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

<ol>
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Publication d&#39;informations et accès libre à ce manuscrit a été soutenu par Med Associates, Inc.

Le développement de tâches comportementales pour mesurer d&#39;ordre supérieur constructions cognitives chez les rongeurs est essentielle pour faire progresser les connaissances de la neurobiologie de la cognition. Avec des tâches bien construites et validées, les rongeurs peuvent être évalués sur des tâches de complexité rivalisant avec ceux des primates ou même les humains. Ici, nous avons montré comment deux aspects de la fonction exécutive, stratégie déplacement et l&#39;apprentissage d&#39;inversion, peuvent être étudiés chez les rongeurs en utilisant des techniques de conditionnement opérant automatisés. L&#39;utilisation de ces tâches automatisées, nous avons reproduit les conclusions antérieures en coupe labyrinthe et tâches creuser concernant les substrats neuronaux de l&#39;ensemble décalage et l&#39;inversion apprentissage 11,13,18-21,27,29, suggérant que les tâches sont opérant évaluations valides de ceux-ci construit. Ces tâches automatisées ont un certain nombre d&#39;avantages et avantages plus de tâches croix labyrinthe de non-automatisé existants et creuser. Le plus convaincant est le taux supérieur de la collecte de données dans la version automatisée opérant. Chaquela formation ou aux essais de jour ne prend que 30 à 60 minutes, et est entièrement nécessitant un minimum de supervision par l&#39;expérimentateur contrôlé par ordinateur. En outre, plusieurs animaux peuvent être testés simultanément avec une configuration multi-chambre opérant. Chaque série de tâches, de mise en forme pour le test final, peut être complété en environ 2-3 semaines. Un autre avantage important des tâches automatisées est le contrôle précis de la présentation du stimulus, minimisant ainsi la possibilité d&#39;une erreur de l&#39;expérimentateur. Par exemple, l&#39;ordre de présentation de l&#39;emplacement de repère à chaque essai est randomisé et contrôlé par l&#39;ordinateur, plutôt que par un expérimentateur consultation manuellement un essai par essai liste. Le moment entre les essais est précisément mesurée et cohérente, et ne est pas confondu par le temps qu&#39;il faut à un expérimentateur, par exemple, supprimer un rat de la croix-labyrinthe ou réorganiser les conteneurs de creusement. prestation de renforcement est automatique et ne est pas soumis à l&#39;expérimentateur erreur (par exemple, en oubliant de l&#39;appâtbon bras d&#39;une croix labyrinthe). La collecte des données est amélioré de façon similaire, avec enregistrement automatique des schémas de réponse, y compris la mesure des latences de réponse exacte. En l&#39;absence d&#39;autres anomalies motrices, les changements dans les latences de réponse peuvent être utilisées pour déduire une preuve de la vitesse de traitement altéré et / ou pour juger du degré de complexité d&#39;une tâche cognitive 21,22. Les tâches automatisées conservent également une avantage important des tâches croix-labyrinthe: la capacité de mener une analyse détaillée des types d&#39;erreurs commises le jour de décalage ou l&#39;inversion. Distinction entre erreur de consigne de décalage qui se répliquent de la journée précédente stratégie (la persévérative ou erreurs régressifs) et des erreurs qui représentent déjà des stratégies prévenus (erreurs ne renforcés) peut aider à caractériser les déficits spécifiques flexibilité comportementale. En particulier, les erreurs qui se produisent au début de persévératives tests reflètent l&#39;incapacité d&#39;un animal à abandonner la précédente stratégie, tout en se produisant plus tard erreurs régressives reflète l&#39;incapacité d&#39;un animal pour maintenir la nouvelle stratégie une fois persévération a cessé 20. Jamais erreurs renforcés peuvent indiquer une défaillance d&#39;acquérir la nouvelle stratégie, ou une incapacité à répondre systématiquement selon une règle 20. Des résultats antérieurs 16,17,20 démontrant bases neuroanatomiques indissociables de ces types d&#39;erreurs sont également utiles dans l&#39;interprétation des résultats de ces tâches. Nos procédures ont été développé et optimisé pour une utilisation avec des rats. Ceci étant dit, d&#39;autres groupes ont utilisé des