Waiting
Login processing...

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

Behavior

ラットにおける試合のサンプル テストを延期臭ベースを使用してメタ認知的応答のテスト

doi: 10.3791/57489 Published: June 18, 2018

Summary

このプロトコルでは、メタ記憶、または齧歯動物でのメモリ認識の可能性を調査するためのメソッドについて説明します。臭気に基づく遅延マッチング-見本パラダイム小説、生態学的に関連した行動テストです役に立つ応答先となる齧歯動物適応的認知のメモリ状態の強さを監視に基づいて範囲を決定するため。

Abstract

メタ記憶には記憶の強さを評価する認知機能が含まれます。人間以外の動物のメタ記憶の可能性を調べるには、多数の行動タスクが作成されているの多くはメモリ テストを拒否するオプションを利用します。ラットのメタ記憶を評価するには、以前視覚遅延一致-サンプル テスト (副交感神経)1,2臭ベースの齧歯動物に適したテスト霊長類種の開発を適応させることによってこの低下テスト オプションのパラダイムを利用しました。まず、ラットの香りの砂のカップを掘ることによって覚えているサンプルのとおりです。遅延の後、ラットは、サンプル中に経験した同じ香りを含む 1 つの 4 つのはっきりと香りカップが掲載します。この一致するカップを選択すると、ラットは最寄り、大きい報酬を取得します。無報酬で他 3 つ一致しない砂入り香りのカップのいずれかの選択の結果します。科目 40 間で実行、時を覚えているようにラット 70% の修正、およびサンプルは時々 忘れて、保存期間は個別に滴定しました。ここでは、メタ記憶の操作上定義は行動応答を通じてメモリの有無を区別する能力です。このため、試験の 3 分の 2 減少オプションが 4 つ選択カップ (選択試験) に加えて表示されます。低下テスト オプション - 無香料着色された砂のカップがある場合で、対象選択小さい優先度の低い報酬を受ける、メモリ テストを回避できます。残りの試験の 3 番目の低下テスト オプションはありません利用可能な (強制試験)、サンプルを忘れては正しいカップを推測する科目を引き起こしています。選択テスト、メモリがテストを受けるし、間違ってではなく弱いとき彼らが覚えているとき知っている科目減少オプションを選択する必要があります。したがって、大幅強制メモリ テストと比較して選択したテストに高い性能は低下テストの応答とメタ認知的応答の適応的に利用を表しています。

Introduction

メタは、1 つの思い出2,3,4の強さを評価する機能です。人間は一貫してこの認知能力を示している、人間以外の動物など5,6のメタ記憶の存在上の議論があります。メタ記憶の可能性の減少試験動物を提示するためのテストの 1 つの一般的な方法、オプションでテストへの正しい応答のための報酬よりも保証が小さい報酬で結果を選択した場合。科目は、メモリの状態を監視できる場合の思い出が弱いときテストを拒否する必要があります (レビューを参照してください:7,8,9,10)。

過去数十年の間に、人間と人間以外の霊長類11とハトの12の開発手順は、さらにサル1,2,13 のメタ記憶の存在をテストするいくつかの方法で適応されています。.おそらくサルのメタ記憶の最も独創的研究は、ハンプトンの1試合のサンプル テスト (副交感神経) の遅延だった。MTS タスクでの訓練の後サル記憶と忘却サンプルのチャンスがあったことなど、難しさのレベルが中間のサンプルとテスト間の遅延で滴定します。以下の遅延、サルはテストを拒否すると発表されました。結果、サルにサンプル1の彼らの記憶の強さが監視されていることを示唆している被験者が強制試験よりもテストを取ることを選んだ彼らのはるかに正確に試験を行った。

