Três procedimentos de laboratório para avaliar diferentes manifestações de impulsividade em ratos

Summary

Apresentamos três protocolos que avaliam diferentes formas de impulsividade em ratos e outros pequenos mamíferos. Procedimentos de escolha intertemporais avaliam a tendência de desconto o valor dos resultados atrasados. Reforço diferencial de taxas baixas e discriminação negativa característica avaliar a capacidade de inibição de resposta com e sem punição para respostas inapropriadas, respectivamente.

Abstract

O presente artigo fornece um guia para a condução e a análise de três protocolos baseados em condicionado para avaliar a impulsividade em ratos. Impulsividade é um conceito significativo porque está associada com condições psiquiátricas nos seres humanos e com comportamento mal-adaptativos em animais não-humanos. Acredita-se que a impulsividade é composta de fatores separados. Existem protocolos de laboratório, planejados para avaliar cada um desses fatores usando equipamentos automatizados padronizados. Descontando o atraso está associado com a incapacidade de ser motivado por atrasados resultados. Este fator é avaliado por meio de protocolos de escolha intertemporais, que consistem em apresentar o indivíduo com uma situação de escolha envolvendo uma recompensa imediata e uma recompensa maior, mas atrasada. Défice de inibição de resposta está associado com a incapacidade de reter prepotent respostas. Reforço diferencial de taxas baixas (DLR) e protocolos de discriminação negativa característica avaliar o fator de défice de inibição de resposta de impulsividade. O primeiro impõe uma condição para uma pessoa motivada, em que a maioria espera um período mínimo de tempo para uma resposta ser recompensado. Este último avalia a capacidade dos indivíduos que se abstenham de alimentos buscando respostas quando é apresentado um sinal de falta de comida. A finalidade destes protocolos é construir uma medida quantitativa objetiva de impulsividade, que serve para fazer comparações entre espécies, permitindo a possibilidade de investigação de translação. As vantagens destes protocolos específicos incluem sua fácil instalação e aplicação, que decorre da relativamente pequena quantidade de equipamentos necessários e a natureza automatizada desses protocolos.

Introduction

Impulsividade pode ser conceituada como uma dimensão comportamental associada com resultados mal-adaptativos¹. Apesar do uso difundido deste termo, não há nenhum consenso universal em sua definição precisa. Na verdade, vários autores têm definido impulsividade dando exemplos de comportamentos impulsivos ou das suas consequências, em vez de delinear quais aspectos distintivos regulam o fenômeno. Por exemplo, impulsividade presume-se a envolver uma incapacidade de esperar, planejar, inibir comportamentos prepotent ou uma insensibilidade para resultados atrasada², e tem sido considerada uma vulnerabilidade de núcleo para comportamento viciante³. Bari e Robbins⁴ têm caracterizado a impulsividade como a co-ocorrência de fortes impulsos, sendo desencadeada por variáveis disposicional e situacionais e processos inibitórios disfuncionais. Uma definição diferente foi fornecida por Dalley e Robbins, que afirmou que a impulsividade pode ser considerada uma predisposição para ações rápidas, muitas vezes prematuras, sem discernimento adequado⁵. Ainda, uma outra definição de impulsividade, proposta por Sosa e dos Santos⁶, é uma tendência de comportamento que se desvia de um organismo de maximizar recompensas disponíveis devido o controle adquirido exercida sobre o organismo respondendo por estímulos aliás relacionados com as recompensas.

Devido os processos comportamentais relacionados a impulsividade, o seu substrato neurofisiológico envolve estruturas em comum com os de comportamento motivado, tomada de decisão e valorizando a recompensa. Isto é suportado por estudos que mostram que estruturas da via córtico-estriadas (por exemplo, núcleo accumbens [NAc], [PFC] o córtex pré-frontal, amígdala e putâmen caudado [CPU]), bem como o sistema de neurotransmissores monoaminérgicos ascendente, participar na expressão do comportamento impulsivo⁷. No entanto, o substrato neural da impulsividade é mais complexo que isso. Embora NAc e PFC estão envolvidos no comportamento impulsivo, estas estruturas são parte de um sistema mais complexo e também são compostas por subestruturas que têm diferentes funções (para obter documentação, mais detalhadas, consulte Dalley e Robbins⁵).

Independentemente das controvérsias sobre sua natureza e o substrato biológico, esta dimensão comportamental é conhecido para variar entre os indivíduos, caso em que pode ser considerada como um traço, e dentro de indivíduos, caso em que pode ser considerada como um estado⁸. Impulsividade há muito tem sido reconhecida como uma característica de algumas condições psiquiátricas, tais como transtorno déficit/hiperatividade (TDAH), abuso de substâncias e episódios maníacos⁹. Parece haver um consenso de alto que a impulsividade é composta por vários fatores dissociável, incluindo a falta de vontade de esperar (ou seja, atrasar a descontar), incapacidade de se abster prepotent respostas (ou seja, défice inibitória), dificuldade para concentrar-se em relevante informações (i.e., desatenção) e uma tendência a se envolver em situações de risco (ou seja, sensação buscando)^5,10,11. Cada um desses fatores pode ser avaliado através de tarefas comportamentais especiais, que normalmente são atribuídas a duas grandes categorias: escolha e resposta de inibição (estes podem ter diferentes rótulos entre cada taxonomias dos autores). Algumas características importantes dessas tarefas comportamentais são que eles poderiam ser aplicados em várias espécies animais² e que permitem estudar a impulsividade em condições controladas de laboratório.

