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Behavior

쥐에 일치 샘플 테스트 지연 Metacognitive 냄새 기반을 사용 하 여 응답에 대 한 테스트

doi: 10.3791/57489 Published: June 18, 2018

Summary

이 프로토콜 metamemory, 또는 설치류에서 메모리 인식의 가능성을 조사 하는 방법을 설명 합니다. 지연-일치-하-샘플 냄새 기반 패러다임이입니다 소설, 생태학 관련 행동 유용한는 설치류 적절히 응답할 수 cognitively 모니터링 그들의 메모리 상태의 강도에 따라 범위를 결정 하기 위한.

Abstract

Metamemory는 하나의 기억의 강도 평가 하는 인지 능력을 포함 한다. 비인간적인 동물에 metamemory의 가능성을 탐구, 수많은 행동 작업 만들어진, 메모리 테스트를 거부 하는 옵션을 사용 하는 많은. 쥐에 metamemory를 평가 하기 위해 우리 활용이 감소 테스트 옵션 패러다임 이전 시각 지연-일치-하-샘플 테스트 (DMTS)1,2 영장류 종의 설치류에 대 한 적합 한 냄새 기반 테스트를 위해 개발 된 적응. 첫째, 쥐 냄새가 좋은 모래의 컵에 파고에 의해 기억 하는 샘플을 받는다. 지연, 후 쥐 중 하나는 포함 샘플; 동안 경험 하는 동일한 향기 4 분명히 향수 컵와 함께 제공 됩니다. 이 일치 컵 선택 쥐 선호, 더 큰 보상을 가져옵니다. 다양 한 다른 3 일치 하지 않는 모래 가득한 향기로운된 컵의 보상에 발생합니다. 고정 간격 과목 40 사이 수행과 70% 수정, 따라서 쥐 가끔 기억 하 고 가끔 샘플을 잊지 그런 적정 개별적으로. 여기, metamemory의 작동 정의 존재와 행동 응답을 통해 메모리의 부재 사이 구별 하는 기능입니다. 재판의 2/3에이 끝 감소 옵션 4 선택 컵 (선택 실험) 뿐만 아니라 제공 됩니다. 거부-테스트 옵션-unscented 색된 모래 컵 선택 주제 작은 덜 선호 하는 보상을 받는 고 메모리 테스트를 방지. 나머지 시험의 세 번째에 감소-테스트 옵션은 사용할 수 (강제 시험), 샘플 잊고 때 올바른 컵을 추측 하는 과목을 일으키는. 때 메모리 테스트 하 고 제대로 선택 보다는 약한 선택 테스트에 그들이 기억 하는 때 알고 있는 주제 감소 옵션을 선택 해야 합니다. 따라서, 크게 강제 메모리 테스트에 비교 하 여 선택한 테스트에서 높은 성능을 나타내는 감소 테스트 반응과 metacognitive 응답의 적응형 사용입니다.

Introduction

Metamemory의 추억2,,34의 강도 평가 하는 기능입니다. 인간 일관 되 게이 인지 능력을 보여 준, 비 인간 동물 5,6metamemory의 실존은 논쟁. Metamemory의 가능성을 감소-검정 nonhuman 동물을 제시 하는 대 한 테스트를 위한 1 개의 일반적인 방법은 옵션, 테스트에 대 한 올바른 응답에 대 한 보상 보다 보장, 하지만 작은 보상에서 결과 선택 하는 경우. 주제는 그들의 메모리 상태를 모니터링할 수 있습니다 경우에 그들은 그들의 기억은 약한 때 테스트를 거절 한다 (리뷰 참조:7,8,,910).

지난 몇 십년 동안 인간과 nonhuman 영장류11 와 비둘기12 개발 절차 원숭이1,2,13 metamemory의 존재에 대 한 추가 테스트를 여러 가지 방법으로 적응 되어 . 아마도 원숭이 metamemory의 가장 정액 연구 햄프턴의1 일치-샘플 테스트 (DMTS)를 연기 했다. 훈련 후 MTS 작업에서, 샘플 및 테스트 사이의 지연 원숭이 기억 하 고 잊고 샘플의 기회가 되도록 난이도 중간을 적정 했다. 지연, 다음 원숭이 시험을 거부 하는 옵션으로 제시 했다. 결과 과목 원숭이 샘플1의 그들의 메모리 강도 모니터링 제안 훨씬 더 정확 하 게에 재판 있는 그들은 강제 재판에 보다 시험을 선택 했다 수행 했다.

대부분 metamemory 패러다임까지 테스트 영상 활용 또는 청각 자극, 가장 광범위 하 게 테스트 종 그 외는 매우 시각적 nonhuman 영장류 예:11,14되었습니다. 쥐에 있는 metacognition에 있는 이전 제한 된 연구의 사용 감각 양식 적임 또한 시각 또는 청각15,16,,1718되었습니다 합니다. 냄새-기반 작업 사용된19살때 metacognitive 응답에 대 한 최근 강력한 증거를 감안할 때, 쥐에 있는 이전 애매 결과 사용 되는 표준화 된 패러다임의 부족으로 인해 되었습니다 수 가능 하다. 우리는1위에서 설명한 원숭이에 사용 된 것과 유사한 DMTS 패러다임에 적응 하 여 쥐의 기본 감각, 후각이에 대문자로 패러다임19 설계. 여기에 설명 된 작업은 설치류의 자연 파고 동작을 활용 한 음식 보상을 얻기 위해 모래 가득 컵에 파고 포함 됩니다.

