이 작품은 TAP에게 수여 보건 부여의 국립 연구소 (R15MH098246)에 의해 지원되었다.

이 절차는 동물의 사용을 요구한다; 이러한 절차는 오벌린 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 실험 동물 (46)의 관리 및 사용을위한 설명서에 따라 아르되었다. 1 5CSRTT기구 <ol><li> 5CSRTT 장치의 개략도는도 1에 제공된다. <ol><li> 5CSRTT 장치는이 플렉시 측벽 및 스테인레스 그리드 바닥 조건화 실 (30.5 X 61.1 X 29.2 cm)로 구성된다. </li><li> 알루미늄 전면 벽은 둥근 오 코 구멍이 구멍 (2.5 X 2.2 X 2.2 cm 각)를 포함한다; 각 개구는 발광 다이오드 (LED)와 쥐 &#39;노즈의 삽입을 검출 할 수있는 적외선 센서가 장착된다. </li><li> 알루미늄 방벽은 음식 잡지를 포함; 이 펠릿 디스펜서에 접속되고, 적외선 센서 및 작은 장착되어 incandescent 빛. </li><li> 전체 챔버를 조명 할 백열 집 광은, 다시 벽의 상단에 부착된다. </li></ol></li><li> 이 통풍이 내 집 5CSRTT 장치 감쇠 조건화 챔버 소리. </li><li> 조건화 챔버를 제어하고 데이터를 수집하는 컴퓨터 PC를 사용한다. </li></ol> 2 동물 주택 및 준비 <ol><li> 절차는 실험 동물의 사용을 요구한다; 어떤 실험을 시작하기 전에 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 승인을 얻을 수 있습니다. </li><li> 쌍에서 주택의 쥐. <ol><li> 22 ± 1 ℃의 일정한 온도로 한 방에 (오전 7:00에 점등) 14시 10분 / 암주기에 쥐를 유지 </li><li> 쥐에게 집 새장에 물 반면에 무료로 액세스를 허용하지만, 음식을 제한 할 수 있습니다. </li><li> 음식 잡지 훈련의 시작 2-5일 전에 그들의 자유 먹이 체중 85 ~ 90 %로 쥐를 제한하고5CSRTT 교육 및 테스트를 통해. 매일 훈련 후 쥐를 공급하고 그들이 (~ 5g / 주) 무게를 얻고 있는지 확인하기 위해 매일을 무게. </li></ol></li></ol> 3 5CSRTT 절차 <ol><li> 일반 5CSRTT 교육의 고려 사항 <ol><li> 하루의 시간 표준 주 5 일의 최소 기차 래트; 교육은 많은 단계를 (표 1 참조)를 통해 발생하고 몇 주 소요됩니다. </li><li> 같은 조작 적 챔버에서 기차와 시험 쥐 (섹션에게 아래 3.2-3.5 참조) 쥐 &#39;환경에서 작은 편차들은 성능에 영향을 미칠 수있다. </li><li> 각 세션 청소 (수의사와 협의 후 또는 다른 소독제) 살균제 차아 염소산 나트륨을 함유하는 물 챔버의 모든 표면의 끝에서. </li></ol></li><li> 매거진 교육 <ol><li> 첫 번째 세션에 앞서 자신의 홈 케이지에 쥐 설탕 알갱이 (45 mg)을 소개합니다. 이 neophobia을 최소화하고 쥐가 마지막 ret 것이다 보장음식 잡지에서 rieve 설탕 알갱이. </li><li> 조리개 구멍 조건화 챔버에 넣어 쥐 (팬들)은 폐색. 쥐가 5 분 동안 챔버에 길들을 허용합니다. </li><li> 고정 간격 20 초 (FI-20 일 일) 일정 또는 FI-30 일정 (일이) 어느 잡지에 60 개의 설탕 알약을 제공합니다. 주 : houselight 펠렛 제공시 조명되어야 세션의 지속 기간 및 잡지 등을 위해 조명 된 상태로 유지하고 펠릿이 검색 될 때까지 발광 상태로 할 수있다. </li><li> 설탕 펠릿 소모 여부 세션 메모의 끝에; 적어도 이일 또는 펠릿이 모두 소모 될 때까지 훈련을 계속한다. </li></ol></li><li> 5CSRTT 교육 <ol><li> 그림 2는 하나의 5CSRTT 시험의 개략적를 제공합니다. </li><li> 에 팬들과 조작 적 챔버의 각 쥐를 놓습니다. 쥐가 5 분 동안 챔버에 길들을 허용합니다. </li><li> 습관화 기간의 끝에서, O 매거진 광을 조명하고 전달할네브라스카 설탕 펠렛. 이 펠릿을 검색 할 때 첫 번째 재판이 시작됩니다. </li><li> 만 빛 집에 불이 기간 동안 간 시험 간격 (ITI) 각 시험을 시작합니다. ITI의 끝에서, 의사 랜덤 소정 자극 기간 조리개 등 중 하나를 밝히는. 자극 프레 젠 테이션에 반응하는 쥐의 시간을 허용; 쥐가 응답하도록 허용되는 시간이 제한 홀드 (LH)이다. </li><li> 잡지와 잡지 등의 조명에 설탕 펠렛의 전달에서 조명 조리개 결과로 코 구멍이 응답; 이러한 응답은 정답으로 간주됩니다. 