Name: operant procedures for assessing behavioral flexibility in rats
Uploaded: 2015-02-15T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 30 s
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Research described here was supported by a grant from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada to S.B.F.

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	<li>Floresco, S. B., Zhang, Y., Enomoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+circuits+subserving+behavioral+flexibility+and+their+relevance+to+schizophrenia.">Neural circuits subserving behavioral flexibility and their relevance to schizophrenia.</a> Behav Brain Res. 204, 396-409 (2009).</li><li>McKirdy, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Set+shifting+and+reversal+learning+in+patients+with+bipolar+disorder+or+schizophrenia.">Set shifting and reversal learning in patients with bipolar disorder or schizophrenia.</a> Psychological medicine. 39, 1289-1293 (2009).</li><li>Leeson, V. 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M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impairments+in+set-shifting+but+not+reversal+learning+in+the+neonatal+ventral+hippocampal+lesion+model+of+schizophrenia:+Further+evidence+for+medial+prefrontal+deficits.">Impairments in set-shifting but not reversal learning in the neonatal ventral hippocampal lesion model of schizophrenia: Further evidence for medial prefrontal deficits.</a> Behav Brain Res. 256C, 405-413 (2013).</li><li>Enomoto, T., Tse, M. T., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+prefrontal+gamma-aminobutyric+acid+activity+induces+cognitive,+behavioral,+and+dopaminergic+abnormalities+that+resemble+schizophrenia.">Reducing prefrontal gamma-aminobutyric acid activity induces cognitive, behavioral, and dopaminergic abnormalities that resemble schizophrenia.</a> Biol Psychiatry. 69, 432-441 (2011).