Procedure operante per la Valutazione di flessibilità comportamentale in Rats

Riepilogo

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.

Abstract

Le funzioni esecutive sono costituiti da più processi cognitivi di alto livello che guidano la generazione di regole e la selezione del comportamento. Una proprietà emergente di questi processi è la possibilità di regolare il comportamento in risposta ai cambiamenti proprio ambiente (cioè flessibilità, comportamentale). Questi processi sono essenziali per il normale comportamento umano, e possono essere interrotti in diverse condizioni neuropsichiatriche, tra cui la schizofrenia, alcolismo, depressione, ictus, e la malattia di Alzheimer. La comprensione della neurobiologia delle funzioni esecutive è stata notevolmente migliorata con la disponibilità di compiti di polizia per valutare componenti discreti di flessibilità comportamentale, soprattutto spostamento strategia e l'apprendimento di inversione. Mentre sono stati sviluppati diversi tipi di compiti, la maggior parte sono non automatizzato, laborioso, e permettono collaudo di un solo animale per volta. Il recente sviluppo di compiti automatizzati basati operante-per valutare la flessibilità comportamentale snellisce testing, standardizza presentazione dello stimolo e la registrazione dei dati, e migliora notevolmente il throughput. Qui, descriviamo automatizzato strategia spostamento e le attività di inversione, con camere operante controllati da programmi scritti personalizzato. Utilizzando questi compiti, abbiamo dimostrato che la corteccia prefrontale mediale governa strategia spostamento ma non inversione apprendimento nel ratto, simile alla dissociazione osservata nell'uomo. Inoltre, gli animali con una lesione dell'ippocampo neonatale, un modello di sviluppo neurologico schizofrenia, vengono selettivamente compromesse sul compito strategia spostamento, ma non il compito di inversione. Il compito strategia di spostamento permette anche l'identificazione di tipi separati di errori nelle prestazioni, ognuno dei quali è attribuibile a substrati neurali distinti. La disponibilità di queste attività automatizzate, e le prove a sostegno dei contributi scindibili delle aree prefrontali separati, li rende saggi particolarmente adatto per lo studio dei processi neurobiologici base così come drdiscovery ug e lo screening in modelli di malattia.

Introduzione

Processi cognitivi di alto livello, tra cui la generazione di regole, la selezione del comportamento, e la valutazione di strategia sono indicate collettivamente come "funzione esecutiva" o "la flessibilità comportamentale ^1." Questi processi sono fondamentali alla normale funzione cognitiva, e può essere compromessa in tali disturbi diversi come la schizofrenia , alcolismo, depressione, ictus, e la malattia di Alzheimer ^2-7. La regolazione dei processi funzionali esecutivi è mediato principalmente da aree della corteccia frontale, tra cui la corteccia prefrontale dorsolaterale e la corteccia orbitofrontale nell'uomo ^8-10.

Lo sviluppo di attività per valutare funzione esecutiva e / o la flessibilità comportamentale in animali non umani, in particolare roditori, ha notevolmente migliorato la comprensione della neurobiologia di cognizione ^11-14. Tali compiti hanno reso possibile misurare separatamente componenti distinti di flessibilità comportamentale, compresastrategia spostamento e l'apprendimento di inversione. Strategia spostamento si riferisce alla capacità di sopprimere attivamente una strategia di risposta precedentemente appreso durante l'acquisizione di una nuova strategia in competizione, in particolare attraverso le dimensioni di stimolo (spostamento extradimensionale) - ad esempio, il passaggio da eseguire una discriminazione basata visivamente (rosso vs verde, dove il rosso è "corretti" e tattili stimoli sono irrilevanti) per l'esecuzione di una discriminazione tattile (liscio vs. ruvido, dove liscia è "corretto" e stimoli visivi sono ormai irrilevanti). D'altra parte, l'apprendimento inversione comporta anche un cambiamento nella strategia di risposta, ma all'interno della stessa dimensione di stimolo - esempio, nell'esempio "red vs. verde", se rosso era precedentemente corretta, un'inversione vorrebbe che verde è ora corretta, mentre gli stimoli tattili resterebbero irrilevanti.

Diverse attività sono state sviluppate per studiare la flessibilità comportamentale nei roditori. La croce-macompito ze richiede un animale per imparare prima sia una regola direzione-based (ad esempio, "spegnere sempre a destra"), o una regola visual-based (ad esempio, "spegnere sempre verso il segnale visivo") per un certo criterio di prestazioni. Poi, l'animale deve spostare inaspettatamente sia attraverso modalità alla regola opposta (strategia di spostamento, originariamente denominata "shift nonreversal" ¹⁵⁾ o spostare all'interno modalità alla contingenza opposta (apprendimento inversione) ^13,14,16. Tali compiti sono sensibili alle interruzioni nelle reti corticali e sottocorticali, che coinvolge la corteccia prefrontale, talamo, e striato ^{1,13,14,16-18.} Un altro tipo di compito set-shifting attentivo (a volte indicato come il compito di scavo) richiede animali di formazione per discriminare tra due contenitori che differiscono lungo due o tre dimensioni stimolo (scavando media, odore e / o struttura esterna). Simile al cross-labirintocompito, gli animali sono quindi tenuti a passare sia attraverso le dimensioni (strategia spostamento) o all'interno della stessa dimensione (apprendimento inversione), e queste attività sono ugualmente sensibili alle manipolazioni corteccia frontale ^11,19. Un vantaggio di questa operazione è che durante il turno di strategia extra-dimensionale, i ratti vengono presentati con nuovi set di stimoli (copie), che assicura che i disturbi di rendimento durante questa fase sono probabilmente attribuibile alle interruzioni nella capacità di spostare set attenzionale a diversi aspetti di stimoli composti, piuttosto che una ridotta capacità di fermare avvicina uno stimolo specifico precedentemente associati con la ricompensa. Tuttavia, questa caratteristica rende anche più difficile verificare la specificità di un deficit durante un turno set.

Sebbene le operazioni sopra descritte sono stati ben documentati in letteratura, entrambi soffrono di una serie di svantaggi procedurali, essenzialmente la lunghezza del tempo necessario per testare animali. In entrambiil compito trasversale labirinto e il compito scavo, solo un animale possono essere testati per volta; Inoltre, il test deve essere somministrato in tempo reale da uno sperimentatore dedicato, e può richiedere fino a diverse ore al giorno per animale. Inoltre, la presentazione di stimoli e la registrazione delle risposte comportamentali in entrambi i tipi di compiti sono controllati manualmente da uno sperimentatore, e sono quindi vulnerabili all'errore umano e interpretazione soggettiva.

