The Dig Taak: een eenvoudige Scent Discriminatie onthult Tekorten Na Frontale Brain Damage

Neuroscience
 

Summary

In dit protocol wordt een nieuwe toepassing van geur discriminatie beschreven. De Dig taak is een redelijk goedkoop taak die kan worden gebruikt om frontaal gemedieerde cognitie beoordelen na hersenbeschadiging.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Martens, K. M., Vonder Haar, C., Hutsell, B. A., Hoane, M. R. The Dig Task: A Simple Scent Discrimination Reveals Deficits Following Frontal Brain Damage. J. Vis. Exp. (71), e50033, doi:10.3791/50033 (2013).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Cognitieve stoornissen is de meest voorkomende oorzaak van invaliditeit bij de mens na hersenbeschadiging, maar de gedrags-taken gebruikt om cognitie te beoordelen in knaagdier modellen van hersenletsel ontbreekt. Lenen bij de operante literatuur ons laboratorium gebruik gemaakt van een elementaire geur discriminatie paradigma 1 tot 4 om tekorten in frontaal gewond ratten te beoordelen. Eerder hebben we kort beschreven de Dig taak en toonde aan dat ratten met frontale hersenbeschadiging ernstige tekorten in meerdere tests als taak 5 tonen. Hier wordt een meer gedetailleerd protocol voor deze taak. Ratten in een kamer geplaatst en men onderscheid tussen twee scented zand, waarvan een bekrachtiger bevat. Het proces eindigt na de rat ofwel juist discrimineert (gedefinieerd als het graven in de juiste geurende zand), verkeerd discrimineert, of 30 sec verstreken. Ratten die correct onderscheid kunnen herstellen en consumeren de bekrachtiger. Ratten die discriminate verkeerd worden onmiddellijk verwijderd uit de kamer. Dit kan worden voortgezet door een verscheidenheid van omkeringen en nieuwe geuren. De primaire analyse is de nauwkeurigheid voor elke geur pairing (cumulatieve percentage correct voor elke geur). De algemene bevindingen van de Dig taak suggereren dat het gaat om een ​​eenvoudige experimentele voorbereiding die tekorten bij ratten met een bilaterale frontale corticale schade kan beoordelen in vergelijking met ratten met een unilaterale pariëtale schade. The Dig taak kan ook gemakkelijk worden opgenomen in een bestaande cognitieve testbatterij. Het gebruik van meer taken zoals deze kan leiden tot meer accuraat frontale functie volgende schade, hetgeen kan leiden tot therapeutische opties voor behandeling. Alle gebruik van dieren werd uitgevoerd in overeenstemming met protocollen goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite.

Introduction

Hersenbeschadiging als gevolg van traumatisch hersenletsel (TBI) en beroerte is een van de belangrijkste oorzaken van overlijden en invaliditeit in de Verenigde Staten. Samen vormen deze aandoeningen resulteren in een totaal van bijna 2,5 miljoen incidenten, met bijna 500.000 wat de dood of aantasting 6-7. Ondanks deze zware tol op de samenleving, hebben zeer weinig behandelingen zijn ontwikkeld om ofwel TBI of een beroerte te behandelen. Tot op zekere hoogte, kan het gebrek aan beschikbare behandeling opties worden toegeschreven aan onvoldoende gedragsmatige beoordeling van nieuwe geneesmiddelen en therapieën 8. In het bijzonder is er een gebrek aan taken nauwkeurig en gevoelig de effecten van behandelingen evalueren de verschillende cognitieve tekorten na hersenletsel in de preklinische literatuur. Momenteel is de meerderheid van de cognitieve evaluaties die worden uitgevoerd evalueren ruimtelijk geheugen met behulp van een doolhof taak, zoals de Morris water maze 9. Er zijn meerdere redenen voor dit gebrek aan testen inclusief de tijd die nodig isvolledig te karakteriseren en te evalueren cognitieve tekorten, de grote afhankelijkheid op dure apparatuur en expertise om operante taken te gebruiken, en de snelheid waarmee deze evaluaties kunnen worden uitgevoerd. Daartoe hebben we een aangepaste basis geur discriminatie taak, de Dig taak, tot cognitie volgende hersenletsel te beoordelen. The Dig taak is ontworpen om een ​​goedkope, snelle en effectieve tool voor het evalueren van cognitieve dysfunctie volgende hersenletsel bij een TBI of een beroerte zijn.