</li><li>Haluk, D. M., Floresco, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventral+striatal+dopamine+modulation+of+different+forms+of+behavioral+flexibility.">Ventral striatal dopamine modulation of different forms of behavioral flexibility.</a> Neuropsychopharmacology. 34, 2041-2052 (2009).</li><li>Sorge, R. 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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+inactivation+of+the+orbitofrontal+cortex+on+strategy+set-shifting+and+reversal+learning.">Differential effects of inactivation of the orbitofrontal cortex on strategy set-shifting and reversal learning.</a> Neurobiol Learn Mem. 89, 567-573 (2008).</li><li>Boulougouris, V., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+orbitofrontal,+infralimbic+and+prelimbic+cortical+lesions+on+serial+spatial+reversal+learning+in+the+rat.">Effects of orbitofrontal, infralimbic and prelimbic cortical lesions on serial spatial reversal learning in the rat.</a> Behav Brain Res. 179, 219-228 (2007).</li><li>Tseng, K. Y., Chambers, R. A., Lipska, B. 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설치류 고차 구조인지를 측정하는 작업 행동인지의 개발은 신경​​ 생물학 기술을 향상시키는 데 필수적이다. 잘 구축 및 검증 작업으로, 설치류는 영장류 또는 인간의 필적하는 복잡한 작업으로 평가 될 수있다. 여기에서 우리는 집행 기능, 전략 이동 및 반전 학습의 두 가지 측면, 자동 조작 적 기술을 사용하여 설치류에서 조사 할 수있는 방법을 보여 주었다. 이러한 자동화 된 작업을 사용하여, 우리는 조작 적 작업이 유효한 평가가 있음을 시사 설정 이동 및 반전 11,13,18-21,27,29 학습의 신경 기판에 대한 상호 미로에 이전 연구 결과 및 굴착 작업을 복제 한 구성한다. 이러한 자동화 된 작업은 자동화되지 않은 크로스 미​​로 기존 굴착 작업 위에 이점과 장점을 갖는다. 강제적 자동화 조건화 버전의 데이터 수집 속도가 우수하다. 각각의하루의 훈련이나 시험은 30-60분 소요되며, 컴퓨터 제어 실험에 의해 최소한의 감독을 필요로 완전히이다. 또한, 몇몇 동물은 멀티 챔버 조건화 설치와 동시에 시험 할 수있다. 각 작업 시리즈는, 최종 테스트에 성형에서 약 2~3주에 완료 할 수있다. 자동화 된 작업의 또 다른 중요한 장점은 따라서, 실험 오차의 가능성을 최소화 자극 프레젠테이션의 정밀한 제어이다. 예를 들어, 각각의 시험에 대한 큐 위치의 프리젠 테이션의 순서는 수동 재판 별 목록을 재판 컨설팅 컴퓨터가 아닌 실험자에 의해 랜덤 및 제어된다. 시험 사이의 타이밍을 정확하게 측정 일관하고, 예를 들어, 크로스 미로에서 쥐를 제거하거나 파고 컨테이너를 재 배열 실험 걸리는 시간으로 혼동되지 않습니다. 강화 배달 예를 들어, 망각하면을 미끼로 (자동이며, 오류가 실험 될 수 없습니다크로스 미​​로의 올바른 팔). 데이터 수집은 마찬가지로 정확한 응답 대기 시간의 측정을 포함하여 응답 패턴의 자동 기록으로 개선된다. 