Waiting
Login processing...

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

Behavior

Metabilişsel koku tabanlı kullanarak yanıt için test maç örnek testi sıçanlarda gecikmeli

doi: 10.3791/57489 Published: June 18, 2018

Summary

Bu iletişim kuralı metamemory veya bellek farkındalık, Rodents olasılığı araştıran bir yöntem açıklanır. Koku tabanlı gecikmeli-eşleme-için-örnek paradigma için kemirgenler uyarlanabilir şekilde bilişsel onların bellek Birleşik gücü izleme tabanlı yanıtlayabilir ölçüde belirlemek için bir roman, ekolojik ilgili davranış yararlı testtir.

Abstract

Metamemory kişinin anıları gücünü değerlendirmek için bilişsel yetenek gerektirir. Metamemory insan olmayan hayvanlarda olasılığı keşfetmek için çok sayıda davranış görev oluşturulan, birçoğu bellek testleri reddetmek için bir seçenek kullanmak. Sıçanlarda metamemory değerlendirmek için biz önceki görsel gecikmeli-maç-için-örneklem testleri (DMTS)1,primat türlerinin kemirgenler için uygun bir koku tabanlı test için geliştirilen2 adapte tarafından bu düşüş-test seçeneği paradigma kullanılmaktadır. İlk olarak, fareler bir fincan kokulu kum kazma tarafından hatırlamak için bir örnek verilmiştir. Bir gecikmeden sonra sıçan biri örnek sırasında deneyimli aynı koku içeren dört belirgin kokulu cups ile sunulur; Bu eşleşen Kupası seçtiyseniz, fareyi tercih edilen, daha büyük bir ödül alır. Diğer üç eşleşmeyen kum dolu kokulu bardak seçimi ödül yok olur. Öyle ki konular arasında 40 gerçekleştirmek ve % 70 düzeltin, bazen hatırlıyorum bu nedenle fareler sağlanması ve bazen unutuyorum örnek tutma aralıkları ayrı ayrı titre. Burada, metamemory operasyonel tanımı varlığı ve yokluğu davranışsal yanıt aracılığıyla bellek arasında ayırt etmek için yeteneğidir. Bu amaçla, denemeler, üçte iki doğru bir düşüş seçeneği dört seçim bardak (seçim denemeler) ek olarak sunulmuştur. Düşüş-test seçeneği-bir kokusuz renkli kum Kupası ise seçili, konu daha küçük daha az tercih edilen ödül alır ve bellek sınaması önler. ' Nın üçüncü kalan üzerinde düşüş-test seçeneği kullanılabilir (zorla denemeler), değil konular örnek unutulmuş ne zaman doğru Kupası tahmin için neden. Bellek testi almak ve yanlış seçmek yerine zayıf olduğunda seçim testleri, ne zaman onlar hatırlıyorum biliyorum konular düşüş seçeneği seçmelisiniz. Bu nedenle, önemli ölçüde seçilmiş testleri hakkındaki zorla bellek testleri ile karşılaştırıldığında daha yüksek performans düşüş-test yanıt ve metabilişsel yanıt adaptif kullanımı göstergesidir.

Introduction

Metamemory kişinin anıları2,3,4gücünü değerlendirmek için yeteneğidir. İnsanlar sürekli olarak bu bilişsel yetenek göstermiştir iken, orada insan dışı hayvanları Örneğin5,6metamemory varlığı üzerinde tartışma olduğunu. Metamemory olasılığı bir düşüş-test insan dışı hayvanları sunmak için test etmek için bir ortak yöntemi seçeneği, hangi, sonuçları test etmek için doğru bir yanıt için ödül daha garantili, ama daha küçük bir ödül seçtiyseniz. Konular bellek durumlarını izleyebilir, daha sonra testler hafızaları zayıf olduğunda geri çevirmek (değerlendirmeleri görmek için:7,8,9,10).

Son birkaç on yıl boyunca, insan ve insan dışı primatlar11 ve güvercinler12 için geliştirilen yordamlar daha da maymunlar1,2,13 metamemory varlığı için test etmek için çeşitli şekillerde adapte olması . Belki de metamemory maymunlar içinde en seminal çalışma Hampton'ın1 maç örnek testi (DMTS) gecikmiş oldu. Böylece maymunlar hatırlayarak ve örnek unutmadan bir şansı vardı öyle ki zorluk seviyesi orta MTS görev eğitimden sonra örnek ve test arasında gecikmeler titre. Gecikme maymunlar test düşüş sağlayan seçeneği ile sunuldu. Maymunlar bellek güçlerini örnek1izlenen düşündüren konular hangi tercih ettiler zorla mahkemelere, sınava daha önemli ölçüde daha fazla doğru üzerinde denemeler gerçekleştirilen sonuçlar gösterdi.

