Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Touchscreen volgehouden aandacht taak ratten (zat)

Published: September 15, 2017 doi: 10.3791/56219
Automatic Translation
1,2, 1, 1, 1
1Psychology Department, Temple University, 2Neuroscience Program, Temple University

Summary

Aanhoudende aandacht, of onophoudelijk te controleren situaties voor intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen, is een cruciaal aspect van de cognitie. Hier detail we hoe te testen van aanhoudende aandacht bij ratten met behulp van touchscreen operante kamers. We tonen vergelijkbare prestaties in de mannelijke en vrouwelijke ratten, waardoor deze taak nuttig voor het bestuderen van de aandacht bij beide geslachten.

Abstract

Aanhoudende aandacht is de mogelijkheid om te controleren van intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen over een langere periode van tijd. Dit attentional proces subserves van andere aspecten van cognitie en wordt onderbroken in bepaalde neurologische, neuropsychiatrische, en neurodegeneratieve aandoeningen. Het is dus, klinisch belangrijk om te identificeren van mechanismen die kunnen aantasten en aanhoudende aandacht te verbeteren. Dergelijke mechanismen worden vaak eerst ontdekt met behulp van knaagdier modellen. Daarom zijn verschillende gedrag procedures voor het testen van aspecten van aanhoudende aandacht ontwikkeld voor knaagdieren. Een, voor het eerst beschreven door McGaughy en Sarter (1995), genaamd de aanhoudende aandacht taak (SAT), treinen ratten signaal (dat wil zeggen, korte lichte presentatie) en niet-signaal proeven te onderscheiden. De signalen zijn kort en dus vereisen zorgvuldige aandacht worden waargenomen. Attentional eisen kunnen worden verhoogd verdere door de invoering van een afleider (bijvoorbeeldhet opvlammen van houselight). We hebben deze taak voor touchscreen operante kamers, die zijn geconfigureerd met een touchscreen op een muur die stimuli en record reacties kunt voorstellen bewerkt. Hier detail wij ons protocol voor zat in touchscreen kamers. Daarnaast presenteren wij standaardmaatregelen van prestaties bij mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten. Vergelijkbare prestaties op deze taak in beide geslachten benadrukt het gebruik ervan voor aandacht studies, temeer daar meer onderzoekers zijn inclusief vrouwelijke knaagdieren in hun experimentele design. Bovendien, de eenvoudige implementatie van SAT voor de kabinetten steeds populairder touchscreen verhoogt het nut ervan.

Introduction

Stoornissen (ADHD) attention deficit hyperactivity disorder variërend tot aan de ziekte van Alzheimer, schizofrenie aandeel attentional afwaarderingen als een functie1,2,3. Tekorten in de aanhoudende aandacht — de mogelijkheid om een situatie voor intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen continu volgen — zijn bijzonder storend, want aanhoudende aandacht is van cruciaal belang voor selectieve en verdeelde aandacht, evenals andere cognitieve 4,5verwerkt. Zelfs in gezonde mensen beïnvloedt moeite met behoud van aandacht negatief cognitie, afbreuk te doen aan dagelijkse functie6. Zo kan begrijpen de neurobiologische basis van aanhoudende aandacht en hoe wordt het dysregulated leiden tot interventies ter verbetering van de cognitie die veel mensen zouden profiteren.

Om het af te bakenen circuits en moleculaire processen die tot goede versus verstoord aandacht bijdragen, veel onderzoekers hebben zich tot niet-menselijke diermodellen, waar de manipulatie van specifieke cel populaties en moleculaire processen tijdens aandacht taken is mogelijk. De inspanning heeft geleid tot de ontwikkeling van een aantal taken van de operante aandacht dat de mogelijkheid om aandacht7,,8,,9,10te ondersteunen kunnen beoordelen. Één dergelijke paradigma, ontwikkeld door McGaughy en Sarter (1995), staat bekend als de taak van de aanhoudende aandacht (SAT). Knaagdieren opgeleid in za moeten signaal proeven, waarin een signaal licht kort knippert, onderscheiden van niet-signaal proeven. Attentional eisen kunnen worden verhoogd door de invoering van een visuele afleider (knipperend houselight)10. De parameters die kritisch zijn voor de beoordeling van aandacht in za zijn goed gedocumenteerd en deze taak heeft gevalideerd bij mannelijke en vrouwelijke ratten en muizen10,11,12. Een versie heeft zelfs zijn aangepast voor de mens, het translationeel nut van SAT13markeren. Nog belangrijker is, het gebruik van deze taak geholpen betrekken het basaal reukkolf corticopetal systeem in aanhoudende aandacht4. Specifiek, cholinerge neuronen in de nucleus basalis van Meynert (NBM) / substantia inominata (SI) regio van de basale reukkolf dat project aan de prefrontale cortex zijn van cruciaal belang voor hits, die nauwkeurige antwoorden op signaal proeven14, 15. Daarentegen worden GABAergic neuronen in deze regio verondersteld om de prestaties tijdens de juiste afwijzingen (CRs), die nauwkeurige antwoorden op niet-signaal proeven16bemiddelen. Zodra het fundamentele circuit voor deze taak werd opgericht, zijn factoren die moduleren van dit circuit en afbreuk doen aan aandacht variërend van stresshormonen aan neurotoxische eiwitten geïdentificeerde17,18. Collectief, wijzen deze studies op het nut van de SAT.

Een beperking aan de uitvoering van SAT in het laboratorium is dat de oorspronkelijke procedure operante chambers permanent geconfigureerd voor de taak, met een midden paneel licht en twee uitschuifbare hefbomen, één aangewezen voor hits en één voor CRs10 vereist. Op een signaal proces, het deelvenster licht kort verlicht en vervolgens hefbomen uit te breiden om aan te geven een 4 s reactie venster. Tijdens dat venster, als de aangewezen hit hendel wordt ingedrukt, ontvangt dan de rat een beloning (voedsel of water). Onjuiste hendel persen op signaal proeven, bekend als mist, zijn niet beloond. Niet-gesignaleerd proeven, het deelvenster licht blijft uitgeschakeld en vervolgens hefbomen zijn uitgebreid. Terwijl een CR wordt beloond, zijn onjuiste hendel persen op niet-gesignaleerd proeven, bekend als valse alarmen, niet beloond. Een mislukking om geen antwoord tijdens het antwoord venster telt als een omissie. Uit te breiden van de beschikbaarheid van SAT, bewerkt we onlangs de taak van touchscreen operante chambers, waarin één muur is een touchscreen die kan zowel visuele stimuli en record neus-poke reacties19worden weergegeven. Touchscreen kamers zijn populair vanwege hun veelzijdigheid te lopen van een verscheidenheid van taken (bijvoorbeeldgepaard associate leren, omkering leren, enz.) met een stuk van apparatuur20. Gelijkaardig aan andere procedures touchscreen20,21,22, onze aanpassing van SAT vereist het gebruik van een ondoorzichtig plastic touchscreen cover, een masker, met gaten erin gesneden genoemd. Een centrale, cirkelvormige gat zorgt voor de presentatie van een signaal door de presentatie van een witte stimulans op het scherm achter de rug, en twee vierkante reactie gebieden, een aangewezen voor hits en één voor CRs, toestaan de rat te maken raak reacties19. In de traditionele kamers, de 4-s reactie venster wordt meestal aangeduid met de presentatie van de hefbomen, maar een eerdere studie aangetoond dat een Toon kan ook worden gebruikt om het signaal van de reactie venster23. In touchscreen SAT signaal we ook het antwoord venster met een korte Toon. Andere parameters van de opleiding (bijv., aantal proeven, intertrial interval, etc.) worden gehouden tussen traditionele gelijkaardig en touchscreen zat. Wij eerder beoordeeld prestaties tussen de traditionele en touchscreen SAT-versies en stichten welk op watertje vergelijkbare, suggereren dat touchscreen SAT is een geldige manier om te meten van de aanhoudende aandacht19. De wijziging van de touchscreen maakt SAT veelzijdiger omdat het nu aangepast voor algemeen gebruik in touchscreen operante vakken worden kan.

