Diese Arbeit wurde durch ein National Institutes of Health Zuschuss an TAP (R15MH098246) unterstützt.

Dieses Verfahren erfordert die Verwendung von Tieren; Diese Verfahren wurden von der Oberlin College Institutional Animal Care und Use Committee genehmigt und stehen im Einklang mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren 46. 1. 5CSRTT Apparat <ol><li> Ein Schema des 5CSRTT Vorrichtung ist in Figur 1 vorgesehen. <ol><li> Die 5CSRTT Gerät besteht aus einer operanten Konditionierung Kammer (30,5 x 24,1 x 29,2 cm) mit 2 Plexiglasseitenwände und einer Edelstahlgitterboden. </li><li> Die Aluminium-Vorderwand ist abgerundet und enthält fünf Nase Sack Öffnungen (2,5 x 2,2 x 2,2 cm je); Jede Öffnung ist mit einer Leuchtdiode (LED) und einem Infrarotsensor, der Erfassung des Einsetzens des Ratten Nase ausgestattet. </li><li> Die Aluminium-Rückwand enthält die Nahrungsmittelzeitschrift; Dies wird zu einer Pelletspender verbunden ist und mit einem Infrarotsensor und einem kleinen incandescen ausgestattett Licht. </li><li> Eine Glühlampe Haus Licht, in der Lage, die Beleuchtung des gesamten Kammer liegt in der Nähe der Spitze der Rückwand angebracht. </li></ol></li><li> Haus der 5CSRTT Geräte in einem gut belüfteten, klingen abgeschwächten operante Konditionierung Kammer. </li><li> Verwenden Sie einen PC-Computer, die operante Kammer zu steuern und Daten zu sammeln. </li></ol> 2. Tierhaltung und Vorbereitung <ol><li> Das Verfahren erfordert die Verwendung von Versuchstieren; erhalten die Genehmigung der Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) vor der Aufnahme von Experimenten. </li><li> Hausratten in Paaren. <ol><li> Pflegen Ratten auf einem 14.10 Licht / Dunkel-Zyklus (Licht an um 7.00 Uhr) in einem Raum mit einer konstanten Temperatur von 22 ± 1 ° C </li><li> Ermöglichen Ratten freien Zugang zu Wasser, während in ihre Käfige, aber das Essen beschränken sie. </li><li> Lebensmittel beschränken Ratten auf 85-90% ihrer freien Fütterung Gewicht zwei bis fünf Tage vor dem Beginn der Ausbildung und Magazinganz 5CSRTT Ausbildung und Prüfung. Feed-Ratten nach täglichen Training und wiegen sie täglich, um sicherzustellen, dass sie an Gewicht zunehmen (~ 5 g / Woche). </li></ol></li></ol> 3. 5CSRTT Vorgehens <ol><li> Allgemeine Überlegungen 5CSRTT Ausbildung <ol><li> Zug Ratten bei einer Standard-Tageszeit mindestens 5 Tage pro Woche; Ausbildung erfolgt über viele Stufen (siehe Tabelle 1) und dauert mehrere Wochen. </li><li> Bahn und Testratten in der gleichen operante Kammer (siehe Abschnitte 3.2-3.5 unten); kleine Abweichungen in der Ratten-Umgebung kann die Leistung beeinträchtigen. </li><li> Am Ende jeder Sitzung alle Oberflächen der Kammer mit Wasser, das Desinfektionsmittel Natriumhypochlorit (oder ein anderes Desinfektionsmittel nach Rücksprache mit Ihrem Tierarzt). </li></ol></li><li> Magazin Ausbildung <ol><li> Einführung Zuckerpellets (45 mg) bei Ratten in ihren Heimatkäfig vor der ersten Sitzung. Dies minimiert neophobia und sorgt für Ratten retRieve Zuckerpellets aus der Lebensmittelmagazin. </li><li> Ort Ratten in der operanten Kammer (Fans) mit der Öffnung Löcher verschlossen. Ratten zu ermöglichen Kammer für 5 min zu gewöhnen. </li><li> Liefern sechzig Zucker Pellets Magazin entweder auf einem festen Intervall 20 s (FI-20, Tag 1) Zeitplan oder ein FI-30 Plan (Tag 2). Hinweis: Die houselight kann für die Dauer der Sitzung und dem Magazin