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In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

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

Zusammenfassung

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

Einleitung

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

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

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

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

Wie jede andere psychologische Messung einzuhalten Laborprotokolle für die Beurteilung der Impulsivität bestimmten Kriterien in der Reihenfolge zur Erreichung des Ziels der Einblicke in das Phänomen untersucht. Gelten als ein geeignetes Modell des impulsiven Verhaltens ein Labor Protokoll sollte zuverlässig sein, und besitzen (zumindest in einem gewissen Grad) Gesicht, konstruieren und/oder prädiktive Gültigkeit13. Zuverlässigkeit kann bedeuten, dass eine Wirkung auf die Messung replizieren würde, wenn eine Manipulation zwei oder mehrere Male durchgeführt wird oder, dass die Messung im Laufe der Zeit oder in verschiedenen Situationen14,15entspricht. Die ehemalige Funktion wäre besonders nützlich für experimentelle Studien, während letzteres dies für korrelative Studien14 wäre. Augenscheinvalidität bezieht sich auf das Ausmaß, in dem was gemessen wird das Phänomen dem modelliert werden ähnelt, als, zum Beispiel durch die gleichen Variablen beeinflusst, soll. Prädiktive Gültigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit einer Maßnahme, die zukünftige Wertentwicklung in den Protokollen, Prognose, die darauf abzielen, die gleiche oder eine ähnliche Konstrukt messen. Konstruktvalidität bezieht sich schließlich, ob das Protokoll Verhalten, die theoretisch fundiert in Bezug auf den Prozess oder Verfahren davon ausgegangen reproduziert, dass das Phänomen unter Studie beteiligt ist. Jedoch obwohl diese höchst wünschenswerten Eigenschaften sind, sollte man vorsichtig sein, wenn besagt, dass ein Protokoll gültig ist, rein basierend auf diesen Kriterien16.

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

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

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

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Protokoll

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

1. Tierhaltung und Vorbereitung

  1. Bestimmen Sie die Anzahl der Ratten, die verwendet werden. Dies hängt von mehreren Faktoren wie die Art der Gestaltung gewählt, die statistische Aussagekraft gewünscht/erforderlich, die Kosten für die Durchführung der Studie und die verfügbare Zeit für die Durchführung der Studie26.
  2. Beschriften Sie jeden Rattenschwanz mit einer unauslöschlichen Markierung um zu Identifizierungszwecken.
  3. Haus Ratten entweder einzeln oder in Gruppen (2-5) mit Wasser frei zur Verfügung.
  4. Beschränken Sie Ratten Nahrungsaufnahme, um motivieren, sich für die Protokolle. Bei Ratten einzeln untergebracht ist eine bequeme Methode für Essen Einschränkung zur Gewichtsreduktion zu 85 % der frei-Fütterung wiegen (Benutzung nur für Erwachsenen Ratten)27. Dieses Zielgewicht zu halten, durch die Bereitstellung von zusätzlichen Nahrungsmitteln nach Durchführung des Protokolls. Bieten Sie für Ratten Gruppe untergebracht Zugang zu Nahrung für 60 min. täglich nach der Durchführung der Protokoll-27.
  5. Haus der Klimaanlage Kammern innerhalb der Klang und Licht mildernde Schalen.

2. vorbereitende Ausbildung

Hinweis: Bevor Sie beginnen einige dieser Verhaltensstörungen Protokolle müssen Ratten die Klimaanlage Kammern und Essen Pellets gewöhnt. Es ist auch wichtig, die Antworten zu trainieren, mit denen die Tiere in das Protokoll betreiben würde. Die drei Protokolle hier vorgestellten verwenden begehrliche Motivation, um Verhalten bezeichnend für Impulsivität, wie die meisten anderen verfügbaren alternative Aufgaben (mit ausgewählten Ausnahmen28) induzieren. Konventionelle Futterspender sind gut geeignet, um sowohl kommerzielle raffinierten Getreide und Zucker-Pellets liefern aber verträgt auch "Roh" Korn unter bestimmten Umständen29.

