Research described here was supported by a grant from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada to S.B.F.

<ol>
	<li>Floresco, S. B., Zhang, Y., Enomoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+circuits+subserving+behavioral+flexibility+and+their+relevance+to+schizophrenia.">Neural circuits subserving behavioral flexibility and their relevance to schizophrenia.</a> Behav Brain Res. 204, 396-409 (2009).</li><li>McKirdy, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Set+shifting+and+reversal+learning+in+patients+with+bipolar+disorder+or+schizophrenia.">Set shifting and reversal learning in patients with bipolar disorder or schizophrenia.</a> Psychological medicine. 39, 1289-1293 (2009).</li><li>Leeson, V. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discrimination+learning,+reversal,+and+set-shifting+in+first-episode+schizophrenia:+stability+over+six+years+and+specific+associations+with+medication+type+and+disorganization+syndrome.">Discrimination learning, reversal, and set-shifting in first-episode schizophrenia: stability over six years and specific associations with medication type and disorganization syndrome.</a> Biol Psychiatry. 66, 586-593 (2009).</li><li>Sullivan, E. V., Rosenbloom, M. J., Pfefferbaum, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pattern+of+motor+and+cognitive+deficits+in+detoxified+alcoholic+men.">Pattern of motor and cognitive deficits in detoxified alcoholic men.</a> Alcoholism, clinical and experimental research. 24, 611-621 (2000).</li><li>Snyder, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Major+depressive+disorder+is+associated+with+broad+impairments+on+neuropsychological+measures+of+executive+function:+a+meta-analysis+and+review.">Major depressive disorder is associated with broad impairments on neuropsychological measures of executive function: a meta-analysis and review.</a> Psychological bulletin. 139, 81-132 (2013).</li><li>Cumming, T. B., Marshall, R. S., Lazar, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stroke,+cognitive+deficits,+and+rehabilitation:+still+an+incomplete+picture.">Stroke, cognitive deficits, and rehabilitation: still an incomplete picture.</a> International journal of stroke : official journal of the International Stroke Society. 8, 38-45 (2013).</li><li>Weintraub, S., Wicklund, A. H., Salmon, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuropsychological+profile+of+Alzheimer+disease.">The neuropsychological profile of Alzheimer disease.</a> Cold Spring Harbor perspectives in medicine. 2, a006171 (2012).</li><li>Lie, C. H., Specht, K., Marshall, J. C., Fink, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+fMRI+to+decompose+the+neural+processes+underlying+the+Wisconsin+Card+Sorting+Test.">Using fMRI to decompose the neural processes underlying the Wisconsin Card Sorting Test.</a> NeuroImage. 30, 1038-1049 (2006).</li><li>Smith, A. B., Taylor, E., Brammer, M., Rubia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates+of+switching+set+as+measured+in+fast,+event-related+functional+magnetic+resonance+imaging.">Neural correlates of switching set as measured in fast, event-related functional magnetic resonance imaging.</a> Human brain mapping. 21, 247-256 (2004).</li><li>Fellows, L. K., Farah, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventromedial+frontal+cortex+mediates+affective+shifting+in+humans:+evidence+from+a+reversal+learning+paradigm.">Ventromedial frontal cortex mediates affective shifting in humans: evidence from a reversal learning paradigm.</a> Brain. 126, 1830-1837 (2003).</li><li>Birrell, J. M., Brown, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Medial+frontal+cortex+mediates+perceptual+attentional+set+shifting+in+the+rat.">Medial frontal cortex mediates perceptual attentional set shifting in the rat.</a> Journal of Neuroscience. 20, 4320-4324 (2000).</li><li>Bissonette, G. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+dissociation+of+the+effects+of+medial+and+orbital+prefrontal+cortical+lesions+on+attentional+and+affective+shifts+in+mice.">Double dissociation of the effects of medial and orbital prefrontal cortical lesions on attentional and affective shifts in mice.</a> J Neurosci. 28, 11124-11130 (2008).</li><li>Ragozzino, M. E., Detrick, S., Kesner, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+the+prelimbic-infralimbic+areas+of+the+rodent+prefrontal+cortex+in+behavioral+flexibility+for+place+and+response+learning.">Involvement of the prelimbic-infralimbic areas of the rodent prefrontal cortex in behavioral flexibility for place and response learning.</a> Journal of Neuroscience. 19, 4585-4594 (1999).</li><li>Floresco, S. B., Magyar, O., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Tse, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+dopamine+receptor+subtypes+in+the+medial+prefrontal+cortex+of+the+rat+regulate+set-shifting.">Multiple dopamine receptor subtypes in the medial prefrontal cortex of the rat regulate set-shifting.</a> Neuropsychopharmacology. 31, 297-309 (2006).</li><li>Mackintosh, N. J., Holgate, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serial+reversal+training+and+nonreversal+shift+learning.">Serial reversal training and nonreversal shift learning.</a> Journal of comparative and physiological psyhology. 67, 89-93 (1969).</li><li>Floresco, S. B., Ghods-Sharifi, S., Vexelman, C., Magyar, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociable+roles+for+the+nucleus+accumbens+core+and+shell+in+regulating+set+shifting.">Dissociable roles for the nucleus accumbens core and shell in regulating set shifting.</a> Journal of Neuroscience. 26, 2449-2457 (2006).</li><li>Block, A. E., Dhanji, H., Thompson-Tardif, S. F., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thalamic-prefrontal+cortical-ventral+striatal+circuitry+mediates+dissociable+components+of+strategy+set+shifting.">Thalamic-prefrontal cortical-ventral striatal circuitry mediates dissociable components of strategy set shifting.</a> Cereb Cortex. 17, 1625-1636 (2007).</li><li>Stefani, M. R., Moghaddam, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systemic+and+prefrontal+cortical+NMDA+receptor+blockade+differentially+affect+discrimination+learning+and+set-shift+ability+in+rats.">Systemic and prefrontal cortical NMDA receptor blockade differentially affect discrimination learning and set-shift ability in rats.</a> Behav.Neurosci. 119, 420-428 (2005).</li><li>McAlonan, K., Brown, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orbital+prefrontal+cortex+mediates+reversal+learning+and+not+attentional+set+shifting+in+the+rat.">Orbital prefrontal cortex mediates reversal learning and not attentional set shifting in the rat.</a> Behav. Brain Res. 146, 97-103 (2003).</li><li>Floresco, S. B., Block, A. E., Tse, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+of+the+medial+prefrontal+cortex+of+the+rat+impairs+strategy+set-shifting,+but+not+reversal+learning,+using+a+novel,+automated+procedure.">Inactivation of the medial prefrontal cortex of the rat impairs strategy set-shifting, but not reversal learning, using a novel, automated procedure.</a> Behav Brain Res. 190, 85-96 (2008).</li><li>Placek, K., Dippel, W. C., Jones, S., Brady, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impairments+in+set-shifting+but+not+reversal+learning+in+the+neonatal+ventral+hippocampal+lesion+model+of+schizophrenia:+Further+evidence+for+medial+prefrontal+deficits.">Impairments in set-shifting but not reversal learning in the neonatal ventral hippocampal lesion model of schizophrenia: Further evidence for medial prefrontal deficits.</a> Behav Brain Res. 256C, 405-413 (2013).</li><li>Enomoto, T., Tse, M. T., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+prefrontal+gamma-aminobutyric+acid+activity+induces+cognitive,+behavioral,+and+dopaminergic+abnormalities+that+resemble+schizophrenia.">Reducing prefrontal gamma-aminobutyric acid activity induces cognitive, behavioral, and dopaminergic abnormalities that resemble schizophrenia.</a> Biol Psychiatry. 69, 432-441 (2011).</li><li>Haluk, D. M., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventral+striatal+dopamine+modulation+of+different+forms+of+behavioral+flexibility.">Ventral striatal dopamine modulation of different forms of behavioral flexibility.</a> Neuropsychopharmacology. 34, 2041-2052 (2009).</li><li>Sorge, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+exposure+to+males,+including+men,+causes+stress+and+related+analgesia+in+rodents.">Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents.</a> Nature methods. 11, 629-632 (2014).</li><li>Trantham-Davidson, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+alcohol+disrupts+dopamine+receptor+activity+and+the+cognitive+function+of+the+medial+prefrontal+cortex.">Chronic alcohol disrupts dopamine receptor activity and the cognitive function of the medial prefrontal cortex.</a> J Neurosci. 34, 3706-3718 (2014).</li><li>Ghods-Sharifi, S., Haluk, D. M., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+inactivation+of+the+orbitofrontal+cortex+on+strategy+set-shifting+and+reversal+learning.">Differential effects of inactivation of the orbitofrontal cortex on strategy set-shifting and reversal learning.</a> Neurobiol Learn Mem. 89, 567-573 (2008).</li><li>Boulougouris, V., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+orbitofrontal,+infralimbic+and+prelimbic+cortical+lesions+on+serial+spatial+reversal+learning+in+the+rat.">Effects of orbitofrontal, infralimbic and prelimbic cortical lesions on serial spatial reversal learning in the rat.</a> Behav Brain Res. 179, 219-228 (2007).</li><li>Tseng, K. Y., Chambers, R. A., Lipska, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neonatal+ventral+hippocampal+lesion+as+a+heuristic+neurodevelopmental+model+of+schizophrenia.">The neonatal ventral hippocampal lesion as a heuristic neurodevelopmental model of schizophrenia.</a> Behavioral Brain Research. 204, 295-305 (2009).</li><li>Brady, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neonatal+ventral+hippocampal+lesions+disrupt+set-shifting+ability+in+adult+rats.">Neonatal ventral hippocampal lesions disrupt set-shifting ability in adult rats.</a> Behav Brain Res. 205, 294-298 (2009).</li><li>Brady, A. M., Saul, R. D., Wiest, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+deficits+in+spatial+working+memory+in+the+neonatal+ventral+hippocampal+lesion+rat+model+of+schizophrenia.">Selective deficits in spatial working memory in the neonatal ventral hippocampal lesion rat model of schizophrenia.</a> Neuropharmacology. 59, 605-611 (2010).</li><li>Ortega, L. A., Tracy, B. A., Gould, T. J., Parikh, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+chronic+low-+and+high-dose+nicotine+on+cognitive+flexibility+in+C57BL/6J+mice.">Effects of chronic low- and high-dose nicotine on cognitive flexibility in C57BL/6J mice.</a> Behav Brain Res. 238, 134-145 (2013).</li></ol>

