5 - 選択肢シリアル反応時間タスク:げっ歯類のための注意のタスクや衝動調節

Behavior

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Summary

このプロトコルは、げっ歯類で注目を集め、衝動制御を研究するために使用さオペラントベースのタスク5の選択肢のシリアル反応時間課題について説明します。標準タスクの変形例である試験日の課題は、タスクの柔軟性を高め、より完全に行動を特徴付けるために他の操作と組み合わせることができる。

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Asinof, S. K., Paine, T. A. The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents. J. Vis. Exp. (90), e51574, doi:10.3791/51574 (2014).

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Abstract

このプロトコルは、げっ歯類で注目を集め、衝動制御を研究するために使用さオペラントベースのタスク5の選択肢のシリアル反応時間課題について説明します。試験日の課題、標準タスクへの変更は、体系的に注意や衝動制御のいずれかを制御する神経システムに課税するために使用することができます。重要なことは、これらの課題は、無傷の動物での研究室全体で行動に一貫性のある効果を持っており、ラットを、標準タスクでテストしたとき明らかにならない認知機能のいずれかの機能強化や財政赤字を明らかにすることができます。収集された行動測定のさまざまな他の要因( すなわち 、鎮静、動機付け障害、運動障害)が性能の変化に寄与しているかどうかを決定するために使用することができる。それは、薬理学的分子、および遺伝子技術との組み合わせに適しているので、5CSRTTの汎用性がさらに向上する。

Introduction

5の選択肢のシリアル反応時間課題(5CSRTT)は注意欠陥多動性障害(ADHD)と診断された1,2人が表示する行動障害を理解するためにケンブリッジ大学のトレバー·ロビンスらによって開発されました。それは、人間の3で注目を研究するために使用される連続パフォーマンス·タスクに基づいている。注意を払って他の情報4を無視して特定の刺激や情報に認知資源の焦点を割り当て、維持する能力として定義される。タスクが最初にラットを1,2で使用するために設計されたが、マウスバージョンは、5,6開発されている。

基本5CSRTTは開口部の1の短い光刺激(キュー)のプレゼンテーションのための5つの開口部の水平アレイをスキャンするラットが必要です。ラットが刺激を検出すると、それは鼻砂糖ペレット報酬を受け取るために点灯開口に突く必要があります。このようにして、タスクは5空間的に別個の開口部を横切って彼らの注意を分割し、刺激が与えられた裁判で、セッション1,7内の複数の臨床試験全体で提示されるまで、注意を維持するために両方にラットを必要とします。注目は、典型的には、反応の正確さによって評価される。事前強力なまたは不適切な9応答保留する能力:5CSRTTは、もともと関心を評価するために設計されていますが、それはまた、衝動的行動や反応阻害1,7,8を評価するために使用されている。タスクの間に、ラット間トライアル間隔の期間(ITI)の応答を差し控えると刺激が開口部1の1で提示された後のみ応答する必要があります。このように早期の応答は、ITI前刺激へのプレゼンテーション中に発生するものは、衝動的行動の有用な指標を提供する。

5CSRTTは信じられないほど柔軟性があり、タスクがあり、基本的なタスクの多くの変更がある( すなわち 、試験日の課題)それはより慎重に操作が行動にどのような影響を与えるか実験的な検討するために実施することができる。例えば、刺激持続時間を減少させるか、ITIを短くすると、タスクの注意負荷を増加させる別のメカニズムであると系統的に注目1,7,10-12のサブドメインを評価するために用いることができる。これとは対照的に、刺激持続時間を増加させると、タスクの注意需要を最小化する。これは、操作は、タスク12の基本的な応答の要求を実行する能力を妨げるかどうかを決定するために使用することができる。 ITIの持続時間を増加させると、特定操作が1,7,8,13-15応答衝動に影響するかどうかを決定するために用いることができる。さらに、そのようなちょうど記載されたような試験日の課題を使用して、よく訓練されたラットでは明らかにならない行動の障害10または強化16,17を明らかすることができる標準的な試験パラメータを用いて試験した。