The Dig taak is gebaseerd op de fundamentele operante principes van leren en besluitvorming. Omdat het slechts twee keuzebepaling paradigma deze taak is een van de eenvoudigste discriminatie die gemaakt kunnen worden. In het protocol onder de informatie voor het instellen van de taak en de training methodologie worden beschreven. We hebben gevonden dat deze taak is het sterkst wanneer de beoordeling frontaal gemedieerde cognitieve gebreken dan met eenzijdige pariëtale tekorten, maar het is nog niet getest onder een model vanhippocampale schade 5. Idealiter zou deze taak geschikt zijn voor het evalueren van de effectiviteit van een behandeling of therapie op het herstel van de frontale tekorten na een letsel. Het is echter mogelijk dat met wijzigingen deze taak ook kan worden gebruikt om meer complexe besluitvorming gedrag zoals impulsiviteit en gegeneraliseerde matching verkennen.

Protocol

1. Benodigde materialen voor Training en testen

  1. Testkamer. Elke container groot genoeg om een ​​dier en twee kopjes geur tegemoet te komen. Ons laboratorium gewijzigd operante kamers (Med Associates Inc) gebruikt met vloer balken verwijderd om ruimte te maken voor de geur kopjes (figuur 1).
  2. Geur bekers en bekerhouders. Kopjes voldoende breed en diep graven mogelijk te maken en een mechanisme / houder te (figuur 2) te stabiliseren.
  3. Scented zand. Onze test protocol dat wordt gebruikt geuren eerder vastgestelde niet tonen response bias bij ratten (cacao, basilicum, komijn, koffie) 4. Elke scented zand gemengd in een verhouding van 1 g tot 110 g odorant reukloos, clean playground "zandbak" zand en kunnen worden opgeslagen in luchtdichte verpakkingen tot 6 maanden.
  4. Bekrachtiger. We fruit lus graan stukken gebruikt als een bekrachtiger. We raden blootstellen dieren de bekrachtiger (via plaatsing in hun kooien) 3 tot 5 dagen voor training te antwoorden neophobic overwinnen.
  5. Stop horloge of timer.

2. Animal Handling voor de training

  1. Handling. Zoals dieren worden geplaatst in en uit de kamers herhaaldelijk hele training / test, raden wij u met de dieren omgaat drie tot vijf dagen voor de training om hen vertrouwd te maken met menselijk contact.
  2. Motiverend. Om dieren te motiveren om uit te voeren op deze taak, een bepaald niveau van het onthouden van voedsel is noodzakelijk. Eten beperking moet worden gestart ten minste drie dagen voor zowel training en testen en dieren kunnen worden gehandhaafd op 90% van de vrije geeft gewicht. Typisch hoeveelheden van 15-20 g chow per dag zijn voldoende, maar dieren gewichten moeten worden gecontroleerd om de andere dag, terwijl voedsel te beperken.

3. Dig Training

Training een dier te graven in het zand kan worden bereikt in een gemiddelde van acht sessies over een periode van vier dagen tijd. Tijdens graven training, moet de kamer worden ingesteld door het plaatsen van twee geur kopjes in het mechanisme / houder en het plaatsen van de geur beker setup in de kamer. De algemene procedure wordt hieronder beschreven met het doel vormen van het dier bij consumptie de bekrachtiger volledig graven in zand te halen.