beleuchtet bleiben sollte auf Pelletzuführrohr beleuchtet werden und beleuchtet bleiben, bis das Pellet wird wieder aufgerufen. </li><li> Am Ende der Sitzung zur Kenntnis, ob Zuckerpellets verbraucht werden; weiterhin Ausbildung für mindestens 2 Tage, oder bis alle Pellets verbraucht. </li></ol></li><li> 5CSRTT Ausbildung <ol><li> Abbildung 2 zeigt eine schematische Darstellung einer einzelnen 5CSRTT Studie. </li><li> Platzieren Sie jede Ratte in einer operanten Kammer mit den Fans auf. Ratten zu ermöglichen Kammer für 5 min zu gewöhnen. </li><li> Am Ende der Eingewöhnungszeit, beleuchten die Zeitschrift Licht und liefern one Zucker Pellets. Der erste Prozess beginnt, wenn diese Pellet wird abgerufen. </li><li> Beginnen Sie jeden Versuch mit einer interTestIntervall (ITI), während dem nur das Haus Licht leuchtet. Am Ende des ITI, pseudozufällig beleuchten eine der Öffnung Lichter für die vorgeschriebenen Stimulusdauer. Ermöglichen die Ratte Zeit, um die Stimuluspräsentation entsprechen; die Zeit, die Ratte ist erlaubt, zu reagieren, ist die begrenzte halten (LH). </li><li> Nase Sack Antworten in die beleuchtete Öffnung Ergebnis in der Lieferung einer Zuckerpellets mit dem Magazin und der Magazinbeleuchtungslicht; solche Antworten sind korrekt Antworten. Löschen das Licht und die Zeitschrift nächsten Versuch auf Pellet Abruf initiieren. </li><li> Nase Sack Antworten in unbeleuchteten Öffnungen (falsche Antworten) und Misserfolge während des LH (Unterlassungen) führen zu einer Auszeit (TO) reagieren. Löschen Sie die houselight während der ZU. Signalisieren den Beginn der nächsten Verhandlung am Ende der TO durch Beleuchtung des houselight. </li><li> Ergebnis Nase Sack Reaktionen während des ITI als verfrüht Antworten; bestrafen diese Reaktionen mit einer Periode. Reinitiate den gleichen Versuch nach einer durch eine vorzeitige Reaktion verursacht. </li><li> Ende jeder Sitzung nach 90 Versuchen oder 30 Minuten, je nachdem, was zuerst eintritt. </li><li> Für die erste Stufe der Ausbildung setzen Sie die Reizdauer auf 30 sec, die LH 30 sec, die ITI bis 2 s und die auf 2 Sekunden. Passen Sie diese Parameter über Ausbildung, so dass die Reizdauer ist 1 s und die LH, ITI und TO sind alle 5 sec (siehe Tabelle 1). Ratten bewegen auf die nächste Trainingsstufe, sobald sie die vorgeschlagenen Ausbildungskriterien erreicht haben. Test Ratten nach zeigen sie eine stabile Leistung auf der letzten Etappe. Hinweis: Sprague-Dawley Ratten erreichen in der Regel Kriterium Leistung (~ 65% Genauigkeit, &lt;20% Auslassungen) innerhalb von 4-8 Wochen, wenn trainiert 5 Tage pro Woche. Verschiedene Stämme von Ratten jedoch unterschiedliche Fähigkeiten, um die Aufgabe auszuführen. Zum Beispiel kann Lister Haubenratten hohe erreichenGenauigkeit (&gt; 80%) mit weniger Auslassungen (&lt;20%) mit einem kurzen Reizdauer (0,5 s) (zB Bari et al, 2008;.. Mizra und Bright, 2001). Es wird empfohlen, dass die Forscher einstellen Stimulationsparameter und Kriterium Leistung Rattenstamm (oder Maus) spiegeln verwendet. </li></ol></li><li> 5CSRTT Testing <ol><li> Berechnen Basisleistung (% Genauigkeit,% Auslassungen, vorzeitige Reaktionen) durch Mittelung Leistung auf die einzelnen Maßnahmen in den letzten 3-5 Sitzungen (siehe unten). Nutzen diese Daten, um Ratten in Gruppen einzuteilen (falls erforderlich) oder als Einzel Ratten Grundlinie. </li><li> Mit Test Tag Herausforderungen (Tabelle 2), weitere