procédures similaires pour tester fixés décalage capacités chez les souris 31. Toutefois, certaines modifications doivent être employés avec des souris pour accueillir des différences entre les espèces. Il se agit notamment plus la présentation de la lumière de repère visuel avant l&#39;extension de levier, la formation sur plusieurs jours avec 30 essais / jour et l&#39;incorporation d&#39;une punition de temps après de mauvais choix. Although ces modifications font ce test moins sensible pour une utilisation avec des défis pharmacologiques, il pourrait se avérer utile pour évaluer la flexibilité cognitive chez les souris génétiquement modifiées (même se il est difficile de savoir si ces modifications seraient de préserver la sensibilité de cortex frontal de la tâche). Bien sûr, il ya aussi des limites à ces tâches. Certaines de ces limitations découlent de la nature de la tâche automatisée, tandis que d&#39;autres sont liées à des paramètres de la tâche elle-même. En ce qui concerne ce dernier, la tâche de mise en déplaçant décrit ici (ainsi que la croix labyrinthe mis décalage tâche 26) utilisent un ensemble restreint de stimuli et les réponses. Contrairement à la tâche de creuser, sur lequel de nouveaux exemplaires (par exemple, des parfums inconnus ou des médias creuser) peuvent être utilisés pour construire de nouveaux ensembles d&#39;attention à chaque étape 11,19, la tâche de mise en déplaçant opérant exige nécessairement choisir entre deux stimuli qui sont familiers à la animaux - soit la gauche vs.la lumière de repère droite ou la gauche par rapport à la position droite. Cela signifie que les tâches de mise en déplaçant opérant et cross-labyrinthe impliquent conflit de réponse ainsi que la stratégie déplacement, bien que le concept de déplacer sa stratégie pour une nouvelle dimension précédemment sans importance, de relance est préservée 20,23. Sur une note liée, l&#39;ensemble-déplacement et le renversement tâches opérant comme décrit ici ne permettent pas une troisième dimension de relance, comme dans la tâche de creusement qui peut inclure les médias creuser, l&#39;odeur et la texture 11,19. Toutefois, nous ne considérons pas ce un défaut fatal, que la tâche de mise en déplaçant opérant exige toujours l&#39;animal de supprimer la stratégie de discrimination précédemment pertinentes et participer à une dimension de relance précédemment ignoré. En outre, il semble concevable que des modifications à l&#39;équipement et des tâches paramètres pourraient soutenir l&#39;ajout d&#39;une troisième dimension de relance, comme les indices auditifs ou l&#39;odeur, bien que ces ajouts seraient susceptibles de rendre l&#39;apprentissage plus difficile et moins amenable à des essais pharmacologiques seul jour. Enfin, une limite potentielle de toute tâche base opérant-est la perte d&#39;information directe sur le comportement de rat - ce est à dire, l&#39;expérimentateur ne est plus à regarder le rat. Nous pensons que les avantages en objectivité et la collecte de données vitesse conférés par l&#39;automatisation font plus que compenser cette perte, et des caméras montées dans les chambres opératoires sont une façon relativement facile de restaurer l&#39;accès visuelle individuelle si désiré. Il ya un certain nombre de mesures qui peuvent être prises pour maximiser le succès en utilisant ces tâches opérant. Tout d&#39;abord, l&#39;importance de traiter les animaux avant le début de la formation ne peut pas être surestimée; comme avec ne importe quelle tâche comportementale, animaux bien traités sont plus faciles à travailler avec, sont moins stressés, et ont tendance à produire des données moins variables. Deuxièmement, certains essais pilotes peut être nécessaire pour déterminer le meilleur moment de la journée pour effectuer des tests; nous testons pendant le cycle lumière, et constatons que performanCE est optimale lorsque les animaux sont testés à la fin de ce cycle (par exemple, environ 16h00 pour un cycle de lumière se terminant à 19h00). Troisièmement, il faut prendre soin de confirmer que la performance stable est établi à chaque étape préformation avant un animal est avancé à l&#39;étape suivante. Par exemple, une performance constante et robuste à l&#39;étape de la formation de levier rétractable est un excellent indicateur de la performance compétents sur le &quot;set&quot; tâche