Summary
तनावपूर्ण जीवन की घटनाओं संज्ञानात्मक समारोह ख़राब, मनोरोग विकारों का खतरा बढ़ रही है । यह प्रोटोकॉल दिखाता है कि कैसे तनाव पुरुष और महिला स्प्राग डावले चूहों में प्रतिमान स्थानांतरण एक स्वचालित ओपेरा रणनीति का उपयोग कर संज्ञानात्मक लचीलेपन को प्रभावित करता है। विशेष व्यवहार अंतर्निहित विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्रों पर चर्चा की जाती है, और परिणामों की अनुवादात्मक प्रासंगिकता का पता लगाया जाता है।
Abstract
तनाव संज्ञानात्मक कार्य को प्रभावित करता है। क्या तनाव संज्ञानात्मक कार्य को बढ़ाता है या ख़राब करता है, यह 1) प्रकार, तीव्रता और तनाव की अवधि सहित कई कारकों पर निर्भर करता है; 2) अध्ययन के तहत संज्ञानात्मक कार्य का प्रकार; और 3) संज्ञानात्मक कार्य को सीखने या निष्पादित करने के संबंध में तनाव का समय। इसके अलावा, संज्ञानात्मक समारोह पर तनाव के प्रभाव के बीच सेक्स मतभेदों को व्यापक रूप से प्रलेखित किया गया है । यहां वर्णित एक स्वचालित ऑपरेंट रणनीति का एक अनुकूलन है जो यह आकलन करने के लिए प्रतिमान बदल रहा है कि तनाव में भिन्नता पुरुष और महिला स्प्राग डावले चूहों में संज्ञानात्मक लचीलेपन को कैसे प्रभावित करती है। विशेष रूप से, संयम तनाव से पहले या इस ऑपरेंट आधारित कार्य में प्रशिक्षण के बाद इस बात की जांच करने के लिए प्रयोग किया जाता है कि तनाव दोनों लिंगों में संज्ञानात्मक प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है । इस स्वचालित प्रतिमान में प्रत्येक कार्य से जुड़े विशेष मस्तिष्क क्षेत्रों को अच्छी तरह से स्थापित किया गया है (यानी, मध्यवर्ती प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स और ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स)। यह प्रयोग के दौरान लक्षित जोड़तोड़ या प्रतिमान के पूरा होने पर इन क्षेत्रों में विशेष जीन और प्रोटीन के आकलन के लिए अनुमति देता है । यह प्रतिमान तनाव के बाद होने वाली विभिन्न प्रकार की प्रदर्शन त्रुटियों का पता लगाने की अनुमति देता है, जिनमें से प्रत्येक ने तंत्रिका सब्सट्रेट्स को परिभाषित किया है। इसके अलावा एक बार संयम तनाव प्रतिमान के बाद दृढ़ त्रुटियों में अलग सेक्स मतभेद ों की पहचान कर रहे हैं । एक पूर्व नैदानिक मॉडल में इन तकनीकों के उपयोग से पता चल सकता है कि तनाव मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करता है और मनोरोग विकारों में अनुभूति को ख़राब करता है, जैसे पोस्ट-ट्रॉमेटिक स्ट्रेस डिसऑर्डर (पीटीएसडी) और प्रमुख अवसादग्रस्तता विकार (एमडीडी), जो व्यापकता में चिह्नित सेक्स मतभेदों को प्रदर्शित करता है ।
Introduction
मनुष्यों में, तनावपूर्ण जीवन की घटनाएं संज्ञानात्मक कार्य (यानी, संज्ञानात्मक लचीलापन1)को ख़राब कर सकती हैं, जो पर्यावरण 2 में नई परिस्थितियों कासामनाकरने के लिए संज्ञानात्मक प्रसंस्करण रणनीतियों को अनुकूलित करने की क्षमता को दर्शाती है। अनुभूति में हानि पोस्ट ट्रॉमेटिक स्ट्रेस डिसऑर्डर (पीटीएसडी) और मेजर डिप्रेसिव डिसऑर्डर (एमडीडी)3,4जैसे कई मनोरोग विकारों को उपजी और बढ़ा देती है। ये विकार महिलाओं में दो बार प्रचलित हैं5,6,7,8,फिर भी इस असमानता का जैविक आधार अज्ञात रहता है। मनुष्यों में कार्यकारी कामकाज के पहलुओं का आकलन विस्कॉन्सिन कार्ड सॉर्टिंग टास्क का उपयोग करके किया जा सकता है, जो संज्ञानात्मक लचीलेपन का प्रदर्शन2है । इस कार्य में प्रदर्शन पीटीएसडी9 और एमडीडी10वाले रोगियों में बिगड़ा हुआ है , लेकिन इस परिवर्तन के तंत्रिका आधार की जांच केवल ब्रेन इमेजिंग11द्वारा की जा सकती है ।
यह समझने में प्रगति कि तनाव मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करता है, पशु मॉडल, विशेष रूप से कृंतक के उपयोग के माध्यम से किया गया है। चूंकि तनाव से संबंधित बीमारियों में संज्ञानात्मक लचीलापन प्रभावित होता है, इसलिए कृंतक में जांच करना एक असाधारण प्रासंगिक फेनोटाइप है। आज तक, अधिकांश तनाव न्यूरोबायोलॉजी साहित्य ने एक वैकल्पिक संज्ञानात्मक लचीलेपन प्रतिमान (कभी-कभी खुदाई कार्य के रूप में जाना जाता है)12, 13,14,15का उपयोग किया है। हालांकि इस कार्य का बड़े पैमाने पर पुनरीक्षण किया गया है, लेकिन कृंतक को प्रशिक्षित करने के लिए प्रयोगकर्ता द्वारा अधिक समय और प्रयास की आवश्यकता होती है। अनुकूलित और यहां वर्णित एक अच्छी तरह से स्थापित स्वचालित सेट-शिफ्टिंग प्रोटोकॉल 16 है जो विभिन्न तनाव मॉडल17,18 का उपयोग करके पुरुष और मादा स्प्राग डावले चूहों में संज्ञानात्मक लचीलेपन का आकलन करने के लिए है। प्रक्रिया को प्रयोगकर्ता द्वारा न्यूनतम निरीक्षण की आवश्यकता होती है और कई चूहों को एक साथ परीक्षण करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, इस स्वचालित कार्य19के अन्य संस्करणों के विपरीत, इस प्रतिमान के अनुकूलन के लिए केवल 3 दिनों के प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है और इसमें एक कुशल प्रोग्राम डेटा विश्लेषण शामिल है।
क्या तनाव संज्ञानात्मक कार्य को बढ़ाता है या ख़राब करता है, यह तनाव के प्रकार, तीव्रता और अवधि के साथ-साथ संज्ञानात्मक कार्य20, 21को सीखने या निष्पादित करने के संबंध में तनाव का समय पर निर्भर करता है। इस प्रकार, प्रोटोकॉल में ऑपरेशनपैंट प्रशिक्षण से पहले और बाद में तनाव प्रक्रियाओं को शामिल किया गया है। यह तनाव अध्ययन से प्रतिनिधि परिणामों की भी जांच करता है। इसके अलावा, सेट-शिफ्टिंग के विशेष पहलुओं को अंतर्निहित मस्तिष्क क्षेत्रों को अच्छी तरह से स्थापित किया गया है2,16,22; इस प्रकार, रिपोर्ट में यह भी बताया गया है कि तनाव और रणनीति स्थानांतरण प्रक्रियाओं के दौरान या बाद में विशेष मस्तिष्क क्षेत्रों को कैसे लक्षित और आकलन किया जाए ।