Dit protocol gegevens het uitvoeren van touchscreen SAT in het laboratorium. De trainingsschema's zijn iets gewijzigd uit ons vorige verslag van de taak19 te optimaliseren acquisitietijd in vrouwelijke ratten, die, in tegenstelling tot mannen, hadden moeilijkheid bevorderen door middel van de eerdere planningen24. Resultaten illustreren typische prestaties bij mannelijke en vrouwelijke ratten worden opgenomen, samen met tips voor het oplossen van problemen met de taak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

alle experimenten werden uitgevoerd overeenkomstig de richtsnoeren van de National Institutes of Health en door de Temple University institutionele dier gebruik en Care Comité zijn goedgekeurd. Dit protocol werd ontwikkeld met volwassene (leeftijd van ~ 60 dagen tijdens het starten van de studie) mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten (Charles River).

1. materialen voor Touchscreen SAT

  1. Zorg ervoor dat een goede demping kast elke touchscreen kamer omringt en dat kamers zijn uitgerust met een huis licht, toongenerator, camera gepositioneerd boven de kamer en een pellet dispenser met feeder beloning gebied (die kan worden verlicht) op de muur tegenover het tastscherm.
  2. Gebruik maken van een gebied van de beloning feeder met een groot diafragma als de canule of elektroden implantaten zijn gepland. 45 mg beloning pellets die hebben is gezeefd met een bloem sifter gebruiken om stof, die de feeder verstoppen kan.
  3. Passen bij elke kamer met een zwart acryl masker (3.175 mm dik, mat) te beperken reactie gebieden op het aanraakscherm. Het masker met een opening van de centrale cirkel (28.58 mm diameter, 107.95 mm van de onderste, gecentreerd tussen de linker- en rechterkant) voorbereiden op de lichte stimulus en twee vierkante reactie gebieden (28,57 x 28,57 mm) elk hieronder en uit center geplaatst (één 85.73 mm van de linker- en een 85.73 mm vanaf de rechterkant, en beide 34.93 mm vanaf de onderkant). Een afbeelding van het masker kan worden gevonden in de publicatie Wicks, et al.. 19.
  4. plaats van het masker voor de touchscreen met matte afwerking geplaatst naar de zaal.

2. schema ontwerp voor Touchscreen SAT

Opmerking: de onderstaande protocol gegevens hoe u de parameters voor de vormgeving en het testen van schema's voor touchscreen zat. Alle deze schema's zijn ook beschikbaar op aanvraag. Tabel 1 toont de parameters van de planning.

  1. Parameters neus Poke Shaping.
    1. Programma zo ingesteld dat geen signalen worden gepresenteerd en de houselight blijft af
    2. Instellen de feeder beloning gebied te verlichten om te wijzen op de aanwezigheid van een pellet en voor dit lichte tot uitschakelen na pellet ophalen zoals bepaald door de feeder poort infraroodstraal.
    3. Set program zodat neus-pokes op het gebied van beide antwoord worden beloond met voedsel pellets onder een vaste verhouding 1 (FR1) versterking schema (dat wil zeggen, elk passend antwoord wordt beloond). Echter, stel het programma zodat als de kant differentiële voor neus-pokes is vijf of meer, de rat de kant niet-favoriet een beloning om te voorkomen dat de ontwikkeling van een kant bias ontvangen moet poke.
    4. Stelt u de sessie na 40 min of 120 beloonde pokes te laten aflopen. Schuiven onderwerpen naar Training schema 1 als ze volledig 120 neus-pokes in 40 min gedurende twee opeenvolgende dagen.
  2. Beschrijving van de gedeelde parameters voor Training schema 1, Training schema 2, en zat
    1. Programma trainingsschema's zodat de houselight blijft bij verhogen attentional eisen.
    2. Elke sessie Program zodat het bestaat uit 162 proeven, dat kunnen worden verdeeld in drie blokken van 54 proeven per blok met de intertrial interval (ITI) vastgesteld op 9 ± 3 s.
    3. Zorgen dat signaal en proeven van de niet-signaal zodanig dat hetzelfde aantal signaal en niet-signaal proeven in elk van de drie blokken optreden zijn pseudorandomized.
    4. Stelt het programma te leveren een voedsel-pellet en zet op het voedsel poort licht automatisch aan het begin van elke sessie. Wanneer een infraroodstraal-einde aangeeft dat de rat zijn kop heeft verwijderd uit het gebied van beloning, stel het programma uitschakelen van het voedsel poort licht en beginnen de eerste ITI.
    5. Na elk proces (dat wil zeggen, signaal of niet-signaal), stel het programma om aan te geven van het venster van de 4-s reactie met een 200 ms, 70 dB Toon (3 kHz).
    6. Als de rat correct reageert, stel het programma te initiëren de ITI wanneer de rat zijn hoofd verwijderd in het gebied van de beloning. Als de rat onjuist reageert, stelt u het ITI te beginnen na de reactie. Als de rat wordt weggelaten (dat wil zeggen, maakt geen antwoord), stel het ITI te beginnen na de beëindiging van het antwoord venster.
    7. Voor tegenwicht, ontwikkelen twee versies van deze schema's, de eerste met het juiste antwoord gebied aangewezen voor hits (versie A) en de tweede met de linker reactie gebied aangewezen voor hits (versie B).
  3. Training schema 1 parameters.
    1. Set alle signaal duur aan 500 ms.
    2. op signaal proeven, stelt het programma tegelijkertijd verlicht waar zich de reactie gebied aangewezen voor hits bij 50% intensiteit, samen met het signaal, tot het opstellen van de rat ' s aandacht naar het juiste antwoord gebied.
    3. Houden het aangewezen gebied voor juiste afwijzingen onverlichte op niet-signaal proeven.
    4. Het programma zo ingesteld dat onjuiste antwoorden leiden tot correctie proeven waarin de vorige proef type (d.w.z., signaal of niet-signaal) opnieuw wordt ingediend. Ervoor zorgen dat een juiste reactie of vier opeenvolgende onjuiste antwoorden eindigt de reeks correctie proeven. Tellen niet correctie proeven op de weg naar de 162 totale proeven nodig zijn voor de voltooiing van de taak.
    5. Onderwerpen gaan naar Training schema 2 als ze ten minste 70% hits, ten minste 70% juiste afwijzingen, en minder dan 20% nalatigheden voor drie opeenvolgende dagen hebben.
  4. Training schema 2 parameters.
    1. Set alle signaal duur aan 500 ms.
    2. in tegenstelling tot Training schema 1, stel het programma om te houden van het gebied van de respons voor hits onverlichte op signaal proeven.
    3. In tegenstelling tot trainingsschema 1, hebben niet het programma uitvoeren correctie proeven.
    4. Houden van alle andere parameters gelijk aan Training schema 1.
    5. Onderwerpen gaan naar SAT als ze ten minste 70% hits, ten minste 70% juiste afwijzingen, en minder dan 20% nalatigheden voor drie opeenvolgende dagen hebben.
  5. SAT parameters.
    1. Set drie signaal duur: 500 ms, 50 ms en 25 ms.
    2. het programma voor te leggen van de variabele signalen in een pseudo-willekeurige mode, zo ingesteld dat de drie signaal duur een gelijk aantal keer worden gepresenteerd tijdens elke één van de drie trial blokken.
    3. Criteria prestaties definiëren als ten minste 70% hits op de 500 ms signaal duur, ten minste 70% juiste afwijzingen en minder dan 20% omissies gedurende drie opeenvolgende dagen.
opleiding podium Max. Proeven de duur van het signaal (ms) bijzondere voorwaarden Criteria mediaan dagen per fase
Poke vorm neus 120 Geen gebeurtenissen Houselight op 120 proeven in 40 minuten mannetjes: 2, vrouwtjes: 2
Training schema 1 162 500 Houselight; Correctie proeven; Reactie venster ontstoken bij 50% tijdens signaal proeven > 70% Hits, > 70% CR, < 20% omissies gedurende 3 opeenvolgende dagen mannen: 19, vrouwtjes: 25
Training schema 2 162 500 Houselight op > 70% hits, > 70% CR, < 20% omissies gedurende 3 opeenvolgende dagen mannen: 13, vrouwtjes: 21
zat 162 500, 50, 25 Houselight op > 70% Hits bij 500 ms, > 70% CR, < 20% omissies voor 3 opeenvolgende dagen mannen: 18, vrouwtjes: 12

