刺激間隔の齧歯動物の一時的な処理の評価のための力
Summary
一時的な処理、呈示プロセスによっては注意、神経認知障害で一般的に観察されるを含む上位レベルの認知過程における赤字が根底にあります。模範パラダイムとしてプレパルス抑制を使用して、刺激間隔時間処理の評価を提供する ISI 関数の形状を確立する (ISI) を操作するためのプロトコルを提案する.
Abstract
一時的な処理の赤字は、神経認知障害で一般的に観察される高レベルの認知プロセスの潜在的な元素ディメンションとして関与しています。にもかかわらず、近年プレパルス抑制 (PPI) の普及、現在の多くのプロトコルを対策、それによって一時的な処理の評価を排除の % を使用して促進します。本研究は、刺激間隔感覚モダリティ、精神刺激の露出と年齢の影響を記述するのに (ISIs) の範囲を採用するための利点を示すクロス モーダル PPI とギャップ プレパルス抑制 (ギャップ PPI) を使用しました。感覚モダリティ、精神刺激の露出、および年齢の評価は、刺激間隔 (ISI) の増加 (シャープな曲線の屈曲) または減少 (フラット化を含む、ISI 関数の形を確立するためのさまざまなアプローチの有用性を明らかにします。応答振幅曲線) の振幅に驚愕。さらに、多くの場合、ピーク応答抑制、ISI の操作に対する感受性の差の挑発的なシフトは明らかにしました。したがって、ISI の体系的な操作は神経認知障害に関与する基になる神経メカニズムを明らかにするかもしれない時間の処理を評価する重要な機会を与えます。
Introduction
一時的な処理の赤字は、一般的に神経疾患で観察される高次認知過程の変化の潜在的な根本的な神経機構として関与しています。プレパルス抑制作用 (PPI) 聴覚驚愕反応 (ASR) は時間処理赤字、明らかに統合失調症1などの神経疾患に深遠な変更を調べるために使用一般的並進実験パラダイム注意欠陥多動性障害2 HIV 1 関連神経認知障害3,4とします。具体的には、HIV-1 の前臨床モデルで一時的な処理の評価を一般性、相対的な永続性を明らかにして、動物の機能寿命3,4 の大部分に PPI の診断ユーティリティを示唆 ,5,6。
刺激間隔 (ISI; さまざまなアプローチの使用すなわちプレパルスと驚愕刺激間の時間) 18637で Sechenov に戻る反射修正日付の解析。反射変更の種子研究、感覚運動の測定屈筋応答とカエル7、8、オーディションだけでなく、人間9で反射的な応答を評価する ISI をさまざまなアプローチを採用、ゲートします。反射の変更手順の最初の臨床応用は、ヒステリー盲10と人間の視覚の感度を評価しました。反射の変更の最初のレポートの後の世紀にわたりさまざまな ISI のアプローチは精液のペーパー11,12,13のシリーズ全体で大衆化されました。反射の変更 (すなわち種、実験手順、反射) 種子研究の本質的な違い、にもかかわらず彼らは種間著しく類似していた一時的な関係を確立しました。
現在のプロトコルの詳細と ISI をさまざまなアプローチを使用してプレパルス抑制の評価コントロール アプローチの普及割合複数利点があります。まず、アプローチ (シャープな曲線の屈曲) の増加を含む、ISI 関数の形を確立する機会を与えるまたは (応答振幅曲線の平坦化)3,15驚愕の振幅を減少させるだけでなく応答抑制3、5のピーク点が移動します。さらに、さまざまな ISI の採用方法、驚愕反応は、比較的安定した現象に1、neurocognitive 欠損5の進行を調べる縦断的研究におけるアプローチの潜在的な有用性を示唆しています。,15します。 最後に、PPI は神経認知に関与する基になる神経回路障害16を理解する重要な機会を提供します。
本研究で我々 はクロス モーダル PPI とギャップ プレパルス抑制 (ギャップ PPI), 感覚モダリティ、精神刺激の露出の効果を記述する ISI をさまざまなアプローチの有用性を評価するなどを含む 2 つの実験的パラダイム (図 1) を採用年齢。クロス モーダル PPI 実験パラダイムは、音響の驚くべき刺激前に離散 prestimulus として (例えば音、光、空気のパフ) 加えられた刺激のプレゼンテーションを利用しています。ギャップ PPI 実験パラダイムでのシャープなコントラストの背景 (例えば、バック グラウンド ノイズ、ライト、または空気のパフの除去) の不在は離散 prestimulus として機能します。ここでは、一時的な処理の評価のための両方の実験パラダイムだけでなく、PPI とギャップ PPI の分析のための統計的アプローチについて述べる。議論、ISI アプローチ変数と制御手法の普及率から描画は 1 つの結論を比較しました。
Protocol
Representative Results
Discussion
