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Behavior

설치류 심리 운동 경계 시험 (rPVT) : 쥐에서 신경 행동 학적 성능을 평가하는 방법

Published: December 29, 2016 doi: 10.3791/54629

Summary

인간의 심리 운동 경계 테스트 (PVT)의 쥐 버전은 관심의 조기 응답 등 성능 정확도, 모터 속도, 인간 경계의 측면, 및 경과 포함한 인간 PVT, 측정 된 것과 유사한 관심의 양상을 측정하고 그 설명된다.

Abstract

인간의 심리 운동 경계 테스트 (PVT)의 피로 지속적인 관심의 변화를 측정하는데 널리 사용되는 과정이다. 본 기사는 관심의 유사한 측면을 측정 - 그건 PVT-되나은 "rPVT"의 설치류 버전을 설명합니다 (즉, 조기 성능의 정확성, 모터 속도,주의, 그리고 경과 응답). 데이터는 실험실 쥐와 함께 사용하면 rPVT의 장단기 모두 유용성을 보여 그되게됩니다. 쥐 쉽게 rPVT을 배우고, 기본적인 절차를 수행하는 학습 훈련 채 2 주 정도 소요됩니다. 일단은 rPVT에 쥐 공연 세션 시간 (즉, 인간의 "시간 온에서의 유사성, 관심의 경과, 반응 시간, 각성의 감소를 포함하여, 인간의 PVT에서이 같은 성과 측정에 유사성의 높은 수준을 보여 취득 태스크 "효과), 인간에 대해 기술 한 반응 자극치 간격 (RSI) 효과. 따라서 RPVT는 신경 행동 기능 장애에 대한 새로운 치료를 개발하는 데 유용 할 수 있습니다, 따라서 인간의 PVT 공연과 매우 유사 지속적인 관심에 변수의 넓은 범위의 효과를 평가하기위한 매우 유용한 도구가 될 수 있습니다.

Introduction

인간의 정신 경계 테스트 (PVT)을 인간 경계 지속적인 관심을 측정하는데 널리 사용되는 잘 검증 도구이며, 원래 Dinges 등에 의해 개발되었다. 반응 시간과 관심의 안정성을 평가하기위한 1-3 (예를 들어, 조기 반응과 관심에 경과의 측면에서 오류) 전체 세션 내에서 개별 세션 내에서 시간에 걸쳐 모두. 수년에 걸쳐, 인간의 PVT 수정 및 다양한 측면의 관심의 시간적 변화를 추적 할 수 4-11을 업데이트하고, 수면 부족과 피로 변화에 민감한 것으로 입증되었으며, 약물 사용과 주제 12의 나이에 의해 영향을 받는다되었습니다 13. 10 초 - PVT는 자극 (일반적으로 LED 번호 표시)이 후 일반적으로 시간에 무작위로 나타납니다 때 피사체가 간단히 화면을 터치하는 겉으로는 간단한 절차입니다. 인간 버전에서, 숫자 표시는 MS에서 증가 때 t 정지그는 화면이 때문에 환자의 반응 시간 (RT)을 나타내는, 터치. 경계에서 반응 시간, 2) 사람의 문헌 "누락 오류"라고 경과 증가 (및 보통 길이> 500 밀리 초)이다 RT뿐만로 정의하고, 3) 증가는 1)에 의해 감속 나타낸다 감소 조기는 ( "위원회의 오류"또는 인간의 문헌에서 "거짓 시작"이라고)이 응답. 다른 방법은 성별과 연령 차이 등의 변수를 검사하기위한 PVT 얻을 수있다; 이러한 조치의 검토를 위해, Basner 및 Dinges 4를 참조하십시오. 마지막으로, PVT는 인간의 위험 평가의 일반적인 지역에서 사용하고 있으며, 성공적으로 NASA의 극단적 인 환경의 임무와 군사, 항공 및 철도 산업, 초동 조치 및 극한 환경을 포함 운영 광범위한 분야에서 사용되어왔다 작업 (NEEMO), 국제 Mars500 프로젝트 (14), 국제 SPAC에전자 정거장 (ISS). 우주 정거장에서 PVT는 "반응자가 테스트"라고하며 개별화 된 피로 관련 피드백 우주 비행사를 제공하기 위해 사용된다 (예를 들어, RT뿐만 또는 관심에 경과의 변화).

(다소 유사하다) 간단한 반응 시간 작업의 설치류 버전을 가지고 인간의 PVT는 수십 년 동안 사용되었습니다. 그것은 단지 최근에는 인간 PVT 직접 설치류 대응이 문헌에보고되었다되었는지. 크리스티와 동료들은 쥐에 대한 인간의 PVT의 버전을 설명하고, 수면 부족 (15, 16) 다음 경계의 감소를보고했다. 추가로 최근의 연구는 rPVT 17-19의 버전을보고했다. 이 보고서는 다양한 수면 부족 기술을 다음과 지속적인 관심의 변화를 설명했다; (응답의 조기 그러나, 이러한 연구로부터의 데이터는 또한 높은 수준의보고 RESPO의 총 수의 경우에, 40 % 이상NSE를); 이러한 성과는 매우 인간과 모든 PVT 공연과는 달리입니다. 인간 공연 인해 PVT의 쥐 버전 대 인간에 사용될 특정 매개 변수의 차이 가능성 설치류 이러한 큰 차이; 예를 들어, 크리스티 등의 알. (- 4의 foreperiod. 1을 사용하는 인간의 PVT의 3 분 버전 Basner 5 참조하지만) 10 초 foreperiod - 인간의 PVT는 일반적으로 2를 사용하면서, 7의 foreperiod - 연구는 무작위 변화 (3)를 사용 . 비교적 짧은 foreperiod 값의 사용은 종종 반응 "타이밍"동물을 초래할 수있어, 현재의 설치류 rPVT 연구에서보고 된 바와 같이 실수 보강 통해 조기 반응의 숫자를 증가 촉진 할 수있다.

여기서 설명 rPVT의 버전에는 이전에 발행 된 문서 (20)에 기초하고 관련된 기술 및 절차에 대한 상세한 설명을 제공한다. 그것은 다른다음과 같은면에서 rPVT의 이전에 게시 된 버전 : 1) 쥐가 3의 변수 foreperiod 값으로 훈련했다 - 10 초, 2) 쥐 짧은 응답 창 내에서만 반응하기 때문에, 신속하게 대응했다 (또한 "제한 되나 (본 연구에서 1.5의 강화 된 자극 발병 다음)」를 개최 3.0의를 rPVT의 이전 공개 버전)에서. 조기 응답 수준의 정확성을 크게 향상으로 표시 감소로 잘못에 대한 수정 사항뿐만 아니라 짧은 시간 제한을 사용하는 것은, 자극 제어의 높은 수준의 결과 응답하는. 본 보고서는 또한 성능 변수의 예측 가능한 변경 사항에 대해 설명합니다 (예를 들어,주의, RT뿐만 년 경과) 검사 경계 (21)를 감소, 때 인간에서 본 그 평행 인간의 "작업에 시간"효과 및 응답 -를 포함한 다른 성능 측정을 검사 할 때 PVT 인간에서 관찰되는 자극 간격 (RSI) 효과

여기서 설명 rPVT의 최종 버전은 집 점등함으로써 시작된다 (도 1 참조). 3의 변수 간격 (foreperiod) 후 - 10 초 경과, 코 - 포크 키는 1.5 s의 최대 조명된다. (foreperiods 기간의 평등 한 분배를 보장하기 위해, 값은 무작위로 200 밀리 초 단위에 따라 3 ~ 10의 범위에서 36 가능한 값 목록 관련없이 발생한다.)를 nosepoke 키의 조명이에 동물에 대한 신호 응답, 광 개시 다음 150 1,500 밀리가 45 mg의 펠렛과 강화 사이에 발생하는 응답. 강화 응답 한 후, 코 - 포크 키 빛과 집 등 모두 해제되며 1 초 간 시험 간격 (ITI는, 집 등 오프) 계속된다. 빛 발병 이전에 코 - 넘나들며 집 등 소화에 의해 신호되는 실험 사태에서 8의 타임 아웃 (TO)를 생산하고 있습니다. 아무런 응답은 1.5의 입술 내에 발생하지 않으면ponse 창은 nosepoke 빛과 집 등 모두 해제하고, ITI는 계속된다 1의합니다. 이후 재판에 대한 다음 예약 foreperiod 값은 시작 후 1 초에 ITI 또는 이전 재판 중에 발생한 중 8의 TO, 중. 세션 (5 일 / 주) 매일 실시하고, 일반적으로 약 200 시험 구성, 30 분 후 종료. 이 평균 약 7.5 초의 지속 시간을 갖는 각각의 시험으로 초래한다.

