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><tbody><tr><td>Five Hole Nose Poke Wall Chamber Package</td><td>Med-Associates</td><td>MED-NP5L-D1</td><td>Alternatively one could use the standard package (Catalog #:MED-NP5L-B1)&lt;br/&gt; Deluxe</td></tr><tr><td>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

45.8K 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

A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. Higher cognitive functions that require precise control over sensorimotor responses such as decision-making and attentional modulation, however, are typically assessed in nonhuman primates. Despite the richness of primate behavior that allows multiple variants of these functions to be studied, the rodent model remains an attractive, cost-effective alternative to primate models. Furthermore, the ability to fully automate operant conditioning in rodents adds unique advantages over the labor intensive training of nonhuman primates while studying a broad range of these complex functions.
Here, we introduce a protocol for operantly conditioning rats on performing working memory tasks. During critical epochs of the task, the protocol ensures that the animal's overt movement is minimized by requiring the animal to 'fixate' until a Go cue is delivered, akin to nonhuman primate experimental design. A simple two alternative forced choice task is implemented to demonstrate the performance. We discuss the application of this paradigm to other tasks.

A fully automated protocol for rodent operant conditioning is proposed. The protocol relies on precise temporal control of behavioral events to investigate the extent to which this control influences neural activity underlying sensorimotor integration and cognitive control experiments.

Eine vollautomatische Nageranlage Protokoll für die Integration sensorischer und kognitiver Kontrollexperimente

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. ...

Forschung

Verhalten

Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have developed visual cognitive tasks for rats using the Floor Projection Maze1,2&#160;that are optimized for visual abilities of rats permitting stronger comparisons of experimental findings with other species.
In order to investigate neural correlates of learning and memory, we have integrated electrophysiological recordings into fully automated cognitive tasks on the Floor Projection Maze1,2. Behavioral software interfaced with an animal tracking system allows monitoring of the animal's behavior with precise control of image presentation and reward contingencies for better trained animals. Integration with an in vivo electrophysiological recording system enables examination of behavioral correlates of neural activity at selected epochs of a given cognitive task.
We describe protocols for a model system that combines automated visual presentation of information to rodents and intracranial reward with electrophysiological approaches. Our model system offers a sophisticated set of tools as a framework for other cognitive tasks to better isolate and identify specific mechanisms contributing to particular cognitive processes.

We describe protocols for training rats for chronic electrophysiological recordings in fully automated cognitive tasks on a Floor Projection Maze.

Automatisierte kognitive Anforderungen für die Aufnahme Neuronale Aktivität Mit einer Bodenprojektion Maze

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have ...

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 ...

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.

Das Nagetier Psychomotorik Vigilance Test (rPVT): Eine Methode zur Beurteilung der Neuropsychologische Leistung bei Ratten und Mäusen

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

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be investigated in a single task sequence. The unique feature of this system is a custom-made, acoustically transparent chamber that eliminates many of the issues associated with auditory cue control in most commercially available chambers. The ease with which operant devices can be added or replaced makes this system quite versatile, allowing for the implementation of a variety of auditory, visual, and olfactory behavioral tasks. Automation of the system allows fine temporal (10 ms) control and precise time-stamping of each event in a predesigned behavioral sequence. When combined with a multi-channel electrophysiology recording system, multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, decision-making, patience, and rewards, can be examined sequentially or independently.

In this report, we present a fully automated and highly versatile system capable of simultaneously testing multi-cognitive behaviors and recording neuronal activities for rodents.

Ein vollautomatisiertes und vielseitig verwendbares System zum Testen von Multi-kognitiven Funktionen und Aufnahme neuronaler Aktivitäten bei Nagetieren

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be ...

Neurowissenschaften

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive decline, such as Alzheimer&#39;s disease (AD), have become a promising tool to elucidate the underlying mechanisms and promote the therapeutic advances. An important step is the validation and characterization of expected behavioral abnormality in the models, in the case of AD, cognitive decline. The long-term behavioral investigations of laboratory animals to study the effect of aging demand substantial efforts from researchers. The IntelliCage system is a high-throughput and cost-effective test battery for mice that eliminates the need for daily human handling. Here, we describe how the system is utilized in the long-term phenotyping of a genetic Alzheimer&#39;s disease model, specifically focusing on the cognitive functions. The experiment employs repeated battery of tests that assess spatial learning and executive functions. This cost-effective age-dependent phenotyping allows us to identify the transient and/or permanent effects of genes on various cognitive aspects.

This paper describes a protocol for cognitive assessments for genetic models of the Alzheimer&#39;s disease using the IntelliCage system, which is a high throughput automated behavioral monitoring system with operant conditioning.

Automatisiert, langfristige Verhaltensstörungen Assay für kognitive Funktionen in mehreren genetischen Modellen der Alzheimer-Krankheit, mit IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

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.

