패러다임을 바꾸는 오페라 전략을 사용하여 인지 유연성에 대한 스트레스 영향 평가
Summary
스트레스가 많은 삶의 사건은 인지 기능을 손상시켜 정신 장애의 위험을 증가시다. 이 프로토콜은 스트레스가 남성과 여성 스프라그 Dawley 쥐의 패러다임을 이동하는 자동화 된 조작 전략을 사용하여 인지 유연성에 미치는 영향을 보여줍니다. 특정 행동의 기본 특정 뇌 영역논의, 결과의 번역 관련성을 탐구.
Abstract
스트레스는 인지 기능에 영향을 미칩니다. 스트레스 향상 또는 인지 기능 손상 여부 여러 요인에 따라 달라 집니다., 포함 하 여 1) 유형, 강도, 그리고 스트레스의 기간; 2) 연구 하에 인지 기능의 종류; 및 3) 인지 작업을 학습하거나 실행하는 것에 관한 스트레스의 타이밍. 또한, 인지 기능에 스트레스의 효과 사이 섹스 차이 널리 문서화 되었습니다. 여기에 설명된 것은 스트레스의 변화가 남성과 여성 스프라그 Dawley 쥐의 인지 유연성에 어떤 영향을 미치는지 평가하기 위해 패러다임을 이동하는 자동화 된 조작 전략의 적응입니다. 특히, 구속 스트레스는 스트레스가 남녀 모두인지 성능에 미치는 영향을 조사하기 위해이 작동 기반 작업에서 훈련 전이나 후에 사용됩니다. 이 자동화된 패러다임의 각 작업과 관련된 특정 뇌 영역은 잘 확립되어 있다(즉, 내측 전두엽 피질 및 궤도 피질). 이것은 패러다임의 완료시 이 지구에 있는 특정 유전자 및 단백질의 실험 또는 평가 도중 표적으로 한 조작을 허용합니다. 이 패러다임은 또한 신경 기판을 정의한 각각의 스트레스 후에 발생하는 다양한 유형의 성능 오류를 감지할 수 있게 합니다. 또한 확인된 반복 구속 스트레스 패러다임 후 인내 오류에 뚜렷한 성다름이 있습니다. 전임상 모델에서 이러한 기술의 사용은 스트레스가 뇌에 어떻게 영향을 미치는지 알 수 있으며 외상 후 스트레스 장애 (PTSD) 및 주요 우울 장애 (MDD)와 같은 정신 장애의 인식이 손상되는 방법을 밝힐 수 있으며 유병률에서 표시된 성 차이를 표시합니다.
Introduction
인간에서 스트레스가 많은 삶의 이벤트는 인지 기능(즉, 인지 유연성1)을손상시킬 수 있으며, 이는 환경에서 새로운 조건에 직면하기 위해 인지 처리 전략을 조정하는 능력을 나타낸다2. 인지의 장애는 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 및 주요 우울 장애(MDD)3,4와같은 많은 정신 질환을 침전시키고 악화시다. 이무질서는 여성5,6,7,8에서두 번 널리 퍼져 있습니다, 그러나 이 격차에 대한 생물학 기초는 알려지지 않았습니다. 인간에서 집행 기능의 측면은 위스콘신 카드 정렬 작업, 인지 유연성의 데모를 사용하여 평가 할 수있다2. 이 작업의 성능은 PTSD9 및 MDD10환자에서 손상되지만, 이러한 변화의 신경 기초는 뇌 이미징11에의해서만 검사될 수 있다.
스트레스가 뇌에 미치는 영향을 이해하는 발전은 동물 모델, 특히 설치류의 사용을 통해 이루어졌습니다. 인지 유연성은 스트레스 관련 질병에 영향을, 그것은 설치류에서 검사 하는 매우 관련 된 표현형. 현재까지, 대부분의 스트레스 신경 생물학 문학은 대체 인지 유연성 패러다임 (때로는 파고 작업이라고도 함)12,13,14,15를사용했다. 이 작업은 광범위하게 심사되었지만, 설치류를 훈련하기 위해 실험자가 더 많은 시간과 노력이 필요합니다. 여기에 적응하고 설명된 다양한 스트레스 모델17,18을 사용하여 남성과 여성 스프라그 Dawley 쥐의 인지 유연성을 평가하기 위한 잘 확립된 자동 설정 이동프로토콜(16)이있다. 이 절차는 실험자의 최소한의 감독이 필요하며 여러 마리의 쥐를 동시에 테스트할 수 있습니다. 또한 이 자동화 된 작업(19)의다른 버전과 달리이 패러다임의 적응은 3 일의 교육만 필요하며 효율적인 프로그래밍 된 데이터 분석을 포함합니다.