(1)에 의해 달성된다 rPVT에 안정적인베이스 라인 성능) 처음 챔버에서 식품 트레이에서 음식 펠릿을하기 위해 쥐를 적응을 형성, 2) 손으로 성형 최종 연속 근사치를 강화하여 코 포크 키에 응답하는 쥐 코는 각각의 쥐가 각 세션 동안 수행 얼마나 잘에 따라 응답을 찌를, 그리고 3) rPVT 프로 시저의 매개 변수 (즉, foreperiod가, ITI는, 및 키 조명 시간이) 점차 세션을 통해 조정 매일 세션을 수행 (아래에 상세히 설명).

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Protocol

실험 동물 관리는 보건 서비스 (PHS) 실험 동물의 동물 애호 관리에 대한 정책 및 사용에 따른이었다. 모든 절차는 국립 보건원 (National Institutes of Health)의 실험 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드의 권장 사항을 엄격히 준수하여 수행 하였다. 존스 홉킨스 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회는 프로토콜 및 모든 절차를 승인했다. 존스 홉킨스는 실험 동물 관리의 평가 및 인증 협회 (AAALAC)하여 프로그램의 인증을 유지하고있다.

1. 동물

  1. 다른 균주가 적합하지만 근친 쥐를 포함하여, - (행동 훈련의 시작 12 주 오래 된 약 10) 성인 남성 긴 에반스 쥐를 사용합니다.
  2. 식민지에 도착하면, 때문에 음식 제한에 단독으로 승인 caging 객실, 집 쥐를 설명해야합니다. 주택 상황에 동물을 적응뿐만 아니라 몇 일 동안 처리AYS 음식 제한 절차 (약 7 일) 전에 시작.
  3. 쥐가 "무료 공급"체중을 달성 할 수 있도록 이주 - 1 쥐 우 광고 무제한을 제공합니다. 자유 먹이 무게의 90 % - 85, 이주 - 중량이 한번에 하나 위에 래트 '가중치를 감소시키는 음식 액세스를 제한한다. 행동 훈련과 테스트하는 동안 자유 수유 무게의 90 % - 85에서 동물을 유지한다. 15 시작 - 하루에 음식 18 g 및 여부 속도가 목표 체중을 유지하고에 따라이 금액을 조정합니다.
    참고 : 식품 제한은 일반적으로 하나의 기관 ACUC 또는 다른 규제 기관 이전에 제한을 시작하기의 승인을 필요로한다.
  4. 매일 동물을 무게와 무게 시트에 무게를 기록한다. 확인 계량 어떤 행동 훈련 또는 공급의 시작 전에 매일 같은 시간에 같은 규모로 수행된다.
    참고 : 동물이있을 때 (아래) pretraining 시작그들의 목표 무게를 달성했다. 이 연습은 아래 또는 대상 무게 이상 중 하나입니다 동물 용 식품의 양에 즉시 수정이 가능합니다. 또한 쥐는 24 시간 간격으로 가중치를 유지하고 있는지 확인하는 방법을 제공한다. 또한, 하루에 여러 번 래트 체중 방지; 그것은 무게에 극적인 차이, 잘못된 수유, 가난한 행동 성과가 발생합니다.
  5. 고무 마개 상판과 sipper 튜브 유리 또는 플라스틱 병을 사용하여 홈 케이지에서 항상 신선한 물을 제공합니다.
  6. 세션 (예를 들어, 주말, 휴일)를 실시하지 않는 경우, 중량의 안정성을 유지하는 쥐에게 쥐 차우의 정상 분담 피드. 더 많은 음식이이 시간 동안 체중을 유지하는 데 필요한 있는지 확인하기 위해 쥐의 무게를.

2. 장비 및 소프트웨어

  1. 하나의 코 포크 키, 집 광 및 펠릿 디스펜서 (즉, 공급 장치)가 장착 표준 모듈 조작 적 챔버를 사용합니다.
  2. 중앙에 위치한 펠릿 디스펜서의 양쪽에있는 모듈 형 코 포크 키를 배치; 이 위치는 다른 조건화 챔버 및 연구 일관성 유지 보장한다. 여기서, 코 포크 키 펠릿 디스펜서의 좌측에있다.
  3. 다른 동작을 방해하지 않도록 상기 챔버의 뒷벽 높은 모듈러 하우스 빛을 놓는다.
  4. 사용 쥐 음식 펠릿 (예를 들어, 노이스 45 mg의 펠렛 또는 유사한) 강화합니다. 피더 모델은 식품 펠렛의 크기를 결정하지만, 대부분의 쥐 피더는 45 mg의 음식 알약을 (마우스 피더는 일반적으로 20 mg의 음식 알약을 사용)를 사용합니다. 표준 우 알약을 사용하지만, 다른 펠릿은 다른 실험 조작을 위해 (예를 들어, 수 크로스) 구입하실 수 있습니다.
  5. 제어 컴퓨터에 접속 된 인터페이스를 통해 프레젠테이션 코 찌 응답 입력, 보강 전달 및 데이터 수집을 자극. 작성 행동 프로그램에 관한 구체적인 내용은 저자에게 문의프로그래밍 언어는 구체적 행동 테스트 (재료 및 시약의 표 참조)을 위해 설계.
    참고 : 동물의 응답 (예를 들어, 정답, 조기 반응, 미스) 유형, 응답 대기 시간, 표시 임상 시험의 수를 포함하여 시험 별 시험 기준으로 독립 변수와 종속 변수를 기록하는 것이 중요합니다. 다른 균주 또는 종 양성을 사용하는 경우, 이러한 변수는 쉽게 설치류 거의 모든 종류의 훈련을 최대화하도록 변경 될 수있다.