संज्ञानात्मक लचीलेपन में सेक्स संबंधी मतभेदों की प्रत्यक्ष जांच करने पर सीमित शोध किया गया है18,23. प्रोटोकॉल का वर्णन करता है कि कैसे 1) प्रयोगात्मक प्रतिमान में पुरुष और महिला दोनों चूहों को शामिल करें, फिर 2) स्वतंत्र रूप से साइकिल चलाने वाली महिलाओं में प्रक्रियाओं से पहले और दौरान एस्ट्रोस चक्रों को ट्रैक करें। पूर्व अध्ययनों से संकेत मिला है कि ऑपरेंट प्रशिक्षण से पहले तनाव चूहों में संज्ञानात्मक लचीलेपन में सेक्स-विशिष्ट घाटे का कारण बन सकता है17। विशेष रूप से, मादा चूहे तनाव के बाद संज्ञानात्मक लचीलेपन में व्यवधान प्रदर्शित करते हैं, जबकि तनाव17के बाद पुरुष चूहों में संज्ञानात्मक लचीलापन में सुधार होता है। दिलचस्प बात यह है कि तनाव से संबंधित मनोरोग विकारों की एक बड़ी बानगी, जो मनुष्यों में सेक्स-पक्षपातपूर्ण घटना है, संज्ञानात्मक दृढ़ता है । इन परिणामों से पता चलता है कि महिलाओं को पुरुषों की तुलना में संज्ञानात्मक हानि के इस प्रकार के लिए और अधिक असुरक्षित हो सकता है । पशु मॉडल में इन तकनीकों का उपयोग मस्तिष्क पर तनाव के प्रभाव पर प्रकाश डाला जाएगा और यह कैसे मनुष्यों में मनोरोग विकारों में अनुभूति ख़राब ।
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Protocol
इस अध्ययन में सभी प्रक्रियाओं को Bryn Mawr कॉलेज में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया था । प्रयोगशाला जानवरों को आदेश देने और प्रयोग शुरू करने से पहले आईएसीयूसी या अन्यथा लागू नियामक अनुमोदन प्राप्त करें।
1. पशु तैयारी
- पुरुष और महिला वयस्क स्प्राग डावले चूहों का अधिग्रहण करें।
नोट: चूहों को 65 दिनों की उम्र से पहले वितरित किया जा सकता है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए कि पुरुष और महिलाएं दोनों पूरी तरह से परिपक्व हैं, तब तक प्रक्रियाएं शुरू न करें। - जोड़ी घर के रूप में संभव के रूप में लंबे समय के लिए एक ही सेक्स चूहों, के रूप में दीर्घकालिक अलगाव एक तनाव24है । भोजन प्रतिबंध के लिए, अकेले घर चूहों बस ओपेरा रणनीति स्थानांतरण प्रोटोकॉल से पहले ।
- 1 सप्ताह के अनुकूलन के बाद, धीरे-धीरे प्रति दिन 3-5 मिनट के लिए चूहों को संभालना शुरू करें। प्रत्येक चूहे के शरीर का वजन एकत्र करें। इसके अतिरिक्त, यदि यह आकलन करने में रुचि रखते हैं कि गोनाडल हार्मोन परिणामों को कैसे प्रभावित कर सकते हैं, तो मादा चूहों के लिए योनि लाव्ज एकत्र करें (धारा 2 में वर्णित)।
- प्रतिबंधित (भोजन से) जानवरों है कि ओपेरा रणनीति में चलाया जाएगा प्रतिमान स्थानांतरण कम से 3 दिन पहले प्रशिक्षण शुरू होता है ताकि वे सफलतापूर्वक काम सीखते हैं । सुनिश्चित करें कि पानी हमेशा स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है। लिखित रिकॉर्ड प्रत्येक जानवर के लिए दैनिक भोजन और तरल पदार्थ की खपत, जलयोजन स्थिति, और किसी भी व्यवहार और नैदानिक परिवर्तन एक प्रोटोकॉल से एक जानवर के अस्थाई या स्थाई हटाने के लिए मापदंड के रूप में इस्तेमाल दस्तावेज़ के लिए बनाए रखा जाना चाहिए (मॉर्टन २०००; एनआरसी 2003b) ।
- यदि प्रशिक्षण से पहले 3 दिनों से अधिक के लिए एक तनाव प्रक्रिया को नियोजित करना, तो तनाव के दिनों की संख्या (उदाहरण के लिए, संयम के 5 दिन प्लस खाद्य प्रतिबंध25)से मेल खाने के लिए खाद्य प्रतिबंध को समायोजित करें।
- प्रत्येक दिन, सामान्य दैनिक भोजन का 80% सेवन (यानी, शरीर के वजन के प्रति 100 ग्राम भोजन का 4 ग्राम)26वितरित करें। चूहे के लिए दैनिक वजन संग्रह का उपयोग करें कि प्रत्येक दिन कितना भोजन देना है।
- प्रशिक्षण और परीक्षण के दिनों के माध्यम से भोजन प्रतिबंध जारी रखें। हालांकि, चूहे के दिन के लिए प्रशिक्षण या परीक्षण पूरा होने के बाद तक घर के पिंजरे में भोजन न रखें, वरना उन्हें भोजन गोली इनाम के लिए कार्य करने के लिए प्रेरित नहीं किया जाएगा। सुनिश्चित करें कि कार्य पूरा होने पर चूहों को भोजन वितरण का समय काफी अप्रत्याशित है क्योंकि यह ऑपरेंट चैंबर में प्रदर्शन करने के लिए कम प्रेरणा से बचने में मदद करता है (बाद में घर के पिंजरे में भोजन की प्रतीक्षा करने के पक्ष में)।
नोट: संयम तनाव प्रतिमान के दौर से गुजर पशु नियंत्रण, unstressed विषयों की तुलना में काफी अधिक वजन घटाने का प्रदर्शन नहीं करते । हालांकि, विभिन्न तनाव प्रक्रियाएं स्वयं वजन घटाने के लिए प्रेरित कर सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप चूहों को शरीर के वजन-आधारित खाद्य प्रतिबंध के दौरान अनस्ट्रेस्ट समकक्षों की तुलना में कम भोजन प्राप्त होता है। यह एक अतिरिक्त, भ्रामक तनाव पेश कर सकता है। यदि यह मामला प्रतीत होता है, तो वैकल्पिक रूप से प्रत्येक विषय को दिए जाने वाले भोजन की एक निश्चित मात्रा का उपयोग करें,चाहे वजन 27हो।
2. योनि लावेज
नोट: गोनाडल हार्मोन (यानी एस्ट्रोजन और प्रोजेस्टेरोन) तनाव प्रतिक्रिया और अनुभूति28, 29, 30को प्रभावित करने के लिए जानाजाताहै । मादा चूहों के कामुक चक्र में इन हार्मोनों में उतार - चढ़ावहोताहै . यदि तनाव या संज्ञानात्मक लचीलेपन डेटा के साथ सहसंबंधित करने के लिए स्वतंत्र रूप से साइकिल चलाने वाली महिला कृंतक के एस्ट्रोस चक्र को ट्रैक करने में रुचि रखते हैं, तो नीचे वर्णित योनि लावेज एकत्र करें। एस्टरस चक्र चरण पर विचार करने वाले प्रतिनिधि डेटा प्रदान नहीं किए जाते हैं।
- महिलाओं से योनि लावाज नमूने प्राप्त करने के लिए, एक साफ बीकर, एक ग्लास आईड्रॉपर, एक "लावज" स्लाइड (लावगे नमूने को पकड़ने के लिए एक्रेलिक पेंट हलकों के साथ माइक्रोस्कोप स्लाइड) में गर्म पानी इकट्ठा करें, और एक खाली बीकर।