Qui, descriviamo un metodo automatizzato per valutare la strategia di spostamento e l'inversione di apprendimento nel ratto, utilizzando procedure operanti che semplificano il controllo dello stimolo e la presentazione dei dati, e migliorare notevolmente la velocità di raccolta dei dati e il throughput ^20,21. I metodi utilizzati per modellare e ratti treni sono descritte, così come i componenti del compito stesso e l'analisi dei dati risultanti. Abbiamo scoperto che, come le attività di cross-labirinto e scavo, queste operazioni automatiche sono sensibili alle interruzioni in prefrontalee circuiteria sottocorticale, nonché di una manipolazione neurodevelopmental che modella la schizofrenia ^20-23.

Protocollo

NOTA: Tutte le procedure descritte qui sono stati approvati dalla cura e l'uso degli animali Comitato Istituzionale (IACUC) presso il Collegio di Santa Maria del Maryland, o il Consiglio canadese Animal Care presso la University of British Columbia.

1. Gli animali

1. Utilizzare maschio adulto Sprague-Dawley o adulto ratti maschi lungo Evans.
   NOTA: Anche se le differenze di prestazioni tra i due ceppi non sono stati formalmente testati, ratti lungo Evans tendono ad acquisire una discriminazione segnale visivo (di seguito descritto) leggermente più veloce rispetto Sprague-Dawley (Floresco, osservazioni non pubblicate).
2. All'arrivo nella colonia, ratti adulti casa singolarmente o in gruppi, a seconda delle esigenze dell'esperimento e le limitazioni della struttura. Utilizzare solo alloggiamento per esperimenti in cui gli animali sono cibo-limitata, per fornire una migliore controllo del cibo. Consentire agli animali di acclimatarsi alla colonia (senza manipolazione o restrizione alimentare) per almeno 3 giorni dopoarrivo.
   NOTA: Un recente rapporto ha suggerito che il genere sperimentatore può influenzare negativamente le misure di dolore e di ansia comportamento ^24, risultati che possono estendersi ad altri comportamenti di stress-sensibili, tra cui cognizione. Attraverso i nostri studi, non abbiamo osservato differenze evidenti di prestazioni nei ratti addestrati da maschi vs femmine gestori, anche se non abbiamo formalmente valutato questo.
3. Maniglia animali al giorno per circa 3-5 minuti ciascuno, per almeno 3 giorni prima di iniziare il test comportamentali. Il primo giorno di trattamento, di ottenere un peso senza alimentazione per ciascun ratto. Il peso obiettivo per restrizione alimentare, se utilizzato, sarà 85-90% di questo peso libero. Nota questo peso target, ad esempio, in un quaderno di laboratorio o su scheda gabbia dell'animale. In alcuni casi, restrizione alimentare può non essere necessaria se il rinforzo usato è molto appetibile (ad esempio, latte zuccherato), anche se gli animali possono diventare saziato troppo rapidamente con l'uso di tali rinforzi.
4. On each dei giorni di trattamento, come la gestione di ogni animale è finito, posto a circa 10-20 pellets ricompensa all'interno della casa della gabbia dell'animale per ambientarsi ratti (che sono tipicamente neophobic) al rinforzo che verrà utilizzato nel compito (si veda la Sezione 2.1.3 sotto).
5. Nel corso dei tre giorni di trattamento, ridurre gradualmente l'assunzione di cibo giornaliera animali per portarli al loro peso di destinazione. Assicurati di indicare sulle schede gabbia o altra documentazione che gli animali ora sono su una dieta ristretta.
   NOTA: restrizione alimentare in particolare richiede l'approvazione del IACUC istituzionale o altro organismo di regolamentazione prima di qualsiasi procedura può iniziare. Le procedure riportate di seguito sono stati approvati dalle rispettive agenzie istituzionali degli autori; assicurarsi di consultare tutte le linee guida locali e / o nazionali competenti per i requisiti supplementari a singole istituzioni.
6. Pesare animali, almeno due volte a settimana per monitorare la salute e di garantire che gli animali non cadere sostanzialmente below il peso nominale. Assicurarsi che l'acqua è disponibile gratuitamente in ogni momento.

2. Apparecchiature e software

1. Utilizzare camere operante dotati (come minimo) due leve a scomparsa, due luci di stimolo, un houselight, e un dispenser di rinforzo per questi compiti.
   1. Posizionare le leve su entrambi i lati di una zona centrale di consegna rinforzo con uno stimolo trova sopra ogni leva.
   2. Assicurarsi che il houselight illumina l'intera camera senza interferenze con il rilevamento delle luci di stimolo, ad esempio, posizionare il houselight sulla parete opposta le leve e le luci di stimolo.
   3. Utilizzare cibo appetibile (ad esempio, pellet saccarosio ^20,21 o soluzioni di saccarosio ²⁵⁾ per il rinforzo. Ovunque è indicato per "rafforzare l'animale" sotto, consegnare un 45 mg di saccarosio pellet o una quantità stabilita di soluzione di saccarosio.
2. Presentazione dello stimolo di controllo, operati levaon, e la raccolta di dati tramite un'interfaccia con un computer. Contattaci per informazioni specifiche sui programmi di attività scritti con software MED-PC, un programma specificamente progettato per i test comportamentali e di raccolta dei dati degli autori.
   NOTA: Una caratteristica fondamentale dei programmi utilizzati per le prove comportamentale è la registrazione delle variabili chiave su una base di prova-by, compresa la posizione della luce cue, la leva selezionato dall'animale, se l'animale fatto una corretta, errata o nessuna risposta (omissis) e la latenza di fare una scelta. Questi dati sono essenziali per la valutazione di specifici tipi di errori durante diverse porzioni della sequenza scelta, come verrà descritto in seguito.
3. All'inizio del pre-formazione, assegnare ciascun animale una camera operante dove sarà testato ogni giorno per tutto l'esperimento. Animali test approssimativamente alla stessa ora del giorno per tutto l'esperimento.
4. Camere Clean operante regolarmente (almeno una volta alla settimana) con soap e acqua e / o una soluzione antimicrobica.

3. pretraining

NOTA: Una volta che gli animali hanno raggiunto il loro obiettivo di peso degli alimenti-ristretta, essi possono iniziare a plasmare nelle camere operante. Procedure preformazione in genere prendono circa 10-20 giorni, con notevole variabilità tra i topi. Vedi Figura 1C per una panoramica delle procedure.