重要なことは、5CSRTTは従順tとする多数の異なる技術とOの組み合わせ;例えば認知は、離散の脳領域10,18-20の病変、以下検討されている、または選択的神経伝達物質は、2,21,22を枯渇。行動薬理学的研究は、医薬品29-32の全身16,17,23-28または個別のどちら頭蓋内投与を使用している。さらに性能を容易に12,16,17,29-32急性および慢性の薬物投与の13,14,23,33後に評価される。離散脳領域における神経伝達物質の放出34および代謝活性35上のタスクのパフォーマンスの影響も評価されている。また、タスクのパフォーマンスは、ベースライン注意性能30,31または15,32衝動性のレベルに基づいてグループにラットを分離するために使用することができる。最後に、5CSRTT 5,6のマウスバージョンの出現により、タスクは注意およびimpに対する遺伝的寄与を調査するために使用されているulseコントロール5,36-39。

5CSRTTは、同時に複数の認知機能を評価し、それが日常的に精神及び神経疾患の動物モデルの文脈において認知機能障害を評価するために使用されている、薬理学的および分子遺伝学的アプローチの多様な組合せで使用することが適しているからである。例えば、5CSRTTは、注意欠陥多動性障害(ADHD)37,40,41、統合失調症23,33,42、薬物嗜癖13,14,43-45、アルツハイマー病18における認知混乱の根底にある神経生物学を研究するために使用されている、39、パーキンソン病36、及びハンチントン病37。

このプロトコルは、5CSRTTトレーニングラットのためのガイドラインを提供します。性能尺度の数を収集することができるので、私たちはresulの方法共通のパターンを記述tsが解釈されるべきである。さらに、いくつかの基本的なプロトコルに共通する変形例では、試験日の課題は、記載されている。

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Protocol

この手順は、動物の使用を必要とする。これらの手順は、オベリン大学施設内動物管理使用委員会によって承認され、実験動物の46の管理と使用に関する指針に従っているた。

1 5CSRTT装置

  1. 5CSRTT装置の概略を図1に提供される。
    1. 5CSRTT装置は2プレキシグラス側壁と、ステンレス製の格子床とオペラント条件付け室(30.5 X 24.1 X 29.2センチメートル)で構成されています。
    2. アルミフロント壁は丸められ、5鼻突く穴(2.5×2.2×2.2センチメートルそれぞれ)が含まれている。各開口部は、発光ダイオード(LED)及びラットの鼻の挿入を検出可能な赤外線センサを備えている。
    3. アルミ後壁は、食品の雑誌が含まれています。このペレットディスペンサーに接続されており、赤外線センサ、小さなincandescenが装備されているトン軽い。
    4. チャンバ全体を照明することができる白熱ハウス光は、後壁の上部に固定されている。
  2. ハウス換気の内5CSRTT装置は、弱毒化したオペラント条件付けチャンバーを鳴らす。
  3. オペラントチャンバーを制御し、データを収集するためにPCコンピュータを使用。

2。アニマル住宅と準備

  1. 手順は、実験動物の使用を必要とする;いずれの実験を開始する前に、施設内動物管理使用委員会(IACUC)から認可を受けなければならない。
  2. ペアでハウスラット。
    1. 22±1℃の一定温度で部屋の中(午前7:00に点灯)14時10明/暗サイクルでのラットを維持
    2. ラットのホームケージ内の水しばらくへの無料アクセスを許可しますが、食べ物はそれらを制限します。
    3. フードマガジンの先頭に2〜5日の前に、それらの自由給餌重量の85〜90%にしたラットを制限し、5CSRTTのトレーニングとテストを通して。毎日のトレーニングセッションの後、ラットをフィードし、彼らが(〜5グラム/週)体重が増えていることを確認する毎日それらを比較検討する。

