Det 5-valg Seriel Reaction Time Opgave: En opgave opmærksomhed og Impulse Control til Gnavere

Summary

Denne protokol beskriver 5-valg seriel reaktionstid opgave, hvilket er en operant baseret opgave anvendes til at studere opmærksomhed og impulskontrol i gnavere. Testdag udfordringer, som er modifikationer af standard opgave, øge fleksibiliteten af ​​opgaven og kan kombineres med andre manipulationer til mere fuldt ud at karakterisere adfærd.

Abstract

Denne protokol beskriver 5-valg seriel reaktionstid opgave, hvilket er en operant baseret opgave anvendes til at studere opmærksomhed og impulskontrol i gnavere. Testdag udfordringer, ændringer til standard opgave, kan bruges til systematisk at beskatte de neurale systemer, der styrer enten opmærksomhed eller impulskontrol. Vigtigere er det, disse udfordringer har konsistente effekter på adfærd på tværs af laboratorier i intakte dyr og kan afsløre enten forbedringer eller underskud i kognitiv funktion, som ikke er synlige, når rotter kun testet på standard opgave. De mange forskellige adfærdsmæssige foranstaltninger, der indsamles kan bruges til at afgøre, om andre faktorer (dvs.., Sedation, motivation underskud, lokomotoriske impairments) bidrager til ændringer i ydeevne. Alsidigheden i 5CSRTT er yderligere forbedret, fordi det er muligt at foretage en kombination med farmakologiske, molekylære og genetiske teknikker.

Introduction

Den 5-valg seriel reaktionstid opgave (5CSRTT) blev udviklet af Trevor Robbins og kolleger ved University of Cambridge i for at forstå de adfærdsmæssige underskud vises af mennesker diagnosticeret med Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) ^1,2. Det er baseret på kontinuerlig ydeevne opgaver anvendes til at studere opmærksomhed i mennesker ^3; med opmærksomhed defineres som evnen til at tildele og opretholde fokus på kognitive ressourcer på bestemte stimuli eller information samtidig ignorerer andre oplysninger ^4. Selvom opgaven oprindeligt blev designet til brug med rotter ^1,2, har en mus-version også blevet udviklet ^5,6.

Den grundlæggende 5CSRTT kræver rotter til at scanne en vandret række af fem åbninger til præsentation af en kort lys stimulus (cue) i en af ​​åbningerne; når rotten registrerer stimulus skal næse stikke i det oplyste åbning til at modtage en sukker pille belønning. SåledesDen opgave kræver rotter til både dele deres opmærksomhed på tværs af de 5 rumligt adskilte åbninger og at opretholde opmærksomhed indtil stimulus præsenteres i en given retssag og på tværs af flere forsøg i en session ^1,7. Opmærksomheden er typisk vurderet af nøjagtigheden af ​​svarene. Selvom 5CSRTT oprindeligt var designet til at vurdere opmærksomhed, er det også anvendes til at vurdere impulsiv adfærd eller respons hæmning ^1,7,8: evnen til at tilbageholde præ-potent eller uhensigtsmæssig reagere ^9. Under opgave, skal rotter tilbageholde reagere for varigheden af den inter forsøg interval (ITI), og kun reagere, når stimulus præsenteres i en af åbningerne ^1. Således tidlige reaktioner, der opstår under ITI før stimulus præsentation, et nyttigt indeks for impulsiv adfærd.

Den 5CSRTT er en utrolig fleksibel opgave-der er en række ændringer af den grundlæggende opgave (dvs. testdag udfordringer)der kan gennemføres til mere omhyggeligt at undersøge, hvordan eksperimentelle manipulationer påvirker adfærd. For eksempel faldende stimulus varighed eller forkorte ITI er forskellige mekanismer til at øge opmærksomhedskravet belastning af opgaven og kan bruges til systematisk at vurdere underdomæner af opmærksomhed ^1,7,10-12. I modsætning øge stimulus varighed minimerer opmærksomhedskrav krav opgaven; dette kan anvendes til at afgøre, om en manipulation interfererer med evnen til at udføre de grundlæggende krav om hurtig reaktion opgaven ^12. Øge varigheden af ITI kan bruges til at afgøre, om en bestemt manipulation påvirker impulsiv reagere ^1,7,8,13-15. Desuden kan ved hjælp testdag udfordringer, såsom de netop beskrevne, afslører underskud ¹⁰ eller forbedringer ^16,17 adfærd, som ikke er synlige i veluddannede rotter testet ved hjælp af standard test parametre.