tabel 1: trainingsschema's en Gemiddelde acquisitietijd voor elk schema.

  1. afleider SAT.
    1. Houden van parameters voor de blokken 1 en 3 identiek aan SAT.
    2. Program van de houselight zodat het flitsen bij een frequentie van 0,5 Hz tijdens blok 2.
    3. Bij het analyseren van gegevens, vergelijk prestaties tussen de blokken 1, 2 en 3 om te analyseren vóór, tijdens en na de afleider binnen dezelfde sessie.
  2. Gegevens extractie programma.
    1. Extract de volgende gegevens voor de SAT en afleider SAT uitgesplitst naar proef blok en elk signaal duur (voor VI en percentage treffers):
      1. berekenen de percentage van hits door delen van het aantal treffers aangaande door de gecombineerde aantal treffers en missers en vervolgens mu ltiplying door 100.
      2. Bereken het percentage van de juiste afwijzingen door delen van het aantal juiste afwijzingen door het gecombineerde aantal juiste afwijzingen en valse alarmen en vervolgens te vermenigvuldigen door 100.
      3. Berekening van de waakzaamheid index (VI), een algemene maatregel van attentional prestaties, met de volgende formule: Equation waarbij h en f zijn het aantal hits op signaal proeven en valse alarmen op niet-signaal proeven, respectievelijk. De waarden van VI variëren van -1 tot + 1 met een waarde van 0, waarmee wordt aangegeven dat de rat kan geen onderscheid maken tussen het signaal en niet-signaal proeven. Neem niet weggelaten proeven in de maatregel VI.
      4. De omissies wordt berekend door bepaling van het percentage van proeven waar geen reactie is opgetreden.

3. Procedure voor het uitvoeren van ratten in Touchscreen za

  1. Reverse licht/donker cyclus overwegingen
    Opmerking: We testen onze ratten tijdens hun donkere cyclus, maar zie de sectie discussie voor overwegingen met betrekking tot testen in de lichte cyclus.
    1. Voor het testen tijdens de donkere cyclus, beginnen gedrag minstens 30 min na het begin van de donkere cyclus testen.
    2. Zodra de apparatuur is ingesteld, blijven de gedrags testen kamer in duisternis tijdens alle trainingen en procedures om te vermijden mengend in de rats ' slaap/waak cyclus.
    3. Dekking van rat kooien met zwarte handdoeken tijdens het vervoer naar het minimaliseren van de blootstelling aan licht.
    4. Gebruik van koplampen met rode lichten ingeschakeld voor handsfree werk in het donker zonder het verstoren van de licht/donker cyclus.
  2. Voedsel beperking procedures en schema toewijzing
    1. Don van passende persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM; bijvoorbeeld, handschoenen, masker, motorkap, laboratoriumjas, schoen covers, enz.) voorafgaand aan de behandeling van de ratten.
    2. Bij ratten komen naar de kolonie kamer, huis ratten individueel of in groepen. Meeste ratten in onze studies zijn uiteindelijk geïmplanteerd met canules, die noodzaakt individuele huisvesting.
    3. Omgaan met ratten dagelijks gedurende 5 minuten per dag, 5 dagen voor de aanvang van de studie.
    4. Opnemen vóór voedsel beperking, elke rat ' s gratis voeding gewicht en bereken het gewicht van hun doel op 85% van hun gratis voeding gewicht.
    5. Voedsel beperken ratten voor 3 dagen vóór het begin vormgeven.
    6. Vóór vormgeven, vooraf bloot ratten aan 15 voedsel beloning pellets in hun kooi.
    7. Na de eerste voedsel beperking, dagelijkse voedsel bedragen naar wens aanpassen om de prestaties op de taak van de aandacht en ~ 85% voor elke rat ' s gratis-voeding lichaamsgewicht waardoor lichte gewichtstoename na verloop van tijd (Zie richtsnoeren 25). Vóór het opstarten van een nieuw schema, beperken ratten meer dan gebruikelijk om motivatie.
    8. Op de dag(en) die u voor een week wanneer ratten gedrag niet presteren, hun voedsel te verhogen door ten minste 1,0 g aan make-up voor de calorieën die zij zou hebben ontvangen terwijl het wordt beloond tijdens de gedrags taak.
    9. Opnemen elke rat ' s gewicht na hun sessie is voltooid.
    10. Don't feed ratten tot minstens 30 min na de voltooiing van hun sessie om te voorkomen dat een associatie tussen gedrags testen stopzetting en voedertijd. Als ratten groep gehuisvest, voeden elke rat afzonderlijk voor 1 h, dan ratten terug te zetten in de groep huisvesting voorwaarde.
    11. Vóór de aanvang van de studie, willekeurig elke rat toewijzen aan een van de twee versies van het trainingsschema's (A of B) en houden hen op hun aangewezen versie gedurende de opleiding en de procedures van de SAT.
  3. Dagelijks uit te voeren
    1. Don passende PPE.
    2. Power up operante chambers en de computer.
    3. Controleren dat de pellet dispensers zijn gevuld met pellets en dat het masker voor de touchscreen ingevoegd.
    4. Zorg ervoor dat elk vak naar behoren functioneert door te verifiëren dat de feeder is goed verstrekking van voedsel en het scherm, de lichten en Toon werken. Een eenvoudige doos testschema kan worden geschreven voor dit doel en onze is beschikbaar op aanvraag.
    5. Laden het correcte programma in elk vak, veel aandacht aan de juiste versie (d.w.z., A of B). Ingang van relevante informatie over dier ID, seks, experimentele conditie, initialen van de gebruiker en andere notities indien nodig (bijvoorbeeld, infusie dag 1).
    6. Ratten ophalen kolonie kamer en leg ze in het desbetreffende vak.
    7. De sessie start.
    8. Watch prestaties via de video camera set-up aan het begin van de zitting voor enkele minuten om ervoor te zorgen dat alles goed functioneert. Periodiek controleren van prestaties.
    9. Wanneer een sessie voltooid, record samenvattingsgegevens (b.v. percentage treffers, procent CRs, percentage nalatigheden) en eventuele problemen lagen in het notaboek is.
    10. Veeg van elke kamer met 10% ethanol en plaats het beddengoed tussen soorten dieren.
    11. Na het uitvoeren van de laatste set van ratten voor de dag, het schoonmaken van de kamers grondig met 10% ethanol, ervoor te zorgen dat de vloer net als schoon mogelijk, en het beddengoed vervangen.
    12. Back-up van gegevens op een server van de wolk en uitpakken van alle essentiële gegevens.
    13. Apparatuur uitzetten.
    14. Dieren op hetzelfde moment uitvoeren in de dezelfde vakken dagelijks.
    15. Uitvoeren van ratten 5-6 dagen per week (we lopen onze ratten 6 dagen per week).