Drei Laborverfahren für die Beurteilung der unterschiedliche Erscheinungsformen von Impulsivität bei Ratten

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

A Conflict Model of Reward-seeking Behavior in Male Rats

The present protocol describes a novel conflict task as a model of inhibitory control in rats. In this model, a natural rewarding stimulus (sexual stimulus) that represents a high-value reward, and the aversive stimuli (pins), are concurrently presented. The male rats have to climb or jump over the obstacle full of pins to approach and investigate the sexual partner. If the animal persists in their approaching behavior regardless of the aversive stimuli, it is considered as a maladaptive or risky reward-seeking behavior. The conflict task permits the evaluation of deficit in inhibitory control resulting from exposure to abused drug, such as morphine, or a stressful event. 
The main advantage of this model is that it provides a simple and quick way to discover the deficit in inhibitory control after exposure to opiate drugs or other stressful events. In addition to opiates, this behavioral model would also be useful for quickly discovering the inhibitory control deficits induced by other addictive drugs. However, the limitation is that the male rats' performance may be subject to exercising effects with repeated testing under this conflict task. In the future, one can hope that the individuals with the compulsive phenotype of reward-seeking behavior after exposure to opiates will be identified based on modifying this conflict model.

This conflict model is used to measure the impairment of inhibitory control after exposure to addictive drugs, or other factors that may influence inhibitory control. A sexual stimulus and an aversive obstacle are concurrently presented, thus male rats have to conquer the obstacle to approach the sexual reward.

Ein Konflikt-Modell der Belohnung-suchende Verhalten bei männlichen Ratten

The present protocol describes a novel conflict task as a model of inhibitory control in rats. In this model, a natural rewarding stimulus (sexual ...

An Open-Source, Fully Customizable 5-Choice Serial Reaction Time Task Toolbox for Automated Behavioral Training of Rodents

The 5-choice serial reaction time task (5-CSRTT) is a behavioral test often used to study visuospatial attention and impulsiveness in rodents. The task requires animals to allocate attention to a horizontal array of five small apertures equipped with light sources and, within a limited time window, nose-poke one illuminated target aperture to get a food reward at the food magazine located in the opposite wall of the chamber. The task considers behavioral control measures such as response accuracy and reaction times and allows to infer selective attention and impulsivity. Task difficulty can be controlled by modifying the stimulus duration and task design in general. Commercially available apparatus usually consists of an experimental chamber and particular software to specify task parameters, but due to fixed hard- and software, they pose many limitations on changes in the general experimental design and specific task requirements and the related data output. This article explains a fully customizable alternative based on an easy-to-use single-board microcontroller and standard electrotechnical components, an open-access Arduino script, and a Matlab-toolbox for hardware control and behavioral task specifications, respectively. The toolbox includes an optional staircase procedure, enabling automated behavioral training. The complete hardware setup, which can be installed in customized chambers, and the freely adaptable software encourage non-standardized task and chamber design. The design of the system and the open-source code for hardware control and experimental setup are described.

The present protocol describes the development of an open-source 5-choice serial reaction time task toolbox for rodent animal models, using Arduino and related hardware and a versatile Matlab toolbox, including an optional script for automated behavioral training. The scripts are customizable and facilitate the implementation of different trial-and-test designs.

Eine vollständig anpassbare Open-Source-Toolbox für serielle Reaktionszeiten mit 5 Auswahlmöglichkeiten für das automatisierte Verhaltenstraining von Nagetieren

The 5-choice serial reaction time task (5-CSRTT) is a behavioral test often used to study visuospatial attention and impulsiveness in rodents. The task ...

Touchscreen Sustained Attention Task (SAT) for Rats

Sustained attention is the ability to monitor intermittent and unpredictable events over a prolonged period of time. This attentional process subserves other aspects of cognition and is disrupted in certain neurodevelopmental, neuropsychiatric, and neurodegenerative disorders. Thus, it is clinically important to identify mechanisms that impair and improve sustained attention. Such mechanisms are often first discovered using rodent models. Therefore, several behavior procedures for testing aspects of sustained attention have been developed for rodents. One, first described by McGaughy and Sarter (1995), called the sustained attention task (SAT), trains rats to distinguish between signal (i.e., brief light presentation) and non-signal trials. The signals are short and thus require careful attention to be perceived. Attentional demands can be increased further by introducing a distractor (e.g., flashing houselight). We have modified this task for touchscreen operant chambers, which are configured with a touchscreen on one wall that can present stimuli and record responses. Here we detail our protocol for SAT in touchscreen chambers. Additionally, we present standard measures of performance in male and female Sprague-Dawley rats. Comparable performance on this task in both sexes highlights its use for attention studies, especially as more researchers are including female rodents in their experimental design. Moreover, the easy implementation of SAT for the increasingly popular touchscreen chambers increases its utility.

Touchscreen Sustained Attention Task SAT for Rats

Sustained attention, or continuously monitoring situations for intermittent and unpredictable events, is a critical aspect of cognition. Here we detail how to test sustained attention in rats using touchscreen operant chambers. We demonstrate comparable performance in male and female rats, making this task useful for studying attention in both sexes.

Touchscreen nachhaltige Aufmerksamkeit Aufgabe (SA) für Ratten

Sustained attention is the ability to monitor intermittent and unpredictable events over a prolonged period of time. This attentional process subserves ...