  1. Gewöhnung
    1. Nach dem Start das Ernährungsregime Beschränkung führen Sie ein, die Ratten in die Klimaanlage-Kammern ohne Einleitung jedes Protokoll für 30 min, um erkunden Antworten zu gewöhnen. Setzen Sie 60 Essen Pellets in der Lebensmittel-Behälter zu Beginn der Sitzung um Essen Neophobie gewöhnen.
    2. Wiederholen Sie täglich, bis die Ratten alle Lebensmittel Pellets verbrauchen.
  2. Magazin training
    1. Nach der Phase der Gewöhnung, einführen die Ratten in die Klimaanlage Kammern für zwei zusätzliche 30 min täglich Sitzungen liefert einem Pellet Essen alle 45 s. Dadurch werden die Ratten, die Quelle von Nahrung Pellets zu identifizieren.
  3. Hebel-Presse-Ausbildung
    1. Verwenden Sie diese nur für intertemporale Wahl und DRL-Protokolle.
    2. Projekt ein (DRL) oder die beiden Hebel (für intertemporale Wahl) in die Kammern und starten Sie eine kontinuierliche Verstärkung, das heißt, einen Lebensmittel-Pellet für alle Hebel drücken liefern. Dieses Verfahren dient gleichzeitig ein kostenloses Essen mit pellet Lieferung jeder 45 s (d. h. eine alternative FR1-FT45 s Zeitplan von Bewehrung30), wie in der vorherigen Stufe. Sitzungen können Laufzeiten von 30 min haben.
    3. Wiederholen Sie täglich, nachdem die Ratten 80 Belohnungen an zwei aufeinanderfolgenden Tagen zu erhalten.
  4. Formgebung durch sukzessive Annäherungen
    1. Verwenden Sie diese Methode, für den Fall, dass die Ratten nicht das Kriterium in vier Sitzungen erreichen.
    2. Öffnen Sie die isolierende Shell der Klimaanlage Kammer und beobachten Sie die Ratten Verhalten. Einen Lebensmittel-Pellet für jede Antwort, die nähert sich die Ziel Antwort zu liefern (d. h. Hebel betätigen). Beispiele für diese ungefähre Antworten sind nähert sich, schnüffeln oder berühren den Hebel.
    3. Sobald die Ratten konsequent die ungefähre Antworten ausführen, beenden Sie liefern Belohnungen auf sie und starten Sie, eine Antwort, die näher an das Ziel Antwort erfordern. Wiederholen Sie bei Bedarf.

3. Programmierung automatisiert Protokolle

Hinweis: Die verwendeten Werte (z. B. Verzögerungen, Belohnung Beträge, Anzahl der Versuche, Sitzung Dauer, Zeitpläne Werte, Timeout Länge, Inter Test Intervall Span, Schwelle für erzwungene Studien, Anwesenheit/Abwesenheit von begleitenden Reize, Reize Dauer) vorgestellt wurden willkürlich gewählt. Leser sollten die Literatur konsultieren zur Bestimmung der entsprechenden Parameter und Bedingungen für ihre bestimmte Ziele zu erreichen. Codes für die Durchführung von Proben die drei Protokolle hier in einem MED-PC-Umgebung präsentiert werden zur Verfügung gestellt im Repository, die in der folgenden URL zu finden: https://github.com/SaavedraPablo/MED-PC-codes. Solche Codes können frei heruntergeladen und besonderen Bedürfnisse angepasst werden.