3 5CSRTT手順

  1. 一般的な5CSRTTトレーニングの考慮事項
    1. 一日の標準時間週5日以上での鉄道ラット;訓練は、多くの段階を介して行われます( 表1を参照)、数週間かかります。
    2. 同じオペラントチャンバー内の電車と試験ラット(セクション下の3.2から3.5を参照)。ラットの環境での小さな偏差は、彼らのパフォーマンスに影響を与えることができます。
    3. (あなたの獣医と相談した後、または別の消毒)消毒液の次亜塩素酸ナトリウムを含有する水とチャンバーのクリーンな各セッションの最後に、すべての表面。
  2. マガジン
    1. 最初のセッションの前に彼らのホームケージにラットへの糖ペレット(45 mg)を導入する。これは新奇恐怖症を最小化し、ラットはretになり確実にフードマガジンからrieve砂糖ペレット。
    2. 開口穴と(上のファン)が閉塞しオペラントチャンバー内にラットを置きます。ラットは5分間チャンバーに馴化させます。
    3. 固定インターバル20秒(FI-20、1日目)スケジュールまたはFI-30のスケジュール(2日目)のいずれかにマガジン60砂糖ペレットを配信。
      注:セッションの期間や雑誌光はペレット配送時に点灯しますと、ペレットが取得されるまで点灯したままできるためにhouselightが点灯したままにすることができます。
    4. セッションノートの最後に砂糖ペレットが消費されているかどうか;少なくとも2日間、またはペレットがすべて消費されるまで訓練を続ける。
  3. 5CSRTTトレーニング
    1. 図2は 、単一の5CSRTT試験の概略図を提供しています。
    2. 上のファンとオペラントチャンバー内に各ラットを置きます。ラットは5分間チャンバーに馴化させます。
    3. 馴化期間の終了時に、雑誌の光を照射するとoを提供NE砂糖ペレット。このペレットを取り出した時に最初に審理が開始されます。
    4. 唯一の家のライトが点灯されている間の間トライアル間隔(ITI)とそれぞれの試行を開始します。 ITIの終了時に、擬似ランダムに所定の刺激持続時間のための開口光の一方を照らす。刺激提示に対応するため、ラットの時間を許可する。ラットを応答するように許可されている時間は、限られたホールド(LH)である。
    5. 鼻は、雑誌の光の雑誌や照明への糖ペレットの配信で照明絞り結果への応答を突く。そのような応答は、正しい応答と見なされます。雑誌の光を消すと、ペレットの取得の際に次の試行を開始します。
    6. 鼻はタイムアウト(TO)になる(不正解の回答)と故障がLH(不作為)の間に対応するために点灯していない開口部に対応を突く。 TO中にhouselightを消す。 houselightを照射することにより、TOの終了時に次回の公判の開始を知らせる。
    7. 早期の応答としてITI中に鼻突く応答をスコア。 TO周期でこれらの応答を罰する。早期の応答に起因TO後に同じ裁判を再開。
    8. いずれか早い方、90試験は、30分後に、各セッションを終了します。
    9. 訓練の第一段階では30秒、30秒にLH、2秒、には2秒ITIに刺激持続時間を設定します。 ( 表1参照)刺激持続時間は1秒であり、LH、ITIとTOはすべて5秒になるように訓練を越え、これらのパラメータを調整します。彼らが提案され、訓練の基準に達していたら、次のトレーニングの段階にラットを移動します。試験ラットは、彼らは最終段の安定した性能を発揮した後。
      注:週5日の訓練を受けた場合は、SDラットは、通常、4〜8週間以内に基準性能(〜65%の精度、<20%の欠落)に達する。ラットの異なる株は、しかし、タスクを実行するための異なる能力を持っている。例えば、リスターフーデッドラットは高レベルを達成することができる(。。; Mizraブライト、2001 、バーリ 、2008)、短い刺激持続時間(0.5秒)を使用して、より少ない不作為(<20%)と精度(> 80%)。これは、使用される研究者がラット(またはマウス)の歪みを反映するように刺激パラメータと基準の性能を調整することをお勧めします。
  4. 5CSRTTテスト
    1. 最後の3-5セッション間で各メジャーのパフォーマンスを平均化することにより、ベースラインパフォーマンス(%の精度、%省略、時期尚早の応答)を計算(下記参照)。 (必要な場合)のグループにラットを分割するためにこれらのデータを使用するか、個別のラットのベースラインとして。
    2. さらに行動を調べるために試験日の課題( 表2)を使用します。
    3. 被験者のデザインの中では、試験日チャレンジセッションのある研修をまき散らす。
      注:試験日の課題は、標準的なタスクに行動試験を補完するために使用することができる。これらの操作は、広範囲の後に明らかにならない行動の微妙な変化を明らかにすることができます標準タスクおよび/または性能不足の本質をよりよく理解するために使用することに関する訓練。
  5. 5CSRTTパフォーマンス対策
    1. 業績指標を計算するために、コンピュータを使用してください。
    2. (%精度)、応答の精度:正しいと誤った応答の合計によって、正しい応答の数を割ります。これは注意の主要な尺度である。
      [#正答/(#正答+#誤った応答)]×100
    3. 脱漏:ラットが完了した試験の総数で応答しませんでした試行回数で割ります。 %の省略は注意を反映することができ、またこのように遺漏の解釈は、他の業績指標に依存して、鎮静、モチベーションと運動能力に影響されます。
      [#の省略が/(#抜け+#正答+#誤った応答)]×100
    4. 正解:トライアルカンプの総数で、正しい応答の数を割りleted。
      [#正答/(#抜け+#正答+#誤った応答)]×100
    5. 不正解の回答:完了した試験の総数で誤った応答の数を割ります。
      [#不正解の回答/(#抜け+#正答+#誤った応答)]×100
    6. 早期の応答:ITI中に行われた応答の数を決定します。これは衝動的行動の主要な尺度である。
    7. 固執応答:ラットが正しい応答をしたが、砂糖ペレットの回収の前にした後、任意の開口部に鼻突く応答の数を決定します。これは強迫的行動の尺度である。
    8. マガジンエントリ:マガジンに鼻突く応答の数を決定します。これはモチベーションの尺度である。
    9. 待ち時間は、応答を修正するには:正しい応答に刺激の開始から平均時間を計算します。処理速度や意思決定の尺度。
    10. 遅く不正なレスポンスへNCY:間違った応答に刺激の開始から平均時間を計算する。処理速度や意思決定の尺度。
    11. 検索レイテンシ報酬:砂糖ペレットの報酬を取得するために、ラットの平均時間を計算し;モチベーションを反映することができます。