Sonde Verhalten. </li><li> Für innerhalb der Subjekte Designs, durchsetzen Trainings mit Testtag Herausforderung Sitzungen. Hinweis: Test Tag Herausforderungen kann zur Prüfung des Verhaltens auf der Standardaufgabe zu ergänzen. Diese Manipulationen können subtile Veränderungen im Verhalten, die nicht offensichtlich sind nach umfangreichen zeigenTraining auf der Standardaufgabe und / oder verwendet werden, um ein besseres Verständnis der Art eines Leistungsdefizits zu gewinnen. </li></ol></li><li> 5CSRTT Performance-Kennzahlen <ol><li> Verwenden Sie einen Computer, um die Leistung Maßnahmen zu berechnen. </li><li> Genauigkeit reagiert (% Genauigkeit): Teilen Sie die Anzahl der richtigen Antworten durch die Summe der richtigen und falschen Antworten. Dies ist die primäre Maßnahme der Aufmerksamkeit. [# Richtigen Antworten / (# + # richtigen Antworten falsche Antwort)] x 100 </li><li> Auslassungen: Teilen Sie die Anzahl der Studien, in denen die Ratte nicht durch die Gesamtzahl der Versuche abgeschlossen reagieren. % Auslassungen kann die Aufmerksamkeit zu reflektieren, sondern kann auch durch Sedierung, Motivation und motorischen Fähigkeiten beeinflusst werden, was die Interpretation der Auslassungen hängt von anderen Performance-Maßnahmen. [# Auslassungen / (# + # Auslassungen richtigen Antworten + # falsche Antworten)] x 100 </li><li> Korrekte Antworten: Teilen Sie die Anzahl der richtigen Antworten durch die Gesamtzahl der Versuche herunterladenge- löscht. [# Richtigen Antworten / (# + # Auslassungen richtigen Antworten + # falsche Antworten)] x 100 </li><li> Falsche Antworten: Teilen Sie die Anzahl der falschen Antworten durch die Gesamtzahl der Versuche abgeschlossen. [# Falschen Antworten / (# + # Auslassungen richtigen Antworten + # falsche Antworten)] x 100 </li><li> Vorzeitige Antworten: Bestimmen Sie die Anzahl der Antworten bei der ITI gemacht. Dies ist die primäre Maß für impulsives Verhalten. </li><li> Perseverative Antworten: Bestimmen Sie die Anzahl der Nase Sack Antworten in jede Öffnung, nachdem die Ratte hat eine richtige Antwort, aber vor Abruf der Zucker Pellets. Dies ist ein Maß für Zwangsverhalten. </li><li> Magazin-Einträge: Bestimmen Sie die Anzahl der Nase Sack Antworten in das Magazin. Dies ist ein Maß der Motivation. </li><li> Latenz Aktion Korrigieren: Berechnen der Durchschnittszeit zwischen dem Beginn der Impulse für eine korrekte Antwort; ein Maß für die Verarbeitungsgeschwindigkeit oder der Entscheidungsfindung. </li><li> SpätNCY um falsche Reaktion: Berechnen der Durchschnittszeit zwischen dem Beginn des Reizes an eine falsche Antwort; ein Maß für die Verarbeitungsgeschwindigkeit oder der Entscheidungsfindung. </li><li> Belohnen Retrieval Latenz: Berechnen Sie die durchschnittliche Zeit für eine Ratte, um den Zucker Pellet Belohnung abrufen; kann die Motivation zu reflektieren. </li></ol></li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Die 5CSRTT ist eine weit verbreitete Aufgabe, Aufmerksamkeit und Impulskontrolle bei Nagetieren zu bewerten. Aufmerksamkeit wird am häufigsten durch die Genauigkeit der Reaktion 1,7,10 gemessen. Da die Genauigkeit der Beantwortung nicht enthalten Auslassungen und weil beide richtigen und falschen Antworten die gleiche Antwort Bedarf haben (dh., Eine Nase stecken in einer Öffnung), Genauigkeit ist nicht durch Bewegungsfähigkeit, Motivation oder Sedierung beeinflusst. Die Auslassungen% kann...