  1. Sessie 1 - kamer gewenning en tijdschrift training. Volledig vullen de geur kopjes met de bekrachtiger (geen zand). Plaats de dieren in de inrichting voor 30 min zodat het dier vrij consumeren bekrachtiger.
  2. Sessie 2 - zand gewenning. Volledig vullen de geur kopjes met de bekrachtiger en giet een kleine hoeveelheid ongeparfumeerde zand in elke kop, het vullen niet meer dan de helft van de beker. Plaats de dieren in de inrichting voor 30 min zodat het dier vrij consumeren bekrachtiger.
  3. Sessie 3 - oppervlakte graven. Vul de geur cups met een nog mengsel van bekrachtiger en ongeparfumeerde zand, waardoor blootgesteld meerdere versterkers. Plaats de dieren in de inrichting voor30 min zodat het dier vrij consumeren bekrachtiger. In het proces consumptie van het blootgestelde bekrachtigers dient het dier bloot extra versterkingsmiddelen onder het oppervlak van het zand. Het dier moet verschuiven van het gebruik van haar mond om met behulp van de voorpoten aan elkaar bekrachtiger uit het zand te verwijderen.
  4. Sessie 4 - graven. Vul de geur cups met een mengsel van 1 deel bekrachtiger tot 3 delen ongeparfumeerde zand, waardoor een tot twee versterkers blootgesteld. Plaats het dier in de kamer gedurende 30 min zodat het dier vrij consumeren bekrachtiger. Het dier moet beginnen te graven met zijn voorpoten om extra versterkers bloot te leggen en ze te verwijderen uit het zand. Dieren die niet beginnen aan de bekrachtiger te ontdekken na een 10 minuten tijd dient te worden bijgestaan ​​(de onderzoeker moet men bekrachtiger te ontdekken in een tijd totdat het dier leert).
  5. Sessie 5 - vol graven. Vul de geur cups met een mengsel van 1 deel bekrachtiger tot 3 delen ongeparfumeerde zand, waardoor blootgesteld geen bekrachtigers. Place de dieren in de inrichting voor 30 min zodat het dier vrij consumeren bekrachtiger. Dieren moeten worden bijgestaan ​​als dat nodig is. Sommige dieren kan het nodig zijn meerdere instanties van deze sessie om aan te tonen graven gedrag.
  6. Sessie 6 - proces structuur gewenning. Plaats drie bekrachtigers in diepe, midden en ondiepe plaatsen in het zand in elke geur cup. Plaats het dier in de kamer totdat de drie worden uit elke kop, helpen indien nodig. Zodra alle zijn opgehaald, plaats het dier in een inrichting die voor 15-30 seconden en zet de geur cups zoals beschreven in deze stap. Dan, terug te plaatsen van het dier in de kamer en herhaal het proces totdat het dier heeft afgerond vier totaal trials. Het dier moet worden gewend te worden geplaatst in de holding apparatuur en beginnen te graven onmiddellijk wanneer geplaatst in de kamer. Het dier dient ook aangetoond full graafgedrag en ophalen van de bekrachtiger onderaan de geur cup.
  7. Sessie 7 - enkelvoudige bekrachtigers. Plaats een bekrachtiger op de helft van de diepte van het zand in elke beker. Plaats het dier in de kamer en laat ze beide bekrachtigers halen en deze in het bedrijf inrichting voor 30 sec. Herhaal dit proces voor vier totaal proeven. Het dier moet beginnen om sneller te graven en minimale hulp van de onderzoeker nodig.
  8. Sessie 8 - mock discriminatie testen. Vul bekers zoals beschreven in sessie 7. Geef het dier 30 seconden aan beide versterkers op te halen. Plaats het dier in de holding als beide apparaten zijn opgehaald of 30 sec is verstreken. Herhaal deze procedure voor het aantal pogingen dat wordt gebruikt in de testfase. Dieren moeten leren om snel te graven wanneer weer geplaatst in de kamer.
  9. Extra sessies. Afhankelijk van de initiële discriminatie testen, kan de experimentator wilt u bijkomende sessies uit te voeren om het dier vertrouwd te maken met het gegeven geuren. Ratten zal de neiging hebben om in eerste instantie vertonen neofobie en de voorkeurvertrouwde geuren eerder in verband met versterking 10.