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Representative Results

5CSRTTプローブ視空間注意の操作は

タスクの注意要求を変化させるための1つのアプローチは、刺激の持続時間を変えることである。 (; 12から適応図3B)刺激持続時間が減少すると、%精度( 図3A)および不作為%の増加を減少させる。このように短い刺激期間は、タスクの注意需要を増加させ、より長い刺激期間は、タスクの注意需要を減少させる。刺激持続時間を変更すると、確実に時期尚早応答および応答待ち時間に影響を与えない7,10,12(データは示さず)。

5CSRTTの注意需要を増加させる別のアプローチは、ITIを短縮し、それによって「イベント発生率」を増やして性能を調査することです。 ITIが減少し(1.5秒に短縮すなわち 、)一定期間のか、または両方を低減することができることができるいずれかのndが行われ、予測できない( すなわち 、短縮され0.5、ITIは擬似ランダム方式で発生する各1.5、3.0、または4.5秒)。 ITIを小さくすると、%の精度を低下させ、%の漏れが増加します。 ITIの短期間で、早期の回答の数も減少する傾向にあるため、(架空のデータについては、図4A-Cを参照;ペインとCarlezon、未発表の観察に基づいて)11。

注意をプローブするために使用できる標準5CSRTT(「気が散る」ホワイトノイズのバーストを導入点滅光を導入する、または刺激灯調光)1,2,7,10への他の変更があります。これらの試験日の課題は、それらがここで詳細に議論されなかった追加の装置を使用する必要があるため。それによると、これらの課題は、一般的に、精度の低下および/ ​​または脱落1,2,7,10の増加につながる。

5CSRTTの操作は、プローブIMPULSEコントロール

図4D-Fに示すように、応答の阻害は、系統的にITIの持続時間を増加させることによって5CSRTTに挑戦することができる。 ITIは、(ランダムに、各ITI発生する擬似7.5、または9.0秒すなわち 、4.5、6.0に増加)増加し、固定持続期間( すなわち 、7秒に増加)またはその両方を増大させることができ、予測不可能にすることができるいずれかの。 ITIを大きくすると、確実に(ペインとCarlezon、未発表の観察に基づく)他の業績指標7,10,11,13,14に大きな影響を与えることなく、コミット時期尚早応答の数が増加します。