Die 5-Wahl serielle Reaktionszeit-Aufgabe (5CSRTT) wurde von Trevor Robbins und Kollegen an der Universität von Cambridge, um die Verhaltensdefizite von Menschen mit Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) diagnostiziert 1,2 angezeigt verstehen, entwickelt. Es basiert auf kontinuierliche Leistungsaufgaben eingesetzt, um die Aufmerksamkeit des Menschen 3-Studie; mit Aufmerksamkeit, als die Fähigkeit, sich auf bestimmte Reize oder Informationen bereitstellen und erhalten den Fokus der kognitiven Ressourcen und ignorieren andere Informationen 4 definiert. Obwohl die Aufgabe wurde ursprünglich für den Einsatz mit Ratten 1,2 entwickelt wurde, hat eine Maus-Version auch entwickelt 5,6. Die Grund 5CSRTT erfordert Ratten, um eine horizontale Anordnung von fünf Öffnungen für die Präsentation von einer kurzen Lichtreiz (cue) in eine der Öffnungen zu scannen; Sobald die Ratte erkennt den Reiz muss Nase stecken in dem beleuchteten Blende auf eine Zucker Pellet Lohn empfangen. SoDie Aufgabe erfordert Ratten sowohl teilen ihre Aufmerksamkeit auf den räumlich getrennten Öffnungen 5 und die Aufmerksamkeit zu erhalten, bis der Stimulus in einem gegebenen Versuch und über mehrere Versuche in einer Sitzung 1,7 dargestellt. Aufmerksamkeit wird typischerweise durch die Genauigkeit der Antworten bewertet. Obwohl die 5CSRTT wurde ursprünglich entworfen, um Aufmerksamkeit zu beurteilen, ist es auch verwendet werden, um impulsives Verhalten oder Reaktion Hemmung 1,7,8 beurteilen: die Fähigkeit zur Zurückhaltung vorge potent oder unangemessen reagiert 9. Während der Aufgabe muß Ratten einzubehalten Reaktion für die Dauer der Studie unter Intervalls (ITI) und nur reagieren, wenn der Stimulus in einer der Öffnungen 1 dargestellt. So vorzeitige Reaktionen, die während des ITI vor Stimuluspräsentation stattfindet, einen nützlichen Index der impulsives Verhalten. Die 5CSRTT ist ein unglaublich flexibles aufgaben gibt es eine Reihe von Änderungen des Grundaufgabe (dh Testtag Herausforderungen)das kann implementiert werden, um genauer zu untersuchen, wie experimentelle Manipulationen Verhalten beeinflussen werden. B. Verringern der Stimulationsdauer und Verringerung der ITI sind verschiedene Mechanismen, um das Aufmerksamkeits Last der Aufgabe erhöht und kann verwendet werden, systematisch zu analysieren Subdomänen Aufmerksamkeit 1,7,10-12 werden. Im Gegensatz, die Erhöhung der Reizdauer minimiert die Aufmerksamkeits Anforderungen der Aufgabe; Dies kann verwendet werden, um festzustellen, ob eine Manipulation stört die Fähigkeit, die Grundreaktions Anforderungen der Task 12 ausgeführt werden. Erhöhen der Dauer des ITI kann ermittelt werden, ob eine bestimmte Manipulation beeinflusst treibend reagiert 1,7,8,13-15 werden. Darüber hinaus können mit Hilfe von Test Tag Herausforderungen, wie die eben beschriebene, 10 oder Defizite Verbesserungen 16,17 von Verhalten, das nicht offensichtlich in gut ausgebildeten Ratten getestet mit den Standard-Testparameter zu offenbaren. Wichtig ist, dass die 5CSRTT zugänglich to Kombination mit einer Anzahl verschiedener Techniken; beispielsweise Erkenntnis wurde untersucht nach Läsionen von diskreten Hirnareale 10,18-20, oder selektive Neurotransmitter Abreicherungen 2,21,22. Verhaltens pharmakologische Untersuchungen haben entweder systemisch oder diskrete 16,17,23-28 intrakranielle Verabreichung von Medikamenten 29-32. Außerdem Leistung ist leicht nach akuten und chronischen 12,16,17,29-32 Drug Administration 13,14,23,33 bewertet. Die Auswirkungen der Aufgabenerfüllung auf die Freisetzung von Neurotransmittern 34 und 35 Stoffwechselaktivität in einzelnen Bereichen des Gehirns haben auch untersucht worden. Darüber hinaus kann die Leistung von der Aufgabe verwendet, um Ratten in Gruppen basierend auf Ausgangsaufmerksamkeitsleistung 30,31 oder Ebenen Impulsivität 15,32 abzutrennen. Schließlich, mit dem Aufkommen von einer Maus-Version des 5CSRTT 5,6, die Aufgabe wurde verwendet, um die genetischen Beitrag zur Aufmerksamkeit und imp untersuchenUlse steuern 5,36-39. Weil die 5CSRTT beurteilt mehreren kognitiven Funktionen gleichzeitig und zugänglich ist, die in Kombination aus einer Vielzahl von pharmakologischen, molekulare und genetische Ansätze wurde routinemäßig verwendet, um die kognitive Dysfunktion in Zusammenhang mit Tiermodellen von psychiatrischen und neurologischen Störungen beurteilen zu verwenden. Zum Beispiel die 5CSRTT wurde verwendet, um die zugrunde liegenden Neurobiologie untersuchen die kognitiven Störungen bei Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) 37,40,41, 23,33,42 Schizophrenie, Drogenabhängigkeit 13,14,43-45, Alzheimer-Krankheit 18 , 39, Parkinson 36 und Huntington-Krankheit 37. Dieses Protokoll enthält Richtlinien für die Ausbildung Ratten auf der 5CSRTT. Weil eine Reihe von Performance-Maßnahmen gesammelt werden können, beschreiben wir, wie gemeinsame Muster von Results sollte interpretiert werden. Neben mehreren gemeinsamen Modifikationen an der Basisprotokoll, die Test Tag Herausforderungen, werden beschrieben.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="960">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:192px;">Five Hole Nose Poke Wall Chamber Package</td>
			<td style="width:192px;">Med-Associates</td>
			<td style="width:192px;">MED-NP5L-D1</td>
			<td style="width:192px;">Alternatively one could use the standard package (Catalog #:MED-NP5L-B1) 
			Deluxe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dustless Precision Pellet</td>
			<td>Bio-Serv</td>
			<td>F0021</td>
			<td>45 mg Purified</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the 5-choice serial reaction time task: a task of attention and impulse control for rodents