4. Discriminatie Testen

  1. De onderzoeker moet kiezen voor een geur pairing, met inbegrip van die geur zal worden gelokt met de bekrachtiger (correcte discriminatie) en welke niet. Aanvullende besluiten, zoals het aantal discriminaties en omkeringen, maximum aantal dagen en proeven, en of zij een voorafgaande letsel pretest zal grotendeels gebaseerd zijn op experimentele vraag (zie aanvullende opmerkingen).
  2. Ratten kunnen worden getest en gegevens die zijn opgenomen met de hand door de onderzoeker. De onderzoeker moet registreren voor elk onderzoek: juist of onjuist keuze, latency te graven initiëren, en studies waarin een rat keer op.
    1. Het aantal toegediende proeven moet naar het oordeel van de onderzoeker (zie aanvullende opmerkingen).
    2. De lengte van de proef dient naar het oordeel van de onderzoeker (zie aanvullende opmerkingen).
    3. De onderzoecher moet willekeurig het proces structuur (links-rechts locatie van de geur cups), met het voorbehoud dat niet meer dan drie trials in een rij zijn aan een bepaalde zijde. Dit zal bijdragen tot het verminderen kant bias.
  3. Om elke proef leiden, plaats het dier in de kamer naar de achterzijde, onderling gelijke afstanden cup. Het plaatsen van een dier dichter bij een kop kan de kans op een bias.
  4. Als het dier goed discrimineert, laat het op te halen en te consumeren van de bekrachtiger, en verwijder deze vervolgens aan de holding apparaat gedurende 30 sec. Als het een time-out of kiest verkeerd, onmiddellijk verwijderen, voordat het "corrigeert" zelf, en plaats deze in de houder apparaat gedurende 30 sec.
  5. Herhaal dit proces voor het gekozen aantal pogingen.
  6. Zodra een dier bereikt een vooraf bepaald criterium (bijvoorbeeld> 80% nauwkeurigheid per dag gedurende drie opeenvolgende dagen), kan het dier naar de volgende discriminatie / omkering en Herhaal dit proces.
  7. 5. Aanvullende opmerkingen

    1. Testen in ons laboratorium bleek dat training en testen de beste helft van een vrucht lus graan stuk gebruikt om verzadiging te vermijden.
    2. Tijdens de training kunnen sommige dieren meer hulp nodig dan anderen. Wij raden het doen wat nodig is om te bereiken graven gedrag. Echter, zodra het testen begint, we nooit proberen in te grijpen en verbeteren van een rat graven gedrag.
    3. Variëren van het totale aantal proeven kan volstaan ​​verschillende laboratoria. Testen in ons laboratorium hebben gebruikt 6, 8, en 12 trials per sessie, 1 sessie per dag, en hebben een voorkeur voor de 8 proefopstelling.
    4. Het variëren van de lengte van het proces kan het nodig zijn in sommige experimentele opstellingen (bijv. dieren onder een stress paradigma kan het nodig zijn toegenomen proef keer of minder in totaal trials).
    5. Een vooraf ingestelde criterium moet worden gebruikt om te bepalen wanneer een dier onder de knie heeft een discriminatie. Testen in ons laboratorium hebben geëist een accuracy groter dan 80% (5/6 trials, 7/8 trials of 10/12 trials) per dag gedurende 3 opeenvolgende dagen. Echter, een hogere criterium (85%) worden gebruikt.
    6. Vooringestelde drempelwaarden / maxima worden gebruikt voor het maximum aantal dagen op een bepaalde geur. Dit zal grotendeels worden bepaald door onderzoeksvraag. Zo worden onze laboratoriumstudies TBI en, als het resultaat van het progressieve karakter van TBI, ratten die niet geraakt hebben criterium verhuisd naar een nieuwe discriminatie / terugneming na 12 dagen testen.
    7. Beslissen of om gewoon pretest of posttest is een vraag die grotendeels wordt bepaald door de experimentele richting. Pretesten kan men uitvoeren van een geheugen beoordeling van het dier na beschadiging, die relevant kunnen zijn afhankelijk van de schade type. Echter, na het testen maakt het mogelijk om te onderzoeken verschillen in de acquisitie-tarief op de discriminaties tussen de groepen. Ons laboratorium heeft en zal blijven beide te gebruiken.

Representative Results

Er zijn twee belangrijke variabelen die kunnen worden opgenomen in de Dig taak: Juist / Onjuist en latentie. Echter, niet-antwoorden worden geregistreerd en geanalyseerd omdat mogelijk belangrijk wanneer motivatie. Deze kunnen worden gebruikt om maatregelen voor analyse zoals nauwkeurigheid (# juist / totaal trials), response bias 11, en ​​latentie te genereren. Deze maatregelen kunnen worden gebruikt om verschillende types van leren, afhankelijk van het ontwerp van het experiment (zie Opmerkingen hierboven) beoordelen. Pretesten van dieren kan een onderzoeker te evalueren geheugen voor een geleerde discriminatie. Terugneming van geleerd discriminatie toestaan ​​dat een onderzoeker om te zien hoe goed een dier zich kan aanpassen aan een veranderende contingentie. Leren van nieuwe vormen van discriminatie stelt onderzoekers in staat om te vergelijken leren in verschillende geur paringen en evalueren van de capaciteit voor nieuwe leren.