다른 모터에 이상이 없을 경우, 응답 지연 시간의 변화는 변경 처리 속도의 증거를 추론 및 / 또는 태스크 (21, 22)의인지 적 복잡도의 수준을 판단하기 위해 사용될 수있다. 자동화 된 작업은 또한 크로스 - 미로 작업 중 하나의 중요한 장점을 유지 : 시프트 또는 날에 반전하는 오류 유형의 상세한 분석을 수행하는 능력. 이전에 시도되지 않은 전략 (결코 강화되지 오류)를 나타냅니다 세트 시프트 전날의 전략 (보속 또는 퇴행 오류) 복제 오류와 오류 사이에 구별하는 것은 행동의 유연성에 특정 적자를 특성화에 지원할 수 있습니다. 특히, 초기 테스트에서 발생하는 보속 오류는 이전 성을 포기하는 동물의 무능력을 반영rategy는 나중에 발생하는 동안 회귀 오류가 perseveration 20 중단되면 새로운 전략을 유지하기 위해 동물의 무능력을 반영한다. 절대 강화되지 오차 새로운 전략, 또는 규칙에 따른 20 체계적 대응하는 무능력을 획득 실패를 나타낼 수있다. 이러한 유형의 오류의 해리 신경 해부학 적 기초를 보여주는 이전 연구 결과는 16,17,20 또한 이러한 작업의 결과를 해석하는 가치가있다. 우리의 절차 개발 및 쥐와 함께 사용하기에 최적화되어있다. 이는 다른 그룹 쥐 (31)에 설정 이동 능력을 테스트하기 위해 유사한 절차를 사용한했다되고. 그러나 특정 수정은 종의 차이를 수용하기 위해 마우스를 고용 할 필요가있다. 이 레버 확장, 30 시험 / 일 및 잘못된 선택 후 타임 아웃 처벌의 통합 사용하여 여러 일 훈련에 앞서 가시 큐 빛의 긴 프리젠 테이션을 포함한다. AlthouGH 이러한 수정은 약물 문제와 함께 사용, 그것은 (는 이러한 수정 작업의 전두엽 감도를 유지할지 여부 불분명하지만) 유전자 변형 생쥐의인지 적 유연성을 평가하는 데 유용 할 수있는이 분석이 용이하지합니다. 물론, 이러한 작업에 제한 사항이 있습니다. 다른 사람이 작업 자체의 매개 변수에 관련하는 동안 이러한 제한 중 일부는 작업의 자동화 된 자연에서 발생한다. 후자와 관련하여, 여기에 설명 된 태스크 집합 시프트 (물론 크로스 미로 설정된 시프트 태스크 26)은 자극 및 응답의 제한된 세트를 이용한다. 신규 모범 (예, 냄새 또는 생소한 굴착 매체) 각 스테이지에서 새로운 11,19 주의력 세트를 구성하는데 사용될 수있는 굴착 작업과는 달리, 조건화 세트 시프트 작업은 반드시에게 친숙한 두 자극 사이의 선택이 필요 동물 - 중 왼쪽 대오른쪽 큐 빛, 또는 오른쪽으로 위치 대 왼쪽. 이것은 새로운, 이전에 관련이없는 자극 차원에 하나의 전략 변화의 개념은 20,23 보존되어 있지만 조건화 및 교차 미로 설정 이동 작업, 응답 갈등뿐만 아니라 전략 이동을 포함하는 것을 의미한다. 관련 메모, 설정 이동 및 반전 파고 미디어, 냄새, 질감 11,19을 포함 할 수있다 굴착 작업에서와 같이, 세 번째 경기 부양 차원을 허용하지 않습니다 여기에 설명 된대로 조작 적 작업에. 조작 적 설정 이동 작업이 여전히 이전에 관련 차별 전략을 억제하고 이전에 무시 자극 차원에 참석하기 위해 동물을 필요로하지만, 우리는이 치명적인 약점을 고려하지 않습니다. 또한, 이러한 추가는 더 어렵고 덜 AME 학습하게 할 가능성이 있지만, 장비 및 작업 파라미터에 대한 수정은, 예컨대 청각 큐 또는 냄새 등의 제 자극 차원의 추가를 지원할 수 있음을 생각할 보인다하나의 일 약리 시험에 송도 신도시. 즉, 더 이상 실험 쥐를보고 - 마지막으로, 임의의 조건화 태스크 기반의 전위 제한은 쥐의 행동에 대한 직접적인 정보의 손실이다. 우리는 자동화에 의해 수여 객관성과 데이터 수집 속도의 장점 이상이 손실을 만회 것을 느끼고, 카메라 조작 적 챔버에 장착하면 원하는 경우 개별 시각적 액세스를 복원 할 수있는 비교적 쉬운 방법입니다. 이러한 조건화 작업을하여 성공을 최대화하기 위해 취할 수있는 방법에는 여러 가지가있다. 첫째, 동물 훈련을 과장 할 수없는 시작되기 전에 처리의 중요성; 어떤 행동 작업에서와 같이, 잘 처리 동물, 작업하기 쉽게 작은 스트레스를 덜 변수 데이터를 생성하는 경향이있다. 