잡지 등을 소화하고 펠릿 검색시 다음 재판을 시작합니다. </li><li> 꺼져 구멍 (오답)과 실패로 코 구멍이 응답 타임 아웃 (TO)에서 LH (생략) 결과 중 응답한다. TO 동안 houselight을 끈다. houselight을 조명하여 TO의 끝에 다음 재판의 시작을 신호. </li><li> 조기 반응과 ITI 동안 코 구멍이 응답을 점수; TO 기간이 응답을 처벌. 조기 반응에 의한 TO 후 동일한 시험을 재개. </li><li> 90 시험 또는 첫번째 도래하는 30 분 후에 각각의 세션을 종료합니다. </li><li> 교육의 첫 단계를 들어, 30 초에 30 초 2 초 ITI와의 정보는 다음의 제품에 2 초 LH를 자극 지속 시간을 설정합니다. 자극 기간은 ITI 1 초와 LH가되도록 훈련을 통해 이러한 매개 변수를 조정하고는 모두 5 초 (표 1 참조). 그들이 제안 된 훈련 기준에 도달 한 후 다음 훈련 단계로 쥐를 이동합니다. 실험 쥐들은 최종 단계에서 안정된 성능을 발휘 한 후. 주 : 주 5 일 훈련을받은 경우 흰쥐는 일반적으로 4-8주 내에서 기준 성능 (~ 65 %의 정확성, &lt;20 % 기준)에 도달. 쥐의 다른 변종은 그러나, 작업을 수행하기 위해 서로 다른 능력을 가지고있다. 예를 들어, 리스터 후드 래트의 높은 수준을 달성 할 수 있습니다(..; Mizra하고 밝은, 2001 예를 들어, 바리 외, 2008) 짧은 자극 지속 시간 (0.5 초)를 사용하여 적은 누락 (&lt;20 %)와 정확도 (&gt; 80 %). 그것은 연구자들은 쥐 (마우스)의 변형을 반영하기 위해 자극 매개 변수 및 기준의 성능을 조정하는 것이 좋습니다 사용. </li></ol></li><li> 5CSRTT 테스트 <ol><li> 지난 3-5 세션에서 각 측정 성능을 평균하여 기준 수익률 (% 정확도, % 생략, 조기 응답)를 계산 (아래 참조). 개별 쥐 &#39;기준으로 (필요한 경우) 그룹으로 쥐를 분할하거나 이러한 데이터를 사용합니다. </li><li> 시험 당일 문제 (표 2) 더 프로브 동작을 사용합니다. </li><li> 주제 디자인 내에서의 경우, 시험 당일 도전 세션과 교육 세션을 흩뿌 리다. 주 : 시험 일 과제는 표준 작업에 행동 시험을 보완하기 위해 사용될 수있다. 이러한 조작은 광범위한 후 식별 할 수없는 행동의 미묘한 변화를 밝힐 수표준 작업 및 / 또는 훈련은 성능 부족의 성격의 더 나은 이해를 얻기 위해 이용 될 수있다. </li></ol></li><li> 5CSRTT 성능 측정 <ol><li> 성능 측정을 계산하기 위해 컴퓨터를 사용한다. </li><li> (%의 정확도를) 응답의 정도 : 정확하고 잘못된 응답의 총에 의해 올바른 응답 수를 나눈다. 이는 관심의 기본 측정 값이다. [# 정답 / (# 정답 + # 잘못된 응답)] × 100 </li><li> 누락 : 쥐가 완료된 임상 시험의 총 수에 응답하지 않았다있는 시험의 수를 나눈다. % 누락이 관심을 반영 할뿐만 아니라, 진정제, 동기 모터의 능력에 의해 영향을받을 수 있으므로 누락의 해석은 다른 성능 측정에 의존한다. [# 누락은 / (# 누락 + # 정답 + # 잘못된 응답)] × 100 </li><li> 정답은 : 실험 미리보기의 총 수에 의해 올바른 응답 수를 나눈다leted. [# 정답 / (# 누락 + # 정답 + # 잘못된 응답)] × 100 </li><li> 잘못된 답변은 : 완성 된 임상 시험의 총 수에 의해 잘못된 응답 수를 나눈다. [# 오답 / (# 누락 + # 정답 + # 잘못된 응답)] × 100 </li><li> 조기 응답은 : ITI 중에 응답 수를 결정합니다. 이것은 충동적인 행동의 기본 척도이다. </li><li> 보속 응답은 : 쥐 정답으나 설탕 펠릿의 검색 전에 후 모든 구멍에 코 구멍이 응답 수를 결정합니다. 이 강박 행동의 척도이다. </li><li> 매거진 항목 : 잡지에 코 구멍이 응답 수를 결정합니다. 이것은 동기 부여의 척도이다. </li><li> 대기 시간은 응답을 수정하려면 : 올바른 응답에 대한 자극의 개시에서 평균 시간을 계산; 처리 속도 나 의사 결정의 척도. </li><li> 늦은잘못된 응답에 NCY는 : 잘못된 응답에 자극의 개시의 평균 시간을 계산; 처리 속도 나 의사 결정의 척도. </li><li> 검색 대기 시간 보상 : 설탕 펠릿 보상을 검색 할 수있는 쥐의 평균 시간을 계산; 의욕을 반영 할 수 있습니다. </li></ol></li></ol>