この議定書では、横断や縦断的実験的デザインを用いた研究の一時的な処理の評価のためのさまざまな ISI の力について説明します。ISI (すなわち、最大抑制の点で直) の操作に対する感受性の差を明らかにその有用性を示した感覚モダリティ、精神刺激の露出、または年齢の ISI 関数の形状に及ぼす影響を調べることや、ISI の操作に相対的な無感応 (ISI 曲線のすなわち、シャー?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、NIH (国立薬物乱用、DA013137; 研究所からの助成金によって部分で支えられました国立研究所母子保健と人間開発の HD043680;MH106392; 精神保健研究所神経疾患と脳卒中、NS100624 の国立研究所) およびサウスカロライナ行動生体インターフェイス プログラムの大学でサポートされている学際トレーニング プログラム。Landhing モーラン博士は現在、NIDA センター臨床試験ネットワークのための科学の責任者です。
Materials
| SR-Lab Startle Response System | San Diego Instruments | ||
| Isolation Cabinet | Industrial Acoustic Company | ||
| SR-Lab Startle Calibration System | San Diego Instruments | ||
| High-Frequency Loudspeaker | Radio Shack | model #40-1278B | |
| Sound Level Meter | Bruel & Kjaer | model #2203 | |
| Perspex Cylinder | San Diego Instruments | Included with the SR-Lab Startle Response System | |
| SR-Lab Startle Response System Software | San Diego Instruments | Included with the SR-Lab Startle Response System | |
| Light Meter | Sper Scientific, Ltd. | model #840006 | |
| Airline Regulator | Craftsman | model #16023 | |
| SPSS Statistics 24 | IBM | Used for Statistical Analyses (Optional) |
References
- Braff, D., Stone, C., Callaway, E., Geyer, M., Glick, I., Bali, L. Prestimulus effects on human startle reflex in normals and schizophrenics. Psychophysiology. 15 (4), 339-343 (1978).
- Castellanos, F. X., Fine, E. J., Kaysen, D., Marsh, W. L., Rapoport, J. L., Hallett, M. Sensorimotor gating in boys with Tourette’s Syndrome and ADHD: Preliminary results. Biological Psychiatry. 39 (1), 33-41 (1996).
- Moran, L. M., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Time and time again: Temporal processing demands implicate perceptual and gating deficits in the HIV-1 transgenic rat. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 8 (4), 988-997 (2013).
- McLaurin, K. A., Moran, L. M., Li, H., Booze, R. M., Mactutus, C. F. A gap in time: Extending our knowledge of temporal processing deficits in the HIV-1 transgenic rat. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 12 (1), 171-179 (2017).
- McLaurin, K. A., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Progression of temporal processing deficits in the HIV-1 transgenic rat. Scientific Reports. 6, 32831 (2016).
- McLaurin, K. A., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Temporal processing demands in the HIV-1 transgenic rat: Amodal gating and implications for diagnostics. International Journal of Developmenta Neuroscience. 57, 12-20 (2017).