둘째, 몇몇 파일럿 테스트는 테스트를 수행하기 위해 하루 중 가장 좋은 시간을 결정할 필요가있을 수있다; 우리는 빛을주기 동안 테스트하고 그 performan를 찾을 수동물이주기의 끝 부분에서 테스트 할 때 CE 최적이다 (예를 들어, 오후 7시 종료 빛을주기 약 오후 4시). 셋째, 치료 동물은 다음 단계로 전진 pretraining 전에 각 단계에서 설정되었다는 안정적인 성능을 확인하기 위해 취해 져야한다. 예를 들어, 개폐식 레버 교육 단계에서 일관되고 강력한 성능의 &quot;설정&quot;차별 작업에 능숙 성능의 우수한 예측이다. 모든 단계가 자동화되어 있지만, 장비와 관련, 실험 개입은 모든 구성 요소가 제대로 동작 중인지 확인할 필요가 남아있다. (동물의 많은 수의 테스트중인 경우 또는 하루에 한 번 이상) 예를 들어, 장비 검사가 매일 실행해야합니다 모든 조명, 레버 및 보상 전달 시스템이 작동하는지 확인합니다. 특히, 보상 전달 시스템 (특히 펠릿 디스펜서) 불량을 대폭 성능에 영향을 줄 수있다. 누락의 비정상적으로 높은 수에주어진 하루는 보상 전달 장치에 문제를 나타낼 수있다, 따라서 데이터 출력은 작업과 예상 성능 수준을 잘 알고 실험에 의해 매일 확인해야합니다. 장비의 고장이없는 경우, 생략의 수가 많으면 의욕이나 동물의 건강과 다른 문제를 나타낼 수있다. 건강한 동물의 경우, 음식 제한 성능을 회복 할 때까지 짧은 시간 동안 자유 먹이 중량 80 ~ 85 %로 동물을 위해 증가 될 수있다. 이러한 설정 변속 반전 작업은 실험 패러다임의 여러가지의 형태로 사용할 수가있다. 예를 들면, 병변, 발달 치료,식이 조작, 장기간 약물 치료, 또는 유전자 조작과 같은 조작의 효과를 조사 할 수있다. 설정 이동 또는 반전 무대에 치료 효과가 주요 관심사가 될 수 있지만 만성 또는 영구적 인 치료가 반드시 TRAI 전에 투여해야하기 때문에, 그주의닝 (특히 초기 차별 또는 &quot;설정&quot;에) 성능의 여러 단계에 대한 영향도 (21)의 검토가 필요합니다, 시작합니다. 이러한 약리학 적 치료 또는 임시 inactivati​​ons 급성 신경 해부학 조작의 사용은, 이러한 작업에 특히 적합하다. 그러한 경우 (도 2에 도시 된 바와 같이) 제 3 그룹은 또한 유용하다; 따라서, 하나의 제어 그룹의 학습에 광범위한 효과를 테스트하기 위해 &quot;SET&quot;초기 차별 당일 조작을 수신하는 동안 차 실험군, 시프트 또는 소멸 일에 관심 조작을 수신하고, 제 2 제어 그룹은 수신 모두 20, 22 일에 아무런 조작을하지 (또는 가짜 치료). 급성 조작 연구에, 그것은 초기 설정의 학습하는 동안 성능 쥐와 일치하고 그에 따라 실험 그룹 (초) 제어 그룹에 할당하는 것이 바람직합니다. 이 미님성능 처리에 의한 차이가 쥐가 자극을 구별하는 법을 배워야하는 방법을 쉽게 개별 변화에 의해 혼동 될 수있는 가능성은 izes. 실험은 몇 주 또는 몇 개월 동안 여러 동료의 테스트를 필요로하는 경우 또한, 각 코호트는 모든 실험군에서 동물을 포함해야한다. 예를 들어, 이동하는 동안 급성 약리 조작의 효과를 테스트하는 연구는 16 동물 각각의 세 코호트 시험 총 48 쥐와 3 실험 그룹을 필요로 할 수있다. 이 경우, 각 코호트 각 실험군 5-6 쥐를 포함해야합니다. 이상적으로, 통계 분석은 쥐의 각 코호트에서 성능의 차이가 없었다 확인하는 요소를 포함해야합니다. 마지막으로, 이러한 조작 적 작업은 통제 된 환경, 자극 presentat의 정확한 타이밍으로 인해 구성 요소, 생체에 기록하는 기술에 적용 미세 투석, 전압 전류 법 및 전기 생리학을 포함에 특히 유용 할 수있다이온과 반응하고, 상호 미로 또는 굴착 작업에서 사용할 수 또는 실제하지 않은 동물의 제한된 움직임.