Şimdiye kadar test çoğu metamemory paradigmalar görsel kullanılan veya en yaygın türleri test göz önüne alındığında hangi şaşırtıcı değil işitsel uyaranlara, zengin görsel insan dışı primatlar Örneğin11,14olmuştur. Metabilişsellik sıçanlarda üstünde mevcut önceki sınırlı araştırma ve kullanılan duyusal modalite Ayrıca görsel ya da işitsel15,16,17,18oldu. Bir koku tabanlı görev kullanılan19yaşındayken metabilişsel yanıt için son sağlam kanıtlar göz önüne alındığında, önceki belirsiz sonuçları sıçanlarda kullanılan standart paradigmalar eksikliği nedeniyle olabilir mümkündür. Biz maymunlar1açıklanan kullanılan benzer DMTS paradigma adapte tarafından farenin birincil anlamda, koku alma, büyük harfle yazılmış bir paradigma19 tasarlanmıştır. Burada açıklanan görevi kemirgen 's doğal kazma davranış yararlanarak bir gıda ödül elde etmek için kum dolu bardak kazma içerir.

Metamemory de, burada sunulan koku tabanlı DMTS görev kullanarak fareler tespit edilebilir. İlk olarak, konular daha değerli bir ödül için açık bir tercih göstermek böylece gıda ödüller hiyerarşisini kurulur. Fareler sonra bir ödül elde etmek için kokulu kum bir fincan içinde kazmak için eğitilmiştir. Kokulu örnek Kupası tanıtımı konular dört belirgin kokulu bardak birini seçmeniz gerekir. Bir ödül aynı koku numune olarak kupa dibine gömüldü. Fareler üzerinde temel MTS testler yetkin olduktan sonra böylece bir % 40 ve % 70 başarı oranı arasında performans düşüyor tutma aralıkları (RIS) için her fare titre. 2/3 üzerinde denemeler, fareler daha az tercih edilen bir ödül için bellek sınaması reddetmek için seçenek sunulur. Rats metabilişsel yetenek düşüş-test seçeneği içinde fareler (denemeler zorla) sınava girmek için zorlamak denemeler (seçim denemeler) sunulur denemeler üzerinde performansını karşılaştırarak değerlendirilir.

Sadece uzun-Evans fareler bu paradigmada test edildi ise, görev laboratuvar sıçan ve fareler daha fazla metamemory kemirgen türlerin çalışma diğer suşların test etmek için kullanılabilir. Ayrıca yaşlı kemirgenler veya Alzheimer hastalığı patolojileri ile transgenik fareler bellek bozuklukları metabilişsel süreçleri nasıl etkilediğini daha iyi öğrenmek için test etmek faydalı olacaktır.

Protocol

Tüm yöntem tanımlamak burada kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) Providence Koleji tarafından onaylanmıştır.

1. test cihazları oluşturma

  1. Bir sosyal etkileşim odası (76.2 x 114.3 cm.), 3 ayrı odalara ayrılmıştır kullanın.
    1. Merkezi oda metal parça yan duvarlar bağlı üzerinden kaydırarak kaldırılabilir bir karton INSERT kullanarak bir örnek ve gecikme kamber bölün.
  2. Diğer odalar için görsel erişimi engellemek için açık duvarlar kapsayacak şekilde opak kişi kağıt kullanın.
  3. Bir oda olarak--(Oda test; bkz. Şekil 1) sağ tarafında kum granül ve kırmızı iletişim kağıt ile zemin kapak. Bu düşüş seçeneği için discriminative bir ipucu görsel ve dokunsal olarak görev yapacak.
  4. Test Oda karşı tarafta seçim test için discriminative bir işaret olarak bir görsel ve dokunsal hizmet için maskeleme bandı şeritler kullanarak yükseltilmiş çizgili yere kapak. Çizgili siyah kişi kağıt ile kapak. Değiştirilmemiş odası kalan Orta üçte bırakın.

