Attentional सेट स्थानांतरण कार्य: चूहे में संज्ञानात्मक लचीलापन का एक उपाय
Summary
इस प्रोटोकॉल के लक्ष्य को इस तरह के चूहों में प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स की मध्यस्थता संज्ञानात्मक लचीलापन आकलन करने के लिए कार्य (AST) के स्थानांतरण attentional सेट के रूप में एक व्यवहार परख प्रदर्शन करना है।
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
कार्य (AST) के स्थानांतरण attentional सेट पहले 1,2 एक दशक से अधिक चूहों में ध्यान और संज्ञानात्मक लचीलापन का एक उपाय के रूप में विकसित किया गया था। AST के मानव और गैर मानव प्राइमेट 3,4 में संज्ञानात्मक रोग की पहचान के लिए प्रयोग किया जाता है जो कैम्ब्रिज Neuropsychological टेस्ट स्वचालित बैटरी (Cantab) की extradimensional / intradimensional घटक के बाद मॉडलिंग की है। सरल नियमों सीखने की क्षमता बरकरार है, जबकि सीखने में घाटा (नियम, neuropsychiatric विकारों (यानी, एक प्रकार का पागलपन, जुनूनी बाध्यकारी विकार, अवसाद) की एक किस्म से पीड़ित रोगियों में पाए जाते हैं neurodegenerative विकारों को बदल दिया है जब एक प्रतिक्रिया को संशोधित करने के लिए यानी, पार्किंसंस रोग) और पूर्व ललाट प्रांतस्था से 5 घावों के साथ रोगियों में। आम तौर पर, इन रोगियों संज्ञानात्मक लचीलापन में घाटा होने के रूप में वर्णित हैं। अनुरूप घाटे गैर मानव प्राइमेट और कृन्तकों जब घावों टी दोनों में दिखाया गया हैप्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स ओ 1,6-8 प्रेरित किया गया है। ये घाटे संज्ञानात्मक दृढ़ता के एक राज्य या attentional सेट शिफ्ट करने के लिए एक बिगड़ा क्षमता का संकेत मिलता है।
एक विषय के नियमों का एक सेट अप्रासंगिक संकेतों से प्रासंगिक अंतर करने के क्रम में जटिल उत्तेजनाओं को लागू किया जा सकता है कि सीखता है जब एक attentional समूह का गठन किया गया है। उदाहरण के लिए, AST में, जानवरों के माध्यम के साथ एक खाद्य इनाम बाँधना द्वारा, एक अप्रासंगिक क्यू (यानी, गंध) ध्यान देना और प्रासंगिक क्यू (यानी, खुदाई माध्यम) का जवाब और अनदेखी करने के लिए सीखना होगा। मध्यम और गंध परिवर्तन खुदाई के प्रकार, लेकिन मध्यम और इनाम के बीच बनती एसोसिएशन बनी हुई है, जहां इस एसोसिएशन फिर बाद कार्यों में मजबूत बनाया है। इस प्रबलित नियम एक संज्ञानात्मक सेट रूपों। उलटा और अतिरिक्त आयामी पारी: संज्ञानात्मक लचीलापन की AST के प्रोटोकॉल उपाय पहलुओं के भीतर दो चरणों। उलटा मंच, एक dimensio भीतर पहले से नकारात्मक उत्तेजनाओं मेंएन (इस उदाहरण में मध्यम) पिछले चरण से सकारात्मक उत्तेजनाओं की अनदेखी करने के लिए पशु को चुनौती दी है, जो अब सकारात्मक है। लगा कि खुदाई मध्यम पिछले चरण में सकारात्मक उत्तेजनाओं था और अगर उदाहरण के लिए, कागज अब रिवर्स सच है, नकारात्मक उत्तेजनाओं था। यह यह attentional सेट बनाए रखना चाहिए कि में जानवर लचीलापन चुनौतियों (यानी, मध्यम प्रासंगिक आयाम है) नियम बदलकर एक आयाम के भीतर प्रोत्साहन और इनाम जोड़ी के लिए सीखा है। एक attentional सेट के गठन अप्रासंगिक आयाम (इस उदाहरण में गंध) प्रासंगिक आयाम हो जाता है जब अतिरिक्त आयामी पारी स्तर पर चुनौती दी है। पहले से सीखा नियम का उपयोग कर एक निरंतर पसंद से संकेत के रूप में एक perseverative प्रतिक्रिया, या तो चरण में संज्ञानात्मक लचीलापन में एक घाटे को दर्शाता है।
गैर मानव प्राइमेट और कृन्तकों दोनों में घाव पढ़ाई perf करने की क्षमता के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के विशिष्ट क्षेत्रों से पता चला हैAST के 1,9 के विशेष चरणों ORM। Orbitofrontal प्रांतस्था (ओएफसी) के घावों, प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (पीएफसी) के एक उपप्रदेश, AST के 8 पर सीखने उत्क्रमण में घाटे के लिए प्रेरित करने के लिए दिखाया गया है। इसके अतिरिक्त, अतिरिक्त आयामी पारी प्रदर्शन में विशिष्ट कठिनाइयों को औसत दर्जे का प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (MPFC) का नेतृत्व करने के घावों।
AST का उपयोग करते हुए कई अध्ययनों चूहों और गैर मानव प्राइमेट में प्रदर्शन किया गया है, जबकि अपेक्षाकृत कुछ चूहों में संज्ञानात्मक समारोह के एक उपाय के रूप में AST उपयोग किया है। चूहों में आनुवांशिक गड़बड़ी की आसानी, और, विकारों की एक किस्म का अध्ययन अनुकूल और चूहों में इस व्यवहार उपाय मान्य करने में प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स समारोह को मापने के लिए महत्वपूर्ण जरूरत को देखते हुए पीएफसी में शिथिलता के साथ जुड़े रोगों पर अनुसंधान के लिए एक महत्वपूर्ण इसके अतिरिक्त है। यहाँ विस्तृत प्रोटोकॉल चूहों में आवेदन के लिए अनुकूलित है और उस Birrell और ब्राउन एक से प्रक्रिया के एक संशोधन माउस specifi के कई को दर्शाता हैपहले से 2,6,10-13 सूचित किया गया है कि सी रूपांतरों।
Protocol
Representative Results
Discussion
पीएफसी द्वारा मध्यस्थता संज्ञानात्मक लचीलापन में घाटा तंत्रिका विज्ञान और neuropsychiatric विकारों की एक किस्म के साथ जुड़े एक महत्वपूर्ण विकलांगता का प्रतिनिधित्व करते हैं, और परिणाम है और इन विकारों से पीड?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध translational विज्ञान आगे बढ़ाने के लिए राष्ट्रीय केंद्र से अनुदान R01-MH090127, मानसिक स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान से P30-MH089868 और पुरस्कार संख्या UL1TR001120 द्वारा समर्थित किया गया। सामग्री केवल लेखकों की जिम्मेदारी है और जरूरी एच या NCATS की आधिकारिक विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। इसके अतिरिक्त, हम कृतज्ञता जल्दी पद्धति के विकास का मार्गदर्शन में अपने मूल्यवान विशेषज्ञता के लिए डॉ डेविड Morilak स्वीकार करना चाहते हैं।
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 | ||
Riferimenti
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