Metamemory 여기 냄새 기반 DMTS 작업을 사용 하 여 쥐에서 평가 될 수 있다. 첫째, 음식 사례금의 계층 구조는 그래서 과목 설명 더 가치 보상에 대 한 명확한 환경 설정을 설정 됩니다. 쥐 다음 보상을 얻기 위해 향수 모래의 컵에 발굴 훈련 된다. 향수 샘플 컵의 프레 젠 테이 션 주제 4 분명히 향수 컵 중 하나를 선택 해야 합니다. 보상은 샘플와 같은 향기와 컵의 아래에 매장 된다. 쥐는 기본 MTS 테스트에 능숙, 후 성능 떨어지는 40%와 70%의 성공률을 보존 간격 (RIs) 각 쥐에 대 한 적정은. 2/3의 쥐를 덜 선호 보상에 대 한 메모리 테스트를 거부할 선택을 받는다. 쥐 metacognitive 능력 있는 감소 테스트 옵션은 실험 쥐 (강제 시험) 시험을 강제로 (선택 실험)를 제시 하는 재판에 성능을 비교 하 여 평가 됩니다.

긴-에반스 쥐만이 패러다임에서 테스트 되었습니다, 하는 동안 작업 테스트 실험실 쥐와 설치류 종에 metamemory를 더 공부 하는 쥐의 다른 긴장에 사용 될 수 있습니다. 그것은 또한 세 설치류 또는 Alzheimer의 질병 병 리와 유전자 변형 쥐 메모리 장애 metacognitive 프로세스에 미치는 영향을 이해 하려면 테스트에 도움이 됩니다.

Protocol

여기에 설명 된 모든 메서드는 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 프로 비 던스 대학에 의해 승인 되었습니다.

1. 테스트 장치 만들기

  1. 3 별도 룸으로 나누어져 있는 사회적 상호 작용 챔버 (76.2 x 114.3 c m입니다.), 사용 합니다.
    1. 측 벽에 부착 된 금속 트랙을 통해 밀어서 해제 될 수 있는 골 판지 삽입을 사용 하 여 샘플 및 지연 캠 버에 센터 실을 나눕니다.
  2. 불투명 인화지를 사용 하 여 다른 객실에 시각적 접근을 방지 하기 위해 분명 벽을 커버.
  3. 방-에-the-오른쪽 (테스트 룸; 그림 1참조)의 1 개의 측에 모래 알갱이와 붉은 연락처 종이 바닥 커버. 이 감소 옵션에 대 한 구별 큐 시각과 촉각으로 될 것입니다.
  4. 시험장의 반대 측에 제기 줄무늬 시각 및 촉각 선택 테스트에 대 한 구별 큐 역할을 마스킹 테이프의 스트립을 사용 하 여 바닥 커버. 검은 인화지와 줄무늬 커버. 불변 하는 챔버의 나머지 중간 세 번째를 두십시오.

2. 개발 선호 음식 계층/기본 설정 테스트 보상

  1. 테스트를 위해 가능한 음식 사례금을 선택 합니다. 더 큰 보상을 한 보상을 보장 하 고 따라서 "선호" 다른.
    1. 더 큰, "선호" 보상과 시리얼의 ¼ 조각으로 시리얼의 모든 조각을 사용 하 여 작은, "덜 선호" 보상으로.
      참고: 시리얼 연유 시리얼 포함 될 수 있습니다 또는 마 시 멜로 탈수. 그것은 또한 두 개의 서로 다른 보상 (예: 시리얼 표준 설치류 펠 릿 (TestDiet, 45 밀리 그램)), 사용할 수 있지만 신뢰할 수 있는 기본 설정 시간과 개인 때 품질 보다는 수량을 통해 순위를 확인 하기 어려운는 보상에서 변이의 소스입니다.
  2. 어두운 테스트에 쥐 (성인 남성 긴 에반스)를가지고 방 테스트 전에 30 분 시작. 쥐는 그들의 일의 주기의 어두운 단계에 빨간 조명 테스트 챔버를 밝히는 데 사용 합니다. 그렇지 않은 경우에 비디오와 같이 일반 조명 조건 하에서 테스트.
  3. 장소 두 보상, 시리얼의 모든 조각을 하 고 시리얼, 챔버의 오른쪽 방의 반대 구석에 서의 ¼ 조각 ( 그림 1참조).
  4. 챔버, 보상, 멀리 직면의 반대 측에 쥐를 놓고 쥐 먹고 보상 중 하나를 허용 합니다.
    참고: 기본 테스트를 통과 하 고 시리얼의 큰 조각 원하는 보상 되도록 주제 2 연속 세션 4 5 점 만점 시험 (주당 5 재판)에 더 큰 보상을 먹을 해야 합니다. 하루 두 개의 세션을 실행 합니다.
    1. 10 세션 후 쥐가 표시 되지 시리얼의 더 큰 조각에 대 한 선호 하는 경우 다른 보상을 소개 합니다.
  5. 테스트를 통해 쥐 기본 일관성이 유지 되도록 기본 검사는 일주일에 한 번 수행 합니다.
    1. 실행된 환경 챔버의 반대 모서리에 곡물의 전체와 1/4 조각으로 테스트 하는 기본 설정으로 동일한 방식으로 확인 합니다.
      참고: 2 시험 구성 기본 설정 확인.
    2. 쥐 두 시험에 대 한 덜 원하는 보상을 선택 하는 경우 5 재판의 전체 설정 테스트에 쥐를 테스트 합니다.
      1. 쥐를 통과 하면 그것은 테스트를 계속 수 있습니다.
      2. 쥐 못하면 테스트 중단 하 고 다른 형식이 나 보상의 금액을 소개.