1. Forma animali a spingere la leva.
   1. Animali del treno sotto un-rapporto fisso (FR) -1 programma di rinforzo, vale a dire, un rinforzo viene consegnato per ogni pressione della leva. Shaping può essere somministrato sia con entrambe le leve estese (una pressa su entrambi è rinforzata), oppure una leva alla volta (ad esempio, una leva al giorno) con ordine (sinistra / destra) controbilanciato tutti gli animali e / o condizioni sperimentali.
      1. Per modellare con entrambe le leve estese, continuare plasmare sessioni (una sessione di 30 minuti al giorno) fino a quando gli animali incontrano un criterio minimo di almeno 50-60 presse per sessione, per due giorni consecutivi. Questo richiede in genere circa 3-6 giorni.
      2. Per formare su ciascuna leva singolarmente, continuare sessioni sulla prima leva fino animali reagiscono almeno 50-60 volte sulla prima leva presentata. Sedute Linea successive dovrebbero usare la leva opposta fino a quando il ratto raggiunge nuovamente questo criterio. In genere, questo secondo criterio è rapidamente acquisito dopo i ratti hanno imparato a premere la prima leva.
         NOTA: Shaping su una leva alla volta richiederà più tempo (l'animale deve soddisfare criteri due volte, una per ogni leva), ma farà in modo che gli animali di ottenere l'esperienza di rispondere in e alternanza tra le due leve, una componente fondamentale delle attività descritte di seguito .
2. Dare animali sessioni di formazione leva a scomparsa per familiarizzare con l'estensione e la retrazione delle leve, e per garantire che i ratti stanno facendo relativamente poche omissioni (tipicamente <5) dal momento in cui procedere allaprincipali fasi di test del compito.
   1. In ogni prova, determinare quale leva per estendere. Estensioni leva alternativi in ​​un ordine pseudocasuale tale che ci sono 45 studi sinistra-leva e 45 prove destro leva, ma non più di due prove consecutive estendono stessa leva.
   2. Estendere la leva selezionata. Rafforzare l'animale per una pressa su questa leva entro 10 secondi, dopo di che la leva è retratto.
   3. Se l'animale non risponde entro 10 secondi, retrarre la leva e registrare una omissione.
   4. Iniziate le prove ogni 20 secondi per tutta la sessione.
      NOTA: Durante la formazione leva a scomparsa, pre-esposizione a luci stimolo (illuminazione di entrambe le luci di stimolo destro e sinistro su ciascuna estensione leva) può essere impiegato per ridurre la novità e salienza delle luci di pannello, e quindi aumentare la difficoltà del successivo set-shifting compito ^20. Utilizzando questa procedura notevolmente aumentare il numero di prove necessarie per ottenere il criterio PERFOrmance sulla discriminazione segnale visivo descritto di seguito, e gli animali può richiedere più giorni per imparare questa regola in queste condizioni.
   5. Continuare allenamenti leva a scomparsa (una 30-min sessione al giorno) per un numero fisso di giorni, o fino animali soddisfano un criterio minimo di cinque o meno omissioni per due giorni consecutivi. Questo richiede in genere circa 5-10 giorni.
      1. Per gli studi che utilizzano manipolazioni acute (ad esempio, test anti-droga), utilizzare un numero fisso di giorni (ad esempio, 5 giorni) per garantire che tutti i topi ricevono un'esposizione simile alle leve.
3. Valutare animali per la preferenza lato.
   1. Comportamento lato preferenza test subito dopo l'ultima sessione di allenamento leva a scomparsa (lo stesso giorno, vedi Figura 1C). Il compito preferenza lato consiste di sette studi, ognuno dei quali è composto da due a otto sotto-studi separati da un intervallo tra le prove 20 sec fisso (ITI).
   2. Suogni sotto-processo, estendere entrambe le leve nella camera per 10 secondi o fino a quando una risposta premere la leva è fatto. Non accendere le luci di stimolo in questa fase di formazione.
   3. Rafforzare una risposta su entrambi leva sul primo sub-prova di ogni prova, e registrare come la "risposta iniziale."
      1. Non rafforzare risposte alla stessa leva sulle successive sotto-studi all'interno dello stesso processo. Attendere fino a sei successive risposte sulla stessa leva con un processo, dopo che danno un sub-processo forzato. Un sub-trial forzata consiste di solo leva opposta sia estesa per 10 secondi o fino a quando una risposta viene effettuata.
   4. Dopo la prima risposta per ciascuna prova, rafforzare la prima risposta sulla leva opposta, e quindi porre fine a tale processo. Così, all'interno di ogni prova (contenente fino a otto sotto-prove), un animale deve rispondere almeno una volta su ogni leva.
   5. Definire lato preferenza di ogni animale come il lato su cui il majority delle risposte iniziali ha avuto luogo (almeno quattro delle sette prove).
   6. Tuttavia, se un animale risponde sproporzionatamente ad una leva tutta la sessione (definito come maggiori di un rapporto 2: 1), registrare quel lato come preferenza dell'animale.
   7. Iniziare il test il prossimo giorno consecutivo dopo il test preferenza lato.
      NOTA: Nelle nostre esperienze, la maggior parte degli animali non mostrano una forte preferenza lato. Per quelli che lo fanno, richiedendo loro di premere la leva di fronte la loro polarizzazione durante l'allenamento discriminazione risposta assicura che stanno imparando le specifiche contingenze risposta-ricompensa associati a tale leva, piuttosto che limitarsi a rispondere su una leva preferito.

4. Testing

NOTA: Gli animali possono essere testati in una delle tre sequenze, ognuna delle quali prevede due compiti diversi. Strategia spostamento viene valutata utilizzando (1) Set-passaggio da Cue a risposta e / o (2) Set-passaggio da Response to Cue; rapprendimento eversal viene valutata utilizzando (3) Storno Response. (Una quarta sequenza possibile, Rovescio della Cue, non è raccomandato per le ragioni discusse qui di seguito.)

