Drei Laborverfahren für die Beurteilung der unterschiedliche Erscheinungsformen von Impulsivität bei Ratten

Summary

Wir präsentieren Ihnen drei Protokolle, die verschiedene Formen der Impulsivität bei Ratten und andere Kleinsäuger zu bewerten. Intertemporale Wahl Verfahren bewerten die Tendenz, den Wert der verspäteten Ergebnisse Rabatt. Differentielle Verstärkung von niedrigen Zinsen und Feature-Negative Diskriminierung bewerten bzw. Hemmung der Reaktionsfähigkeit mit und ohne Strafe für unangemessene Reaktionen.

Abstract

Der vorliegende Artikel bietet einen Leitfaden für die Durchführung und Analyse von drei Klimaanlage-basierte Protokolle, Impulsivität bei Ratten zu bewerten. Impulsivität ist ein sinnvolles Konzept, weil es mit psychiatrischen Erkrankungen beim Menschen und maladaptive Verhalten bei nichtmenschlichen Tieren assoziiert ist. Es wird vermutet, dass Impulsivität getrennte Faktoren besteht. Es gibt Laborprotokolle entwickelt, um jeden dieser Faktoren mit standardisierten und automatisierten Anlagen zu bewerten. Verzögerung Abzinsung ist verbunden mit dem Unvermögen, motiviert durch verzögerte Ergebnisse. Dieser Faktor wird durch intertemporale Wahl Protokolle, ausgewertet, die das Individuum zu präsentieren, mit einer Wahl Situation im Zusammenhang mit eine sofortige Belohnung und eine größere aber verzögerte Belohnung bestehen. Reaktion Hemmung Defizit ist verbunden mit dem Unvermögen, dominant Antworten zurückhalten. Differentielle Verstärkung der niedrigen Zinsen (DLR) und Feature-Negative Diskriminierung Protokolle bewerten Hemmung Defizit Responsefaktor der Impulsivität. Erstere stellt eine Bedingung für eine motivierte Person, in der meisten warten einen Mindestzeitraum für eine Reaktion belohnt werden. Dieser wertet der Fähigkeit von Individuen zu unterlassen Essen Antworten zu suchen, wenn ein Signal für das Fehlen von Lebensmitteln vorgestellt wird. Diese Protokolle soll eine objektive quantitative Bestimmung der Impulsivität, zu konstruieren, die zu Cross-Arten vergleichen, wobei die Möglichkeit der translationalen Forschung dient. Die Vorteile dieser bestimmte Protokolle sind ihre einfache Einrichtung und Anwendung, die aus der verhältnismäßig geringe Umfang der Ausrüstung und der automatisierten Natur dieser Protokolle herrührt.

Introduction

Impulsivität kann als verhaltensbezogene Dimension zugeordneten maladaptive Ergebnisse¹konzipiert. Trotz der weit verbreiteten Verwendung dieses Begriffs gibt es keinen allgemeinen Konsens über die genaue Definition. In der Tat sind mehrere Autoren Impulsivität von Beispielen von impulsiven Verhaltensweisen oder deren Folgen, anstatt die Abgrenzung, welche Besonderheiten das Phänomen regieren definiert. Zum Beispiel wird angenommen, dass Impulsivität beinhalten eine Unfähigkeit zu warten, planen, hemmen dominant Verhalten oder eine Unempfindlichkeit gegen verzögerte Ergebnisse², und es wurde als eine Kern-Anfälligkeit für Suchtverhalten³. Bari und Robbins⁴ haben Impulsivität als das gleichzeitige Auftreten von starken Impulse, ausgelöst durch dispositionellen und situative Variablen und dysfunktionalen hemmenden Prozesse geprägt. Eine andere Definition sorgte Dalley und Robbins, die erklärte, dass Impulsivität als eine Prädisposition für schnelle, oft verfrüht, Aktionen ohne entsprechende Einsicht⁵angesehen werden konnte. Doch eine andere Definition der Impulsivität, vorgeschlagen von Sosa und Dos Santos⁶, Verhalten neigen, die einen Organismus aus verfügbaren Prämien aufgrund der erworbenen Kontrolle ausgeübt über des Organismus zu maximieren abweicht von Reizen im übrigen reagiert in Bezug auf die Belohnungen.