3. 일반 메서드

  1. 그래서 쥐 실험 냄새와 처리에 길 들 여 완벽 하 게는 테스트를 통해 일관 된 경험을 사용 합니다.
    참고: 그 쥐를 테스트 하기 전에 처리 된 적어도 1 주에 대 한, 인 간에 의해 포착 되 고 길 들 여 고는 경험에 의해 실시 하는 것으로 가정.
  2. 쥐 새 장에 그들의 상자 랑 (홈-케이지)로 가져올 테스트 룸 30 분 테스트 새로운 방에 적응을 시작 하기 전에.
  3. 쥐의 주기의 어두운 단계 동안 테스트 완료 되 면 테스트 환경 어두운 빨간색 표시등 조명 기구를 제외 하 고 계속.
  4. 상계에 대 한 향수 선택 컵 포함 랜덤 스크립트에 의해 결정 적절 한 순서로 배열 되어 있는지 확인 합니다. 시리얼의 전체 조각으로 올바른 컵을 미끼.
  5. 만 한 컵에 파고 쥐를 허용 하 고 한 잔 파고에 표시 된 대로 선택은 기구에서 쥐를 즉시 제거. 어디 쥐 보상 소모 끝낼 수 홈-장에 쥐를 놓습니다.
  6. 남북-trial-간격 (ITI) 4 분에 고정 쥐 홈 장에 일단 스톱 워치에 타이밍을 시작.
    1. ITI, 동안 청소 기구 어떤을 진공 청소기로 유출 모래와 70% 이소프로필 알콜으로 바닥 닦 고. 이전 재판 중 먹지 했다 보상을 삭제 합니다. 또한, 일주일에 한 번 삭제 오래 된 모래와 이소프로필 알콜을 가진 컵을 닦는 세라믹 컵 청소.
    2. 랜덤 스크립트에 따라 순서를 다시 배열 하 여 다음 재판에 대 한 모래 컵 준비 올바른 컵을 탄압 하 고.

4. 모래 컵에 Habituation 테스트 장치를 발굴 훈련

  1. 세라믹 컵 (6.99 cm. 직경에서 및 8.81 cm 높이)에 놀이 모래의 약 ½ 컵을 부 어.
  2. 장소 각 쥐의 집 안의 음식 사례금으로 모래 가득 컵 하룻밤.
    참고: 쥐는 성공적으로 컵에서 발굴 하 고 먹고 하룻밤 이틀 연속에 대 한 보상 이다입니다.
  3. 5 분 대에 피사체를 배치 하 여 장치를 테스트 하는 쥐를 길 들.
    1. 음식 보상 장치 탐사 및 열린된 문을 통해 여행을 장려 하는 기구에 걸쳐 확산. 그 쥐 소변, 똥, 않거나 연속에서 이틀 동안 챔버 내부에 고정을 확인 합니다.
  4. 테스트 장치에 음식 보상으로 무 취 모래 채워진 컵을 전송 합니다. 확인 쥐 성공적으로 모래에 발굴 검색 보상 적어도 이틀 연속 동결 동작, 깨끗 하 게 함, 또는 배 뇨. 필요한 경우, 세라믹 컵을 제거 하 고 시리얼 챔버에 배치.

5. 일치-하-샘플 (MTS) 훈련

  1. 향기로운된 향미료 (계 피, 커피, 파프리카, 및 백 리 향)의 ¼ 작은 술과 놀이 모래의 약 3 컵을 혼합 하 여 모래의 4 다른 향수 더미를 만듭니다. 냄새 신호를 제어 하려면 잘못 된 선택 컵에 보상의 한 조각 무너질.
    1. 리믹스 향수 유리 용기에 게 주당 한 번 모래 향기 강도 시험 일에 걸쳐 일관성 있도록.
  2. 4 컵에 각 향수 모래의 ½ 컵을 부 어 하 고 검은 인화지 (MTS 작업 영역;에 세미 원에 컵을 정렬 그림 1A)입니다. 모든 컵 입구에서 동일한 지 확인 합니다.
    1. 프로그래밍 소프트웨어 "R" 대체 기능 없이 샘플링을 사용 하 여 출력에 따라 지정된 된 위치에 배치 하 여 컵을 구성 합니다.
  3. 피사체의 볼, 올바른 향수 컵에 보상의 전체 조각을 묻어. 동일 하 게 향수 샘플 컵에서 보상의 ½ 조각을 묻어. 모든 보상 적어도 ½ 방법 높이 아래로 모래를 묻어.
    1. 의사 무작위로 선택 올바르게 향수 컵 유일한 제약 없는 한 향기는 샘플 향기 2 회 이상 연속에서입니다.
  4. 시료 챔버에서 주제를 놓고 구부러진된 주걱 (90도 각도로 핸들 트레이)를 사용 하 여 샘플 컵 낮은 합니다. 샘플 컵에서 발굴 하 고 ½ 시리얼 보상 검색을 허용 합니다. 최대한 빨리 보상을 먹고 시작 하는 주제 컵을 제거 합니다.
  5. 주제는 보상 먹는 완료 되 면, 골 판지 방 분배자 들어올린 주제 지연 룸으로 시험 약 실에 문을 열고.
  6. 주제를 파고 하 여 "선택" 컵 중 하나를 허용 합니다. 주제를 선택 하 고 검색 하는 경우 보상, 챔버 및 전송 새에서 장소에서 주제를 제거 합니다. 쥐 각 컵, 냄새를 맡을 수 있습니다 하지만 그들은 시에만 하나의 선택으로 파고.
    1. 4 민 ITI 동안 70% 이소프로필 알코올 챔버 청소. 쏟 았 있을 수 있습니다 어떤 모래를 진공 필요한 경우 모래 컵을 보충 하 고.
    2. 다음 샘플 컵을 미끼 샘플 및 테스트 컵 합니다. 주제는 이전 예 심에서 잘못 된 컵을 선택, 제거 하 고 먹지 보상을 삭제 합니다.
  7. 과목 1 6 재판 MTS 세션 하루 받을 확인 하십시오. MTS 훈련을 통과 하기 위해서는 과목 선택 해야 합니다 올바른 컵 6 재판의 3 연속 두 개의 세션에서.
    참고: 이 통해 성능 기회 이상 하지만 4 선택 테스트에 천장 아래.

