Touchscreen nachhaltige Aufmerksamkeit Aufgabe (SA) für Ratten

Summary

Daueraufmerksamkeit oder kontinuierliche Überwachung Situationen für intermittierende und unvorhersehbare Ereignisse, ist ein kritischer Aspekt der Kognition. Hier zeigen wir wie Daueraufmerksamkeit bei Ratten mit Touchscreen operant Kammern zu testen. Wir zeigen vergleichbaren Leistung bei männlichen und weiblichen Ratten, so dass diese Aufgabe nützlich für Aufmerksamkeit bei beiden Geschlechtern zu studieren.

Abstract

Anhaltende Aufmerksamkeit ist die Fähigkeit, intermittierende und unvorhersehbare Ereignisse über einen längeren Zeitraum hinweg zu überwachen. Aufmerksamkeits dabei andere Aspekte der Wahrnehmung subserves und wird in bestimmten Entwicklungsstörungen, neuropsychiatrische, gestört und neurodegenerativen Erkrankungen. So ist es klinisch wichtig, Mechanismen zu identifizieren, die beeinträchtigen und anhaltende Aufmerksamkeit zu verbessern. Solche Mechanismen sind oft erst entdeckt mit Nager-Modelle. Daher wurden mehrere Verhalten Verfahren für die Prüfung Aspekte der Daueraufmerksamkeit für Nagetiere entwickelt. Eine erstmals beschrieben von McGaughy und Sarter (1995), genannt den Daueraufmerksamkeit Task (SAT), trainiert Ratten Signal (d.h. kurze leichte Präsentation) und nicht-Signal Studien zu unterscheiden. Die Signale sind kurz und erfordern daher besondere Aufmerksamkeit wahrgenommen werden. Aufmerksamkeits Anforderungen können erhöht werden durch die Einführung einer Distraktor (z. B.blinkende Houselight) weiter. Wir haben diese Aufgabe für Touchscreen operant Kammern, modifiziert, die mit einem Touchscreen an einer Wand konfiguriert sind, die Reize und Rekord Antworten präsentieren zu dürfen. Hier zeigen wir unser Protokoll für Touchscreen Kammern SAß. Darüber hinaus präsentieren wir standard-Maßnahmen der Leistung in männlicher und weiblicher Sprague-Dawley Ratten. Vergleichbarer Leistung auf diese Aufgabe bei beiden Geschlechtern unterstreicht seine Verwendung für Aufmerksamkeit Studien, zumal weitere Forscher weiblichen Nagern in ihrem experimentellen Design inklusive sind. Darüber hinaus erhöht die einfache Implementierung von SAT für die immer beliebter Touchscreen Kammern ihre Nützlichkeit.

Introduction

Störungen von Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung (ADHS) bis hin zu Schizophrenie, Alzheimer-Krankheit Anteil Aufmerksamkeits Beeinträchtigungen als Feature^1,2,3. Defizite in der Daueraufmerksamkeit — die Fähigkeit, eine Situation für intermittierende und unvorhersehbare Ereignisse kontinuierlich zu überwachen – sind besonders störend, denn Daueraufmerksamkeit ausschlaggebend für die selektive und geteilte Aufmerksamkeit, sowie anderen kognitiven ist ^4,5verarbeitet. Auch bei gesunden Menschen beeinflusst Schwierigkeiten mit der Erhaltung des Aufmerksamkeit negativ Kognition, Beeinträchtigung der täglichen Funktion⁶. So konnte Verständnis der neurobiologischen Grundlagen der Daueraufmerksamkeit und wie wird es Dysregulated Interventionen führen, Wahrnehmung zu verbessern, die viele Menschen profitieren würden.