Aufgrund der Verhaltensstörungen Prozesse im Zusammenhang mit Impulsivität bezieht seine neurophysiologischen Substrat Strukturen gemeinsam mit motivierten Verhalten, Entscheidungsfindung und Belohnung zu schätzen. Unterstützt wird dies durch Studien, die zeigen, dass die Strukturen der Cortico-striatalen Weg (z. B. Nucleus Accumbens [NAc], präfrontalen Kortex [PFC], Amygdala und caudatus Putamen [CPU]) sowie die aufsteigende monoaminergen Neurotransmitter-System beteiligen in der Expression von impulsivem Verhalten⁷. Das neuronale Substrat der Impulsivität ist jedoch komplizierter als das. Obwohl NAc und PFC impulsives Verhalten beteiligt sind, diese Strukturen sind Teil eines komplexen Systems, und auch bestehen von Teilstrukturen, die unterschiedliche Funktionen haben (für ausführlichere Dokumentation siehe Dalley und Robbins⁵).

Unabhängig von den Kontroversen über seine Natur und biologisches Substrat dieser Verhaltensstörungen Dimension ist bekannt, dass über Individuen variieren, in diesem Fall kann als eine Eigenschaft und innerhalb von Individuen, in welchem Fall es kann betrachtet werden als ein Staat⁸. Impulsivität ist lange als ein Feature von einigen psychiatrischen Erkrankungen, wie z. B. Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS), Drogenmissbrauch und manischer Episoden⁹anerkannt. Es scheint ein hoher Konsens, dass Impulsivität durch mehrere Faktoren trennbar, besteht einschließlich Unwillen zu warten (d. h. verzögern, Diskontierung), Unfähigkeit zu dominant Antworten (d. h. hemmenden Defizit), Schwierigkeiten sich auf relevante Informationen (z. B. Unaufmerksamkeit) und eine Tendenz sich in riskanten Situationen (z. B. Gefühl suchen)^5,10,11. Jeder dieser Faktoren beurteilt werden kann, durch behavioral Sonderaufgaben, die in der Regel zwei Kategorien zugeordnet werden: Wahl und Reaktion Hemmung (diese möglicherweise verschiedene Etiketten zwischen den einzelnen Autoren Taxonomien). Einige wichtige Merkmale solcher Verhaltensstörungen Aufgaben sind, dass sie über mehrere Tierarten² angewendet werden könnte und sie studieren Impulsivität unter kontrollierten Laborbedingungen.

Modellierung mit Labor nichtmenschliche Tiere eine verhaltensbezogene Dimension hat eine Reihe von Vorteilen, einschließlich der Möglichkeit der Messung konkrete und operationalisierte Verhaltenstendenzen, so dass die Forscher weitgehend konfundierenden Variablen (z. B. reduzieren Kontamination von vergangenen Leben Ereignisse⁴) und experimentelle Manipulationen wie chronische pharmakologische Verwaltung, Durchführung von neurotoxischen Läsionen oder genetische Manipulationen durchzuführen. Die meisten dieser Protokolle haben analoge Versionen für Menschen, die Vergleiche einfach⁵machen. Wichtig ist, ist die Verwendung von Analoga dieser Labor-Protokolle in Menschen wirksam zur Unterstützung der Diagnose von psychiatrischen Erkrankungen wie ADHS (vor allem, wenn mehr als ein Protokoll angewandte¹²).