Dieses Protokoll beschreibt die 5-Choice-Serienreaktionszeit-Aufgabe, die eine operante basierend Aufgabe verwendet werden, um Aufmerksamkeit und Impulskontrolle bei Nagetieren zu studieren ist. Testtag Herausforderungen, Änderungen an der Standardaufgabe können verwendet werden, um systematisch zu besteuern, die neuronalen Systeme steuern entweder Aufmerksamkeit oder Impulskontrolle werden. Wichtig ist, dass diese Herausforderungen konsequent Auswirkungen auf das Verhalten in Labors in intakten Tieren und kann entweder Erweiterungen oder Defizite in der kognitiven Funktion, die nicht erkennbar sind, wenn Ratten werden nur auf der Standardaufgabe getestet offenbaren. Die Vielfalt der Verhaltensmaßnahmen, die gesammelt werden, können verwendet werden, um festzustellen, ob andere Faktoren (dh., Sedierung, Motivation Defizite, Bewegungsstörungen) auf Veränderungen in der Leistung beitragen. Die Vielseitigkeit der 5CSRTT weiter verbessert, da sie zugänglich Kombination mit pharmakologischer, molekularen und genetischen Techniken.

Manipulationen der 5CSRTT, die Probe Visuospatial Achtung Ein Ansatz zur Veränderung der Aufmerksamkeitsanforderungen der Aufgabe besteht darin, die Dauer des Stimulus zu ändern. Da die Stimulusdauer abnimmt, nimmt% Genauigkeit (3A) und% Auslassungen Erhöhung (3B, 12 angepasst). Damit kürzere Laufzeiten erhöhen die Reizaufmerksamkeits Anforderungen der Aufgabe und mehr Reiz Dauer verringern die Aufmerksamkeits Anforderungen der Aufgabe....

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The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

Dieses Protokoll beschreibt die 5-Choice-Serienreaktionszeit-Aufgabe, die eine operante basierend Aufgabe verwendet werden, um Aufmerksamkeit und Impulskontrolle bei Nagetieren zu studieren ist. Testtag Herausforderungen, die Änderungen der Standardaufgabe sind, erhöhen die Flexibilität der Aufgabe und kann mit anderen kombiniert werden, um Manipulationen mehr vollständig zu charakterisieren Verhalten werden.

Die 5-Wahl Serienreaktionszeit-Aufgabe: Eine Aufgabe der Aufmerksamkeit und Impulskontrolle für Nager

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

45.7K Aufrufe.  Oberlin College.  Dieses Protokoll beschreibt die 5-Choice-Serienreaktionszeit-Aufgabe, die eine operante basierend Aufgabe verwendet werden, um Aufmerksamkeit und Impulskontrolle bei Nagetieren zu studieren ist. Testtag Herausforderungen, die Änderungen der Standardaufgabe sind, erhöhen die Flexibilität der Aufgabe und kann mit anderen kombiniert werden, um Manipulationen mehr vollständig zu charakterisieren Verhalten werden. 

Serie: The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

Using the Threat Probability Task to Assess Anxiety and Fear During Uncertain and Certain Threat

Fear of certain threat and anxiety about uncertain threat are distinct emotions with unique behavioral, cognitive-attentional, and neuroanatomical components. Both anxiety and fear can be studied in the laboratory by measuring the potentiation of the startle reflex. The startle reflex is a defensive reflex that is potentiated when an organism is threatened and the need for defense is high. The startle reflex is assessed via electromyography (EMG) in the orbicularis oculi muscle elicited by brief, intense, bursts of acoustic white noise (i.e., &#8220;startle probes&#8221;). Startle potentiation is calculated as the increase in startle response magnitude during presentation of sets of visual threat cues that signal delivery of mild electric shock relative to sets of matched cues that signal the absence of shock (no-threat cues). In the Threat Probability Task, fear is measured via startle potentiation to high probability (100% cue-contingent shock; certain) threat cues whereas anxiety is measured via startle potentiation to low probability (20% cue-contingent shock; uncertain) threat cues. Measurement of startle potentiation during the Threat Probability Task provides an objective and easily implemented alternative to assessment of negative affect via self-report or other methods (e.g., neuroimaging) that may be inappropriate or impractical for some researchers. Startle potentiation has been studied rigorously in both animals (e.g., rodents, non-human primates) and humans which facilitates animal-to-human translational research. Startle potentiation during certain and uncertain threat provides an objective measure of negative affective and distinct emotional states (fear, anxiety) to use in research on psychopathology, substance use/abuse and broadly in affective science. As such, it has been used extensively by clinical scientists interested in psychopathology etiology and by affective scientists interested in individual differences in emotion.

Potentiation of the startle reflex is measured via electromyography of the orbicularis oculi muscle during low (uncertain) and high (certain) probability electric shock threat in the Threat Probability Task. This provides an objective measure of distinct negative emotional states (fear/anxiety) for research on psychopathology, substance use/abuse, and broad affective science.