스트레스가 인지 기능을 향상시키거나 손상시키는지 여부는 스트레스의 유형, 강도 및 지속 시간뿐만 아니라 인지작업(20,21)을학습하거나 실행하는 것과 관련하여 스트레스의 타이밍에 따라 달라집니다. 따라서 프로토콜은 작동 훈련 전후에 스트레스 절차를 통합합니다. 또한 스트레스 연구의 대표적인 결과를 검사합니다. 또한, 세트 시프트의 특정 측면의 근본적인 뇌 영역은 잘 확립되어있다 2,16,22; 따라서, 보고서는 또한 스트레스 및 전략 이동 절차 도중 또는 후에 특정 두뇌 지구를 표적으로 하고 평가하는 방법을 설명합니다.
인지유연성(18,23)에서성차이를 직접 검사하는 데 대한 연구가 제한되어 있다. 프로토콜은 1) 실험 패러다임에 남성과 여성 쥐를 통합하는 방법을 설명, 다음 2) 자유롭게 사이클링 여성의 절차 전후와 동안 에스트라스트 사이클을 추적. 이전 연구는 오페라 훈련 전에 스트레스는 쥐에 인지 유연성에 섹스 특정 적자로 이어질 수 있음을 나타냈다17. 특히, 여성 쥐는 스트레스 후 인지 유연성에 장애를 전시, 인지 유연성 스트레스 후 남성 쥐에서 향상 하는 반면17. 흥미롭게도, 인간에 있는 성 편향된 부각이 있는 긴장 관련 정신 장애의 중요한 특징은, 인식융통성입니다. 이러한 결과 제안 여성 남성 보다 인지 장애의이 유형에 더 취약 할 수 있습니다. 동물 모델에서 이러한 기술의 사용은 뇌에 스트레스의 효과와 어떻게 인간에서 정신 장애에 인식 손상에 빛을 발산 할 것 이다.
Protocol
Representative Results
Discussion
프로토콜인지 기능에 스트레스의 영향을 측정 하는 방법을 보여줍니다. 특히, 패러다임을 이동하는 수정된 조작 전략은 설치류에 사용되며, 이는 인지 유연성을 측정하는 데 사용됩니다(인간의 위스콘신 카드 정렬 작업과 유사)1. 인지 유연성은 환경에서 새로운 조건에 직면하기 위해 인지 처리 전략을 적응시키는 기능을 나타내며 정상적인 일일 기능2에매우 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 그라페 실험실에서 패러다임을 이동하는이 오페라 전략을 수립하는 데 도움을 준 한나 자모어, 에밀리 삭스, 조쉬 시얼에게 감사드립니다. 그들은 또한 분석을 위한 MATLAB 코드에 대한 그의 도움에 대해 케빈 스나이더에게 감사드립니다.
Materials
| 3 inch glass pipette eye droppers | Amazon | 4306-30-012LC | For vaginal lavage |
| Alcohol Wipes | VWR | 15648-990 | To clean trays in set shifting boxes between rats |
| Biotin-SP-conjugated AffiniPure Donkey Anti-Mouse lgG (H+L), minimal cross reaction to bovine, chicken, goat, guinea pig, hamster, horse, human, rabbit, sheep serum proteins | Jackson ImmunoResearch | 715-065-150 | All other DAB protocol staining materials are standard buffers/DAB and are not specified here, as this is not the main focus of the methods paper |
| C-fos mouse monoclonal primary antibody | AbCam | ab208942 | To stain neural activation in brain areas after set shifting |
| Dustless Food Pellets | Bio Serv | F0021 | For set shifting boxes (dispenser for reward) |
| GraphPad Prism | Used for data analysis | ||
| Leica DM4 B Microscope and associated imaging software | Leica | Lots of different parts for the microscope and work station, for imaging lavage and/or cfos | |
| MatLab | Software; code to help analyze set shifting data, available upon request. | ||
| Med-PC Software Suite | Med Associates | SOF-736 | Software; uses codes to operate operant chambers |
| Operant Chambers | Med PC | MED-008-B2 | Many different parts for the chamber set up and software to work with it; we also wrote a separate code for set shifting, available upon request. |
| Rat Bedding | Envigo | T.7097 | |
| Rat Chow | Envigo | T.2014.15 | |
| Restraint Devices | Bryn Mawr College | Made by our shop | For stress exposure; specifications available upon request. |
| Scribbles 3d fabric paint | Amazon | 54139 | For vaginal lavage |
| Sprague Dawley Rats | Envigo | At least D65 Males and Females | |
| VWR Superfrost Plus Micro Slide | VWR | 48311-703 | For vaginal lavage and/or brain slices/staining for c-fos |
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