注意のセットシフトタスク：マウスにおける認知の柔軟性の測定
Summary
このプロトコルの目的は、マウスにおける前頭前野媒介認知の柔軟性を評価するためにタスク（AST）をシフト注目セットとして行動アッセイを実施することである。
Abstract
Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many neuropsychiatric and neurodevelopmental disorders, including depression, post-traumatic stress disorder, schizophrenia and autism spectrum disorder. Deficits in cognitive function also represent the most difficult symptom domain to successfully treat, as serotonin reuptake inhibitors and tricyclic antidepressants have only modest effects. Functional neuroimaging studies and postmortem analysis of human brain tissue implicate the PFC as being a primary region of dysregulation in patients with these disorders. However, preclinical behavioral assays used to assess these deficits in mouse models which can be readily manipulated genetically and could provide the basis for studies of new treatment avenues have been underutilized. Here we describe the adaptation of a behavioral assay, the attentional set shifting task (AST), to be performed in mice to assess prefrontal cortex mediated cognitive deficits. The neural circuits underlying behavior during the AST are highly conserved across humans, nonhuman primates and rodents, providing excellent face, construct and predictive validity.
Introduction
タスク（AST）をシフトする注意のセットは前に1,2十年間ラットでの注意と認知の柔軟性の尺度として開発されました。 ASTは、ヒトおよび非ヒト霊長類3,4における認知機能障害を識別するために使用されているケンブリッジ神経心理テスト自動バッテリー（CANTAB）のextradimensional / intradimensionalコンポーネントをモデルにしています。簡単なルールを学習する能力はそのまま残りますが、ルールが変更されたときの応答を変更するために学習の欠損は神経精神障害の多様な（ すなわち、統合失調症、強迫性障害、うつ病）を患っている患者で発見され、神経変性疾患（ すなわち、パーキンソン病）および前前頭皮質5に病変を有する患者である。より一般的には、これらの患者は、認知の柔軟性に欠損を有すると記載されている。類似の赤字は、ヒト以外の霊長類とげっ歯類病変tの両方で示されている前頭前皮質oを1,6-8を誘導した。これらの赤字は、認知硬直または注意セットをシフトする能力の障害の状態を示している。
被験者がルールのセットが無関係手がかりから関連区別するために、複雑な刺激を適用することができることを知ったとき、注目セットが形成されている。たとえば、ASTで、動物は媒体と食品の報酬をペアで、無関係のキュー（ すなわち、臭いを）注意を払うし、関連するキュー（ すなわち、掘り媒体）に対応し、無視することを学びます。メディアや臭いの変化を掘るのタイプが、メディアと報酬の間に対に関連がままであるこの関連は、その後、後続のタスクで補強されている。この強化されたルールは、認知セットを形成している。 認知柔軟性のASTプロトコル対策の面内の二つの段階：反転し、余分な次元シフト。 1 dimensio内の反転段階では、以前に否定的な刺激n個（この例では、媒体）は、前のステージからの正の刺激を無視するために動物に挑戦れ、現在は正である。感じた掘り媒体は前段の正の刺激だった場合、たとえば、紙は今は逆が真である、ネガティブな刺激だった。これは、ルールがディメンション内の刺激と報酬ペアに学ん変化させながら、それが注意セット（ すなわち、培地は、関連する次元である）維持しなければならないという点で、動物の柔軟性に挑戦。注意セットの形成は無関係の次元（この例では、臭気）は、関連する寸法になったときに、余分な次元の変速段でチャレンジされる。固執応答は、以前に学習したルールを使用して、継続的な選択肢で示したように、いずれかの段階で認知柔軟性の赤字を反映している。
非ヒト霊長類および齧歯類の両方における病変の研究がPERFする能力に起因する可能性が前頭前皮質の特定の領域を示しているAST 1,9の特定の段階をORM。眼窩前頭皮質（OFC）の病変は、前頭前皮質（PFC）の部分領域は、AST 8に学習逆転の欠損を誘導することが示されている。さらに、内側前頭前野（MPFC）に病変が余分な次元シフトを行う際の具体的な難しさにつながる。
ASTを使用した多くの研究が、ラットおよび非ヒト霊長類において行われているが、比較的少数のマウスにおける認知機能の尺度としてASTを利用している。マウスでの遺伝子操作の容易さ、および様々な障害を研究中前頭前野の機能を測定するための重要なニーズを考えると、マウスではこの行動措置を適応し、検証することPFC機能不全に関連する疾患の研究するための重要な追加です。ここで詳細なプロトコルは、マウスではアプリケーション用に最適化されてビレルとブラウン1による手順の変形例であるおよびマウス-納入仕様の多くを反映している以前に2,6,10-13を報告されているC言語の適応。