وأيد نشر وحرية الوصول إلى هذه المخطوطة التي كتبها ميد شركاه، وشركة

تطوير المهام السلوكية لقياس العليا البنى المعرفية في القوارض ضرورية لدفع عجلة المعرفة للبيولوجيا الأعصاب من الإدراك. مع المهام التي شيدت بشكل جيد والتحقق من صحتها والقوارض يمكن تقييم على المهام من التعقيد تنافس تلك من الرئيسيات أو حتى البشر. نحن هنا أظهرت كيف جانبين من جوانب وظيفة تنفيذية، تحول استراتيجية والتعلم انعكاس، يمكن التحقيق في القوارض باستخدام تقنيات استثابي الآلي. باستخدام هذه المهام الآلي، ونحن قد منسوخة النتائج السابقة في عبر متاهة والمهام حفر بشأن ركائز العصبية للمجموعة-التحول وانعكاس التعلم 11،13،18-21،27،29، مما يشير إلى أن المهام استثابي هي تقديرات صحيحة لهذه يبني. هذه المهام الآلي لديها عدد من الفوائد والمزايا على المهام الحالية غير الآلي عبر متاهة والحفر. الأكثر إلحاحا هو معدل أعلى من جمع البيانات في النسخة هواء فعال الآلي. كلالتدريب أو الاختبار اليوم يأخذ دقائق فقط 30-60، وهي التي تتطلب الحد الأدنى من الإشراف من قبل المجرب الكمبيوتر التي تسيطر عليها بشكل كامل. وعلاوة على ذلك، يمكن اختبار العديد من الحيوانات في وقت واحد مع غرفة متعددة-الإعداد استثابي. كل سلسلة المهمة، من تشكيل لاختبار النهائي، يمكن أن تكتمل في حوالي 2-3 أسابيع. وثمة ميزة أخرى مهمة من المهام الآلي هي مراقبة دقيقة من عرض الحوافز، مما يقلل من احتمال الخطأ المجرب. على سبيل المثال، عشوائية ترتيب العرض من موقع جديلة على كل محاكمة والتي تسيطر عليها الكمبيوتر، بدلا من مجرب استشارة محاكمة من قبل المحاكمة القائمة يدويا. يتم قياس التوقيت بين التجارب بدقة ومتسقة، وليس مرتبك من الوقت الذي يستغرقه مجرب ل، على سبيل المثال، وإزالة الفئران من-متاهة عبر أو إعادة ترتيب الحاويات الحفر. تسليم التعزيز هو تلقائي وغير خاضع لالمجرب خطأ (على سبيل المثال، متناسين أن الطعمالذراع الصحيح ل-متاهة عبر). تم تحسين جمع البيانات على نحو مماثل، مع تسجيل التلقائي لأنماط استجابة بما في ذلك قياس الإختفاء استجابة بالضبط. في حالة عدم وجود تشوهات السيارات الأخرى، والتغيرات في الإختفاء استجابة يمكن استخدامها لاستنتاج الأدلة على تغييرها سرعة المعالجة و / أو للحكم على مستوى التعقيد المعرفي للمهمة 21،22. المهام الآلي أيضا الاحتفاظ ميزة واحدة مهمة من المهام عبر متاهة: القدرة على إجراء تحليل مفصل لأنواع الأخطاء التي على التحول أو عكس اليوم. يمكن التمييز بين أخطاء تحويل مجموعة التي تحاكي في اليوم السابق للاستراتيجية (مواظب أو أخطاء الرجعية) والأخطاء التي تمثل سابقا استراتيجيات مجربة (أخطاء عززت أبدا) مساعدة في تشخيص العجز محددة في المرونة السلوكية. على وجه الخصوص، أخطاء مواظب التي تحدث في اختبار مبكر تعكس عدم قدرة الحيوان على التخلي عن الحادي السابقrategy، بينما التي تحدث في وقت لاحق تعكس أخطاء رجعية عدم قدرة الحيوان للحفاظ على استراتيجية جديدة بمجرد توقف الاجتهاد 20. قد يشير أخطاء عززت أبدا الفشل في الحصول على استراتيجية جديدة، أو عدم القدرة على الاستجابة بشكل منتظم وفقا لأحكام المادة 20. النتائج السابقة 16،17،20 يدل قواعد تشريحي عصبي غير إجتماعي من هذه الأنواع من الأخطاء هي أيضا قيمة في تفسير نتائج هذه المهام. وقد وضعت إجراءات لدينا والأمثل للاستخدام مع الفئران. يقال هذا، وقد استخدمت مجموعات أخرى إجراءات مماثلة لاختبار التحول المنصوص-قدراتهم في الفئران 31. ومع ذلك، تحتاج بعض التعديلات لاستخدامها مع الفئران لاستيعاب الاختلافات بين الأنواع. وتشمل هذه أطول عرض ضوء جديلة البصرية مسبق للتمديد ذراع، والتدريب على مدى أيام متعددة باستخدام 30 محاكمات / يوم وإدراج عقوبة المهلة بعد اختيارات صحيحة. AlthouGH هذه التعديلات تجعل هذا الاختبار أقل قابلية للاستخدام مع التحديات الدوائية، ويمكن أن تكون مفيدة لتقييم المرونة الإدراكية لدى الفئران المعدلة وراثيا (على الرغم من أنه من غير الواضح ما إذا كانت هذه التعديلات من شأنه الحفاظ على حساسية القشرة الأمامية المهمة). بالطبع، هناك أيضا قيود على هذه المهام. بعض من هذه القيود تنشأ من طبيعة الآلية المهمة، في حين أن آخرين ترتبط المعلمات المهمة نفسها. وفيما يتعلق الأخيرة، والمهام تحويل مجموعة الموصوفة هنا (وكذلك عبر متاهة التحول المنصوص-المهمة 26) الاستفادة من مجموعة محدودة من المحفزات والاستجابات. وخلافا للمهمة حفر، والتي النماذج الجديدة (على سبيل المثال، الروائح غير مألوفة أو حفر وسائل الإعلام) يمكن استخدامها لبناء مجموعات الإنتباه جديدة في كل مرحلة 11،19، والمهام تحويل مجموعة استثابي يتطلب بالضرورة اختيار بين اثنين من المنبهات التي هي مألوفة ل الحيوان - إما مقابل تركالصحيح ضوء جديلة، أو اليسار مقابل الموقف الصحيح. وهذا يعني أن استثابي وعبر متاهة-تحويل مجموعة المهام تشمل الصراع استجابة وكذلك تحول استراتيجية، على الرغم من أن مفهوم التحول استراتيجية واحدة لذلك، البعد التحفيز غير ذي صلة سابقا الجديد هو الحفاظ 20،23. وعلى صعيد متصل، مجموعة-التحول وانعكاس المهام استثابي كما هو موضح هنا لا تسمح بعدا التحفيز الثالث، كما هو الحال في مهمة الحفر والتي قد تشمل حفر وسائل الإعلام، ورائحة، والملمس 11،19. ومع ذلك، فإننا لا نعتبر هذا خطأ فادح، لأن المهام تحويل مجموعة استثابي