규칙 생성, 행동 선택 및 전략 평가 포함한 하이 레벨인지 과정이 모두 &quot;집행 기능&quot;또는라고도 &quot;행동 유연성 하나.&quot;은 프로세스가 정상인지 기능에 중요하고, 정신 분열증과 같은 다양한 질환에서 손상 될 수있다 , 알코올 중독, 우울증, 뇌졸중, 알츠하이머 병 2-7. 집행 기능의 조절 방법은 주로 배 외측 전전두엽 인간 8-10에서 안와 전두엽 피질 포함한 전두엽 피질 영역에 의해 매개된다. 작업의 개발은 집행 기능 및 / 또는 인간이 아닌 동물, 특히 쥐의 행동의 유연성을 평가하기 위해,인지 11 ~ 14의 신경 생물학의 이해를 고급 크게하고있다. 이러한 과제는 다음과 같은 별개의 뚜렷한 행동 유연성 성분을 측정하는 것을 가능하게했다전략 변속 반전 학습. 전략 시프 팅 기능을 말합니다 특히 자극 크기 (extradimensional 변화)를 통해, 새로운 경쟁 전략을 취득하면서 적극적으로 이전에 배운 대응 전략을 억제 - 빨강은 녹색, 대 (빨간색 시각 차별을 수행에서 전환, 예를 들어, &quot;올바른&quot;과 촉각 자극 (여기서 부드러운 것은 &quot;올바른&quot;이고 시각적 자극이 지금 무관, 대 거친 부드럽게) 촉각 차별을 수행하기에) 관련이 있습니다. 한편, 반전 학습 또한 응답 전략의 변화를 포함하지만, 동일한 자극 치수 내에 - 레드 이전 정확 경우 등은, &quot;레드 그린 vs&quot;예에서는, 반전이 녹색을 지시 할 지금 정확 촉각 자극 관련이 남아있을 것있다. 여러 작업은 설치류 행동 유연성을 조사하기 위해 개발되었다. 크로스 MA&#39;제 작업은 먼저 방향을 기반 규칙 (예를 들어, &quot;항상 우회전&quot;) 또는 성능의 특정 기준에 시각적 기반 규칙 (예를 들어, &quot;항상 시각적으로 설정&quot;)를 배우고 동물을 필요로한다. 그 후, 동물은 예기치 (원래 &quot;nonreversal 교대&quot;(15)라고 함 전략 쉬프팅) 규칙에 대향 양상 가로 질러 이동하거나 또는 반대의 비상 (반전 학습)에 13,14,16 양상에서 전환 할 필요가있다. 이러한 작업은 전두엽 피질, 시상 및 선조체 1,13,14,16-18을 포함, 대뇌 피질 및 피질 네트워크의 중단에 민감하다. (때로는 굴삭 작업이라 함) 주의력 세트 시프트 태스크의 또 다른 유형은 두 개 또는 세 개의 자극 치수 (미디어, 냄새 굴착 및 / 또는 외부 질감)을 따라 다를 두 용기 사이를 구별하기 교육 동물을 필요로한다. 크로스 미​​로 유사작업은, 다음, 동물 차원에서 (전략 이동)를 이동 또는 동일한 차원 내에서 (반전 학습)하는 데 필요한, 이러한 작업은 전두엽 조작 11,19 유사하게 구분된다. 이 작업의 장점은 여분의 차원의 전략 변화시, 쥐가이 단계에서 성능 장애는 다양한 측면에 주의력 세트를 이동하는 기능의 중단으로 인한 가능성이 보장 자극 (모범)의 소설 세트,되게됩니다 것입니다 복합 자극, 오히려 기능 손상보다 이전에 보상과 관련된 특정 자극에 접근 중지합니다. 그러나,이 기능은 더욱 어렵게 세트 이동하는 동안 적자의 특정 성질을 확인 할 수 있습니다. 상술 한 과제 문헌에 잘 설명되어 있지만, 그들은 모두 절차 많은 단점, 주로 시간의 길이는 동물을 테스트하는 데 걸리는. 모두크로스 미​​로 태스크 및 굴삭 작업이 단지 하나의 동물은 시간에 테스트 될 수있다; 또한, 테스트는 전용 실험에 의해 실시간으로 관리해야하고, 동물 당 하루에 몇 시간까지 걸릴 수 있습니다. 또한, 자극의 제시 및 작업의 두 가지 유형의 행동 반응의 기록은 수동으로 실험자에 의해 제어하고, 인간의 오류 및 주관적인 해석에 따라서 취약합니다. 여기서는 전략 변속을 평가하고 반전 자극 제어 및 데이터 프리젠 테이션을 간소화하고, 극적으로 데이터 수집 속도를 향상시키고 20,21 스루풋 조건화 절차를 이용하여 쥐의 학습을위한 자동화 된 방법을 설명한다. 모양과 열차 랫트 설명되어 사용되는 방법뿐만 아니라, 작업 자체의 결과 데이터 요소의 분석. 우리는 상호 미로 및 굴착 작업처럼, 이러한 자동화 된 작업은 전두엽의 중단에 민감한 것을 발견했다피질 회로뿐만 아니라 신경 발달 조작에 그 모델 정신 분열증 20-23.

