Die 5-Wahl Serienreaktionszeit-Aufgabe: Eine Aufgabe der Aufmerksamkeit und Impulskontrolle für Nager

Summary

Dieses Protokoll beschreibt die 5-Choice-Serienreaktionszeit-Aufgabe, die eine operante basierend Aufgabe verwendet werden, um Aufmerksamkeit und Impulskontrolle bei Nagetieren zu studieren ist. Testtag Herausforderungen, die Änderungen der Standardaufgabe sind, erhöhen die Flexibilität der Aufgabe und kann mit anderen kombiniert werden, um Manipulationen mehr vollständig zu charakterisieren Verhalten werden.

Abstract

Dieses Protokoll beschreibt die 5-Choice-Serienreaktionszeit-Aufgabe, die eine operante basierend Aufgabe verwendet werden, um Aufmerksamkeit und Impulskontrolle bei Nagetieren zu studieren ist. Testtag Herausforderungen, Änderungen an der Standardaufgabe können verwendet werden, um systematisch zu besteuern, die neuronalen Systeme steuern entweder Aufmerksamkeit oder Impulskontrolle werden. Wichtig ist, dass diese Herausforderungen konsequent Auswirkungen auf das Verhalten in Labors in intakten Tieren und kann entweder Erweiterungen oder Defizite in der kognitiven Funktion, die nicht erkennbar sind, wenn Ratten werden nur auf der Standardaufgabe getestet offenbaren. Die Vielfalt der Verhaltensmaßnahmen, die gesammelt werden, können verwendet werden, um festzustellen, ob andere Faktoren (dh., Sedierung, Motivation Defizite, Bewegungsstörungen) auf Veränderungen in der Leistung beitragen. Die Vielseitigkeit der 5CSRTT weiter verbessert, da sie zugänglich Kombination mit pharmakologischer, molekularen und genetischen Techniken.

Introduction

Die 5-Wahl serielle Reaktionszeit-Aufgabe (5CSRTT) wurde von Trevor Robbins und Kollegen an der Universität von Cambridge, um die Verhaltensdefizite von Menschen mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) diagnostiziert ^1,2 angezeigt verstehen, entwickelt. Es basiert auf kontinuierliche Leistungsaufgaben eingesetzt, um die Aufmerksamkeit des Menschen ^3-Studie; mit Aufmerksamkeit, als die Fähigkeit, sich auf bestimmte Reize oder Informationen bereitstellen und erhalten den Fokus der kognitiven Ressourcen und ignorieren andere Informationen ⁴ definiert. Obwohl die Aufgabe wurde ursprünglich für den Einsatz mit Ratten ^1,2 entwickelt wurde, hat eine Maus-Version auch entwickelt ^5,6.

Die Grund 5CSRTT erfordert Ratten, um eine horizontale Anordnung von fünf Öffnungen für die Präsentation von einer kurzen Lichtreiz (cue) in eine der Öffnungen zu scannen; Sobald die Ratte erkennt den Reiz muss Nase stecken in dem beleuchteten Blende auf eine Zucker Pellet Lohn empfangen. SoDie Aufgabe erfordert Ratten sowohl teilen ihre Aufmerksamkeit auf den räumlich getrennten Öffnungen 5 und die Aufmerksamkeit zu erhalten, bis der Stimulus in einem gegebenen Versuch und über mehrere Versuche in einer Sitzung ^1,7 dargestellt. Aufmerksamkeit wird typischerweise durch die Genauigkeit der Antworten bewertet. Obwohl die 5CSRTT wurde ursprünglich entworfen, um Aufmerksamkeit zu beurteilen, ist es auch verwendet werden, um impulsives Verhalten oder Reaktion Hemmung ^1,7,8 beurteilen: die Fähigkeit zur Zurückhaltung vorge potent oder unangemessen reagiert ^9. Während der Aufgabe muß Ratten einzubehalten Reaktion für die Dauer der Studie unter Intervalls (ITI) und nur reagieren, wenn der Stimulus in einer der Öffnungen ¹ dargestellt. So vorzeitige Reaktionen, die während des ITI vor Stimuluspräsentation stattfindet, einen nützlichen Index der impulsives Verhalten.

Die 5CSRTT ist ein unglaublich flexibles aufgaben gibt es eine Reihe von Änderungen des Grundaufgabe (dh Testtag Herausforderungen)das kann implementiert werden, um genauer zu untersuchen, wie experimentelle Manipulationen Verhalten beeinflussen werden. B. Verringern der Stimulationsdauer und Verringerung der ITI sind verschiedene Mechanismen, um das Aufmerksamkeits Last der Aufgabe erhöht und kann verwendet werden, systematisch zu analysieren Subdomänen Aufmerksamkeit ^1,7,10-12 werden. Im Gegensatz, die Erhöhung der Reizdauer minimiert die Aufmerksamkeits Anforderungen der Aufgabe; Dies kann verwendet werden, um festzustellen, ob eine Manipulation stört die Fähigkeit, die Grundreaktions Anforderungen der Task ¹² ausgeführt werden. Erhöhen der Dauer des ITI kann ermittelt werden, ob eine bestimmte Manipulation beeinflusst treibend reagiert ^1,7,8,13-15 werden. Darüber hinaus können mit Hilfe von Test Tag Herausforderungen, wie die eben beschriebene, ¹⁰ oder Defizite Verbesserungen ^16,17 von Verhalten, das nicht offensichtlich in gut ausgebildeten Ratten getestet mit den Standard-Testparameter zu offenbaren.