テストをこれまでのところほとんどのメタ記憶パラダイムを利用したビジュアルか意外ではないことを考えると、ほとんどが種を広くテスト聴覚刺激は非常に視覚的霊長など11,14をされています。ラットにおけるメタ認知が存在する前の限られた研究の使用感覚のモダリティは、視覚や聴覚で15,16,17,18もされています。メタ認知応答臭ベースのタスクに使用される19の頃の最近の堅牢な証拠を与え、ラットの以前のあいまいな結果が使用される標準化されたパラダイムの欠如されている可能性が可能です。ラットの第一次感覚、嗅覚、サル1上記の使用のような副交感神経のパラダイムを適応させることによって資本金をパラダイム19を考案しました。ここで説明したタスクは、齧歯動物の自然の掘削動作を利用して食品の報酬を取得する砂で満たされたカップを掘るを伴います。

メタは、臭気ベース ダブレットのタスクをここに提示を用いたラットで評価できます。まず、被験者の評価が報酬のための明確な好みを示すので食糧報酬の階層が確立されます。ラットは報酬を取得する香りの砂のカップの中を掘るし、訓練されます。香りサンプル カップのプレゼンテーションに続いて科目は 4 つのはっきりと香りカップのいずれかを選択してください。報酬は、サンプルと同じ香りでカップの下部に埋葬されています。ラットは基本的な MTS テストで堪能したら、パフォーマンスが 40% と 70% の成功率との間に落ちるように各ラットの保存間隔 (RIs)、滴定します。2/3 件の試験、ラットには優先度が低く報酬をメモリ テストを拒否する選択肢が与えられます。ラットのメタ認知能力低下テスト オプションが (強制試験) テストを取るが余儀なくされるラットの試験に (選択試験) を発表、試験のパフォーマンスを比較することによって評価されます。

ロング ・ ラットのみがこのパラダイムでテストが、タスクはラットの実験室および齧歯動物種のメタ記憶をさらに研究するためにマウスの他の系統をテストする使用できます。高齢者齧歯動物またはアルツハイマー病の病理を持つトランスジェニック マウス メタ認知過程に影響を与えるメモリ障害を理解するためのテストに有益でもあります。

Protocol

ここで説明したすべてのメソッドは、機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) プロビデンス大学によって承認されています。

1. 試験装置の作成

  1. 3 別々 の部屋に分けられる (76.2 x 114.3 cm.)、社会的相互作用チャンバーを使用します。
    1. 側の壁に接続されている金属製のトラックをスライドして解除できます段ボールの挿入を使用してサンプルと遅延キャンバーにセンター室を分割します。
  2. 不透明なコンタクト ・ ペーパーを使用して、他の部屋への視覚的なアクセスを防ぐために明確な壁をカバーします。
  3. 部屋---右 (試験室;図 1を参照) の 1 つの側面、砂の粒や赤いコンタクト ・ ペーパーで床をカバーします。これは視覚と触覚と減少オプションの識別キューになります。
  4. 実験室の反対側では、視覚的、触覚識別キュー選択テストを提供するためにマスキング テープのストリップを使用して発生したストライプの床を覆います。黒コンタクト ・ ペーパーとストライプをカバーします。不変の商工会議所の中央 3 分の残りを残します。

