Tre laboratorium prosedyrer for å vurdere forskjellige manifestasjoner av impulsivitet i rotter

Summary

Vi presenterer tre protokoller som vurdere ulike former for impulsivitet i rotter og andre små pattedyr. Intertemporale valg prosedyrer vurdere tendensen å rabatt verdien av forsinket resultater. Differensial forsterkning av lave priser og funksjon-negativ diskriminering evaluere hemming reaksjonsevne med og uten straff for upassende svar, henholdsvis.

Abstract

Denne artikkel gir en guide for gjennomføring og analyse av tre condition-baserte protokoller evaluere impulsivitet i rotter. Impulsivitet er et meningsfullt begrep fordi den er forbundet med psykiatriske tilstander hos mennesker og mistilpasset atferd i ikke-menneskelige dyr. Det antas at impulsivitet er sammensatt av forskjellige faktorer. Det er laboratorium protokoller utviklet for å vurdere hver av disse faktorene bruker standardiserte automatisert utstyr. Forsinkelse diskontere er knyttet til manglende evne til å være motivert av forsinket resultater. Denne faktoren vurderes gjennom intertemporale valg-protokoller, som består av å presentere enkelt valg situasjon involverer en umiddelbar belønning og en større, men forsinket belønning. Svar hemming underskuddet er forbundet med den manglende evne til å holde prepotent svar. Differensial forsterkning av lave priser (DLR) og funksjonen-negativ diskriminering protokoller vurdere svar hemming underskudd faktoren av impulsivitet. Tidligere pålegger en tilstand til en motivert person som de fleste vente en minimal tidsperiode på svar skal belønnes. Sistnevnte evaluerer kapasiteten til enkeltpersoner å avstå fra mat søker svar når et signal av fravær av maten presenteres. Formålet med disse protokollene er å bygge et objektivt kvantitative mål impulsivitet, som tjener til å gjøre cross-species sammenligninger, slik at muligheten av translasjonsforskning. Fordelene med disse bestemte protokoller inkluderer deres enkelt oppsett og program, som stammer fra den relativt lille mengden utstyr som trengs og automatisert natur disse protokollene.

Introduction

Impulsivitet kan være definert som en opptreden dimensjon tilknyttet mistilpasset resultater¹. Til tross for utbredt bruk av dette begrepet er det ingen universell enighet på nøyaktige definisjonen. Faktisk, har flere forfattere definert impulsivitet ved å gi eksempler på impulsiv atferd eller deres konsekvenser, i stedet for å skildre hvilke karakteristiske aspekter styrer fenomenet. For eksempel, impulsivitet antas for å involvere en manglende evne til å vente, planlegge, hemmer prepotent atferd, eller en insensitivitet forsinket resultater², og det har vært ansett som en kjerne sårbarhet for vanedannende atferd³. Bari og Robbins⁴ har preget impulsivitet som samtidig forekomst av sterke impulser, utløses av dispositional og situasjonsbestemte, og dysfunksjonelle hemmende prosesser. En annen definisjon ble levert av Dalley og Robbins, som har uttalt at impulsivitet kan betraktes som en predisposisjon for rask, ofte tidlig, handlinger uten riktig innsikt⁵. Likevel en annen definisjon av impulsivitet, foreslått av Sosa og dos Santos⁶, en opptreden tendens som avviker en organisme fra maksimere tilgjengelig belønninger på grunn av ervervet kontroll utøves over organismens svarer av stimuli forresten relatert til disse gevinstene.

På grunn av atferdsmessige prosesser knyttet til impulsivitet, innebærer sin nevrofysiologiske substrat strukturer til felles med de av motiverte atferd, beslutninger og belønning verdsette. Dette støttes av studier som viser at strukturer av cortico-striatal veien (f.eks nucleus accumbens [NAc], prefrontal cortex [PFC], amygdala og caudate putamen [CPU]), i tillegg til stigende monoaminergic nevrotransmitter systemet, delta i uttrykket av impulsive atferd⁷. Men er nevrale underlaget av impulsivitet mer kompleks enn. Men NAc og PFC er involvert i impulsiv atferd, disse strukturene er del av et mer komplekst system, og også består av underlag som har forskjellige funksjoner (mer detaljert dokumentasjon, se Dalley og Robbins⁵).