de discrimination. En ce qui concerne l&#39;équipement, bien que toutes les étapes sont automatisées, l&#39;intervention de l&#39;expérimentateur demeure nécessaire pour confirmer que tous les composants sont en ordre de marche. Par exemple, une vérification de l&#39;équipement doit être exécutée tous les jours (ou plus d&#39;une fois par jour, si grand nombre d&#39;animaux sont testés) pour se assurer que toutes les lumières, les leviers et les systèmes de livraison de récompense sont opérationnels. En particulier, des dysfonctionnements dans les systèmes de livraison de récompense (en particulier les distributeurs pellets) peuvent considérablement affecter les performances. Un nombre anormalement élevé de omissions surun jour donné peut indiquer un problème avec le matériel de livraison de récompense, et donc sortie de données doit être vérifié chaque jour par un expérimentateur familiariser avec le niveau de performance attendus tâche et. En l&#39;absence d&#39;un dysfonctionnement de l&#39;équipement, un nombre élevé d&#39;omissions peut indiquer d&#39;autres problèmes de motivation ou la santé animale. Si un animal est en bonne santé, la restriction alimentaire peut être augmentée pour tenir l&#39;animal à 80-85% du poids sans alimentation pendant une courte période jusqu&#39;à ce que la performance récupère. Ces tâches définies inversion et de décalage peuvent être utilisés dans une variété de paradigmes expérimentaux. Par exemple, les effets de manipulations telles que des lésions, des traitements de développement, des manipulations diététiques, traitement pharmacologique à long terme, ou des modifications génétiques pourraient être étudiés. Bien que l&#39;effet d&#39;un traitement sur la scène ensemble décalage ou l&#39;inversion peut être d&#39;un intérêt primordial, noter que depuis ces traitements chroniques ou permanents doivent nécessairement être administrés avant traiNing commence, les effets sur plusieurs étapes de la performance (en particulier sur la discrimination initiale ou &quot;set&quot;) doivent également être examinés 21. L&#39;utilisation de manipulations aigus, tels que les traitements pharmacologiques ou inactivations neuroanatomiques temporaires, sont particulièrement bien adaptés à ces tâches. Dans de tels cas, l&#39;addition d&#39;un troisième groupe (comme illustré sur la figure 2) est utile; Ainsi, le groupe expérimental primaire reçoit la manipulation d&#39;intérêt le jour de changement ou de la reprise, tandis qu&#39;un groupe témoin reçoit la manipulation sur le jour de la discrimination initiale ou &quot;set&quot; pour tester les effets généraux sur l&#39;apprentissage, et un second groupe de contrôle reçoit aucune manipulation (ou traitements faux) sur les deux jours 20,22. Notez que pour de telles études de manipulation aigus, il est conseillé de faire correspondre les rats pour des performances lors de l&#39;apprentissage de l&#39;ensemble initial et les affecter au groupe expérimental et (secondes) groupe de contrôle en conséquence. Ce minimIzes la possibilité que les différences induites par le traitement de la performance peuvent être confondus par les variations individuelles dans la façon dont facilement rats apprennent à discriminer entre les stimuli. En outre, si une expérience nécessite des tests de plusieurs cohortes pendant des semaines ou des mois, chaque cohorte devrait inclure les animaux de tous les groupes expérimentaux. Par exemple, une étude tester les effets des manipulations pharmacologiques aigus pendant un quart peut exiger 48 rats au total et trois groupes expérimentaux, testés dans trois cohortes de 16 animaux chacun. Dans ce cas, chaque cohorte devrait contenir 5-6 rats dans chaque groupe expérimental. Idéalement, les analyses statistiques devraient inclure un facteur qui confirme n&#39;y avait aucune différence dans les performances à travers chaque cohorte de rats. Enfin, ces tâches opérant peuvent être particulièrement utiles pour appliquer les techniques d&#39;enregistrement in vivo, y compris microdialyse, voltamétrie, et l&#39;électrophysiologie, en raison de composants tels que l&#39;environnement contrôlé, le calendrier précis de relance Présentations et les réponses, et les mouvements restreints des animaux qui ne sont pas disponibles ou pratique dans le contre-labyrinthe ou des tâches de creusement.