6. 지연 지연된 일치 샘플 (DMTS) 하에서 적정

  1. MTS에 교육 과목을 이전 처럼 계속 (0의 지연 시작 s).
    참고: 성능 성능 기회 (25%), 이상 하지만 천장 아래 되도록 40 70%, 사이 유지 되어야 합니다. 이 범위에서 성능을 경험 하는 과목 수 때 인스턴스 그들은 때 동일한 기억 하 고 그들은 샘플을 잊지 때 인스턴스. 이 선택된 시험 소개 될 때 제목에 유리할 감소 테스트 응답의 사용에 대 한 기회를 만듭니다.
  2. 성능 2 연속 6 재판 세션에 대 한 정확한 70%를 초과 하면 증가 30 0에서 지연 s.
    1. 재판을 지연 아니다에 0 s, 사용 각 지연 시간을 스톱 워치. 주제는 샘플을 소비 하 고, 후 골 판지 분배기 벽 올리고 지연 챔버로 입력을 허용. 골 판지 분배기 닫고 초시계에 지연 타이밍 시작 합니다.
    2. 30 후 s 통과, 테스트 룸에 문을 열고 주제는 테스트 챔버를 입력 한 후 문을 닫아.
    3. 계속 앞으로 재판의 나머지에.
  3. 성능 2 연속 6 재판 세션에 대 한 정확한 70% 이상 남아 계속, 1.5 배 이전 지연에 의해 각 후속 지연 증가.
  4. 성능 2 연속 세션 40% 미만으로 떨어지면, 지연 이전 하나 사용에 반환 됩니다.
  5. 경우 성능이 40%와 70% 사이 2 연속 세션, 주제-특정 조건 지연으로 그 지연을 설정 합니다.

7. 거절 사용 훈련

  1. DMTS 훈련의 각 세션 후 향수 모래 컵 반대 다른 짜임새 및 색깔 모래의 또 다른 컵 장소. 덜 선호 하는 보상, 쇠퇴 컵 됩니다 시리얼의 ¼ 조각으로 컵을 미끼. 상공에서 향수 모래 컵을 제거 합니다.
  2. 임의로 향수 컵 샘플 및 주제 관련 지연에 대 한 지연 상공에서 대기 하는 주제를 수 있도록 DMTS 훈련 기간 동안 재판을 실시 합니다.
  3. 주제는 unscented 모래 컵에서 발굴 하 고 보상을 검색 하실 수 있습니다. 상공에서 주제를 제거 합니다. 이것은 "강제 감소" 예 심이 됩니다.
  4. DMTS 훈련의 각 세션 후 두 강제 감소 실험을 실시 합니다.

8. 테스트: 강제 선택 실험

  1. DMTS 기준 지연을 사용 하는 과목을 테스트 합니다. 하루에 한 12 재판 세션에 각 주제를 테스트 합니다.
    1. 향기로운된 컵 반대 감소 컵을 "선택" 재판 될 재판의 8를 임의로 선택 합니다. 재판-타입의 순서를 결정 랜덤 스크립트를 사용 하 여 제약 조건이 더 이상 3 선택 또는 강제 재판 연속에서 발생 하는.
      참고: 나머지 4 재판 강요 것 이다 될 "," 약 실에서 제거 감소 컵.
    2. 기준 지연에 따라 일일이 한 쥐의 중 2 또는 3 과목을 테스트 수 수 있습니다. 1 주제 ITI, 하는 동안 두 번째 주제 시험을 실행 합니다. 각 재판 후 이소프로필 알콜와 챔버를 청소를 확인 하십시오.
    3. 10 세션에 과목을 테스트 합니다.
  2. 각 시험 기간 동안 쥐가 입력 되 면 지연 챔버 보장 그 중 좌회전 거부 테스트 또는 시험을 우회전 ( 그림 1A; 참조 내려 사진). 기록 쥐 방의 1 개의 측에서 다른 이동 하는 경우 (예: "결정 시험을"와 룸의 감소 테스트 쪽 나중 탐색).
    참고: 그는 (잠재 metamemory 테스트 대 동시의 철저 한 토론에 대 한 결과 종이19 참조) 4 개의 선택 냄새를 발생 하기 전에 테스트를 거절 하거나 선택으로 쥐, 따라서 예비 metamemory 선택 하 게.
  3. 테스트 및 모니터의 2 개의 회의 거부-테스트 사용 후에 지속적으로 강제 재판에 정확도 계산 합니다.
    1. 정확도 두 개의 세션에 걸쳐 정확한 70% 이상 상승, 테스트를 중단 하 고 적정 긴 지연 지연 반환 합니다.
    2. 거부-테스트 접근 0% 또는 100% 일관 되 게 사용 하는 경우 (2 세션), 테스트를 일시 중지 하 고 증가 또는 감소 테스트 응답 보장 10%와 40% 사이 감소 속도의 값을 감소.
    3. 정확도 2 세션에 대 한 올바른 40% 미만으로 떨어지면, 테스트를 중단 하 고 짧은 지연 적정 지연 반환 합니다.
    4. 강제 재판에 정확도 40%와 70% 두 연속적인 세션에 대 한 올바른 사이 남아 후 테스트를 반환 합니다.
    5. 테스트를 통해 쥐 기본 설정 그대로, 기본 설정 수행 되도록 확인 (2 시험 세션) 일주일에 한 번 합니다. 기본 검사는 위에 설명 되어 있습니다.