저자가 공개하는 게 없다.

5CSRTT은 설치류에 관심과 충동 제어를 평가하기 위해 널리 사용되는 작업입니다. 주의는 가장 일반적으로 1,7,10 응답의 정확도에 의해 측정된다. 누락을 포함하지 않는 응답의 두 정확하고 잘못된 응답하기 때문에 정확도가 동일한 응답 요구 사항을 가지고 있기 때문에, 정확도가 된 운동 능력, 동기 부여 또는 진정 작용에 의해 영향을받지 않는다 (즉., 코 구멍에 찔러). 잘 훈련 된 ?...

5 - 선택 직렬 반응 시간 작업 (5CSRTT)는 주의력 결핍 과잉 행동 장애 (ADHD) 1,2 진단 명에 의해 표시되는 행동 적자를 이해하기 위해 캠브리지 대학의 트레버 로빈스와 그의 동료에 의해 ​​개발되었다. 그것은 인간 세의주의를 연구하는 데 사용 된 연속 성능 작업에 기초; 관심있는 다른 정보를 무시하면서 4 특정 자극 또는 정보를인지 자원의 초점을 할당하고 유지하는 능력으로 정의된다. 태스크는 원래 쥐 1,2 함께 사용하도록 설계되었지만, 마우스 버전은 또한 5,6 개발되었다. 기본적인 5CSRTT는 개구 중 하나에 대한 간략한 광 자극 (큐)의 프리젠 테이션에 다섯 개구 수평 배열을 스캔하는 쥐를 요구; 쥐가 자극을 감지하면 그것은 코 설탕 펠릿 보상을받을 수있는 조명 구멍에 찔러해야합니다. 따라서작업은 5 공간적으로 별개의 구멍을 통해 관심을 나눌 모두와 자극이 세션 1,7에 주어진 재판에서 여러 실험을 통해 제시 될 때까지 관심을 유지하기 위해 쥐를 필요로합니다. 경고는 일반적으로 반응의 정도에 의해 평가된다. 사전 유력한 또는 부적절한 9 응답 보류하는 기능 : 5CSRTT 원래 관심을 평가하도록 설계되었지만, 또한 충동 행동이나 응답 1,7,8 억제를 평가하는데 사용된다. 작업하는 동안, 래트 간 시험 간격의 지속 기간 (ITI)에 대한 응답을 보류하고, 자극 (1)의 구멍 하나에 제시 한 번만 응답해야한다. 따라서 조기 반응은, ITI 전에 자극하는 프레젠테이션 중에 발생하는 사람들은, 행동, 충동 적 행동 등의 유용한 지표를 제공 받으실 수 있습니다. 5CSRTT는 믿을 수 없을만큼 유연 작업이 기본 작업의 수정의 수 (즉, 시험 당일 문제)그보다 신중하게 조작 행동에 미치는 영향을 실험 조사하도록 구현 될 수있다. 예를 들어, 자극 지속 기간을 감소 또는 ITI 단축하는 작업 부하 주의력을 증가시키는 다른 메커니즘이며 체계적 주목 1,7,10-12의 서브 도메인을 평가하기 위해 사용될 수있다. 반면, 자극 지속 기간을 증가시키는 작업 주의력 요구를 최소화; 이 조작은 태스크 (12)의 기본적인 응답 요구를 실행하는 기능을 방해하는 경우를 결정하는데 사용될 수있다. ITI의 지속 기간을 증가시키는 것은 특정 조작 1,7,8,13-15 임펄스 응답에 영향을 미치는지를 결정하기 위해 사용될 수있다. 또한, 같은 방금 설명한 것과 같은 사용하여 시험 당일 문제는 잘 훈련 된 쥐에서 식별 할 수없는 표준 테스트 매개 변수를 사용하여 테스트 적자 행동의 10 또는 기능 향상은 16, 17를 공개 할 수 있습니다. 