  1. Intertemporale Wahl
    1. Wählen Sie die Werte für die Verzögerung und des Ausmaßes der Belohnung. Zum Beispiel Entscheidungen für die SS-Alternative liefern ein Essen Pellet sofort und Entscheidungen für die LL-Alternative fünf Essen Pellets nach einer Verzögerung von 20 s behoben.
    2. Wählen Sie eine Veredelung Kriterium. Beenden Sie Sitzungen automatisch nach Beendigung eines bestimmten Kriteriums. Zum Beispiel: beenden Sie die Sitzung nach Wahl 40 Studien oder nach 50 min.
    3. Verbinden Sie jede Alternative mit einem Hebel (links oder rechts) innerhalb der Klimaanlage Kammer Gegengewicht zu der Lateralität der Alternativen unter Themen.
    4. Beide Hebel in die Klimaanlage Kammern projizieren und alternativen SS und LL auf die Erfüllung von einem Variablen Intervall Zeitplan30verfügbar zu machen. Sobald der erste Hebel drücken nach eine bestimmten Intervall verstrichen ist, aktiviert dies die zugehörigen Alternative (Verzögerung enthalten). Die Dauer eines Intervalls, in einer pseudo-zufälligen Variation verhindert exklusive Präferenz für eine bestimmte Alternative.
    5. Zurückziehen Sie beide Hebel, und aktivieren Sie die Folge mit der SS oder LL Alternativen nach Vollendung einer Variable Intervall Zeitplan der Bewehrung verbunden.
    6. Führen Sie eine Timeout-Bedingung (signalisiert durch einen Haus-Licht-Blackout) nach Belohnung Lieferung. Passen Sie diese Dauer dieses Zustandes, die durchschnittliche Dauer der Inter Testversion Intervalle für beide Alternativen gleichzusetzen. Die nächste Wahl Verhandlung beginnt nach dem Abschluss des Timeouts. Abbildung 2 zeigt ein Diagramm der Ereignisse in zwei aufeinanderfolgenden Prüfungen eine intertemporale Wahl Verfahren.
    7. Erzwungene Studien zu implementieren. Wenn Themen eine Alternative für zwei aufeinander folgende Versuche auswählen, wird das Programm feststellen, dass der nächste Versuch einer erzwungenen Studie der verbleibende Alternative sein wird. Das heißt, in den nächsten Test beide Hebel stehen jedoch nur einer funktioniert. Dies sorgt dafür, dass die Themen erleben Sie die Ergebnisse, die beide Alternativen zugeordnet.
    8. Eine tägliche Sitzung zu beenden, wann immer eine vorgegebenen Anzahl von Studien abgeschlossen haben oder wenn die maximale Zeit verstrichen ist.

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Abbildung 2: Diagramm der Input- und Output-Veranstaltungen in zwei aufeinander folgenden Studien eines Verfahrens intertemporale Wahl. Schematische Darstellung einer prototypischen intertemporale Wahl Verfahren, eine SS-Alternative und eine LL-Alternative, in zwei aufeinander folgenden Studien veranschaulichen. Jede Zeile zeigt die Zeitleiste des Vorkommens von bestimmten Ausgabe oder Eingabeereignisse. Spitzen in der SS-Timeline darstellen Auswahl an die kleineren eher alternative (auf die Vollendung des Zeitplans Variable-Intervall). Spitzen in der LL-Zeitleiste repräsentieren Entscheidungen der größeren späteren Alternative (idem). Sternchen in der Rw-Timeline darstellen belohnen Lieferungen. Erhöhten Hochebenen in der OR-Timeline darstellen Perioden der Gelegenheit zur Stellungnahme (sie sind in der Regel signalisiert, und seine Dauer variiert je nach der Zeit, die der einzelne braucht, um auf das angegebene Kriterium zu erfüllen); STEHT für das Timeout nach Belohnung Lieferung beginnt und endet mit dem nächsten Versuch; Während dieser Zeit werden beide Hebel zurückgezogen. Beachten Sie, dass die Timeout-Dauer variieren je nach Art der Prüfung (SS Wahl oder LL Wahl), um zwischen Testversion Abständen gleichgesetzt zu halten. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