テスト·デイ·チャレンジデータの解釈

重要なことは、観察性能不足の性質のよりよい理解を得るために、標準タスクのパフォーマンスと試験日チャレンジタスク性能の分析を組み合わせることが可能である特定の操作を次のD。たとえば、 図5(a)および図5(b)は、グルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)阻害剤L-アリルグリシン(LAG)の内前頭前野注入した皮質のGABA合成を遮断することを目安に増加することを示しているが、標準5CSRTT 12で、%の精度には影響しません。彼らが注意欠陥、鎮静、動機赤字または変化した運動能力を反映することができるように自分自身で増加省略が解釈するのが困難な場合があります。したがって、これらの障害の意味をより良く理解するために、私たちは遺漏の増加が注意欠陥を反射または他の要因の結果であったかどうかを決定するために試験日の課題を使用した。まず、刺激持続時間は0.5秒( 図5D-5F)1.0から減少した後、私たちは、刺激期間があったタスクをより簡単にバージョンのパフォーマンスを評価しているタスクのより困難なバージョンでのパフォーマンスを評価した5秒( 図5G-5I)1.0から増加。記載漏れが同じ程度に増加したため、タスクのすべての3つのバージョンが(0.0μgの/μlの投与量からの増加倍)( 図5B、5E、および5H)と正確さ(タスクの3つのすべてのバージョンで、LAG注入によって影響を受けなかったので、 図5A、5D、及び5G)、私たちは遺漏の増加は、おそらく注意欠陥を反映していないと結論付けた。私たちは、報酬取得待ち時間( 図5C、5F、および5I)にも雑誌のエントリ数(図示せず)のいずれもが全身LAG注入の影響を受けたので、記載漏れの変化はモチベーションの低下を反映している可能性を除外した。私たちは、彼らが運動能力(データは示していない)12に影響与えた可能性が高いので、記載漏れが増加し、そのLAGの注入を決定し、オープンフィールドを使用した。

図1 5CSRTT装置。開口部の配置や空中写真から雑誌を示す5CSRTTボックスA)の模式図。各開口や食品の雑誌のノーズポークを検出するために赤外線センサーが装備されています。B)5CSRTTオペラント条件付けボックス(メッド·アソシエイツ、セントオールバンズVT)。チャンバーのアルミフロント壁にLED刺激光(1)が含まれ、それぞれが5鼻突く開口は、である;アルミニウム後壁は、ペレットディスペンサー(3)に接続されている食品マガジン(2)を含む、及びハウスライト(4)。床はステンレス鋼棒(5)で形成されている。床下に取り外し可能な廃棄物トレイ(6)である。 (ドアを含む)の側壁は透明なポリカーボネート(7)で構成されている。チャンバは、音響減衰キュービクル(8)内に収容され、ファン(9)は、ノイズをマスキングし、提供し空気を循環させる。

図2
5CSRTTにおける裁判の図2の構造。試験はhouselightが点灯しているとの間に試行間間隔(ITI)で始まります。 ITIの終了時に刺激光は5CSRTT開口部のいずれかに提示される。ラットの鼻が照明絞りでつつく場合は、食品ペレットをマガジンに配信され、雑誌の光が照射される。ペレットの取得は雑誌の光を消灯し、次の試行を開始します。 houselightが消滅されている間の不正な応答と不作為(応答する失敗)時間で実行結果(TO)、。次回の公判は、TOの終了時に開始されます。 (ITI中に発生する)時期尚早応答もTOになりますが、早期の応答によってトリガーするために、同じ試験が後に再開されます。

常に ">:" =キープtogether.withinページのFO」ve_content 図3
図注目に刺激持続時間を操作する3影響刺激持続時間を減少は、不作為の精度(A)の減少及び増加(B)の尺度として注目減少につながる。