Processus cognitifs de haut niveau, y compris la génération de règle, la sélection du comportement, et l&#39;évaluation de la stratégie sont désignées collectivement comme «fonction exécutive» ou «flexibilité comportementale 1.&quot; Ces processus sont essentiels à une fonction cognitive normale, et peuvent être altérées chez ces troubles aussi divers que la schizophrénie , l&#39;alcoolisme, la dépression, accident vasculaire cérébral et la maladie d&#39;Alzheimer 2-7. La régulation des processus de la fonction exécutive est principalement médiée par zones dans le cortex frontal, y compris le cortex préfrontal dorsolatéral et le cortex orbitofrontal chez l&#39;homme 8-10. Le développement de tâches à évaluer la fonction exécutive et / ou la flexibilité comportementale chez les animaux non humains, en particulier les rongeurs, a grandement progresser la compréhension de la neurobiologie de la cognition 11-14. Ces tâches ont permis de mesurer séparément les composants distincts de la flexibilité comportementale, y comprisstratégie déplacement et l&#39;apprentissage d&#39;inversion. Stratégie déplacement se réfère à la capacité de supprimer activement une stratégie de réponse appris précédemment, tout en acquérant une nouvelle stratégie en concurrence, en particulier à travers les dimensions de relance (de changement extradimensionnel) - par exemple, le passage de l&#39;exécution d&#39;une discrimination fondée visuellement (rouge vs vert, où le rouge est stimuli &quot;correctes&quot; et tactiles ne sont pas pertinentes) d&#39;effectuer une discrimination tactile (lisse vs rugueuse, où lisse est «correct» et les stimuli visuels sont maintenant hors de propos). D&#39;autre part, l&#39;apprentissage d&#39;inversion implique également un changement de stratégie de réponse, mais dans le même stimulus dimension - par exemple, dans l&#39;exemple &quot;Red vs. verte&quot;, si le rouge était auparavant correcte, un renversement dicterait que le vert est maintenant correct, tout stimuli tactiles resteraient hors de propos. Plusieurs tâches ont été développés pour enquêter sur la flexibilité comportementale chez les rongeurs. La croix-maze tâche nécessite un animal d&#39;abord apprendre soit une règle basée direction (par exemple, «toujours tourner à droite&quot;) ou une règle visuelle à base (par exemple, «toujours se tourner vers le repère visuel») à un certain critère de performance. Ensuite, l&#39;animal est nécessaire pour déplacer de façon inattendue dans la modalité soit à la règle opposée (stratégie déplacement, appelée à l&#39;origine comme un «changement nonreversal&quot; 15) ou déplacer au sein de la modalité de l&#39;éventualité opposée (apprentissage d&#39;inversion) 13,14,16. Ces tâches sont sensibles aux perturbations des réseaux corticaux et sous-corticales, impliquant le cortex préfrontal, le thalamus, et le striatum 1,13,14,16-18. Un autre type de tâche de mise en déplaçant attentionnel (parfois appelé la tâche de creuser) exige que les animaux de formation de discriminer entre deux conteneurs qui diffèrent le long de deux ou trois dimensions de relance (creuser les médias, l&#39;odeur et / ou de la texture externe). Semblable à la croix-labyrinthetâche, les animaux sont ensuite nécessaire de passer soit à travers les dimensions (stratégie déplacement) ou dans la même dimension (inversion apprentissage), et ces tâches sont de même sensible aux manipulations du cortex frontal 11,19. Un avantage de cette tâche, ce est que pendant le quart de la stratégie extra-dimensionnelle, les rats sont présentés avec de nouveaux ensembles de stimuli (copies types), ce qui assure que les dégradations de performance au cours de ce stade sont probablement attribuables à des perturbations dans la capacité de passer ensemble attentionnel à différents aspects de stimuli composés, plutôt que d&#39;une altération de la capacité d&#39;arrêter l&#39;approche d&#39;un stimulus spécifique précédemment associé à la récompense. Toutefois, cette fonctionnalité rend aussi plus difficile de déterminer la nature spécifique d&#39;un déficit au cours d&#39;une série quart de travail. Bien que les tâches décrites ci-dessus ont été bien documentées dans la littérature, ils ont tous deux souffrent d&#39;un certain nombre d&#39;inconvénients procédure, principalement la longueur du temps qu&#39;il faut pour tester des animaux. Dans les deuxla tâche transversale labyrinthe et la tâche de creuser, un seul animal peuvent être testés à la fois; En outre, le test doit être administré en temps réel par un expérimentateur dédié, et peut prendre jusqu&#39;à plusieurs heures par jour et par animal. De plus, la présentation des stimuli et l&#39;enregistrement des réponses comportementales dans les deux types de tâches sont commandés manuellement par l&#39;expérimentateur, et sont donc vulnérables à l&#39;erreur humaine et à l&#39;interprétation subjective. Ici, nous décrivons une méthode automatisée pour évaluer la stratégie déplacement et le renversement apprentissage chez le rat, en utilisant des procédures qui rationalisent opérant contrôle du stimulus et la présentation des données, et d&#39;améliorer considérablement le taux de collecte de données et le débit 20,21. Les méthodes utilisées pour façonner et rats de train sont décrites, ainsi que les composants de la tâche elle-même et l&#39;analyse des données résultantes. Nous avons trouvé que, comme les tâches croix-labyrinthe et de creuser, ces tâches automatisées sont sensibles aux perturbations dans préfrontalet un circuit sous-corticales, ainsi que pour une manipulation développement neurologique que les modèles de schizophrénie 20-23.