  1. DLR
    1. Wählen Sie der Wert für die minimale Zeit, nach der die Reaktion wird eine Belohnung zu produzieren. Z. B. 10 s.
    2. Nach dem Beginn einer Sitzung oder nach jedem Hebel-Presse-Resonanz, starten einen Countdown-Timer aus dem gewählten Zeitpunkt Wert (z.B. 10 s) auf Null. Wenn Themen eine Antwort abgeben, bevor der Timer den Wert Null wird der Timer, erreicht zurückgesetzt, so dass sie, bis eine neue Gelegenheit warten müssen, um eine Belohnung zu erhalten. Wenn Themen eine Antwort abgeben, nachdem der Timer den Wert Null erreicht, liefern einen Lebensmittel-Pellet und Zurücksetzen den Timer nach 2 s (Dadurch kann das Tier, die Nahrung zu konsumieren). Abbildung 3 zeigt einige mögliche Antwortenden Muster und ihre entsprechenden programmierten folgen.
      Hinweis: Während der 2 s Lohn Intervall abrufen, Antworten werden nicht gezählt, die kann den Anteil der Burst-Antworten in den seltenen Fällen auswirken, wenn die Ratten schnell genug Essen und reagieren sofort passieren danach oder nicht die Lieferung von Nahrungsmitteln zu erkennen. Dies könnte gelindert werden, mithilfe eines Cues Signalisierung der 2 s belohnen Abrufen von Intervall-31. Die bisherige Forschung hat jedoch gezeigt, dass die Menge an solche Reaktionen auch in Abwesenheit der Signalisierung Cues vernachlässigbar ist.
    3. Beenden Sie die Sitzung nach einer Zeit und/oder Anzahl der Belohnungen Kriterium.

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Abbildung 3: Diagramm eine hypothetische Antwort-Muster und ihre programmierten folgen in einer Prozedur DRL 15 s. Spitzen in der R-Timeline repräsentieren die Zeitachse der Antworten spontan emittiert durch das Subjekt. Sternchen in der Rw-Zeitleiste repräsentieren die Zeitleiste des belohnen Lieferungen. Zahlen unter der Cl-Reihe repräsentieren eine Uhr Countdown von 15 s der Höhe der Zeit, bis die nächste Möglichkeit zu reagieren und eine Belohnung zu verdienen. Beachten Sie, dass Belohnung Lieferung nur auftritt, wenn eine Antwort, seit eine Mindestzeit von 15 gegeben wird s aus der letzten Antwort abgelaufen ist. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

  1. Feature-Negative Diskriminierung
    1. Wählen Sie Reize Dauer, Inter Test Intervall Dauer und Abschluss-Kriterium für Sitzungen. Z. B. 8 s Dauer für konditionierte Reize, Variable 92 s Inter Testversion Intervalle und finishing Kriterium 24 Studien.
    2. Pseudo-zufällig zwei Arten von Studien, A + und AX-bei 50 % der Zeit jedes zu präsentieren; A und X sind Reiz und Plus- und Minuszeichen repräsentieren das Vorhandensein oder Fehlen von Nahrungsmitteln,. A + Studien: Schalten Sie einen der konzentrierter Lichter (Stimulus A) für 8 s und dann liefern zwei Essen Pellets (+). AX-Studien: Schalten Sie eines der konzentrierter Lichter (beide Seiten) für 8 s und gleichzeitig einen Ton (Stimulus X) zu präsentieren aber nicht essen (-) liefern. Abbildung 4 zeigt ein Diagramm der programmierten Ereignisse für jede Art der Prüfung.
    3. Beenden Sie die Sitzung nach einer Zeit und/oder die Anzahl der Versuche Kriterium.

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Abbildung 4: Schematische Darstellung der Arten der Prüfung in der Feature-Negative Diskriminierung-Prozedur verwendet. Erhebungen in der A-Timeline darstellen Onsets des erregenden Reiz. Erhebungen in den X timeline stellen Onsets vom hemmenden Reizdar. Sternchen in der Nahrung Timeline darstellen Lebensmittel-Lieferservice. (A) A + Prüfungen umfassen die Präsentation des exzitatorischen Stimulus gefolgt von Lebensmittel-Lieferservice. (B) AX-Prüfungen umfassen die Präsentation des exzitatorischen Stimulus in Verbindung mit dem hemmenden Reiz ohne Lebensmittel-Lieferservice. Daran erinnern Sie, dass Prüfungen müssen nach dem Zufallsprinzip eingestreut und sich durch relativ lange Inter Testversion Intervalle für bessere Ergebnisse zeichnen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

