Med Associates | MED-SYST-8 | |
| SmartCtrl | Med Associates | DIG-716P1 | This catalog number has 8 outputs and 4 inputs which is the minimum needed to run the rPVT; SmartCtrl can also be purchased with 16 outputs and 8 inputs for more flexibility |
| Med-PC IV software | Med Associates | SOF-735 | |
| PC computer with PCI card slot | Any manfacturer (e.g., Dell) | Use of the PCI operating package requires a computer with a PCI card slot. Systems that use PCIe are available. Contact Med Associates for details. | |
| Dustless Precision pellets 45-mg rodent grain-based diet | Bio Serv | FO165 | Bio-Serv One 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Phone: (800)-996-9908; Standard chow pellets are commonly used. Different pellets (e.g., sucrose) can be acquired from Bio Serv. |
References
- Dinges, D. F., Orne, M. T., Whitehouse, W. G., Orne, E. C. Temporal placement of a nap for alertness: contributions of circadian phase and prior wakefulness. Sleep. 10, 313-329 (1987).
- Dinges, D. F., Powell, J. W. Microcomputer analyses of performance on a portable, simple visual RT task during sustained operations. Behav Res Method Inst Comp. 17, 652-655 (1985).
- Kribbs, N. B., et al. Effects of one night without nasal CPAP treatment on sleep and sleepiness in patients with obstructive sleep apnea. Am Rev Respir Dis. 147, 1162-1168 (1993).
- Basner, M., Dinges, D. F. Maximizing sensitivity of the psychomotor vigilance test (PVT) to sleep loss. Sleep. 34, 581-591 (2011).
- Basner, M., Mollicone, D., Dinges, D. F. Validity and Sensitivity of a Brief Psychomotor Vigilance Test (PVT-B) to Total and Partial Sleep Deprivation. Acta Astronaut. 69, 949-959 (2011).
- Dinges, D. F., et al. Cumulative sleepiness, mood disturbance, and psychomotor vigilance performance decrements during a week of sleep restricted to 4-5 hours per night. Sleep. 20, 267-277 (1997).
- Drummond, S. P., et al. The neural basis of the psychomotor vigilance task. Sleep. 28, 1059-1068 (2005).
- Jewett, M. E., Dijk, D. J., Kronauer, R. E., Dinges, D. F. Dose-response relationship between sleep duration and human psychomotor vigilance and subjective alertness. Sleep. 22, 171-179 (1999).
- Lim, J., Dinges, D. Sleep deprivation and vigilant attention. Ann N Y Acad Sci. 1129, 305-322 (2008).
- Van Dongen, H. P., Dinges, D. F. Sleep, circadian rhythms, and psychomotor vigilance. Clin Sports Med. 24 (2), 237-249 (2005).
- Van Dongen, H. P., et al. Caffeine eliminates psychomotor vigilance deficits from sleep inertia. Sleep. 24 (7), 813-819 (2001).
- Blatter, K., et al. Gender and age differences in psychomotor vigilance performance under differential sleep pressure conditions. Behav Brain Res. 168 (2), 312-317 (2006).
- Lim, J., Dinges, D. F. Sleep deprivation and vigilant attention. Annals of the New York Academy of Sciences. 1129, 305-322 (2008).
- Basner, M., et al. Mars 520-d mission simulation reveals protracted crew hypokinesis and alterations of sleep duration and timing. Proc Natl Acad Sci U S A. 110, 2635-2640 (2013).
- Christie, M. A., et al. Microdialysis elevation of adenosine in the basal forebrain produces vigilance impairments in the rat psychomotor vigilance task. Sleep. 31, 1393-1398 (2008).
- Christie, M. A., McKenna, J. T., Connolly, N. P., McCarley, R. W., Strecker, R. E. 24 hours of sleep deprivation in the rat increases sleepiness and decreases vigilance: introduction of the rat-psychomotor vigilance task. J. Sleep Res. 17, 376-384 (2008).
- Oonk, M., Davis, C. J., Krueger, J. M., Wisor, J. P., Van Dongen, H. P. Sleep deprivation and time-on-task performance decrement in the Rat Psychomotor Vigilance Task. Sleep. 38, 445-451 (2015).