Wie jede andere psychologische Messung einzuhalten Laborprotokolle für die Beurteilung der Impulsivität bestimmten Kriterien in der Reihenfolge zur Erreichung des Ziels der Einblicke in das Phänomen untersucht. Gelten als ein geeignetes Modell des impulsiven Verhaltens ein Labor Protokoll sollte zuverlässig sein, und besitzen (zumindest in einem gewissen Grad) Gesicht, konstruieren und/oder prädiktive Gültigkeit¹³. Zuverlässigkeit kann bedeuten, dass eine Wirkung auf die Messung replizieren würde, wenn eine Manipulation zwei oder mehrere Male durchgeführt wird oder, dass die Messung im Laufe der Zeit oder in verschiedenen Situationen^14,15entspricht. Die ehemalige Funktion wäre besonders nützlich für experimentelle Studien, während letzteres dies für korrelative Studien^{14 wäre}. Augenscheinvalidität bezieht sich auf das Ausmaß, in dem was gemessen wird das Phänomen dem modelliert werden ähnelt, als, zum Beispiel durch die gleichen Variablen beeinflusst, soll. Prädiktive Gültigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit einer Maßnahme, die zukünftige Wertentwicklung in den Protokollen, Prognose, die darauf abzielen, die gleiche oder eine ähnliche Konstrukt messen. Konstruktvalidität bezieht sich schließlich, ob das Protokoll Verhalten, die theoretisch fundiert in Bezug auf den Prozess oder Verfahren davon ausgegangen reproduziert, dass das Phänomen unter Studie beteiligt ist. Jedoch obwohl diese höchst wünschenswerten Eigenschaften sind, sollte man vorsichtig sein, wenn besagt, dass ein Protokoll gültig ist, rein basierend auf diesen Kriterien¹⁶.

Es gibt mehrere Protokolle, Impulsivität in Labor-Einstellungen zu messen. Der vorliegende Artikel stellt jedoch nur drei solche Methoden: intertemporale Wahl, differentielle Verstärkung von niedrigen Zinsen und Feature-Negative Diskriminierung. Intertemporale Verfahren zielen darauf ab, beurteilen die Verzögerung Abzinsung (d. h. der Schwierigkeit der verzögerten Ergebnisse um Verhalten zu steuern) Bestandteil der Impulsivität. Das Grundprinzip dieses Protokolls ist Themen konfrontiert mit zwei Belohnungen, die sich in Größe und Verzögerung¹⁷unterscheiden. Eine Alternative bietet eine kleine sofortige Belohnung (als kleiner früher SS) und andererseits eine größere aber verzögerte Belohnung (genannt größere später LL). Der Anteil der Antworten auf die SS-Alternative kann als Index der Impulsivität¹⁸verwendet werden. In differentielle Verstärkung der günstigen Tarifen Verfahren, ist der Faktor Impulsivität zu bewertenden Reaktion Hemmung (z. B. Arbeitsunfähigkeit, dominant Antworten zurückzuhalten) Wann gibt es eine negative Strafe Kontingenz auf unangemessene Reaktion. Das Grundprinzip dieses Protokolls führt Themen zu einer Situation, in dem die einzige Möglichkeit Prämien zu erhalten ihrer reagiert¹⁹anhalten soll. Schließlich wertet Feature-Negative Diskriminierung Verfahren Reaktion Hemmung, wenn es keine explizite Strafe auf unangemessene Reaktion gibt. Das Grundprinzip dieses Protokolls (auch bekannt als Pawlowschen konditioniert, Hemmung oder der A + / AX-Verfahren) soll Themen Fähigkeit, zurückzuhalten, unnötige Antworten²⁰bewertet.