Vigtigere er det, 5CSRTT er modtagelig to kombination med en række forskellige teknikker; for eksempel kognition er blevet undersøgt efter læsioner af diskrete hjerneområder ^10,18-20, eller selektiv neurotransmitter udtynding ^2,21,22. Adfærdsmæssige farmakologiske undersøgelser har brugt enten systemisk ^16,17,23-28 eller diskret intrakraniel administration af lægemidler ^29-32. Desuden ydeevne let vurderes efter akut ^{12,16,17,29-32} og kronisk Drug Administration ^13,14,23,33. Virkningerne af opgaveløsningen på neurotransmitterfrigivelse ³⁴ og metabolisk aktivitet ³⁵ i diskrete områder i hjernen er også blevet vurderet. Hertil kommer, kan ydeevnen på opgaven skal bruges til at adskille rotter i grupper baseret på baseline opmærksomhedsgraden ydeevne ^30,31 eller niveauer af impulsivitet ^15,32. Endelig, med fremkomsten af en mus version af 5CSRTT ^5,6 opgaven er blevet anvendt til at undersøge den genetiske bidrag til opmærksomhed og impUlse kontrollerer ^5,36-39.

Fordi 5CSRTT vurderer flere kognitive funktioner samtidigt og er modtagelig at bruge i kombination af en række farmakologiske, molekylære og genetiske metoder er blevet rutinemæssigt anvendt til at vurdere kognitive dysfunktion i forbindelse med dyremodeller af psykiatriske og neurologiske sygdomme. For eksempel har 5CSRTT blevet brugt til at undersøge neurobiologi bag de kognitive forstyrrelser i Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) ^37,40,41, skizofreni ^23,33,42, narkomani ^13,14,43-45, Alzheimers sygdom ^{18 , 39,} Parkinsons sygdom ^36, og Huntingtons sygdom ^37.

Denne protokol indeholder retningslinjer for uddannelse rotter på 5CSRTT. Fordi en række resultatmål kan opsamles, beskriver vi, hvordan almindelige mønstre af results skal fortolkes. Derudover flere fælles modifikationer til grundlæggende protokol, testdagen udfordringer beskrives.

Protocol

Denne procedure kræver brug af dyr; disse procedurer blev godkendt af Oberlin College Institutional Animal Care og brug udvalg og er i overensstemmelse med vejledningen for pleje og anvendelsen af forsøgsdyr 46. 1. 5CSRTT Apparat En skematisk af 5CSRTT apparatet er tilvejebragt i figur 1. Den 5CSRTT Apparatet består af et operant betingning kammer (30,5 x 24,1 x 29,2 cm) med 2 plexiglas sidevægge og en rustfri stål gitter gulv. D…

Representative Results

Manipulationer af 5CSRTT at Probe Visuospatial Attention En metode til at variere opmærksomhedsforstyrrelser krav opgaven er at ændre varigheden af ​​stimulus. Som stimulus varighed falder,% nøjagtighed aftager (figur 3A) og% udeladelser stigning (figur 3B, tilpasset fra 12). Således kortere stimulus varigheder øge opmærksomhedskrav krav opgaven og længere stimulus varigheder mindske opmærksomhedskrav krav opgaven. Ændring af st…

Discussion

Den 5CSRTT er et udbredt opgave at vurdere opmærksomhed og impulskontrol i gnavere. Opmærksomheden er mest almindeligt måles ved rigtigheden af at reagere ^1,7,10. Fordi nøjagtighed reagere omfatter ikke udeladelser og fordi begge rigtige og forkerte svar har det samme krav respons (dvs.., En næse stikke i en åbning), nøjagtighed er ikke påvirket af locomotor evne, motivation eller sedation. De udeladelser% kan også bruges som et mål for opmærksomhed, fordi veluddannede gnavere oft…

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