3. Pretraining

  1. 이 실험을하는 동안, 매일 시험, 일의 약을 동시에 할 것이다 조건화 챔버에 각 동물을 할당합니다.
  2. 쥐를 달아 펠렛 디스펜서 식품 알약과의 구체적인 조작 적 챔버에 넣습니다. 쥐가 먹고의 용기에 20 음식 펠릿 - (10)를 놓습니다.
  3. pretraining를 들어, 낮은 고정 값으로 다음 매개 변수를 설정 :foreperiod 값 = 2 초, 시간 초과 값 = 2의 제한 유지 = 10 초.
  4. 집 빛의 프리젠 테이션, nosepoke 키 조명, 자동 음식 펠릿 전달을 제어하는 ​​컴퓨터 프로그램을 시작합니다.
    주 : 코 포크 키가 시간이 상대적으로 긴 시간 동안 조명되도록 동물에 의해 생성 된 응답의 대부분의 자주 증원을 허용하는 레벨로 설정 행동 프로그램을하는 것이 좋습니다 (예를 들어, 10 초) . 이것은이 컴퓨터 프로그램에 의해 식품 증강제의 전달의 결과로 조명되는 동안 래트 키를 찔러 될 가능성을 증가시킨다.
  5. 쥐가 음식 펠릿 완료되면, 그것은 식품 용기 또는 코 포크 키를 접근 할 때 쥐를 강화하여 형성 과정을 시작합니다. 여기에, 수동 실험은 (오픈 칸막이 문을 감쇠 소리를 두어) 쥐의 행동을 감시하고 급지 장치에서 알약을 인도하는 것을 의미한다 각 쥐를 형성가능한 빨리 쥐 원하는 동작을 방출 한 후. 피더에 유선 또는 인터페이스에 대한 적절한 출력을 클릭하여 우발적 행동을 제어하기 위해 사용되는 컴퓨터 소프트웨어를 통해 휴대용 스위치를 통해 공급 자체 버튼 펠렛을 제공한다.
  6. 연속 근사에 의해 성형하는 방법을 사용하여, 최종 원하는 동작 (23)의 연속적인 근사치 동작 변경하는 식품 증강제를 제공한다. 예를 들어, 래트 확실 식품 용기 음식 펠릿 입수되면 향해 또는 노즈 포크 키 주위에만 이동을 보강 시작하지 않고, 더 이상 음식 리셉터클에 접근을 강화한다. 코 포크 키가 조작 적 챔버의 식품 용기의 왼쪽에 위치하기 때문에 여기에, 모양 쥐, 음식 펠렛을 검색 한 후 왼쪽으로 이동합니다.
    주 : 실험자 pretr 초 동안 음식 강화 물을 제공하더라도aining, 컴퓨터 프로그램은 여전히 ​​실행하고 집 빛, nosepoke 키 및 공급을 제어한다. 래트 키를 넘나들며 경우, 컴퓨터 프로그램은 자동적으로 강화된다. 실험자 강화 행동은 쥐를 선도하는 사람들은 등, 키 근처 또는 그것을 향해 머리를 이동, 같은 키를 스니핑 또는 주위, 조명 키를 찌를 수 있습니다.
  7. 수동으로 전달 펠릿의 수를 더한 컴퓨터 소프트웨어에 의해 자동으로 전달하는 알약을 계산하여 pretraining 세션에서 얻은 음식의 양을 결정합니다 (쥐가 조명 키를 찌르고 있기 때문에 즉, 펠릿 제공). 점수는 전체 음식 (예를 들어, 30 펠렛 X 0.045 g = 1.35 g)을 결정하는 0.045 g으로이 숫자를 곱하십시오.
  8. 쥐를 제거하고 홈 케이지에 다시 배치합니다. 빼기, 손으로 음식의 양이 쥐의 일일 식품 할당의 행동 세션 (3.7 참조)를 받았다. 이후 래트에게 먹이 할당의 나머지 피드행동 훈련. 비생산적인 세션 직후 홈 케이지 음식 보강 않도록 행동 세션의 종결 후 30 분의 최소 공급.
  9. 부드러운 살균제 (예를 들어, 비누와 물)로 매일 조작 적 챔버를 청소합니다. 그것은 조작 적 챔버에 손상을 줄 수 있음을 주어, 드물게 70 %의 EtOH를 사용합니다. 필요할 때 스틱 또는 신속하게 복구하지 않을 경우 동물의 성능을 방해 할 것 제자리에 고정되는 키 때문에, 살균제와 적절한 작동 상태 및 청결을 유지하기 위해 매일 코 포크 키를 확인합니다.
  10. , 조명 키 (50) 올바른 컴퓨터 강화 (안 수동으로 또는 실험자 강화) 응답 각각의 음식 펠렛을 검색하고 돌아갑니다 추가 형성하지 않고 코 포크 키를 넘나들며 - 쥐 (40)을 방출 할 때까지 이러한 방식으로 각 쥐 모양. 통상적으로, 랫트 약이 요구 - 이러한 조건에 도달하는 3 내지 30 분 세션 (도 2 참조).
    노트:음식 펠릿의 수동 전달은 래트 확실 키 파고 및 컴퓨터 프로그램에 의해 전달되는 식품 보강을 수신 한 후 필요하지 않다.

4. rPVT 교육

  1. 일단 고정, 상대적으로 짧은 foreperiod 간격으로 쥐를 시작하고 쥐 (8) 10 명 중 올바른 시험을 완료 할 때까지 다음 30 분 세션 (예를 들어, 2 초)을 값으로, 모양. 훈련 동안 이들 시험의 각각에 대해 응답을 할 래트위한 충분히 긴 시간 동안 노즈 포크 키를 밝히는. 여기에 9 초 동안 조명 키를 계속; 이 응답 창은 제한된 홀드 (LH)라고합니다.
  2. 조기 응답 처벌, 또는 코 포크 키의 조명 이전 응답로서 비교적 짧은 시간 초과 (예를 들어, 2 초 TO)를 사용합니다. 받는 동안, 쥐가 음식을 적립 할 기회를 가질 수 없습니다. 여기서, 및 foreperiod 값은 동일한 비율이 트레이닝 세션 변경 동안 동일한 기간이다.
  3. 예) 0.1 초에 의해 LH를 단축하는 동안 난>, 0.1 초 (즉, 2.1)에 의해 foreperiod하고 증가. 자동 세션 동안 이러한 조정을 할 수있는 컴퓨터 프로그램을 사용하는 것이 최선이다.
    참고 : rPVT에 쥐를 훈련 할 때 쥐가 음식 펠릿을 소비하는더 많은 시간을 필요로하기 때문에, 더 이상 ITI이 사용된다. 여기, 교육 및 남성 C57BL / 6J을 테스트하기위한 30의 ITI를 사용합니다. 마우스는 ~ 20g의 무게를 부가 할 수 있기 때문에, 그 세션 동안 상당히 적은 펠릿을 소비 할 것이다. 따라서, 50 펠렛의 최대 적립되어 그 단부를 구비하여 일반 세션을 단축; foreperiod을 증가시키고 TO에 대한 기준은 0.1 초에 의해 foreperiod 및 제품에 증가하기 전에 5 올바른 재판 중 4로 변경됩니다.
  4. 30 분 세션이 끝나면, 최종 foreperiod에게 훈련 (예를 들어, 4.2의) 동안 도달 쥐를 기록 등의 중preadsheet 또는 데이터 시트에 손으로하고 정확한 시험 횟수를 곱하여 얻은 음식의 양을 0.045 g (예를 들면, 100 정확한 실험 X 0.045 g = 4.5 g). 쥐의 일일 할당에서이 음식의 양을 빼기 홈 케이지의 쥐에게 남은 음식을 공급.
    참고 : 일일 데이터 파일은 각각의 쥐 도달 최종 foreperiod를 기록합니다. 세션에서 얻은 음식의 양을 결정하기위한 계산을 위의 식을 이용하여 컴퓨터 프로그램에 의해 자동으로 또는 수동으로 수행 될 수있다. 각 쥐에서 손으로 감산 얻은 음식은 매일 음식 할당합니다.
  5. 다음 날, 쥐가 이전 세션에서의 종료 값보다 300 밀리 낮은 foreperiod로 30 분 훈련을 시작합니다. 쥐가 4.2 s로 끝난 경우, 예를 들어,이 세션은 3.9 s로 시작합니다. 쥐 각 foreperiod에서 10 명 중 8 정확한 시험을 완료로 0.1 초에 의해 foreperiod 증가 U 계속ntil 쥐 10 s의 foreperiod에 도달한다. 이러한 방식으로, 래트 가능한 foreperiods 모두를 경험할 것이다.
    참고 : 쥐가 9.7의 foreperiod에 도달하면 - 10 초를받는 8의 유지와 LH가 1.5 초입니다.
  6. 각 세션의 끝에, 정확한 시험 조기 시험 및 미스 비율을 검사하여이 시간 동안 쥐의 일일 성능을 확인한다. 훈련을 통해 꾸준히 증가 정확한 평균 퍼센트,이 훈련 중 90 % 올바른 응답 - 쥐 일반적으로 (40)의 평균을 유지한다. 여기에 매일 세션 실적을 추적하기 위해이 비율을 계산하는 스프레드 시트에 각 쥐의 일일 데이터를 내보낼 수 있습니다.
  7. 10 (S) - 쥐가 10 초의 foreperiod 도달하면, (7) 사이 foreperiods로 시작하는 임의의 간격으로 제공되는 foreperiods로 다음 30 분 후의 세션을 시작한다. 받는 사람과 LH는 각각 8, 1.5 초에 남아 있는지 확인합니다. 여기서, 컴퓨터 프로그램은 behaviora 제어리터의 사태가 자동으로 각각의 쥐가 10 초 foreperiod에서 8 ~ 10 중 기준에 도달하면 변수 foreperiods에 상승 foreperiods을 제시에서 전환합니다.
  8. 쥐 (7) 사이에 무작위로 제시 foreperiods와 70 % 이상 정확한 유지되면 - 10 초 - 10 초, 5 ~ foreperiods로 시작하는 임의의 간격으로 foreperiods을 제시하는 프로그램을 변경합니다. 이 변화는 종종 세션 내에서 발생하기 때문에이 기간 동안 각 쥐의 일상 성능을 검사합니다.
  9. 30 분 세션 동안 임의의 간격 - (10 초 3) 래트 70 % 정확한 유지 후 foreperiods의 전체 범위를 제시하는 프로그램을 다시 변경. 이러한 변경은 종종 세션 내에서 발생하기 때문에 4.8와 유사한 방식으로,이시기에 각 쥐의 일일 성능을 검토한다.
    참고 : 자동으로 행동 사태를 제어하는 컴퓨터 소프트웨어는 각 쥐의 성능에 따라 이러한 변경합니다 (예를 들어, 4.7-4.9).쥐의 성공률이 높을 때 4.9 변화하는 것이 중요하다 (> 70 % 정확한) 래트 자주 시간에 랜덤 응답 대신 적절 기다리고 자극에 참석 한 전략을 채용하기 때문이다. 4.9 - 쥐의 성공 쥐가 낮은 경우, 4.7를 반복합니다.
  10. 주 내의 4 5 중 매일 세션에 정답 쥐 '비율이 75 % 이상이 세션 중에 있으며 조기 반응의 비율이 30 % 미만인 경우, 상기 취득 기준에 대한 안정적으로 기준 성능을 정의한다.