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

operant procedures for assessing behavioral flexibility in rats

Les fonctions exécutives sont constitués de plusieurs processus cognitifs de haut niveau qui conduisent génération de règles de comportement et de sélection. Une propriété émergente de ces processus est la capacité d&#39;ajuster le comportement en réponse aux changements dans son environnement (ce est à dire de flexibilité, comportementale). Ces processus sont essentiels à un comportement humain normal, et peuvent être perturbés dans divers troubles neuropsychiatriques, y compris la schizophrénie, l&#39;alcoolisme, la dépression, les AVC et la maladie d&#39;Alzheimer. Compréhension de la neurobiologie des fonctions exécutives a été grandement avancé par la disponibilité des tâches animaux pour évaluer les composants discrets de flexibilité comportementale, en particulier la stratégie déplacement et l&#39;apprentissage d&#39;inversion. Bien que plusieurs types de tâches ont été développés, la plupart sont non-automatisée, de main-d&#39;œuvre, et permettent de tester un seul animal à la fois. Le développement récent des tâches automatisées, base-opérant pour évaluer la flexibilité comportementale rationalise tesTing, normalise la présentation du stimulus et l&#39;enregistrement de données, et améliore considérablement le débit. Ici, nous décrivons automatisé stratégie déplacement et les tâches d&#39;inversion, en utilisant des chambres opérant contrôlées par des logiciels sur mesure écrites. L&#39;utilisation de ces tâches, nous avons montré que le cortex préfrontal médian régit stratégie déplacement mais non inversion apprentissage chez le rat, semblable à la dissociation observée chez l&#39;homme. En outre, les animaux avec une lésion de l&#39;hippocampe néonatal, un modèle du développement neurologique de la schizophrénie, sont dépréciés de manière sélective sur la tâche stratégie de passage mais pas la tâche d&#39;inversion. La tâche stratégie décalage permet également l&#39;identification des types d&#39;erreurs de performance, dont chacun est attribuable aux substrats neuronaux distincts séparés. La disponibilité de ces tâches automatisées et la justification des contributions dissociables des zones préfrontales séparés, les rend essais particulièrement bien adaptée à l&#39;analyse des processus neurobiologiques de base ainsi que drdécouverte ug et le dépistage dans les modèles de la maladie.