Afhankelijk van de opzet van het onderzoek (zie aanvullende opmerkingen hierboven), kunnen deze maatregelen wordengeanalyseerd in een herhaalde metingen ontwerp of kunnen worden samengevoegd in een enkele variabele. Eerder hebben we stortte nauwkeurigheid in een meting van cumulatieve proportie juist om elke geur discriminatie analyseren afzonderlijk 5. Dit gebeurde door optelling het aantal correcte discriminatie en te delen door het totale aantal proeven voor elke discriminatie. Een reeks van one-way between-subjects analyse van varianties (ANOVA's) en vervolgens werden gebruikt om groepsverschillen voor elke na het letsel geur discriminatie te onderzoeken. Kan echter meer stroom worden verkregen voor analyse door gebruik van geavanceerde statistische technieken zoals gemengde effecten modeling. Een ander alternatief is het signaal detectie theorie gebruiken voor gegevensanalyse. Dit is een populaire benadering in de menselijke besluitvorming literatuur en kan de onderzoeker de meeste van de gegevens te onderzoeken van een bepaald onderwerp in een grafiek en snel de mate van nauwkeurigheid, bias, en tekorten 12. Keuze van analytische benadering zal largely gedreven door experimentele vraag, of men wil vergelijken over vormen van leren, te evalueren een enkele vorm van leren, of breng een besluitvorming benadering van de gegevens.

Na bilaterale frontale hersenletsel, heeft ons laboratorium ontdekt dat ratten grote tekorten lijden onder vrijwel alle vormen van leren in deze taak. Frontaal gewonde dieren vertoonden een tekort in het geheugen voor een eerder geleerde discriminatie, alsook problemen het leren van de omkering van die geur pairing (figuur 3). Frontale dieren had ook moeite met het leren van nieuwe vormen van discriminatie (figuur 3). Overeenkomstig eerdere onderzoek 13 was er ook een grote toename in variabiliteit in de frontaal gewonde dieren (figuur 3).

Daar staat tegenover dat eenzijdige pariëtale letsels in ons laboratorium aangetoond dat er geen tekorten in alle vormen van discriminatie in deze taak. Eenzijdige ratten geen stoornissen toonde in mijMory voor een eerder geleerde discriminatie en verwierf ook de omkering discriminatie zeer snel (figuur 4). Ze leerden nieuwe geur paringen zeer snel en (Figuur 4). Bovendien de variabiliteit in de eenzijdig-gewonden groep was zeer laag, met de meeste ratten optimaal blijft functioneren van de taak.

Figuur 1
Figuur 1. Testen in ons laboratorium werd uitgevoerd in een bank van standaard operant kamers (Med Associates Inc) die werden gebruikt in deze taak aangepast door de vier opeenvolgende vloer bars te openen ruimte voor twee kopjes geur.

Figuur 2
Figuur 2. Testen in ons laboratorium gebruikte PVC-pijp eindkappen (6 cm hoog en 5,5 cm in diameter) als de geur cups en een stuk van plexiglas (10 x 22 cm) met twee cirkelvormige gaten geboord (5,5 cm in diameter) als de geur bekerhouder.

Figuur 3
Figuur 3. Deze grafiek toont typische prestaties van sham (blauw) vs frontaal gewonden (rood) ratten over verschillende fasen van het testen in twee verschillende formaten. In paneel A worden de gegevens weergegeven als een staafdiagram met witte stippen die data op individuele ratten in elke groep. In paneel B, worden dezelfde gegevens getekend in een lijngrafiek. Er was geen verschil op de pre-schade discriminatie acquisitie. Echter, na schade en op dezelfde discriminatie, sham ratten presteren op 93% cumulatieve percentage correcte terwijl gewonde ratten presteren op 65% cumulatieve percentage correct. Wanneer een omkering van de discriminatie werd toegediend, injgureerd ratten dalen tot onder de kans prestaties. Ook op een nieuwe geur discriminatie frontaal gewond ratten hadden moeite om het leren van de nieuwe koppeling en verbleef in onderstaande kans prestaties. Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

