El 5-Choice Reacción Serial Tiempo de tareas: una tarea de atención y control de los impulsos para Roedores

Summary

Este protocolo describe la tarea de tiempo de reacción serial 5-elección, que es una tarea basada operante utilizado para estudiar la atención y control de impulsos en los roedores. Desafíos días de prueba, que son modificaciones de la tarea estándar, aumentar la flexibilidad de la tarea y se pueden combinar con otras manipulaciones para caracterizar más completamente el comportamiento.

Abstract

Este protocolo describe la tarea de tiempo de reacción serial 5-elección, que es una tarea basada operante utilizado para estudiar la atención y control de impulsos en los roedores. Desafíos días de prueba, las modificaciones de la tarea estándar, se pueden utilizar para gravar sistemáticamente los sistemas neurales que controlan ya sea atención o control de los impulsos. Es importante destacar que estos desafíos tienen efectos consistentes sobre la conducta a través de laboratorios en animales intactos y pueden revelar es una mejora o déficits en la función cognitiva que no son aparentes cuando las ratas sólo se prueban en la tarea estándar. La variedad de medidas de comportamiento que se recogen se puede utilizar para determinar si otros factores (por ejemplo., Sedación, déficit de motivación, deficiencias del aparato locomotor) están contribuyendo a los cambios en el rendimiento. La versatilidad de la 5CSRTT se mejora aún más debido a que es susceptible de combinación con las técnicas farmacológicas, moleculares y genéticos.

Introduction

La tarea de tiempo de reacción en serie 5-elección (5CSRTT) fue desarrollado por Trevor Robbins y sus colegas de la Universidad de Cambridge con el fin de entender los déficits de comportamiento que presentan las personas con diagnóstico de trastorno de hiperactividad y déficit de atención (TDAH) ^1,2. Se basa en tareas de rendimiento continuos utilizados para estudiar la atención en los seres humanos ^3; con la atención que se define como la capacidad de asignar y mantener el enfoque de los recursos cognitivos de los estímulos o información específicos, ignorando otra información ^4. Aunque la tarea fue diseñado originalmente para su uso con las ratas ^1,2, una versión ratón también se ha desarrollado ^5,6.

El 5CSRTT básica requiere ratas para escanear una matriz horizontal de cinco aberturas para la presentación de un breve estímulo luminoso (localización) en una de las aberturas; una vez que la rata detecta el estímulo debe meter la nariz en la abertura iluminada para recibir una recompensa de pellets de azúcar. Por lo tanto, La tarea requiere ratas tanto a dividir su atención a través de las aberturas 5 espacialmente distintos y para mantener la atención hasta que se presenta el estímulo en un ensayo dado y a través de múltiples ensayos en una sesión de ^1,7. La atención se suele evaluar por la exactitud de las respuestas. Aunque el 5CSRTT fue diseñado originalmente para evaluar la atención, también se utiliza para evaluar el comportamiento impulsivo o la inhibición de respuesta ^1,7,8: la capacidad de retener el pre-potente o inapropiado responder ^9. Durante la tarea, las ratas deben retener de responder durante la duración del intervalo entre ensayo (ITI) y sólo responder una vez que el estímulo se presenta en una de las aberturas ^1. Por lo tanto las respuestas prematuras, los que se producen durante la previa presentación ITI al estímulo, proporcionan un útil índice de comportamiento impulsivo.

El 5CSRTT es una tarea increíblemente flexible-hay una serie de modificaciones de la tarea básica (es decir, los retos días de prueba)que se pueden implementar para examinar más detenidamente cómo experimental manipulaciones afectan el comportamiento. Por ejemplo, la disminución de la duración del estímulo o acortar el ITI son diferentes mecanismos para aumentar la carga de atención de la tarea y se puede utilizar para evaluar sistemáticamente subdominios de atención ^1,7,10-12. En contraste, el aumento de la duración del estímulo minimiza las demandas de atención de la tarea; esto puede ser usado para determinar si una manipulación interfiere con la capacidad de ejecutar los requisitos básicos de respuesta de la tarea ^12. El aumento de la duración de la ITI se puede utilizar para determinar si una manipulación particular, afecta a las respuestas impulsivas ^1,7,8,13-15. Por otra parte, utilizando retos días de prueba, como las que acabamos de describir, pueden revelar déficits ¹⁰ o mejoras ^16,17 de comportamiento que no son evidentes en las ratas bien entrenados a prueba utilizando los parámetros de prueba estándar.