図4
。5CSRTT性能に対するITIの持続時間を操作する ITIの持続時間を減少し、それが予測できないことの図4。仮説の効果は精度(A)と早期の応答(C)を減少させ、(B)%の漏れが増加します。 ITIの持続時間を増加させ、私を作る予測できないtは確実%の精度(D)または%を目安(E)が、増加する早期の応答(F)には影響しません。

図5
図5。標準(AC)上でのGABA合成阻害剤の影響、ショート(DF)、および5CSRTTのロング(GI)刺激持続時間のバージョン 。刺激持続時間は(D、E)を短縮した場合、%の精度が低下し、%省略が標準タスク(A、B)と比較して増加する。刺激持続時間は(G、H)を長くしたときとは対照的に、、%の精度が向上し、%省略が標準タスクに対して相対的に減少した。 (;神経薬理学の許可を得て転載しこの図は、Asinof&ペイン12から変更されている)。

トレーニングステージトライアル/セッション刺激持続時間(SD) ITI時間限定ホールド(LH) タイムアウト(TO) 基準
%正しい %脱落
TR-1 90または30分 30 2 30 2 > 75 <10
TR-2 90または30分 15 2 15 2 > 75 <10
TR-3 90または30分 15 3 15 3 > 75 <10
TR-4 90または30分 5 3 10 3 > 75 <15
TR-5 90または30分 2 3 5 3 > 70 * <15 *
TR-6 90または30分 2 5 5 5 > 65 * <15 *
TR-7 90または30分 1 5 5 5 > 50 <20

標準5CSRTT表1トレーニングスケジュール 。各訓練段階では、ラットは前に次の訓練の段階に移動するには2日連続で基準で、または上に実行する必要があります。正しい%、総試験( すなわち 、正しい、正しくないと不作為)×100と%不作為で割っ正しい試行回数である総トライアル×100で割った不作為の数です。 *すべてのラットのことができるようになることを示していますこのレベルの性能を達成するが、これらのトレーニングでより良い彼らのパフォーマンスは、彼らが成功した訓練の最終段階を完了することになる可能性が高いステージ。刺激の持続時間は、ITI、LH、およびTOはすべて秒単位です。

研修プログラム認知機能刺激持続時間(SD) ITI時間限定ホールド(LH) タイムアウト(TO)
ショートSD 注目 0.5 5 5 5
ロングSD 注目 5月2日 5 5 5
ショートITI 注目 1 1.5 5 5
ショート変数ITI 注目 1 0.5,1.5、3.0、4.5 5 5
ロングITI 衝動性 1 7または9 5 5
長い変数ITI 衝動性 1 4.5、6.0、7.5、9.0 5 5

表2一般的なテストの日の課題。5CSRTTパラメータが系統的に異なる認知機能を探るために、操作することができる。刺激持続時間を減少させるか、ITIを減少させることの両方が注意システムに挑戦するために使用することができる。短縮ITIが使用される場合、ITIが一定時間( 例えば 1.5秒)であってもまたは可変のいずれかであり得る( 例えば 、0.5、1.5、3.0、および4.5秒)。刺激持続時間を長くすることは注意需要を減少させる。衝動制御はITIの持続時間を増加させることによって、挑戦することができる。 ITIは、固定期間( 例えば 7秒)であること、または( 例えば 、4.5、6.0、7.5、9.0秒)の変数のいずれかであり得る。変数ITI電子を使用している場合ACH ITI期間はランダムに擬似を発生し、それぞれのラットは、各ITIにおける試験の数と同じ数にさらされるべきである。試験のセッションの長さおよび/または数は、これに適応するために増加されるべきである。刺激の持続時間、ITI、LHおよびすべてのTOは秒単位です。