(4) die Protokolle ausgeführt

  1. Führen Sie das Protokoll täglich in einer Standard-Zeit, immer Platzierung Ratten in der gleichen operant Kammer.
  2. Richten Sie die Protokolle in der Computersoftware. Achten Sie darauf, die Ausgabe-Datei mit der Themen Namen, Zustand und Studie entsprechend beschriften.
  3. Die inneren Wände, Decke, reinigen und grill Boden der operanten Kammern mit Ethanol oder Chlor-Lösungen, um Gerüche aus früheren Sitzungen oder frühere Studien zu entfernen.
  4. Überprüfen Sie, dass die entscheidenden ein- und Ausgänge entsprechend arbeiten, indem Sie manuell aktivieren und überwachen sie mit Hilfe des Computers.
  5. Prüfen Sie, ob der Lebensmittel-Spender genug zu Essen hält, während der gesamten Sitzung zu liefern.
  6. Bewegen Sie die Gehäuse-Käfige mit den Ratten im Inneren in der Nähe der Klimaanlage-Kammern.
  7. Öffnen Sie den Gehäuse-Käfig und tragen Sie sanft jede Ratte zu seiner entsprechenden Klimaanlage Kammer, schließen die Klimaanlage Kammern und den isolierenden Schalen.
  8. Starten Sie das Programm und warten Sie, bis das Programm beendet ist. Wenn Daten nicht automatisch gespeichert werden, sparen Sie die Ausgabedateien von der Sitzung in das CD-Laufwerk oder anderswo.
  9. Tragen Sie sanft die Ratten zurück in ihren entsprechenden Gehäuse-Käfigen, nachdem das Programm beendet ist.
  10. Die Ratten nach der ausgewählten Ernährungsregime Beschränkung verleihen Sie Beikost.

5. Datenerhebung und-Analyse

Hinweis: Codes für extrahieren und Bearbeiten von Daten von MED-PC Ausgabe Dateien (mit der Erweiterung .txt gespeichert) für jede Prozedur dienen im Repository, die in der folgenden URL zu finden: https://github.com/SaavedraPablo/MED-PC-to-R-codes.

  1. Intertemporale Wahl
    1. Rekord Hebel drückt in die SS-Alternative und die LL-Alternative.
    2. Teilen Sie die SS alternativen Antworten durch die gesamten Antworten, den Anteil der impulsive Reaktionen zu erhalten. Alternativ, Teilen der SS alternativen Antworten durch die LL alternative Antworten auf das Verhältnis der impulsive Reaktionen zu berechnen. Logarithmus der gemeinsamen Verhältnis Datenpunkte um schiefe aus der Distribution zu entfernen.

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Abb. 5: Histogramm des IRTs für eine Ratte in einer einzigen Sitzung auf dem Protokoll DRL 10 s. Die Verteilung ist bimodal, mit einem Gipfel bei sehr kurzen IRTs (Burst Antworten) und die andere in der Nähe das Zeitkriterium des Protokolls (zeitgesteuerte Antworten) lokalisiert. Beachten Sie auch, dass es eine Ansammlung von einigen wenigen Antworten auf der rechten Seite und relativ weit von der zeitgesteuerte Verteilung (Aufmerksamkeits erlischt ist). Daten wurde der 9th -Session in der DRL-Protokoll der Ratte 6 in einer unveröffentlichten Studie entnommen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