- Loomis, S., McCarthy, A., Edgar, D., Tricklebank, M., Gilmour, G. Behavioural evidence that modafinil and amphetamine do not produce equivalent qualities of wake promotion in sleep-restricted rats. Sleep Medicine. 14, Supplement 1 185 (2013).
- Deurveilher, S., Bush, J. E., Rusak, B., Eskes, G. A., Semba, K. Psychomotor vigilance task performance during and following chronic sleep restriction in rats. Sleep. 38, 515-528 (2015).
- Davis, C. M., Roma, P. G., Hienz, R. D. A rodent model of the human psychomotor vigilance test: Performance comparisons. J Neurosci Methods. 259, 57-71 (2016).
- Lim, J., et al. Imaging brain fatigue from sustained mental workload: an ASL perfusion study of the time-on-task effect. Neuroimage. 49, 3426-3435 (2010).
- Tucker, A. M., Basner, R. C., Stern, Y., Rakitin, B. C. The variable response-stimulus interval effect and sleep deprivation: an unexplored aspect of psychomotor vigilance task performance. Sleep. 32, 1393-1395 (2009).
- Skinner, B. F. The behavior of organisms: an experimental analysis. , Appleton-Century-Crofts. (1938).
- Warm, J. S., Parasuraman, R., Matthews, G. Vigilance requires hard mental work and is stressful. Hum Factors. 50, 433-441 (2008).
- Blatter, K., et al. Gender and age differences in psychomotor vigilance performance under differential sleep pressure conditions. Behav Brain Res. 168, 312-317 (2006).
- Raymann, R. J., Van Someren, E. J. Time-on-task impairment of psychomotor vigilance is affected by mild skin warming and changes with aging and insomnia. Sleep. 30, 96-103 (2007).
- Beijamini, F., Silva, A. G., Peixoto, C. A., Louzada, F. M. Influence of gender on psychomotor vigilance task performance by adolescents. Braz J Med Biol Res. 41, 734-738 (2008).
- Davis, C. M., DeCicco-Skinner, K. L., Hienz, R. D. Deficits in Sustained Attention and Changes in Dopaminergic Protein Levels following Exposure to Proton Radiation Are Related to Basal Dopaminergic Function. PLoS One. 10, 0144556 (2015).
- Stebbins, W. C. Response latency as a function of amount of reinforcement. J Exp Anal Behav. 5, 305-307 (1962).
- Stebbins, W. C., Lanson, R. N. Response latency as a function of reinforcement schedule. J Exp Anal Behav. 5, 299-304 (1962).
- Christie, M. A., McCarley, R. W., Strecker, R. E. Twenty-four hours, or five days, of continuous sleep deprivation or experimental sleep fragmentation do not alter thirst or motivation for water reward in rats. Behav Brain Res. 214, 180-186 (2010).
- Koban, M., Sita, L. V., Le, W. W., Hoffman, G. E. Sleep deprivation of rats: the hyperphagic response is real. Sleep. 31, 927-933 (2008).
- Moody, D. B. Animal Psychophysics, The Design and Conduct of Sensory Experiments. Stebbins, W. C. , Appleton-Century-Crofts. 277-302 (1970).
- Pfingst, B. E., Hienz, R. D., Kimm, J., Miller, J. M. Reaction-time procedure for measurement of hearing I. Suprathreshold functions. J Acoust Soc Am. 57, 421-430 (1975).
- Stebbins, W. C. Auditory reaction time and the derivation of equal loudness contours for the monkey. J Exp Anal Behav. 9, 135-142 (1966).
- Hienz, R. D., Weerts, E. M. The Baboon in Biomedical Research. VandeBerg, J. L., Williams-Blanger, S., Tardif, S. D. , Springer. (2009).
- May, B. J., Huang, A. Y., Aleszczyk, C. M., Hienz, R. D. Methods of Comparative Acoustics. Klump, G. M., Dooling, R. J., Fay, R. R. , Birkhauser Verlag. 95-108 (1995).