기본 응답 대책 5. 데이터 분석

  1. 취득시 행동 성과를 평가하기 위해, 아래에 설명 된 각각의 성능을 측정하기위한 작업 값에 시간 세션, 또는 Foreperiod 값 중 하나의 반복 요소 반복-조치 ANOVAs을 사용합니다.
    참고 : 여기에, 연구는 우리가 그들의 오에 모든 동물을 비교 모두 within- 사이-과목 디자인을 사용WN 실험 조건 후 기준선과 동일한 조작 다음 대조군 동물 실험 동물과 비교. 안정한 기준선 행동이 달성되면, 설계 주제 내에-사용할 필요 흰쥐의 수를 제한한다.
  2. 전에 키 빛의 발병 또는 키 표시등이되는 최초의 150 밀리 초 이내에 반응으로 조기 응답을 정의합니다.
  3. 키 빛 이후 반응은보다 큰 150 밀리 최소한의 대기 시간 및 응답 창 길이의 최대 대기 시간에 온다 올바른 응답을 정의; 여기에, 1,500 밀리.
  4. 피사체가 응답을 실패하는 시험으로서 미스 (또는 누락)를 정의한다.
  5. 키 찌를 코의 우울증 빛 발병에서 (밀리 초) 경과 시간 등의 응답 대기 시간을 정의; 또한라는 반응 시간 (RT).
  6. 조기 응답 플러스 정답 플러스 미스의 수와 총 시험을 정의합니다.
    참고 : 인간의 PVT 공연에서, 조기 입술관심에 물기가 및 경과는 매우 드문 일 수 있고, 연구자들은 대부분 이러한 조치의 실제 원시 주파수를보고합니다. 그러나이 쥐와 공연이 아니다. 문헌에서 rPVT의 다른 버전 사이의 비교를 허용하기 위해 쥐의 성능 측정은 전체 시험의 백분율로 여기에 표시됩니다. 쥐 30 분 세션 당 200 개 이상의 임상 시험을 완료하고 종종 다른 단계로 이동 기준을 충족하기 때문에 기록하고 이후의 분석을위한 시험 별 시험에 기초하여 이러한 각 항목에 레이블을 할 수있는 컴퓨터 프로그램의 사용은 바람직하다 세션 내에서 교육 과정입니다.

6. 추가 계산 된 성능 측정

  1. 30 분 행동 세션의 경우, RT는 (세션 후 수행) 각 쥐의 세션에 대한 두 배의 평균 반응 시간보다 큰하는 올바른 응답과 같은 경과를 정의; 또한 경과 계산에서 누락 된 시험을 포함한다.
    아니TE : 인간의 PVT 년이 경과는 일반적으로 반응 시간 (RT)> 500 밀리 초 4로 정의됩니다. 시험 별 시험 상술 한 분석에서 인수 - - 설치류를 들어, 각 쥐의 평균 RT에 사후 비교를 수행하는 것이 가장 좋습니다 대신에 의한 개별 쥐에서 RT뿐만의 변화에 ​​임계 값을 비교. 이 방법은 rPVT 15, 16의 게시 된 다른 버전의 경과와 유사하다. 여기 게시 된 다른 버전의 경과도 놓친 포함 시험 (경과 = RT뿐만와 응답> 두 번 평균 RT 세션, 플러스 미스에 대한) 인간의 PVT에서 놓친 시험은 물론, 경과로 기록되어 있기 때문이다.
  2. 자극이 나타났다 있었을 때, 10 초 간격 - 실제 3 중에 발생 조기 반응의 비율을 계산함으로써 추정 오경보 율을 결정한다.
    참고 :이 법안은 자극이 발생할 수 시간 동안 발생하는 조기 반응의 일부를 사용,즉, 3 내에서 발생 조기 대응 - 10의 창을 foreperiod. 자극 빛이 그 시간 동안 조명되지 않을 것이기 때문에이 법안은 3 초 이전에 조기 대응을 포함하지 않습니다. 여기에서, 조기의 답변이 부분 집합이 자동으로 스프레드 시트 컴퓨터 프로그램의 모든 조기 응답에서 정렬됩니다.