4. Oplossen van problemen met het gedrag

Opmerking: het is normaal dat de prestaties dalen wanneer ratten zijn overgestapt naar de volgende fase vormgeving (dat wil zeggen, neus Poke vorm Training schema 1, Training schema 1 Training schema 2, Trainingsschema 2 naar SAT). Als prestaties niet na verloop van tijd verbetert of als het een rat was goed presteert en dan plotseling stopt goed presteert, meestal de kwestie is echter met voedsel beperking.

  1. Probleemoplossing voedsel beperking problemen
    1. als voedsel beperking een vermoedelijke probleem is, kijken naar de rat uitvoeren van de taak om te helpen bij het vaststellen waar het probleem ligt en de omissie aantallen, met name in de sessie controleren.
    2. Als een rat heeft hoge omissies, vooral indien ze in blok 3 stijgen zit rustig in het vak niet presteren, reduce dagelijks voedsel door 1 g bedragen en toezien op de situatie om te bepalen als de prestaties zijn verbeterd.
    3. Als een rat hoge omissies heeft, ongeduldig pokes van het scherm, en heen en weer op de voedsel-poort tijdens de sessie loopt, dagelijkse voedsel bedrag verhogen door 1 g en toezien op de situatie om te bepalen als de prestaties zijn verbeterd.
    4. In gevallen waarin het is moeilijk te zeggen of een rat is over- of ondervoed, verhoging van voedsel bedrag voor 2 dagen en de prestaties controleren. Als prestaties niet verbetert of krijgt erger, het verkleinen van voedsel bedrag voor 2 dagen en controleert u de prestaties
    5. als prestaties niet verbeteren na het aanpassen van voedsel beperking, beweegt de rat naar een gemakkelijker gepland als gedetailleerde volgende.
  2. Probleemoplossing prestaties op verschillende schema's van de opleiding
    Opmerking: Drop een slecht presterende rat als haar Acquisitietijd groter is dan twee standaarddeviaties boven het gemiddelde aantal dagen dat het duurt een dier van zijn hetzelfde geslacht te bereiken van criteria op schema. We hebben suggesties op basis van onze gegevens voor cut-offs voor Sprague-Dawley ratten gedaan, maar deze nummers moet mogelijk worden aangepast voor verschillende stammen.
    1. Training schema 1: voor trainingsschema 1, drop Sprague-Dawley mannetjes als ze niet kunnen na 36 dagen verwerven en vrouwtjes vallen als ze niet hebben verworven na 48 dagen.
    2. Training schema 2: als een rat ' s prestaties op Training schema 2 stagneert onderstaande criteria voor 12 dagen in een rij en een kwestie van voedsel beperking heeft weerlegd, verplaatsen de rat terug naar Training schema 1 voor een minimum van 5 dagen of totdat criteria wordt bereikt. Als de rat criteria inzake opleiding schema 1 na 12 dagen niet bereiken, daling de rat van de studie. Als de rat Training schema 1 doorstaat en is verhuisde terug naar Training schema 2, maar niet na 36 en 42 dagen voor mannen en vrouwen, respectievelijk, verbetert na het in eerste instantie starten van Training schema 2, dan daling van de rat van de studie.
    3. SAT: als een rat ' s prestaties op SAT stagneert onderstaande criteria voor 12 dagen in een rij en een kwestie van voedsel beperking heeft weerlegd, verplaatsen de rat terug naar Training schema 1 voor een minimum van 5 dagen of totdat zij criteria. Als de rat niet criteria op schema 1 in 12 dagen bereiken, daling de rat van de studie. Als de rat Training schema 1 doorstaat en terug wordt verplaatst naar de SAT, maar niet na 41 en 28 dagen voor mannen en vrouwen, respectievelijk, verbetert na het beginnen aanvankelijk SAT, de rat uit de studie neerzetten.
  3. Oplossen van andere problemen met
    1. als een rat een kant bias ontwikkelt (d.w.z., consequent scoren > 70% hits en < 40% op juiste afwijzingen, of vice versa) terwijl op Training schema 2 of SAT, verplaatsen de rat te Opleiding fase 1, die correctie proeven ter bevordering van de rat inspelen op beide gebieden reactie heeft. Houd de rat op Training schema 1 voor een minimum van 5 dagen of totdat zij criteria. De rat drop uit de studie als criteria op training schema 1 wordt niet voldaan na 12 dagen.
    2. Raadpleeg met het veterinair personeel onmiddellijk als een rat stopt met eten, porfyrine ontwikkelt, of anders tekenen van pijn en ongemak vertoont.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Voor de meeste aandacht studies, ratten zijn opgeleid om criteria op SAT en vervolgens manipulaties te verstoren of te verbeteren van aandacht worden uitgevoerd. Overname gegevens meestal niet worden aangeboden, maar we doen hier ter illustratie van de tarieven van acquisitie in mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten. Te dien einde gekwantificeerd we het gemiddelde aantal dagen te bereiken van criteria op SAT (beginnend op de neus Poke fase). Merk op dat een paar ratten nooit het aan de criteria maakte (n = 5 reutjes, en n = 1 vrouwelijke). De mediane dagen dat het duurde mannelijke (n = 24) en vrouwelijke (n = 16) ratten te bereiken criteria (met inbegrip van degenen die criteria niet heeft bereikt binnen de toegewezen tijd) was 54.5 en 62 dagen, respectievelijk (Figuur 1). Er was geen significant verschil in Acquisitietijd tussen de seksen [U = 165,5, Z =-0.75, p =. 469]. Het is opmerkelijk dat de variabiliteit in Acquisitietijd meer bij mannen lijkt [interkwartielafstand (IQR) = 60.25] dan vrouwtjes [IQR = 29,50].