- Sechenov, I. M. . Reflexes of the Brain. , (1965).
- Yerkes, R. M. The sense of hearing in frogs. Journal of Comparative Neurology and Psychology. 15, 279-304 (1905).
- Bowditch, H. P., Warren, J. W. The knee-jerk and its physiological modifications. Journal of Physiology. 11, 25-64 (1890).
- Cohen, L. H., Hilgard, E. R., Wendt, G. R. Sensitivity to light in a case of hysterical blindness studied by reinforcement-inhibition and conditioning methods. Yale Journal of Biology and Medicine. 6, 61-67 (1933).
- Hoffman, H. S., Searle, J. L. Acoustic variables in the modification of startle reaction in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 60, 53-58 (1965).
- Hoffman, H. S., March, R. R., Stein, N. Persistence of background acoustic stimulation in controlling startle. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 68 (2), 280-283 (1969).
- Ison, J. R., Hammond, G. R. Modification of the startle reflex in the rat by changes in the auditory and visual environments. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 75 (3), 435-452 (1971).
- Moran, L. M., Hord, L. L., Booze, R. M., Harrod, S. B., Mactutus, C. F. The role of sensory modality in prepulse inhibition: An ontogenetic study. Developmental Psychobiology. 58 (2), 211-222 (2016).
- McLaurin, K. A., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Evolution of the HIV-1 transgenic rat: Utility in assessing the progression of HIV-1-associated neurocognitive disorders. Journal of Neurovirology. 24 (2), 229-245 (2018).
- Hoffman, H. S., Ison, J. R. Reflex modification in the domain of startle: I. Some empirical findings and their implications for how the nervous system processes sensory input. Psychological Review. 87 (2), 175-189 (1980).
- Ison, J. R., Agrawal, P., Pak, J., Vaughn, W. J. Changes in temporal acuity with age and with hearing impairment in the mouse: A study of the acoustic startle reflex and its inhibition by brief decrements in noise level. The Journal of the Acoustical Society of America. 104, 1696-1704 (1998).
- . Startle response: Acoustic startle reflex response 101 Available from: https://mazeengineers.com/acoustic-startle-response/ (2014)
- Curzon, P., Zhang, M., Radek, R. J., Fox, G. B., Buccafusco, J. J. The behavioral assessment of sensorimotor processes in the mouse: Acoustic startle, sensory gating, locomotor activity, rotarod, and beam walking. Methods of behavior analysis in neuroscience. , (2009).
- Geyer, M. A., Swerdlow, N. R. Measurement of startle response, prepulse inhibition, and habituation. Current Protocols in Neuroscience. , (2001).
- Parisi, T., Ison, J. R. Development of the acoustic startle response in the rat: Ontogenetic changes in the magnitude of inhibition by prepulse stimulation. Developmental Psychobiology. 12 (3), 219-230 (1979).
- Tabachnick, B. G., Fidell, L. S. . Experimental designs using ANOVA. , (2007).
- Bliss, C. I. The transformation of percentage for use in the analysis of variance. Ohio Journal of Science. 38, 9-12 (1938).
- Bartlett, M. S. The use of transformations. Biometrics. 3, 39-52 (1947).
- Cochran, W. G. The analysis of variance when experimental errors follow the poisson or bimodal laws. Annals of Mathematical Sciences. 11, 335-347 (1940).
- Greenhouse, S. W., Geisser, S. On methods in the analysis of profile data. Psychometrika. 24, 95-112 (1959).
- Fendt, M., Li, L., Yeomans, J. S. Brain stem circuits mediating prepulse inhibition of the startle reflex. Psychopharmacology (Berl). 156 (2-3), 216-224 (2001).
- Koch, M., Schnitzler, H. U. The acoustic startle response in rats: Circuits mediating evocation, inhibition and potentiation. Behavioural Brain Research. 89 (1-2), 35-49 (1997).