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Discussion

5CSRTTはげっ歯類で注目を集め、衝動制御を評価するために広く使用されているタスクです。注意が最も一般的1,7,10応答の精度で測定される。遺漏が含まれていない応答の両方正しいと誤った応答があるため精度が同じ応答要件を持っているため、精度が運動能力、動機や鎮静の影響を受けない( すなわち 、鼻は開口部に突く)。よく訓練されたげっ歯類は、多くの場合、応答を差し控えるのではなく、それらが特定の裁判1,10に照射された穴が不明な場合は、「推測」になるため、%を目安にも注意の尺度として用いることができる 。という問題、鎮静は、モチベーションの低下、および運動障害も解釈が記載漏れを困難に対応するラットの能力を妨げることができます。ある程度まで、これらの要因は、性能の他の尺度を評価することによって、または試験日チャレンジを実装することによって除外することができる秒。例えば、動機付けの障害、 すなわち 、増加遺漏は、時期尚早の反応を減少させた(応答する際に、一般的な減少によって示すことができる雑誌エントリーの減少と報酬検索遅延や鎮静および/ ​​または運動機能障害の増加によって示さ雑誌エントリーを低下させることができる)と応答潜時の全体的な増加。それは遺漏の変化が注意欠陥を反映しているか、他のいくつかの要因の結果であるかどうかは明らかではない場合には、言った、それは試験日の挑戦を実装することをお勧めします。

衝動性は、最も一般的には早すぎる応答を使用5CSRTTで測定される。早期の応答は、ITIの際、事前の刺激提示に起こるそれらの応答である。これは、これらの応答は、ノーズポークに事前強力な応答を保留し、したがって応答阻害1,9の欠如によって特徴づけられる衝動性の形態を反映することができないことを反映すると考えられる。早期の応答は番目ですそのような移動がない外出先での作業1,8などのモーター衝動性の他のタスク中に行われた衝動的な応答に類似であるべきである。 5CSRTTにおける応答阻害の別の尺度は、固執応答である。これらは、正しい応答が行わ及び糖ペレットの報酬が送達された後に開口部で発生する応答である。固執応答は、 それ自体が応答するのではなく、衝動的な応答上の強迫反映すると考えられている1。注目すべきことに応答阻害のこれら二つの対策は異なる神経基板11によって部分的に媒介される;それらは実際に応答阻害の異なる尺度であることを示唆している。

正しい応答待ち時間(および/ ​​または間違った応答潜時)の操作時間1,7を作るラットの処理速度または決定の変化を引き起こすかどうかを決定するために使用される。不作為と同様に、ただし、反応潜時は、鎮静を含む他の多くの要因によって影響を受ける可能性が、モチベーションと運動能力。このように、結果の全体的なパターンは、特定の操作が処理や意思決定のスピードに影響を与えるかどうかを決定するために評価されなければならない。

注意およびげっ歯類における衝動調節を測定するために5CSRTTを使用することにはいくつかの利点がある。このタスクは、世界中のラボで採用されている理由を、これらの可能性が高い説明します。まず、5CSRTTは、複数の認知機能の同時調査を可能にする。第二に、ラットは、数週間から数ヶ月のための性能の安定したレベルに維持することができ、簡単にオフ時間の期間の後に再訓練することができる。ベースライン性能が安定しているので、それは、被験者内計画を使用するか、またはタスクのパフォーマンスに慢性的操作の効果をテストすることが可能である。第三に、タスクの汎用性を実現することができる試験日のさまざまな課題により増加される。重要なことは、これらの操作はされているそれらの多くはパフォーマンスの予測可能な変化をもたらすラボ1,7,10,12の数で複製。試験日の課題は、さらにパフォーマンスの赤字(または改良)を特徴づけるために研究者を可能にする標準タスクに観察やラットを標準タスク16でテストされている場合に観察されていない性能の変化を明らかにすることができます。複数の行動測定を同時に収集しているため第四に、研究者は、タスクのパフォーマンスに、他の潜在的交絡因子の影響を評価することができます。オペラントチャンバーの外部のコンピュータによって制御されるので、最終的に、刺激提示、イベントの正確なタイミング及びデータ7の公平なコレクションの強化されたコントロールがある。

