Touchscreen volgehouden aandacht taak ratten (zat)

Summary

Aanhoudende aandacht, of onophoudelijk te controleren situaties voor intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen, is een cruciaal aspect van de cognitie. Hier detail we hoe te testen van aanhoudende aandacht bij ratten met behulp van touchscreen operante kamers. We tonen vergelijkbare prestaties in de mannelijke en vrouwelijke ratten, waardoor deze taak nuttig voor het bestuderen van de aandacht bij beide geslachten.

Abstract

Aanhoudende aandacht is de mogelijkheid om te controleren van intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen over een langere periode van tijd. Dit attentional proces subserves van andere aspecten van cognitie en wordt onderbroken in bepaalde neurologische, neuropsychiatrische, en neurodegeneratieve aandoeningen. Het is dus, klinisch belangrijk om te identificeren van mechanismen die kunnen aantasten en aanhoudende aandacht te verbeteren. Dergelijke mechanismen worden vaak eerst ontdekt met behulp van knaagdier modellen. Daarom zijn verschillende gedrag procedures voor het testen van aspecten van aanhoudende aandacht ontwikkeld voor knaagdieren. Een, voor het eerst beschreven door McGaughy en Sarter (1995), genaamd de aanhoudende aandacht taak (SAT), treinen ratten signaal (dat wil zeggen, korte lichte presentatie) en niet-signaal proeven te onderscheiden. De signalen zijn kort en dus vereisen zorgvuldige aandacht worden waargenomen. Attentional eisen kunnen worden verhoogd verdere door de invoering van een afleider (bijvoorbeeldhet opvlammen van houselight). We hebben deze taak voor touchscreen operante kamers, die zijn geconfigureerd met een touchscreen op een muur die stimuli en record reacties kunt voorstellen bewerkt. Hier detail wij ons protocol voor zat in touchscreen kamers. Daarnaast presenteren wij standaardmaatregelen van prestaties bij mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten. Vergelijkbare prestaties op deze taak in beide geslachten benadrukt het gebruik ervan voor aandacht studies, temeer daar meer onderzoekers zijn inclusief vrouwelijke knaagdieren in hun experimentele design. Bovendien, de eenvoudige implementatie van SAT voor de kabinetten steeds populairder touchscreen verhoogt het nut ervan.

Introduction

Stoornissen (ADHD) attention deficit hyperactivity disorder variërend tot aan de ziekte van Alzheimer, schizofrenie aandeel attentional afwaarderingen als een functie^1,2,3. Tekorten in de aanhoudende aandacht — de mogelijkheid om een situatie voor intermitterende en onvoorspelbare gebeurtenissen continu volgen — zijn bijzonder storend, want aanhoudende aandacht is van cruciaal belang voor selectieve en verdeelde aandacht, evenals andere cognitieve ^4,5verwerkt. Zelfs in gezonde mensen beïnvloedt moeite met behoud van aandacht negatief cognitie, afbreuk te doen aan dagelijkse functie⁶. Zo kan begrijpen de neurobiologische basis van aanhoudende aandacht en hoe wordt het dysregulated leiden tot interventies ter verbetering van de cognitie die veel mensen zouden profiteren.