Figuur 4
Figuur 4. Deze grafiek toont typische prestaties van sham (blauw) vs eenzijdige parietally-gewonde ratten (groen) over verschillende fasen van het testen in twee verschillende formaten. In paneel A worden de gegevens weergegeven als een staafdiagram met witte stippen die data op individuele ratten in elke groep. In paneel B, worden dezelfde gegevens getekend in een lijngrafiek. Er is geen verschil tussen de groepen op een van de discriminatie. Eenzijdig in-jured ratten uitgevoerd op of, in sommige gevallen, iets hoger dan sham niveaus na letsel. Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

Discussion

In deze video, hebben we laten zien hoe de Dig taak kan worden uitgevoerd met behulp van relatief goedkope materialen en, met enige ervaring, kan het testen vrij snel worden uitgevoerd (~ 10 min / dier). Dit maakt de taak gemakkelijk worden opgenomen in bestaande testbatterijen voor TBI, beroerte en andere hersenletsel. The Dig taak is ook robuust in dat het kan beoordelen verschillende aspecten van cognitie, met inbegrip van evaluaties van eerdere leren, omkeringen, en nieuwe overnames (bijvoorbeeld set shifting). Met name heeft de Dig taak is effectief gebleken bij de beoordeling frontale functie na hersenbeschadiging. Bovendien is een dergelijke dig paradigma gebruikt om waardeoverdracht bij ratten na hippocampale schade 4, en dus gemakkelijk kunnen worden onderzocht na TBI.

De belangrijkste voordelen van taken zoals deze zijn de mogelijkheid om andere vormen van cognitie beoordelen dan wat doorgaans getest meeste hersenletsel studies. Bestaat er momenteel een gebrek aan eenvoudig, snel verworven taken voor de beoordeling van frontaal-gemedieerde cognitie na hersenbeschadiging. In het gebied van experimentele TBI, is er een sterke afhankelijkheid doolhoven als enige beoordeling van cognitie 9. Discriminatie en keuzegedrag zijn belangrijke aspecten van frontaal-gemedieerde cognitie die moeten worden geëvalueerd volgende hersenbeschadiging. Deze zijn bestudeerd onder verschillende paradigma (vertraagd matching-to-sample, differentiële versterking van lage reageert inspanning gebaseerde besluitvorming, enz.) in het gebied van de experimentele analyse van gedrag, maar ontbreken in studies van hersenletsel 14-16. De ontwikkeling van nieuwe therapeutica voor de behandeling van schade aan de hersenen vereist validatie over meerdere modaliteiten van sensorische, motorische en cognitieve functies. Taken zoals dit zou kunnen worden van vitaal belang om volledig beoordelen van cognitieve functies onder therapeutische behandeling.

Terwijl de Dig taak representeert een stap in de goede richting te beoordelen hersenfunctie na verwonding er nog beperkingen aan. Het is de bedoeling om eenvoudig te bouwen, te beheren en te analyseren, maar dit betekent dat er hogere grenzen aan wat het kan meten. Momenteel zijn er twee keuzes zijn alles wat kan worden beoordeeld in het kader van de gegeven paradigma. Bovendien, de Dig taak niet gevoelig genoeg om andere aspecten van frontale disfunctie, zoals impulsiviteit, die kunnen interfereren met de besluitvorming van een dier kunnen verwerken.

Terwijl de Dig taak is aangetoond dat succesvol voor ons bij de evaluatie van schade aan de hersenen bij jonge dieren, zijn er nog een aantal dingen die kunnen worden gedaan met de taak om verder te verfijnen en te verbeteren. Deze omvatten het beoordelen van bijzondere populaties (leeftijd, geslacht, stam), te vergelijken rechtstreeks aan de operante paradigma dat is een bewerking van, het uitvoeren van een directe vergelijking van deze taak met andere taken die frontale disfunctie te evalueren na letsel, en het verkennen van additionale manieren te analyseren en te vergelijken met de gegevens die zijn gegenereerd uit de taak. Deze taak is bedoeld om een ​​deel van de problemen in ons vakgebied aan te pakken door het testen van frontale functie op verschillende manieren na hersenbeschadiging. Toch kan een taak niet meten alle cognitieve processen die worden beïnvloed door een hersenletsel. Zo pleiten wij ervoor dat mensen blijven ontwikkelen en verbeteren op taken zoals die beschreven in dit protocol om meer volledig functionele bijzondere waardeverminderingen te evalueren na hersenletsel. Daarbij kunnen we de effectiviteit van geneesmiddelen en ontwikkeling van behandelingen voor hersenletsel verhogen beoordelen meerdere maatregelen.