Diese Verfahren zeichnen sich im Vergleich zu anderen als einige praktischen Funktionen. Zum Beispiel eignen sich die hier vorgestellten Verfahren für in minimal ausgestatteten Klimaanlage Kammern (auch bekannt als “die Skinner Box”) durchgeführt. Abbildung 1 zeigt ein Diagramm einer typischen Klimaanlage-Kammer. Klimaanlage-Kammern sind nützliche Forschungsinstrumente durch eine Reihe von Vorteilen. Sie können automatisierte Erfassung der eine relativ große Menge von Daten, maximiert die Anzahl der Themen, die für die Einheit von Zeit und Raum²¹bewertet. Darüber hinaus Verhaltensstudien durchgeführt in Kammern Konditionierung erfordern minimale Forscher Intervention, die die Zeit und Mühe investiert von Laborpersonal, im Gegensatz zu anderen Methoden (z. B. nichtautomatisierte T-Labyrinthe, Boxen Set-shifting) reduziert ²¹. Forscher Intervention zu minimieren helfen auch bei der Verringerung der Forscher Voreingenommenheit, Verringerung der Auswirkungen der Forscher Lernkurve, und eine Reduzierung der Handling-induzierten stress²². Typische Klimaanlage Kammern sind ziemlich standardisiert, um mit mittlerer Größe Nagetiere wie Ratten (R. Norvegicus), verwendet werden, sondern können eingesetzt werden, um anderen Taxa, wie ähnlich großen Beuteltiere (z. B. D. Albiventris und L. Crassicaudata ^{studieren 23}). es gibt auch kommerzielle Klimaanlage angepasste für kleinere Kammern (z. B. Mäuse [M. Musculus]) und größer (z. B. Primaten) Arten. Einrichtung und Durchführung der in diesem Artikel vorgestellten Protokolle erfordern minimale Programmierkenntnisse und verlangen ganz wenige erreichbare Eingabe- und Ausgabegeräte, im Gegensatz zu alternativen Methoden (z. B. serielle Reaktionszeit 5-Choice-Aufgabe [5- CSRTT]²⁴ und Zeichen-Tracking-²⁵).

Abbildung 1: Schematische Darstellung einer Konditionierung Kammer Prototyp. Die Hauptkomponenten der Klimaanlage Kammer gehören: (1) linken Hebel, (2) Lebensmittel-Behälter (ausgestattet mit seitlichen Infrarotdioden, Kopf Einträge zu erkennen), (3) konzentrierter Licht (4) Lautsprecher für Ton Emission (Rückansicht), (5) Haus Licht (Rückansicht), Lebensmittel (6) Dispenser. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Protocol

In diesem Abschnitt beschriebenen drei Protokolle erfordern den Einsatz von Ratten als Subjekte. Die meisten Laborbelastungen Ratte eignen; z. B. Wistar, Long-Evans, Sprague-Dawley, etc.. Die Ethik-Kommission der Universidad Iberoamericana, nach der Anleitung für die Pflege und Verwendung von Labortieren (Institute of Labor Tier Resources, Kommission für Biowissenschaften, National Research Council, 1996), genehmigt die Laborprotokolle beschrieben werden. 1. Tierhaltung und Vorbereitung <o…

Representative Results

Die drei Protokolle, die in diesem Artikel beschriebenen können jeweils allein oder in Verbindung mit anderen Verfahren durchgeführt werden; Dies hängt von der Fragestellung, die wiederum das Design der Studie bestimmen. Einige Beispiele von Studiendesigns, die mit diesen Protokollen kompatibel sind: (1) Serie Zeitstudien, die darauf abzielen, beschreiben längs-Veränderungen in der Leistung; (2) Quantifizierung der individuellen Variabilität, die darauf abzielt, die Zuverlässigkeit…

Discussion

Der vorliegende Artikel lieferte eine Beschreibung Diverses verschiedener Protokolle für das screening von Impulsivität bei Ratten. Es wird argumentiert, dass diese bestimmte Protokolle für die einfache Programmierung und Datenanalyse begünstigt sind und erfordern weniger Betriebs- und Reiz-Geräte als Alternativen zur Verfügung. Es gibt mehrere entscheidende Schritte für die wirksame Umsetzung dieser Protokolle, wie z. B. (1) eine Forschungsfrage nachgeben, (2) eine entsprechende Studiendesign auswählen, (3) das …

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