Om het af te bakenen circuits en moleculaire processen die tot goede versus verstoord aandacht bijdragen, veel onderzoekers hebben zich tot niet-menselijke diermodellen, waar de manipulatie van specifieke cel populaties en moleculaire processen tijdens aandacht taken is mogelijk. De inspanning heeft geleid tot de ontwikkeling van een aantal taken van de operante aandacht dat de mogelijkheid om aandacht^7,,^8,,^9,10te ondersteunen kunnen beoordelen. Één dergelijke paradigma, ontwikkeld door McGaughy en Sarter (1995), staat bekend als de taak van de aanhoudende aandacht (SAT). Knaagdieren opgeleid in za moeten signaal proeven, waarin een signaal licht kort knippert, onderscheiden van niet-signaal proeven. Attentional eisen kunnen worden verhoogd door de invoering van een visuele afleider (knipperend houselight)¹⁰. De parameters die kritisch zijn voor de beoordeling van aandacht in za zijn goed gedocumenteerd en deze taak heeft gevalideerd bij mannelijke en vrouwelijke ratten en muizen^10,11,12. Een versie heeft zelfs zijn aangepast voor de mens, het translationeel nut van SAT¹³markeren. Nog belangrijker is, het gebruik van deze taak geholpen betrekken het basaal reukkolf corticopetal systeem in aanhoudende aandacht⁴. Specifiek, cholinerge neuronen in de nucleus basalis van Meynert (NBM) / substantia inominata (SI) regio van de basale reukkolf dat project aan de prefrontale cortex zijn van cruciaal belang voor hits, die nauwkeurige antwoorden op signaal proeven^{14, 15}. Daarentegen worden GABAergic neuronen in deze regio verondersteld om de prestaties tijdens de juiste afwijzingen (CRs), die nauwkeurige antwoorden op niet-signaal proeven¹⁶bemiddelen. Zodra het fundamentele circuit voor deze taak werd opgericht, zijn factoren die moduleren van dit circuit en afbreuk doen aan aandacht variërend van stresshormonen aan neurotoxische eiwitten geïdentificeerde^17,18. Collectief, wijzen deze studies op het nut van de SAT.

Een beperking aan de uitvoering van SAT in het laboratorium is dat de oorspronkelijke procedure operante chambers permanent geconfigureerd voor de taak, met een midden paneel licht en twee uitschuifbare hefbomen, één aangewezen voor hits en één voor CRs^{10 vereist}. Op een signaal proces, het deelvenster licht kort verlicht en vervolgens hefbomen uit te breiden om aan te geven een 4 s reactie venster. Tijdens dat venster, als de aangewezen hit hendel wordt ingedrukt, ontvangt dan de rat een beloning (voedsel of water). Onjuiste hendel persen op signaal proeven, bekend als mist, zijn niet beloond. Niet-gesignaleerd proeven, het deelvenster licht blijft uitgeschakeld en vervolgens hefbomen zijn uitgebreid. Terwijl een CR wordt beloond, zijn onjuiste hendel persen op niet-gesignaleerd proeven, bekend als valse alarmen, niet beloond. Een mislukking om geen antwoord tijdens het antwoord venster telt als een omissie. Uit te breiden van de beschikbaarheid van SAT, bewerkt we onlangs de taak van touchscreen operante chambers, waarin één muur is een touchscreen die kan zowel visuele stimuli en record neus-poke reacties¹⁹worden weergegeven. Touchscreen kamers zijn populair vanwege hun veelzijdigheid te lopen van een verscheidenheid van taken (bijvoorbeeldgepaard associate leren, omkering leren, enz.) met een stuk van apparatuur²⁰. Gelijkaardig aan andere procedures touchscreen^20,21,22, onze aanpassing van SAT vereist het gebruik van een ondoorzichtig plastic touchscreen cover, een masker, met gaten erin gesneden genoemd. Een centrale, cirkelvormige gat zorgt voor de presentatie van een signaal door de presentatie van een witte stimulans op het scherm achter de rug, en twee vierkante reactie gebieden, een aangewezen voor hits en één voor CRs, toestaan de rat te maken raak reacties¹⁹. In de traditionele kamers, de 4-s reactie venster wordt meestal aangeduid met de presentatie van de hefbomen, maar een eerdere studie aangetoond dat een Toon kan ook worden gebruikt om het signaal van de reactie venster²³. In touchscreen SAT signaal we ook het antwoord venster met een korte Toon. Andere parameters van de opleiding (bijv., aantal proeven, intertrial interval, etc.) worden gehouden tussen traditionele gelijkaardig en touchscreen zat. Wij eerder beoordeeld prestaties tussen de traditionele en touchscreen SAT-versies en stichten welk op watertje vergelijkbare, suggereren dat touchscreen SAT is een geldige manier om te meten van de aanhoudende aandacht¹⁹. De wijziging van de touchscreen maakt SAT veelzijdiger omdat het nu aangepast voor algemeen gebruik in touchscreen operante vakken worden kan.