Zodra de ratten verworven basislijn, we de vier typische prestaties maatregelen bij mannen geëvalueerd (n = 19) en vrouwen (n = 15): percentage treffers, percentage CRs, VI en percentage omissies. Gebaseerd op de percentages van hits en correcte afwijzingen, mannetjes en vrouwtjes waren ook nauwkeurig op gesignaleerd [t(32) =.929, p =. 360] en niet-gesignaleerd proeven [t(32) =.071, p =. 394] (Figuur 2ab). Zoals typisch met SAT, nauwkeurigheid op niet-gesignaleerd proeven was beter dan de nauwkeurigheid op gesignaleerd proeven [F(1, 32) = 129.99, p <. 001], maar dit was niet verschillend tussen de seksen (dat wil zeggen, geen belangrijkste effect van geslacht of interactie, [Fvan < 1]). Zoals opgemerkt, VI wordt berekend als een algemene maatregel van attentional prestaties en mannetjes en vrouwtjes had soortgelijke VIs [t(32) =.419, p =. 678] (Figuur 2 c). Nalatigheden waren laag, zoals verwacht met een optimale voeding beperkingsprocedure, en vergelijkbare tussen de seksen [t(32) = 1,61, p =. 118] (figuur 2d). Om te testen prestaties over de sessie, we beoordeeld wijzigingen over de drie trial blokken en vonden geen verschillen hits [F(2, 64) = 2,75, p =. 071] en corrigeren van afwijzingen [F(2, 64) = 1.871, p =. 162]. Bij het vergelijken van prestaties over proef blokken, er geen seks verschillen voor hits en juiste afwijzingen waren [F< 1] of interacties tussen seks en proef blok voor hits [F(2, 64) = 1.427, p =. 247] en afwijzingen [corrigeren F < 1] (gegevens niet worden weergegeven).

Tijdens de SAT, de signalen variëren tussen 500 ms, 50 ms en 25 ms en prestaties daalt doorgaans met de kortere signaal duur10,17,18. We repliceren dat vinden hier, als nauwkeurigheid daalde met signaal duur [F(2, 64) 90.21, p = <. 001] (Figuur 3a). Bonferroni post-hoc tests bleek een significante daling in percentage treffers van 500 ms 50 ms (p <.001) en opnieuw vanaf 50 ms 25 ms (p =.017 hoeveel Prestatie was vergelijkbaar tussen mannen en vrouwen: er was geen belangrijkste effect van geslacht [F(1, 32) = 1.74, p =. 267] of sex door signaal duur interactie [F(2, 64) = 1,66, p =. 198].

Unidirectioneel om te verhogen attentional eisen is door het knipperen van de houselight tijdens het tweede blok van proeven. We testten een subset van ratten met deze afleider (mannelijke n = 14, vrouwelijke n = 13). Zoals verwacht, er was een belangrijkste effect van sessie [F(2, 50) = 37.73, p <. 001], zodat de prestaties daalde tijdens het tweede blok van proeven (post-hoc, blok 1 vs. 2, p <.001), maar hersteld zodra de afleider opgehouden blok 3 (post-hoc, blok 1 vs. 3, p =.862) (Figuur 3b). Er was een belangrijkste effect van geslacht [F(1, 25) = 11.29, p =. 003], zodat vrouwen uitgevoerd erger dan mannetjes tijdens de sessie afleider. Hoewel er geen interactie tussen seks en prestaties voor de proef blokken was [F(2, 50) =.582, p <. 563], geplande vergelijkingen tussen mannetjes en vrouwtjes bij elk proces blok is gebleken dat hoewel mannetjes en vrouwtjes uitgevoerd ook in blok 1 (p =.144), vrouwtjes uitgevoerd erger in blok 2 (p =.046) en blok 3 (p =.003), suggereren dat de afleider meer storend bij vrouwtjes is en hun herstel erger is.