لا يزال يحتاج الحيوان إلى قمع الاستراتيجية ذات الصلة التمييز سابقا وحضور لالبعد التحفيز تجاهلها سابقا. بالإضافة إلى ذلك، يبدو المتصور أن التعديلات على المعدات ومهمة المعلمات أن تدعم إضافة بعد التحفيز ثالث، مثل الاشارات السمعية أو رائحة، على الرغم من أن هذه الإضافات من المرجح أن تجعل التعلم أكثر صعوبة وأقل AMEnable لاختبارات الدوائية في يوم واحد. وأخيرا، وجود قيود المحتمل لأية مهمة القائم على استثابي هو فقدان معلومات مباشرة حول سلوك الفئران - أي المجرب لم يعد يراقب الفئران. ونحن نرى أن مزايا في الموضوعية وجمع البيانات السرعة التي يمنحها أتمتة أكثر من تعويض عن هذه الخسارة، وشنت الكاميرات في غرف استثابي هي طريقة سهلة نسبيا لاستعادة الوصول البصرية الفردية اذا شئت. وهناك عدد من الخطوات التي يمكن اتخاذها لتحقيق أقصى قدر من النجاح باستخدام هذه المهام استثابي. أولا، على أهمية التعامل مع الحيوانات قبل أن يبدأ التدريب لا يمكن المبالغة. كما هو الحال مع أي مهمة السلوكية والحيوانات التعامل معها بشكل جيد، هي أسهل للعمل مع، هي أقل شددت، وتميل إلى إنتاج بيانات أقل المتغيرة. ثانيا، قد تكون بعض الاختبار التجريبي ضروري لتحديد أفضل وقت من اليوم لإجراء الاختبار؛ ونحن اختبار خلال دورة الخفيفة، وتجد أن الاداءم هو الأمثل عندما يتم اختبار الحيوانات قرب نهاية هذه الدورة (على سبيل المثال، حوالي 16:00 لدورة الخفيفة تنتهي في الساعة 7:00 مساء). ينبغي أن تؤخذ الثالثة والرعاية للتأكد من أن أداء مستقر ينشأ في كل مرحلة قبل التدرب قبل حيوان متقدمة إلى الخطوة التالية. على سبيل المثال، أداء ثابت وقوي في مرحلة التدريب ذراع قابل للسحب هو مؤشرا ممتازا على أداء بارعا على &quot;مجموعة&quot; مهمة التمييز. وفيما يتعلق المعدات، وعلى الرغم من ومؤتمتة جميع الخطوات، لا يزال تدخل مجرب ضروري للتأكد من أن جميع المكونات هي من أجل العمل. على سبيل المثال، يجب تشغيل الاختيار المعدات يوميا (أو أكثر من مرة في اليوم، إذا كان يتم اختبار عدد كبير من الحيوانات) لضمان أن كل الأضواء، والعتلات، ونظم تقديم مكافأة جاهزة للعمل. على وجه الخصوص، يمكن أن الأعطال في نظم تقديم مكافأة (خاصة موزعات بيليه) يؤثر بشكل كبير على الأداء. عدد عالية بشكل غير عادي من السهو علىيوم معين قد تشير إلى مشكلة مع المعدات تسليم مكافأة، وبالتالي يجب أن يتم التحقق إخراج البيانات كل يوم من قبل المجرب دراية المهمة ومستويات الأداء المتوقع. في حالة عدم وجود عطل المعدات، وعدد كبير من السهو قد يشير إلى مشاكل أخرى مع الدافع أو الصحة الحيوانية. إذا كان الحيوان هو الأصحاء، ويمكن زيادة تقييد الغذاء لاتخاذ الحيوان إلى 80-85٪ من وزن التغذية الحرة لفترة قصيرة حتى يتعافى الأداء. هذه مجموعة-التحول وانعكاس المهام يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من النماذج التجريبية. على سبيل المثال، يمكن أن يتم التحقيق في آثار التلاعب مثل الآفات وعلاجات التنموية، التلاعب الغذائية، والعلاج الدوائي طويل الأجل، أو التعديلات الجينية. في حين أن تأثير العلاج على مجموعة-التحول أو عكس المرحلة قد يكون من مصلحة الأولية، نلاحظ أنه منذ يجب بالضرورة أن تدار مثل هذه العلاجات المزمنة أو الدائمة قبل ترينينغ يبدأ، والآثار على مراحل متعددة من الأداء (وخاصة على التمييز الأولي أو &quot;مجموعة&quot;) كما يجب فحص 21. استخدام التلاعب الحادة، مثل العلاجات الدوائية أو inactivations تشريحي عصبي مؤقتة، بشكل خاص مناسبة تماما لهذه المهام. في مثل هذه الحالات، إضافة مجموعة ثالثة (كما هو موضح في الشكل رقم 2) هي مفيدة؛ وبالتالي، وتتلقى المجموعة التجريبية الأولية التلاعب الفائدة يوم تحول أو انقلاب، في حين تستقبل المجموعة الضابطة واحد التلاعب في يوم التمييز الأولي أو &quot;مجموعة&quot; لاختبار آثار واسعة على التعلم، ويتلقى مجموعة التحكم الثاني لا التلاعب (أو العلاجات الزائفة) على كلا أيام 20،22. لاحظ أن لمثل هذه الدراسات التلاعب الحادة، فإنه من المستحسن أن تطابق الفئران لأداء خلال التعلم من مجموعة أولية وتخصيصها لصالح المجموعة التجريبية و (الثانية) المجموعة الضابطة وفقا لذلك. هذه قطرةizes احتمال أن الخلافات الناجمة عن العلاج في الأداء قد تكون مشوشة الاختلافات الفردية في كيفية بسهولة تعلم الجرذان على التمييز بين المحفزات. وعلاوة على ذلك، إذا تتطلب تجربة اختبار الأفواج متعددة على مدى أسابيع أو أشهر، ويجب على كل فوج تشمل الحيوانات من جميع المجموعات التجريبية. على سبيل المثال، دراسة اختبار آثار التلاعب الدوائية حادة خلال التحول قد تتطلب 48 الفئران في المجموع و 3 مجموعات تجريبية، واختبارها في ثلاثة أفواج من 16 الحيوانات لكل منهما. في هذه الحالة، يجب أن يحتوي كل فوج 5-6 الفئران في كل مجموعة التجريبية. من الناحية المثالية، ينبغي أن تشمل التحليلات الإحصائية أحد العوامل التي تؤكد وجود فروق في الأداء عبر كل فوج من الفئران. وأخيرا، قد تكون هذه المهام استثابي مفيدة بشكل خاص للتطبيق في تقنيات التسجيل الجسم الحي، بما في ذلك microdialysis، القياس الفولطي، والكهربية، وذلك بسبب مكونات مثل بيئة تسيطر عليها، والتوقيت الدقيق لpresentat التحفيزأيون والاستجابات، والحركات المحظورة من الحيوانات التي لا تتوفر أو عملي في-متاهة عبر حفر أو المهام.

