Det 5-val Serial reaktionstid Uppgift: Uppgift uppmärksamhet och impulskontroll för Gnagare

Summary

Detta protokoll beskriver 5-valet serie reaktionstid uppgift, som är en operant baserad uppgift används för att studera uppmärksamhet och impulskontroll hos gnagare. Testdag utmaningar, vilka är modifikationer av standard uppgift, öka flexibiliteten för uppgiften och kan kombineras med andra manipulationer för att mer fullständigt karakterisera beteendet.

Abstract

Detta protokoll beskriver 5-valet serie reaktionstid uppgift, som är en operant baserad uppgift används för att studera uppmärksamhet och impulskontroll hos gnagare. Testdag utmaningar, ändringar av standard uppgiften, kan användas för att systematiskt beskatta de neurala system som styr antingen uppmärksamhet eller impulskontroll. Viktigt är dessa utmaningar har konsekventa effekter på beteendet över laboratorier i intakta djur och kan avslöja antingen förbättringar eller underskott i kognitiv funktion som inte är uppenbara när råttor enbart testas på funktionen standard. Mångfalden av beteendemätningar som samlas in kan användas för att bestämma om andra faktorer (dvs.., Sedering, motivation underskott, rörelseapparaten, netto) bidrar till förändringar i prestanda. Mångsidigheten av 5CSRTT förbättras ytterligare, eftersom det är mottaglig för kombination med farmakologiska, molekylära och genetiska tekniker.

Introduction

Det 5-Valet serie reaktionstid uppgift (5CSRTT) utvecklades av Trevor Robbins och kollegor vid University of Cambridge för att förstå de beteendestörningar som visas av personer som diagnostiserats med ADHD (ADHD) ^1,2. Den bygger på kontinuerliga prestandauppgifter som används för att studera uppmärksamheten hos människor ^3; med uppmärksamhet definieras som förmågan att fördela och behålla fokus för kognitiva resurser på specifika stimuli eller information och bortse från andra uppgifter ^4. Trots att uppgiften var ursprungligen avsedd för att användas med råttor ^1,2, har en mus-version också utvecklats ^5,6.

Den grundläggande 5CSRTT kräver råttor för att skanna en horisontell rad av fem öppningar för att presentera en kort ljus stimulus (kö) i en av öppningarna; när råttan känner stimulans måste näsan peta i det belysta öppningen för att få en sockerpellets belöning. SålundaKräver uppgiften råttor både dela sin uppmärksamhet mellan de 5 rumsligt skilda öppningar och att behålla uppmärksamheten tills stimulus presenteras i en viss rättegång och över flera försök i en session ^1,7. Uppmärksamheten riktas typiskt bedömas av noggrannheten av svaren. Trots att 5CSRTT var ursprungligen avsedd att bedöma uppmärksamhet, är det också används för att bedöma impulsivt beteende eller svar inhibition ^1,7,8: förmågan att hålla inne förhands potent eller olämpligt svarar ^9. Under uppgiften ska råttor inne svara under hela den inter försöksintervallet (ITI) och endast reagerar när stimulus presenteras i en av öppningarna ^1. Således tidigt födda svar, de som förekommer under ITI före stimulans presentation, ett användbart index för impulsivt beteende.

Den 5CSRTT är en otroligt flexibel uppgift-det finns ett antal ändringar av den grundläggande uppgiften (dvs. testdag utmaningar)som kan genomföras för att mer noggrant undersöka hur experimentella manipulationer påverka beteendet. Till exempel minskar stimulans varaktighet eller förkorta ITI är olika mekanismer för att öka uppmärksamhets belastningen av uppgiften och kan användas för att systematiskt bedöma domäner av uppmärksamhet ^1,7,10-12. Däremot ökar stimulusduration minimerar uppmärksamhets krav uppgiften; detta kan användas för att bestämma om en manipulation stör förmågan att exekvera de grundläggande svars krav som uppgiften ^12. Öka längden på ITI kan användas för att avgöra om en viss manipulation påverkar impulsiv svara ^1,7,8,13-15. Dessutom kan med hjälp testdag utmaningar, såsom de som just beskrivits, avslöjar underskott ¹⁰ eller förbättringar ^16,17 av beteende som inte är uppenbara i väl utbildade råttor testade med hjälp av vanliga testparametrar.