2. 開発優先食品階層/選好テストの報酬

  1. テストのための可能な食糧報酬を選択します。大きな報酬をする 1 つの報酬を確保し、したがって「推奨」他の上。
    1. 大きく、「優先」の報酬と穀物の ¼ 部分より小さく、"優先度が低く「報酬として穀物の全体部分を使用します。
      注:穀物は甘くされた穀物を含めることができますやマシュマロを脱水します。また、2 つの異なる報酬 (例えばシリアル標準齧歯類ペレット (TestDiet、45 mg)) を使用することが可能だが、ランキング内および質の量ではなく個人間で信頼性の高い設定であった判断することは困難だった、報酬変化のソースです。
  2. 暗いテストにラット (成人男性の長いエバンス) をもたらすルーム 30 分テスト前を開始。ラットがその日のサイクルの暗期にある場合、試験室を照らす赤い照明を使用します。されていない場合は、ビデオに示すように、通常の照明条件の下でテストします。
  3. 2 つの場所の報酬、穀物の全体の部分と室の右の部屋の反対の隅に、穀物の ¼ の部分 (図 1参照)。
  4. ラットを報酬から遠ざけて、商工会議所の反対側に置き、ラットの報酬の 1 つを食べることを許可します。
    注:好みのテストに合格して穀物の大きい部分が最寄りの報酬であることを確認するには、対象が 5 のうち 4 の試験 (セッションあたり 5 試験) 2 連続したセッションの大きな報酬を食べる必要があります。1 日 2 回を実行します。
    1. 10 セッション後、ラットはない穀物の大きい部分のための好みを示している場合、異なる報酬を紹介します。
  5. テストの期間をとおしてラットの設定が一貫するように、好みチェック週に一度を実行します。
    1. 実行設定は、設定の商工会議所の反対側の角の穀物の全体と 1/4 部分のテストと同じ方法でチェックします。
      注: 2 試験設定チェックを構成します。
    2. ラットでは、両方の試験のための優先度が低く報酬を選択、5 試験の完全好みテストのラットをテストします。
      1. ラットに合格した場合それはテストを続行可能性があります。
      2. ラットが失敗した場合、テストを中止し、別の種類または報酬額をご紹介します。

3. 一般的な方法

  1. ラットは実験者の臭気、処理に完全に慣れているのでテスト全体で一貫性のある実験者を使用します。
    注:それは、ラットをテストする前に処理されている、少なくとも 1 週間の人間によってピックアップされてに慣れ、実験者によって運ばれるようにと見なされます。
  2. 新しい部屋にそれらに適応するテストを開始する前に 30 分のテストの部屋に靴箱檻 (ホーム ケージ) の中でラットをもたらします。
  3. 暗期ラットのサイクルの中には、テストが終了する場合は、テスト環境を暗い赤色灯火装置の点灯を除いての維持に。
  4. 香りの選択カップが対抗のためを含むランダム化スクリプトによって決定される適切な順序で配置されますを確認します。穀物の全体の部分を正しいカップを餌します。
  5. のみ 1 つのカップの中を掘るラットを許可して掘りによって示されるようにカップを選択したらすぐに装置からラットを削除します。ラットが報酬を消費を終えることができるホーム ケージにラットを配置します。
  6. 間-trial-間隔 (ITI) は 4 分に固定ホーム ケージでラットがストップウォッチのタイミングを開始。
    1. ITI 中は、きれいな装置すべてを掃除機で砂と 70% イソプロピル アルコールで床を拭きをこぼした。前の試用期間中に食べられなくなった場合は、報酬を破棄します。また、週に 1 回は古い砂を破棄し、イソプロピル アルコールでカップを拭いてセラミック カップに一掃します。
    2. ランダム スクリプトに基づいて並べ替えることで次の試験の砂のカップを準備と正しいカップを苦しませます。

4. 砂カップとテスト装置に慣れで発掘するトレーニング

  1. セラミック カップ (6.99 cm. 直径と 8.81 センチ) に再生砂の約 1/2 カップを注ぐ。
  2. 場所各ラットのホーム ケージの食糧報酬を砂で満たされたカップは一晩します。
    注:ラットは正常にカップで掘るし、2 つの連続した夜のために夜通し報酬を食べる必要があります。
  3. 5 分用装置における被写体を配置することによって装置をテストするには、ラットを慣らします。
    1. 探査装置と開いているドアを通って旅行を奨励する装置全体の食糧報酬を広めます。そのラット排尿、排便、か行で 2 日間凍結チャンバー内を確認します。
  4. 褒美の餌と無臭の砂で満たされたカップを試験装置に転送します。ラット正常に砂で掘るし、取得報酬ないの凍結挙動や排便、排尿を持つ行に少なくとも 2 日を確保します。必要であれば、セラミック カップを取り外し、商工会議所で穀物を置きます。