- आईड्रॉपर को थोड़े मात्रा में गर्म पानी (~ 0.5 एमएल) से भरें, फिर टिप को मादा चूहे की योनि में डालें (इसकी पूंछ से उठाकर)। बाँझ पानी 2x-3x निष्कासित और एक सूक्ष्म स्लाइड पर एकत्र तरल पदार्थ निष्कासित। लावेज स्लाइड सर्कल ओवरफ्लो न करें।
- खाली बीकर में किसी भी अतिरिक्त तरल को निष्कासित करें। रैट नंबरों के साथ लावेज स्लाइड लेबल करें और प्रत्येक चूहे से नमूने उस क्रम में डालें ताकि यह स्पष्ट हो कि कौन सा नमूना प्रत्येक चूहे का है।
- अगले चूहे का नमूना लेने के लिए आईड्रॉपर भरने से पहले कई बार "अतिरिक्त" बीकर में वितरित करके और इसे अच्छी तरह से पल्लांस करें।
- लावेज स्लाइड को एक चमकीले फील्ड माइक्रोस्कोप में ले जाएं ताकि लावेज के नमूने को चित्रित किया जा सके और उस दिन को एस्टर चक्र के भीतर वर्गीकृत किया जा सके जैसा कि बेकर एट अल31में वर्णित है ।
नोट: आदर्श रूप से, एक महिला के चक्र को ठीक से ट्रैक करने के लिए कुछ हफ्तों के लिए लैविंग किया जाना चाहिए और सर्कैडियन लय के लिए नियंत्रित करने के लिए प्रत्येक दिन एक बहुत ही समय पर किया जाना चाहिए। अधिमानतः, इस प्रक्रिया को तनाव और ओपेरा रणनीति स्थानांतरण प्रक्रियाओं से पहले किया जाना चाहिए। इस आंख-ड्रॉपर तकनीक के विकल्प के रूप में कपास झाड़ू और बाँझ खारा का उपयोग भी किया जा सकता है। महिला चूहों के लिए डेटा के बाद का विश्लेषण किया जा सकता है एस्ट्रोस चक्र दिन के अनुसार (चक्र के दिनों पर विचार जब तनाव प्रदर्शन किया जाता है और/
3. उपकरण और सॉफ्टवेयर
- व्यवहार प्रशिक्षण और परीक्षण के लिए ऑपरेंट कक्षों का उपयोग करें।
- सुनिश्चित करें कि कक्षों में दो उत्तेजना रोशनी के साथ कम से कम दो त्यागने योग्य लीवर होते हैं, एक घर की रोशनी, और इन कार्यों के लिए सुदृढीकरण के लिए एक डिस्पेंसर।
- जांच करें कि लीवर प्रत्येक लीवर के ऊपर एक उत्तेजना प्रकाश के साथ केंद्रीय सुदृढीकरण वितरण क्षेत्र के दोनों ओर हैं।
- प्रकाश उत्तेजना का पता लगाने के साथ हस्तक्षेप के बिना चैंबर रोशन करने के लिए घर के प्रकाश का उपयोग करें (यह सबसे अच्छा है अगर घर की रोशनी चैंबर के पीछे की दीवार पर है, लीवर और उत्तेजना रोशनी के विपरीत)।
- भोजन प्रतिबंधित चूहों में सुदृढीकरण के लिए धूल रहित खाद्य छर्रों (यहां, 45 मिलीग्राम छर्रों का उपयोग किया जाता है: 18.7% प्रोटीन, 5.6% वसा, और 4.7% फाइबर) का उपयोग करें। सुक्रोज या वसा में उच्च छर्रों का उपयोग न करें (जब तक कि तनाव स्वादिष्ट भोजन के सेवन को कैसे प्रभावित करता है) में रुचि न हो) ।
- कक्ष(सामग्रीकी तालिका) के संचालन में सक्षम सॉफ्टवेयर के साथ एक कंप्यूटर से उत्तेजनाओं, लीवर ऑपरेशन और डेटा संग्रह की प्रस्तुति को नियंत्रित करें।
नोट: इस सॉफ़्टवेयर का उपयोग करने वाले कार्यक्रमों की कोडिंग से संबंधित जानकारी के लिए, लेखकों से संपर्क करें। मेड-पीसी स्क्रिप्ट पूरक फ़ाइलों के रूप में शामिल हैं। यह सॉफ्टवेयर प्रत्येक परीक्षण के लिए जानवर की प्रतिक्रियाओं के बारे में जानकारी एकत्र करता है (जो लीवर दबाया जाता है, चाहे वह सही है/गलत/कोई प्रतिक्रिया नहीं है, और विकल्प बनाने के लिए विलंबता) । इस जानकारी से, उपयोगकर्ता व्यवहार विश्लेषण अनुभाग में वर्णित व्यवहार प्रतिमान में विभिन्न उपायों की गणना कर सकते हैं। - तनाव हार्मोन३२ (और अन्य प्रासंगिक उपायों) में सर्कैडियन लय के लिए नियंत्रित करने के लिए प्रत्येक दिन एक ही समय में प्रशिक्षण/परीक्षण करें ।
- मल/अपशिष्ट एकत्र करने के लिए ताजा बिस्तर के साथ प्रत्येक ऑपरेंट बॉक्स की निचली ट्रे भरें । प्रत्येक सत्र के बाद, प्रत्येक ट्रे, साफ ट्रे और चैंबर इंटीरियर को अल्कोहल वाइप्स या एक IACUC-अनुमोदित कीटाणुनाशक के साथ डंप करें, और कक्ष में एक नया जानवर रखने से पहले ताजा बिस्तर के साथ बदलें।
4. तनाव प्रक्रियाएं
- तय करें कि तनाव प्रक्रिया से पहले किया जाना चाहिए, के दौरान, और/या ओपेरा रणनीति पर प्रशिक्षण के बाद प्रतिमान स्थानांतरण (जैसे, संयम तनाव के 5 दिनों से पहले 3 दिनों के ऑपरेंट प्रशिक्षण बनाम 3 दिन के ओपेरा प्रशिक्षण के बाद एक ही संयम और परीक्षण के बाद) ।
- ऑपरेंट प्रशिक्षण के संबंध में रोजाना एक ही समय में तनाव प्रक्रिया को निष्पादित करें। (उदाहरण के लिए, 9 ए.M से शुरू होने वाले 30 मिनट संयम तनाव, इसके बाद ऑपरेंट चैंबर में प्लेसमेंट) ।
- दोनों कॉलोनी के कमरे और रणनीति बदलाव प्रतिमान कमरे से एक अलग कमरे में तनाव प्रक्रियाओं प्रदर्शन (यह सुनिश्चित करने के लिए कोई भ्रामक गवाह तनाव के साथ जुड़े कारक हैं)३३। संक्षेप में, चूहे को ब्रूम-शैली पारदर्शी संयम ट्यूब में रखें और उद्घाटन को सील करें, ध्यान रखें कि अंग या पूंछ को चुटकी न लें। प्रत्येक विषय के बीच, ब्रूम शैली ट्यूब को साफ करने के लिए एक IACUC-अनुमोदित कीटाणुनाशक का उपयोग करें। अनुचित स्वच्छता फेरोमोन को पीछे छोड़ सकती है जो परीक्षण प्रोटोकॉल को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकती है।
नोट: अनुमान लगाएं कि चूहों का पहला समूह ऑपरेंट कक्षों में कितना समय बिताता है। यह प्रशिक्षण बनाम परीक्षण दिवस के आधार पर भिन्न होगा; हालांकि, कई साथियों को चलाने के बाद, भविष्य के कार्यों का अनुमान लगाने के लिए प्रत्येक कार्य को पूरा करने के लिए एक औसत समय की गणना की जा सकती है। - कितने ऑपरेंट कक्ष उपलब्ध हैं, इसके आधार पर विषयों के लिए तनाव प्रक्रिया को चौंका दिया। उदाहरण के लिए, चार चूहों को संयम तनाव से गुजरना पड़ता है और उन्हें चार ऑपरेंट कक्षों में रखा जाता है। एक घंटे बाद, चार और जानवरों को ऑपरेंट चैंबर द्वारा अपनाई जाने वाली तनाव प्रक्रियाओं से गुजरना पड़ता है।
5. प्रशिक्षण