Unter Verwendung der Bedrohungswahrscheinlichkeit Aufgabe zu Angst und Furcht in unsicheren und bestimmte Bedrohungs Beurteilen

Fear of certain threat and anxiety about uncertain threat are distinct emotions with unique behavioral, cognitive-attentional, and neuroanatomical ...

Forschung

Verhalten

fMRI Validation of fNIRS Measurements During a Naturalistic Task

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced version of the task using fMRI (functional magnetic resonance imaging). Recently, it has been shown that fNIRS can accurately record functional brain activities equivalent to those concurrently recorded with functional magnetic resonance imaging for classic psychophysical tasks and simple finger tapping paradigms. However, an often quoted benefit of fNIRS is that the technique allows for studying neural mechanisms of complex, naturalistic behaviors that are not possible using the constrained environment of fMRI. Our goal was to extend the findings of previous studies that have shown high correlation between concurrently recorded fNIRS and fMRI signals to compare neural recordings obtained in fMRI procedures to those separately obtained in naturalistic fNIRS experiments. Specifically, we developed a modified version of the dance video game Dance Dance Revolution (DDR) to be compatible with both fMRI and fNIRS imaging procedures. In this methodology we explain the modifications to the software and hardware for compatibility with each technique as well as the scanning and calibration procedures used to obtain representative results. The results of the study show a task-related increase in oxyhemoglobin in both modalities and demonstrate that it is possible to replicate the findings of fMRI using fNIRS in a naturalistic task. This technique represents a methodology to compare fMRI imaging paradigms which utilize a reduced-world environment to fNIRS in closer approximation to naturalistic, full-body activities and behaviors. Further development of this technique may apply to neurodegenerative diseases, such as Parkinson&#8217;s disease, late states of dementia, or those with magnetic susceptibility which are contraindicated for fMRI scanning.

We present a method to compare functional brain activity recorded during a naturalistic task using fNIRS with activity recorded during fMRI.

fMRI Validierung fNIRS Messungen während einer naturalistischen Aufgaben

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced ...

A Dual Task Procedure Combined with Rapid Serial Visual Presentation to Test Attentional Blink for Nontargets

When viewers search for targets in a rapid serial visual presentation (RSVP) stream, if two targets are presented within about 500 msec of each other, the first target may be easy to spot but the second is likely to be missed. This phenomenon of attentional blink (AB) has been widely studied to probe the temporal capacity of attention for detecting visual targets. However, with the typical procedure of AB experiments, it is not possible to examine how the processing of non-target items in RSVP may be affected by attention. This paper describes a novel dual task procedure combined with RSVP to test effects of AB for nontargets at varied stimulus onset asynchronies (SOAs). In an exemplar experiment, a target category was first displayed, followed by a sequence of 8 nouns. If one of the nouns belonged to the target category, participants would respond &#8216;yes&#8217; at the end of the sequence, otherwise participants would respond &#8216;no&#8217;. Two 2-alternative forced choice memory tasks followed the response to determine if participants remembered the words immediately before or after the target, as well as a random word from another part of the sequence. In a second exemplar experiment, the same design was used, except that 1) the memory task was counterbalanced into two groups with SOAs of either 120 or 240 msec and 2) three memory tasks followed the sequence and tested remembrance for nontarget nouns in the sequence that could be anywhere from 3 items prior the target noun position to 3 items following the target noun position. Representative results from a previously published study demonstrate that our procedure can be used to examine divergent effects of attention that not only enhance targets but also suppress nontargets. Here we show results from a representative participant that replicated the previous finding.&#160;

This paper describes a novel dual task procedure combined with Rapid Serial Visual Presentation to look at attentional blink at varied stimulus onset asynchronies. This experimental procedure differed from others in that it tested attentional blink for nontargets.

Ein Dual-Task Prozedur Kombiniert mit Rapid Serial Visual Presentation zu Aufmerksamkeits Blink für Nontargets Testen

When viewers search for targets in a rapid serial visual presentation (RSVP) stream, if two targets are presented within about 500 msec of each other, the ...

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.