중요한 것은,이 의무 5CSRTT t이다다른 기술의 수가 O 조합; 예를 들어인지에 대한 개별 뇌 영역 10,18-20의 다음과 같은 병변을 조사하거나, 선택적 신경 전달 물질은 2,21,22을 고갈되었습니다. 행동 약리학 적 연구는 사용 중 약 29 ~ 32의 전신 16,17,23-28 또는 분리 된 두개 내 투여했다. 또한 성능은 쉽게 12,16,17,29-32 급성 및 만성 약물 투여 13,14,23,33 후 평가된다. 분리 된 뇌 영역에서 신경 전달 물질 방출 (34)과 신진 대사 활동 35 과제 수행의 효과도 평가되고있다. 또한, 작업 성능 기준선 주의력 성능 30,31 또는 15,32 충동의 수준에 따라 그룹으로 쥐를 분리하는데 사용될 수있다. 마지막으로, 5,6 5CSRTT의 마우스 버전의 출현으로, 태스크에 대한 관심과 임프 유전 기여도를 조사하기 위해 사용되어왔다ulse는 5,36-39을 제어 할 수 있습니다. 5CSRTT 동시에 여러인지 기능을 평가하고 일상적 정신 및 신경 질환의 동물 모델의 컨텍스트에서의인지 기능 장애를 평가하기 위해 사용 된, 약물 분자 유전 다양한 접근법을 조합하여 사용하는 것이 의무가 있기 때문이다. 예를 들어, 5CSRTT은 주의력 결핍 과잉 행동 장애 (ADHD) 37,40,41, 23,33,42 정신 분열증, 약물 중독 13,14,43-45, 알츠하이머 병 (18)에서 인식 중단을 기초 신경 생물학을 조사하기 위해 사용되어왔다 , (39), 파킨슨 병 (36), 및 헌팅 톤병 37. 이 프로토콜은 5CSRTT에 대한 교육 쥐에 대한 지침을 제공합니다. 성능 측정의 수가 수집 될 수 있기 때문에, 우리는 resul 방법의 일반적인 패턴을 묘사TS는 해석되어야한다. 또한 몇몇 기본적인 프로토콜에 공통 변형에서, 시험 당일 문제가 설명된다.

<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

이 프로토콜은 관심과 설치류에서 충동 제어를 연구하는 데 사용되는 조작 적 기초 작업입니다 오 - 선택 직렬 반응 시간의 작업을 설명합니다. 테스트 일 문제는 표준 작업에 대한 수정은 체계적으로주의 또는 충동 제어를 제어하는​​ 신경 시스템에 세금을 부과 할 수 있습니다. 중요한 것은, 이러한 문제는 그대로 동​​물 실험실에서 행동에 일관성있는 효과를 쥐 만 표준 작업에서 테스트 할 때 식별 할 수없는인지 기능의 하나 개선 또는 적자를 공개 할 수 있습니다. 수집 행동 조치의 다양성은 다른 요인 (예.이 진정은, 동기 부여 적자, 운동 기관 장애)가 성능의 변화에 기여하고 있는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 그것은, 약물 분자 및 유전자 기술을 조합 의무가 있기 때문에 5CSRTT의 다양성은 더욱 향상됩니다.

5CSRTT 프로브 시공간주의의 조작 태스크의 주의력에 대한 다양한 요구를 한 가지 방법은 자극의 재생 시간을 변경하는 것이다. (12에서 적응도 3B) 자극의 지속 시간이 감소함에 따라, %의 정확도 (그림 3A) 및 누락 %의 증가를 감소시킨다. 따라서 짧은 자극 지속 기간은 태스크의 주의력 요구를 증가시키고 더 자극 지속 기간은 태스크의 주?...