5. 試合見本 (MTS) トレーニング

  1. 香りスパイス (シナモン、コーヒー、パプリカ、タイム) の 1/4 のティー スプーンと再生砂のおよそ 3 個のコップの混合によって砂の 4 の異なる香りの杭を作成します。臭気のキューを制御するための誤った選択肢カップで報酬のワンピースは崩れます。
    1. 香り強度テスト日で一貫性のある、週、ガラス容器の店一度香りの砂をリミックスします。
  2. 4 カップにそれぞれの香りの砂の 1/2 カップを注ぎ、黒コンタクト ・ ペーパー (MTS タスク領域に半円形のカップを手配図 1 a)。すべてのカップが入り口のドアから等距離にあることを確認します。
    1. カップを整理するには、"R"交換機能のないサンプリングを用いたプログラミング ソフトウェアからの出力に基づいて割り当てられた位置に配置すること。
  3. 主題の表示、正しい香りカップに報酬の完全な部分を埋めます。同じ香りのサンプル カップに報酬ス ピースを埋めます。すべての報酬、砂の高さの少なくとも 1/2 方法を埋めます。
    1. 正しく香りカップを擬似ランダムに選択、唯一の制約がない 1 つの香りですサンプルの香り 2 回以上行で。
  4. 試料室に主題を置き、曲がったへら (90 度の角度でハンドル トレイ) を使用してサンプル カップを下げます。サンプル カップで掘るし、½ 穀物報酬を取得する主題を許可します。件名は、報酬を食べ始めるとすぐにカップを削除します。
  5. 対象報酬を食べ終わったならば、一度段ボール部屋ディバイダーを持ち上げ、件名遅延の部屋に入ると試験室への扉を開きます。
  6. 掘ることによってカップのいずれかを「選択」する対象を許可します。主題選択を行う場合の報酬を取得しますとすぐに、商工会議所と転送ケージの場所から件名を削除します。ラットはそれぞれのカップににおいを嗅ぐが、掘ることによって示されているように、1 つの選択肢が同伴します。
    1. 4 分 ITI 中 70% イソプロピル アルコールでの洗浄します。こぼした場合があります任意の砂を掃除し、必要な場合に砂のカップを補充します。
    2. 次のサンプル カップを取得し、サンプルとテスト カップの両方を餌します。対象は、前の裁判で不適切なカップを選択する場合は、食べ残しの報酬を破棄します。
  7. 被験者が 1 日あたり 1 つの 6 試験 MTS セッションを受け取ることを確認します。MTS 訓練を渡すために科目選択してください正しいカップ 3 つの六つの試験の 2 つの連続したセッション。
    注:これにより、パフォーマンスはチャンスが 4 選択テストの天井。

6. 遅延遅延とサンプル (副交感神経) で滴定

  1. MTS の訓練科目は従来通り継続 (0 の遅延から始まる s)。
    注:パフォーマンスは、パフォーマンスが天井の下が、チャンス (25%) を上回ることを確認する 40 と 70% の間に残らなければなりません。この範囲のパフォーマンスにより、サブジェクトの経験にインスタンスのときに同じを覚えているときと、忘れると、サンプルのインスタンスします。これは選択した試験を導入している場合、件名に有利である低下テスト応答の使用のための機会を作成します。
  2. パフォーマンスは、2 連続 6 トライアル セッションの 70% を超える場合、0 から 30 への遅延を高める s。
    1. 遅延がない試験で 0 s、使用ごとの遅延時間をストップウォッチ。件名は、サンプルを消費している、ダン ボールの壁を発生させるし、遅延チャンバーに入る主題を許可します。段ボールの仕切りを閉じてストップウォッチの遅延のタイミングを開始します。
    2. 30 後 s に合格した、実験室への扉を開くし、対象が試験室に入った後にドアを閉めます。
    3. 審理としての残りの部分を運ぶ。
  3. 2 連続 6 トライアル セッションの 70% 以上のままにパフォーマンスが引き続き発生する場合は、1.5 倍前の遅延による各後続の遅延を増加します。
  4. パフォーマンスは、2 つの連続したセッションの 40% を下回った場合は、以前のいずれかを使用する遅延が返されます。
  5. 2 連続したセッションのパフォーマンスが 40% と 70% の間残っている場合は、サブジェクト固有の基準遅延としてその遅延を設定します。