Protocol
Representative Results
Discussion
PFCにより媒介される認知柔軟性の欠損は、神経学的および精神神経疾患の様々な関連した重大な障害を表しており、成果及びこれらの障害に罹患している個人の生活の質に大きな影響を持つことができます。マウスでの使用のためのASTの最適化は、皮質介在認知機能障害を前頭前野に結合された疾患の遺伝的基礎を調査するために不可欠である。我々は、上記の方法は、特定の認知障害、認…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
本研究は、トランスレーショナル科学を進めるための国立センターからの助成金R01-MH090127、国立精神衛生研究所のP30-MH089868と受賞番号UL1TR001120によってサポートされていました。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしもNIMHまたはNCATSの公式見解を示すものではありません。さらに、我々は感謝の早期メソッド開発を導くの彼の貴重な専門知識のためにデビッドMorilakを承認したいと思います。
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description | |
| Testing Chamber | Fabricated in-house, specifications can be found in protocol | |||
| 3 0z. Ramekins | BIA Cordon Bleu | 900002S12 | Purchased on amazon.com | |
| Essential Oils: | Fronteir Natural Products Co-Op | Purchased on http://www.frontiercoop.com/prodlist.php?ct=anpceoeo | ||
| Clove Bud | 191114 | |||
| Red Thyme | 191140 | |||
| Lemon | 190810 | |||
| Cinnamon Leaf | 191111 | |||
| Rosemary | 191133 | |||
| Citronella Java | 191112 | |||
| Vanilla in jojoba oil | 191231 | |||
| Anise Seed | 191102 | |||
| Ginger | 191121 | |||
| Nutmeg | 191161 | |||
| Filter Paper, 9.0 cm diameter | VWR International | 28310-048 | Purchased on https://us.vwr.com/ | |
| Digging Media | ||||
| Raffia | Ashland 8 oz Raffia | n/a | Purchased on http://www.michaels.com/ Cut into 1/2" to 1" strips |
|
| Green Felt | Creatology Basic Felt Forest/Dark Green 36 in x 36 in | n/a | Purchased on http://www.michaels.com/ cut into 1 cm x 1 cm squares |
|
| Brown foam | Creatology Fun Foam 18 x 12 in sheets (light brown/tan) | n/a | Purchased on http://www.michaels.com/ cut into 1/2 cm x 2 cm rectangles |
|
| Crepe paper (yellow) | Celebrate It Paper Crinkle 4 oz yellow jumbo | n/a | Purchased on http://www.michaels.com/ Cut into 1/2" to 1" strips |
|
| Ribbon (turqoise) | Celebrate It Wide Ribbon 4 in x 10 yd 100% polyester | n/a | Purchased on http://www.michaels.com/ cut into 1 cm x 1 cm squares |
|
| Metallic | Celebrate It Metallic Crinkle Gold 2 oz | n/a | Purchased on http://www.michaels.com/ Cut into 1/2" to 1" strips |
|
| Googly Eyes, 4 mm | ME4144 | Purchased on http://factorydirectcraft.com/index.php | ||
| Black Sequins, 3 mm | 8780BK | |||
| Pink Pom Poms, 1/4 inch | 1018221 | |||
| Pipe Cleaners, red | 108430 | |||
| Bedding material/sawdust | Obtained from in-house animal resources | |||
| Timer | Control Company | 5000 | Purchased on http://www.control3.com/5000p.htm | |
| Lightly sweetened dry breakfast cereal loops | HEB | Honey nut toasted oats used in the protocol described, any lightly sweet coated breakfast cereal is recommended | ||
Referencias
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