Modelagem de uma dimensão comportamental com animais de laboratório não-humanos tem uma série de vantagens, incluindo a possibilidade de medição tendências comportamentais específicas, operacionalizadas, permitindo que os pesquisadores em grande parte, reduzir variáveis de confundimento (por exemplo, contaminação pelos últimos eventos de vida⁴) e implementar manipulações experimentais tais como administração farmacológica crônica, realizando lesões neurotóxicas ou manipulações genéticas. A maioria desses protocolos tem versões analógicas para seres humanos, que fazem comparações fáceis⁵. Importante, usando análogos destes protocolos de laboratório em seres humanos é eficaz para auxiliar o diagnóstico das condições psiquiátricas, tais como TDAH (especialmente quando mais de um protocolo é aplicada¹²).

Como qualquer outra medida psicológica, protocolos de laboratório para avaliar a impulsividade devem respeitar critérios específicos a fim de alcançar o objetivo de fornecer insights sobre o fenômeno sob estudo. Para ser considerado como um modelo adequado de comportamento impulsivo, um laboratório de protocolo deve ser confiável e possuem (pelo menos, em algum grau) rosto, construção e/ou validade preditiva¹³. Confiabilidade pode implicar que um efeito sobre a medição seria replicar uma manipulação é conduzido duas ou mais vezes, ou que a medição seja consistente ao longo do tempo ou em diferentes situações de^14,15. O antigo recurso seria especialmente útil para estudos experimentais, enquanto o último seria tão para busca de estudos¹⁴. Rosto de validade refere-se ao grau em que o que é medido assemelha-se o fenômeno que é suposto ser modelada, como sendo, por exemplo, afetaram as mesmas variáveis. Validade preditiva refere-se à capacidade de uma medida de previsão de desempenho futuro nos protocolos, que visam medir a mesma ou uma construção relacionada. Finalmente, a validade de constructo refere-se a se o protocolo reproduz o comportamento que é teoricamente sobre o processo ou processos supostos envolvidos no fenômeno em estudo. No entanto, embora estas são características altamente desejáveis, um deve ser cauteloso quando afirmando que um protocolo é válido baseado puramente nestes critérios¹⁶.

Existem vários protocolos para medir a impulsividade em configurações de laboratório. No entanto, o presente artigo apresenta somente três tais métodos: escolha intertemporais, reforço diferencial de taxas baixas e discriminação característica negativa. Intertemporais procedimentos visam avaliar o desconto de atraso (ou seja, a dificuldade de atrasadas resultados para controlar comportamento) componente de impulsividade. A lógica básica do presente protocolo é confrontar temas com duas recompensas que diferem em tanto magnitude e atraso de¹⁷. Uma alternativa fornece uma pequena recompensa imediata (denominados menor mais cedo, SS) e o outro fornece uma recompensa maior mas retardada (denominado maior mais tarde, LL). A proporção de respostas à alternativa de SS pode ser usada como um índice da impulsividade¹⁸. No diferencial reforço dos procedimentos de taxas baixas, o fator de impulsividade para ser avaliada é inibição da resposta (ou seja, incapacidade de reter prepotent respostas) quando há uma contingência de punição negativa sobre respondendo inadequado. A lógica do presente protocolo, apresentando temas uma situação em que a única maneira de obter recompensas pausar sua resposta¹⁹. Finalmente, procedimento de discriminação negativa característica avalia a inibição de resposta quando houver punição explícita sobre respondendo inadequado. A lógica do presente protocolo (também conhecido como Pavlovian condicionado inibição ou o A + AX-procedimento) é avaliar a capacidade dos indivíduos de reter respostas desnecessárias²⁰.

Estes procedimentos se destacam em comparação aos outros como tendo algumas características convenientes. Por exemplo, os procedimentos aqui apresentados são adequados para ser conduzido em câmaras condicionado minimamente equipado (também conhecido como ‘ o Skinner box’). A Figura 1 mostra um diagrama de uma câmara de condicionamento típico. Câmaras de condicionamento são instrumentos de pesquisa útil devido a uma série de vantagens. Eles permitem a coleta automatizada de um volume relativamente grande de dados, maximizando o número de indivíduos avaliados por unidade de tempo e espaço²¹. Além disso, estudos comportamentais realizados em câmaras de condicionamento exigem intervenção mínima do pesquisador, que reduz o tempo e esforço investido pelo pessoal do laboratório, ao contrário de outros métodos disponíveis (por exemplo, não-automatizados T-labirintos, caixas de mudança de conjunto) ²¹. minimizando a intervenção dos pesquisadores também ajudam na redução do viés dos investigadores, diminuindo os efeitos da curva de aprendizado dos investigadores, e uma redução de induzida pela manipulação de stress²². Câmaras de condicionamento típico são razoavelmente padronizadas para serem utilizados com roedores de porte médios, tais como ratos (r. norvegicus), mas podem ser empregadas para estudar outros táxons, como marsupiais de tamanho semelhante (por exemplo, d. albiventris e L. crassicaudata ²³). há também comercial condicionado câmaras adaptadas para menores (por exemplo, ratos [M. musculus]) e maiores (por exemplo, os primatas não-humanos) espécie. Criação e realização dos protocolos apresentados neste artigo exigem habilidades de programação mínimas e exigem um número muito baixo de entrada atingível e dispositivos de saída, ao contrário dos métodos alternativos mais sofisticados (por exemplo, tempo de reação serial 5-escolha tarefa [5- CSRTT]²⁴ e rastreamento de sinal²⁵).

Figura 1: diagrama de um condicionamento protótipo câmara. Os principais componentes da câmara condicionado incluem: alavanca (1) esquerda, receptáculo (2) comida (equipado com laterais díodos Infravermelhos para detectar entradas de cabeça), luz focalizadas (3) (4) alto-falante para emissão de Tom (vista traseira), luz (5) casa (vista traseira), comida (6) dispensador. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Protocol

Os três protocolos descritos nesta seção requerem o uso de ratos como sujeitos. Maioria das cepas de ratos de laboratório são adequados; por exemplo, Wistar, Long-Evans, Sprague-Dawley, etc. O Comitê de ética da Universidade Iberoamericana, seguindo o guia para o cuidado e o uso de animais de laboratório (Instituto de recursos de laboratório do Animal, Comissão sobre ciências da vida, National Research Council, 1996), aprovou os protocolos de laboratório a ser descrita. 1. preparaç?…

Representative Results

Os três protocolos descritos neste artigo podem ser cada um realizado isoladamente ou em conjunto com outros procedimentos; Isso vai depender da questão de investigação, que por sua vez, irá determinar o desenho do estudo. Alguns exemplos de projetos de estudo que são compatíveis com estes protocolos são: estudos de série (1) vez, cujo objectivo é descrever mudanças longitudinais no desempenho; (2) quantificação da variabilidade individual, que visa determinar a confiabilidad…

Discussion

O presente artigo forneceu uma descrição de uma variedade de diversas protocolos para triagem de impulsividade em ratos. Argumenta-se que estes protocolos específicos são favorecidos por sua facilidade de programação e análise de dados e exigem menos dispositivos de funcionamento e estímulo do que outras alternativas disponíveis. Existem várias etapas cruciais para a eficaz implementação destes protocolos, tais como (1) produzindo uma pergunta de pesquisa (2) selecionar um projeto de estudo adequado, (3) o pr…

Materials

25 Pin Cables	Med Associates	SG-213F	Connect smart control cards to smart control panels
40 Pin Ribbon Cable	Med Associates	DIG-700C	Connects the computer with the interface cabinet
Computer	Dell Computer Company	T8P8T-7G8MR-4YPQV-96C2F-7THHB	For controlling and monitoring protocols’ processes
Conductor Cables	Med Associates	SG-210CP-8	Provide power to the smart control panels via the rack mount power supply
Food dispenser with pedestal	Med Associates	ENV-203M-45 (12937)	Silently provides 45 mg food pellets
Head-Entry Detector	Med Associates	ENV-254-CB	Uses an infrared photo-beam to detect head entries into the food receptacle
House Light	Med Associates	ENV-215M	For providing  diffuse illumination inside the chamber
Interface Cabinet	Med Associates	SG-6080D	Pod that can hold up to eight smart control cards
Med-PC IV Software	Med Associates	SOF-735	Translate codes into commands for operating outputs and recording/storing input information
Multiple tone generator	Med Associates	ENV-223 (597)	For controlling the frequency of the tones
Panel fillers	Med Associates	ENV-007-FP	For filling modular walls when devices are not used
Pellet Receptacle	Med Associates	ENV-200R2M	Receives and holds food pellets delivered by the dispenser
Rack Mount Power Supply	Med Associates	DIG-700F	Provides power to the interface cabinet
Retractable Lever	Med Associates	ENV-112CM (10455)	Detects lever-pressing responses; projects into the chamber or retracts as needed
Smart Control Cards	Med Associates	DIG-716	Controls up to eight inputs and four outputs of a conditioning chamber
Smart Control Panels	Med Associates	SG-716 (3341)	Connect smart cards to the devices within the conditioning chambers
Speaker	Med Associates	ENV-224AM	For providing tones inside the chamber
Standard Modular Chambers for Rat	Med Associates	ENV-008	Made of aluminum channels designed to hold modular devices
Standard sound-, light-, and temperature isolating shells	Med Associates	ENV-022MD	Serve to harbor each conditioning chamber
Stimulus Light	Med Associates	ENV-221M	For providing a round focalized light stimulus
Three Pin Cables	Med Associates	SG-216A-2	Connects smart control panel with each of the input and output devices in the conditioning chambers