Viktigt är 5CSRTT mottaglig to kombination med ett antal olika tekniker; exempelvis kognition har undersökts efter skador diskreta hjärnområden ^10,18-20, eller selektiv signalsubstans uttömning ^2,21,22. Beteende farmakologiska undersökningar har använt antingen system ^16,17,23-28 eller diskret intrakraniell administrering av läkemedel ^29-32. Dessutom prestanda enkelt utvärderas efter akut ^{12,16,17,29-32} och kronisk läkemedelsadministrering ^13,14,23,33. Effekterna av uppgiften prestanda på neurotransmittorfrisättning ³⁴ och metabolisk aktivitet ³⁵ i diskreta hjärnområden har också bedömts. Dessutom kan prestanda på den uppgift användas för att separera råttor in i grupper baserat på baslinjen uppmärksamhets prestanda ^30,31 eller nivåer av impulsivitet ^15,32. Slutligen med tillkomsten av en mus version av 5CSRTT ^5,6, uppgiften har använts för att undersöka de genetiska bidragen till uppmärksamhet och impulse styra ^5,36-39.

Eftersom 5CSRTT bedömer multipla kognitiva funktioner samtidigt och är mottaglig för att använda i kombination av en mängd olika farmakologiska, molekylära och genetiska tillvägagångssätt har det rutinmässigt för att bedöma kognitiv dysfunktion i samband med djurmodeller av psykiatriska och neurologiska sjukdomar. Till exempel har 5CSRTT använts för att undersöka neurobiologi bakom de kognitiva störningar i ADHD (ADHD) ^{37,40,41, 23,33,42} schizofreni, drogmissbruk ^13,14,43-45, Alzheimers sjukdom ^{18 , 39,} Parkinsons sjukdom ³⁶ och Huntingtons sjukdom ^37.

Detta protokoll ger riktlinjer för utbildning råttor på 5CSRTT. Eftersom ett antal nyckeltal kan samlas, beskriver vi hur vanliga mönster av results ska tolkas. Dessutom flera gemensamma ändringar av grundprotokoll, test dag utmaningar, beskrivs.

Protocol

Detta förfarande kräver användning av djur; dessa förfaranden godkändes av Oberlin College Institutional Animal Care och användning kommittén och är i enlighet med handledningen för skötsel och användning av försöksdjur 46. 1. 5CSRTT Apparat En schematisk bild av 5CSRTT anordningen ges i figur 1. Den 5CSRTT Apparaten består av en operant betingkammare (30,5 x 24,1 x 29,2 cm) med 2 plexiglassidoväggar och ett rostfritt stålnät g…

Representative Results

Manipulationer av 5CSRTT att Probe visuospatial Attention Ett sätt att variera uppmärksamhets krav uppgift är att ändra längden på stimulans. Som stimulans tiden minskar,% noggrannhet minskar (Figur 3A) och% utelämnanden ökning (Figur 3B, anpassad från 12). Alltså kortare stimulans löptider ökar uppmärksamhets krav uppgiften och längre stimulans löptider minskar uppmärksamhets krav uppgiften. Ändra stimulusduration inte till…

Discussion

Den 5CSRTT är en allmänt använd uppgift att bedöma uppmärksamhet och impulskontroll hos gnagare. Uppmärksamhet är oftast mäts med noggrannhet svara ^1,7,10. Eftersom noggrannhet svara omfattar inte utelämnanden och eftersom både korrekta och felaktiga svar har samma krav på svaret (dvs., En näsa peta i en öppning), noggrannhet inte påverkas av rörelseförmåga, motivation eller sedering. De% underlåtenhet kan även användas som ett mått på uppmärksamhet eftersom välutbild…

Materials

Five Hole Nose Poke Wall Chamber Package	Med-Associates	MED-NP5L-D1	Alternatively one could use the standard package (Catalog #:MED-NP5L-B1) Deluxe
Dustless Precision Pellet	Bio-Serv	F0021	45 mg Purified