Um abzugrenzen, Schaltungen und molekularen Prozesse, die zur ordnungsgemäßen versus gestörte Aufmerksamkeit beitragen, haben viele Forscher wandte sich an nichtmenschlichen Tier-Modellen, wo die Manipulation von bestimmten Zellpopulationen und molekulare Prozesse während der Aufmerksamkeit Aufgaben ist möglich. Der Aufwand führte zu die Entwicklung einer Vielzahl von operanten Aufmerksamkeit Aufgaben, die die Fähigkeit zur Aufmerksamkeit^7,8,9,10bewerten können. Ein solches Paradigma, entwickelt von McGaughy und Sarter (1995), ist bekannt als der Daueraufmerksamkeit Task (SAT). Nagetiere, ausgebildet in SAT müssen Signal Studien, in denen eine Signalleuchte kurz blinkt, aus-Signal Studien unterscheiden. Aufmerksamkeits-Anforderungen können durch die Einführung einer visuellen Distraktor (blinkende Houselight)¹⁰erhöht werden. Entscheidend für die Beurteilung der Aufmerksamkeit im SAT Parameter sind gut dokumentiert und diese Aufgabe in den männlichen und weiblichen Ratten und Mäuse^10,11,12validiert wurde. Eine Version ist auch für Menschen, die Hervorhebung der translationalen Dienstprogramms SA¹³angepasst worden. Wichtig ist, half die Verwendung dieser Aufgabe der basalen Vorderhirn Corticopetal System in Daueraufmerksamkeit⁴implizieren. Speziell, cholinerge Neuronen im Nucleus Basalis Meynert (NBM) / Substantia Inominata (SI) Region des basalen Vorderhirns, das Projekt zum präfrontalen Kortex sind kritische Treffer, die genaue Antworten auf Signal Studien^{14sind, 15}. Im Gegensatz dazu werden GABAergen Neuronen in dieser Region gedacht, um Leistung während der korrekten Ablehnungen (CRs), vermitteln die genaue Antworten auf nicht-Signal Studien¹⁶sind. Sobald die grundlegende Schaltung für diese Aufgabe gegründet wurde, wurden Faktoren, die diese Schaltung um Aufmerksamkeit von Stresshormonen bis hin zu neurotoxische Proteine beeinträchtigen modulieren identifizierten^17,18. Kollektiv, markieren diese Studien den Nutzen der SAT.

Eine Einschränkung für die Umsetzung von SAT im Labor ist, dass das ursprüngliche Verfahren operante Kammern dauerhaft konfiguriert für die Aufgabe, ein Zentrum Instrumentenbeleuchtung mit zwei ausziehbaren Hebel, einer für Hits und eine für CRs¹⁰bezeichnet erfordert. Ein Probetraining Signal Licht Panel kurz beleuchtet und dann Hebel verlängern um ein 4 s-Antwort-Fenster anzuzeigen. In diesem Fenster wird der ausgewiesene hit Hebel gedrückt, dann die Ratte erhält einen Lohn (Nahrung oder Wasser). Falschen Hebel drückt auf Signal Studien, bekannt als vermisst, werden nicht belohnt. Auf nicht signalisierten Prüfungen die LED bleibt aus, dann Hebel verlängert. Während eine CR belohnt wird, werden falsche Hebel drückt auf nicht signalisierten Studien, bekannt als Fehlalarme, nicht belohnt. Ein Fehler, keine Antwort während der Antwort-Fenster zu machen gilt als ein Versäumnis. Um die Verfügbarkeit der SAT zu erweitern, haben wir kürzlich modifiziert die Aufgabe für Touchscreen operant Kammern, in denen eine Wand ist ein Touchscreen, der sowohl visuelle Reize und Rekord Nase-Poke Antworten¹⁹anzeigen können. Touchscreen-Kammern sind immer beliebt wegen ihrer Vielseitigkeit zu laufen eine Vielzahl von Aufgaben (z. B.gepaart assoziierten lernen, Umkehr lernen, etc.) mit einem Stück der Ausrüstung²⁰. Ähnlich wie bei anderen Touchscreen-Verfahren^20,21,22, unsere Anpassung der SAT erfordert den Einsatz einer opaken Kunststoff Touchscreen Abdeckung, rief eine Maske mit Löcher hinein geschnitten. Eine zentrale, kreisrunde Loch ermöglicht die Darstellung eines Signals durch Vorlage eines weißen Reizes auf dem Bildschirm dahinter, und zwei quadratischen Antwort Bereiche, einer benannten für Hits und eine für CRs, erlauben die Ratte zu antworten¹⁹berühren. In den traditionellen Kammern Fenster 4-s Antwort ist in der Regel mit der Präsentation der Hebel angegeben, aber eine frühere Studie gezeigt, dass ein Ton auch verwendet werden, kann signalisieren die Antwort Fenster²³. In Touchscreen SAT signalisieren wir ebenso das Antwort-Fenster mit einem kurzen Ton. Andere Trainings-Parameter (z.B. Anzahl der Studien, intertrial Intervall, etc.) sind ähnliche zwischen traditionellen gehalten und Touchscreen-SAT. Wir Leistung zwischen der traditionellen und Touchscreen SAT-Version bereits bewertet und festgestellt, dass es vergleichbar war, was darauf hindeutet, dass Touchscreen SAT ist eine gültige Möglichkeit, Daueraufmerksamkeit¹⁹messen. Die Touchscreen-Modifikation macht SAT vielseitiger, weil es jetzt für einen breiten Einsatz in Touchscreen operant Boxen angepasst werden kann.