2. gelişmekte tercih gıda ödül hiyerarşi/tercih test

  1. Test için olası yiyecek Ödülleri seçin. Bir ödül daha büyük bir ödül olmak emin olun ve bu nedenle "diğer üzerinden tercih".
    1. Mısır gevreği bütün bir parçası daha büyük, "tercih" ödül ve tahıl ¼ parçası daha küçük, "daha az tercih edilen" ödül olarak kullanın.
      Not: Mısır gevreği şekerli mısır gevreği içerebilir veya marshmallow susuz. İki farklı senin (Örneğin tahıl vs standart kemirgen Pelet (TestDiet, 45 mg)) kullanmak mümkündür, ama içinde ve arasında bireylerin kaliteli zaman miktar yerine sıralaması güvenilir bir tercih olmadığını belirlemek zordu ödüller arasında varyasyon kaynağıdır.
  2. Fareler (yetişkin erkek uzun Evans) karanlık sınama içine getirmek Oda 30 dk önce test başlar. Fareler içinde onların günün döngüsünün aşamasında koyu kırmızı aydınlatma test odası, aydınlatmak için kullanın. Eğer değilse, normal aydınlatma koşullar altında video gösterildiği sınayın.
  3. Sıra iki kazanç, Bütün parçası Mısır gevreği ve tahıl, odayı odasının ters köşesinde ¼ parçası (bkz. Şekil 1).
  4. Senin uzak karşı karşıya odasının, karşı tarafta fare yerleştirin ve yemek bir senin fare sağlar.
    Not: Tercih test geçmesine ve tahıl büyük parça tercih edilen ödül olması için konu daha büyük ödül 4 5 denemeler (oturum başına 5 denemeler) üzerinde 2 ardışık oturumlarının yemelisin. Günde iki seans çalıştırın.
    1. Eğer 10 seans sonra tahıl büyük parça için bir tercih gösterilen fare değil, farklı bir ödül tanıtmak.
  5. Test boyunca, rats tercihleri tutarlı kalmasını sağlamak için tercih denetimleri haftada bir kez gerçekleştirmek.
    1. Çalışma tercih tercih test, tahıl odasının zıt köşelerdeki bütün ve 1/4 parça ile aynı şekilde denetler.
      Not: 2 denemeler tercih onay oluşturmaktadır.
    2. Fareler her iki deneme için daha az tercih edilen ödül seçerseniz, sıçan tam tercih testi 5 deneme sürümlerini test.
      1. Sıçan geçerse, test devam edebilir.
      2. Sıçan başarısız olursa, test ateşkes ve farklı türü veya ödül miktarını tanıtmak.

3. genel yöntemleri

  1. Fareler tam deneyci kokuları ve işleme habituated bu yüzden test boyunca tutarlı Denemecileri kullanın.
    Not: Böylece seçmek yukarıya için habituated ve Denemecileri tarafından taşınan fareler test önce en az 1 hafta boyunca insanlar tarafından işlenen olduğunu kabul ediyorum.
  2. Onları yeni odasına alışmana test başlamadan önce fareler onların ayakkabı kutusu kafes (ev-cage) 30 dk test odasına getir.
  3. Test fareler döngü karanlık evre sırasında yapılırsa, sınama ortamının koyu kırmızı aparatı aydınlatmak için ışık dışında tutmak.
  4. Dengelemek için kokulu seçim bardak içerir bir randomizasyon komut dosyası tarafından belirlenen uygun sırayla düzenlenir olun. Bilbo'yu Mısır gevreği ile doğru Kupası yem.
  5. Yalnızca fareyi bir fincan içinde kazmak izin ver ve bir kupa kazma tarafından belirtildiği şekilde seçildiğinde fare cihazlar hemen kaldırın. Sıçan nerede sıçan ödül tüketen bitirebilir miyim ev-kafese koyun.
  6. 4 dk. arası-trial-aralığı (ITI) sabit ev kafeste sıçan olduğunu bir kez bir kronometre üzerinde zamanlama başlar.
    1. ITI sırasında temiz kum ve % 70 izopropil alkol ile zemin aşağı silerek tarafından herhangi vakumlama aparatı döktüm. Önceki duruşmada yemiş oldu değil Eğer ödül atmak. Aynı zamanda, haftada bir kez, seramik bardak eski kum atma ve bardak izopropil alkolle silerek temizleyin.
    2. Randomizasyon script dayalı düzeni yeniden düzenleyerek sonraki duruşma için kum su bardağı hazırlamak ve doğru Kupası canını sıkma.

4. kum su bardağı ve Habituation test cihazları için kazmak için eğitim

  1. Oyun kum yaklaşık ½ fincan seramik bardak içine (6.99 cm. çapında ve 8.81 cm boyunda) dökün.
  2. Yer kum dolu Kupası ile gıda ödül vermek her fare ev kafeste bir gecede.
    Not: Fareler başarıyla Kupası'nda kazmak ve gecede iki gece için ödül yemek için gereklidir.
  3. Sıçan aparatı için test cihazları, 5 min için konu yerleştirerek alıştırmak.
    1. Gıda ödüller aparatı keşif ve açılan kapılardan seyahat teşvik etmek için cihaz boyunca yayıldı. Fareler değil idrar, dışkı boşaltmak veya oda içinde iki gün üst üste için donma emin olun.
  4. Kokusuz kum dolu Kupası gıda ödül ile test cihazları aktarın. Fareler başarıyla kuma kazmak ve en az iki gün üst üste hiçbir dondurma davranış, dışkılama veya idrara çıkma ile ödül almak emin olun. Gerekirse, seramik bardak çıkarın ve tahıllar odasında yerleştirin.