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

operant procedures for assessing behavioral flexibility in rats

집행 기능은 규칙 생성 및 행동 선택을 구동 여러 높은 수준의인지 과정으로 구성되어 있습니다. 이러한 프로세스의 발적 속성은 하나의 환경 (즉, 행동의 유연성)의 변화에 대응하여 동작을 조정하는 기능입니다. 이러한 프로세스는 정상적인 인간의 행동에 필수적이며, 정신 분열증, 알코올 중독, 우울증, 뇌졸중, 알츠하이머 병 등 다양한 신경 정신 상태에서 중단 될 수 있습니다. 집행 기능의 신경 생물학의 이해는 크게 행동의 유연성, 특히 전략 이동 및 반전 학습의 개별 구성 요소를 평가하기위한 동물 작업의 가용성에 의해 진행되고있다. 여러 종류의 작업이 개발되었지만, 대부분이 자동화 된 비 노동 집약적이며, 한 번에 하나의 실험 동물을 허용한다. 행동의 유연성을 평가하기위한 자동화, 조작 적 기반 작업의 최근 개발 TES를 간소화팅은, 자극 프레 젠 테이션 및 데이터 기록을 표준화하고, 극적으로 처리량을 향상시킵니다. 여기서 우리는 사용자 정의 작성된 소프트웨어 프로그램에 의해 제어 조건화 챔버를 사용하여, 전략 이동과 반전 작업을 자동화 설명합니다. 이러한 작업을 사용하여, 우리는 내측 전전두엽 피질 전략 변속을 제어하지만 반전 인간에서 관찰 해리 유사한 쥐의 학습 것으로 나타났다. 또한, 신생아 해마 병변, 정신 분열증의 신경 발달 모델 동물은 선택적 전략 변속 태스크 아닌 반전 작업에 장애가된다. 전략 이동 작업은 별개의 신경 기판에 기인 각각의 성능 오류, 별도의 유형을 식별 할 수 있습니다. 이러한 자동화 된 작업의 가용성 및 별도의 전두엽 영역의 해리 기여를지지하는 증거는, 그들을 특히 적합 기본 신경 생물학적 과정의 조사에 대한 분석뿐만 아니라 박사한다질병 모델에 UG 검색 및 심사.

전두엽 피질의 급성, 가역적 불 활성화는 이식 수술 주입 캐 뉼러 (20) 시험을하기 전에 약 10 분을 통해 prelimbic 지역에 국소 마취 bupivacaine을 염산염 (0.75 %, 0.5 μL)의 주입에 의해 달성 될 수있다. 또한, 제 태스크 ( &quot;설정&quot;) 또는 상기 제 태스크 ( &quot;교대&quot;또는 &quot;취소&quot;) 중 하나 동안 불 활성화의 영향이 학습 가능한 일반적인 효과를 조사하기 위해 평가 될 수있다.도 2는 동물 등 inactivations의 결과를 도시 큐 - 투 - 대응 전략 - 이동 순서를 수행. 첫 날 전두엽 불 활성화, 큐 / &quot;설정&quot;작업은, 내측 전두엽 피질 초기 차별 학습을위한 필요하지 않다고 제안, 성능 (그림 2A)을 손상시키지 않았다. 그러나, 두 번째 날에 전전 불 활성화, 응답 / &quot;시프트&quot;작업, signif그 동물 icantly 장애인 성능 기준 성능 (그림 2B)에 도달하는 시험의 실질적으로 더 많은 수의 필요합니다. 전두엽 피질이 불 활성화되었을 때, 동물 시프트 작업 (그림 2C)에 결코 강화되지 오류보다 더 많은 보속과 같은 오류를했다. 이러한 연구 결과는 이전에 배운 전략 13, 20를 억제, 특히 전략 이동하기 위해 내측 전두엽 피질의 중요성에 관한 이전 데이터를 복제합니다. 