Drehknopf Supination Aufgabe: Eine halbautomatische Methode für die Beurteilung der Funktion der Vordergliedmaße bei Ratten

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

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that involves finger-pressing movements while sitting, the modified SRT task requires participants to step with both feet while maintaining a standing posture. This stepping task necessitates whole body actions that impose postural challenges. The foot-stepping task complements the classic SRT task in several ways. The foot-stepping SRT task is a better proxy for the daily activities that require ongoing postural control, and thus may help us better understand sequence learning in real-life situations. In addition, response time serves as an indicator of sequence learning in the classic SRT task, but it is unclear whether response time, reaction time (RT) representing mental process, or movement time (MT) reflecting the movement itself, is a key player in motor sequence learning. The foot-stepping SRT task allows researchers to disentangle response time into RT and MT, which may clarify how motor planning and movement execution are involved in sequence learning. Lastly, postural control and cognition are interactively related, but little is known about how postural control interacts with learning motor sequences. With a motion capture system, the movement of the whole body (e.g., the center of mass (COM)) can be recorded. Such measures allow us to reveal the dynamic processes underlying discrete responses measured by RT and MT, and may aid in elucidating the relationship between postural control and the explicit and implicit processes involved in sequence learning. Details of the experimental set-up, procedure, and data processing are described. The representative data are adopted from one of our previous studies. Results are related to response time, RT, and MT, as well as the relationship between the anticipatory postural response and the explicit processes involved in implicit motor sequence learning.

The &quot;Motor&quot; in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

We introduce the foot-stepping serial reaction time (SRT) task. This modified SRT task, complementing the classic SRT task that involves only finger-pressing movement, better approximates daily sequenced activities and allows researchers to study the dynamic processes underlying discrete response measures and disentangle the explicit process operating in implicit sequence learning.

Der "Motor" in der Kfz-implizite Reihenfolge lernen: ein Fuß-stepping serielle Reaktionszeit Aufgabe

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

The Modified Temptation Resistance Task: A Paradigm to Elicit Children's Strategic Lie-telling

The protocol for the temptation resistance paradigm was designed to elicit 2- to 8-year-old children's strategic lie-telling behaviors. The reward of transgression was intended to be too tempting to resist, so that children's spontaneous lie-telling behavior in the presence of irreversible evidence due to the transgression could be observed. Conducted in a developmental psychology laboratory behind a one-way mirror and video recorded with a hidden camcorder, the protocol starts with a guessing game where the child is given three trials to guess the identities of hidden objects under an upside down cup. The experimenter gives hints in the first two trials to make sure the child "guess" them correctly. At the beginning of the final trial, the experimenter leaves the room briefly and asks the child not to peek under the cup. If the child could not resist the temptation and peeks, small particles previously filled in the cup would scatter on a grooved surface. Upon the experimenter's return, the child is asked if he/she has peeked. If he/she denies transgression contrary to the presence of the physical evidence, he/she is asked to explain why the particles are on the table. Three responses could be observed in the procedure, including the initial transgression, truth-telling or lie-telling behavior if the child peeked, and the strategic lie-telling behavior in the presence of the physical evidence.

The Modified Temptation Resistance Task: A Paradigm to Elicit Children&#039;s Strategic Lie-telling

The protocol for the temptation resistance paradigm was designed to elicit 2- to 8-year-old children&#39;s strategic lie-telling behaviors. The reward of transgression was intended to be too tempting to resist, so that children&#39;s spontaneous lie-telling behavior in the presence of irreversible evidence due to the transgression could be observed.

Die modifizierte Versuchung Widerstand Aufgabe: Ein Paradigma Kinder-strategische-Lüge zu entlocken

The protocol for the temptation resistance paradigm was designed to elicit 2- to 8-year-old children's strategic lie-telling behaviors. The reward of ...

A Two-interval Forced-choice Task for Multisensory Comparisons

We provide a procedure for a psychophysics experiment in humans based on a previously described paradigm aimed to characterize the perceptual duration of intervals within the range of milliseconds of visual, acoustic, and audiovisual aperiodic trains of six pulses. In this task, each of the trials consists of two consecutive intramodal intervals where the participants press the upward arrow key to report that the second stimulus lasted longer than the reference, or the downward arrow key to indicate otherwise. The analysis of the behavior results in psychometric functions of the probability of estimating the comparison stimulus to be longer than the reference, as a function of the comparison intervals. In conclusion, we advance a way of implementing standard programming software to create visual, acoustic, and audiovisual stimuli, and to generate a two-interval forced-choice (2IFC) task by delivering stimuli through noise-blocking headphones and a computer&#39;s monitor.

Psychophysics is essential for studying perception phenomena through sensory information. Here we present a protocol to perform a two-interval forced-choice task as implemented in a previous report on human psychophysics where participants estimated the duration of visual, auditory, or audiovisual intervals of aperiodic trains of pulses.

Eine zwei-Intervall gezwungen Wahl Aufgabe für multisensorische Vergleiche

We provide a procedure for a psychophysics experiment in humans based on a previously described paradigm aimed to characterize the perceptual duration of ...

