주의력 설정 쉬프트 작업 : 마우스의인지 적 유연성의 측정
Summary
이 프로토콜의 목표는 마우스의 전두엽 피질 매개인지 적 유연성을 평가하는 작업 (AST)를 이동 주의력 세트로 행동 분석을 수행하는 것입니다.
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
작업 (AST)를 이동 주의력 세트 전 1, 2 십 년간 쥐의 관심과인지 적 유연성의 척도로 개발되었다. AST는 인간과 인간이 아닌 영장류 3,4에서인지 기능 장애를 식별하는 데 사용되는 캠브리지 신경 심리 테스트 자동화 배터리 (CANTAB)의 extradimensional / intradimensional 구성 요소를 모델로. 간단한 규칙을 배울 수있는 능력은 그대로 유지하면서, 학습 적자 (규칙, 신경 장애 (즉, 정신 분열증, 강박 장애, 우울증)의 다양한 고통받는 환자에서 발견되는 신경 퇴행성 질환을 변경 한 응답을 수정하려면 즉, 파킨슨 병) 및 사전 전두엽 피질 (5)에 병변이있는 환자. 더 일반적으로, 이러한 환자는인지 적 유연성 적자를 갖는 것으로 설명되어 있습니다. 유사 적자는 비 – 인간 영장류 및 설치류 병변 t 모두에 도시 된전두엽 피질 O를 1,6-8를 유도하고있다. 이러한 적자는인지 적 유연성의 상태 또는 주의력 세트를 이동하는 장애인의 능력을 나타냅니다.
피사체의 규칙 세트는 무관 큐들에서 중요한 차별화하기 위해 복잡한 자극에 적용될 수 있다는 것을 알게 될 때 주의력 세트가 형성된다. 예를 들어, AST에, 동물 매체와 음식 보상을 페어링하여, 관련없는 큐 (즉, 냄새)주의를 지불하고 관련 큐 (즉, 파고 매체)에 대응하고 무시하는 방법을 배웁니다. 중간 냄새 변경을 파고의 종류,하지만, 보통과 보상 사이의 쌍 협회가 남아있는 곳이 협회는 후속 작업으로 강화된다. 이 강화 된 규칙은인지 세트를 형성한다. 반전과 여분의 차원 변화 :인지 적 유연성의 AST 프로토콜 측정 측면 내에서 두 단계. 반전 단계, 하나 dimensio 내에서 이전에 부정적인 자극에서N (이 예에서 매체) 이전 스테이지로부터 긍정적 인 자극을 무시하는 동물 도전 지금 긍정적이다. 펠트 파고 매체가 이전 단계에서 긍정적 자극이고 예를 들어, 이제 용지 반전에 해당하는, 음 자극했다. 이는 주의력 세트를 유지해야한다는 점에서 유연성이 동물의 도전 (즉, 매체가 관련 치수) 규칙을 변경하면 치수 내 자극과 보상 쌍에 대해 학습한다. 주의력 세트의 형성은 부적합 사이즈 (이 예에서는 냄새) 사이즈에 적합하게 추가 차원 시프트 스테이지에 도전한다. 이전에 학습 법칙을 이용하여 지속적으로 나타낸 바와 같이 선택 보속 응답은, 어느 단계에서인지 유연성 부족을 반영한다.
인간이 아닌 영장류와 설치류 모두에서 병변 연구 PERF 할 수있는 능력에 기인 할 수있다 전두엽 피질의 특정 지역을 보여 주었다AST 1,9의 특정 단계를 ORM. 안와 전두엽 피질 (OFC)에 병변은 전두엽 피질 (PFC)의 하위 영역은, AST 8 학습 반전에 적자를 유도하는 것으로 나타났다. 또한, 여분의 차원 변위를 특정 어려움 내측 전두엽 피질 (MPFC) 팀의 병변.
AST를 사용하여 수많은 연구 래트 및 인간이 아닌 영장류에서 수행되었지만, 비교적 소수 마우스에서인지 기능의 척도로 AST를 이용했다. 생쥐에서 유전자 조작의 용이성과, 다양한 질환을 연구 적응 및 마우스에서이 행동 측정 검증에 전두엽 기능을 측정하는 중요한 필요성 감안할 PFC 부전과 관련된 질환에 대한 연구에 중요한 추가이다. 여기에 설명 된 프로토콜은 마우스에서 어플리케이션에 최적화되어 Birrell 브라운 (1)에 의한 절차의 변형 마우스보고 특정 많이 반영이고이전에 2,6,10-13보고 된 C 적응.
Protocol
Representative Results
Discussion
PFC에 의해 매개되는인지 적 유연성 적자 신경 학적 및 신경 정신병 학적 장애의 종류와 관련된 상당한 장애를 나타내고, 결과 이들 질환으로 고통받는 사람들의 삶의 질에 큰 영향을 미칠 수있다. 마우스에 사용되는 AST의 최적화는 대뇌 피질의 중재인지 기능 장애를 전두엽에 결합 질병의 유전 적 토대를 조사에 매우 중요합니다. 우리는 상술 한 방법은 특정인지 결핍,인지 유연성 신뢰성 척?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 번역 상 과학 선진화를위한 국가 센터에서 보조금 R01-MH090127, 정신 건강의 국립 연구소에서 P30-MH089868와 보너스 번호 UL1TR001120에 의해 지원되었다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 NIMH 또는 NCATS의 공식 견해를 대변하지 않습니다. 또한, 우리는 감사 초기 방법 개발을 유도에서 자신의 가치있는 전문 지식 박사 데이비드 Morilak을 인정하고 싶습니다.
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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