7. トレーニング利用の減少

  1. 副交感神経トレーニングの各セッションの後香りの砂カップ反対別のテクスチャと色砂をもう一杯を配置します。優先度の低い報酬減少カップとなる穀物の ¼ 部分とカップを餌します。商工会議所から香りの砂のカップを削除します。
  2. ダブレットのトレーニング、サンプル ランダムに香りカップ サブジェクト固有の遅延のための遅延室で待機する対象で試験を行います。
  3. 香りの砂カップで掘るし、報酬を取得する対象を許可します。商工会議所から件名を削除します。これは「強制辞退」裁判が考慮されます。
  4. 副交感神経トレーニングの各セッションの後 2 つの強制減少の臨床試験を実施します。

8. テスト: 強制選択試験

  1. 被験者条件遅延を使用して副交感神経に。1 日あたり 1 つの 12 トライアル セッションで各教科をテストします。
    1. 「選択」の試験し、香りカップ反対減少カップを配置する試験の 8 をランダムに選択します。試験型の順序を決定するランダム スクリプトを使用して 3 つ以上選択または強制試験に連続で発生する制約を持つ。
      注:残りの 4 試験」が余儀なくされる、"減少カップは、商工会議所から削除で。
    2. 被写体の条件遅延によって 1 匹のラットの ITI の間に 2 または 3 の被験者に可能な場合があります。1 被験者の ITI の中に第 2 主題の試用版を実行します。各試行後イソプロピル アルコールでの洗浄を確認します。
    3. 10 セッションの科目をテストします。
  2. 各試用期間中にネズミが入ったりしたら遅延室ように彼か左折テストを拒否またはテストを右に曲がって (図 1 a; を参照してください上下写真)。ラットが部屋の 1 つの側面から他に移動する場合は、記録 (例えば「受験に決めます」と部屋の低下テスト側に後移動します)。
    注:彼が取るか (将来メタ記憶テストと同時の徹底した議論の結果用紙19参照) 4 つ選択悪臭が発生するまでテストを拒否する選択としてラット、したがって、将来メタ選択肢となります。
  3. 継続的に後テストとモニターの 2 つのセッションの低下テスト使用強制試験の精度を計算します。
    1. 精度は、2 つのセッションにわたって正しい 70% 以上上昇した場合テストを中止し、長い遅延の滴定の遅延に戻ります。
    2. 低下テスト アプローチを一貫して 0% または 100% 使用する場合 (以上 2 セッション)、テストを一時中断して増加または減少率を 10% と 40% の間にある実現低下テスト応答の値を減少します。
    3. 精度は、2 つのセッションの 40% を下回った場合テストを中止し、短い遅延を滴定を遅延させることを返します。
    4. 強制試験精度を 40% と 70% の 2 つの連続したセッションの間維持した後は、テストに戻ります。
    5. テスト、全体でラットの設定は同じまま好みを実行ことを確認するチェック (セッション 2 回) 週に 1 回。好みのチェックは上記の通りです。

9 提案された汎化テスト

  1. 汎化テスト、結果紙19に記載されているをメタ外部刺激とする単一の関連の条件の間で転送を応答が応答を制御する可能性があるかどうかに使用することができます。
    1. いいえサンプル プローブ試験、サンプル段階の提示がないが、試験の RI とテストのフェーズは通常の試験と同一のラットをテストします。ランダムに 4 プローブ試験 12 トライアル セッションを構成する 8 の法線のサンプル試験を混在させます。10 セッションの科目をテストします。減少率が通常の試験のないサンプル トライアルの減少率を比較します。
    2. 記憶の強さを高めるため 2 回元のサンプルの香りでどの科目が表示されます、サンプル試験ダブルのラットをテストします。ランダムに上記のように法線のサンプル試験プローブ試験を混在させます。減少率が通常の試験のサンプル トライアル二重の減少率を比較します。
    3. 3 つの異なる RIs ラットをテスト: 基準遅延、短い (例えば0 s) 基準遅延よりは、1 つの遅延、長いもの (例えば4 分)。4 選択トライアル セッション存在被験者個人内各遅延と 2 つの試験を強制そのセッション 18 試験で構成されます。ランダムにすべての試験の混在した、10 セッションのラットをテストします。3 遅延、記憶の強さの減少、増加、どこの試験の減少率を比較します。