Es importante destacar que la 5CSRTT es susceptible to combinación con un número de técnicas diferentes; por ejemplo, la cognición se ha investigado siguientes lesiones de áreas discretas del cerebro ^10,18-20, o neurotransmisor selectiva agotamientos ^2,21,22. Investigaciones farmacológicas comportamiento han utilizado ya sea ^16,17,23-28 o discreta administración intracraneal sistémica de fármacos ^29-32. Por otra parte el rendimiento se evalúa fácilmente después de la administración de drogas aguda y crónica ^{12,16,17,29-32 13,14,23,33.} Los efectos de la ejecución de la tarea en la liberación de neurotransmisores ³⁴ y la actividad metabólica ³⁵ en áreas discretas del cerebro también se han evaluado. Además, el rendimiento en la tarea se puede utilizar para separar las ratas en grupos basados ​​en ^30,31 rendimiento atencional línea de base o niveles de impulsividad ^15,32. Finalmente, con el advenimiento de una versión de ratón de la 5CSRTT ^5,6, la tarea se ha utilizado para investigar las contribuciones genéticas a la atención y impUlse controlan ^5,36-39.

Debido a que el 5CSRTT evalúa múltiples funciones cognitivas simultáneamente y es susceptible de uso en combinación de una variedad de enfoques farmacológicos, moleculares y genéticas se ha utilizado habitualmente para evaluar la disfunción cognitiva en el contexto de modelos animales de trastornos psiquiátricos y neurológicos. Por ejemplo, el 5CSRTT se ha utilizado para investigar la neurobiología subyacente a los trastornos cognitivos en el trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) ^{37,40,41, 23,33,42} esquizofrenia, adicción a las drogas ^13,14,43-45, enfermedad de Alzheimer ^{18 , de 39 años,} la enfermedad de Parkinson ^36, y la enfermedad de Huntington ^37.

Este protocolo proporciona directrices para las ratas de capacitación sobre el 5CSRTT. Debido a una serie de medidas de desempeño se pueden recoger, describimos cómo los patrones comunes de results deben ser interpretados. Además varias modificaciones comunes en el protocolo básico, los desafíos diarios de la prueba, se describen.

Protocol

Este procedimiento requiere el uso de animales; estos procedimientos fueron aprobados por el Oberlin College Institucional Cuidado de Animales y el empleo Comisión y están en conformidad con la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio 46. 1. 5CSRTT Aparato Un diagrama esquemático del aparato de 5CSRTT se proporciona en la Figura 1. El aparato 5CSRTT consiste en una cámara de condicionamiento operante (30,5 x 24,1 x 29,2 cm) co…

Representative Results

Las manipulaciones de la 5CSRTT que Sonda visoespacial Atención Un enfoque para la variación de las demandas de atención de la tarea es alterar la duración del estímulo. Como la duración del estímulo disminuye,% de precisión disminuye (Figura 3A) y% de aumento omisiones (Figura 3B; adaptado de 12). Así duraciones más cortas de estímulo aumentan las demandas de atención de la tarea y duraciones de estímulo más largos disminuyen …

Discussion

El 5CSRTT es una tarea ampliamente utilizado para evaluar la atención y control de impulsos en los roedores. Atención se mide más comúnmente por la exactitud de responder ^1,7,10. Debido a la precisión de la respuesta no incluye omisiones y porque tanto las respuestas correctas e incorrectas tienen el mismo requisito de respuesta (es decir., Una nariz meter en una abertura), la precisión no se ve influenciada por la capacidad del aparato locomotor, la motivación o sedación. El% omisiones tambi…

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