, L&#39;inactivation réversible aiguë du cortex préfrontal peut être effectuée par perfusion du chlorhydrate de bupivacaïne anesthésique local (0,75%, 0,5 pi) dans la région prélimbique via une canule de perfusion implanté chirurgicalement 20 environ 10 min avant le test. En outre, les effets de l&#39;inactivation pendant soit la première tâche («Set») ou la deuxième tâche (&quot;Shift&quot; ou &quot;inversé&quot;) peuvent être évalués pour étudier les effets généraux possibles sur l&#39;apprentissage. La figure 2 illustre les résultats de ces inactivations sur les animaux exécution de la séquence de la stratégie de décalage Cue-à-Response. Inactivation préfrontal le premier jour, le Cue / &quot;Set&quot; tâche, n&#39;a pas altéré la performance (figure 2A), ce qui suggère que le cortex préfrontal médian ne est pas nécessaire pour l&#39;apprentissage de la discrimination initiale. Cependant, l&#39;inactivation préfrontal le deuxième jour, la réponse / tâche &quot;Shift&quot;, sigaltérée tivement performances en ce que les animaux requis sensiblement plus grand nombre d&#39;essais pour atteindre la performance de critère (figure 2B). Lorsque le cortex préfrontal a été inactivé, les animaux ont fait plusieurs erreurs de persévératives-like que les erreurs ne renforcés sur la tâche Shift (figure 2C). Ces résultats répliquent les données antérieures concernant l&#39;importance du cortex préfrontal médian de la stratégie déplacement et, en particulier, dans la suppression d&#39;une stratégie préalablement appris 13,20. Inversement, les animaux dressés dans le renversement de la séquence de réponse ne ont pas montré cette dépendance préfrontal. Les animaux recevant inactivation du cortex préfrontal sur la &quot;Reprise&quot; jour ne diffèrent pas des animaux salines infusé soit sur ​​le discrimination initiale de réponse (figure 3A) ou de la reprise ultérieure (figure 3B) 20 .Ces résultats sont compatibles avec la recherche démontrant précédente que ee cortex orbitofrontal, pas le cortex préfrontal médian, régule inversion apprentissage sur une variété de tâches, y compris 12,19,26 une tâche opérant similaire à celle décrite ici 27. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig2highres.jpg" /> Figure 2. L&#39;inactivation du Shifting Stratégie Impairs cortex préfrontal. A, essais au critère relatif à la tâche initiale de discrimination de Cue («Set») par les rats recevant des perfusions de sérum physiologique ou de bupivacaïne (Bupi) dans le cortex préfrontal médial sur le plateau jours. Inactivation préfrontal eu aucun effet sur ​​l&#39;acquisition initiale. B, essais au critère sur le passage à la tâche de réponse (&quot;Shift&quot;) à la suite de perfusions préfrontal médian de solution saline ou de bupivacaïne le jour de décalage. L&#39;inactivation du cortex préfrontal atteinte à la stratégie de changement de la tâche de réponse.C, Types d&#39;erreurs commises par les animaux le jour de décalage. Inactivation préfrontal avant la tâche de changement de vitesse (groupe &quot;sal-bupi&quot;) a conduit à une augmentation des erreurs de persévératives-like. *, P &lt;0,05 par rapport à une solution saline saline. Ce chiffre a été modifié depuis Floresco et al. 20 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52387/52387fig2large.jpg" target="_blank">Se il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig3highres.jpg" /> Figure 3. L&#39;inactivation du cortex préfrontal Feuilles Reprise Apprendre Intact. A, essais au critère lors de la formation initiale de la discrimination de réponse par les rats qui la suite recevoir des perfusions de sérum physiologique ou de bupivacaïne (Bupi) dans le cortex préfrontal médial avant la formation de retournement. Aucune différence n&#39;a été observée. B, Essais au critère lors de