10. データ解析

  1. テストの完了後は、各科目の強制と選ばれた試験の正しい割合の平均を計算します。
    1. 正しい強制試験の割合を見つける、強制試験の合計数で正しい強制試験の数で割ります。
    2. 正しい選択した試験の割合を見つけるには、まず選択試験の合計数から減少した試験を引きます。各ラットの減少試験マイナス選択試験の合計数で正しい選択試験の数で割ります。
    3. 正しい選択した試験 (図 2参照) の割合に正しい強制試験の割合を比較するデータのグループ化に t 検定を実施します。
    4. 汎化テストが実行されている場合は、9 で説明されているようにプローブ試験通常の試験の減少率の t テストを実施します。混合遅延試験 9.1.3 で解説した、被験者内要因として遅延と試験型の反復測定 ANOVA を強制と [選択されたテストを比較します。また、RI と精度が様々 なかどうかを決定するための遅延の減少使用に一方向の分散分析を行います。

Representative Results

被写体のメタ認知的応答を研究するために正しい強制試験 (ベースライン メモリ パフォーマンス) の割合は、正しい選択した試験や存在減少オプションがある試行の割合と比較されます。肯定的な結果は、選択した試験 (図 2 a) 強制試験と比較して有意に高い精度で示されます。ラットのメモリ状態を監視および彼らの記憶が弱い、減少オプションが選択した試験に正確さの増加につながる場合タスクを減少している可能性があることが示唆されました。

パフォーマンスが大幅より強制試験と比較して選ばれた試験に正確ではない場合、結果が null です。この仮説のラット (図 2 b) メタ記憶の証拠の欠如はそれはように適応きたとき低下テスト オプションを使用する失敗によって示される: 試験サンプルが忘れていた。

汎化テストが実行されている場合は、メタ認知的パフォーマンスは科目なしサンプル試験を大幅に低下する場合より通常のサンプル試験とダブル衰退サンプル試験大幅通常サンプル トライアルより示されます。強制試験の精度で示されているように減少使用メモリ精度と逆の関係が表示されます。強制テストの精度は、試験条件により変化しません、する場合は、科目、metacognitively が動作しないかを決定することが可能だから、パラメーター (例えば増加 RI) を変更します。遅延テストを混合すると、選択したテストの精度は強制実験での精度よりも有意に高いはずし、科目が短い RIs と長く RIs を使ってテストを拒否する可能性が高いと減少する可能性が最も低いテストをする必要があります。汎化テストとそれぞれの解釈19詳細結果についてを参照してください。