9. 제안 된 일반화 테스트

  1. 일반화 테스트, 같은 결과 종이19 에 설명 된 외부 자극으로는 하나의 연관에 조건에 걸쳐 전송 응답 metacognitive 인지 확인 응답 제어를 사용할 수 있습니다.
    1. No-샘플 조사 시험, 아니 샘플 단계 제시 하지만 재판의 RI 및 테스트 단계는 정상적인 재판에 쥐를 테스트 합니다. 임의로 혼합할 12 재판 세션 구성 8 정상 샘플 실험 4 프로브 시험. 10 세션에 과목을 테스트 합니다. 일반 재판에 감소 비율을 가진 아무 샘플 시험에 감소 요금을 비교 하 고
    2. 두 샘플 시험, 과목 메모리 강도 증가를 두 번 원래 샘플 향기와 함께 제공 됩니다에 쥐를 테스트 합니다. 임의로 혼합할 위에서 설명한 일반 샘플 시험 프로브 시험. 일반 재판에 감소 최저가 더블 샘플 시험에 요금 감소를 비교 합니다.
    3. 3 다른 RIs와 쥐 테스트: 표준 지연, 짧은 (예: 0 s) 기준 지연 보다는 한 지연 및 긴 하나 (예: 4 분). 4 개의 선택 시험 세션 현재 과목 내 각 지연 및 2에 대 한 세션 18 재판의 구성 되는 실험, 강제. 임의로 혼합할 모든 시련 및 10 세션에 쥐를 테스트 합니다. 3 지연, 메모리 강도 감소 하 고, 각각 증가 한다 어디에 재판의 감소 속도 비교 합니다.

10. 데이터 분석

  1. 테스트가 완료 되 면, 평균 비율 각 주제에 대 한 강제 및 선택 된 실험에 대 한 정확한 계산 합니다.
    1. 올바른 강제 재판의 비율을 찾으려면 횟수가 올바른 강제 강제 재판의 총 수로 나눕니다.
    2. 올바른 선택된 시험의 비율을 찾으려면, 먼저 선택 시험의 총 수에서 거부 재판을 뺍니다. 횟수가 올바른 선택 각 쥐에 대 한 거부 재판 마이너스 선택 시험의 총 수로 나눕니다.
    3. 그룹 데이터를 올바른 선택된 시험 ( 그림 2참조)의 비율을 올바른 강제 재판의 비율 비교에 t-검정을 수행 합니다.
    4. 일반화 테스트를 실행 하는 경우 9에 설명 된 대로 일반 재판 조사 재판에 감소 속도에 t-테스트를 수행 합니다. 혼합된 지연 재판 9.1.3에 설명 된 대로 제목 내 요인으로 반복된 측정 ANOVA 지연 및 재판 형식으로 강제 하 고 선택한 테스트 비교. 또한, 정확도 RI와 달라 확인 지연에 걸쳐 감소 사용에 일방통행 ANOVA를 실시 합니다.

Representative Results

연구 주제의 metacognitive 응답, 위해 올바른 강제 재판 (기준 메모리 성능)의 비율 올바른 선택된 재판 또는 재판은 현재 감소 옵션의 비율 비교 됩니다. 긍정적인 결과 강제 재판 (그림 2A)에 비해 선택한 재판에 상당히 높은 정확도로 표시 됩니다. 이 결과 쥐의 메모리 상태를 모니터링 하 고 그들의 기억은 약한, 감소 옵션은 선택한 시험에 때 정확도 증가를 선도 때 작업을 감소 수 있습니다 나타냅니다.

성능 강제 재판에 비교 하 여 선택한 시험에 현저 하 게 더 정확 하지 않으면 결과 null. Metamemory 쥐 (그림 2B)에 대 한 증거의이 가상 부족 이렇게 적응 되었을 것 이다 때 감소 테스트 옵션을 사용 하 여 표시 됩니다: 실험 샘플 잊 혀 졌다.

일반화 테스트를 실행 하는 경우 metacognitive 성능 과목 없음 샘플 시험을 크게 하락 하는 경우 보다 일반적인 샘플 시련과 이중 감소 샘플 재판 크게 일반 샘플 시험 보다는 더 많은 표시 될 것 이다. 강제 재판에 정확도에 표시 된 대로 감소 사용 메모리 정확도와 반비례 관계를 표시 합니다. 주제는 또는 metacognitively 동작 하지 않을 수는 없습니다 강제 테스트 정확도 시험 조건 다양 하지 않습니다, 경우 매개 변수 (예: RI 증가) 변경. 에 혼합 지연 테스트, 선택한 테스트 정확도 강제 테스트에는 정확성 보다 상당히 높은 고 과목 짧은 RIs와 더 이상 RIs와 함께 테스트를 거부할 가능성이 더 및 적어도 감소 가능성이 테스트 해야. 일반화 테스트 및 각각 해석19에 대 한 자세한 내용은 결과 종이 참조 하십시오.