1. Informazioni generali sulle attività e sequenze.
   1. Condurre ogni sequenza in giorni consecutivi. Ogni sequenza vorranno almeno due giorni (apprendimento discriminazione iniziale e quindi spostare o inversione).
   2. Utilizzare un massimo compreso tra 150 e 200 prove in una singola operazione, a seconda della natura dell'esperimento. (Si noti che l'utilizzo di un numero maggiore di prove necessariamente aumentare il tempo totale della sessione di 60 min o superiore, che può essere un fattore da considerare per le prove farmacologiche utilizzando composti con durate più brevi di azione.)
   3. Per ogni sequenza, animali da laboratorio in un compito ("Set"), seguito da un secondo compito ("Shift" o "inversione"). Animali di prova per un massimo di 3 giorni (cioè 450-600 prove) su ogni attività, per un massimo di 6 giorni totali.
      1. Rimuovereanimali che non raggiungono criterio entro 3 giorni sul primo compito ("Set") dall'esperimento.
      2. Per gli animali che non raggiungono criterio entro 3 giorni sul secondo compito ("Shift" o "inversione"), assegnare un punteggio massimo per le prove a criterio che rappresenta il numero di prove con esperienza (cioè, 450 prove per 3 giorni di 150 prove ciascuno).
      3. Se i parametri di attività sono stati modificati in modo che gli animali di controllo possono ottenere prestazioni criterio in un solo giorno, quindi modificare l'attività in modo che tutti i ratti sono date solo una sessione di test, e dare a coloro che non raggiungono il criterio entro il numero assegnato di prove i punteggio massimo (150-200 prove, a seconda di come l'operazione è stato configurato).
      4. Durante l'operazione di spostamento o inversione, hanno gli animali o avviare una sessione di dover eseguire la nuova regola immediatamente, o dare loro 20 prove "Promemoria" in cui esercita l'attivitàusando la regola appreso durante la prima fase di formazione, e poi la regola cambia durante la sessione ^22.
         NOTA: Quest'ultima procedura è particolarmente utile per gli esperimenti che valutano i potenziali composti pro-cognitive che possono migliorare la flessibilità, in quanto può essere utilizzato per chiarire se la migliore prestazione durante un turno / inversione è dovuta in particolare a una maggiore flessibilità o alterato il recupero della regola precedente che può facilitare l'apprendimento di una nuova durante il turno.
2. Set-shifting: Cue Task di risposta Task.
   1. Inizia test animali sul compito Cue (vedere Figura 1A), che rafforza gli animali per la risposta sulla leva sotto la luce dello stimolo luminoso (cue). Il compito Cue è il compito "Set" in questa sequenza.
      1. Iniziare ogni prova con due leve retratti.
      2. Illuminare sia la luce giusto stimolo per 3 secondi di sinistra o; quindi estendere entrambe le leve nella camera per 10sec o finché non si verifica una risposta.
      3. Rafforzare solo una risposta corretta sulla leva segnalato. Su una risposta su entrambi leva, retrarre le leve.
      4. Iniziate le prove ogni 20 secondi per tutta la sessione. Pseudorandomly determinare l'ordine di sperimentazioni tale che non più di due prove consecutive si verificano con la stessa luce stimolo (destra o sinistra) illuminata.
      5. Continuare gli studi fino a che un animale ha raggiunto il criterio (completato 10 risposte corrette consecutivi) e ha completato un minimo di 30 prove, o fino a 150-200 prove vengono completate senza raggiungere il criterio.
      6. Se il criterio non viene raggiunto il primo giorno, testare l'animale sul compito Cue nuovo il secondo giorno, ma rimuovere la richiesta per completare un minimo di 30 prove. Se il criterio non viene raggiunto il secondo giorno, testare l'animale il terzo giorno dopo la stessa procedura.
   2. Il giorno successivo dopo aver raggiunto il criterio sul compito Cue, spostare gli animali al compito di risposta (vedi Figura 1B), che rafforza gli animali per la risposta sulla leva di fronte la loro preferenza lato, a prescindere dalla luce stimoli (Cue) illuminazione. Il compito di risposta è il compito "Shift" in questa sequenza.
      1. Iniziare ogni prova con due leve retratti.
      2. Illuminare sia la luce giusto stimolo per 3 secondi di sinistra o; quindi estendere entrambe le leve nella camera per 10 secondi o finché non si verifica una risposta. (Si noti che la posizione della luce stimolo è irrilevante per questo compito.)
      3. Rafforzare solo una risposta sulla leva posizione corretta (a sinistra oa destra, di fronte lato preferenza dell'animale). Su una risposta su entrambi leva, retrarre le leve.
      4. Iniziate le prove ogni 20 secondi per tutta la sessione. Pseudorandomly determinare l'ordine di sperimentazioni tale che non più di due prove consecutive si verificano con la stessa luce stimolo (destra o sinistra) illuminata.
      5. Continuare gli studi fino a che un animale ha raggiuntoil criterio (completato 10 risposte corrette consecutive) o fino a 150 prove sono stati completati senza raggiungere il criterio.
      6. Se il criterio non viene raggiunto il primo giorno, testare l'animale sul compito Response nuovo il secondo giorno. Se il criterio non viene raggiunto il secondo giorno, testare l'animale il terzo giorno dopo la stessa procedura.

. Figura 1: Attività discriminazione utilizzate nella sequenza Set-Shifting Questa figura mostra i compiti eseguita nella sequenza Cue-to-risposta; Notare che i compiti sono gli stessi, al solo scopo di fronte, nella sequenza Response to Cue. (A) Durante visual-cue apprendimento discriminazione, gli animali sono rinforzati una risposta sulla leva sotto la luce stimolo illuminata. (B) Durante la risposta di apprendimento discriminazione, unimals sono rinforzati per rispondere su una leva (a destra oa sinistra), indipendentemente dalla posizione della luce stimolo. (C) Diagramma raffigurante sequenza delle fasi di formazione di una strategia tipica spostamento esperimento, dal pretraining al collaudo. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

3. Set-shifting: Risposta a Cue.
   NOTA: Questa sequenza è quella che conviene particolarmente l'aggiunta della luce visibile-cue condizione pre-esposizione a pretraining ^20,21 (vedi punto 3.2.4). Precedenti studi hanno dimostrato che la pre-esposizione ratti alle luci durante l'allenamento leva a scomparsa rende il passaggio di risposta-to-cue più difficile e dipende dalla corteccia prefrontale mediale. Al contrario, inattivazioni prefrontali non nuoce questo tipo di cambiamento se queste procedure pretraining non sono impiegati ^20.
   1. iniziare il test animali sul compito Response, che rafforza gli animali per la risposta sulla leva di fronte la loro preferenza lato, a prescindere dalla luce stimoli (Cue) illuminazione. Il compito di risposta è il compito "Set" in questa sequenza.
      1. Procedere con il test come descritto nel passaggio 4.2.2 (compito Response) di cui sopra.
      2. Avere animali completare un minimo di 30 prove su questo compito, dal momento che è il compito "Set".
   2. Il giorno successivo dopo aver raggiunto il criterio sul compito di risposta, spostare gli animali al compito Cue, che rafforza gli animali per la risposta sulla leva sotto la luce dello stimolo luminoso (cue). Il compito Cue è il compito "Shift" in questa sequenza.
      1. Procedere con il test come descritto nel passaggio 4.2.1 (compito Cue) di cui sopra. Il minimo di 30 prove completate, non è necessaria quando questa attività è il compito "Shift".
4. Storno di risposta.
   1. Begin animalitest sul compito Response, che rafforza gli animali per la risposta sulla leva di fronte la loro preferenza lato, a prescindere luce stimoli (Cue) illuminazione. Il compito di risposta è il compito "Set" in questa sequenza.
      1. Procedere con il test descritto nella Fase 4.2.2 (compito Response) di cui sopra.
      2. Avere animali completare un minimo di 30 prove su questo compito, dal momento che è il compito "Set".
   2. Il giorno successivo dopo aver raggiunto il criterio sul compito Response, animali di prova su un rovesciamento del compito Response, che rinforza animali per rispondere sulla leva opposta al primo compito, cioè, la leva corrispondente al loro preferenza laterale originale. Questo nuovo compito Response è il compito "Reversal" in questa sequenza.
      1. Procedere con il test come descritto nel precedente punto 4.2.2, con l'eccezione che la posizione della leva di rinforzo è ora uguale a originale preferenza lato dell'animale.