Figure 1
Figuur 1: dagen criteria. Het mediaan aantal dagen tot de criteria voor de aanhoudende aandacht taak (SAT) was vergelijkbaar tussen mannetjes en vrouwtjes. Mannelijke overname tijden zijn echter meer variabele, zoals ze een grotere interkwartielafstand (IQR) dan vrouwtjes hebben. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 2
Figuur 2: SAT prestatiemaatstaven. (A, B) Mannelijke en vrouwelijke ratten hebben vergelijkbare nauwkeurigheid op signaal proeven, zoals percentage treffers en niet-signaal proeven, zoals percentage correcte afwijzingen (CRs). (C) de waakzaamheid index (VI), een algemene maatregel van aandacht, was ook gelijk bij beide geslachten. (D) omissies waren laag en vergelijkbare tussen mannetjes en vrouwtjes. Gegevens worden gepresenteerd zoals betekent ± standaardafwijking van het gemiddelde (SEM). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Figure 3
Figuur 3: SAT prestaties over de duur van het signaal en in aanwezigheid van een visuele afleider. (A) signalen tijdens SAT variëren in duur. Zoals verwacht, percentage treffers (d.w.z., nauwkeurigheid op signaal proeven) daalt als signaal duur te krijgen korter en dit effect was vergelijkbaar bij beide geslachten. Sterretje geeft aan dat een significant verschil van de 500 ms signaal duur. (B) prestaties op de afleider SAT sessie wordt doorgaans gemeten met de VI. Zoals verwacht, daalde de invoering van een afleider (d.w.z., knipperend houselight) in blok 2 (geïllustreerd door een zwarte balk) de VI in zowel de mannetjes als de vrouwtjes. Vrouwtjes had een lagere VI tijdens de sessie dan mannetjes. Sterretje geeft aan een significant verschil van blok 1 en blok 3 (p < 0,05). Gegevens worden gepresenteerd zoals betekent ± SEM. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tekorten in de aanhoudende aandacht worden gerapporteerd in neuropsychiatrische, neurologische, en neurodegeneratieve aandoeningen,1,,2,3, maar de processen die tot optimale versus verstoord aandacht bijdragen zijn understudied. Dit is gedeeltelijk omdat gespecialiseerde uitrusting de eenvoudig aan te passen van knaagdier aandacht taken beperkt. Echter zijn touchscreen chambers aanpak van dit probleem door de flexibiliteit voor het uitvoeren van allerlei cognitieve taken met één stuk van apparatuur20,22. Hier voegen we aan de groeiende lijst van cognitieve taken die beschikbaar zijn voor touchscreens20,22 van de detaillering, hoe te voeren touchscreen voor mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten zat. Een vergelijking van prestaties tussen de geslachten toonde vergelijkbare overname tarieven. Mannen waren echter meer variabele bij het bereiken van de criteria dan vrouwtjes. Dit interessante seks verschil kan worden gerelateerd aan de hoge eigenschap variabiliteit van de mannetjes, maar niet de vrouwtjes, van de Sprague-Dawley ratten stam6 en zeker nog verdere onderzoek. Na het bereiken van de criteria van de basislijn, had mannetjes en vrouwtjes vergelijkbare nauwkeurigheid op signaal en niet-signaal proeven, die weerspiegeld werd in de VI-scores. Prestaties op signaal- en niet-signaal proeven bleef soortgelijke over alle drie blokken van de proef in beide geslachten, die strookt met de meeste rapporten van constante prestaties over de sessie op de traditionele versie van de SAT wanneer jonge volwassen ratten zonder laesies zijn 26,27,28,29,30, maar Zie10,11beoordeeld. Nalatigheden waren ook laag in beide geslachten, die aangeeft dat zowel mannen als vrouwen gemotiveerd waren om de taak uit te voeren. Merk op dat in ons laboratorium, wij onze ratten op een omgekeerde licht/donker cyclus (lichten uit bij 8:30 AM handhaven). Echter is de traditionele SAT-procedure uitgevoerd met ratten bijgehouden op een regelmatige cyclus van de licht/donker met testen in de lichte periode (bijv.,10,,17). Cognitieve prestaties in za komt om te dienen als een zeitgeber waarschijnlijk het minimaliseren van de gevolgen die de tijd van de dag heeft bij het testen van31.

Een kenmerk van de SAT is het gebruik van verschillende signaal duur. Er is bewijs dat de invoering van meerdere belastingen attentional eisen signalen en houdt zich bezig de cholinerge systeem omdat het verwachte onzekerheid32,33introduceert. Bovendien, voorziet variërend van signaal duur de vergelijkingen tussen korte signalen, die moeilijk op te sporen, en langer signalen. Zoals verwacht, de huidige resultaten tonen aan dat prestaties in beide geslachten daalde als signaal duur daalde. Het is waarschijnlijk dat de meeste onderzoekers SAT zal gebruiken om test factoren die stijgen of dalen van de aandacht. Vergelijken van prestaties bij verschillende signaal duur kunnen nuttig zijn in situaties als deze. Bijvoorbeeld, een effect van een vermeende cognitieve verbetering van samengestelde kan meer worden uitgesproken op de kortere looptijden van signaal en een vollediger beeld van de werkzaamheid van de drug effect dus te bekijken op specifieke signaal duur voorschrijven.

Een benadering van toenemende attentional vraag is om een afleidende stimulus door het knipperen van de houselight in een versie van de taak afleider SAT genoemd. Hier vonden we dat deze afleider presenteren tijdens blok 2 prestaties in vergelijking met basislijn (d.w.z., blok 1 met geen afleider) in beide geslachten verminderde. Zoals verwacht, prestaties hersteld zodra de afleidende stimulus werd beëindigd in blok 3. Hoewel er niet een belangrijke interactie tussen seks en proef blok was, was prestaties op basislijn meer vergelijkbaar tussen mannetjes en vrouwtjes dan in blokken 2 en 3, waar vrouwen slechter dan mannetjes, suggereren dat het effect van de distractor meer kan worden uitgevoerd uitgesproken bij vrouwtjes. Het feit dat de afleider effectief aandacht bij mannen en vrouwen verminderde blijkt evenwel dat afleider SAT kan worden gebruikt om het verhogen van attentional eisen bij beide geslachten. Hier werken we de typische afleider manipulatie van het opvlammen van de houselight, maar met een touchscreen zou kamers er andere manieren om een afleidende stimulus. Bijvoorbeeld, introduceert een touchscreen continue prestaties taak voor knaagdieren visuele aanwijzingen op de touchscreen die grenzen aan de doelgroep prikkel te verhogen attentional eisen8. Een soortgelijke manipulatie is mogelijk met de SAT, maar we hebben het nog niet getest.

Een nadeel van deze taak is dat het lang voor ratten duurt te bereiken van de criteria van de basislijn. Deze duur van de opleiding is echter een kenmerk van veel aandacht taken7,34,35, zodat de SAT is niet een uitzondering. Om te vergemakkelijken van opleiding, is aandacht voor de prestaties tijdens de fasen van de vormgeving en opleiding cruciaal, zodat interventies adres prestatieproblemen tijdig kunnen worden aangebracht. In onze ervaring is een plotselinge daling van de prestaties meestal te wijten aan een probleem met voedsel beperking. Wanneer een kwestie van voedsel beperking wordt vermoed, is het essentieel te beoordelen van omissies, van de rat optreden tijdens de taak bekijken, en om te bepalen hoe aan te passen voeding dagelijks gewicht records. Hoewel zeldzamer, kan ook een vooroordeel kant ontwikkelen. Dit probleem is gemakkelijk verholpen, echter door slepen en neerzetten terug de rat naar Training schema 1, waarvoor gedwongen correctie proeven. Andere belangrijke factoren te overwegen zijn ratten training op hetzelfde tijdstip elke dag en ervoor te zorgen dat ze worden uitgevoerd op de juiste planning. Vasthouden aan deze tips optimaliseert deze gedrags procedure.

In de huidige studie testten wij aandacht in de Sprague-Dawley ratten stam. Deze soort werd gekozen op basis van onze eerdere werk, onderzoek naar gedrag in mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten18,19,36,,37. Andere stammen, met inbegrip van lange-Evans, Fischer/bruin Noorwegen hybride ratten en Wistar ratten, zijn getest met de oorspronkelijke versie van de SAT 10,32,38. Dus, is het waarschijnlijk dat de hier beschreven procedure kan worden gebruikt met een verscheidenheid van stammen van de rat. In feite, gezien het feit dat gepigmenteerde stammen, in vergelijking met de albino Sprague-Dawley ratten stam, betere gezichtsscherpte 39 hebben, is het mogelijk dat gepigmenteerde stammen SAT f zou verwervenAster (maar zie referentie21). Bewegen zich voorbij ratten, is een muis-versie van de SAT ontwikkeld voor gebruik in traditionele operante chambers40. Touchscreen versies van andere aandacht taken (bijvoorbeeldde vijf keuze seriële reactietijd en continue prestaties taak) worden gebruikt met muizen8,41, dus het is waarschijnlijk dat de hier gedetailleerde parameters aangepast worden kunnen aan het testen van muizen in een versie van touchscreen SAT.