Figure 1
図 1.実験装置とプロセスの写真。A)権限を持つ19から適応装置の写真。B)実験的プロセス。慣れ、砂で満たされたカップの中を掘るラットを教えるの最初のステップは起こる 2 泊。次に、ラットは実験装置に慣れている、砂で満たされたコップがで掘るために訓練されます。被験者は、緑の三角形と赤新月社 (穀物の 4 分の 1 部分穀物の全体の作品) として表される 2 つの報酬の選択を与えられています。ラットでは、1 つの報酬の重要な選好を示す後、カップがシナモン、パプリカ、タイム、およびコーヒーの画像で表される香りの砂で満ちている MTS トレーニングに移行していく。成功率が 50% 以下 2 つのセッションのため、件名はトレーニングを続けています。場合は、ラットの成功率は 50% 以上で、滴定を遅延する件名が進むです。遅延の滴定の間にラットは MTS トレーニングを続けるが、サンプルとテストの遅延 (0 から始まる s)。ラットの記憶精度が 70% を超える、RI が増加します。精度は 40% を下回る、RI が減少し、MTS トレーニング続行します。このループは、ラットの精度は 2 つの連続したセッションの 40% から 70% まで落ちるまでに続けています。この時点でランダムに成っている実験にラットの進行状況は、強制と選択試験を混在させます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2.肯定的な結果のメタ認知的応答を示すとメタ認知的応答の欠如を示す null 仮説の結果。A)権限を持つ19から適応する肯定的な結果。強制および選ばれた試験の正しい割合の平均は 120 試験 9 ラットのパフォーマンスから派生しました。* p = < 両側 t 検定に.05。試験強制試験と比較して選ばれた試験の正解の有意に高い割合では、低下テストの応答の適切な使用を示します。B)正しく強制し、試験を選択試験回答の相当割合が低下記憶の強さに基づいてテストの欠乏を示します。0.25、チャンスは点線で示されます。誤差範囲は、平均の標準誤差を表しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Discussion

ここに提示臭ベースのダブレット タスクを用いて、ラットのメタ認知的応答を評価するための手法です。齧歯動物の主な意味として嗅覚によるラットおよびマウス20,21の視覚的な合図に臭気の使用お勧めします。砂を掘るの使用は、ラット、齧歯動物種の生態学的関連タスクを作る自然採餌行動です。

プロトコルの重要なステップは、1 つは、他の上に明確な推奨食品の報酬からの階層があることは確実です。研究の初期段階は、ラット推定最寄りの報酬、甘くされた穀物と小さな標準食品ペレットの一部の間で選択する必要があります。ただし、選好テスト量を報酬変動のソースとしての使用の原因と無差別の選択行動が得られました。ラットは穀物の全体部分と穀物の ¼ 部分との間を選択しより多くの量を確実に支持します。基本設定、なしかどうか食品の品質や数量、テストを行うので、このステップは非常に重要です、それを減少するインセンティブはありません。

正しい 40 ~ 70% の範囲内で MTS の精度を維持できるように適切な RIs とはプロトコルの別の重要な側面は確立します。遅延が短すぎるとの干渉は最低限で長いことにより、ラットのサンプルを「忘れる」決して経験します。逆に、RIs が長すぎる、短すぎるである、テストがあまりにも困難になるし、ラットはサンプルを覚えていません。強制試験の精度が高すぎるか低すぎる下落率だけでなく、そのような応答を検出できます。科目は、選択試験の約 10-50% を拒否すべき: 主題は、すべての試用版または決して減少に低下した場合、正もしくは負のメタ記憶の存在と、データを解釈できないし、低下テスト応答の相対的な値を再評価する必要があります.実験を通して強制試験の平均パフォーマンスが一貫してテストの 2 日間の終わりに計算されます。ダブレットのより多くの臨床試験によってラットの進捗状況として、パフォーマンスが向上、遅延の滴定が開始、精度が 70% 以下に残るように遅延することができます適切に増加するよう修正 (図 1B参照)。サンプル用のメモリが継続的に 70% を超える場合は、ITI を減らすことを検討します。サンプル用のメモリが常に 40% を下回る場合は、ITI の増加および/または 4 から 10-20 悪臭メモリ干渉を減らすために臭気サンプル サイズの増加を検討してください。

ラットを用いてのひずみによって住宅環境や明暗サイクル動物に入って、弱いまたは強い記憶があります。その他ラットの実験室株ウィスター ・ スプレーグ氏 Dawleys などと比較して長いエバンスの比較的少ない試験22,23認知タスクを取得する知られています。慣れのより多くの段階とタスクを学ぶ他の齧歯動物のためのより多くのトレーニングをかかることがあります、したがって、します。本研究ではラットはそれ彼らの記憶が比較的強い24,25,26可能ですので運動へのアクセスを高濃縮環境で収容されました。ここで使用されるラットは、以来、彼らは暗いサイクルの間にテストされた認知パフォーマンスが向上可能性があります逆明暗サイクルにも収容されました。