Figure 1
그림 1 . 실험 기구 및 과정의 사진입니다. A) 기구19 동의에서 적응의 사진. B) 실험적인 과정. 요법이 니, 모래 가득한 컵에 파고 쥐 교육의 첫 번째 단계는 일어난 이상 2 박. 다음, 쥐 실험 기구에 길 들 여 그리고 모래 채워진 컵 거기에 발굴 하는 훈련. 주제 다음 녹색 삼각형 및 적신월 (시리얼 시리얼 분기 작품의 전체 조각)로 표시 되며, 두 개의 보상 선택을 받는다. 쥐 한 보상에 대 한 중요 한 기본 설정 표시, 후 그들은 전환 MTS 훈련, 컵 향수 모래, 계 피, 고추의 일종, 백 리 향와 커피의 이미지 표현으로 가득 차 있습니다. 이면 성공률 50% 미만 두 개의 세션에 대 한 주제는 훈련을 계속 합니다. 경우에 쥐의 성공률은 50% 이상, 적정 지연 주제 진행. 지연 적정 동안 쥐 MTS 훈련, 계속 하지만 샘플을 테스트 도입 (0부터 시작 s). 쥐 메모리 정확도 70% 이상 인 경우에 RI 증가 합니다. 정확도 40% 미만으로 떨어지면, RI 감소 하 고 MTS 훈련 계속 됩니다. 이 루프는 될 때까지 쥐 정확도 40%와 70% 사이 2 개의 연속 세션을 계속 합니다. 이 시점에서, 임의로 구성 된 실험적인 시험 쥐 진행 개 강제 및 선택 시험. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2 . 긍정적인 결과 metacognitive 응답을 나타내는 고 metacognitive 응답의 부족을 나타내는 가상 null 결과. A) 긍정적인 결과 동의 19 에서 적응. 강제선택 실험의 정확한 평균 비율 120 시험에 9 쥐의 성능에서 파생 되었다. p를 = <.05 짝된 두 꼬리 t-검정에. 강제 재판에 비교 하 여 선택한 시험에 정확 하 게 대답 하는 재판의 상당히 높은 비율 감소 테스트 응답의 적절 한 사용을 나타냅니다. B) 올바르게에 강제 하 고 재판을 선택 시험 대답의 동등한 비율 감소 테스트 메모리 강도 기준의 부족을 나타냅니다. 기회, 0.25, 점선으로 표시 됩니다. 오차 막대는 의미의 표준 오류를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Discussion

여기에 제시 된 metacognitive 쥐 냄새 기반 DMTS 작업을 사용 하 여 응답을 평가 하기 위한 새로운 방법이입니다. 설치류의 기본 감각으로 후각이, 인해 냄새를 사용 하 여 쥐와 쥐 20,21에서 시각적 단서에 바람직합니다. 모래에 파의 사용은 쥐, 생태학-관련 설치류 종에 대 한 작업을 만드는 자연 채집 동작입니다.

프로토콜에 중요 한 단계 중 하나는 다른 명확 하 게 선호 음식 사례금의 계층 구조는 보장입니다. 연구의 초기 단계 동안 쥐 추정 선호 보상, 연유 시리얼, 및 작은 표준 음식 펠 릿의 조각 사이 선택 하는 데 필요한 했다. 그러나, 기본 설정 테스트 나왔고 무차별 선택 행동, 보상 변이의 근원으로 수량을 사용 하 여 발생. 쥐는 시리얼의 모든 조각을 시리얼, ¼ 조각 사이 하 고 안정적으로 더 큰 수량을 선호. 기본 설정 없이 여부 식품 품질 또는 수량,이 단계는 매우 중요 하므로, 그것을 감소를 통해 시험을 인센티브 있다.

프로토콜의 다른 중요 한 측면은 적절 한 RIs 및 그것은 이다 설치 MTS 정확도 올바른 40 ~ 70%의 범위 내에서 되도록. 지연 너무 짧은 경우 간섭 최소화-긴 그것은 이다 때문 이다, 쥐 결코 "잊는" 샘플 경험. 반대로, RIs는 너무 오래 하는 경우는 그것은 이다는 너무 짧은 테스트 너무 어려워진 다 고 쥐 샘플을 기억 하지. 이러한 응답 정확도 강제 재판에 의해 뿐만 아니라 감소 속도 너무 높이 또는 너무 낮게에 의해 감지할 수 있습니다. 과목 선택 시험의 약 10-50% 감소 한다: 주제는 모든 재판 또는 결코 감소 감소, 긍정적인 또는 부정적인 metamemory의 존재에 대 한 데이터를 해석할 수 없는 하 고 감소 테스트 응답의 상대 값을 다시 계산 해야 . 실험을 통해 강제 재판에 평균 성능 테스트의 2 개의 일의 끝에 지속적으로 계산 됩니다. 쥐 진행으로 DMTS의 더 많은 예 심을 통해, 그들의 성능을 향상 시킬 수 있습니다, 어떤 반환 지연 적정을 시작 것입니다 ( 그림 1B참조) 그런 정확도 70% 이하로 유지 되도록 지연 적절 하 게 증가 될 수 있다 수정. 샘플에 대 한 메모리는 지속적으로 70% 이상의 경우는 일일이 감소 하는 것이 좋습니다. 샘플에 대 한 메모리는 지속적으로 40% 증가 ITI / 4 메모리 간섭 감소 10-20 냄새 ~ 냄새 샘플 크기 증가 고려.

사용 하는 쥐의 긴장에 따라 주거 환경 및 빛 어두운 주기의 동물에 보관 되어있습니다, 그리고 약한 또는 강한 메모리 수 있습니다. Wistar 등 스프 Dawleys, 다른 실험실 쥐 긴장에 비해 긴 에반스 비교적 적은 실험22,23인지 작업을 얻으려고 알려져 있습니다. 그것은 따라서, 습관 들 임의 더 많은 단계와 작업을 배울 다른 설치류에 대 한 더 많은 훈련을 걸릴 수 있습니다. 현재 연구에서 쥐가 그들의 기억은 상대적으로 강한24,,2526수 운동에 대 한 액세스와 높은 농축된 환경에 보관 되어 있었다. 여기에서 사용 하는 쥐도 반전 빛 어두운 주기에 있는 그들은 그들의 어두운 주기 동안 테스트 때문 인지 성능을 증가 시킬 수 있습니다 보관 되어 있었다.