5. maç-için-örnek (MTS) eğitim

  1. Oyun kum yaklaşık 3 bardak kokulu baharat (tarçın, kahve, kırmızı biber ve kekik) ile ¼ çay kaşığı karıştırılarak kokulu 4 farklı kum yığınları oluşturun. Koku yardımlar için denetlemek için ödül yanlış seçim bardak tek parça parçalamak.
    1. Koku gücü gün test arasında tutarlı olması kokulu kum bir kez her hafta ve cam kaplar deposunda klibi için.
  2. ½ su bardağı her kokulu kum 4 bardak içine dökün ve bardak siyah kişi kağıda (MTS görev alan; yarım daire içinde düzenlemek Şekil 1A). Tüm kupaları giriş kapısı eşit uzaklıkta olduğundan emin olun.
    1. Bardak programlama yazılımı "R" örnekleme değiştirme işlevi olmadan kullanarak çıktısı göre atanan pozisyon yerleştirerek düzenleyin.
  3. Konu görünümü dışında ödül tam bir parçası doğru kokulu Kupası'na gömmek. ½ ödül parçası bir örnek aynı şekilde kokulu Kupası gömün. Tüm Ödülleri yüksekliği en az bir ½ yoldan kum gömün.
    1. Sözde rastgele Seç doğru kokulu Kupası tek kısıtlama yok bir koku örnek koku daha--dan 2 kere üst üste olmasıdır.
  4. Konu örnek odasında yerleştirin ve örnek fincan bükülmüş spatula (90 derecelik açı kolu-tepsi) kullanarak alt. Konu örnek Kupası'nı ve kazmak ve ½ tahıl ödül almak izin verir. Konu ödül yeme başlar başlamaz Kupası'nı kaldırın.
  5. Konu ödül yeme tamamladığında, karton oda ayıracı kaldırın ve konu gecikme Oda girerken test odası kapı açık.
  6. "Bir bardak kazma tarafından seçmek" konu izin. Konu bir seçim yapar ve varsa bir ödül alır en kısa zamanda, konu odası ve transfer kafes yerde kaldırın. Fareler her Kupası burnunu çekmek, ama onlar yalnızca tek bir seçenek kazma tarafından belirtildiği şekilde izin verilir.
    1. 4-min ITI sırasında % 70 izopropil alkol ile odası temiz. Dökülen herhangi bir kum vakum ve gerekirse kum bardak doldurmak.
    2. Sonraki örnek Kupası edinin ve hem örnek hem de test Kupası yem. Konu önceki davada yanlış Kupası seçerse, kaldırmak ve yenmeyen ödül atın.
  7. Konular bir 6-duruşma MTS oturum günlük almasını sağlamak. MTS eğitim geçmek için konular doğru Kupası üç altı çalışmaların iki ardışık oturumunda seçmeniz gerekir.
    Not: Bu performans şans yukarıda ama 4 seçmeli test tavanda altında olmasını sağlar.

6. gecikme titrasyon gecikmeli maçı için örnek (DMTS)

  1. Eğitim konuları MTS üzerinde daha önce olduğu gibi devam (0 gecikmeyle başlayan s).
    Not: Performans 40 ve %70 doğru performans şans (% 25) çok üzerinde ama tavan altında olduğundan emin olmak için arasında kalmalıdır. Bu aralıktaki performans sağlar konular yaşamaya ne zaman örnekler onlar ne zaman aynı hatırlıyorum ve örnekler örnek unuttuğunuzda. Bu seçilen denemeler tanıtıldı zaman konuya avantajlı olma fırsatını düşüş-test yanıt kullanımı için oluşturur.
  2. Performans %70 2 ardışık 6-duruşma oturumları için doğru aşarsa, 0 gecikme 30 artırmak s.
    1. Çalışmalarda üzerinde gecikme değil 0 s, kullanım zaman her gecikme için bir kronometre. Konu örnek tüketilen sonra karton bölme duvar yükseltmek ve gecikme odasına girmek konu sağlar. Karton bölücü kapatın ve kronometre gecikme zamanlama başlar.
    2. Sonra 30 s geçti, test odasının kapısını açın ve konu test odası girdiğinde kapıyı kapat.
    3. Duruşmadan önce geri kalanı devam edin.
  3. Performans %70 2 ardışık 6-duruşma oturumları için doğru üzerinde kalmaya devam ederse, sonraki her gecikme 1,5 katı önceki gecikme tarafından artırmak.
  4. Performans için 2 ardışık oturumlarının 40 %'in altına düşerse, gecikme önceki bir kullanılan döndürülür.
  5. Performans için 2 ardışık oturumlarının % 40 ile % 70 arasında kalırsa, bu gecikme konuya özgü ölçütü gecikmeayarlayın.

7. geri çevirmek kullanım eğitimi

  1. DMTS eğitim her oturum sonrası, bir bardak daha bir farklı dokulu ve renkli kum kokulu kum bardak yerleştirin. Daha az tercih edilen ödül, düşüş Kupası olacak tahıl ¼ parçası fincanla yem. Kokulu kum su bardağı odasından kaldırın.
  2. Belgili tanımlık duruşma sırasında DMTS eğitim gibi konu rastgele kokulu bir fincan örnek ve konuya özgü gecikme için gecikme odasında beklemek için izin, taşımak.
  3. Konu kokusuz kum Kupası'na kazmak ve ödül almak izin verir. Sonra konu odasından kaldırın. Bu bir "zorla düşüş" deneme dikkate alınacaktır.
  4. İki zorla düşüş denemeler DMTS eğitim her oturum sonrası kuralları.

