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Abstract
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신경과학

タッチ スクリーンの持続的注意課題 (土) ラット

Published: September 15, 2017
doi:
10.3791/56219
, , ,
1Psychology Department,Temple University, 2Neuroscience Program,Temple University

Summary

持続的注意、または断続的な予測不可能なイベントの状況を継続的に監視は、認知の重要な側面です。ここでタッチ スクリーン オペラント チャンバーを用いたラットでの持続的な関心をテストする方法を詳しく説明します。我々 は男女ともに注意を調べる場合に役立ちますこのタスクを作る雄および雌ラットに匹敵する性能を発揮します。

Abstract

持続的な関心は、長期間にわたって断続的に予測不可能なイベントを監視する機能です。この注意プロセス認知の他の側面を subserves し、特定の神経発達、神経で破壊されると神経変性疾患。したがってを損なうし、持続的な関心を向上させるメカニズムを識別するために臨床的に重要です。そのようなメカニズムは頻繁に最初齧歯動物モデルを使用して発見しました。したがって、持続的注意の側面をテストするためのいくつかの動作手順は、齧歯動物のために開発されています。McGaughy と単 (1995 年) で最初に説明した、1 つは持続的注意タスクと呼ばれる (土) 信号 (すなわち、簡単な光のプレゼンテーション) と非信号試験区別するラットの列車します。信号は短く、こうして感知されるに細心の注意が必要です。注意力の需要を増やすことができます (例えばhouselight の点滅) ディス トラクターを導入することによってさらに。このタッチ スクリーン オペラントのチェンバースは、刺激と応答を記録を提示することができます 1 つの壁にタッチ スクリーンが設定されているタスクを変更しました。ここでは、タッチ スクリーンの部屋で座っていたために、我々 のプロトコルを詳しく説明します。さらに、男性と女性の Sprague-dawley ラットのパフォーマンスの標準的な措置を提案します。男女ともにこのタスクに匹敵する性能は、多くの研究者が、実験的なデザインで女性の齧歯動物を含む、特に注意研究のための使用を強調表示します。さらに、ますます人気のあるタッチ スクリーン室土の簡単な実装は、その有用性を増加します。

Introduction

共有機能1,2,3注意障害の疾患アルツハイマー病、統合失調症、注意欠陥多動性障害 (ADHD) に至る。持続的注意の障害、断続的で予測不可能なイベントの状況を継続的に監視する機能 — 持続的注意は選択と分割の注意と同様、他の認知のために重大、特に破壊的な4,5を処理します。健康な人でさえ否定的注意の維持の難しさ損なう毎日関数6認知に影響します。したがって、持続的な関心とどのようにそれはなる調節不全の神経生物学の基礎の理解につながる介入多くの人々 の利益となる認知能力を改善します。

回路と対混乱注意適切に貢献する分子プロセスを記述するために多くの研究者がヒト以外の動物のモデルになっている、注目中の特定の細胞および分子プロセスの操作タスクは可能です。努力は、さまざまな注目7,8,9,10を維持する能力を評価することがオペラント注意タスクの開発につながっています。持続的注意タスクとして知られている McGaughy と単 (1995 年) によって開発されたそのようなの 1 つのパラダイム (土)。SAT の訓練を受けての齧歯動物は、非信号試験からの光信号は簡潔に点滅している信号試験を区別する必要があります。注意力の需要は、視覚妨害 (点滅 houselight)10を導入することで増やすことが。土に注意を査定するための重要なパラメーターはよく文書化され、このタスクが検証された雄および雌ラットおよびマウス10、11,12。バージョンも土13の並進運動の有用性を強調、人間に適応されています。重要なは、このタスクを使用する持続的注意4前脳基底部の corticopetal システムを巻き込むできました。マイネルト核 (NBM) ので具体的には、コリン作動性ニューロンの信号試験14に正確な応答をヒット前脳基底部前頭前野にプロジェクトの質 inominata (SI) 地域に欠かせない/ 15。対照的に、この地域における gaba 作動性ニューロンは非信号試験16正確な応答である正しい拒絶 (CRs) 時のパフォーマンスを仲介すると考えられています。このタスクの基本的な回路が確立されると、ストレス ホルモンから神経毒性タンパク質に至るまで注目を損なうこの回路の変調の要因は識別された17,18をされています。総称して、これらの研究は、土の有用性を強調表示します。