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Representative Results

기준 쥐 rPVT 공연

여기에 설명 된 매개 변수, 122 수컷 쥐의 86.7 %가 9.0의 평균 내에서 최종 rPVT 매개 변수에 도달 (SD = 10.13; N = 122) 4.1에 설명 된 컴퓨터 자동화 교육 세션 (- 4.9 rPVT 교육, 우리의 경험, 단지 쥐의 약 2 %)을 rPVT를 획득하지 않을 것이다. 현재의 방법론을 사용하여, 쥐가 rPVT의 표준 성능 매개 변수에서 첫 전체 세션 동안 응답주의에 73.4 %가 응답 올바른 18.6 % 경과 평균, 10.6 % 조기; 평균 반응 시간은 527 밀리 초 (그림 3 참조) 평균. 4 전체 세션으로 올바른 안정과 이후에 큰 변화를 보이지 않았다 응답하는. 우리의 게시 된 기사 (20)의 데이터는 표시 그 동물은 첫 번째 정규 세션 동안 평균 D '인덱스 값보다 높은 도달 할 경우, t헤이도 (평균 분할 t 시험 분석에 의해 결정된 바와 같이,베이스 라인 기준 = 8.7 10.0 도달 세션 # 뜻; p = 0.009)를보다 신속하게 초기 성능 기준을 달성한다. 따라서, 최종 파라미터에서 4 세션 (4.9) 후에, 쥐 '공연 현저히 75 % 정확한 응답 기준 이상으로 증가하고, 80 개의 연속 세션 (약 16주도 3 참조)를 통해이 단계에서 남아 있었다. 유사한 경향은 또한 D '값이 관찰되었다. 따라서, pretraining 및 rPVT 교육> 75 % 올바른 응답과 <30 %는 조기 (즉, 거짓 경보가 응답) 응답의 인수 기준을 유지하기 위해 안정적인베이스 라인 성능을 달성하기 위해 약 4 추가 세션으로 약 12 일이 필요합니다.

rPVT 데이터로부터 획득하기 쉬운 남성과 여성의 쥐에 대한 반응 시간의 주파수 분포 (그림URE 5). 우리는 N = 92 남성이고 n = 5 암컷 쥐에서 이러한 분포를 취득하고 PVT을 수행하는 성인 남성과 여성에 대한 반응 시간 분포에 그들을 비교했다. 쥐에 대한 주파수 분포는 높은 값에 더 이상 오른쪽으로 꼬리 낮은 값에서 반응 시간에 예상되는 급격한 증가를 보여줍니다.

작업 및 사후 감소에 시간

용어 "경계"가 관심의 초점을 유지하는 시간 (24)의 연장 된 기간 동안 자극에 대한 경고 남아 피사체의 능력으로 정의하고있다; 경계의 감소는 일반적으로주의 관련 작업의 성능이 경과 시간으로 관찰된다. 인간의 PVT에서, 경계의 감소는 평균 속도의 변화를 통해 평가된다 (즉, 1 / RT) 시간 (각 PVT 세션 내에서 연속적인 시간 간격에서 예) 작업을 수행하는 동안. 에이유사한 법안이 응답 속도 (즉, 1 / RT)는 6 분의 5 빈들로 30 분 rPVT 세션을 분할함으로써 작업 간격으로 시간의 함수로서 관찰되는 rPVT 데이터로부터 획득 될 수있다 : 1)로 0-6 분간 2) 6.1-12 분, 3) 12.1-18 분, 4) 18.1-24 분 및 24.1-30 분 매번 빈의 함수로서 플로팅 된 데이터 (도 6). 인간 PVT에서 보는 바와 같이, 래트 '응답 속도는 경계의 감소 또는 시간 작업을 수행 증가 등의 성능 저하 (도 4)를 나타낸다 작업에 시간이 지남에 따라 감소한다. 모든 rPVT 성능 측정 (예를 들어, 응답 올바른 조기의 비율 변화가 응답, 또는 경과는) 작업 20 시간의 함수로 검사 할 수 있습니다.

변수 Foreperiod 효과

개별 변수의 함수 FO로 성능의 변화를 평가하기reperiod 기간, 각 성능 측정 (예를 들면, 정확성, 경과, RTS) 각 foreperiod에 대한 평균된다 따라서 4의 foreperiod에 대한 경과의 비율은 3 사이의 모든 foreperiod 값을 다음과 같은 기록이 경과의 평균 개수로 구성 것이다 - 4의; 그래서 5 S 및 - 마찬가지로, 5 초 경과 foreperiod위한 데이터는 4.1 사이의 모든 foreperiod 값에 따라 기록이 경과 수의 평균으로 구성된다. 7 foreperiod 빈들의 분석 결과이 이러한 유형의 약 30 실험 200 실험 정상적인 세션마다 발생 함과 함께, (이하,도 7 참조). 인간의 PVT에서, 예를 들어, 짧은 foreperiods에서 (또는 짧은 응답-자극 간격, 인간의 문학 RSI의의라고합니다), RT뿐만은 더 이상 긴 간격으로 RT뿐만은 짧은 거짓 시작 (22) 더 자주 동안 경과는 적다. 이러한 효과는 작업 성능에 피사체의 시간과 무관 INVE위한 또 다른 방법을 제공하는 것으로 보인다개별 PVT 성능 stigating. 반복-조치 ANOVAs 응답 응답 올바른 퍼센트 [F (6,600) = 33.876, P <0.05], 중간 RT [F (6,600) = 57.667, P <0.05], 조기을 위해 Foreperiod의 중요한-주제 내에서 주요 효과 밝혀 (또는 잘못된 경보) [F (6,600) = 139.776, p <0.05]과 경과 [F (6,600) = 9.814, P = 0.002]. 퍼센트 정확한 가장 낮은 10의 foreperiod 값에서 다른 모든 foreperiods에 비교 하였다 응답 (모든 페이지의 <0.05). 중간 RT뿐만은 4의 foreperiod 값에서 가장 긴했다 (모든 페이지의 <0.05) 조기 4의 foreperiod 값에 가장 낮았다하고 응답하는 10 초 foreperiod 값에서 가장 높은 (모든 페이지의 <0.05)이 경과는 4의 값에서 가장 큰했다 반면, 그리고 10 초 foreperiod 값에서 가장 낮은 (모든 페이지의 <0.05). 그림 6은 rPVT을 수행 쥐에 대한 이러한 차이, 낮은 foreperiod 값입니다 느린에서 같은 그 성능을 보여줍니다 및 경과의 큰 비율을 포함하지만 같은 RT뿐만 신속하고 조기 응답 증가의 비율하면서 foreperiod 증가, 올바른이 감소 응답. 이 데이터는 주제로 속도 정확도 트레이드 오프가 자극 빛의 조명이 더 오래 기다려야합니다 보여줍니다.