Kortom gegevens dit protocol het implementeren van de SAT voor touchscreen operante kamers bij ratten. Gezien de toenemende populariteit van deze apparatuur, kan touchscreen SAT gemakkelijk worden ingezet in veel laboratoria met dit protocol. Een ander belangrijk aspect van onze studie ontwerp is dat wij in vergelijking met SAT prestaties tussen de seksen. Terwijl beide geslachten zijn beoordeeld met behulp van traditionele SAT10,11, vele touchscreen taken aandacht werden ontwikkeld met behulp van enige mannelijke knaagdieren of heb niet het vergelijken van de prestaties van mannetjes en vrouwtjes8,19 ,41. We vonden dat touchscreen SAT verwerving en criteria prestaties qua mannetjes en vrouwtjes waren, suggereren dat veel als met traditionele SAT, touchscreen SAT is een even geldig test van aandacht bij beide geslachten. Het belang van het valideren van gedrags procedures bij zowel mannelijke als vrouwelijke knaagdieren wordt steeds kritischer vanwege recente inspanningen ten uitvoer gelegd door de National Institutes of Health vereist de behandeling van seks als een biologische variabele; een beleid dat is bedoeld om aan te pakken van de historische mannelijke bias in basisonderzoek42. De huidige bevindingen wijzen erop dat er is geen reden om uit te sluiten van vrouwelijke ratten in een studie die is ontworpen voor touchscreen zat. Bovendien, omdat touchscreen SAT prestaties qua mannetjes en vrouwtjes op basislijn, iedere manipulatie die gericht zijn op verbetering van of afbreuk te doen aan aandacht die in een verschil van geslacht resulteert is niet bemoeilijkt door seks verschillen in basislijn prestatiemaatstaven. Dus, de toenemende aanneming van touchscreen kamers en onderweg met vrouwelijke knaagdieren in fundamenteel onderzoek studies maken touchscreen zat een bijzonder nuttige benadering studeren behoud van aandacht.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

We bedank Joy Bergmann, Attilio Ceretti, Sarah Cohen, Nina Duncan, Arron Hall, Hanna Lefebo, en Madeleine Salvatore voor hun hulp bij het gedrag, en Dr. Vinay Parikh, Dr. Brittney Yegla en Rob Cole voor hun advies over de SAT-parameters. We bedank Dr Jill McGaughy voor tips over de procedure van de opleiding. Dit werk werd gesteund door de nationale instituten van gezondheid subsidie NIMH 092438 en National Science Foundation IOS 1552416 toekennen in D.A.B.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bussey-Saksida Rat Touch Screen Chambers Easy-Install System Lafayette Instrument 80604-20 Includes: Touch Screen, Chamber base with perforated floors, Large Feeder Reward Area (44.5 mm wide x 92.5 mm high), Speaker, Houselight, Tone Generator, SAC; Trapezoidal animal working area is 126 mm wide at the Feeder, 240 mm wide and 332 mm deep at the Screen, and 300 mm in height
Sound Attenuation Cubicles (SAC) Lafayette Instrument 80604-20 Attenuation to approximately 35 dB; 38 kg in weight; External dimensions: 600 mm wide x 670 mm tall x 352 mm deep; Internal dimensions: 540 mm wide x 610 mm tall x 532 mm deep
Abet II Software for Touch Screens Lafayette Instrument 89505 Version 2.19
Whisker Multimedia Lafayette Instrument 80698-1 Required for Abet II Touch Operation
Pellet Dispenser Lafayette Instrument 80209-45 45 mg Interchangeable Pellet Size Wheel
Camera Lafayette Instrument 80600-CAM Filtered and focused for IR light
Microsoft Windows Microsoft Windows 7-64 bit recommended
Controller PC-Touch Screen Chambers Lafayette Instrument 88530 Dual Core Pentinum Processor; 2.5 GHz or greater; keyboard, mouse, and monitor; Installed PCI card, cable and expansion; Four RS232 ports; Four VGA ports
Dustless Precision Pellets BioServe F0165 45 mg
Black Acrylic Mask Everything Plastic Custom Product Black polycarbonate with one matte finish side, 3.18 mm thick; Central circular opening, 28.58 mm diameter, 107.95 mm from the bottom, centered between the left and right side; Two square response areas, 28.57 mm x 28.57 mm each positioned below and off center, one 85.725 mm from the left and one 85.725 mm from right side, and both 34.925 mm from the bottom.
Utility Cart Fisher Scientific 11-954-754 30.75 in. x 18.38 in x 33 in
Black towel Large enough to cover cages for animal transport
Headlights with red lights Energizer HDL33A2E LED white and red light