l&#39;inversion de la discrimination de réponse, à la suite de perfusions préfrontal médian de solution saline ou de bupivacaïne. Préfrontal inactivation n&#39;a pas altéré l&#39;apprentissage d&#39;inversion. Ce chiffre a été modifié depuis Floresco et al. 20 Les données présentées dans la figure 4 fournit un exemple de la façon dont nécessitant rats de réaliser des essais &quot;de rappel&quot; en utilisant l&#39;ancienne règle avant un changement de stratégie peut aider à l&#39;interprétation des données. Dans cette étude (Enomotor et Floresco, observations non publiées), les rats ont été appariés pour la performance sur l&#39;acquisition d&#39;une règle de repère visuel le Jour 1 (figure 4A). Le jour 2, les rats ont reçu véhicule ou 0,2 mg / kg halopéridol. Au début de la session Jour 2 de test, ils ont reçu 20 essais où ils étaient tenus de répondre en utilisant la règle de repère visuel acquis le Jour 1, après quoi la règle activé mi-séance à une discrimination de réponse. Comme le montre la figure 4B, ce traitement facultés de récupération de la règle de repère visuel durant les 20 premiers essais de rappel de la session. Par la suite, les rats traités par l&#39;halopéridol nécessaires moins d&#39;essais pour atteindre le critère (figure 4C) et fait moins d&#39;erreurs persévératives (Figure 4D) sur le changement de stratégie. Notez que nous ne avions pas utilisé les essais de rappel avant le déplacement, ces données peuvent avoir été interprété comme une amélioration dans la série déplacement par halopéridol. Cependant, la perte de valeur pendant la phase extraction de règle suggère que ces effets sont mieux compris que troubles de la mémoire de la règle précédemment acquise, qui peut avoir conduit à moins de conflits de réponse lorsque les rats ont été tenus d&#39;apprendre une règle nouvelle et donc plus rapide déplacement. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig4highres.jpg" /> Figure 4. facultés règle d&#39;extraction et facilitant le Set-Shifting induite par Haloperidol traitement. A, essais au critère de la discrimination de repère visuel de rats qui étaient à recevoir véhicule (solution saline) ou de la dopamine D2 antagoniste halopéridol (0,2 mg / kg) avant la stratégie déplaçant séquence le jour suivant. Animaux dans les deux groupes ont montré la performance pré-médicaments comparables. B, Au début de l&#39;essai du Jour 2, les rats a reçu 20 essais de rappel où ils ont été nécessaires pour continuer à répondre en utilisant la règle de repère visuel du Jour 1. Le traitement à l&#39;halopéridol diminué de manière significative la précision au cours de ces essais rappel. C, Après les 20 essais de rappel, la règle déplacée mi-séance à une discrimination de réponse. Halopéridol rats traités moins d&#39;essais nécessaires pour atteindre le critère pendant le quart. D. traitement halopéridol a également réduit les erreurs persévératives. Bien que ces données pourraient suggérer une amélioration des performances, la dépréciation de la règle affichage de récupération en B </strong&gt; indique que l&#39;apparente «amélioré déplacement de la stratégie&quot; est plus probablement attribuable à réduire les interférences de la règle précédemment acquise. Enomoto et Floresco, observations non publiées. *, p &lt;0,05 vs. véhicule. La lésion de l&#39;hippocampe ventral néonatale (NVHL) manipulation a été utilisé pour modéliser certains aspects de la schizophrénie chez les rats 28, en particulier les troubles cognitifs 29,30. En bref, une lésion excitotoxique est administré à l&#39;hippocampe de rats âgés de 7 jours, de, et l&#39;essai est effectué chez l&#39;adulte (plus de 60 jours après la naissance). . Modélisation du trajectoire de développement hypothèse de la schizophrénie 28 La figure 5 illustre la performance de