8. test: vs seçim denemeler zorla

  1. Denekler üzerinde ölçütü gecikme kullanarak DMTS. Her konu bir 12-duruşma oturumunda günlük sınayın.
    1. Rasgele denemeler "seçim" deneme olmak ve kokulu su bardağı düşüş Kupası yerleştirmek için 8'i seçin. Randomizasyon skripti deneme türü sırasını belirlemek için fazla 3 seçim veya zorla denemeler bir art arda meydana kısıtlaması ile.
      Not: Kalan 4 denemeler ", odasından kaldırıldı düşüş Kupası ile zorunlu olacak".
    2. Konunun ölçütü gecikme bağlı olarak, 2 veya 3 konular bir sıçan ITI sırasında test etmek mümkün olabilir. 1 ilgilinin ITI sırasında ikinci ilgilinin deneme çalıştırın. İzopropil alkolle odası her davadan sonra temizlemek için emin olun.
    3. Denekler on oturumlar hakkında.
  2. Her deneme sırasında fare girer sonra gecikme odası kontrol edin o ya çevirmek sol test düşüş veya sınava girmek sağa dönün ( Şekil 1A; bkz: yukarıdan aşağıya fotoğrafı). Sıçan odanın bir taraftan diğerine geçerse, kayıt (Örneğin "sınava karar verir" ve daha sonra erişir odanın düşüş-test tarafı için).
    Not: Almak veya (görmek sonuçları kağıt19 eşzamanlı potansiyel metamemory testleri vs kapsamlı tartışılması için) dört seçim koku karşılaşmadan önce test reddetmek seçtiği gibi fare, bu nedenle, bir potansiyel metamemory seçim yapar.
  3. Sürekli test ve monitör iki oturum düşüş-kullanım testi sonra zorla denemeler üzerinde doğruluk hesaplayın.
    1. Doğruluk iki oturum boyunca %70 üzerinde doğru çıkarsa, test ateşkes ve titrasyon ile uzun bir gecikme gecikme geri dönün.
    2. Gerileme sınaması yaklaşımlar %0 veya % 100 sürekli kullanıyorsanız (2 dönem), test duraklatmak ve artan veya azalan düşüş oranları % 10 ile % 40 arasında olması sağlanması düşüş-test yanıt değerini göz önünde bulundurun.
    3. Doğruluk için 2 oturum altında %40 doğru düşerse, test ateşkes ve titrasyon ile daha kısa bir gecikme gecikme geri dönün.
    4. Zorla denemeler üzerinde doğruluk % 40 ve % 70 için iki ardışık oturumlarının doğru arasında kalır sonra test için dönün.
    5. Test boyunca, rats tercihleri aynı kalır, tercih yapmak emin olmak için (bir oturum 2 denemeler) haftada bir kez kontrol eder. Tercih çekler yukarıda açıklanan.

9. önerilen Generalization (Genelleştirme) testleri

  1. Sonuçları kağıt19 ' açıklanan metabilişsel transferler koşullarında hangi tek bir ilişki amaçlanmamaktadır dış uyaranlara yanıt yanıt denetlemek büyük olasılıkla olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir gibi bir genelleme test eder.
    1. Fareler üzerinde no-örnek sonda denemeler, hiçbir örnek faz sunulan ancak denemeler RI ve test aşaması için normal denemeler aynıdır sınayın. Rasgele 4 sonda denemeler 12-deneme oturum oluşturan 8 normal örnek deneme ile karışacak. Denekler üzerinde 10 seans. Hiçbir örnek denemeler üzerinde düşüş oranları düşüş oranları üzerinde normal denemeler ile karşılaştırın.
    2. Fareler iki örnek denemeler hangi orijinal örnek kokusu ile iki kez bellek gücünü artırmak üzere konular sunulmaktadır üzerinde sınayın. Rastgele sonda denemeler yukarıda açıklandığı gibi normal örnek deneme ile karışacak. Çift örnek denemeler düşüş oranları normal denemeler üzerinde düşüş oranları ile karşılaştırın.
    3. Test üç farklı RIS ile rats: ölçüt gecikme, daha kısa (Örneğin 0 s) ölçüt gecikme daha bir gecikme ve daha uzun olan bir (Örneğin 4 dk). Öyle ki oturumları 18 denemelerin oluşmaktadır her gecikme dört seçim deneme ile bir oturum mevcut konular içinde ve iki denemeler, zorla. Rastgele tüm denemeler karışacak ve fareler üzerinde on oturumları test. Nerede bellek gücü azalmış ve artmış, sırasıyla üç gecikmeler, mahkemelere düşüş oranlarını karşılaştırmak.