नोट: यह प्रतिमान फ्लोरेस्को एट अल द्वारा विकसित ऑपरेंट सेट-शिफ्टिंग प्रक्रिया सेसंशोधित किया गया है। चूहों के लिए प्रशिक्षण प्रक्रियाओं के लिए 3 दिनों की आवश्यकता होती है (नीचे वर्णित प्रत्येक कार्य को सीखने के लिए 1 दिन)। यह दुर्लभ है कि एक चूहा इन कार्यों को नहीं सीखता है। यदि कोई चूहा प्रत्येक कार्य को सीखने में विफल रहता है, तो इसे अंतिम अध्ययन से बाहर रखा जाना चाहिए। नीचे वर्णित प्रशिक्षण प्रतिमान के दृश्य चित्रण के लिए चित्रा 1A देखें।
- चूहे को कक्ष में रखने से पहले, यह सुनिश्चित करें कि डिस्पेंसर में पर्याप्त खाद्य छर्रे हैं और ऑपरेंट बॉक्स ठीक से काम कर रहे हैं। इसे पूरा करने के लिए, एक खाली कक्ष में प्रशिक्षण या परीक्षण दिवस कार्यक्रम लोड और शुरू करें, मैन्युअल रूप से परीक्षण करें कि सही लीवर उचित रूप से लीवर प्रेस प्रति एक इनाम प्रदान करता है।
- प्रत्येक लीवर को दबाने के लिए चूहे को प्रशिक्षित करना
- प्रशिक्षण के पहले दिन के लिए बॉक्स में चूहे को रखने से पहले, मैन्युअल रूप से सही लीवर पर एक खाद्य गोली इनाम सेट करें, जैसा कि प्रत्येक कक्ष के भीतर प्रशिक्षण प्रक्रिया को लोड करने पर नामित किया गया है।
- एक निश्चित अनुपात (एफआर-1) शेड्यूल का उपयोग करके चूहे को प्रशिक्षित करें, जैसे कि प्रत्येक सही लीवर प्रेस को एक सुदृढीकरण के साथ पुरस्कृत किया जाता है। कक्षों के संचालन कंप्यूटर पर प्रशिक्षण प्रक्रिया लोड करने पर सही लीवर को नामित करके विषयों और/या प्रायोगिक स्थितियों (एक समय में केवल एक लीवर को आकार देने) में प्रति दिन सही लीवर को प्रतिसंतुलन करें ।
- चूहे को लीवर को दबाने की अनुमति दें जब तक कि यह सही लीवर 50x दबाकर मापदंड तक न पहुंच जाए, आमतौर पर 30-45 मिनट के बीच कार्य को पूरा करें।
- अगले दिन चूहे को प्रशिक्षण के पहले दिन के रूप में एक ही कार्यक्रम का उपयोग करके विपरीत लीवर पर इस कार्य को करने के लिए मजबूर करते हैं, लेकिन विपरीत लीवर को सही के रूप में नामित करते हैं। प्रशिक्षण के इस दिन एक खाद्य गोली के साथ लीवर को "आकार" देने की कोई आवश्यकता नहीं है। आमतौर पर, चूहों द्वारा पहले लीवर को दबाना सीखे जाने के बाद यह मापदंड जल्दी से हासिल हो जाता है।
- चूहे को प्रकाश क्यू का जवाब देने के लिए प्रशिक्षण
- प्रशिक्षण के तीसरे दिन, 15 एस परीक्षणों के लिए दोनों लीवर के ऊपर प्रकाश को रोशन करें, जिसके दौरान चूहा संभावित रूप से भोजन गोली इनाम प्राप्त करने के लिए लीवर में से एक को दबा सकता है। प्रकाश भेदभाव कार्य के दौरान, यह कार्यक्रम बेतरतीब ढंग से चयन करेगा कि परीक्षण-द्वारा-परीक्षण के आधार पर कौन सा लीवर सही है।
- यदि चूहा सही लीवर दबाता है, तो सुनिश्चित करें कि रोशनी 3 एस के लिए प्रकाशित रहती है और इनाम दिया जाता है, इसके बाद 5 एस अवधि होती है, जिसके दौरान अगले परीक्षण से पहले रोशनी बंद हो जाती है। यदि चूहा गलत लीवर दबाता है, तो सुनिश्चित करें कि कोई इनाम नहीं दिया जाता है और अगले परीक्षण से पहले 10 एस के लिए रोशनी बंद कर दी जाती है।
- प्रशिक्षण के इस अंतिम दिन के बाद, यह निर्धारित करने के लिए "साइड पूर्वाग्रह" की गणना करें कि क्या चूहे को लीवर प्रेस की कुल संख्या से विभाजित लीवर के प्रेस की संख्या को विभाजित करके बाएं या दाएं लीवर के लिए वरीयता है। परीक्षण के दिन, चूहा अपने सबसे कम पसंदीदा पक्ष पर शुरू होगा ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह पसंदीदा लीवर का जवाब देने के बजाय विशिष्ट प्रतिक्रिया-इनाम आकस्मिकता सीख रहा है।
6. परीक्षण
नोट: नीचे वर्णित परीक्षण प्रतिमान के दृश्य चित्रण के लिए चित्रा 1B देखें।
- दिन 4 (परीक्षण के दिन) पर, तनाव प्रक्रियाओं के बाद चूहे को ऑपरेंट कक्ष में रखें और उन्हें पक्ष भेदभाव, पक्ष पलटने और हल्के भेदभाव कार्यों में क्रमिक रूप से परीक्षण करें। सुनिश्चित करें कि प्रकाश भेदभाव कार्य केवल "सही" लीवर के ऊपर प्रकाश को रोशन करता है। प्रत्येक कार्य में, चूहों को लगातार अपुरस्कृत, गलत लीवर को दबाए बिना प्रत्येक भेदभाव को पूरा करने के लिए आठ सही परीक्षण प्राप्त करने चाहिए। एक गलत लीवर प्रेस परीक्षणों की इस श्रृंखला को रीसेट करेगा।
- पक्ष भेदभाव कार्य का उपयोग कर चूहों का परीक्षण करें। पक्ष भेदभाव कार्यक्रम का उपयोग करना, प्रशिक्षण के तीसरे दिन से निर्धारित के रूप में अपने सबसे कम पसंदीदा पक्ष पर लीवर दबाने के लिए चूहे इनाम, प्रकाश क्यू की परवाह किए बिना । कार्य लगातार सही लीवर 8x दबाने पर समाप्त होता है (चूक को छोड़कर)।
- पक्ष भेदभाव कार्यक्रम का उपयोग कर फिर से चूहों चलाकर पक्ष उलट परीक्षण प्रदर्शन करते हैं, लेकिन इस बार सही पक्ष भेदभाव कार्य से सही एक के विपरीत लीवर नामित । सुनिश्चित करें कि चूहे को हल्के क्यू की परवाह किए बिना, इस लीवर को दबाने के लिए पुरस्कृत किया जाता है। कार्य लगातार सही लीवर 8x दबाने पर समाप्त होता है (चूक को छोड़कर)।
- प्रकाश भेदभाव कार्य करें, जो ऊपर प्रकाश प्रकाश के साथ लीवर दबाने के लिए चूहे को पुरस्कृत करता है। प्रत्येक ऑपरेंट परीक्षण लगातार सही लीवर 8x (चूक को छोड़कर) दबाने पर पूरा होता है।
नोट: पिछले अध्ययनों के आधार पर, ये कार्य लगातार प्रेस की परवाह किए बिना न्यूनतम 30 परीक्षणों को एन्कोड करते हैं, यह सुनिश्चित करने के लिए कि चूहों के पास प्रत्येक कार्य18के नियमों को सीखने के लिए पर्याप्त समय है। इस प्रकार, यदि चूहा लगातार 30 परीक्षणों से पहले आठ सही परीक्षण प्राप्त करता है, तो यह कार्य तब तक लगा रहेगा जब तक कि 30 परीक्षण पूरे नहीं हो जाते ।
7. व्यवहार विश्लेषण
नोट: परीक्षण के दिन प्रत्येक जानवर के लिए प्राप्त डेटा स्वचालित रूप से कंप्यूटर द्वारा रिकॉर्ड और सहेजा जाता है, जब तक कि प्रत्येक कार्य के लिए मेड-पीसी स्क्रिप्ट शुरू की जाती है और उसे पूरा करने की अनुमति दी जाती है (मेड-पीसी स्क्रिप्ट के लिए पूरक सामग्री देखें)।
- कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करके प्रत्येक परीक्षण दिवस कार्य (साइड भेदभाव, साइड रिवर्सल और हल्के भेदभाव) के लिए डेटा खोलें। कार्यक्रम द्वारा दर्ज किए गए मुख्य उपाय मापदंड, मापदंड में त्रुटियों और कसौटी के समय के परीक्षण हैं। इन उपायों के बारे में नीचे विस्तार से बताया गया है।
नोट: लेखकों ने एक मैटलैब स्क्रिप्ट उत्पन्न की है जो विश्लेषण प्रक्रिया के स्वचालन के साथ-साथ दृढ़ बनाम प्रतिगामी त्रुटियों के विश्लेषण के लिए अनुमति देती है (डेटा विश्लेषण को कारगर बनाने के लिए कोड जानकारी के लिए संपर्क लेखक)।- कसौटी के लिए परीक्षणों का उपयोग करें (जो परीक्षणों की कुल संख्या को संदर्भित करता है [चूक सहित नहीं] चूहे के लिए आवश्यक है कि वे आठ परीक्षणों सहित लगातार आठ सही परीक्षणों को पूरा करें) सटीकता के मुख्य संकेतक के रूप में। यह डेटा परीक्षण के दिन किसी भी कार्य के लिए मेड-पीसी स्क्रिप्ट द्वारा उत्पन्न डेटा फ़ाइल में सरणी बी में पहले कॉलम में स्थित है।
- प्रत्येक कार्य के दौरान की गई कुल त्रुटियों की जांच करें। यह डेटा परीक्षण के दिन किसी भी कार्य के लिए मेड-पीसी स्क्रिप्ट द्वारा उत्पन्न डेटा फ़ाइल में सरणी बी के तीसरे कॉलम में स्थित है। इन त्रुटियों को दृढ़ या प्रतिगामी त्रुटियों में भी वर्गीकृत किया गया है । दृढ़ त्रुटियां तब होती हैं जब चूहा पिछले कार्य से पहले के नियम का पालन करना जारी रखता है। प्रतिगामी त्रुटियों के बाद यह पिछले नियम से disengaged है, लेकिन नए नियम प्राप्त करने की कोशिश जारी है (कैसे त्रुटियों के इन प्रकार की गणना कर रहे है पर अधिक जानकारी के लिए, प्रकाशित विधि18का उल्लेख) ।
- यदि चूहे ने 15 एस के भीतर हल्के क्यू का जवाब नहीं दिया, तो परीक्षण को एक चूक के रूप में वर्गीकृत किया गया है, और यह कसौटी पर परीक्षणों की कुल संख्या की ओर नहीं गिना जाएगा। पहले सही प्रतिक्रियाओं की संख्या (डेटा फ़ाइल में सरणी बी के दूसरे कॉलम में स्थित) और त्रुटियों की संख्या (डेटा फ़ाइल में सरणी बी के तीसरे कॉलम में स्थित) को एक साथ जोड़कर इसकी गणना करें। इसके बाद, इस संख्या को परीक्षणों की कुल संख्या से मापदंड तक घटाएं (यह डेटा फ़ाइल में सरणी बी के पहले कॉलम में अंतिम संख्या है, परीक्षणों से मापदंड तक अलग)।
- मापदंड के समय की गणना करने के लिए प्रोग्राम द्वारा रिकॉर्ड किए गए स्टार्ट और फिनिश समय का उपयोग करें (परीक्षण के दिन किसी भी कार्य के लिए मेड-पीसी स्क्रिप्ट द्वारा उत्पन्न डेटा फ़ाइल के शीर्ष पर स्थित) । पहले लीवर प्रेस के लिए विलंबता भी समय से मापदंड के लिए चर कश्मीर (पहले लीवर प्रेस से सेकंड में बीता समय) घटाकर डेटा फ़ाइल से गणना की जा सकती है ।
- एक ही उपचार समूह के भीतर चूहों के लिए प्रत्येक व्यवहार उपाय के लिए डेटा औसत। उचित सांख्यिकीय विश्लेषण करें (इस आधार पर कि कितने चरों की जांच की जा रही है)।
8. मस्तिष्क सब्सट्रेट्स
- एक दिलचस्पी मस्तिष्क क्षेत्र और/या संज्ञानात्मक लचीलेपन के पहलू का निर्धारण करें । उदाहरण के लिए, यदि तनाव पक्ष पलटने के कार्य में दृढ़ त्रुटियों को बढ़ाता है, तो ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स (ओएफसी) विशेष रुचि का हो सकता है, क्योंकि पिछले घाव अध्ययनों से संकेत मिलता है कि यह मस्तिष्क क्षेत्र उत्क्रमण सीखने के कई रूपों में भूमिका निभाता है (यानी, पक्ष उत्क्रमण कार्य में परीक्षण किया गया स्थानिक उलटा)34,35,36। इस उदाहरण में, रणनीति स्थानांतरण प्रतिमान के बाद चूहों का बलिदान पूरा हो गया है और ओएफसी में सी-फो (तंत्रिका सक्रियण37का माप) की जांच करते हुए इम्यूनोहिस्टोकेमिकल विधियों का उपयोग करके25 और संक्षेप में यहां वर्णित है।
- सबसे पहले, जानवरों से दिमाग निकालें और 40 माइक्रोन स्लाइस में काट लें।
- 5 मिनट के लिए फॉस्फेट-बफर खारा (पीबीएस) 4x में ऊतक धोएं, फिर 10 मिनट के लिए 0.3% हाइड्रोजन पेरोक्साइड में इनक्यूबेट करें ताकि अंतर्जात पेरोक्सीडास को बुझाया जा सके।
- पीबीएस 2x में 5 मिनट प्रत्येक के लिए ऊतक धोएं, फिर माउस एंटी-सी-फोस प्राथमिक एंटीबॉडी (1:500), 3% सामान्य गधा सीरम (एनडीएस) और 0.3% ट्राइटन एक्स में रात भर इनक्यूबेट करें।
- अगले दिन, पीबीएस 3x में 5 मिनट के लिए ऊतक धोएं, फिर बायोटिन-एसपी-संयुग्मित गधे विरोधी माउस एंटीबॉडी (1:500) में 2 घंटे के लिए इनक्यूबेट करें।
- पीबीएस 3x में 5 मिनट प्रत्येक के लिए ऊतक धोएं, फिर 1 घंटे के लिए एविडिन-स्ट्रेप्टाविडिन एबी कॉम्प्लेक्स में इनक्यूबेट करें।
- पीबीएस 3x में ऊतक को 5 मिनट के लिए धोएं, फिर 10 मिनट तक के लिए डीएबी समाधान में इनक्यूबेट करें क्योंकि ऊतक ऑक्सीकरण क्रोमोजेनिक प्रतिक्रिया से गुजरता है।
- 5 मिनट प्रत्येक के लिए पीबीएस 3x में ऊतक धोएं, फिर ग्लास माइक्रोस्कोप स्लाइड पर मस्तिष्क स्लाइस माउंट करें।
- एक ब्राइटफील्ड माइक्रोस्कोप का उपयोग करके टोल्यूईन आधारित बढ़ते माध्यम और छवि का उपयोग करके ऊतक को कवर्लिल करें।
नोट: यहां, जैसा कि प्रतिनिधि परिणामों में परिलक्षित होता है, चूहों को रणनीति स्थानांतरण प्रतिमान समाप्त होने के बाद 30 मिनट का बलिदान किया जाता है, रिवर्सल टास्क पूरा होने के बाद लगभग 60-90 मिनट (प्रकाश कार्य में प्रत्येक चूहे के प्रदर्शन के आधार पर)। यह सी-फोस अभिव्यक्ति38के लिए इष्टतम समय का प्रतिनिधित्व करना चाहिए, जो उलट कार्य में प्रदर्शन को दर्शाता है।
- वैकल्पिक रूप से, तनाव के निष्पादन या ऑपरिस्ट रणनीति के प्रतिमान को स्थानांतरित करने से पहले दवा इंजेक्शन या वायरल इंजेक्शन के लिए एक विशिष्ट मस्तिष्क क्षेत्र को कैनुलेट करें।
नोट: शोधकर्ताओं की जांच कैसे तंत्रिका सब्सट्रेट्स हेरफेर संज्ञानात्मक लचीलेपन पर तनाव के प्रभाव को बदल सकता है । उदाहरण के लिए, शोधकर्ता परीक्षण से पहले प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में एक विशेष न्यूरोट्रांसमीटर रिसेप्टर को ब्लॉक कर सकते हैं।