  1. DRL
    1. Legen Sie eine Zählervariable in das Programm, das mit jeder Einheit der Zeit vom Beginn der Sitzung erhöht.
    2. Nehmen Sie den Wert der Zählervariablen in einer Liste von Werten für jeden einzelnen der Antworten, wie sie während der Sitzung auftreten. Dieses versieht eine kumulative Aufzeichnung der Antworten; Das heißt, die genaue Zeit in welcher jede Antwort aufgetreten während der Sitzung.
    3. Holen Sie sich die kumulative Aufzeichnung der Antworten und subtrahieren Sie jeden Wert, ich, aus den vorherigen Wert, i-1, um die Inter Antwort zu erhalten Zeiten (IRTs), die die Variable des Interesses darstellen.
    4. Zeichnen Sie ein Histogramm des IRTs für eine Ratte in einer Sitzung mit 1 s-Takt in der x-Achse, um überprüfen Sie die Daten. Für eine typische erfahrene Fach sollte sehen, wie eine bimodale Verteilung mit einem Teil der Daten in der linken Seite angehäuft und ein weiterer Teil der Daten in der Nähe der ausgewählten zeitlichen Anforderung des DRL-Protokolls gruppierten. Abbildung 5 zeigt ein Beispiel für typische Leistung des DRL-Protokolls für eine Ratte in einer einzigen Sitzung.
    5. IRTs klassifizieren. Wie bereits erwähnt, ist die Verteilung der IRTs für ein typisches Thema bimodal. Eine mögliche Interpretation dieser Form ist, dass es besteht aus der Mischung von (mindestens) zwei Verteilungen reflektieren separate Prozesse32.
      1. IERs Angabe Aufmerksamkeits hinfällig zu klassifizieren.
        1. Zu lange IRTs bezeichnend für Aufmerksamkeits hinfällig werden können (d. h. Perioden auf die Ratten waren nicht in der Aufgabe beschäftigt)33. Eine nützliche Übung für diese Mittel soll rechtsextremen Ausreißer vom Rest der Daten32zu trennen. Z. B. multiplizieren Interquartilbereich der rechts Verteilung durch einige willkürliche Konstante (z.B. 3) und der Median der Verteilung einen cutoff-Wert zu bestimmen, der die Grenze zwischen Aufmerksamkeits hinfällig und der Rest der Signale dieser Zahl hinzugefügt Daten-32.
      2. Klassifizieren Sie Antworten in der nach links oder nach rechts Verteilung (Sobald die Ausreißer entfernt32gewesen sein).
        1. Die leftward Verteilung oder platzen Antworten Verteilung zu kurz IRTs bilden die als Anzeichen für Hyperaktivität34 oder ein Mangel an Aufmerksamkeit und/oder Antwort Feedback35interpretiert werden. Auf der anderen Seite gelten IRTs über die rechts Verteilung oder zeitgesteuerte Antworten Verteilung als Richtwerte in Anpassung an die zeitliche Einschnürung des Protokolls32zu reagieren. Entweder verwenden Sie eine willkürliche Cutoff, um die Grenzen der abzubiegen und nach rechts zu klassifizieren Distributionen31 oder mathematischen Modellierung, um also32,33,36zu tun.
      3. Bestimmen Sie die Parameter der Verteilung zeitgesteuerte Antworten.
        1. Achten Sie besonders auf die Verteilung nach rechts in ein erfahrenes Tier, die in der Regel nimmt der Großteil der IRTs und gilt als der wichtigste Teil des Datensatzes.
        2. Zwei Parameter von Interesse sind die Lokalisierung von seinen Höhepunkt und seine Ausbreitung. Erstere gibt einen Index der Fähigkeit zur vorzeitigen Antworten zu hemmen; Schichten auf der linken Seite das Zeitkriterium können als Hinweis auf Impulsivität37interpretiert werden. Letzteres ist bezeichnend für zeitliche Einschätzung; Je schmaler die Verteilung, desto größer die Zeitmessung Genauigkeit32,40,43. Schätzen Sie diese Parameter durch einfache deskriptive Statistik oder komplexere mathematische Modellierung40,43,33.
        3. Ein nützliches Handbuch zur Anpassung DRL Daten der theoretischen Verteilung von Sanabria und Killeen33vorgeschlagene finden Sie unter das ergänzende Material zur Verfügung gestellt von diesen Autoren.
      4. Erhalten Sie eine globale Effizienz messen.
        1. Wenn das finishing Kriterium der Session zeitlich ist (d. h. Dauer konstant sein) teilen Sie die Anzahl der verdienten Prämien durch die Anzahl der Reaktionen emittiert, für den Erhalt ein Maß für die Effizienz. Wenn das finishing Kriterium eine bestimmte Anzahl von Prämien berechnen Belohnung Rate ist, ist die Anzahl der Belohnungen von Sitzungsdauer geteilt. Beachten Sie, dass diese globalen Maßnahmen wenig sagen über wie Tiere erhalten oder verlieren die Belohnungen im Protokoll und dürfen nur als grobe Orientierung verwendet werden.
  2. Feature-Negative Diskriminierung
    1. Zeichnen Sie die Häufigkeit oder Dauer der Antworten in A + und AX-Studien. Das primäre Maß für konditionierte Reaktion möglicherweise die mittlere Antwort Frequenz38, die mittlere Antwort Dauer39oder der Anteil der Studien mit mindestens eine Antwort.
    2. Nach der Auswahl der bevorzugten bedingt reagiert Maßnahme, subtrahiert den Wert während der A + Studien minus reagiert während der AX-Studien für jedes Fach in einer bestimmten Sitzung zu reagieren. Dies wird einen negativen Index der Impulsivität40darstellen; Das heißt, je weniger die Differenz zwischen beiden Werten, desto größer die Impulsivität.
      Hinweis: Die Daten aus dieser Aufgabe eignen ganz gut für Analysen basierend auf Maßnahmen von Signal-Erkennung Theorie41,42, die verwendet werden können, um einfache Subtraktion Maßnahmen zu ergänzen.