그림 1
rPVT 절차의 그림 1. 다이어그램. rPVT의 기본 대응 방안은 실선으로 상자와 화살표로 표시하고, "기본 조치"아래에있는 텍스트에 설명되어 있습니다. 거짓 경보는 회색 음영 지역 내에서 발생하는 조기 반응이다. 경과는 응답 대기 시간을 더한 미스 평균 이상으로 정확한 시험이다. 자세한 세부 사항에 대한 "추가 계산 된 조치"를 참조하십시오; 또한 데이비스 등의 알을 참조하십시오. 이러한 성과 측정에 대한 자세한 표 20. 이 그림은 원래 데이비스 등으로 나타났다. 20.TTP : //ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54629/54629fig1large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
rPVT Pretraining 및 교육 단계 2. 다이어그램 그림. pretraining 절차는 쥐가 확실하게 코 포크 키를 찌를 일단 컴퓨터로 전달 강화로 전환 실험-전달 보강하여 코 포크 응답을 형성한다. 쥐 각 세션에서 자신의 개인 성과에 따라 rPVT 훈련 단계를 통해 이동합니다. 마지막 훈련 단계로 pretraining에서 전체 과정은 약 십이일이 필요합니다. 일단 단계 4.9에서 안정적인베이스 라인 성능은 75 % (기준 rPVT 공연 참조) 위의 응답 올바른 퍼센트를 유지하기 위해 약 추가 4 세션을 필요로; 전체가 일 / 세션 성능 기준을 달성하기 위해 필요한 것은 근사한LY 16 세션. RFT는 = 강화. FP는 foreperiods을 =. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
남성 긴 에반스 쥐에 3 기준 rPVT 공연을줍니다. N = 122 쥐에 대한 연속적인 세션에 걸쳐 응답을 나타낸 응답 올바른의 비율, 경과 관심에 있고, 조기. 미스에 대한 데이터가 경과 단위와 비교를 위해 도시된다; 관심의 경과의 절반 이상이 실제로 시험을 놓친하고, 나머지 놓친 시험은 환자의 반응 시간이 두 번 있었다 동안 (즉, "올바른") 시험뿐만 아니라 시험 강화 된 (또는 이상)의 쥐의 평균 RT (주의의 경과로 정의 즉,) 특정 세션. 데이터 P세션 # 1 도시 oints 최종 성능 매개 변수에 따라 수행하는 각각의 쥐에 대한 첫 번째 전체 세션 동안 공연을 나타냅니다. 응답 정확한 퍼센트 : 다음 세션 당 대략 200 정확한 실험을 바탕으로, 80 세션에서 여기에 도시 된 다양한 수단에 대한 평균 절대 값의 범위는 144-166 시험하는 단계; 퍼센트 경과 : 26-40 시험; 퍼센트 조기 응답 : 14-20 시험을; 퍼센트 미스 : 12 - 20 오차 막대 = ± SEM. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4
남성과 여성의 긴 에반스 쥐와 남성 C57BL / 6J 마우스 그림 4. 평균 rPVT 성능 측정. 응답 올바른의 백분율, 거짓 경보 및 경과, 평균 D '총리 및 중앙를 Reacti 매일 세션 (- F M)에서 rPVT을 수행하는 남성 쥐 (N = 122), 암컷 쥐 (N = 5), 및 마우스 (N = 4)에 대한 시간에. pretraining 및 rPVT 교육 단계 후, 설치류 비슷한 수준으로 rPVT을 수행합니다. 마우스에 대한 그 반응 시간은 모두 남성과 여성의 쥐에 대한보다 느린 제외하고 대부분의 조치는 유사하다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 5
rPVT 수행 쥐 그림 5. 응답 대기 시간 분포는 PVT 수행 인간과 유사하다. rPVT을 수행하는 남성을위한 대기 시간 분포과 여성의 쥐와 함께 (블래터 등. (25)에서 다시 그려) 인간의 PVT를 수행하는 남성과 여성에서 관찰 대기 시간 분포가 보이고있는 바와 같다. 파일 / ftp_upload / 54629 / 54629fig5large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6
속도에 대한 작업 곡선의 그림 6. 쥐 '시간 (1 / RT)는 PVT의 10 분 버전을 수행하는 인간에 대한 속도와 비슷합니다. 왼쪽 : 작업 기능에 대한 평균 시간을 레이맨과 반 Someren (26)에서 도보로 7 분 PVT 세션 다시 그려 인간의 성능. 오른쪽 : 30 분 rPVT 세션에서 수행하는 쥐 (N = 122)에 대한 작업 기능에 대한 평균 시간. 인간의 성능과 유사한 방식으로, 건강한 인간 정상 쥐 세션 전반 속도의 최소한의 변경이있다. 작업 기능에이 시간은 수면 부족 등으로 조작 할 수있는 기준을 제공합니다. SEM ± 두 그래프의 오류 바.tp_upload / 54629 / 54629fig6large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 7
그림 7. 변수 Foreperiod 효과 rPVT 행동 공연에 분명하다. 평균 주간 조기 응답 %를 쥐 (N = 122) 올바른 응답, 평균 반응 시간, 공연, 관심의 경과. 데이터는 즉, 변수 foreperiod 시간의 함수, 자극 등이 오는 이전에 필요한 "대기 시간"으로 표시됩니다. 그들은 빠르게,하지만 더 조기 반응을 방출하고 더 이상 foreperiods 덜 정확 반면, 쥐, 느리게,, 짧은 foreperiods 더 정확합니다. 예를 들어, 10 초 foreperiod에서 사람들에게 4의 foreperiod에서 공연을 비교, 쥐 ~ 10 s의 550 밀리 ~ 400 밀리 FO을 4의 foreperiod (에서 더 이상 중간 RT뿐만 있습니다reperiod) 이상 경과 (~ 30 % ~ 10의 foreperiod 10 %)와 큰 올바른 응답 (~ 80 % 70 ~ 10의 foreperiod에서 %) 많지만 조기 반응 (~ 1 % . ~ 10의 foreperiod 25 %). 따라서, 쥐가 느린,, 짧은 foreperiods 더 정확하고 빠르게,하지만 더 이상 foreperiods 덜 정확합니다. 오차 막대 = ± SEM. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

본원에 기재된 방법은 인간의 문헌에보고 된 일반적인 PVT 성능 다방면 손색 쥐 rPVT 성능을 초래한다. 본 기술을 사용하여, 하나는 빨리 rPVT을 수행하도록 쥐를 훈련 할 수 있으며, 이러한 기술로 얻어진 성과 분명 차별 (응답 정확한의 즉, 높은 수준의 모두 응답 조기 및 경과 낮은 단계)을 특징으로한다. 의 주파수이기 때문에 또한, rPVT 얻어진 반응 시간 분포는 상기 PVT (12) (도 5 참조)를 행하는 인간에서 본 것과 매우 유사하다 모두 조기 응답 및 만료 (예 Beijamini 등에 의한 청소년에 대해 도시 된 바와 같이. (27)). 마지막으로, 두 사람의 설치류가 rPVT을 수행 할 때 (참조 시간에 태스크 및 변수 foreperiod 간격 (즉,가, RSI) 인간에서 관찰되는 효과도 볼 수있다 그림 6에 대응 7, 각각). PVT 태스크 인간 및 설치류 성능 간의 유사성이 높은 특히주의 / 경계에 집중 중개 연구를 들면, 전임상 연구 기법으로 사용하기 위해 rPVT 뚜렷한 장점을 제공한다.

설치류 용 rPVT을 채용하면 연구자가 사용 주체의 기본 성능을 설정하는데 사용되는 매개 변수 강화제의 유형, 성별 및 변형을 포함 성공적 rPVT 취득 훈련 길이 및 설치류의 능력에 영향을 미칠 수있는 여러 가지를 고려할 필요 . 상기 파라미터는 래트 용이 rPVT를 취득하는 짧은 시간 동안 훈련 될 수있는 방법을 제공한다. 쥐 인수 기준을 달성하기위한 자동화 된 훈련 - 매일 약 이주 (F M) 다음 세션을 형성하는 3 ~ 30 분 - 예를 들어, 쥐를 형성하면 코 포크 키가 약 2 소요 찌를 수 있습니다. 평균 남성에긴 에반스 쥐들은 이러한 기준을 달성하기 위해 9.0 자동화 된 훈련이 필요하지만, 자동화 된 세션을 통해 그것을 만들 때때로 일부 쥐들은 더 오래 걸릴과 느립니다. 쥐 달성하고 기준에 도달하는 데 필요한 세션의 수를 최소화 할 수 타겟 가중치들을 유지하는 것을 보장한다. 또한, 대부분의 rPVT 파라미터 시험의 총 수, foreperiods 기간 제한된 홀드 값, 타임 아웃 지속 기간 및 지속 기간을 포함 ITI 훈련을 최대화하도록 변경 될 수있다. (- 5 초 예를 들어, 2) 훈련이 시작되고 foreperiods가 낮을 때 쥐가 일반적으로 올바른 응답의 높은 비율을 표시합니다. foreperiods이 5 초 이상으로 증가하면 그들이 일관되게 응답을 발광하기 전에 조명 할 수있는 코 포크 키를 기다릴 학습으로, 대부분의 쥐, 정확한 시험의 비율의 감소, 조기 반응의 후속 증가를 표시합니다. 쥐의 진행으로, 점진적 증가에 다시가10 (S) - 정답의 비율은 foreperiods 9에 접근. (- 80 % 올바른 예를 들어, 65) 무작위로 제시 foreperiods에 쥐 전환되면, 공연 인수 기준 근처에 있습니다. 경우에 따라, 일부 쥐 쥐 일찍 응답 할 때, 보강을 벌 수있는 기회가 지연되도록 타임 아웃 시간을 증가시킴으로써 줄일 수있다 조기 대응의 큰 비율을 표시합니다.