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Representative Results
ऊपर उल्लिखित अनुकूलित स्वचालित ऑपरेंट रणनीति स्थानांतरण प्रतिमान का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया गया था कि क्या दोहराया गया संयम तनाव पुरुष और महिला स्प्राग डावले चूहों में अनुभूति को प्रभावित करता है। प्रतिनिधि व्यवहार डेटा नीचे चित्रा 2 में वर्णित हैं। संक्षेप में, नियंत्रण और बार-बार संयमित चूहों ने इस ऑपरेंट रणनीति स्थानांतरण परीक्षण का प्रदर्शन किया, जिसमें कार्यों की एक श्रृंखला शामिल थी: पक्ष भेदभाव, पक्ष उलट, और प्रकाश भेदभाव।
प्रत्येक कार्य के लिए कसौटी के लिए परीक्षण चित्र 2 एमें चित्रित किए गए हैं । आमतौर पर, प्रत्येक कार्य पर बेहतर प्रदर्शन को कसौटी पर परीक्षणों की कम संख्या द्वारा दर्शाया गया था। इन आंकड़ों से संकेत मिलता है कि, तीव्र संयम के बाद, पुरुषों ने अनस्ट्रेस्ट, नियंत्रण पुरुषों की तुलना में काफी कम परीक्षणों में पक्ष पलटने का कार्य पूरा किया । इसके विपरीत, तनावग्रस्त महिलाओं को साइड रिवर्सल कार्य को पूरा करने के लिए परीक्षणों की एक काफी अधिक संख्या की आवश्यकता होती है। इन परिणामों से पता चलता है कि पुरुषों ने तनाव के बाद बेहतर प्रदर्शन का प्रदर्शन किया, जबकि महिलाओं ने बिगड़ा प्रदर्शन प्रदर्शित किया । प्रकाश भेदभाव कार्य में, तनाव महिलाओं को नियंत्रित करने की तुलना में कसौटी के लिए परीक्षणों की संख्या में वृद्धि हुई है, जिससे महिलाओं में प्रदर्शन ख़राब लेकिन इस कार्य में पुरुषों नहीं ।
प्रत्येक ध्यान कार्य के लिए की गई त्रुटियों की कुल संख्या चित्र 2 बीमें दर्शाई गई है । कसौटी के लिए परीक्षणों की संख्या के अनुरूप, जोर दिया पुरुषों नियंत्रण पुरुषों की तुलना में काफी कम त्रुटियों बनाया है, जबकि जोर दिया महिलाओं पक्ष उलट कार्य में और अधिक त्रुटियों बनाया है । इसके अलावा, प्रकाश भेदभाव कार्य में, महिलाओं को भी काफी अधिक त्रुटियां की । संक्षेप में, इन आंकड़ों से पता चलता है कि दोहराया तनाव पुरुषों में संज्ञानात्मक प्रदर्शन में सुधार करता है, लेकिन महिलाओं में संज्ञानात्मक प्रदर्शन को ख़राब करता है ।
कुल त्रुटियों को आगे चित्रा 2 सी में दृढ़ या प्रतिगामी त्रुटियों में वर्गीकृत किया गया था (इन दो प्रकार की त्रुटियों के बीच अंतर के लिए, प्रोटोकॉल की धारा 7 का उल्लेख करें)। दिलचस्प बात यह है कि तनावग्रस्त पुरुषों ने नियंत्रण पुरुषों की तुलना में साइड रिवर्सल टास्क में कम दृढ़ त्रुटियां कीं। दूसरी ओर, दोनों पक्ष उलट और प्रकाश भेदभाव कार्यों में, जोर दिया महिलाओं को नियंत्रण महिलाओं की तुलना में दृढ़ त्रुटियों की एक बड़ी संख्या में बनाया है । या तो कार्य के दौरान की गई प्रतिगामी त्रुटियों की संख्या में उपचार समूहों के बीच कोई अंतर नहीं था ।
प्रत्येक परीक्षण और मापदंड तक पहुंचने के समय में चूक चित्रा 2 डी में दिखाया गया है (इन की गणना कैसे की गई थी, प्रोटोकॉल की धारा 7 का उल्लेख करने के बारे में अधिक जानकारी के लिए)। इन उपायों का मूल्यांकन केवल साइड रिवर्सल टास्क में किया गया था, क्योंकि इस कार्य ने सबसे बड़े सेक्स मतभेदों को प्रदर्शित किया । तनावग्रस्त महिलाओं ने अन्य सभी उपचार समूहों की तुलना में चूक का प्रतिशत अधिक किया । इसके अलावा, जबकि तनाव पुरुषों में पक्ष उलट कार्य को पूरा करने के लिए समय कम दिखाई दिया, तनाव महिलाओं में कार्य के लंबे समय तक पूरा । संक्षेप में, दोहराया तनाव महिलाओं में संज्ञानात्मक लचीलापन बिगड़ा लेकिन पुरुषों नहीं ।
मस्तिष्क संज्ञानात्मक लचीलेपन अंतर्निहित सब्सट्रेट्स को चित्र 3में दर्शाया गया है । के रूप में स्टार्क सेक्स मतभेद पक्ष उलट कार्य में देखा गया, मस्तिष्क इस कार्य अंतर्निहित क्षेत्रों के लिए निर्धारित है कि क्या वे तंत्रिका गतिविधि में इसी तरह के सेक्स मतभेद प्रदर्शित की जांच की गई । जैसा कि पहले चर्चा की गई थी, घाव अध्ययनों ने संकेत दिया है कि ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स (ओएफसी) साइड रिवर्सल टास्क34में मध्यस्थता करता है। इस प्रकार, सी-फोस, तंत्रिका सक्रियण37का एक उपाय, रणनीति स्थानांतरण के पूरा होने के बाद 30 मिनट पर ओएफसी में लेबल किया गया था, जो पक्ष उलट कार्य38में प्रदर्शन परिलक्षित होना चाहिए था। हालांकि, यह संभव है कि ओएफसी इस कार्य के अतिरिक्त आयामी रणनीति स्थानांतरण घटक39में भी भूमिका निभा सकता है। इस प्रकार, यह उचित समय पर बलिदान करने के लिए ऑपरेंट रणनीति प्रतिमान स्थानांतरण के भीतर एक विशेष कार्य के दौरान मस्तिष्क गतिविधि को प्रतिबिंबित करने के लिए महत्वपूर्ण है । यहां, तनाव नियंत्रण की तुलना में पुरुषों के ओएफसी में न्यूरोनल सक्रियण में एक महत्वपूर्ण वृद्धि प्रेरितकिया । हालांकि, तनाव नियंत्रण की तुलना में महिलाओं के ओएफसी में न्यूरोनल सक्रियण में एक महत्वपूर्ण कमी प्रेरित किया । इसके अलावा, पुरुषों में, ओएफसी सक्रियण और कसौटी पर परीक्षण नकारात्मक रूप से सहसंबद्ध थे; विशेष रूप से, उच्च ओएफसी सक्रियण मापदंड के लिए कम परीक्षणों के साथ जुड़ा हुआ था। इसके विपरीत, महिलाओं में ओएफसी सक्रियण और प्रदर्शन के बीच कोई संबंध नहीं था, यह सुझाव देते हुए कि इन प्रदर्शनों के दौरान ओएफसी को विरत कर दिया गया था ।