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cornblatt, B. A., Keilp, J. G. Impaired attention, genetics, and the pathophysiology of schizophrenia. Schizphr Bull. 20 (1), 31-46 (1994).
  2. Gmehlin, D., et al. Attentional Lapses of Adults with Attention Deficit Hyperactivity Disorder in Tasks of Sustained Attention. Arch Clin Neuropsychol. 31 (4), 343-357 (2016).
  3. Perry, R. J., Hodges, J. R. Attention and executive deficits in Alzheimer's disease. A critical review. Brain. 122 (Pt 3), 383-404 (1999).
  4. Sarter, M., Givens, B., Bruno, J. P. The cognitive neuroscience of sustained attention: where top-down meets bottom-up. Brain Res Rev. 35 (2), 146-160 (2001).
  5. Smilek, D., Carriere, J. S. A., Cheyne, J. A. Failures of sustained attention in life, lab, and brain: Ecological validity of the SART. Neuropsychologia. 48 (9), 2564-2570 (2010).
  6. Becker, J. B., Prendergast, B. J., Liang, J. W. Female rats are not more variable than male rats: a meta-analysis of neuroscience studies. Biol Sex Differ. 7 (1), 34 (2016).
  7. Cope, Z. A., Young, J. W. The Five-Choice Continuous Performance Task (5C-CPT): A Cross-Species Relevant Paradigm for Assessment of Vigilance and Response Inhibition in Rodents. Curr Protoc Neurosci. 4, 9-56 (2017).
  8. Kim, C. H., et al. The continuous performance test (rCPT) for mice: a novel operant touchscreen test of attentional function. Psychopharmacology (Berl). 232 (21-22), 3947-3966 (2015).
  9. Robbins, T. W. The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry. Psychopharmacology (Berl). 163 (3-4), 362-380 (2002).
  10. McGaughy, J., Sarter, M. Behavioral vigilance in rats: task validation and effects of age, amphetamine, and benzodiazepine receptor ligands. Psychopharmacology (Berl). 117 (3), 340-357 (1995).
  11. McGaughy, J., Sarter, M. Effects of ovariectomy, 192 IgG-saporin-induced cortical cholinergic deafferentation, and administration of estradiol on sustained attention performance in rats. Behav neurosci. 113 (6), 1216-1232 (1999).
  12. St Peters, M., Cherian, A. K., Bradshaw, M., Sarter, M. Sustained attention in mice: expanding the translational utility of the SAT by incorporating the Michigan Controlled Access Response Port (MICARP). Behav Brain Res. 225 (2), 574-583 (2011).
  13. Demeter, E., Sarter, M., Lustig, C. Rats and humans paying attention: cross-species task development for translational research. Neuropsychology. 22 (6), 787-799 (2008).
  14. McGaughy, J., Kaiser, T., Sarter, M. Behavioral vigilance following infusions of 192 IgG-saporin into the basal forebrain: selectivity of the behavioral impairment and relation to cortical AChE-positive fiber density. Behav neurosci. 110 (2), 247-265 (1996).
  15. Gritton, H. J., et al. Cortical cholinergic signaling controls the detection of cues. Proc Natl Acad Sci. 113 (8), E1089-E1097 (2016).
  16. Burk, J. A., Sarter, M. Dissociation between the attentional functions mediated via basal forebrain cholinergic and GABAergic neurons. Neuroscience. 105 (4), 899-909 (2001).
  17. Parikh, V., Bernard, C. S., Naughton, S. X., Yegla, B. Interactions between Aβ oligomers and presynaptic cholinergic signaling: Age-dependent effects on attentional capacities. Behav Brain Res. 274, 30-42 (2014).
  18. Cole, R. D., Kawasumi, Y., Parikh, V., Bangasser, D. A. Corticotropin releasing factor impairs sustained attention in male and female rats. Behav Brain Res. 296, 30-34 (2016).
  19. Wicks, B., et al. Method for testing sustained attention in touchscreen operant chambers in rats. J Neurosci Meth. 277, 30-37 (2017).
  20. Hvoslef-Eide, M., Nilsson, S. R., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Cognitive Translation Using the Rodent Touchscreen Testing Approach. Curr Top Behav Neurosci. 28, 423-447 (2016).
  21. Bussey, T. J., et al. The touchscreen cognitive testing method for rodents: how to get the best out of your rat. Learn Mem. 15 (7), 516-523 (2008).
  22. Mar, A. C., et al. The touchscreen operant platform for assessing executive function in rats and mice. Nat Protoc. 8 (10), 1985-2005 (2013).
  23. Gill, T. M., Sarter, M., Givens, B. Sustained visual attention performance-associated prefrontal neuronal activity: evidence for cholinergic modulation. J Neurosci. 20 (12), 4745-4757 (2000).
  24. Mazure, C. M., Jones, D. P. Twenty years and still counting: including women as participants and studying sex and gender in biomedical research. BMC Womens Health. 15 (1), 94 (2015).
  25. Toth, L. A., Gardiner, T. W. Food and Water Restriction Protocols: Physiological and Behavioral Considerations. J Am Assoc Lab Anim Sci. 39 (6), 9-17 (2000).
  26. Nuechterlein, K. H., Luck, S. J., Lustig, C., Sarter, M. CNTRICS Final Task Selection: Control of Attention. Schizo Bull. 35 (1), 182-196 (2009).
  27. Burk, J. A., Herzog, C. D., Porter, M. C., Sarter, M. Interactions between aging and cortical cholinergic deafferentation on attention. Neurobiol Aging. 23 (3), 467-477 (2002).
  28. St Peters, M., Demeter, E., Lustig, C., Bruno, J. P., Sarter, M. Enhanced control of attention by stimulating mesolimbic-corticopetal cholinergic circuitry. J Neurosci. 31 (26), 9760-9771 (2011).
  29. Turchi, J., Holley, L. A., Sarter, M. Effects of nicotinic acetylcholine receptor ligands on behavioral vigilance in rats. Psychopharmacology. 118 (2), 195-205 (1995).
  30. Newman, L. A., McGaughy, J. Attentional effects of lesions to the anterior cingulate cortex: How prior reinforcement influences distractibility. Behav neurosci. 125 (3), 360-371 (2011).
  31. Gritton, H. J., Stasiak, A. M., Sarter, M., Lee, T. M. Cognitive Performance as a Zeitgeber: Cognitive Oscillators and Cholinergic Modulation of the SCN Entrain Circadian Rhythms. PLOS ONE. 8 (2), e56206 (2013).
  32. Newman, L. A., McGaughy, J. Cholinergic deafferentation of prefrontal cortex increases sensitivity to cross-modal distractors during a sustained attention task. J Neurosci. 28 (10), 2642-2650 (2008).
  33. Yu, A., Dayan, P. Uncertainty, Neuromodulation, and Attention. Neuron. 46 (4), 681-692 (2005).
  34. Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. The application of the 5-choice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats. Nat Protoc. 3 (5), 759-767 (2008).
  35. Bhandari, J., Daya, R., Mishra, R. K. Improvements and important considerations for the 5-choice serial reaction time task-An effective measurement of visual attention in rats. J Neurosci Meth. 270, 17-29 (2016).
  36. Bangasser, D. A., Shors, T. J. The hippocampus is necessary for enhancements and impairments of learning following stress. Nat Neurosci. 10 (11), 1401-1403 (2007).
  37. Wiersielis, K. R., et al. Sex differences in corticotropin releasing factor-evoked behavior and activated networks. Psychoneuroendocrinology. 73, 204-216 (2016).
  38. Parikh, V., et al. Diminished trkA receptor signaling reveals cholinergic-attentional vulnerability of aging. Eur J Neurosci. 37 (2), 278-293 (2013).
  39. Prusky, G. T., Harker, K. T., Douglas, R. M., Whishaw, I. Q. Variation in visual acuity within pigmented, and between pigmented and albino rat strains. Behav Brain Res. 136 (2), 339-348 (2002).
  40. Peters, M., Cherian, A. K., Bradshaw, M., Sarter, M. Sustained attention in mice: Expanding the translational utility of the SAT by incorporating the Michigan Controlled Access Response Port (MICARP). Behav Brain Research. 225 (2), 574-583 (2011).
  41. Romberg, C., Mattson, M. P., Mughal, M. R., Bussey, T. J., Saksida, L. M. Impaired Attention in the 3xTgAD Mouse Model of Alzheimer's Disease: Rescue by Donepezil (Aricept). J Neurosci. 31 (9), 3500-3507 (2011).
  42. Clayton, J. A., Collins, F. S. NIH to balance sex in cell and animal studies. Nature. 509 (7500), 282-283 (2014).

Tags

Neurowetenschappen kwestie 127 aandacht cognitie Operante conditionering touchscreen waakzaamheid seks verschil
Touchscreen volgehouden aandacht taak ratten (zat)
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Bangasser, D. A., Wicks, B., Waxler, … More

Bangasser, D. A., Wicks, B., Waxler, D. E., Eck, S. R. Touchscreen Sustained Attention Task (SAT) for Rats. J. Vis. Exp. (127), e56219, doi:10.3791/56219 (2017).

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