10. veri analizi

  1. Sınama tamamlandıktan sonra ortalama oran her konu için zorunlu ve seçilen denemeler için doğru hesaplamak.
    1. Doğru zorla denemeler oranını bulmak için doğru zorla denemeler tarafından zorla denemeler toplam sayısı sayısı bölün.
    2. Doğru seçilmiş denemeler oranını bulmak için ilk seçim denemeler sayısı azaldı denemeler çıkarma. Doğru seçim denemeler tarafından seçim denemeler her fare için reddedilen denemeler eksi toplam sayısı sayısı bölün.
    3. Grup verileri doğru zorla denemeler için doğru seçilmiş denemeler (bkz. Şekil 2) oranı oranı karşılaştırmak için bir t-test yapmak.
    4. Genelleme testler çalıştırırsanız, t-testleri normal denemeler vs sonda denemeler düşüş oranları üzerinde 9'da açıklandığı gibi gerçekleştirin. Karışık gecikme denemeler için 9.1.3 içinde açıklandığı gibi bir konu içinde faktör olarak zorunlu ve seçilmiş testleri gecikme ve deneme türü ile tekrarlanan bir ölçü ANOVA ile karşılaştırın. Ayrıca, tek yönlü ANOVA düşüş kullanımda arasında gecikmeler doğruluk RI ile çeşitli belirlemek için kuralları.

Representative Results

Metabilişsel konusu yanıt okumak için doğru zorla denemeler (taban çizgisi bellek performansı) oranı doğru seçilmiş çalışmalar veya bir düşüş seçeneği mevcut olduğu denemeler oranı ile karşılaştırılır. Olumlu sonuçlar anlamlı olarak daha yüksek doğruluk zorla denemeler (Şekil 2A) göre seçilen denemeler üzerinde gösterilir. Bu sonuçları fareler bellek durumlarını izlemek ve onların anılarını bir düşüş seçeneği seçilmiş mahkemelere olmadığı durumlarda artış doğruluk önde gelen zayıf olduğunda görev azalan gösterir.

Performans önemli ölçüde daha zorla denemeler göre seçilen denemeler üzerinde doğru değilse, null sonuçlarıdır. Kanıt metamemory içinde rats (Şekil 2B) için bu varsayımsal olmaması ne zaman bunu yapmak için uyarlamalı olurdu düşüş-test seçeneği kullanılmazsa tarafından belirtilir: üzerinde denemeler hangi örnek olduğunu unutmuşum.

Genelleme testler çalıştırırsanız, metabilişsel performans konuları no-örnek denemeler önemli ölçüde düşüş daha normal örnek denemeler düşüş Çift Kişilik denemeler önemli ölçüde daha fazla normal örnek denemeler örnek ve belirtilen. Düşüş kullanım ters bir ilişki zorla denemeler üzerinde doğruluk belirtildiği gibi bellek hassasiyetle göstermelidir. Zorla testleri üzerinde doğruluk deneme koşulu ile farklı değil ise, bu konularda veya metabilişsel davranıyor değil eğer belirlemek mümkün değildir gibi (Örneğin artırmak RI) parametreleri değiştirin. Gecikmeler testleri karışık, seçilmiş testleri üzerinde doğruluk doğruluğu zorla testler üzerinde daha anlamlı olarak daha yüksek olmalıdır ve konular daha kısa RIS daha büyük olasılıkla daha uzun RIS testlerle azalmaya ve az düşüş olasılığı testlerle olmalıdır. Sonuçları kağıt daha fazla bilgi için bkz: Generalization (Genelleştirme) testleri ve ilgili yorumların19.

Figure 1
Resim 1 . Deneysel cihazları ve işlem fotoğrafı. A) 19 izniyle uyarlanmıştır aparatı fotoğrafı. B) deneysel işlem. Kum dolu bardak içinde kazmak için fareler öğretim habituation, ilk adım üzerinde iki gece gerçekleşir. Ardından, fareler için deneysel cihazları habituated ve orada kum dolu bardak içinde kazmak için eğitilmiştir. Konular sonra seçtiğiniz iki ödüller yeşil üçgen ve Kızılay (bütün parça tahıl vs çeyrek parça tahıl) temsil, bir verilir. Fareler bir ödül için önemli bir tercih gösterdikten sonra MTS eğitim, hangi kokulu kum, tarçın, kırmızı biber, kekik ve kahve görüntülerini tarafından temsil edilen su bardağı dolu geçiş. Başarı oranı iki oturum için % 50'in altında ise, konunun eğitim devam ediyor. Fareler başarı oranını % 50 veya üzerinde titrasyon geciktirmek için konu ilerledikçe ise. Gecikme titrasyon sırasında fareler ile MTS Talime devam edin ama örnek test arasında bir gecikme tanıtıldı (0 ile başlayan s). Rats bellek doğruluğu % 70 üzerinde ise, RI artırılır. Doğruluğu % 40'in altına düşerse, RI azalır ve MTS eğitim devam ediyor. Rats doğruluk % 40 ile % 70 arasında için iki ardışık oturumlarının düşene kadar bu döngü devam eder. Bu noktada, fareler ilerleme rasgele oluşan deneysel test etmek için zorunlu ve seçim denemeler karışıyor. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2 . Olumlu sonuçlar metabilişsel yanıt belirten ve metabilişsel yanıt eksikliği gösteren örnek null sonuçlar. A) olumlu sonuçlar 19 izniyle uyarlanmıştır. Ortalama oran zorla ve seçilmiş çalışmaların doğru 120 denemeler üzerinde 9 fareler bir performans türetilmiştir. * p = <.05 eşleştirilmiş iki kuyruklu t-testi üzerinde. Doğru seçilmiş denemeler ile karşılaştırıldığında zorla denemeler üzerinde cevap denemeler anlamlı olarak daha yüksek bir oranda düşüş-test yanıt uygun kullanımını gösterir. B) doğru zorla ve denemeler seçilmiş bir eşdeğer oranda cevap deneme testleri temelinde Hafıza gücü azalan eksikliği gösterir. Şans, 0,25, noktalı çizgiyle gösterilir. Hata çubukları temsil eden standart hata anlamına gelir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Discussion