चित्रा 1: प्रशिक्षण और परीक्षण के दिनों के दौरान ऑपरेंट रणनीति के योजनाबद्ध बदलाव प्रतिमान । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 2: ऑपरेंट रणनीति से प्रतिनिधि व्यवहार डेटा प्रतिमान स्थानांतरण। (क) परीक्षण के दिन प्रत्येक कार्य के लिए कसौटी पर परीक्षण । साइड रिवर्सल टास्क में, तनाव पुरुषों में बेहतर प्रदर्शन लेकिन महिलाओं में बिगड़ा प्रदर्शन। हल्के भेदभाव कार्य में, तनाव ने महिलाओं में प्रदर्शन को कमजोर कर दिया, जबकि इसका पुरुषों पर कोई असर नहीं पड़ा। (ख) परीक्षा के दिन प्रत्येक कार्य के लिए त्रुटियों की संख्या । तनाव पुरुषों में की गई त्रुटियों की संख्या कम लेकिन दोनों पक्ष उलट और प्रकाश भेदभाव कार्यों में महिलाओं में त्रुटियों में वृद्धि हुई । (ग) दृढ़ और प्रतिगामी त्रुटि वर्गीकरण । तनाव पुरुषों में की गई दृढ़ त्रुटियों में कमी आई लेकिन दोनों पक्ष उलटफेर और प्रकाश भेदभाव कार्यों में महिलाओं में की गई दृढ़ त्रुटियों में वृद्धि हुई । (घ) प्रतिशत परीक्षणों को छोड़ दिया गया और साइड रिवर्सल कार्य में कसौटी पर समय । तनाव ने मादा चूहों में प्रतिशत चूक बढ़ा दी। तनाव पुरुषों के लिए आवश्यक समय में कमी आई है लेकिन काम को पूरा करने के लिए महिलाओं के लिए आवश्यक समय में वृद्धि हुई । आंकड़ों की गणना दो तरह के ANOVA का उपयोग करके की गई थी, जिसके बाद तुकी के टी-टेस्ट (एन = 12 चूहे प्रति समूह; त्रुटि सलाखों एसईएम का प्रतिनिधित्व करते हैं; #p ≤ ०.१०, * पी < ०.०५) । इस आंकड़े को पिछले प्रकाशन17से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्र 3: ऑपरेंट रणनीति के बाद प्रतिनिधि तंत्रिका सक्रियण प्रतिमान स्थानांतरण। (क) रणनीति स्थानांतरण कार्य के बाद ओएफसी सक्रियण। ओएफसी में सी-फो के खिलाफ एंटीबॉडी का उपयोग करके ग्राफिक्स के लिए रसायन 3,3'-डायमिनोबेन्ज़िडीन (डीएबी) की प्रतिनिधि छवियां ब्राइटफील्ड माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके कल्पना की गई हैं, फिर मात्रा निर्धारित की गई हैं। तनाव में काफी वृद्धि हुई सक्रियण (सी-फोस-एक्सप्रेसिंग कोशिकाओं की संख्या द्वारा प्रदर्शित) पुरुषों के ओएफसी में, जबकि यह महिलाओं में सक्रियण में कमी आई। नीचे-दाएं छवि पैनल में स्केल बार 200 माइक्रोन का प्रतिनिधित्व करता है। आंकड़ों की गणना दो तरह के ANOVA का उपयोग करके की गई थी, जिसके बाद तुकी के टी-टेस्ट (एन = 12 चूहों प्रति समूह, ओएफसी के 6-8 वर्गों ने प्रति चूहे का विश्लेषण किया; त्रुटि सलाखों एसईएम का प्रतिनिधित्व करते हैं; * पी < ०.०५) । (ख) ओएफसी सक्रियण से सहसंबद्ध साइड रिवर्सल कार्य में कसौटी पर परीक्षण । नरों ने एक महत्वपूर्ण नकारात्मक संबंध प्रदर्शित किया, जबकि महिलाओं ने ऐसा नहीं किया । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
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Discussion
प्रोटोकॉल दर्शाता है कि संज्ञानात्मक कार्य पर तनाव के प्रभाव को कैसे मापना है। विशेष रूप से, कृंतक में एक संशोधित ऑपरेंट रणनीति स्थानांतरण प्रतिमान का उपयोग किया जाता है, जो संज्ञानात्मक लचीलेपन (मनुष्यों में विस्कॉन्सिन कार्ड सॉर्टिंग टास्क के अनुरूप)1 कोमापता है। संज्ञानात्मक लचीलापन पर्यावरण में नई परिस्थितियों का सामना करने के लिए संज्ञानात्मक प्रसंस्करण रणनीतियों को अनुकूलित करने की क्षमता को दर्शाता है, और यह सामान्य दैनिक कामकाज2के लिए महत्वपूर्ण है। संज्ञानात्मक लचीलेपन पर मानव अध्ययन ज्यादातर मस्तिष्क इमेजिंग11तक ही सीमित हैं, जानवरों में इस प्रतिमान का उपयोग मस्तिष्क और अनुभूति पर तनाव के प्रभावों की समझ को बहुत आगे बढ़ाएगा।
तनाव संज्ञानात्मक कार्य40ख़राब कर सकता है। वास्तव में, यह तनाव से संबंधित बीमारियों जैसे पीटीएसडी और एमडीडी3,41में सबसे आम फेनोटाइप में से एक है। इसके अलावा, तनाव से संबंधित मनोरोगबीमारियों5, 6, 7की घटना में स्टार्क सेक्स मतभेद हैं, फिर भी इनपक्षपातपूर्णघटनाओं के पीछे न्यूरोबायोलॉजी की थोड़ी समझ है। इस प्रकार, दोनों लिंगों के जानवरों में प्रतिमान स्थानांतरण इस ओपेरा रणनीति का उपयोग मनोरोग में सेक्स मतभेदों की वर्तमान समझ को आगे बढ़ाने में मदद कर सकता है ।
यह ऑपरेंट रणनीति स्थानांतरण कार्य शोधकर्ताओं को मनोरोग विकारों के लिए प्रासंगिक अनुभूति के प्रमुख पहलुओं की जांच करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, प्रयोगात्मक हेरफेर के बाद दृढ़ त्रुटियों की गणना इस प्रतिमान में की जाती है। दृढ़ता तनाव से संबंधित मनोरोग विकारों जैसे पीटीएसडी में मनाया जाता है, और यह नियमों का एक नया सेट सीखने की क्षमता को ख़राब करता है, अंततः काम करने वाली स्मृति3को ख़राब करता है। इस प्रकार, दृढ़ त्रुटियों का पैमाना अनुवादात्मक रूप से प्रासंगिक है। इसके अलावा, ध्यान कार्यों में चूक PTSD के साथ रोगियों में उल्लेख किया गया है, धीमी कॉर्टिकल प्रसंस्करण3का संकेत है । तदनुसार, इस प्रतिमान से चूक डेटा नैदानिक समकक्षों हो सकता है । संक्षेप में, संज्ञानात्मक लचीलापन इस प्रयोगात्मक प्रतिमान मॉडल कुंजी फेनोटाइप द्वारा मापा जाता है जो मनोरोग विकारों में मनाया जाता है।
यह प्रयोगात्मक प्रतिमान तंत्रिका सब्सट्रेट्स को अंतर्निहित संज्ञानात्मक लचीलेपन को लक्षित करने में सटीकता की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, साहित्य ने संकेत दिया है कि प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (पीएफसी) संज्ञानात्मक लचीलेपन3के लिए एक महत्वपूर्ण मस्तिष्क क्षेत्र है, जिसमें मध्यपूर्व (एमपीएफसी) और ऑर्बिटोफ्रंटल कॉर्टेक्स (ओएफसी) शामिल हैं। पीएफसी में इन उपक्षेत्रों में से, ओएफसी साइड रिवर्सल टास्क34,35में प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है। ये मस्तिष्क क्षेत्र तनाव-प्रेरित कार्यात्मक परिवर्तन42,43के लिए भी एक प्रमुख लक्ष्य हैं । दिलचस्प बात यह है कि यहां उपयोग किए जाने वाले तनाव का मॉडल संज्ञानात्मक लचीलेपन के परीक्षणों में कृंतक के बाद के प्रदर्शन में भूमिका निभाता दिखाई देता है; इस प्रकार, इसे भविष्य के प्रयोगों के डिजाइन में माना जाना चाहिए। तनाव के लिए ये अलग प्रतिक्रियाएं संभावित उपन्यास तंत्र की ओर इशारा करते हैं जिसके द्वारा अनुभूति तनाव से प्रभावित होती है। इस प्रकार, विशिष्ट न्यूरोट्रांसमीटर, प्रोटीन, या इन मस्तिष्क क्षेत्रों की सक्रियता को लक्षित करने से इस बात पर प्रकाश डाला जा सकता है कि तनाव पुरुष और महिला कृंतकों में अनुभूति को कैसे प्रभावित करता है। शोधकर्ता तनाव या रणनीति स्थानांतरण के साथ अलग-अलग समय बिंदुओं पर इन तंत्रिका सब्सट्रेट्स में हेरफेर करना चुन सकते हैं, या इन व्यवहार प्रतिमानों के संपर्क में आने के बाद वैकल्पिक रूप से तंत्रिका सब्सट्रेट्स को माप सकते हैं।