ويشار إلى العمليات المعرفية رفيعة المستوى بما في ذلك توليد الحكم، واختيار السلوكية، وتقييم استراتيجية مجتمعة ب &quot;وظيفة تنفيذية&quot; أو &quot;المرونة السلوكية 1.&quot; مثل هذه العمليات ذات أهمية حاسمة لالوظيفة الإدراكية العادية، ويمكن أن تضعف في مثل هذه الاضطرابات متنوعة مثل الفصام وإدمان الكحول والاكتئاب والسكتة الدماغية، ومرض الزهايمر 2-7. وتوسط في تنظيم العمليات وظيفة تنفيذية في المقام الأول من قبل مناطق في القشرة الأمامية، بما في ذلك قشرة الفص الجبهي الظهرية الوحشية والقشرة الأمامية المدارية في البشر 8-10. تطوير المهام لتقييم الوظيفة التنفيذية و / أو المرونة السلوكية في الحيوانات غير البشرية، وخاصة القوارض، وقد تقدمت كثيرا في فهم بيولوجيا الأعصاب من الإدراك 11-14. جعلت هذه المهام من الممكن قياس حدة مكونات متميزة من المرونة السلوكية، بما في ذلكتحول استراتيجية والتعلم انعكاس. يشير استراتيجية التحول إلى القدرة على قمع بنشاط استراتيجية استجابة تعلمت سابقا حين الحصول على وضع استراتيجية جديدة المتنافسة، ولا سيما عبر أبعاد التحفيز (التحول extradimensional) - على سبيل المثال، والتحول من إجراء تمييز على بصريا (الأحمر مقابل الأخضر، حيث الأحمر هو &quot;الصحيحة&quot; واللمس المحفزات ليست ذات صلة) لإجراء التمييز عن طريق اللمس (سلس مقابل الخام، حيث نحو سلس هو &quot;الصحيح&quot; والمحفزات البصرية الآن غير ذي صلة). من جهة أخرى، ينطوي على التعلم انعكاس أيضا تغييرا في الاستراتيجية ردا على ذلك، ولكن ضمن نفس البعد التحفيز - على سبيل المثال، في &quot;حمراء مقابل الأخضر&quot; سبيل المثال، إذا كان الأحمر الصحيح سابقا، عكس ستأمر بأن اللون الأخضر هو الصحيح الآن، بينما المنبهات اللمسية ستبقى غير ذي صلة. وقد وضعت عدة مهام للتحقيق المرونة السلوكية في القوارض. للأماه عبرمهمة تتطلب زي حيوان لمعرفة أولا إما الحكم القائم على الاتجاه (على سبيل المثال، &quot;تتحول دائما على حق&quot;) أو قاعدة تستند البصرية (على سبيل المثال، &quot;تتحول دائما نحو جديلة البصرية&quot;) لمعيار معين من الأداء. ثم، هناك حاجة الحيوان إلى التحول بشكل غير متوقع إما عبر طريقة لحكم المعاكس (تحول استراتيجية، وأشار في الأصل على أنها &quot;تحول nonreversal&quot; 15) أو التحول داخل طريقة للطوارئ المعاكس (التعلم انعكاس) 13،14،16. مثل هذه المهام حساسة للاضطرابات في الشبكات القشرية وتحت القشرية، التي تنطوي على قشرة الفص الجبهي، المهاد، والمخطط 1،13،14،16-18. نوع آخر من الإنتباه المهام تحويل مجموعة (يشار إليها أحيانا على أنها مهمة الحفر) يتطلب الحيوانات التدريب على التمييز بين حاويتين التي تختلف على طول اثنين أو ثلاثة أبعاد التحفيز (حفر وسائل الإعلام، ورائحة، و / أو الملمس الخارجي). وعلى غرار-متاهة عبرالمهمة، ثم يتم المطلوبة الحيوانات إلى التحول إما عبر أبعاد (التحول استراتيجية) أو ضمن نفس البعد (التعلم الانعكاس)، وهذه المهام حساسة على غرار التلاعب القشرة الأمامية 11،19. ميزة هذه المهمة هي أنه خلال التحول من خارج الأبعاد الاستراتيجية، يتم عرض الفئران مع مجموعات جديدة من المحفزات (النماذج)، والذي يضمن أن ضعف الأداء خلال هذه المرحلة من المرجح تعزى إلى اضطرابات في القدرة على تحويل مجموعة الإنتباه إلى جوانب مختلفة من المحفزات المجمع، بدلا من ضعف القدرة على وقف تقترب من التحفيز محددة مرتبطة سابقا مع مكافأة. ومع ذلك، هذه الميزة أيضا يجعل الأمر أكثر صعوبة للتأكد من طبيعة معينة من العجز خلال تحول مجموعة. على الرغم من أن المهام المذكورة أعلاه قد تم توثيقها جيدا في الأدب، وكلاهما يعاني من عدد من العيوب الإجرائية، في المقام الأول طول الوقت الذي يستغرقه لاختبار الحيوانات. في كلمهمة عبر متاهة ومهمة الحفر، ويمكن اختبار حيوان واحد فقط في كل مرة. علاوة على ذلك، يجب أن تدار اختبار في الوقت الحقيقي من قبل المجرب مخصص، وقد يستغرق فترة تصل إلى عدة ساعة يوميا لكل حيوان. وبالإضافة إلى ذلك، عرض المحفزات وتسجيل الاستجابات السلوكية في كلا النوعين من المهام يتم التحكم يدويا من قبل المجرب، وبالتالي فهي عرضة للخطأ البشري والتفسير الذاتي. هنا، نحن تصف أسلوب مؤتمت لتقييم استراتيجية التحول وانعكاس التعلم في الفئران، وذلك باستخدام الإجراءات استثابي التي تسهل السيطرة التحفيز وعرض البيانات، ويحسن بشكل كبير من معدل جمع البيانات والإنتاجية 20،21. الطرق المستخدمة لتشكيل وتم وصفها الفئران القطار، وكذلك مكونات مهمة نفسها وتحليل البيانات الناتجة عن ذلك. لقد وجدنا أن مثل عبر متاهة وحفر المهام، هذه المهام الآلي حساسة للاضطرابات في الفص الجبهيوالدوائر تحت القشرية، وكذلك إلى التلاعب النمو العصبي أن النماذج الفصام 20-23.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="823">
	<tbody>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:231px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:153px;">Company</td>
			<td style="width:139px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:301px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:231px;">Behavioral Chamber Package with Retractable Levers</td>
			<td style="width:153px;">Med Associates, Inc.</td>
			<td style="width:139px;">MED-008-B2</td>
			<td style="width:301px;">Required components include two retractable levers, two stimulus lights, houselight, and reinforcement delivery system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:231px;">MED-PC software</td>
			<td style="width:153px;">Med Associates, Inc.</td>
			<td style="width:139px;">SOF-735</td>
			<td style="width:301px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:231px;">MPC2XL software</td>
			<td style="width:153px;">Med Associates, Inc.</td>
			<td style="width:139px;">SOF-731</td>
			<td style="width:301px;">Data transfer utility for importing raw data into Excel format</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:231px;">Dustless precision pellets, 45 mg, sugar</td>
			<td style="width:153px;">Bio-Serv</td>
			<td style="width:139px;">F0042</td>
			<td style="width:301px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