強制のテストと比較して選択に大幅に高い性能によって示された低下テスト応答の適応使用はメタ認知的応答を示唆しています。しかし、メタ認知的応答を内部メモリ キューまたは外部キュー8依存から行います。実験者は実際に低下テストの応答の適応的に利用が内部メモリ キューの結果であるかどうか、多くの外部キューが可能な8,14を排除も目指すべき。外部の手がかりである任意の公開テスト固有の刺激または科目キュー可能性があります低下テスト使用8を導くために使用しています。この作業では潜在的な外部の手がかりには、個々 の臭気、サンプルの継続時間、応答遅延、および RIs の期間の相対的な顕現が含まれます。実験間でキューのタスク パラメーターで矛盾のため環境のキュー団体のような汎化テストここで、結果用紙19役に外部の手がかりに基づく行動応答を判決でより詳細に説明されているよう。

このパラダイムでラットが取るかメモリのテストは (8.2 を参照) を表示する前にテストを拒否する決定を下すに必要な大きく低下テストの応答の使用を制御する応答競争の可能性を排除すること。応答競争はメタ認知的選択が一次メモリー テスト8と並行して提示される視力または正しいテスト オプションの匂いに基づくテストを取る傾向であります。自体を取るまたはメモリのテストが発生するまでテストを拒否する選択するラットを必要とする大幅低下テストの応答の応答競争コントロールを使用する可能性が低くなります。しかし、このデザインに 1 つの改善はラットを取るまたはメモリから別の部屋で特定の応答自体をテストすることによって、テストを拒否する選択を持っているでしょう。これはさらに、外部キュー8,19のより多くの成功の除去のこのパラダイムの将来の性質を増加させます。追加の改善、将来の研究は、可能であれば、応答遅延時間を記録時点でラット左折または右折する件名にかかる時間をテストの部屋に入るとき (拒否またはそれぞれテストを取る)。これにより、応答の待ち時間を務めた外部キュー科目特定応答残業と関連付けることを学んだかどうかを決定する研究者 (8を参照)。時と場合の科目変更彼らの応答を記録する啓発的なことはまた (8.2 を参照してください; 部屋低下テスト領域またはその逆の MTS 選択側から旅行など)。一度だけ、結論自体は、彼らがしていたをテストすることを取るかテスト部屋に入るとすぐに、メモリが発生する前に、テストを拒否する決断をしたラットに追加するこの現象が見られました結果稿で説明したように体系的に各選択の臭気をサンプリングします。

ラットはメタ記憶のことができることそれと結論された複数の汎化テストで応答をこのパラダイムでテストしたラットはメタ認知的転送されるためには、サンプル19の記憶を監視彼らでした。ラットあるメタ認知的応答とすることができる確信を持っていえる前に述べ、異なった実験室から証拠を必要に応じてこのパラダイムまたはそれの同じように適応をテストする他の研究グループのため重要となります動作は、外部ではなく内部キューによって制御されます。年齢とともに低下する、この重要なニーモニック能力の有無のテストはトランスジェニック マウスとアルツハイマー病のモデルなど、メモリ障害を勉強するトランスレーショナル アプローチに有用証明するかもしれない。特にとして脳障害、一時的な脳不活化またはアクティベーション (例えばオプトジェネティクス、chemogenetics)、電気生理学的記録と組み合わせてこの行動パラダイムを採用する研究者にとって有益であろうこれらの調査は、メタ認知過程の神経メカニズムを解明があります。

Disclosures

レポートへの開示はありません。

Acknowledgments

我々 はこの原稿の以前のバージョンのヘルプのビデオ録画とロバート ・ ベラ彼女の実験室の使用のためレベッカ バーウェルをありがちましょう。

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).
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