Uansett kontroverser om sin natur og biologisk substrat, denne opptreden dimensjonen kalles variere fra enkeltpersoner, da det kan betraktes som en egenskap og i individer, da det kan betraktes som en stat⁸. Impulsivitet har lenge vært anerkjent som en funksjon av noen psykiske lidelser som oppmerksomhet-underskudd/hyperaktivitet (ADHD), rusmisbruk og maniske episoder⁹. Det synes å være en høy enighet om at impulsivitet er sammensatt av flere dissociable faktorer, inkludert uvilje mot å vente (dvs. forsinke diskontere), manglende evne til å avstå prepotent svar (dvs. hemmende underskudd), problemer med å fokusere på relevante informasjon (dvs. uoppmerksomhet) og en tendens til å engasjere seg i risikofylte situasjoner (dvs., følelse søker)^5,10,11. Hver av disse faktorene kan vurderes gjennom spesielle atferdsmessige oppgaver, som vanligvis er tilordnet to kategorier: valg og svar hemming (disse kan ha forskjellige etiketter mellom hver forfatternes taksonomier). Noen viktige funksjoner i atferdsdata oppgaver er at de kan brukes over flere dyrearter² og at de tillater studere impulsivitet i kontrollerte laboratorium.

Modellering en opptreden dimensjon med laboratoriet ikke-menneskelige dyr har en rekke fordeler inkludert muligheten for måling bestemt, operasjonalisert atferdsmessige tendenser, slik at forskerne i stor grad redusere forvirrende variabler (f.eks forurensning av tidligere liv hendelser⁴) og gjennomføre eksperimentelle manipulasjoner som kronisk farmakologiske administrasjon, nevrotoksisk lesjoner, eller genetisk manipulasjon. De fleste av disse protokollene har analoge versjoner for mennesker, som gjør sammenligninger lett⁵. Viktigere, er bruke analoger av protokollene laboratorium i mennesker effektivt å hjelpe diagnose for psykiske lidelser som ADHD (spesielt når flere enn én protokoll er anvendt¹²).

Som alle andre psykologisk måling, må laboratorium protokoller for å vurdere impulsivitet overholde bestemte kriterier for å oppnå målet med gir innsikt i fenomenet under studien. Skal anses som en passende modell av impulsive atferd et laboratorium protokollen bør være pålitelig, og besitte (minst, i noen grad) ansikt, konstruksjon eller prediktiv validitet¹³. Pålitelighet kan bety at en effekt på målingen selv om en manipulasjon er gjennomført to eller flere ganger, eller at målingen er konsekvent over tid eller på tvers av ulike situasjoner^14,15. Funksjonen tidligere ville være spesielt nyttig for eksperimentelle studier, mens sistnevnte ville være så for correlational studier¹⁴. Ansiktet gyldigheten refererer til graden som hva måles ligner fenomenet som skal modelleres, som er, for eksempel påvirket av de samme variablene. Prediktiv validitet refererer til evnen til et mål å forutsi fremtidige resultater i protokoller som mål å måle den eller en relatert konstruksjon. Endelig refererer begrepsvaliditet til om protokollen gjengir atferd som er teoretisk lyd om prosess(er) antatt for å være involvert i fenomenet under studien. Men selv om disse er svært ettertraktet funksjoner, må en være varsom hvis sier at en protokoll er gyldig utelukkende basert på disse kriteriene¹⁶.

Det er flere protokoller måle impulsivitet i laboratoriet innstillinger. Men denne artikkel presenterer tre slike metoder: intertemporale valg, differensial forsterkning av lave priser, og funksjonen-negativ diskriminering. Intertemporale prosedyrer mål å vurdere forsinkelse diskontere (dvs. problemer med forsinket resultater til å kontrollere virkemåten) komponent impulsivitet. Den grunnleggende rasjonale for denne protokollen er konfrontere fag med to belønninger som varierer i både størrelsen og forsinkelse¹⁷. Ett alternativ gir en liten umiddelbar belønning (betegnes mindre før, SS) og den andre gir en større, men forsinket belønning (kalt større senere LL). Andelen av svar til SS alternativ kan brukes som en indeks av impulsivitet¹⁸. Differensial forsterkning av lave prosedyrer, faktor på impulsivitet skal vurderes er svaret hemming (dvs. manglende evne til å holde prepotent svar) når det er en negativ straff beredskap på upassende svare. Begrunnelsen for denne protokollen introduserer emner til en situasjon der den eneste måten å skaffe belønninger er å stoppe deres svarer¹⁹. Til slutt, funksjonen-negativ diskriminering prosedyren evaluerer svar hemming når det er ingen eksplisitt straff på upassende svare. Begrunnelsen for denne protokollen (også kjent som Pavlovian betinget hemming eller A / AX-prosedyre) er å evaluere fag evne til å holde tilbake unødvendige svar²⁰.