선택 강제 테스트에 비해 상당히 높은 성능을 표시 감소 테스트 응답의 적응형 사용 metacognitive 응답 건의 한다. 그러나, metacognitive 응답 내부 메모리 큐 또는 외부 신호8에 대 한 의존도에서 발생할 수 있습니다. 인지 확인 하려면 사실 적응 사용 감소 테스트 응답의 내부 메모리 큐의 결과, 경험 많은 외부 신호 가능한8,14제거를 목표로 한다. 외부 신호는 어떤 공개적으로 사용 가능한 테스트 특정 자극 간주 됩니다 또는 과목 신호 감소 테스트 사용8가이드를 사용할 수 있습니다. 이 작업에서 잠재적인 외부 신호 포함 개별 냄새, 샘플 기간, 응답 대기 시간 및 RIs의 기간의 상대 돌출이 됩니다. 여기 고 결과 종이19 는 외부 신호에 따라 행동 응답 배제에 유용 하는 좀 더 자세하게 설명한 대로 일반화 테스트 실험에서 큐 작업 매개 변수 불일치 때문 환경 큐 협회 같은.

이 패러다임에서는 쥐 메모리 테스트 (8.2 참조) 수 여 하기 전에 테스트를 거절 하거나 하는 결정에 필요한 크게 감소 테스트 응답의 사용을 제어 하는 응답 경쟁에 대 한 잠재력을 제거. 응답 경쟁 metacognitive 선택 기본 메모리 테스트8동시 제시 광경 또는 올바른 테스트 옵션의 냄새에 따라 시험 성향 이다. 요구 하거나 메모리 테스트를 발생 하기 전에 테스트를 거절 선택할 수 쥐 자체 크게 감소 테스트 응답의 응답 경쟁 컨트롤 사용 하는 가능성을 줄일 수 있습니다. 그러나,이 디자인 한 개선 쥐 또는 메모리에서 별도 방에 특정 응답 자체를 테스트 하 여 테스트를 거절 하기로 하는 것입니다. 이 추가 외부 신호8,19의 성공적인 제거에 대 한 수 있습니다이 패러다임의 잠재 자연을 증가 했다. 추가 개선에 대 한 미래의 연구, 만약에 가능 하다 면, 기록 시점에서 응답 대기 시간 쥐 좌회전 또는 우회전을 하는 데 걸리는 시간을 테스트 룸에 들어갈 때 (감소 하거나 테스트, 각각). 이것은 허용 응답 대기 시간 제공 외부 큐 과목 배운 특정 응답 초과와 연결할 경우 결정 하기 위해 연구원 (8참조). 그것은 또한 기록 경우 과목 변경 그들의 응답을 계몽 할 것 이다 (8.2 참조; 예를 들면 감소 테스트 영역 또는 그 반대로 방의 MTS 선택 측면에서 여행). 이 동작을 한 번만 추가 하거나 최대한 빨리 그들은 테스트 룸을 입력 하 고 그들은 메모리를 발생 하기 전에 테스트를 거절 하는 결정 하는 쥐에 의해 자체 테스트 결론 하는 관찰 결과 종이에 설명 했 듯이, 체계적 샘플링 각 선택 냄새.

이 패러다임에서 테스트 쥐 metacognitive 전송 되기 때문에 그것은 쥐의 metamemory-가능 했다 체결 했다 여러 일반화 테스트를 걸쳐 응답 그들은 수 모니터링 샘플19에 대 한 그들의 추억을. 다른 연구 그룹의 쥐 metacognitive 응답 하 고 그가 확실 하 게 종결 될 수 있다 전에 필요 다른 실험실에서 증거를 확실 한지 알아보는이 패러다임 또는 그것의 유사한 적응을 테스트 하는 것이 중요할 것 이다 동작 내부 보다는 외부 신호에 의해 제어 됩니다. 나 이와 함께 저하,이 중요 한 기억 능력의 존재에 대 한 테스트 유전자 변형 생쥐와 알 츠 하이 머 병의 모델 메모리 기능 장애, 같이 공부 하 고 변환 방식에서 유용한 증명할 수 있습니다. 그것은 특히 연구자 electrophysiological 녹음, 뇌 병 변, 임시 두뇌 비활성화 또는 정품 인증 (예: optogenetics, chemogenetics)와 함께에서이 행동 패러다임으로 고용에 대 한 유익한 것 이러한 조사 metacognitive 프로세스 기본 신경 메커니즘을 명료 하 게 수 있습니다.

Disclosures

아무 공개 보고 있다.

Acknowledgments

우리 감사 합니다 레 베 카 버 그녀의 실험실의 사용에 대 한 비디오 녹화 및 로버트 베라 중이 원고의 이전 버전에 대 한.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Froot loops Kellogg's  B00I8QZ4HM Sweetened cereal 
Sociability Chamber  Noldus Technologies  46503 / 46553
Black Contact Paper  Con-Tact  B000KKMO90
Cardboard 
Ceramic small animal dishes  Norpro B00061N0QO 7 cm. in diameter and 3.8 cm tall
Play sand  ACTIVA B004BNBXJ4 White Sand
Duct Tape 3M B001HT720O Black duct tape
Cinnamon  Simply Organic  FNTR07824 Amazon 
Coffee Folgers  B016KZTPJU Amazon 
Paprika  Simply Organic  B06XB9QGVB Amazon 
Thyme  Simply Organic  579193 Amazon 
Colored Sand  Sandtastik Products  B000Q4O9UW Orange sand 
70% isopropyl alcohol  Swan B00HKDI6WO Amazon 
Dust buster (vacuum)  Black + Decker B01DAI5BZ2 Cordless vacuum 
Metal tracks  Home Depot  EC751BA Used for door in chamber 
Spatula Chef Craft  B00B0M5LQK Bent at a right angle to lower sample cup into testing apparatus