A Task for Assessing the Impact of a Partner on the Speed and Accuracy of Motor Performance in Rats

To our knowledge, no study has examined the effect of mere presence on accuracy of performance in animals. Therefore, we developed an experimental task to measure rats&#8217; motor performance (speed and accuracy) in a social condition. Rats were trained to run on a runway and pull down a lever at the end of the runway. In testing, rats performed the task solitarily (single) or in the presence of a confederate rat beyond the lever (pair or a social condition). As indices of the performance speed, we measured the time needed to start running, run through the runway, and pull down the lever. As the index of performance accuracy, we counted the number of trials in which rats could pull down the lever during their first attempt. One-way and two-way repeated-measure analyses of variance were used to analyze the data. This run-and-pull task enabled us to examine the effect of the presence of another conspecific on both speed and accuracy of motor performance in one experiment. The results showed that rats performed the task faster but less accurately in pair sessions than in single sessions. This protocol would be a valid animal model to examine the effect of mere presence on speed and accuracy of motor performance in rats.

A procedure to measure the speed and accuracy of rats&rsquo; motor performance in a social condition is described. The protocol enables us to investigate the effect of the mere presence of others on speed and accuracy of motor performance in one experiment.

Eine Aufgabe zur Bewertung der Auswirkungen eines Partners auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Motorleistung in Ratten

To our knowledge, no study has examined the effect of mere presence on accuracy of performance in animals. Therefore, we developed an experimental task to ...

Examining Bilingual Language Control Using the Stroop Task

The Stroop task in its many variations has been used in fields such as psychology, linguistics, and neuroscience to examine questions regarding the automaticity of reading, language processing, and cognitive control, among others. When looking at bilingual individuals, this task can be used to obtain measures of language interference and control in both a bilingual&#39;s first language (L1) and second language (L2), as well as for testing the bilingual advantage hypothesis. The Stroop task presents participants with color terms written in congruent colors (e.g., the word RED written in red font), incongruent colors (e.g., the word RED written in green font), in addition to noncolor terms for control (e.g., the word TREE presented in any color), and uses the reaction times from the different conditions to assess the degree of interference and facilitation. In the covert version of the Stroop bilingual task (i.e., participants respond by pressing a button rather than naming aloud), stimuli in the L1 and the L2 are typically presented in separate blocks. While this allows for a simple, yet effective assessment of processing and cognitive control in each language, it fails to capture any potential differences in processing and control within bilingual young adult groups. The present task combines single-language blocks with a novel mixed-language block to increase the level of difficulty of the task, thus making it suitable for testing cognitive control in young adults. Representative results showing differences between performance in the single-language vs. mixed-language blocks are presented, and the benefits of a mixed-language block are discussed.

This bilingual Stroop task uses Congruent, Incongruent, and Neutral stimuli presented in blocks in the first language (L1) only, the second language (L2) only, and a combination of L1 and L2. This task allows for an examination of language processing and cognitive control in both L1 and L2.

Untersuchen der zweisprachigen Sprachsteuerung mithilfe der Stroop-Aufgabe

The Stroop task in its many variations has been used in fields such as psychology, linguistics, and neuroscience to examine questions regarding the ...

Revised and Neuroimaging-Compatible Versions of the Dual Task Screen

Dual task paradigms simultaneously assess motor and cognitive abilities, and they can detect subtle, residual impairments in athletes with recent mild traumatic brain injury (mTBI). However, past dual task paradigms have focused solely on lower extremity skills and have relied on cumbersome, expensive laboratory equipment - thus limiting their practicality for everyday mTBI evaluation. Subsequently, we developed the Dual Task Screen (DTS), which takes &#60;10 minutes to administer and score, uses low-cost portable equipment, and includes lower extremity (LE) and upper extremity (UE) subtasks. The purpose of this manuscript was twofold. First, we describe the administration protocol for the revised DTS, which we revised to address the limitations of the original DTS. Specifically, the revisions included additions of smart devices to acquire more detailed gait data and inclusion of single cognitive conditions to test for disrupted cognitive performance under dual task conditions. Importantly, the revised DTS is a measure intended for future clinical use, and we present representative results from three male athletes to illustrate the type of clinical data that can be acquired from the measure. Importantly, we have yet to evaluate the sensitivity and specificity of the revised DTS in athletes with mTBI, which is the next research initiative. The second purpose of this manuscript is to describe a neuroimaging-compatible version of the DTS. We developed this version so we could evaluate the neural underpinnings of single and dual task performance, for a better empirical understanding of the behavioral deficits associated with mTBI. Thus, this manuscript also describes the steps we took to enable simultaneous functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) measurement during the DTS, along with how we acquired and completed first-level processing of the fNIRS data.

We developed the original Dual Task Screen (DTS) as a portable, low-cost measure that can evaluate athletes with sports-induced mild traumatic brain injury. We revised the original DTS for future clinical use and developed a neuroimaging-compatible version of the DTS to measure neural underpinnings of single and dual task performance.

Überarbeitete und Neuroimaging-kompatible Versionen des Dual Task Screens

Dual task paradigms simultaneously assess motor and cognitive abilities, and they can detect subtle, residual impairments in athletes with recent mild ...