5. Misure comportamentali

1. Registrare le prove al criterio sia sul "Set" compito e il compito "Shift". Prove per il criterio è la principale misura di precisione, definito come il numero di prove necessarie per completare 10 prove consecutive, comprese le 10 prove. Si noti che il numero di omissioni dovrebbe essere preso in considerazione da questa misura (ad esempio, se un topo richiede 100 prove per ottenere il criterio e fa 10 omissioni, le prove effettive criterio è 90).
2. Conte stato raggiunto il numero di errori prima criterio sia sul "Set" compito e il task "Shift". Errori di Criterion è una misura complementare di precisione che possono essere più sensibili di prove al criterio e non è influenzata da un aumento dei tassi di omissione.
3. Per i tipi di errore di spostamento, analizzare ulteriormente i tipi di errori al compito "Shift" di una sequenza di set-shifting.
   1. Contare un errore"Perseverative / tipo regressivo" quando un animale risponde in modo errato al compito "Shift", secondo la regola che era corretta su "Set" compito del giorno precedente. Quindi, utilizzare le seguenti linee guida per dividere gli errori di questo tipo in perseverative e regressiva, rispettivamente.
      1. Dividere la sessione "Shift" in blocchi di 16 prove completate consecutivi (non includono prove omessi). All'interno di ogni blocco, identificare quali errori fornisca la definizione di questo tipo, cioè, il ratto effettuato una risposta non corretta corrispondente al "Set" regola compito. Ci sarà un massimo di 8 possibili errori di questo tipo in ogni blocco di 16 studi.
      2. Score errori come perseverative identificato fino a meno di sei di loro sono realizzati all'interno di un blocco.
      3. A partire dal blocco successivo e continuando fino alla fine del compito, segnare errori di questo tipo regressiva.
      4. Se l'animale è stato testato nel "Shift "task su più di un giorno, continuano gli errori di punteggio, come se i blocchi fossero contigui.
   2. Contare un errore come "non-rinforzato" quando un animale risponde in modo errato al compito "Shift", con una risposta che non era corretta sia sul o del compito "Set" "Shift".
4. Per i tipi di errore di inversione, analizzare ulteriormente i tipi di errori al compito "inversione" di una sequenza di apprendimento un'inversione. Gli errori di inversione sono ripartiti lungo due dimensioni: (1) in perseverative e gli errori regressive, e (2) in direzione-distrattore e lontano da distrattore errori.
   1. Dividere errori totali nella perseverative e regressiva.
      1. Dividere la sessione "Reversal" in blocchi di 16 studi completati consecutivi. Contare le errori in ciascun blocco (massimo 16 errori è possibile).
      2. Punteggio errori come perseverative fino meno di 10 di loro sono fatti all'interno di un blocco.
      3. A partire dal blocco successivo e continuando fino alla fine del compito, segnare gli errori come regressiva.
      4. Se l'animale è stato testato nel compito "inversione" a più di un giorno, continuare errori scoring come se fossero i blocchi contigui.
   2. Dividere errori totali nella direzione-distrattore (light stimolo era illuminata sopra la leva premuta errata) e lontano da distrattore (light stimolo era illuminata sopra la leva non pressata corretto).
5. Annotare il numero di prove omesso di fornire una misura generale del livello di motivazione dell'animale.
   1. Esaminare i punteggi omissione dopo ogni sessione di test al giorno per escludere il malfunzionamento delle apparecchiature, che può essere indicato da punteggi alti omissione.
   2. In assenza di malfunzionamento, escludere i dati omissione da animali con numero anormalmente elevato di omissioni (di solito, ≥3 deviazioni standard sopra la media) su entrambi i compiti.
6. Latenze di risposta record misurando il tempo trascorso tra l'estensione della leva e una risposta. Latenze forniscono una misura approssimativa della funzione motoria e / o la velocità di elaborazione.

Risultati

Acuta, inattivazione reversibile della corteccia prefrontale può essere realizzata mediante infusione di anestetico locale cloridrato bupivacaina (0,75%, 0,5 ml) nella regione prelimbic tramite impiantato chirurgicamente infusione cannula ²⁰ di circa 10 minuti prima del test. Inoltre, gli effetti di inattivazione durante sia il primo compito («Set») o il secondo compito ("Shift" o "inversione") possono essere valutati per studiare i possibili effetti generali sull'apprendimento. Figura 2 illustra i risultati di tali inattivazioni sugli animali eseguire la sequenza di strategia-shifting Cue-to-Response. Inattivazione prefrontale il primo giorno, il / "Set" compito Cue, non ha compromesso le prestazioni (Figura 2A), suggerendo che la corteccia prefrontale mediale, non è necessario per l'apprendimento discriminazione iniziale. Tuttavia, l'inattivazione prefrontale il secondo giorno, la risposta / compito "Shift", signifprestazioni cativamente compromessa dal fatto che gli animali richiesto un sostanziale maggior numero di prove per raggiungere prestazioni criterio (Figura 2B). Quando la corteccia prefrontale è stato inattivato, animali fatti più errori perseverative-come che gli errori non-armati su impostazione Maiusc (Figura 2C). Questi risultati replicano dati precedenti per quanto riguarda l'importanza della corteccia prefrontale mediale per la strategia spostamento e, in particolare, nel sopprimere una strategia precedentemente appreso ^13,20.