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References

  1. Hampton, R. R. Rhesus monkeys know when they remember. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 98, 5359-5362 (2001).
  2. Templer, V. L., Hampton, R. R. Rhesus monkeys (Macaca mulatta) show robust evidence for memory awareness across multiple generalization tests. Animal Cognition. 15, (3), 409-419 (2012).
  3. Sutton, J. E., Shettleworth, S. J. Memory without awareness: Pigeons do not show metamemory in delayed matching to sample. Journal of Experimental Psychology-Animal Behavior Processes. 34, (2), 266-282 (2008).
  4. Nelson, T. O., Narens, L. Metamemory: A theoretical framework and new findings. Psychology of Learning and Motivation. 26, 125-322 (1990).
  5. Carruthers, P. Meta-cognition in animals: A skeptical look. Mind & Language. 23, (1), 58-89 (2008).
  6. Crystal, J. D. Where Is the Skepticism in Animal Metacognition? Journal of Comparative Psychology. 128, (2), 152-154 (2014).
  7. Kornell, N. Where Is the "Meta" in Animal Metacognition? Journal of Comparative Psychology. 128, (2), 143-149 (2014).
  8. Hampton, R. R. Multiple demonstrations of metacognition in nonhumans: Converging evidence or multiple mechanisms. Comparative cognition & behavior reviews. 4, 17-28 (2009).
  9. Smith, J. D., Couchman, J. J., Beran, M. J. Animal Metacognition: A Tale of Two Comparative Psychologies. Journal of Comparative Psychology. 128, (2), 115-131 (2014).
  10. Smith, J. D., Zakrzewski, A. C., Church, B. A. Formal models in animal-metacognition research: the problem of interpreting animals' behavior. Psychonomic Bulletin & Review. 23, (5), 1341-1353 (2016).
  11. Smith, J. D., Shields, W. E., Washburn, D. A. Memory monitoring by animals and humans. Journal of Experimental Psychology-General. 127, (3), 227-250 (1998).
  12. Inman, A., Shettleworth, S. J. Detecting metamemory in nonverbal subjects: A test with pigeons. Journal of Experimental Psychology-Animal Behavior Processes. 25, (3), 389-395 (1999).
  13. Brown, E. K., Templer, V. L., Hampton, R. R. An assessment of domain-general metacognitive responding in rhesus monkeys. Behavioural Processes. 135, 132-144 (2017).
  14. Basile, B. M., Schroeder, G. R., Brown, E. K., Templer, V. L., Hampton, R. R. Evaluation of Seven Hypotheses for Metamemory Performance in Rhesus Monkeys. Journal of Experimental Psychology-General. 144, (1), 85-102 (2015).
  15. Foote, A. L., Crystal, J. D. Metacognition in the rat. Current Biology. 17, (6), 551-555 (2007).
  16. Foote, A. L., Crystal, J. D. "Play it Again": a new method for testing metacognition in animals. Animal Cognition. 15, (2), 187-199 (2012).
  17. Yuki, S., Okanoya, K. Rats Show Adaptive Choice in a Metacognitive Task With High Uncertainty. Journal of Experimental Psychology-Animal Learning and Cognition. 43, (1), 109-118 (2017).
  18. Kirk, C. R., McMillan, N., Roberts, W. A. Rats Respond for Information: Metacognition in a Rodent? Journal of Experimental Psychology-Animal Behavior Processes. 40, (2), 249-259 (2014).
  19. Templer, V. L., Lee, K. A., Preston, A. J. Rats know when they remember: transfer of metacognitive responding across odor-based delayed match-to-sample tests. SpringerLink. (2017).
  20. Keller, A., Vosshall, L. B. Better smelling through genetics: mammalian odor perception. Current Opinion in Neurobiology. 18, (4), 364-369 (2008).
  21. Barnett, S. A. The rat: A study in behavior. Transaction Publishers. (2007).
  22. Andrews, J. S. Possible confounding influence of strain, age and gender on cognitive performance in rats. Cognitive Brain Research. 3, (3), 251-267 (1996).
  23. Kumar, G., Talpos, J., Steckler, T. Strain-dependent effects on acquisition and reversal of visual and spatial tasks in a rat touchscreen battery of cognition. Physiology & Behavior. 144, (Supplement C), 26-36 (2015).
  24. Bruel-Jungerman, E., Laroche, S., Rampon, C. New neurons in the dentate gyrus are involved in the expression of enhanced long-term memory following environmental enrichment. European Journal of Neuroscience. 21, (2), 513-521 (2005).
  25. Nilsson, M., Perfilieva, E., Johansson, U., Orwar, O., Eriksson, P. S. Enriched environment increases neurogenesis in the adult rat dentate gyrus and improves spatial memory. J. Neurobiol. 39, (4), (1999).
  26. Van Praag, H., Kempermann, G., Gage, F. H. Neural consequences of environmental enrichment. Nature reviews. Neuroscience. 1, (3), 191 (2000).
쥐에 일치 샘플 테스트 지연 Metacognitive 냄새 기반을 사용 하 여 응답에 대 한 테스트
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Lee, K. A., Preston, A. J., Wise, T. B., Templer, V. L. Testing for Metacognitive Responding Using an Odor-based Delayed Match-to-Sample Test in Rats. J. Vis. Exp. (136), e57489, doi:10.3791/57489 (2018).More

Lee, K. A., Preston, A. J., Wise, T. B., Templer, V. L. Testing for Metacognitive Responding Using an Odor-based Delayed Match-to-Sample Test in Rats. J. Vis. Exp. (136), e57489, doi:10.3791/57489 (2018).

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