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Ergebnisse

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

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Diskussion

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

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Wir möchte Florencia Mata, María Elena Chávez, Miguel Burgos und Alejandro Tapia danken für die Bereitstellung technischer Hilfe. Wir möchten auch Danke Sarah Gordon Frances für ihre hilfreichen Anmerkungen zu einem früheren Entwurf des vorliegenden Artikels und Vladimir Orduña freundlicherweise die Rohdaten aus einem veröffentlichten Papier. Dank Claudio Nallen für das Diagramm in Abbildung 1zu schaffen. Wir sind dankbar, Dirección de Investigación von der Universidad Iberoamericana Ciudad de México für Korrektorat/Lektorat Dienstleistungen und das Video produziert Ausgaben finanzieren.

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Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
25 Pin CablesMed AssociatesSG-213FConnect smart control cards to smart control panels
40 Pin Ribbon CableMed AssociatesDIG-700CConnects the computer with the interface cabinet
ComputerDell Computer CompanyT8P8T-7G8MR-4YPQV-96C2F-7THHBFor controlling and monitoring protocols’ processes
Conductor CablesMed AssociatesSG-210CP-8Provide power to the smart control panels via the rack mount power supply
Food dispenser with pedestalMed AssociatesENV-203M-45 (12937)Silently provides 45 mg food pellets 
Head-Entry DetectorMed AssociatesENV-254-CBUses an infrared photo-beam to detect head entries into the food receptacle
House LightMed AssociatesENV-215MFor providing  diffuse illumination inside the chamber  
Interface CabinetMed AssociatesSG-6080DPod that can hold up to eight smart control cards
Med-PC IV SoftwareMed AssociatesSOF-735Translate codes into commands for operating outputs and recording/storing input information
Multiple tone generator Med AssociatesENV-223 (597)For controlling the frequency of the tones
Panel fillersMed AssociatesENV-007-FPFor filling modular walls when devices are not used
Pellet ReceptacleMed AssociatesENV-200R2MReceives and holds food pellets delivered by the dispenser
Rack Mount Power SupplyMed AssociatesDIG-700FProvides power to the interface cabinet
Retractable LeverMed AssociatesENV-112CM (10455)Detects lever-pressing responses; projects into the chamber or retracts as needed
Smart Control CardsMed AssociatesDIG-716Controls up to eight inputs and four outputs of a conditioning chamber 
Smart Control PanelsMed AssociatesSG-716 (3341)Connect smart cards to the devices within the conditioning chambers
Speaker Med AssociatesENV-224AMFor providing tones inside the chamber
Standard Modular Chambers for RatMed AssociatesENV-008Made of aluminum channels designed to hold modular devices 
Standard sound-, light-, and temperature isolating shellsMed AssociatesENV-022MDServe to harbor each conditioning chamber
Stimulus LightMed AssociatesENV-221MFor providing a round focalized light stimulus
Three Pin CablesMed AssociatesSG-216A-2Connects smart control panel with each of the input and output devices in the conditioning chambers

Referenzen

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