반대로, 응답 순서의 반전에 훈련 된 동물이 전두엽 의존성을 보이지 않았다. &quot;반전&quot;하루에 전두엽 피질의 불 활성화를받는 동물은 초기 응답 차별 (그림 3A) 또는 이후의 반전 (그림 3B) 20 .These 연구 결과는 이전 연구 표시와 일치 하나에 생리 식염수 주입 동물과 다를하지 않았다 제전자 안와 전두엽 피질이 아닌 내측 전두엽 피질, 여기에 27 설명 된 것과 유사한 조작 적 작업을 포함하여 작업 12,19,26의 다양한 학습 반전을 조절한다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig2highres.jpg" /> 그림 전두엽 손상 전략 변속 2. 불 활성화.이 시험은 설정된 날에 내측 전두엽 피질에 식염수 또는 부피 바카 (Bupi)의 주입을받는 쥐에 의해 초기 큐 차별 작업 ( &quot;설정&quot;)에 기준에. 전두엽 불 활성화, 시험은 시프트 날에 생리 식염수 또는 부피 바카 중 하나의 내측 전두엽 주입 다음 응답 작업 ( &quot;시프트&quot;)으로의 전환에 기준에 초기 획득. B에 아무런 영향을 미치지 않았다. 전두엽의 불 활성화에 응답하여 작업 전략 시프트를 손상.C, 시프트 날에 동물이 저지른 오류의 유형. 시프트 태스크 ( &quot;SAL-bupi&quot;그룹) 이전에 불 활성화 전두엽 보속 형상 오차의 증가로 이어졌다. * P &lt;식염수 식염수 대 .05. 이 수치는 Floresco 등 알에서 수정되었습니다. (20)는 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52387/52387fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig3highres.jpg" /> 전두엽의 그림 3. 불 활성화 이후 이전에 반전 훈련 내측 전두엽 피질에 식염수 또는 부피 바카 (Bupi)의 주입을받을 것이다 쥐에 의한 초기 대응 차별 훈련 동안 기준에 손상되지. A, 시험 학습 반전 잎. 차이는 보이지 않았다. B, 시험은 식염수 또는 부피 바카 중 하나의 내측 전두엽 주입 한 다음, 응답 차별의 반전 동안 기준에. 전두엽의 불 활성화가 반전 학습을 방해하지 않았다. 이 수치는 Floresco 등 알에서 수정되었습니다. (20) 도 4에 제시된 데이터는 데이터 해석에 도움을 줄 수 전략 시프트 전에 오래된 규칙을 사용하여 &quot;리마인더&quot;실험을 수행하기 위해 쥐를 요구하는 방법의 예를 제공한다. 이 연구 (Enomotor 및 Floresco, 관찰되지 않은)에서 쥐가 날 2 일, 쥐 차량 0.2 ㎎ / ㎏ 할로페리돌을 받았다. 1 일 (그림 4A)에 시각적 규칙을 획득 성능을 위해 일치했다. 이들은 규칙 응답 차별 중간 세션을 전환 한 후, 1 일에 취득 된 가시 큐 규칙을 이용하여 응답 할 필요가 있었던 곳 날 2 테스트 세션의 시작에서, 그들은 20 시험을 받았다. 그림 4에 표시B 세션의 첫 번째 (20) 알림 시험 중에 시각적 규칙의 검색을 장애인이 치료. 우리가 이동하기 전에 미리 알림 시련을 사용하지 않은 후, 할로페리돌 처리 된 쥐 기준 (그림 4C)을 달성하기 위해 적은 수의 시험을 요구하고 만든 적은 보속 오류 전략 변화에 (그림 4D). 참고 이러한 데이터는 해석되었을 수 있습니다 할로페리돌에 의해 설정된 이동의 개선으로. 그러나, 규칙 검색 단계에서 장애는 이러한 효과가 더 나은 쥐가 이동하여 빠르게 새로운 규칙을 배울 필요하며 때 덜 응답 충돌에지도 모른다 이전에 취득한 규칙, 대한 장애인 메모리로 이해하는 것이 좋습니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig4highres.jpg" /> 그림 4. 장애인 규칙 검색 및의 촉진 설정은-이동 Halop에 의해 유도eridol 치료.이 시험은 차량 (식염수) 또는 다음 날에 순서를 변화 전략 이전에 도파민 D2 길항제 할로페리돌 (0.2 ㎎ / ㎏)를 수신했다 쥐에서 시각적 차별에 기준에. 