operant procedures for assessing behavioral flexibility in rats

تتكون المهام التنفيذية من العمليات المعرفية على مستوى عال متعددة التي تدفع الجيل حكم واختيار السلوكية. خاصية الناشئة من هذه العمليات هي القدرة على ضبط السلوك في استجابة للتغيرات في بيئة واحدة (أي المرونة والسلوكية). هذه العمليات ضرورية لسلوك الإنسان العادي، ويمكن أن تتعطل في ظروف نفسية وعصبية متنوعة، بما في ذلك الفصام وإدمان الكحول والاكتئاب والسكتة الدماغية، ومرض الزهايمر. فهم بيولوجيا الأعصاب من الوظائف التنفيذية قد تقدمت بشكل كبير من قبل توافر المهام الحيوان لتقييم مكونات منفصلة من المرونة السلوكية، وخاصة التحول استراتيجية والتعلم انعكاس. بينما عدة أنواع من المهام قد وضعت معظمها غير الآلي، وعمالة كثيفة، والسماح اختبار حيوان واحد فقط في كل مرة. التطورات الأخيرة في والمهام على أساس استثابي الآلي لتقييم المرونة السلوكية يبسط قسم التدريب والامتحاناتتينغ، توحد عرض الحوافز وتسجيل البيانات، ويحسن بشكل كبير الإنتاجية. هنا، نحن تصف الآلي تحول استراتيجية والمهام انعكاس، وذلك باستخدام غرف استثابي التي تسيطر عليها برامج مخصصة مكتوب. باستخدام هذه المهام، لقد أظهرنا أن قشرة الفص الجبهي وسطي تحكم تحول استراتيجية ولكن ليس عكس التعلم في الفئران، على غرار التفكك التي لوحظت في البشر. وعلاوة على ذلك، والحيوانات مع آفة قرن آمون حديثي الولادة، وهذا نموذج النمو العصبي الفصام، يتم تخفيض قيمة انتقائي على المهمة تحول استراتيجية ولكن ليس من مهمة انعكاس. مهمة استراتيجية التحول كما يسمح بتحديد أنواع منفصلة من أخطاء الأداء، كل منها أن ينسب إلى ركائز العصبية متميزة. توافر هذه المهام الآلي، والأدلة المؤيدة للمساهمات غير إجتماعي المناطق الفص الجبهي منفصلة، ​​ويجعل لهم فحوصات ولا سيما جيدا مناسبة للتحقيق في العمليات العصبية الحيوية الأساسية وكذلك الدكتوراكتشاف ميكروغرام والفرز في نماذج المرض.