Disse prosedyrene skiller seg ut i forhold til andre har noen praktiske funksjoner. For eksempel er prosedyrene presenteres her egnet for gjennomført i minimal utstyrt condition kamre (også kjent som “the Skinner box”). Figur 1 viser et diagram over en typisk condition kammer. Condition kamre er nyttig forskning instrumenter av mange fordeler. De tillater automatisk samling av relativt store mengder data, maksimere antall emner vurdert for enhet av tid og rom²¹. Videre atferdsmessige studier i condition kamre krever minimal forsker intervensjon, noe som reduserer tiden og innsatsen investert av laboratoriet staff, i motsetning til andre tilgjengelige metoder (f.eks ikke-automatiske T-labyrinter, sett-skiftende bokser) ²¹. minimere forskernes intervensjon også bidra til å redusere forskernes bias, redusere effekten av forskernes læringskurve, og en reduksjon av håndtering-indusert stress²². Typisk condition kamre er relativt standardisert for bruk med middels størrelse gnagere, som rotter (R. norvegicus), men kan brukes til å studere andre taxa, som tilsvarende størrelse marsupials (f.eks D. albiventris, og L. crassicaudata ²³). det er også kommersielle condition kamre tilrettelagt for mindre (f.eks mus [M. musculus]) og større (f.eks ikke-menneskelige primater) arter. Sette opp og gjennomføre protokollene presenteres i denne artikkelen krever minimalt med programmering kunnskaper og krever et ganske lavt antall oppnåelige input og output-enheter, i motsetning til mer avanserte alternative metoder (f.eks 5-valget føljetong reaksjonstid oppgave [5- CSRTT]²⁴ og tegn-sporing²⁵).

Figur 1: Diagram av en condition kammer prototype. Hovedkomponentene i condition kammeret inkluderer: (1) venstre spaken, (2) mat beholder (utstyrt med lateral infrarød dioder å oppdage hodet oppføringer), (3) focalized lys, (4) høyttaler for tone utslipp (bakfra), (5) hus lys (bakfra), (6) mat dispenser. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Protocol

De tre protokollene beskrevet i dette avsnittet krever bruk av rotter som fag. De fleste laboratorium rotte stammer egner; for eksempel Wistar, lang-Evans, Sprague-Dawley, etc. Etikk av Universidad Iberoamericana, følge guiden og bruk av forsøksdyr (Institute of laboratorium dyr Resources, provisjon på biovitenskap, National Research Council, 1996) godkjent laboratorium protokoller å bli beskrevet. 1. dyr bolig og forberedelse Bestemme antall rotter som skal brukes. Dette avhenge…

Representative Results

De tre protokollene som er beskrevet i denne artikkelen kan hver utføres alene eller sammen med andre; Dette avhenger av problemet, som i sin tur vil bestemme studien design. Eksempler på studien design som er kompatibel med disse protokollene er: (1) tid serien studier, som tar sikte på å beskrive langsgående endringer i ytelse; (2) kvantifisering av individuelle variasjon, som har som mål å fastslå påliteligheten av tiltak; (3) cross-sectional korrelasjon studier, som mål å v…

Discussion

Denne artikkel gitt en beskrivelse av diverse forskjellige protokoller for screening impulsivitet i rotter. Det er hevdet at disse bestemte protokoller er foretrakk for enkel programmering og data analyse og krever færre drift og stimulans enheter enn andre tilgjengelige alternativer. Det er flere avgjørende skritt for effektiv gjennomføring av disse protokollene, som (1) gir en problemstilling, (2) velge en passende studien design, (3) programmering valgt protokoll, (4) gjennomføre studiet, (5) innsamling av data, (…

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