Burada sunulan metabilişsel fareler bir koku tabanlı DMTS görev kullanarak yanıt değerlendirmek için yeni bir yöntemdir. Kemirgenler birincil duyu olarak koku alma nedeniyle koku kullanımı sıçanlar ve fareler 20,21görsel yardımlar için tercih edilir. Kum kazma kullanımı ekolojik-ilgili kemirgen türler için görev yaparken sıçan, doğal yiyecek bir davranıştır.

Çok önemli bir adım protokolündeki gıda ödüller, hiyerarşisini diğer üzerinde açıkça tercih edilen biri olduğunu garanti etmektedir. Çalışma, erken aşamalarında, fareler sanıldığı arasında tercih edilen ödül, şekerli mısır gevreği ve küçük Standart Gıda Pelet bir parça seçmek için gerekli idi. Ancak, tercih test ödül çeşitleme kaynağı olarak miktar kullanımı neden gelişigüzel seçim davranışı vermiştir. Fareler bir bütün parça Mısır gevreği ve tahıl ¼ parçası arasında seçti ve güvenilir bir şekilde daha büyük miktar tercih. Bir tercih olmadan olup olmadığını gıda kalitesi veya miktarı, bu adım çok önemlidir bu yüzden, azalan üzerinden sınava hiçbir teşvik olduğunu.

MTS doğruluğu % 40-70 doğru aralığı içinde kalması Protokolü'nün bir başka önemli yönü doğru RIS ve ITIS kurmakta olduğunu. Gecikmeler çok kısa ve girişim en az nedeniyle uzun ITIS-ise, fareler "örnek unutmak" deneyimi asla. Bunun tersi olarak, RIS uzun olan ve ITIS çok kısa, test çok zor olur ve fareler asla örnek hatırlıyorum. Böyle yanıt sadece zorla denemeler üzerinde doğruluk ama çok yüksek veya çok düşük düşüş oranları tarafından tespit edilebilir. Konular seçim denemeler yaklaşık % 10-50 düşüş: bir konu her deneme veya hiç düşüşler reddederse, veri olarak olumlu ya da olumsuz metamemory varlığı için yorumlanır olamaz ve düşüş-test yanıt göreli değerini yeniden değerlendirilmiş olması gerekiyor . Deney boyunca ortalama performans zorla denemeler üzerinde sürekli olarak test iki günün sonunda hesaplanır. DMTS daha fazla imtihanlar Rats ilerleme onların performansını, hangi bir dönüş gecikmesi titrasyon başlatmak istiyorsunuz artırabilir (bkz. Şekil 1B) öyle ki doğruluk % 70'in altında kalır gecikmeler uygun şekilde artırılabilir düzeltmek. Örnek için bellek sürekli olarak yukarıdaki % 70 ITI azalan göz önünde bulundurun. Örnek için bellek sürekli olarak aşağıdaki % 40 ITI artan ve/veya dört bellek müdahale azaltmak için 10-20 koku koku örnek boyutunun artırılması göz önünde bulundurun.

Bağlı olarak kullanılan fareler gerginliği, konut çevre ve koyu döngüsü hayvanlar yerleştirilmiştir, bellek zayıf ya da güçlü olabilir. Wistar veya Sprague'ı Dawleys, gibi diğer laboratuvar sıçan suşları için karşılaştırıldığında uzun Evans nispeten daha az denemeler22,23ile bilişsel görevler elde bilinmektedir. Bu nedenle, daha fazla habituation aşamaları ve diğer kemirgen görev bilgi için daha fazla eğitim alabilir. Mevcut çalışmada sıçan erişim oldukça güçlü24,25,26onların anılarıydı mümkün olduğu kadar egzersiz ile zenginleştirilmiş ortamlarda yer. Burada kullanılan fareler de onların karanlık döngüsü sırasında test edildi beri bilişsel performansı artırabilir tersine çevrilmiş bir koyu döngüsü yer alan.