الحادة، وتثبيط عكسها من قشرة الفص الجبهي ويمكن تحقيق ذلك عن طريق التسريب من هيدروكلوريد مخدر بوبيفكين المحلي (0.75٪، و 0.5 ميكرولتر) في منطقة الحوف عبر ضخ قنية مزروع جراحيا 20 حوالي 10 دقيقة قبل الاختبار. وعلاوة على ذلك، فإن آثار تعطيل إما خلال المهمة الأولى (&quot;تعيين&quot;) أو المهمة الثانية (&quot;التحول&quot; أو &quot;عكس&quot;) يمكن تقييم للتحقيق في الآثار العامة المحتملة على التعلم. الشكل 2 يوضح نتائج هذه inactivations على الحيوانات أداء تسلسل جديلة إلى الاستجابة-تحويل الاستراتيجية. تعطيل الفص الجبهي في اليوم الأول، وجديلة / &quot;تعيين&quot; المهمة، لم تنل من الأداء (الشكل 2A)، مما يشير إلى أن قشرة الفص الجبهي وسطي ليست ضرورية للتعلم التمييز الأولي. ومع ذلك، تعطيل قبل الجبهي في اليوم الثاني، والاستجابة / &quot;التحول&quot; المهمة، signifضعاف icantly الأداء في أن الحيوانات يتطلب عددا أكبر بكثير من التجارب للوصول إلى الأداء المعيار (الشكل 2B). عندما تم المعطل قشرة الفص الجبهي، جعلت الحيوانات المزيد من الأخطاء مثل مواظب من أخطاء عززت أبدا على مهمة التحول (الشكل 2C). هذه النتائج تكرار البيانات السابقة فيما يتعلق بأهمية قشرة الفص الجبهي وسطي للتحول استراتيجية، وعلى وجه الخصوص، في قمع استراتيجية تعلمت سابقا 13،20. على العكس، لم الحيوانات المدربة في عكس تسلسل الاستجابة لا تظهر هذه التبعية الفص الجبهي. لم حيوانات تلقي تعطيل من قشرة الفص الجبهي على &quot;عكس&quot; اليوم لا تختلف عن الحيوانات التي غرست المالحة إما على التمييز الأولي استجابة (الشكل 3A) أو انعكاس لاحقة (الشكل 3B) 20 .هذه النتائج تتفق مع تبين الأبحاث السابقة أن عشرالبريد القشرة الأمامية المدارية، وليس قشرة الفص الجبهي وسطي، تنظم عكس التعلم على مجموعة متنوعة من المهام 12،19،26، بما في ذلك مهمة استثابي مماثلة لتلك الموصوفة هنا 27. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig2highres.jpg" /> الشكل 2. التعطيل للتحول استراتيجية يضعف القشرة قبل الجبهية. A، المحاكمات إلى المعيار على المهمة الأولية التمييز جديلة (&quot;تعيين&quot;) من قبل الفئران التي كانت تتلقى دفعات من المياه المالحة أو بوبيفكين (Bupi) في قشرة الفص الجبهي وسطي في اليوم المحدد. كان تعطيل الفص الجبهي أي تأثير على اكتساب الأولي. B، المحاكمات لمعيار على التحول إلى مهمة الاستجابة (&quot;التحول&quot;) بعد ضخ الفص الجبهي وسطي إما مالحة أو بوبيفكين يوم التحول. إهماد من قشرة الفص الجبهي انخفاض قيمة التحول استراتيجية لهذه المهمة الاستجابة.C، أنواع الأخطاء التي ارتكبت من قبل الحيوانات في يوم التحول. تعطيل الفص الجبهي مسبق لهذه المهمة التحول (مجموعة &quot;SAL-bupi&quot;) أدى إلى زيادة في أخطاء مثل مواظب. *، P &lt;.05 مقابل المالحة المالحة. تم تعديل هذا الرقم من Floresco وآخرون 20 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52387/52387fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig3highres.jpg" /> الشكل 3. التعطيل من القشرة قبل الجبهية يترك انعكاس تعلم سليمة. A، المحاكمات إلى بالمعيار خلال التدريب التمييز استجابة الأولية التي كتبها الفئران التي من شأنها أن تلقي دفعات من المياه المالحة أو بوبيفكين (Bupi) لاحقا في قشرة الفص الجبهي وسطي قبل التدريب انعكاس. لم تظهر أية اختلافات. B، المحاكمات إلى المعيار خلال انعكاس للتمييز ردا على ذلك، بعد ضخ الفص الجبهي وسطي إما مالحة أو بوبيفكين]. لم الفص الجبهي تعطيل لا يضعف التعلم انعكاس. تم تعديل هذا الرقم من Floresco وآخرون 20 البيانات الواردة في الشكل (4) تقدم مثالا لكيفية تتطلب الفئران لإجراء المحاكمات &quot;تذكير&quot; باستخدام القاعدة القديمة السابقة إلى تحول استراتيجية يمكن أن تساعد في تفسير البيانات. في هذه الدراسة (Enomotor وFloresco والملاحظات غير منشورة)، كانت مطابقة الفئران لأداء على الحصول على قاعدة جديلة البصرية في يوم 1 (الشكل 4A). في يوم 2، تلقت الفئران السيارة أو 0.2 ملغ / كغ هالوبيريدول. في بداية الدورة اختبار يوم 2، انها منحت 20 محاكمات حيث طلب منهم للرد باستخدام قاعدة جديلة البصرية المكتسبة في يوم 1، وبعد ذلك حكم تحولت منتصف الدورة إلى التمييز استجابة. كما هو معروض في الشكل (4)B، وهذا العلاج ضعاف استرجاع سيادة جديلة البصرية خلال أول 20 محاكمات تذكير الدورة. وفي وقت لاحق، الفئران المعالجة هالوبيريدول المطلوبة أقل محاكمات لتحقيق المعيار (الشكل 4C) وجعلت عددا أقل من الأخطاء مواظب (الشكل 4D) على تحول استراتيجية. لاحظ أن نحن لم تستخدم المحاكمات تذكير قبل التحول، قد تم تفسير هذه البيانات كما تحسنا في مجموعة متغيرة من قبل هالوبيريدول. ومع ذلك، فإن الانخفاض في القيمة خلال مرحلة استرجاع الحكم يشير إلى أن هذه الآثار مفهومة بشكل أفضل كما ضعف الذاكرة لحكم المكتسبة سابقا، والتي قد أدت إلى الصراع استجابة أقل عندما كان مطلوبا الفئران لمعرفة قاعدة جديدة، وبالتالي أسرع التحول. <img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig4highres.jpg" /> الشكل 4. ضعاف القاعدة استرجاع والميسر مجموعة-التحول المستحث بواسطة Halopعلاج eridol. A، المحاكمات إلى المعيار على التمييز جديلة البصرية من الفئران التي كانت لاستقبال سيارة (المالحة) أو الدوبامين D2 خصم هالوبيريدول (0.2 ملغم / كغم) قبل استراتيجية التحول تسلسل في اليوم التالي. وأظهرت الحيوانات في كلا المجموعتين مقارنة الأداء قبل المخدرات. B، في بداية الاختبار في يوم 2، تلقت الفئران 20 محاكمات تذكير حيث طلب منهم مواصلة الاستجابة باستخدام قاعدة جديلة البصرية من يوم 1. المعاملة مع هالوبيريدول انخفضت بشكل ملحوظ دقة خلال هذه تذكير المحاكمات. C، وبعد محاكمات تذكير 20، تحولت القاعدة منتصف الدورة إلى التمييز استجابة. هالوبيريدول الفئران المعالجة المطلوبة أقل محاكمات لتحقيق المعيار خلال التحول. كما خفضت D. العلاج هالوبيريدول أخطاء مواظب. ورغم أن هذه البيانات يمكن أن تشير إلى تحسين الأداء، وضعف في القاعدة عرض في استرجاع B </strاونج&gt; يشير إلى أن الظاهر &quot;التحول الاستراتيجية المعززة&quot; من ​​المرجح يعزى إلى انخفاض تدخل من حكم المكتسبة سابقا. Enomoto وFloresco والملاحظات غير منشورة. *، ف &lt;.05 مقابل السيارة. وقد استخدم الأطفال حديثي الولادة الآفة الحصين البطنية (NVHL) التلاعب لنموذج بعض جوانب الفصام في الفئران 28، ولا سيما إدراكيا 29،30. لفترة وجيزة، وتدار آفة excitotoxic المواد إلى الحصين من الفئران القديمة لمدة 7 أيام، ويجرى الاختبار في البالغين (60+ أيام بعد الولادة). . هذه نماذج مسار التنموي افترض الفصام 28 الشكل 5 توضح أداء NVHL والسيطرة على الفئران النسخة المكشوفة قبل من مجموعة المكره: الاستجابة لجديلة تسلسل وايتأثر الفئران NVHL في تعلم القاعدة الأولى (الرد / &quot;تعيين. &quot;، 5A الشكل)، ولكن يعانون من ضعف بشكل كبير<html> في التحول إلى القاعدة الجديدة (جديلة / &quot;التحول&quot;) كما هو مبين من خلال الزيادة في عدد المحاكمات المطلوبة للوصول إلى معيار (الشكل 5B). وعلاوة على ذلك، وكان هذا العجز يرجع في المقام الأول إلى زيادة في أخطاء مواظب، كما هو مبين في الشكل 5C، مما يشير إلى تشوهات الفص الجبهي 20،21. هذه النتائج تؤكد النتائج السابقة من ضعاف استراتيجية التحول في الحيوانات NVHL باستخدام مهمة عبر متاهة 29. وعلى غرار البيانات من الحيوانات المعطل prefrontally-هو مبين أعلاه، لم ضعاف الحيوانات NVHL في انعكاس التعلم (الشكل 6A، B)، على الرغم من أنها كانت أبطأ للرد (الشكل 6C، D). ويعني هذا الاكتشاف السلبي الذي الاستراتيجية المرصودة تحويل العجز لا تعزى إلى عدم قدرة بسيطة للتبديل بين محفزات 21. es.jpg &quot;/&gt; الشكل 5. ضعاف مجموعة-التحول في نموذج NVHL من الفصام. الأداء على النسخة المكشوفة مسبقا من الحيوانات السيطرة التسلسل (الاستجابة إلى جديلة) في NVHL-تحويل مجموعة وصورية. A، وايتأثر الحيوانات NVHL على الاستجابة (&quot;تعيين&quot;) مهمة باء، ومع ذلك، والحيوانات NVHL المطلوبة أكثر بكثير من التجارب شمس للوصول إلى المعيار على جديلة البصرية (&quot;التحول&quot;) المهمة. C، أخطاء على &quot;التحول&quot; اليوم. الحيوانات NVHL أخطاء أكثر مواظب من الحيوانات صورية، ولكن لم تختلف عن أخطاء رجعية أو عززت أبدا. *، P &lt;.05 مقابل صورية. تم تعديل هذا الرقم من Placek وآخرون (21). <img alt="الشكل (6)" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig6highres.jpg" /> الشكل 6. عدم وجود NVHL انخفاض قيمة التعلم عكس. <stroنانوغرام&gt; A، B، NVHL والحيوانات صورية لم تختلف في قدرتها على اكتساب إما مهمة التعلم الاستجابة الأولية (&quot;تعيين&quot;)، أو عكس الاستجابة. C، D، كانت الحيوانات NVHL أبطأ من شمس للرد على كل من &quot;مجموعة&quot; والمهام &quot;عكس&quot;. تم تعديل هذا الرقم من Placek وآخرون (21). وأخيرا، فقد أشار الاختبار التجريبي أن الحيوانات غير قادرة عمليا لمعرفة انعكاس المهمة جديلة، أي الضغط على رافعة قبالة ضوء التحفيز مضيئة. خمسة من ستة الحيوانات المختبرة أكملت 450 محاكمات عكس (3 أيام) دون التوصل المعيار، والحيوان السادس المطلوب 418 المحاكمات (برادي، والملاحظات غير منشورة، لا تظهر البيانات). وهذا هو المرجح لأن الأضواء التحفيز هي العظة البارزة جدا وجذابة تجعل من الصعب للغاية بالنسبة للفئران لتوجيه الاستجابة بعيدا عنهم. وهكذا، وهذا تسلسل الاختبار ليس ريكوmmended.