문헌에서 rPVT 다른 버전에 비해 현재 프로토콜 적은 조기 반응과 정답의 더 많은 수의 특징 행동 성능을 훈련. 다른 발표 된 연구에 현재의 프로토콜 상대의 변화는 대부분 행동의 더 큰 자극 제어에 대한 이유입니다. 우리 프로토콜 자극 광의 조도 확실 강화 가능성을 예측하기 때문에, 자극 등의 존재 하에서 만 반응하는 쥐를 훈련. 그건,코에 응답하면 키가 켜져있는 동안 응답이 만든 경우에만 강화의 주요 결과를 찌를; 따라서, 광 자극을 확실하게 보강 가용성 신호를 보내는 차별적 자극 (S D)가되고, 노즈 포크 키에 대응하는 자극 제어의 높은 수준을 받고있다. 이것에 대한 하나의 가능성이 이유는 더 이상 변수 foreperiod 간격의 사용이다 (2.5에 비해 1.5 초, - 다른 연구에서 3.0들) 및 짧은 올바른 응답 간격 (3-7 다른 연구에의 - 3에 비해 10 초) 크게 동물 올바르게 만일 시험에 대응할 확률이 저하한다. 또한, rPVT의 게시 된 다른 버전의 설치류는 자극 광이 소멸 된 후 0.5의 자극 광 조명시 또는 2.5의 제한 보류 중에 응답에 대한 보강을받을 수 있습니다. 가정 된 S D의 부재 보강있게 제한 홀드 이러한 유형 실제로 effectivene 약화을 S D 같은 자극 광의 SS하는 광을 확실하게 강화 가능성을 예측하지 않기 때문에. 즉, 쥐, 빛의 조명 중에 발생하는 일부 프레스 강화 짧은 기간을 주어, 많은 프레스의 빛이 소멸 된 후되어있다. rPVT의 이전 버전에서 쥐의 행동을 조사 할 때, 자극 등이 S의 D 역할을하지 않고 피사체가 더 무작위 방식으로 키에 응답하는 것을 제안 정확하고 조기 응답, 거의 동일한 수 있습니다. 또한, 4.1에 설명 된 훈련식이 요법 - 4.6 전에 rPVT의 이전 버전에서 수행하지 않은 기본 성능에 가능한 모든 foreperiods에 동물을 노출합니다. 4.9 점차 단순히 짧은 기간에 응답하고 생략 이상 foreperiods으로 시험에 중간에 응답하는 과목을 방지하기 위해 낮은 foreperiods를 재 도입 - 또한, 4.7 단계를 반복합니다. 함께, 이러한 protocoL 변경 자극 광이 아닌 최소한의 제어 (예 응답 자주 S (D)의 부재시 발생할) 응답 약한 S의 D 중, 다른 foreperiods 걸쳐 응답을 제어하는 강한 S의 D 될 가능성을 증가시킨다.

여기에 설명 된 프로토콜과 같이 사용하여, 쥐의 다른 계통 훈련 한 (즉, 긴 에반스 피셔 344 루이스) 28 암수 긴 에반스 쥐들과 유사한 성능 수준에 수컷 C57BL / 6J 마우스 둘 다. 다른 쥐의 변종이 다른 이전에 발표 된 연구의 대부분에 사용되는 동안, Oonk 및 동료 (17) 중고 긴 에반스 남성 쥐 훨씬 크리스티와 동료들 (15, 16)의 것과 같은 생산 행동 공연. 이러한 연구 결과는 사용되는 훈련 매개 변수 가능성이 더 사용 된 쥐의 변형 또는 섹스보다 조기 응답 중요하다는 것을 나타냅니다. 에 관계없이, 변형 및 t의 섹스그 대상은 고려해야 할 중요한 변수입니다. 그것은 rPVT에 쥐 또는 쥐의 대부분의 균주를 양성하는 것이 가능하지만, 연구자들은 매일 자신의 주제 '교육 진행 상황을 검토하고 안정된 행동 기준을 달성하기 위해 따라 매개 변수를 수정해야합니다. 여성 롱 에반스 래트를 훈련 할 때 예를 들어, 사용 가능한 시험의 총 수는 암컷 랫트 수컷 롱 에반스 쥐들만큼 식품을 소비하지 않기 때문에, 저감시킬 필요가있다. 우리는 그들이 얻은 후, 평균, 음식 7g, 그들은 인해 포만 (에 응답을 중지 한 것을 확인하기 위해 암컷 쥐 '재판에 의해 재판 성능을 검사하여이 문제를 감지 즉, 더 정확한 시험 또는 조기에 미스의 많은 수의 응답). 총 시험 번호이어서 6.75 g 9 g으로부터 획득 될 수있는 식품의 양을 감소시키는, 200 내지 150으로 감소시켰다. 낮은 시험 번호, 여성 롱 에반스 쥐 남성 긴 에반스 쥐에 해당했다 평균 기본 성능을 유지했다. 엠rPVT 프로그램 내 OST 파라미터 조기 반응의 더 큰 비율이 쥐에 대한 장기간 TO의 사용을 포함하여, 성능을 최대화하도록 변경 될 수있다. 따라서, 검사 내의 세션 성능에 더하여, 평균 성능을 모니터링하는 새로운 균주 또는 일반적으로 사용되는 것과 다른 성별 훈련 특히 필요한 트레이닝 시간의 양을 최소화하기에 매우 중요하다.

사용되는 보강제의 종류와 양을 고려하기위한 부가적인 문제이다. 자유 수유 무게의 90 %, 실험실에서 수행하기 쉬운 장기 연구에 건강한 쥐를 유지하고 일관된 행동의 결과 - 85에서 쥐를 유지하는 것이 주로하기 때문에 우리의 경우, 표준 차우 음식 펠릿, 효과적인 보강제이다 세션에서 세션 공연. 이 공급 처방에 따라, 우리는 거의 년 동안 일관된 수준에서 rPVT을 수행하는 쥐를 가지고 있었고, 실험적으로 유도 된 공연에서 나이와 관련된 변경 사항을 추적 할 수있다.다른 간단한 반응 시간 (SRT) 절차에서, 응답 지연은 종종 주파수의 역함수 또는 보강재 (29, 30)의 크기에 따라 달라질 것으로 나타났다. 보강 단속적 전달 또는 보강제의 양이 감소 될 때, 예를 들어, (예를 들어, 더 작은 펠릿 크기 또는 낮은 퍼센트의 수 크로스 용액)의 응답 지연 시간이 더 길어질 수있다. 현재의 방법은 변경된 보강 매개 변수를 포함하지 않지만, 이러한 문제는 쉽게 단순히 보강제 (예, 강화마다 올바른 재판이, 세 번째마다 올바른 재판 강화 등을 전달하는 방법을 사용 강화제의 종류 등을 변경함으로써, rPVT에서 조사 할 수있다 .).