Dieses Protokoll beschreibt, wie Sie Touchscreen laufen SAT im Labor. Die Trainingspläne sind leicht aus unserer früheren Bericht von Task¹⁹ , Erfassungszeit bei weiblichen Ratten zu optimieren, die im Gegensatz zu Männern, hatte Schwierigkeiten, die durch die vorherigen Termine²⁴geändert worden. Ergebnisse illustrieren typische Leistung bei männlichen und weiblichen Ratten sind enthalten, zusammen mit Tipps zur Behebung von Problemen mit der Aufgabe.

Protocol

alle Experimente wurden im Einklang mit der Leitlinien des National Institutes of Health und wurden vom Temple University institutionelle Animal Use and Care Committee genehmigt. Dieses Protokoll wurde mit Erwachsenen entwickelt (~ 60 Tage alt beim Start der Studiums) männlicher und weiblicher Sprague-Dawley Ratten (Charles River). 1. Materialien für Touchscreen SAT stellen Sie sicher, dass eine Schalldämpfung Kabine jedes Touchscreen-Kammer umgibt und Kammern, mit einem Haus Li…

Representative Results

Für die meisten Aufmerksamkeit Studien Ratten werden ausgebildet, um Kriterien am SA und dann Manipulationen zu stören oder zu verbessern Aufmerksamkeit durchgeführt werden. Übernahme Daten werden in der Regel nicht dargestellt, aber wir tun hier um Preise des Erwerbs in männlicher und weiblicher Sprague-Dawley Ratten zu veranschaulichen. Zu diesem Zweck quantifizieren wir die mittlere Anzahl der Tage, Kriterien am SA (ab der Nase stochern Phase) zu erreichen. Beachten Sie, dass ein …

Discussion

Defizite in der Daueraufmerksamkeit sind im neuropsychiatrischen berichtet, Entwicklungsstörungen, und Neurodegenerative Erkrankungen^1,2,3, aber die Prozesse, die zur optimalen versus gestörte Aufmerksamkeit beitragen sind ermöglichen. Dies ist zum Teil, weil spezieller Ausrüstung der einfache Anpassung der Nager Aufmerksamkeit Aufgaben begrenzt. Allerdings sind Touchscreen-Kammern dieses Thema ansprechen, durch die Bereitst…

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
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Headlights with red lights	Energizer	HDL33A2E	LED white and red light