Wichtig ist, dass die 5CSRTT zugänglich to Kombination mit einer Anzahl verschiedener Techniken; beispielsweise Erkenntnis wurde untersucht nach Läsionen von diskreten Hirnareale ^10,18-20, oder selektive Neurotransmitter Abreicherungen ^2,21,22. Verhaltens pharmakologische Untersuchungen haben entweder systemisch oder diskrete ^16,17,23-28 intrakranielle Verabreichung von Medikamenten ^29-32. Außerdem Leistung ist leicht nach akuten und chronischen ^{12,16,17,29-32} Drug Administration ^13,14,23,33 bewertet. Die Auswirkungen der Aufgabenerfüllung auf die Freisetzung von Neurotransmittern ³⁴ und ³⁵ Stoffwechselaktivität in einzelnen Bereichen des Gehirns haben auch untersucht worden. Darüber hinaus kann die Leistung von der Aufgabe verwendet, um Ratten in Gruppen basierend auf Ausgangsaufmerksamkeitsleistung ^30,31 oder Ebenen Impulsivität ^15,32 abzutrennen. Schließlich, mit dem Aufkommen von einer Maus-Version des 5CSRTT ^5,6, die Aufgabe wurde verwendet, um die genetischen Beitrag zur Aufmerksamkeit und imp untersuchenUlse steuern ^5,36-39.

Weil die 5CSRTT beurteilt mehreren kognitiven Funktionen gleichzeitig und zugänglich ist, die in Kombination aus einer Vielzahl von pharmakologischen, molekulare und genetische Ansätze wurde routinemäßig verwendet, um die kognitive Dysfunktion in Zusammenhang mit Tiermodellen von psychiatrischen und neurologischen Störungen beurteilen zu verwenden. Zum Beispiel die 5CSRTT wurde verwendet, um die zugrunde liegenden Neurobiologie untersuchen die kognitiven Störungen bei Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ^{37,40,41, 23,33,42} Schizophrenie, Drogenabhängigkeit ^13,14,43-45, Alzheimer-Krankheit ^{18 , 39,} Parkinson ³⁶ und Huntington-Krankheit ^37.

Dieses Protokoll enthält Richtlinien für die Ausbildung Ratten auf der 5CSRTT. Weil eine Reihe von Performance-Maßnahmen gesammelt werden können, beschreiben wir, wie gemeinsame Muster von Results sollte interpretiert werden. Neben mehreren gemeinsamen Modifikationen an der Basisprotokoll, die Test Tag Herausforderungen, werden beschrieben.

Protocol

Dieses Verfahren erfordert die Verwendung von Tieren; Diese Verfahren wurden von der Oberlin College Institutional Animal Care und Use Committee genehmigt und stehen im Einklang mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren 46. 1. 5CSRTT Apparat Ein Schema des 5CSRTT Vorrichtung ist in Figur 1 vorgesehen. Die 5CSRTT Gerät besteht aus einer operanten Konditionierung Kammer (30,5 x 24,1 x 29,2 cm) mit 2 Plexiglasseitenwände u…

Representative Results

Manipulationen der 5CSRTT, die Probe Visuospatial Achtung Ein Ansatz zur Veränderung der Aufmerksamkeitsanforderungen der Aufgabe besteht darin, die Dauer des Stimulus zu ändern. Da die Stimulusdauer abnimmt, nimmt% Genauigkeit (3A) und% Auslassungen Erhöhung (3B, 12 angepasst). Damit kürzere Laufzeiten erhöhen die Reizaufmerksamkeits Anforderungen der Aufgabe und mehr Reiz Dauer verringern die Aufmerksamkeits Anforderungen der Aufgabe….

Discussion

Die 5CSRTT ist eine weit verbreitete Aufgabe, Aufmerksamkeit und Impulskontrolle bei Nagetieren zu bewerten. Aufmerksamkeit wird am häufigsten durch die Genauigkeit der Reaktion ^1,7,10 gemessen. Da die Genauigkeit der Beantwortung nicht enthalten Auslassungen und weil beide richtigen und falschen Antworten die gleiche Antwort Bedarf haben (dh., Eine Nase stecken in einer Öffnung), Genauigkeit ist nicht durch Bewegungsfähigkeit, Motivation oder Sedierung beeinflusst. Die Auslassungen% kann…

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