인간 행동의 다른 동물 모델과 유사하게, rPVT에 제한이 있습니다. 예를 들어,이 주장 할 수있는 (작업 변경에 시간이 예를 들어) 포만의 함수 여기에보고 된 몇 가지 행동 패턴; 그러나, 자세히 examinati설치류의 행동이 보여의에 포만이 요인 아니라는 것을 의미한다. 예를 들어, 행동 세션 동안 포만은 쥐 30 분에 음식 9g까지 적립하실 수 있습니다 주어진 발생할 수 있습니다. 전술 한 바와 같이,이 여성의 긴 에반스 쥐들 경험 및 획득 될 수있는 식품의 총량의 조정을 요구한다. 시험 별 시험 기준으로 매일 공연을 조사 할 때, 하나는 동일하게 예를 들어 세션에 걸쳐 모든 쥐 (즉, 수정, prematures, 그리고 미스를) 응답을 배포하는 것을 보장하기 위해주의해야합니다, 끝 부분 생략 시험의 큰 블록 세션, 예를 들어, 포만을 나타낼 것이다. 시간에 태스크 효과가 세션의 끝 근처 포만의 결과라면, 그러나, 하나는 정확한 퍼센트 감소 응답 및 증가 누락 기대. 그러나, 정확한 퍼센트는 30 분 세션 (20)에 대해 동일한 레벨로 유지되어 응답하는; 및 경과는 SES로 증가하면서시온이 증가가 느린 올바른 응답으로 구성되어 있으며 놓칠 시험 (또는 생략 시험) 진행한다. 따라서, 피험자는 상술 한 파라미터 조정을 전체 세션에 걸쳐 응답을 높은 수준을 유지한다.

고려해야 할 한 가지 중요한 식품 관련 문제 행동에 반대 효과를 주어, 그 수면 부족은 음식의 소비를 증가하는 것으로 알려져 그 음식 강화 작업이 동작을 31 일 수면 부족의 부정적인 영향을 과소 평가하는 가설되어있다. 몇몇 연구는 수면 부족이 hyperphagic 효과를 조사했고, 파출소 및 colleages (32)가 수면 부족에 의한 과식증 짧은 박탈 일정 (즉, <오일)가 발생하지 않는 것으로 결론을 내렸다하지만, 장기적인 수면 부족의 함수이다 (즉, > 육일). 이 문제는 특히이 원고에 조사되지 않은 반면, I를 결정하기 위해 현재의 절차를 사용할 수있다이러한 효과의 성능에 영향 바. 첫째, 단기 및 장기 수면 부족 일정은 성능에 비슷한 효과를 가지고 있는지 확인하기 위해 rPVT에서 평가 될 필요가있다. 수면 박탈 쥐가 정상보다 배고프 인 경우 (즉, 일반 음식 제한과 관련된 기아 수준보다 배고프), 부정적인 기본 성능 수준보다 더 나은 성능을 초래할 성능에 영향을 미칠 수 있지만 가설 것입니다. 증가 기아는 쥐가 학습 과제를 획득하는 속도를 높일 수 있지만, rPVT의 현재 버전의 과도한 굶주림은 일반적으로 많은을 포함하여 조기 반응 많은 수의 매우 빠른 RT 대책, 특징, 즉 행동 제어, 부족 공연, 공연 결과 에서 150 밀리 초 (즉, 임의 응답) 아래 RT뿐만. rPVT의 현재 버전에서 쥐를 훈련하는 동안, 우리는 때때로 쥐 과도 응답 조기 매우 FA 발광 관찰훈련 도중 세인트 RT 대책; 이러한 경우, 쥐의 전체 식품 할당을 증가시키는 것은 종종 감소 응답 조기 안정화 RT 대기 시간을 초래한다.

여기에 설명 된 rPVT 병변은 단기 또는 장기 약리 조작, 유전자 변형의 영향을 포함한 실험 패러다임의 다양한 용도 병진 플랫폼을 제공한다. 인간의 PVT가 수면 부족 다음과 같은 성능을 평가하기 위해 설계되었습니다 것을 감안하면 rPVT는 수면 부족, 중단, 또는 만성 수면 제한과 관련된 기본적인 생물학적 메커니즘을 조사하기위한 간단한 플랫폼을 제공합니다. 예를 들어, 작업 및 응답-자극 간격 효과의 시간은 실험적으로 수면 시간의 변화에 이러한 성과 지표를 조작하는 안정적인 기준을 제공 게시 된 다른 버전의 17 일에 비해 정상 쥐의 rPVT이 버전에서 쉽게 측정 가능합니다. 수면을 감안할 때태스크 효과 시간이 아닌 응답 자극치 간격 효과 (여기서 변수 foreperiod 효과) (22)는 상기 rPVT가 신경 행동 성능 수면 부족 차동 효과를 담당하는 기본 생물학적 메커니즘을 조사하는 데 사용될 수에만 영향 인간 박탈. 래트 1) 정상적인 성능 기준을 설정하기위한 허용하는 수개월 동안 안정된 성능을 유지할 수 있기 때문에 rPVT 장기 실험 조작에 특히 유용하며, 2) 실험적 그 기준을 변경하고, 3) 기준을 평가하는 실험 조작이 종료되면 쥐의 그룹에 추가 할 필요없이.

설치류와 PVT 인간의 공연 사이에 많은 유사점에도 불구하고 존재하는 차이가 있습니다. 이러한 차이는 형성하고 정확하고 신뢰성 rPVT의 PE를 유지하기 위해 쥐와 보강 명시 사태 필요성 주로 유도인간 적절한 학습 제어의 사용 반면 rformances는 모든 PVT 양호한 성능을 얻기 위해 필요하다. 예를 들어, 쥐, 반응 시간 성과 대 인간에서 관찰 된 차이가 인간과 쥐 (예, 손가락 nosepokes 탭)에 대해 응답하는 보강 사태 대 학습 제어뿐만 아니라, 명백한 지형적 차이의 사용 모두에 기인하는 것 같다 . 인간의 반응 시간은 래트에 비해 통상적으로 50 %를 단축하고, 인간은 일반적으로 가능한 한 짧은 반응 시간을 생성하도록 지시한다. 이러한 지침은 또한 (a 특정 짧은 대기 시간 요건 29,33-35 충족에만 보강 반응을 통해 예) 보강 사태를 통해 동물 연구에서 명시 될 수 있지만, 그러한 사태의 사용이 상당히 요구되는 시간을 연장 할 수있다 기차 시간 동물 34,36,37. 또한, rPVT 세션 인간 PVT의 30 분이지만사용되는 PVT의 버전에 따라 10 분 - essions 3 사이. 이 차이는 설치류 태스크 인간 성능 파라미터를 복제 할 때 고려 될 필요가있다.

따라서 rPVT은 인간의 PVT에 호의적으로 비교 경계 성능에 변수의 넓은 범위의 영향의 조사에 유용한 도구가, 신경 행동 장애에 대한 개별 취약점의 기초를 탐구하기위한 혁신적인 번역 플랫폼 역할을하고, 대한 수있다 신경 행동 장애 가능성 예방법, 대책 및 치료를 개발하고 있습니다.

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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.

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References

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행동 문제 (118) PVT,주의 경계 방사선 일주기 장애 작업에 시간 응답-자극 간격 효과 수면 rPVT 마우스
설치류 심리 운동 경계 시험 (rPVT) : 쥐에서 신경 행동 학적 성능을 평가하는 방법
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Davis, C. M., Roma, P. G., Hienz, R. D. The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice. J. Vis. Exp. (118), e54629, doi:10.3791/54629 (2016).

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