Disclosures

Geen belangenconflicten verklaard.

Acknowledgments

De financiering van dit project werd verzorgd door ARRA middelen uit NINDS subsidie ​​NS045647.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EQUIPMENT
Operant Chamber Med Associates ENV-008CT Amount: 1 Standard operant chamber, no external devices.
Plexiglas Local Hardware Store N/A Amount: 1 sheet Cut into proper size to fit into chamber.
PVC Pipe End Caps Local Hardware Store N/A Amount: 2 / scent cup setup.
REAGENTS
Sand Local Hardware Store
Various Spices Local Grocery Store
Reinforcer Local Grocery Store

*Equipment is listed for construction per chamber.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Birrell, J. M., Brown, V. J. Medial frontal cortex mediates perceptual attentional set shifting in the rat. J. Neurosci. 20, 4320-4324 (2000).
  2. Bunsey, M., Eichenbaum, H. Conservation of hippocampal memory function in rats and humans. Nature. 379, 255-257 (1996).
  3. Eichenbaum, H., Fagan, A., Cohen, N. J. Normal olfactory discrimination learning set and facilitation of reversal learning after medial-temporal damage in rats: Implications for an account of preserved learning abilities in amnesia. J. Neurosci. 6, 1876-1884 (1986).
  4. Kaiser, D. H., Means, L. Value transfer across odor stimuli using probability of reinforcement in the rat. Behav. Processes. 73, 164-169 (2006).
  5. Martens, K. M., Vonder Haar, C., Hutsell, B. A., Hoane, M. R. Additional options for behavioral testing in rodent models of traumatic brain injury: A simple discrimination task used as a novel method of testing decision-making behavior. J. Neurotrauma. In press (2012).
  6. Writing Group Members. Executive summary: Heart disease and stroke statistics - 2012 update. Circulation. 125, 188-197 (2012).
  7. Injury prevention and control: Traumatic brain injury. Center for Disease Control. Available from: http://www.cdc.gov/TraumaticBrainInjury/index.html (2010).
  8. Narayan, R. K., et al. Clinical trials in head injury. J. Neurotrauma. 19, 503-557 (2002).
  9. Fujimoto, S. T., Longhi, L., Saatman, K. E., McIntosh, T. K. Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury. Neurosci. Biobehav. Rev. 28, 365-378 (2004).
  10. Mitchell, D. Experiments on neophobia in wild and laboratory rats: A reevaluation. J. Comp. Physiol. Psychol. 90, 190-197 (1976).
  11. Baum, W. M. On two types of deviation from the matching law: Bias and undermatching. J. Exp. Anal. Behav. 22, 231-242 (1974).
  12. Swets, J. A., Dawes, R. M., Monahan, J. Psychological science can improve diagnostic decisions. Psychological Science in the Public Interest. 1, 1-26 (2000).
  13. Stuss, D. T., Murphy, K. J., Binns, M. A., Alexander, M. P. Staying on the job: The frontal lobes control individual performance variability. Brain. 126, 2363-2380 (2003).
  14. Burkett, E. E., Bunnell, B. N. Septal lesions and the retention of DRL performance in the rat. J. Comp. Physiol. Psychol. 62, 468-471 (1966).
  15. Porter, M. C., Burk, J. A., Mair, R. G. A comparison of the effects of hippocampal or prefrontal cortical lesions on three versions of delayed non-matching-to-sample based on positional or spatial cues. Behav. Brain Res. 109, 69-81 (2000).
  16. Walton, M. E., Bannerman, D. M., Alterescu, K., Rushworth, M. F. S. Functional specialization within medial frontal cortex of the anterior cingulate for evaluating effort-related decisions. J. Neurosci. 23, 6475-6479 (2003).

Comments

1 Comment

  1. Unfortunately your experiment is confounded by odour cue. The rats that appear to be discriminating might in fact be locating the food reinforcer on the basis of its scent and not the scent of the sand it is buried in. To prove that the sand is functioning as a discriminative cue, you need to intersperse your testing sessions with probe trials that place the behavior on extinction. That being said, I still like what you are trying to do with this task and think that trying to bring more the refined behavioral tests that exist in the EAB into the neuroscience realm will ultimately prove fruitful.

    Reply
    Posted by: Jeff P.
    June 2, 2015 - 11:54 PM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics