Drie laboratorium Procedures voor de beoordeling van de verschillende manifestaties van impulsiviteit bij ratten

Summary

Wij presenteren drie protocollen die beoordelen van verschillende vormen van impulsiviteit bij ratten en andere kleine zoogdieren. Intertemporele keuze procedures evalueren de neiging om korting de waarde van vertraagde resultaten. Differentiële versterking van lage tarieven en functie-negatieve discriminatie evalueren remming reactievermogen met en zonder straf voor ongepaste reacties, respectievelijk.

Abstract

Dit artikel geeft een leidraad voor de geleiding en analyse van drie conditionering gebaseerde protocollen bij het evalueren van de impulsiviteit bij ratten. Impulsiviteit is een zinvol concept, omdat het wordt geassocieerd met psychiatrische aandoeningen bij de mens en met maladaptieve gedrag in niet-menselijke dieren. Men gelooft dat de impulsiviteit is samengesteld uit afzonderlijke factoren. Er zijn laboratorium protocollen ontwikkeld voor de beoordeling van elk van deze factoren met behulp van gestandaardiseerde geautomatiseerde apparatuur. Vertraging discontering wordt geassocieerd met de arbeidsongeschiktheid te worden ingegeven door vertraagde resultaten. Deze factor wordt geëvalueerd door middel van intertemporele keuze protocollen, die bestaan uit de presentatie van het individu met een keuze situatie waarbij een onmiddellijke beloning en een grotere maar uitgestelde beloning. Respons inhibitie tekort wordt geassocieerd met het onvermogen om te onthouden prepotent reacties. Differentiële versterking van lage tarieven (DLR) en functie-negatieve discriminatie protocollen beoordelen de responsiefactor voor het tekort van remming van impulsiviteit. De voormalige legt een voorwaarde aan een gemotiveerd persoon in die meeste wachten een minimum termijn voor een reactie worden beloond. Deze laatste evalueert de capaciteit van individuen om zich te onthouden van voedsel zoeken reacties wanneer een signaal van het ontbreken van voedsel wordt gepresenteerd. Het doel van deze protocollen is voor de bouw van een objectieve kwantitatieve meting van impulsiviteit, die dient om het maken van vergelijkingen van de Kruis-soorten, waarbij de mogelijkheid wordt geboden van translationeel onderzoek. De voordelen van deze bijzondere protocollen zijn hun eenvoudige set-up en de toepassing, die vloeit uit de relatief kleine hoeveelheid apparatuur die nodig is en de geautomatiseerde aard van deze protocollen voort.

Introduction

Impulsiviteit kan worden geconceptualiseerd als een gedrags dimensie maladaptieve resultaten¹is gekoppeld. Ondanks het wijdverbreide gebruik van deze term bestaat er geen universele consensus over haar precieze definitie. In feite, hebben verschillende auteurs impulsiviteit gedefinieerd door het geven van voorbeelden van impulsief gedrag of de gevolgen daarvan, in plaats van uitgezet welke onderscheidende aspecten regelen het fenomeen. Bijvoorbeeld, impulsiviteit wordt verondersteld te betrekken van een onvermogen om te wachten, plannen, prepotent gedrag, of een ongevoeligheid voor vertraagde resultaten²remmen, en het is beschouwd als een kern kwetsbaarheid voor verslavend gedrag³. Bari en Robbins⁴ hebben gekenmerkt impulsiviteit als het samen voorkomen van sterke impulsen, wordt teweeggebracht door dispositionele en situationeel variabelen en disfunctionele remmende processen. Een andere definitie werd verzorgd door Dalley en Robbins, die verklaarde dat impulsiviteit kan worden beschouwd als een aanleg voor snelle, vaak voorbarig, acties zonder juiste inzicht⁵. Toch een andere definitie van impulsiviteit, voorgesteld door Sosa en dos Santos⁶, een gedrag tendens die afwijkt van een organisme van het maximaliseren van de beschikbare beloningen te wijten aan de verworven controle uitgeoefend over van het organisme reageert door stimuli overigens gerelateerd aan deze beloningen.

Als gevolg van de gedragsmatige processen aan impulsiviteit gerelateerde, houdt zijn neurofysiologische substraat structuren gemeen met die van gemotiveerd gedrag, de besluitvorming en de waardering van de beloning. Dit wordt ondersteund door studies die aantonen dat de structuren van de cortico-striatale traject (bijvoorbeeld nucleus accumbens [NAc], prefrontale cortex [PFC] amygdala en Spiegelse putamen [CPU]), evenals de oplopende monoaminergic neurotransmitter systeem, nemen in de expressie van impulsief gedrag⁷. De neurale substraat van impulsiviteit is echter complexer dan dat. Hoewel NAc en PFC zijn betrokken bij impulsief gedrag, deze structuren zijn onderdeel van een meer complex systeem, en ook zijn gecomponeerd door substructuren die verschillende functies hebben (voor meer documentatie gedetailleerde, zie Dalley en Robbins⁵).

Ongeacht de controverses over de natuur en biologische substraat, deze gedrags dimensie is bekend om te variëren tussen individuen, in welk geval het kan worden beschouwd als een eigenschap en binnen individuen, in welk geval het kan worden beschouwd als een staat-⁸. Impulsiviteit heeft lang erkend als een functie van sommige psychiatrische aandoeningen, zoals aandacht-deficit/hyperactivity disorder (ADHD), middelenmisbruik en manic episoden⁹. Er lijkt een grote consensus te bestaan dat de impulsiviteit is samengesteld door meerdere scheidbaar factoren, met inbegrip van onwil om te wachten (dat wil zeggen, vertragen discontering), onvermogen om zich te onthouden van prepotent Reacties (dat wil zeggen, remmende tekort), moeite om zich te concentreren op relevante informatie (dat wil zeggen, onoplettendheid), en een neiging om deel te nemen in risicovolle situaties (dat wil zeggen, sensatie zoeken)^5,10,11. Elk van deze factoren kan worden beoordeeld door middel van speciale gedrags taken, die meestal worden toegewezen aan twee brede categorieën: keuze en respons inhibitie (deze wellicht verschillende labels tussen elk auteurs taxonomieën). Enkele belangrijke kenmerken van dergelijke gedrags taken zijn dat ze kunnen worden toegepast op verschillende diersoorten² en dat zij toestaan dat het bestuderen van impulsiviteit in gecontroleerde laboratoriumomstandigheden.

Modelleren van een gedrags dimensie met laboratorium niet-menselijke dieren heeft een aantal voordelen waaronder de mogelijkheid tot meten specifieke, geoperationaliseerd gedrags tendensen, waardoor de onderzoekers om grotendeels storende variabelen (b.v., verontreiniging door afgelopen leven gebeurtenissen⁴) en uit te voeren experimentele manipulaties zoals chronische farmacologische toediening, uitvoeren van neurotoxische laesies, of genetische manipulaties. De meeste van deze protocollen hebben analoge versies voor de mens, waardoor vergelijkingen gemakkelijk⁵. Nog belangrijker is, is het gebruik van analogen van deze protocollen laboratorium bij de mens effectieve hulp van de diagnose van psychiatrische aandoeningen, zoals ADHD (vooral wanneer meer dan één protocol toegepaste¹²).

Net als alle andere psychologische metingen, moeten laboratorium protocollen voor de beoordeling van impulsiviteit voldoen aan bepaalde criteria in volgorde aan de verwezenlijking van het doel van het verstrekken van inzicht in het verschijnsel bestudeerde. Worden beschouwd als een passend model van impulsief gedrag een laboratorium protocol moet betrouwbaar en bezitten (ten minste, in een enigszins) gezicht, constructie en/of predictieve validiteit¹³. Betrouwbaarheid kan impliceren dat een effect op de meting zouden repliceren als een manipulatie twee of meer keer wordt uitgevoerd, of dat de meting consistent is, na verloop van tijd of over verschillende situaties^14,15. De voormalige functie zou vooral nuttig zijn voor experimentele studies, terwijl de laatstgenoemde zou zo voor correlationeel onderzoek¹⁴. Face validiteit verwijst naar de mate waarin wat wordt gemeten lijkt op het verschijnsel dat wordt verondersteld te worden gemodelleerd, over zijn, bijvoorbeeld beïnvloed door de dezelfde variabelen. Predictieve validiteit verwijst naar de mogelijkheid van een maatregel te voorspellen van toekomstige prestaties in protocollen, die gericht zijn op het meten van dezelfde of een verwante constructie. Ten slotte, construct validiteit verwijst naar of het protocol gedrag dat is theoretisch goed met betrekking tot de procedure of procedures aangenomen te worden betrokken bij het fenomeen onder studie reproduceert. Echter hoewel dit zeer wenselijke functies, moet men voorzichtig zijn wanneer waarin staat dat een protocol geldig puur op basis van deze criteria^{16 is}.

Er zijn verscheidene protocollen voor het meten van impulsiviteit in laboratorium instellingen. Het huidige artikel kampt echter met slechts drie dergelijke methoden: intertemporele keuze, differentiële versterking van lage tarieven, en functie-negatieve discriminatie. Intertemporele procedures willen beoordelen de vertraging discontering (dat wil zeggen, de moeilijkheid van vertraagde uitkomsten te besturen) onderdeel van impulsiviteit. De fundamentele opzet van dit protocol is het confronteren van onderwerpen met twee beloningen die in zowel de omvang als de vertraging^{17 verschillen}. Een alternatief biedt een kleine onmiddellijke beloning (genoemd kleinere eerder, SS) en de andere biedt een grotere maar uitgestelde beloning (genoemd grotere later LL). Het aantal reacties op de SS alternatief kan worden gebruikt als een index van impulsiviteit¹⁸. In de differentiële versterking van lage tarieven procedures, de factor van impulsiviteit worden beoordeeld is respons inhibitie (dat wil zeggen, onvermogen om te onthouden prepotent reacties) wanneer er is een negatieve straf gebeurtenis op ongepast reageren. De grondgedachte van dit protocol is de invoering van onderwerpen naar een situatie waarin de enige manier voor het verkrijgen van beloningen onderbreken hun reagerende¹⁹. Tot slot evalueert functie-negatieve discriminatie procedure respons inhibitie wanneer er geen expliciete straf op ongepast reageren. De grondgedachte van dit protocol (ook bekend als Pavlov geconditioneerd remming of de A +/ AX-procedure) is het evalueren van de onderwerpen vermogen om geen onnodige reacties²⁰achterwege te laten.

Deze procedures opvallen in vergelijking tot anderen zoals hebbend sommige handige functies. Bijvoorbeeld, zijn de procedures die hier gepresenteerd geschikt voor in minimaal uitgeruste conditionering kamers (ook bekend als ‘ de Skinner box’) wordt uitgevoerd. Figuur 1 toont een diagram van een typische conditionering kamer. Conditionering kamers zijn nuttig onderzoeksinstrumenten als gevolg van een aantal voordelen. Zij toestaan dat geautomatiseerde collectie van een relatief grote hoeveelheid gegevens, het maximaliseren van het aantal onderwerpen voor eenheid van tijd en ruimte²¹beoordeeld. Bovendien gedrags onderzoeken in chambers conditioning vereist minimale onderzoeker interventie, die vermindert de tijd en inspanning geïnvesteerd door laboratoriumpersoneel, in tegenstelling tot de andere beschikbare methoden (bijvoorbeeld niet-geautomatiseerde T-doolhoven, set-shifting vakken) ²¹. minimaliseren van onderzoekers interventie ook helpen bij het verminderen van bias van de onderzoekers, verminderen van de effecten van de leercurve van de onderzoekers, en een vermindering van de behandeling-geïnduceerde stress²². Typische conditionering kamers vrij om te worden gebruikt met medium formaat knaagdieren, zoals ratten (R. norvegicus), zijn gestandaardiseerd, maar kunnen worden gebruikt om te bestuderen van andere taxa, net als buideldieren vergelijkbare grootte (b.v., D. albiventris, en L. crassicaudata ²³). er zijn ook commerciële conditioning kamers aangepast voor kleinere (bijvoorbeeld muizen [M. musculus]) en groter (bijvoorbeeld niet-menselijke primaten) soorten. Opzetten en uitvoeren van de protocollen gepresenteerd in dit artikel vereist minimale programmering vaardigheden en eisen een vrij laag aantal haalbare invoer- en uitvoerapparaten, in tegenstelling tot de meer verfijnde alternatieve methoden (bijvoorbeeld 5-keuze seriële reactietijd taak [5- CSRTT]²⁴ en teken-tracking²⁵).

Figuur 1: Diagram van een conditionering kamer prototype. De belangrijkste onderdelen van de kamer airconditioning omvatten: (1) de linker hendel (2) levensmiddelen recipiënt (uitgerust met zijdelingse infrarood dioden te detecteren hoofd posten), (3) focalized licht, (4) spreker voor Toon emissie (achterzijde), (5) huis licht (achterzijde), (6) eten dispenser. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Protocol

De drie protocollen in deze sectie beschreven vereisen het gebruik van ratten als onderwerpen. Meeste laboratorium rat stammen zijn geschikt; bijvoorbeeld Wistar, Long-Evans, Sprague-Dawley, enz. De ethische commissie van de Universidad Iberoamericana, na de gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren (Instituut van laboratorium dier middelen, Commissie op Life Sciences, National Research Council, 1996) goedgekeurde de laboratorium-protocollen om te worden beschreven. 1. dierverblijven en v…

Representative Results

De drie protocollen in dit artikel beschreven kunnen elk plaatsvinden alleen of in combinatie met andere procedures; Dit zal afhangen van de onderzoeksvraag, die op zijn beurt bepalend zullen zijn voor het ontwerp van de studie. Enkele voorbeelden van studie ontwerpen die compatibel met deze protocollen zijn zijn: (1) keer serie studies, die gericht zijn op het beschrijven van de longitudinale veranderingen in prestaties; (2) de kwantificering van individuele variabiliteit, dat tot doel h…

Discussion

Dit artikel een beschrijving van diverse allerlei protocollen voor het screenen van impulsiviteit bij ratten gegeven. Betoogd wordt dat deze bepaalde protocollen begunstigd voor hun gemak van programmeren en data-analyse zijn en minder actief en stimulans apparaten dan andere beschikbare alternatieven vereisen. Er zijn verschillende essentiële stappen voor de effectieve uitvoering van deze protocollen, zoals (1) de opbrengst van een onderzoeksvraag (2) het selecteren van een passende studie ontwerp, (3) de programmering…

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