強みにもかかわらず、5CSRTTはその欠点がないわけではない。 5CSRTTの主な欠点は、それが訓練を完了し、性能の安定したレベルを達成するために数週間のラットがかかることである。また、長時間のトレーニング時間は、性能が「オートになる可能性がありますmaticの'または10習慣的な応答;これは、特定の操作を通さない標準タスクのパフォーマンスを行うことができます。タスクの需要を増やすか、レスポンスの偶発を変える試験日の課題を、実装、パフォーマンスで応答自動の影響を最小限に抑えることができます。長時間のトレーニングは、しかし、個別の被験者を繰り返しテストし、自分自身のコントロールとして機能することを可能にする時間は全体で比較的安定して性能が得られません。したがって、個別の被験体を訓練するために必要な時間は、各被験者が生成できるデータの量によって軽減される。 5CSRTTの別の欠点は、タスクの性能を動機付けする手段として、軽度の食事制限を使用するための要件である。セッションは続行され、被験者はなるにつれ影響を受ける可能性が応答するモチベーションを飽きる。これは、タスクの性能25の変化をもたらすことができる。試験前に事前給電対象は、満腹の一部の効果を媒介しているかどうかを決定する1つの手段であるicular操作7,25,47。また、慢性的な軽度食物制限がげっ歯類に過度のストレスを引き起こす可能性があることを懸念することができます。しかし反対の48の成長証拠がある。おそらくもっとという問題、軽度の食物制限は、研究者が調査しようとしている非常に経路を変更することができます。これは、タスクのパフォーマンス49に対する薬物の効果に影響を与えることができる。

これは、異なる実験室は、標準的なタスクのパフォーマンスのベースラインレベルの違いを報告していることに留意することが重要である。これは、例えば、いくつかの研究室は、9ホールのボックスを使用し、他の研究室は5ホールのボックス12,23を使用している間、他のすべての穴1,2,7を閉塞、オペラントチャンバー自身の違いに一部起因し得る。他の構成では、発光ダイオード(LED)23であるがまた、いくつかのチャンバ内の刺激光は、白熱電球2である。パフォーマンスのベースラインレベルの差はまた、Tによる可能性があるO訓練戦略のバリエーションが実装されています。最後に、使用されたラット(またはマウス)の菌株の違いは、パフォーマンスのベースラインレベルの違いを説明することができる。わずか研究所が混在結果とラット系統全体のパフォーマンスを比較した。例えば、SDラットは、リスターフード付きラットは28よりも性能の低いベースラインレベルを持っている。これとは対照的に、Auclairと同僚50は SDラットより速くLong-Evansラットをしましたが、両方のグループは、最終的に同じレベルの性能を達成しても( つまり、より少ないトレーニングセッション中)のタスクを獲得したことがわかった。マウスを用いた時のひずみ差も観察されている。 C57BL / 6マウスは、刺激期間が51を短くすると、DBA / 2マウスよりもより正確で、より少ない早期の対応を行う。

タスクの取得とパフォーマンスは、マウスとラットで似ていますが、ここで概説することから、訓練戦略のわずかなずれが再かもしれquired。最初に、それらの小さいサイズに対応するために、マウス5CSRTT装置はラット5CSRTT 5,6,36-39,51,52よりも小さい。第二に、マウスは、事前の訓練5,6,52を開始するオペラントチャンバーに大きな慣れが必要な場合があります。第三に、飽食の大きなリスクとマウス5,6,52で応答する動機の損失がある。飽食小さな食物ペレットのリスクを収容するために( 例えば、ラット45mgの対マウスについて12 mg)を52を使用すべきである。あるいは、液体の補強材も5,6,37に記載されている。最後に、これは刺激灯6の弁別特性を向上し、houselightですべてのセッションをオフに実行する必要があるかもしれない。

要約すると、5CSRTTは注意とげっ歯類で衝動制御を研究するために使用され広く使用されているオペラント条件付けベースのタスクです。簡単にする機能である少なくともそのうち作業ではありませんを使用することにはいくつかの利点があるより慎重に注意や衝動制御のどちらかを調査するタスクを変更。

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Disclosures

著者らは、開示することは何もない。

Acknowledgments

この作品は、(R15MH098246)をタップし授与国立衛生研究所の助成金によってサポートされていました。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Five Hole Nose Poke Wall Chamber Package Med-Associates MED-NP5L-D1 Alternatively one could use the standard package (Catalog #:MED-NP5L-B1)
Deluxe
Dustless Precision Pellet Bio-Serv F0021 45 mg Purified

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