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

이 프로토콜은 관심과 설치류에서 충동 제어를 연구하는 데 사용되는 조작 적 기초 작업입니다 오 - 선택 직렬 반응 시간의 작업을 설명합니다. 표준 작업의 변형되어 테스트 일 과제는, 작업의 유연성을 증가시키고보다 완전 동작을 특성화하기 위해 다른 조작과 결합 될 수있다.

5 - 직렬 선택 반응 시간 과제 : 설치류에 대한주의의 작업 및 전류 제어

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

45.9K 조회수.  Oberlin College.  이 프로토콜은 관심과 설치류에서 충동 제어를 연구하는 데 사용되는 조작 적 기초 작업입니다 오 - 선택 직렬 반응 시간의 작업을 설명합니다. 표준 작업의 변형되어 테스트 일 과제는, 작업의 유연성을 증가시키고보다 완전 동작을 특성화하기 위해 다른 조작과 결합 될 수있다. 

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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.

감각 운동 통합 및인지 제어 실험을 위해 완전 자동화 된 설치류 컨디셔닝 프로토콜

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

연구

행동분석학

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.

바닥 투사 미로를 사용하여 녹음 신경 활동에 대한 자동화 된 시각인지 작업

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.

위협 확률 작업을 사용하면 불확실하고 특정 위협하는 동안 불안과 공포를 평가하는

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

The Attentional Set Shifting Task: A Measure of Cognitive Flexibility in Mice

Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many neuropsychiatric and neurodevelopmental disorders, including depression, post-traumatic stress disorder, schizophrenia and autism spectrum disorder. Deficits in cognitive function also represent the most difficult symptom domain&#160;to successfully treat, as serotonin reuptake inhibitors and tricyclic antidepressants have only modest effects. Functional neuroimaging studies and postmortem analysis of human brain tissue implicate the PFC as being a primary region of dysregulation in patients with these disorders. However, preclinical behavioral assays used to assess these deficits in mouse models which can be readily manipulated genetically and could provide the basis for studies of new treatment avenues have been underutilized. Here we describe the adaptation of a behavioral assay, the attentional set shifting task (AST), to be performed in mice to assess prefrontal cortex mediated cognitive deficits. The neural circuits underlying behavior during the AST are highly conserved across humans, nonhuman primates and rodents, providing excellent face, construct and predictive validity.

The goal of this protocol is to perform a behavioral assay such as the attentional set shifting task (AST) to assess prefrontal cortex-mediated cognitive flexibility in mice.

주의력 설정 쉬프트 작업 : 마우스의인지 적 유연성의 측정

Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many ...

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these processes is the ability to adjust behavior in response to changes in one&#8217;s environment (i.e., behavioral flexibility). These processes are essential to normal human behavior, and may be disrupted in diverse neuropsychiatric conditions, including schizophrenia, alcoholism, depression, stroke, and Alzheimer&#8217;s disease. Understanding of the neurobiology of executive functions has been greatly advanced by the availability of animal tasks for assessing discrete components of behavioral flexibility, particularly strategy shifting and reversal learning. While several types of tasks have been developed, most are non-automated, labor intensive, and allow testing of only one animal at a time. The recent development of automated, operant-based tasks for assessing behavioral flexibility streamlines testing, standardizes stimulus presentation and data recording, and dramatically improves throughput. Here, we describe automated strategy shifting and reversal tasks, using operant chambers controlled by custom written software programs. Using these tasks, we have shown that the medial prefrontal cortex governs strategy shifting but not reversal learning in the rat, similar to the dissociation observed in humans. Moreover, animals with a neonatal hippocampal lesion, a neurodevelopmental model of schizophrenia, are selectively impaired on the strategy shifting task but not the reversal task. The strategy shifting task also allows the identification of separate types of performance errors, each of which is attributable to distinct neural substrates. The availability of these automated tasks, and the evidence supporting the dissociable contributions of separate prefrontal areas, makes them particularly well-suited assays for the investigation of basic neurobiological processes as well as drug discovery and screening in disease models.

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.

쥐의 행동 유연성을 평가하기위한 조작 적 절차

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

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.

여러인지 기능을 테스트 및 설치류에의 연결 활동을 녹음하기위한 완전 자동화된 고도 다목적 시스템

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

신경과학

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.

자동화, Alzheimer의 질병, IntelliCage를 사용 하 여 여러 유전자 모델에서 인지 기능에 대 한 장기적인 행동 분석 결과

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.

Impulsivity 쥐에서의 다른 발현을 평가 하기 위한 3 개의 실험실 절차

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

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.

설치류의 자동 행동 훈련을위한 오픈 소스, 완전히 사용자 정의 가능한 5 선택 직렬 반응 시간 작업 도구 상자

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.

터치 스크린 지속 주의 작업 (토) 쥐에 대 한

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