Al contrario, gli animali addestrati nel Storno sequenza di risposta non hanno mostrato questa dipendenza prefrontale. Animali ricevono inattivazione della corteccia prefrontale del giorno "Reversal" non differivano da animali saline infuso su entrambi discriminazione iniziale risposta (Figura 3A) o l'inversione successiva (Figura 3B) ²⁰ .Questi risultati sono in linea con le precedenti mostrando ricerca che the corteccia orbitofrontale, non la corteccia prefrontale mediale, regola l'inversione di apprendimento su una varietà di compiti ^12,19,26, tra cui un compito operante simile a quello qui descritto ^27.

Figura 2. L'inattivazione del Shifting corteccia prefrontale strategia Impairs. A, Trials al criterio il compito iniziale di discriminazione Cue ("Set") di ratti trattati con infusioni di soluzione salina o bupivacaina (Bupi) nella corteccia prefrontale mediale il giorno set. Inattivazione prefrontale avuto alcun effetto sulla iniziale di acquisizione. B, Prove di criterio il passaggio al compito di risposta ("Shift") dopo infusioni prefrontale mediale di soluzione salina o bupivacaina il giorno turno. L'inattivazione della corteccia prefrontale compromessa il passaggio strategia per l'attività di risposta.C, Tipi di errori commessi dagli animali del giorno spostamento. Inattivazione prefrontale prima dell'attività shift (gruppo "sal-bupi") ha portato ad un aumento degli errori perseverative-like. *, P <.05 vs salina-salino. Questa cifra è stata modificata da Floresco et al. ²⁰ , cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 3. L'inattivazione della corteccia prefrontale Foglie Reversal Imparare intatta. A, Trials al criterio durante l'allenamento discriminazione risposta iniziale dai topi che poi ricevere infusioni di soluzione salina o bupivacaina (Bupi) nella corteccia prefrontale mediale prima formazione di inversione. Non sono state osservate differenze. B, Prove secondo criterio durante l'inversione della discriminazione risposta, dopo infusioni prefrontali mediali di soluzione salina o bupivacaina. Inattivazione prefrontale non ha compromesso l'apprendimento di inversione. Questa cifra è stata modificata da Floresco et al. ²⁰

I dati presentati in Figura 4 fornisce un esempio di come richiedere ratti effettuare prove "Promemoria" utilizzando la vecchia regola prima di un cambiamento di strategia può aiutare nell'interpretazione dei dati. In questo studio (Enomotor e Floresco, osservazioni non pubblicate), i ratti sono stati abbinati per prestazioni su acquisizione di una regola di segnale visivo al giorno 1 (Figura 4A). Il giorno 2, i ratti hanno ricevuto veicolo o 0,2 mg / kg aloperidolo. All'inizio della sessione di test Day 2, sono stati dati 20 studi in cui sono stati tenuti a rispondere utilizzando la regola segnale visivo acquisito al Day 1, dopo che la regola inserita metà sessione a una discriminazione risposta. Come mostrato in figura 4B, questo trattamento alterata recupero della regola segnale visivo nel corso dei primi 20 studi promemoria della sessione. Successivamente, i ratti trattati con aloperidolo richiesto un minor numero di prove per raggiungere il criterio (Figura 4C) e hanno fatto meno errori perseverative (Figura 4D) il turno di strategia. Si noti che se non avessimo usato le prove promemoria prima del turno, questi dati possono essere stati interpretati come un miglioramento nel set spostamento da aloperidolo. Tuttavia, la perdita di valore durante la fase di recupero regola suggerisce che questi effetti sono meglio compresi come memoria compromessa per la regola precedentemente acquisita, che può aver portato a meno conflitto risposta quando i ratti sono stati tenuti a imparare una regola nuova e quindi più veloce spostamento.

Figura 4. deteriorate Regola Recupero e agevolato Set-shifting indotta da Haloperidol trattamento. A, Trials al criterio di discriminazione segnale visivo da ratti che erano a ricevere veicolo (soluzione fisiologica) o la dopamina D2 antagonista aloperidolo (0,2 mg / kg) prima della strategia spostando sequenza il giorno successivo. Animali in entrambi i gruppi hanno mostrato prestazioni pre-droga comparabile. B, All'inizio del test il giorno 2, ratti ricevuto 20 prove di sollecito in cui sono stati tenuti a continuare a rispondere utilizzando la regola segnale visivo dal giorno 1. Il trattamento con aloperidolo diminuito significativamente la precisione nel corso di questi promemoria prove. C, dopo le 20 prove di promemoria, la regola spostata metà sessione a una discriminazione risposta. Aloperidolo ratti trattati necessarie meno prove per ottenere il criterio durante il turno. D. trattamento Aloperidolo anche ridotto gli errori perseverative. Anche se questi dati potrebbero suggerire miglioramento delle prestazioni, la riduzione di valore in regola visualizzazione recupero in B indica che l'apparente "rafforzata shifting strategia" è più probabile attribuibile alla ridotta interferenza dalla regola precedentemente acquisito. Enomoto e Floresco, osservazioni non pubblicate. *, p <.05 vs. veicolo.

Il neonatale ventrale lesione ippocampale (NVHL) manipolazione è stato utilizzato per modellare alcuni aspetti della schizofrenia nei ratti ^28, in particolare i disturbi cognitivi ^29,30. Brevemente, una lesione eccitotossico viene somministrato per l'ippocampo di 7 giorni ratti, e la verifica viene effettuata in adulti (60+ giorni postnatale). . Questo modelli la traiettoria di sviluppo ipotizzato di schizofrenia ²⁸ La Figura 5 illustra ratti prestazioni di NVHL e di controllo della versione pre-esposto del Set-Shifting: Risposta a Cue sequenza ratti NVHL sono impareggiabili anche a imparare la prima regola (Response / "Set. ", Figura 5A), ma sono drammaticamente alterata a trasferire alla nuova regola (avanzamento / "Shift"), come dimostra l'aumento del numero di prove necessarie per raggiungere criterio (Figura 5B). Inoltre, questo deficit è dovuto principalmente ad un aumento degli errori perseverative, come mostrato in Figura 5C, suggerendo anomalie prefrontali ^20,21. Questi risultati confermano precedenti risultati della strategia alterata spostando negli animali NVHL utilizzando l'attività di cross-labirinto ^29.

Simile ai dati provenienti da animali prefrontally-inattivati ​​sopra indicati, gli animali NVHL non hanno perso di valore in inversione di apprendimento (Figura 6A, B), anche se erano più lenti a rispondere (Figura 6C, D). Questo risultato negativo implica che la strategia osservata spostando i deficit non sono attribuibili ad un semplice incapacità di passare da stimoli ^21.