研究室では、土を実装する 1 つの制限は、元のプロシージャがセンター パネル ライトと 2 つの拡張可能なレバー、ヒットと CRs10の 1 つのための指定、タスクの完全に構成されているオペラントの部屋を必要とすることです。信号試験光のパネルは簡単に点灯し、レバーを 4 s 応答ウィンドウを示す拡張します。その期間中に指定されたヒット レバーが押された場合、ラット報酬を受ける (食糧または水)。信号試験、ミス、として知られている不適切なレバー押しは報われない。非シグナル状態試験、パネルのライトが消灯し、レバーを拡張します。CR が報われる一方、非シグナル状態試験、誤報、として知られている不適切なレバー押しは報われない。任意の応答を応答ウィンドウ中にする失敗は、不作為としてカウントされます。土の可用性を展開すると、最近 1 つの壁、両方の視覚刺激とレコード ノーズポーク反応19を表示できるタッチ スクリーン、タッチ スクリーン オペラント チャンバーズのタスクを変更しました。タッチ スクリーンの部屋は装置20の 1 枚で、さまざまなタスク (例えば、ペアに関連付ける学習、逆転学習など) を実行する汎用性のために人気になっています。他のタッチ スクリーンのプロシージャに似ています20,21,22, 我々 の適応土の穴にそれをカット、マスクと呼ばれる、不透明なプラスチック製のタッチパネル カバーの使用が必要です。背後にある、画面に白い刺激を提示することによって信号のプレゼンテーションは、中央の円形のホールと 2 つの方形波の応答領域を 1 つのヒットと CRs、指定できる応答19に触れるようにラット。伝統的な部屋で 4 s の応答ウィンドウは、通常、レバーのプレゼンテーションで示されますが、以前の研究実証トーンは信号の応答ウィンドウ23にも使用できます。タッチ スクリーンの土で同様に短音の応答ウィンドウを信号します。他のトレーニングのパラメーター (例えば試験、試行間間隔等の数) は伝統的な間で類似保持されますとタッチ スクリーン (土) です。我々 は以前伝統とタッチ スクリーンの SAT バージョン間のパフォーマンスを評価および SAT は持続的注意19を測定する有効な方法で対等だったが見つかりました、そのタッチ スクリーンを示唆しています。タッチ スクリーンにより、土より多目的なのでそれは今タッチ スクリーン オペラント ボックスの広まった使用のために適応することができます。

現在のプロトコルの詳細をどのようにタッチ スクリーンを実行する研究室では、土。トレーニング スケジュールは、雌のラットは、男性とは違ってあった前スケジュール24を進める難易度で獲得時間を最適化する作業19の前報から若干変更されています。雄および雌ラットの典型的なパフォーマンスを示す結果は、タスクの問題のトラブルシューティングのためのヒントと一緒に、含まれています。

Protocol

すべての実験健康の国民の協会のガイドラインに従って実施し、寺院大学機関動物使用とケア委員会によって承認されました。このプロトコルは大人で開発された (~ 60 日齢研究開始時) 男性と女性の Sprague-dawley ラット (チャールズ川). 1 タッチ スクリーン土材料 ことを確認音の減衰のブースがそれぞれのタッチ スクリーン室を囲むと家光、音発生器、カメラ、?…

Representative Results

ほとんどの注意研究のラットは、土の条件に訓練を受けています、破壊または注意を改善する操作が実行します。集録データは通常表示されない、雌雄ラットにおける獲得率を説明するためにここで 。このため、土 (鼻を突くフェーズの開始) の基準に到達する日の数の中央値を定量化しました。いくつかのラット絶対加えそれ条件 (n = 5 の男性と n = 1 の女性)。男性?…

Discussion

神経の持続的注意の障害が報告される、神経発達、および神経変性疾患1,2,3、対混乱注意最適に貢献するプロセスがけいこ。これは、一部では、特殊な装置齧歯動物注意課題の簡単な適応を制限するためです。ただし、タッチ スクリーン室機器20,22の 1 枚でさまざまな認知タス?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

土パラメーターに喜びベルクマン、アッティリオスリック Ceretti、サラ ・ コーエン、ニーナ ダンカン、アーロン ホール、ハンナ Lefebo と動作で、援助のマドレーヌ サルヴァトーレと博士ヴィネ パリキ、博士ブリトニー · Yegla とロブ ・ コールが彼らのアドバイスに感謝したいと思います。トレーニング手順に関するヒント博士ジル McGaughy に感謝したいと思います。この仕事は健康補助金ニッケル水素 092438 研究機構によって支えられた、全米科学財団は、D.A.B. に IOS 1552416 を付与

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
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Bangasser, D. A., Wicks, B., Waxler, D. E., Eck, S. R. Touchscreen Sustained Attention Task (SAT) for Rats. J. Vis. Exp. (127), e56219, doi:10.3791/56219 (2017).
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