NVHL rats et de contrôle sur la version pré-exposée de la Set-Shifting: Réponse à Cue séquence rats NVHL ne sont pas altérées en apprenant la première règle (Réponse / &quot;Set. &quot;, figure 5A), mais sont altérées de façon spectaculaire<html> au passage à la nouvelle règle (Cue / &quot;Shift&quot;) comme le montre l&#39;augmentation du nombre d&#39;essais requis pour atteindre le critère (figure 5B). En outre, ce déficit est principalement attribuable à une augmentation des erreurs de persévératives, comme le montre la figure 5C, suggérant anomalies préfrontales 20,21. Ces résultats confirment les résultats antérieurs de conduite avec facultés stratégie de déplacement des animaux NVHL aide de la tâche croix labyrinthe 29. Comme pour les données provenant d&#39;animaux prefrontally-inactivés indiqués ci-dessus, les animaux ne ont pas été altérées NVHL au renversement d&#39;apprentissage (figure 6A, B), même se ils étaient plus lents à réagir (Figure 6C, D). Ce résultat négatif indique que la stratégie observée déplaçant déficits ne sont pas attribuables à un simple impossibilité pour basculer entre les stimuli 21. es.jpg &quot;/&gt; Figure 5. facultés Set-Shifting dans le modèle NVHL de la schizophrénie. Performance de la version pré-exposée des animaux témoins de consigne de décalage séquence (Réponse à-Cue) dans NVHL et faux. A, animaux NVHL sont demeurées intactes sur la réponse («Set») tâche. B, Toutefois, les animaux NVHL exigé beaucoup plus d&#39;essais que Shams pour atteindre critère le repère visuel (&quot;Shift&quot;) tâche. C, erreurs sur la touche &quot;Shift&quot; jours. Animaux NVHL fait des erreurs plus persévératives que les animaux sham, mais ne diffèrent pas sur les erreurs régressives ou jamais renforcés. *, P &lt;0,05 vs. imposture. Ce chiffre a été modifié depuis Placek et al. 21 <img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig6highres.jpg" /> Figure 6. Manque de NVHL Dépréciation sur le renversement d&#39;apprentissage. <strong&gt; A, B, NVHL et les animaux sham ne différait pas dans leur capacité d&#39;acquérir soit la tâche d&#39;apprentissage de réponse initial («Set»), ou de l&#39;inversion de réponse. C, D, animaux NVHL était plus lent que Shams pour répondre à la fois sur la &quot;Set&quot; et les tâches &quot;d&#39;inversion&quot;. Ce chiffre a été modifié depuis Placek et al. 21 Enfin, une étude pilote a indiqué que les animaux sont pratiquement incapables d&#39;apprendre une inversion de la tâche de Cue, ce est à dire, d&#39;appuyer sur le levier opposée à la lumière de stimulus lumineux. Cinq des six animaux testés complété 450 essais d&#39;inversion (3 jours) sans atteindre critère, et le sixième animal, requis 418 essais (Brady, observations non publiées; données non présentées). Ce est probablement parce que les lumières de relance sont des indices très saillants et attrayants qui font qu&#39;il est très difficile pour les rats pour diriger répondre loin d&#39;eux. Ainsi, cette séquence de test ne est pas recommended.

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Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

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

Procédures opérant pour apprécier la flexibilité comportementale chez le rat

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

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Research

JoVE Journal

Behavior

20.5K vues.  St. Mary's College of Maryland. The ability to assess executive functions such as behavioral flexibility in rats is useful for investigating the neurobiology of cognition in both intact animals and disease models. Here we describe automated tasks for assessing strategy shifting and reversal learning, which are particularly sensitive to disruptions in prefrontal cortical networks. 