ES.jpg "/>
Figura 5. deteriorate Set-Shifting nel Modello NVHL di schizofrenia. Performance della versione pre-esposizione dei set-shifting sequenza (Risposta a Cue) in NVHL e sham controllo degli animali. A, gli animali sono stati NVHL inalterata sulla risposta ("Set") compito. B, tuttavia, gli animali NVHL necessarie molte più prove di falsità per raggiungere criterio della Cue visiva ("Shift") compito. C, errori il giorno "Shift". Animali NVHL reso più errori perseverative di animali finti, ma non differiscono su errori regressive o mai-rinforzati. *, P <.05 vs sham. Questa cifra è stata modificata da Placek et al. ²¹

Figura 6. La mancanza di NVHL Impairment on Learning Storno. A, B, NVHL e animali sham non differiva nella loro capacità di acquisire sia il compito di apprendimento di risposta iniziale ("Set"), o l'inversione di risposta. C, D, animali NVHL erano più lento di fodere per rispondere sia sul "Set" e le attività «annullamento». Questa cifra è stata modificata da Placek et al. ²¹

Infine, test pilota ha indicato che gli animali sono praticamente in grado di imparare una inversione del compito Cue, cioè, a premere la leva di fronte alla luce stimoli illuminata. Cinque dei sei animali testati completato 450 trials di inversione (3 giorni) senza raggiungere il criterio, e il sesto degli animali tenuti 418 trials (Brady, osservazioni non pubblicate, i dati non riportati). Questo è probabilmente perché le luci di stimolo sono spunti molto salienti e interessanti che lo rendono molto difficile per i ratti di dirigere rispondere lontano da loro. Così, questa sequenza di test non è recommended.

Discussione

Lo sviluppo di attività comportamentali per misurare ordine superiore costrutti cognitivi nei roditori è essenziale per far progredire la conoscenza della neurobiologia della cognizione. Con compiti ben costruiti e validati, roditori possono essere valutati in compiti di complessità paragonabile solo a quello dei primati o anche gli esseri umani. Qui abbiamo mostrato come due aspetti della funzione esecutiva, la strategia di spostamento e di apprendimento di inversione, possono essere studiati in roditori utilizzando tecniche operanti automatizzate. Utilizzando queste operazioni automatizzate, abbiamo replicato i risultati precedenti in cross-labirinto e le attività di scavo per quanto riguarda i substrati neurali del set-shifting e l'inversione di apprendimento ^{11,13,18-21,27,29,} suggerendo che i compiti operanti sono valutazioni validi di questi costruisce.

Queste operazioni automatiche hanno una serie di benefici e vantaggi oltre i compiti non automatizzato cross-labirinto esistenti e scavo. Più convincente è il tasso superiore di raccolta dei dati in versione automatizzata operante. Ognidi formazione o di test il giorno di dura solo 30-60 minuti, ed è completamente controllato dal computer che richiede controllo minimo dallo sperimentatore. Inoltre, molti animali possono essere testati contemporaneamente con una configurazione operante multicamera. Ogni serie compito, da plasmare al collaudo finale, può essere completato in circa 2-3 settimane. Un altro importante vantaggio delle operazioni automatiche è il controllo preciso della presentazione dello stimolo, minimizzando la possibilità di errore sperimentatore. Ad esempio, l'ordine di presentazione di posizione cue ciascuna prova viene randomizzato e controllato da computer, anziché da uno sperimentatore consultazione manualmente una prova-by-list processo. La tempistica tra la prova è misurata con precisione e coerenza, e non si confonde con il tempo che ci vuole uno sperimentatore per, ad esempio, rimuovere un topo dalla croce-labirinto o riorganizzare i contenitori di scavo. Consegna rinforzo è automatica e non è soggetta a sperimentatore errore (ad esempio, dimenticando di esca ilcorretta braccio trasversale labirinto). La raccolta dei dati è altrettanto migliorata, con registrazione automatica di modelli di risposta, tra cui la misurazione di latenze di risposta esatta. In assenza di altre anomalie motore, variazioni latenze di risposta possono essere usate per dedurre prove di velocità di elaborazione alterato e / o per valutare il livello di complessità cognitiva di un compito ^21,22.

Le attività automatizzate mantengono anche uno importante vantaggio delle attività cross-labirinto: la capacità di condurre un'analisi dettagliata dei tipi di errori il giorno turno o di inversione. Distinguere tra errori di set-shifting che replicano il giorno precedente strategia (perseverative o errori regressive) e gli errori che rappresentano precedenza strategie non sperimentate (errori mai-rinforzati) può aiutare a caratterizzare deficit specifici in termini di flessibilità comportamentale. In particolare, gli errori che si verificano perseverative presto test riflettono l'incapacità di un animale di abbandonare il precedente strategy, mentre più tardi, si verificano errori regressive riflette l'incapacità di un animale a mantenere la nuova strategia volta perseverazione ha cessato ^20. Errori Mai-rinforzati possono indicare un fallimento per acquisire la nuova strategia, o l'incapacità di rispondere in modo sistematico secondo una regola ^20. Risultati precedenti ^16,17,20 dimostrano basi neuroanatomiche scindibili di questi tipi di errori sono anche preziosi per interpretare i risultati di queste attività.

Sono stati sviluppati e ottimizzati per l'uso con i ratti nostre procedure. Detto questo, gli altri gruppi hanno usato procedure simili per testare set-shifting capacità nei topi ^31. Tuttavia, alcune modifiche devono essere impiegati con i topi per ospitare per differenze di specie. Questi includono la presentazione più della luce segnale visivo prima estensione della leva, la formazione su più giorni con 30 prove / giorno e l'incorporazione di una punizione time-out dopo le scelte errate. Although queste modifiche rendono questo test meno suscettibili per l'uso con le sfide farmacologici, potrebbe rivelarsi utile per valutare la flessibilità cognitiva in topi geneticamente modificati (anche se non è chiaro se tali modifiche potrebbero preservare la sensibilità corteccia frontale del compito).