इस संशोधित ऑपरेटिव रणनीति स्थानांतरण कार्य में तनाव साहित्य (यानी, खुदाई कार्य12, 13,14,15)में उपयोग किए जाने वाले अन्य संज्ञानात्मक लचीलेपन के प्रतिमानों पर स्पष्ट फायदे हैं, जिन्हें कृंतक को प्रशिक्षित करने के लिए प्रयोगकर्ता द्वारा अधिक समय और प्रयास की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया को प्रयोगकर्ता द्वारा न्यूनतम निरीक्षण की आवश्यकता होती है और एक साथ कई चूहों का परीक्षण करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, इस स्वचालित कार्य19के अन्य संस्करणों के विपरीत, प्रतिमान को केवल 3 दिनों के प्रशिक्षण की आवश्यकता होती है और इसमें एक कुशल प्रोग्राम डेटा विश्लेषण शामिल है।
ऑपरेंट रणनीति स्थानांतरण प्रतिमान कुछ सीमाएं हैं। एक सीमा यह है कि यह केवल दो उत्तेजना आयामों (जैसे, बाएं या दाएं लीवर बनाम प्रकाश क्यू) का परीक्षण कर सकता है, जबकि खुदाई कार्य12,13,14,15 एक तीसरे उत्तेजना आयाम (उदाहरण के लिए, मीडिया बनाम गंध बनाम बनावट) का परीक्षण कर सकता है। हालांकि, इस प्रोटोकॉल में वर्णित कार्य अभी भी चूहे की विभिन्न नियमों में बदलाव करने की क्षमता के परीक्षण के लिए अनुमति देता है, जो संज्ञानात्मक लचीलेपन के निर्माण के परीक्षण की अनुमति देता है। इसके अलावा, एक तीसरी उत्तेजना (जैसे, एक गंध) के लिए अनुमति देने के लिए ऑपरेंट कक्षों में अन्य मापदंडों को जोड़ना संभव है, लेकिन यह कार्य के लिए आवश्यक प्रशिक्षण को लम्बा कर सकता है।
इस कार्य का प्राथमिक लाभ इसकी सादगी और इसे तनावपूर्ण या औषधीय जोड़तोड़ के साथ जोड़ी बनाने की क्षमता है ताकि यह समझा जा सके कि तनाव मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह सादगी एक बढ़ी हुई कठिनाई के साथ आती है जो पारिस्थितिक रूप से प्रासंगिक खुदाई कार्य की तुलना में लीवर प्रेस सीखने के दौरान विषयों का सामना करती है। हालांकि यह ऑपरेंट कार्य बहुत कम श्रम-प्रधान है, कृंतकों को आम तौर पर इस कार्य को प्राप्त करने के लिए अधिक परीक्षणों की आवश्यकता होगी। हालांकि, खुदाई का कार्य और यह प्रतिमान दोनों समान न्यूरोबायोलॉजिकल तंत्र संलग्न करते हैं और इस प्रकार संज्ञानात्मक लचीलेपन की जांच के लिए वैध विकल्पों का प्रतिनिधित्व करते हैं16,44. जबकि खुदाई कार्य का उपयोग करके संज्ञानात्मक लचीलेपन पर तनाव के प्रभावों और इस ऑपरेंट प्रक्रिया23,25, 27, 45,46के संबंध में साहित्य में विविध परिणाम रहे हैं, प्रस्तुत विधि उस जटिल प्रभाव को दर्शाती है जो संज्ञानात्मक कार्य पर हो सकता है20,21.
कार्य की एक और सीमा यह है कि कृंतक बंद अपारदर्शी बक्से में रखे जाते हैं; इस प्रकार, कंप्यूटर इंटरफेस के माध्यम से एकत्र किए गए लोगों के अलावा अन्य व्यवहारों को कोडित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, चूहे द्वारा अधिक संख्या में चूक तनाव द्वारा दिए गए व्यवहार अवरोध के कारण हो सकती है, या क्योंकि चूहा सो रहा है। इसके अलावा, अन्य टकसाली व्यवहार, जैसे कि ग्रूमिंग (जो तनाव का अध्ययन करने में विशेष रूप से प्रासंगिक है), कार्य के दौरान विश्लेषण करना दिलचस्प हो सकता है। ऑपरेंट कक्षों में बढ़ते कैमरे इस प्रकार की व्यवहार परिशुद्धता के लिए अनुमति दे सकते हैं।
कुल मिलाकर, इस रिपोर्ट में तनाव प्रक्रियाओं के उपयोग को एक ऑपरेंट रणनीति के साथ मिलकर प्रतिमान को आगे समझने के लिए विवरण दिया गया है कि तनाव मस्तिष्क को कैसे प्रभावित करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, वयस्कों में तनाव प्रक्रियाओं और संज्ञानात्मक मूल्यांकन के अलावा, विभिन्न विकासात्मक चरणों पर अनुसंधान संज्ञानात्मक दृढ़ता के एटियोलॉजी के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान कर सकता है। संज्ञानात्मक लचीलेपन पर तनाव के प्रभावों का अध्ययन करने के अलावा, इस सरल और कुशल ऑपरेंट रणनीति स्थानांतरण प्रतिमान कई प्रयोगात्मक जोड़तोड़ के साथ जोड़ा जा सकता है की जांच कैसे मस्तिष्क बदलते वातावरण के लिए अनुकूल है । इसके अलावा, संज्ञानात्मक लचीलेपन के तंत्रिका आधार का अध्ययन करने के लिए वैकल्पिक प्रयोगात्मक दृष्टिकोणों का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें घाव, फार्माकोलॉजी, जीन संपादन और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी शामिल हैं। चूंकि संज्ञानात्मक दृढ़ता मनोरोग रोग में प्रमुख फेनोटाइप में से एक है, इसलिए इसके न्यूरोबायोलॉजिकल सब्सट्रेट्स को और अधिक समझने के लिए और अधिक शोध किए जाने चाहिए।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
लेखकों को इस ओपेरा Grafe प्रयोगशाला में प्रतिमान स्थानांतरण रणनीति की स्थापना में उनकी मदद के लिए हंना Zamore, एमिली Saks, और जोश Searle शुक्रिया अदा करना चाहते हैं । वे विश्लेषण के लिए MATLAB कोड के साथ उनकी मदद के लिए केविन स्नाइडर का शुक्रिया अदा करना भी चाहेंगे ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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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