Watch this Scientific Journal Video about Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats at JoVE.com

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

The ability to assess executive functions such as behavioral flexibility in rats is useful for investigating the neurobiology of cognition in both intact animals and disease models. Here we describe automated tasks for assessing strategy shifting and reversal learning, which are particularly sensitive to disruptions in prefrontal cortical networks.

إجراءات استثابي لتقييم المرونة السلوكية في الفئران

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these ...

operant-procedures-for-assessing-behavioral-flexibility-in-rats

Research

JoVE Journal

Behavior

20.6K Views.  St. Mary's College of Maryland. The ability to assess executive functions such as behavioral flexibility in rats is useful for investigating the neurobiology of cognition in both intact animals and disease models. Here we describe automated tasks for assessing strategy shifting and reversal learning, which are particularly sensitive to disruptions in prefrontal cortical networks. 

Video: Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

A Novel Procedure for Evaluating the Reinforcing Properties of Tastants in Laboratory Rats: Operant Intraoral Self-administration

This paper describes a novel method for studying the bio-behavioral basis of addiction to food. This method combines the surgical component of taste reactivity with the behavioral aspects of operant self-administration of drugs. Under very brief general anaesthesia, rats are implanted with an intraoral (IO) cannula that allows delivery of test solutions directly in the oral cavity. Animals are then tested in operant self-administration chambers whereby they can press a lever to receive IO infusions of test solutions. IO self-administration has several advantages over experimental procedures that involve drinking a solution from a spout&#160;or operant responding for solid pellets or solutions delivered in a receptacle. Here, we show that IO self-administration can be employed to study self-administration of high fructose corn syrup (HFCS). Rats were first tested for self-administration on a progressive ratio (PR) schedule, which assesses the maximum amount of operant behavior that will be emitted for different concentrations of HFCS (i.e.&#160;8%, 25%, and 50%). Following this test, rats self-administered these concentrations on a continuous schedule of reinforcement (i.e.&#160;one infusion for each lever press) for 10 consecutive days (1 session/day; each lasting 3 hr), and then they were retested on the PR schedule. On the continuous reinforcement schedule, rats took fewer infusions of higher concentrations, although the lowest concentration of HFCS (8%) maintained more variable self-administration. Furthermore, the PR tests revealed that 8% had lower reinforcing value than 25% and 50%. These results indicate that IO self-administration can be employed to study acquisition and maintenance of responding for sweet solutions. The sensitivity of the operant response to differences in concentration and schedule of reinforcement makes IO self-administration an ideal procedure to investigate the neurobiology of voluntary intake of sweets.

The current study evaluates a novel procedure for assessing the reinforcing effects of palatable solutions in laboratory rats: intraoral self-administration. To this end, operant responding (i.e.&#160;lever pressing) for intraoral infusions of sweet solutions at different concentrations was measured on continuous and progressive ratios schedules of reinforcement.

إجراء رواية لتقييم خصائص التسليح من Tastants في الجرذان المختبرية: استثابي داخل الفم، إدارة الذات

This paper describes a novel method for studying the bio-behavioral basis of addiction to food. This method combines the surgical component of taste ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate drug-seeking behavior and prompt relapse in abstinent drug users. We have developed a procedure to study the behavioral and neural processes that mediate the impact of context on alcohol-seeking behavior in rats. Following acclimation to the taste and pharmacological effects of 15% ethanol in the home cage, male Long-Evans rats receive Pavlovian discrimination training (PDT) in conditioning chambers. In each daily (Mon-Fri) PDT session, 16 trials each of two different 10 sec auditory conditioned stimuli occur. During one stimulus, the CS+, 0.2 ml of 15% ethanol is delivered into a fluid port for oral consumption. The second stimulus, the CS-, is not paired with ethanol. Across sessions, entries into the fluid port during the CS+ increase, whereas entries during the CS- stabilize at a lower level, indicating that a predictive association between the CS+ and ethanol is acquired. During PDT each chamber is equipped with a specific configuration of visual, olfactory and tactile contextual stimuli. Following PDT, extinction training is conducted in the same chamber that is now equipped with a different configuration of contextual stimuli. The CS+ and CS- are presented as before, but ethanol is withheld, which causes a gradual decline in port entries during the CS+. At test, rats are placed back into the PDT context and presented with the CS+ and CS- as before, but without ethanol. This manipulation triggers a robust and selective increase in the number of port entries made during the alcohol predictive CS+, with no change in responding during the CS-. This effect, referred to as context-induced renewal, illustrates the powerful capacity of contexts associated with alcohol consumption to stimulate alcohol-seeking behavior in response to Pavlovian alcohol cues.

A procedure to study the capacity of an alcohol associated environmental context to trigger the renewal of alcohol-seeking behavior in rats is described.

إجراءات لمراقبة الناجم عن السياق تجديد مكيفة بافلوف-السلوك الكحول التماس في الجرذان

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Moderate Prenatal Alcohol Exposure and Quantification of Social Behavior in Adult Rats

Alterations in social behavior are among the major negative consequences observed in children with Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASDs). Several independent laboratories have demonstrated robust alterations in the social behavior of rodents exposed to alcohol during brain development across a wide range of exposure durations, timing, doses, and ages at the time of behavioral quantification. Prior work from this laboratory has identified reliable alterations in specific forms of social interaction following moderate prenatal alcohol exposure (PAE) in the rat that persist well into adulthood, including increased wrestling and decreased investigation. These behavioral alterations have been useful in identifying neural circuits altered by moderate PAE1, and may hold importance for progressing toward a more complete understanding of the neural bases of PAE-related alterations in social behavior. This paper describes procedures for performing moderate PAE in which rat dams voluntarily consume ethanol or saccharin (control) throughout gestation, and measurement of social behaviors in adult offspring.

The goal of the protocol presented here is to describe procedures to expose rats to moderate levels of alcohol during prenatal brain development and to quantify resulting alterations in social behavior during adulthood.

المعتدل قبل الولادة الكحول والتعرض الكمي من السلوك الاجتماعي في الجرذان الكبار

Alterations in social behavior are among the major negative consequences observed in children with Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASDs). Several ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article describes a rodent version of the PVT&#8212;termed the &#34;rPVT&#34;&#8212;that measures similar aspects of attention (i.e., performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention). Data are presented that demonstrate both the short- and long-term usefulness of the rPVT when employed with laboratory rats. Rats easily learn the rPVT, and learning to perform the basic procedure takes less than two weeks of training. Once acquired, rat performances in the rPVT show a high degree of similarity to these same performance measures in the human PVT, including similarities in, lapses in attention, reaction times, vigilance decrements across session time (i.e., the human &#34;time-on-task&#34; effects), and the response-stimulus interval (RSI) effect described for humans. Thus the rPVT can be an extremely valuable tool for assessing the effects of a wide range of variables on sustained attention quite similar to human PVT performances, and thus can be useful for developing novel treatments for neurobehavioral dysfunctions.

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

A rat version of the human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is described that measures aspects of attention similar to those measured with the human PVT, including aspects of human vigilance such as performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention.