Metabilişsel yanıt seçim zorla testleri ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha yüksek performans ile gösterilen düşüş-test yanıt adaptif kullanımını göstermektedir. Ancak, metabilişsel yanıt dahili bellek ipuçları veya dış yardımlar8güven neden. Aslında düşüş-test yanıt adaptif kullanımı dahili bellek ipuçları sonucu olup olmadığını belirlemek için birçok dış mümkün olduğunca8,14ipuçları gibi ortadan kaldırmak için Denemecileri hedeflemelisiniz. Dış yardımlar kamuya herhangi bir test özel uyaranlara kabul edilir veya konularda ipuçları düşüş-test kullanım8rehberlik için kullanabilirsiniz. Bu görevde potansiyel dış yardımlar bireysel koku, örnek süresi, Yanıt gecikme süresi ve RIS süresi göreli çıkıntı bulunur. Burada ve sonuçları kağıt19 dış yardımlar üzerinde dayalı davranış yanıt dışarı iktidar yararlı daha ayrıntılı olarak açıklandığı gibi bir genelleme testleri deneyler arasında çevre işaret dernekler görev parametreleri işaret tutarsızlık nedeniyle seviyorum.

Bu paradigmada, fare almak veya bellek sınaması (bkz: 8,2), görüntülenmeden önce test reddetmek için karar vermek için gerekli büyük ölçüde düşüş-test yanıt kullanımını kontrol yanıt rekabet olasılığını ortadan kaldırarak. Yanıt rekabet metabilişsel seçim ile aynı anda birincil bellek testi8sunulduğunda görme veya doğru test seçeneği kokusuna göre sınava eğilimi olduğunu. Almak veya bellek sınaması karşılaşmadan önce test düşüş seçmek için fare gerektiren kendisi önemli ölçüde düşüş-test yanıt yanıt rekabet denetimlerini kullanma olasılığını azaltır. Ancak, bu tasarım için bir gelişme almak ya da kendisi test belirli bir yanıt bellekten ayrı bir odada yaparak test düşüş seçmenizi fareler sahip olacak. Bu dış yardımlar8,19daha başarılı ortadan kaldırılması için izin verebilir Bu paradigma aday doğası daha da artıracak. Ek bir iyileşme için gelecekteki çalışmaları için mümkünse, kayıt Yanıt gecikme noktada fareyi sola veya sağa dön konu için gereken zaman test odasına girdiğinde (reddetme veya sınava, sırasıyla). Bu belirli yanıt fazla mesai ile ilişkilendirmek bir dış işaret konular öğrendiği gibi yanıt gecikme hizmet eğer belirlemek araştırmacılar sağlayacak (bkz:8). Aynı zamanda onların yanıtı konuları değiştirmek ve ne zaman kaydetmek için aydınlatıcı olacaktır (8.2 bak; örneğin Oda düşüş test alanına veya tersi MTS seçim taraftan seyahat). Sonuçları gazetede anlatıldığı gibi biz bu davranış yalnızca bir kez, bir karar almak ya da en kısa zamanda onlar test odaya girdi ve bellek karşılaştı önce test düşüş fareler kendisi, hangi onlar did tarafından test sonuç ekler gözlenen Her seçim koku sistematik örnekleme.

Bu paradigmada test fareler metabilişsel transfer çünkü yanıt birden fazla genelleme testler arasında fareler metamemory - yeteneğine sahip olduğu sonucuna varılmıştır onlar hafızalarını örnek19izleyebilir. Fareler metabilişsel yanıt ve bu kabil kesin olarak söylenebilir önce farklı laboratuvarlar kanıtlardan corroborating gerekli olduğu gibi Bu paradigma veya benzer adaptasyonu sınamak diğer araştırma grupları için önemli olacak davranış bir iç tercihan--dan dış cue tarafından kontrol edilir. Yaş ile düşürür, önemli bu anımsatıcı yeteneği varlığı için test transgenik fareler ve Alzheimer hastalığının modelleri ile bellek bozukluğu, eğitimi için translasyonel yaklaşımlar işe yarayabilir. Araştırmacılar birlikte beyin lezyonlar, geçici beyin inactivation'ın veya etkinleştirme (Örneğin optogenetics, chemogenetics) ve elektrofizyolojik kayıtlar, davranış Bu paradigma olarak istihdam etmek için özellikle verimli olmak Bu araştırmalar metabilişsel süreçleri temel sinirsel mekanizmalar aydınlatmak.

Disclosures

Raporlanacak hiçbir açıklamalar vardır.

Acknowledgments

Biz Rebecca Burwell onun laboratuvar kullanım için video kayıt ve Robert Vera sırasında bu el yazması bir önceki sürümü ile yardım için teşekkür ederim.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).
Metabilişsel koku tabanlı kullanarak yanıt için test maç örnek testi sıçanlarda gecikmeli
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

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