Dit protocol gegevens het uitvoeren van touchscreen SAT in het laboratorium. De trainingsschema’s zijn iets gewijzigd uit ons vorige verslag van de taak¹⁹ te optimaliseren acquisitietijd in vrouwelijke ratten, die, in tegenstelling tot mannen, hadden moeilijkheid bevorderen door middel van de eerdere planningen²⁴. Resultaten illustreren typische prestaties bij mannelijke en vrouwelijke ratten worden opgenomen, samen met tips voor het oplossen van problemen met de taak.

Protocol

alle experimenten werden uitgevoerd overeenkomstig de richtsnoeren van de National Institutes of Health en door de Temple University institutionele dier gebruik en Care Comité zijn goedgekeurd. Dit protocol werd ontwikkeld met volwassene (leeftijd van ~ 60 dagen tijdens het starten van de studie) mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten (Charles River). 1. materialen voor Touchscreen SAT Zorg ervoor dat een goede demping kast elke touchscreen kamer omringt en dat kamers zij…

Representative Results

Voor de meeste aandacht studies, ratten zijn opgeleid om criteria op SAT en vervolgens manipulaties te verstoren of te verbeteren van aandacht worden uitgevoerd. Overname gegevens meestal niet worden aangeboden, maar we doen hier ter illustratie van de tarieven van acquisitie in mannelijke en vrouwelijke Sprague-Dawley ratten. Te dien einde gekwantificeerd we het gemiddelde aantal dagen te bereiken van criteria op SAT (beginnend op de neus Poke fase). Merk op dat een paar ratten nooit het…

Discussion

Tekorten in de aanhoudende aandacht worden gerapporteerd in neuropsychiatrische, neurologische, en neurodegeneratieve aandoeningen,^1,,^2,3, maar de processen die tot optimale versus verstoord aandacht bijdragen zijn understudied. Dit is gedeeltelijk omdat gespecialiseerde uitrusting de eenvoudig aan te passen van knaagdier aandacht taken beperkt. Echter zijn touchscreen chambers aanpak van dit probleem door de flexibiliteit voor …

Materials

Bussey-Saksida Rat Touch Screen Chambers Easy-Install System	Lafayette Instrument	80604-20	Includes: Touch Screen, Chamber base with perforated floors, Large Feeder Reward Area (44.5mm wide x 92.5mm high), Speaker, Houselight, Tone Generator, SAC; Trapezoidal animal working area is 126mm wide at the Feeder, 240mm wide and 332 mm deep at the Screen, and 300 mm in height
Sound Attenuation Cubicles (SAC)	Lafayette Instrument	80604-20	Attenuation to approximately 35dB; 38kg in weight; External dimensions: 600mm wide x 670mm tall x 352mm deep; Internal dimensions: 540mm wide x 610mm tall x 532mm deep
Abet II Software for Touch Screens	Lafayette Instrument	89505	Version 2.19
Whisker Multimedia	Lafayette Instrument	80698-1	Required for Abet II Touch Operation
Pellet Dispenser	Lafayette Instrument	80209-45	45mg Interchangeable Pellet Size Wheel
Camera	Lafayette Instrument	80600-CAM	Filtered and focused for IR light
Microsoft Windows	Microsoft		Windows 7-64 bit recommended
Controller PC-Touch Screen Chambers	Lafayette Instrument	88530	Dual Core Pentinum Processor; 2.5 GHz or greater; keyboard, mouse, and monitor; Installed PCI card, cable and expansion; Four RS232 ports; Four VGA ports
Dustless Precision Pellets	BioServe	F0165	45 mg
Black Acrylic Mask	Everything Plastic	Custom Product	Black polycarbonate with one matte finish side, 3.18 mm thick; Central circular opening, 28.58 mm diameter, 107.95 mm from the bottom, centered between the left and right side; Two square response areas, 28.57 mm x 28.57mm each positioned below and off center, one 85.725 mm from the left and one 85.725 mm from right side, and both 34.925 mm from the bottom.
Utility Cart	Fisher Scientific	11-954-754	30.75 in. x 18.38 in x 33 in
Black towel			Large enough to cover cages for animal transport
Headlights with red lights	Energizer	HDL33A2E	LED white and red light