القوارض النفسي اليقظة اختبار (rPVT): طريقة لتقييم السلوك العصبي الأداء في الجرذان والفئران

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

Battery of Behavioral Tests Assessing General Locomotion, Muscular Strength, and Coordination in Mice

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the animal&#39;s wellbeing and health. There are numerous behavioral tests that may be applied. We selected a test for general locomotion, the open field test (OFT); a test for muscular strength, the mesh test (MT); and a test for coordination, the rotarod test (RR). Testing can be accomplished on a weekly or monthly basis. As a test for general locomotion, the OFT works by objectively monitoring movement parameters while the mouse is in an open field apparatus. The field is generally a 2&#39; x 2&#39; box, and the movements are recorded through laser sensing or through video capture. The mouse is placed in the center of the open field and allowed to move freely for the test. The MT uses the latency for a mouse to fall off an inverted screen as a measure of muscular strength. A mouse is placed on a screen, which is inverted over a clear box, and is timed for their latency to fall. Three trials are performed, with the best of the three trials scored for that day. A score of 60 s is the maximum time a mouse is left inverted. Mice are given a 5-min rest period between mesh test trials. Lastly, an accelerated protocol on the RR assesses motor coordination and endurance. During a trial, a mouse walks on a rotating rod as it increases in speed from 4 rpm to 40 rpm over 5 min. The trial ends when the mouse touches the magnetized pressure sensor upon falling. Each mouse undergoes three trials, and the best trial is scored for that day. This combined behavioral data allows for the global assessment of mobility, coordination, strength, and movement of the test animals. At least two out of the three behavioral testing measures must show improvement for an animal to qualify as having overall improved motor function.

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects of a disease or treatment on an animal's wellbeing. In order to globally assess motor functioning, we selected tests for general locomotion, muscular strength, and coordination: the open field test, the mesh test, and the rotarod test, respectively.

بطارية من السلوكية اختبارات تقييم الحركة العامة والقوة العضلية، والتنسيق في الفئران

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the ...

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, few studies have investigated the long-term effects of injury in rodent models of TBI. Shown here are behavioral measures that are well-established in TBI research for times early after injury, such as two weeks, until two months. Some of these methods have previously been used at later times after injury, up to one year, but by very few laboratories. The methods demonstrated here are a short neurological assessment to test reflexes, a Beam-Balance to test balance, a Beam-Walk to test balance and motor coordination, and a working memory version of the Morris water maze that can be sensitive to deficits in reference memory. Male rats were handled and pre-trained to neurological, balance, and motor coordination tests prior to receiving parasagittal fluid percussion injury (FPI) or sham injury. Rats can be tested on the short neurological assessment (neuroscore), the beam-balance, and the Beam-Walk multiple times, while testing on the water maze can only be done once. This difference is because rats can remember the task, thus confounding the results if repeated testing is attempted in the same animal. When testing from one to three days after injury, significant differences are detected in all three non-cognitive tasks. However, differences in the Beam-Walk task were not detectable at later time points (after 3 months). Deficits were detected at 3 months in the Beam-Balance and at 6 months in the neuroscore. Deficits in working memory were detected out to 12 months after injury, and a deficit in a reference memory first appeared at 12 months. Thus, standard behavioral tests can be useful measures of persistent behavioral deficits after FPI.

The goal of the behavioral tests presented here is to detect functional deficits in rats after traumatic brain injury. Four specific tests are presented that detect deficits in behaviors to reflect the damage to specific brain areas at times extending to one year after injury.

الكشف عن حالات العجز السلوكية في الفئران بعد إصابات الدماغ الرضية

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

جهاز لاسلكي، واجهة ثنائية الاتجاه للتسجيل في فيفو وحفز النشاط العصبي في التصرف بحرية الفئران

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity largely use video analysis of reaching or food manipulation. While these tasks are easy to implement and are robust across disease models, they are subjective and laborious for the experimenter. Automating traditional tasks or creating new automated tasks can make the tasks more efficient, objective, and quantitative. Since rats are less dexterous than primates, central nervous system (CNS) injury produces more subtle deficits in dexterity, however, supination is highly affected in rodents and crucial to hand function in primates. Therefore, we designed a semi-automated task that measures forelimb supination in rats. Rats are trained to reach and grasp a knob-shaped manipulandum and turn the manipulandum in supination to receive a reward. Rats can acquire the skill within 20 &plusmn; 5 days. While the early part of training is highly supervised, much of the training is done without direct supervision. The task reliably and reproducibly captures subtle deficits after injury and shows functional recovery that accurately reflects clinical recovery curves. Analysis of data is performed by specialized software through a graphical user interface that is designed to be intuitive. We also give solutions to common problems encountered during training, and show that minor corrections to behavior early in training produce reliable acquisition of supination. Thus, the knob supination task provides efficient and quantitative evaluation of a critical movement for dexterity in rats.

This manuscript describes a semi-automated task that quantifies supination in rats. Rats reach, grasp, and supinate a spherical manipulandum. The rat is rewarded with a pellet if the turn angle exceeds a criterion set by the user. This task increases throughput, sensitivity to injury, and objectivity compared to traditional tasks.

المهمة البسط مقبض: أسلوب شبه الآلي لتقييم الدالة فوريليمب في الفئران

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity ...

Eye Tracking During Visually Situated Language Comprehension: Flexibility and Limitations in Uncovering Visual Context Effects

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing and the perception of the visual world. The recording of eye-gaze patterns has provided good evidence for the contribution of both the visual context and linguistic/world knowledge to language comprehension. Initial research assessed object-context effects to test&#160;theories of modularity in language processing. In the introduction, we describe how subsequent investigations have taken the role of the wider visual context in language processing as a research topic in its own right, asking questions such as how our visual perception of events and of speakers contributes to&#160;comprehension informed by&#160;comprehenders&#39; experience. Among the examined aspects of the visual context are actions, events, a speaker&#39;s gaze, and emotional facial expressions, as well as spatial object configurations. Following an overview of the eye-tracking method and its different applications, we list the key steps of the methodology in the protocol, illustrating how to successfully use it to study visually-situated language comprehension. A final section presents three sets of representative results and illustrates the benefits and limitations of eye tracking for investigating the interplay between the perception of the visual world and language comprehension.

The present article reviews an eye-tracking methodology for studies on language comprehension. To obtain reliable data, key steps of the protocol must be followed. Among these are the correct set-up of the eye tracker (e.g., ensuring good quality of the eye and head images) and accurate calibration.

تتبع العين خلال فهم اللغة يقع بصريا: المرونة والتقييدات في الكشف عن السياق البصرية آثار

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing ...

Three Laboratory Procedures for Assessing Different Manifestations of Impulsivity in Rats

The present article provides a guide for the conduction and analysis of three conditioning-based protocols to evaluate impulsivity in rats. Impulsivity is a meaningful concept because it is associated with psychiatric conditions in humans and with maladaptive behavior in non-human animals. It is believed that impulsivity is composed of separate factors. There are laboratory protocols devised to assess each of these factors using standardized automated equipment. Delay discounting is associated with the incapacity to be motivated by delayed outcomes. This factor is evaluated through intertemporal choice protocols, which consist&#160;of presenting the individual with a choice situation involving an immediate reward and a larger but delayed reward. Response inhibition deficit is associated with the incapacity to withhold prepotent responses. Differential reinforcement of low rates (DLR) and feature-negative discrimination protocols assess the response inhibition deficit factor of impulsivity. The former imposes a condition to a motivated individual in which most wait a minimum period of time for a response to be rewarded. The latter evaluates the capacity of individuals to refrain from food seeking responses when a signal of the absence of food is presented. The purpose of these protocols is to construct an objective quantitative measure of impulsivity, which serves to make cross-species comparisons, allowing the possibility of translational research. The advantages of these particular protocols include their easy set-up and application, which stems from the relatively small amount of equipment needed and the automated nature of these protocols.

We present three protocols that assess different forms of impulsivity in rats and other small mammals. Intertemporal choice procedures evaluate the tendency to discount the value of delayed outcomes. Differential reinforcement of low rates and feature-negative discrimination evaluate response inhibition capacity with and without punishment for inappropriate responses, respectively.

ثلاثة الإجراءات المختبرية لتقييم مختلف مظاهر الاندفاع في الفئران

The present article provides a guide for the conduction and analysis of three conditioning-based protocols to evaluate impulsivity in rats. Impulsivity is ...