Naturalmente, ci sono anche dei limiti a questi compiti. Alcune di queste limitazioni derivano dalla natura automatizzata del compito, mentre altri sono legati ai parametri del compito stesso. Con riferimento a quest'ultima, il compito set-shifting qui descritto (così come la cross-maze set-shifting compito ²⁶⁾ utilizzano un insieme limitato di stimoli e risposte. Diversamente l'attività di scavo, in cui nuovi esemplari (ad esempio, profumi sconosciuti o supporti di scavo) possono essere usati per costruire nuovi set di attenzione in ogni fase ^11,19, il compito set-shifting operante richiede necessariamente scegliere tra due stimoli che sono familiari al animali - il vs. sinistraluce spunto giusto, o contro la posizione destra a sinistra. Ciò significa che le operanti e cross-maze set-shifting compiti implicano conflitto risposta così come la strategia spostamento, anche se il concetto di spostare una strategia ad una nuova dimensione stimoli precedentemente irrilevante, è conservato ^20,23. In una nota correlata, il set-shifting e inversione di attività operanti come descritto qui non consentono per una dimensione terza stimolo, come nel compito di scavo che può includere mezzi di scavo, odore, consistenza e ^11,19. Tuttavia, noi non consideriamo un errore fatale, come il compito set-shifting operante richiede ancora l'animale per sopprimere la strategia di discriminazione in precedenza rilevanti e assistere ad una dimensione di stimolo precedentemente ignorati. Inoltre, sembra plausibile che modifiche ai parametri delle apparecchiature e delle attività potrebbero sostenere l'aggiunta di una terza dimensione stimolo, quali segnali uditivi o odore, anche queste aggiunte avrebbero probabilmente rendere l'apprendimento più difficile e meno amenibile per un solo giorno prove farmacologiche.

Infine, una potenziale limitazione di qualsiasi attività basata operante-è la perdita di informazioni dirette sul comportamento rat - cioè, lo sperimentatore non è più guardando ratto. Riteniamo che i vantaggi in obiettività e di raccolta dei dati la velocità conferiti dalla automazione più che compensare questa perdita, e telecamere montate nelle camere operante sono un modo relativamente facile per ripristinare l'accesso visivo individuale se lo si desidera.

Ci sono una serie di passi che possono essere adottate per massimizzare il successo con queste attività operanti. In primo luogo, l'importanza di gestire gli animali prima formazione inizia non può essere sopravvalutata; come con qualsiasi compito comportamentale, animali ben trattati, sono più facili da lavorare, sono meno stressati, e tendono a produrre dati meno variabili. In secondo luogo, alcuni test pilota può essere necessario determinare il momento migliore della giornata per condurre test; ci prova durante il ciclo di luce, e scopriamo che performance è ottimale quando gli animali sono testati verso la fine di questo ciclo (ad esempio, circa 4:00 per un ciclo di luce termina alle 7:00). In terzo luogo, occorre prestare attenzione per confermare che la prestazione stabile è stabilito in ogni fase pretraining prima che un animale è avanzata al punto successivo. Ad esempio, prestazioni costanti e robusto in fase di formazione leva a scomparsa è un eccellente predittore della performance abile sul "set" compito di discriminazione. Per quanto riguarda le apparecchiature, anche se tutti i passaggi sono automatizzati, resta necessario l'intervento sperimentatore di confermare che tutti i componenti siano in ordine. Ad esempio, un controllo apparecchiatura deve essere eseguito ogni giorno (o più di una volta al giorno, se gran numero di animali sono in fase di test), per garantire che tutte le luci, le leve, e sistemi di consegna ricompensa sono operativi. In particolare, malfunzionamenti nei sistemi di consegna di ricompensa (in particolare distributori di pellet) possono influire drasticamente le prestazioni. Un numero insolitamente elevato di omissioni suun dato giorno può indicare un problema con attrezzature consegna ricompensa, e, quindi, l'uscita dei dati deve essere controllato ogni giorno da uno sperimentatore familiarità con il compito e livelli di performance attesi. In assenza di un malfunzionamento attrezzature, un elevato numero di omissioni può indicare altri problemi con motivazione o animale. Se un animale è in buona salute, restrizione alimentare può essere aumentata a prendere l'animale al 80-85% del peso senza alimentazione per un breve periodo fino a quando le prestazioni recupera.

Questi compiti-spostamento e inversione possono essere utilizzati in una varietà di paradigmi sperimentali. Per esempio, gli effetti di manipolazioni come lesioni, trattamenti di sviluppo, manipolazioni dietetiche, trattamento farmacologico a lungo termine, o modifiche genetiche possono essere studiate. Mentre l'effetto di un trattamento alla fase di spostamento o inversione può essere di interesse primario, notare che poiché tali trattamenti cronici o permanenti devono necessariamente essere somministrati prima training inizia, effetti su più fasi di prestazioni (in particolare sulla discriminazione iniziale o "set") devono essere esaminati ^21. L'uso di manipolazioni acute, come i trattamenti farmacologici o inattivazioni neuroanatomici temporanei, sono particolarmente adatti a questi compiti. In tali casi, l'aggiunta di un terzo gruppo (come illustrato in figura 2) è utile; Così, il gruppo sperimentale primaria riceve la manipolazione di interesse sulla giorno spostamento o inversione, mentre un gruppo di controllo riceve la manipolazione del giorno di discriminazione iniziale o "set" per verificare ampi effetti su apprendimento, ed un secondo gruppo di controllo riceve senza manipolazioni (o trattamenti sham) su entrambi i giorni ^20,22. Si noti che, per tali studi di manipolazione acuti, è consigliabile abbinare ratti per le prestazioni durante l'apprendimento del set iniziale e destinarli al gruppo sperimentale e (secondo) gruppo di controllo di conseguenza. Questo minimizes la possibilità che le differenze di trattamento-indotte nelle prestazioni possono essere confusi da variazioni individuali in modo facilmente ratti imparano a discriminare tra stimoli. Inoltre, se un esperimento richiede test di molteplici coorti settimane o mesi, ciascuna coorte dovrebbe comprendere animali di tutti i gruppi sperimentali. Per esempio, uno studio testare gli effetti di manipolazioni farmacologiche acute durante un turno può richiedere 48 ratti in totale e 3 gruppi sperimentali, testati in tre coorti di 16 animali ciascuno. In questo caso, ogni coorte dovrebbe contenere 5-6 ratti di ciascun gruppo sperimentale. Idealmente, le analisi statistiche dovrebbero includere un fattore che conferma non vi erano differenze di prestazioni attraverso ciascuna coorte di topi. Infine, questi compiti operante può essere particolarmente utile per applicare tecniche di registrazione in vivo, compresi microdialisi, voltammetria e elettrofisiologia, a causa di componenti quali l'ambiente controllato, sincronizzazione precisa dello stimolo presentaziion e le risposte, e movimenti limitati degli animali che non sono disponibili o pratico nel cross-labirinto o attività di scavo.

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Behavioral Chamber Package with Retractable Levers	Med Associates, Inc.	MED-008-B2	Required components include two retractable levers, two stimulus lights, houselight, and reinforcement delivery system
MED-PC software	Med Associates, Inc.	SOF-735
MPC2XL software	Med Associates, Inc.	SOF-731	Data transfer utility for importing raw data into Excel format
Dustless precision pellets, 45 mg, sugar	Bio-Serv	F0042