두 그룹의 동물 비교 미리 약물 성능을 보여 주었다. B가, 2 일에 테스트의 시작 부분에서, 쥐들이 상당히 정확도 감소 할로페리돌과 일 1에서 시각적 규칙을 사용하여 치료 반응을 계속해야했습니다 (20) 알림 시험을 받았습니다 이러한 알림 시험. C시, 20 미리 알림 시험 후, 규칙은 응답 차별 중순 세션을 이동했다. 할로페리돌 처리 된 쥐 중 시프트 기준을 달성하기 위해 적은 수의 실험이 필요했다. D. 할로페리돌 처리도 보속 에러를 감소시켰다. 이러한 데이터는 향상된 성능, B에서 규칙 검색 디스플레이에 손상을 제안 할 수 있지만 </str옹&gt;는 명백한 &quot;강화 전략 이동은&quot;이전에 취득한 규칙. 에노모토와 Floresco, 관찰되지 않은 간섭이 감소에 기인 가능성이 있음을 나타냅니다. *, P &lt;차량 대 .05. 신생아 복부 해마 병변 (NVHL) 조작 쥐 28,인지 장애, 특히 정신 분열증 29,30의 일부 측면을 모델링하기 위해 사용되어왔다. 간략하게, 흥분 독성 병변 7 일된 쥐의 해마에 투여하고 테스트 성인 (60 일 산후)를 행한다. . 순서를 큐로 응답 NVHL 쥐 세트 (첫 번째 규칙을 학습 응답 / &quot;에서 손상되지 않은됩니다 정신 분열증 (28)의 가설 발달 궤적도 5를이 모델은 세트 시프트의 사전 노출 버전에 NVHL의 성능과 제어 쥐를 보여줍니다. &quot;,도 5a), 그러나 극적 손상하지<html> 기준 (도 5b)에 도달하는 데 필요한 시행 횟수의 증가에 의해 도시 된 바와 같이 새로운 규칙 (큐 / &quot;교대&quot;)로 이행시. 전두엽 이상 20,21 제안,도 5c에 도시 된 바와 같이, 또한, 본 적자는 주로 보속 오차의 증가 때문이다. 이러한 결과는 크로스 미로 태스크 (29)를 사용하여 동물 NVHL으로 변이 손상 전략의 이전 연구 결과를 확인한다. 위 prefrontally 불 활성화 된 동물로부터의 데이터와 마찬가지로, NVHL 동물이 학습 반전에 손상되지 않았다 (그림 6A를, B), 그들은 (그림 6C, D)를 응답 속도가 느린 있었지만. 이 부정적인 결과는 적자를 이동 관측 된 전략 자극 (21) 사이를 전환하는 간단한 무능력에 기인하는 것이 아니다. es.jpg &quot;/&gt; 장애인이 설정 이동 NVHL에서 순서를 (응답 - 투 - 큐)과 가짜 제어 동물.의 사전 노출 버전에 정신 분열증. 성능의 NVHL 모델에 설정 시프 팅 그림 5. NVHL 동물은 응답에 손상되지 않은되었다 ( &quot;설정&quot;) 작업. B는, 그러나, 가짜보다 훨씬 더 많은 실험이 필요 NVHL 동물은 시각적 ( &quot;시프트&quot;) 작업. C에서 기준에 도달하기 위해, &quot;시프트&quot;하루에 오류가 발생했습니다. NVHL 동물 가짜 동물보다 더 보속 오류를 만들었지 만, 퇴행 또는 전혀 강화하지 오류에 차이가 없었다. * P &lt;.05 대 가짜. 이 수치는 PLACEK 등에서 수정되었습니다. (21) <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/52387/52387fig6highres.jpg" /> 그림 반전 학습에 NVHL 손상 6. 부족. <stroNG&gt;는, B, NVHL와 가짜 동물은 ( &quot;설정&quot;) 중 초기 응답 학습 작업을 취득 할 수있는 능력, 또는 응답 반전에 차이가 없었다. C는 D, NVHL 동물 가짜가에 응답하는 것보다 느린했다 모두 &quot;설정&quot;과 &quot;반전&quot;작업. 이 수치는 PLACEK 등에서 수정되었습니다. (21) 마지막으로, 파일럿 테스트는 동물들이 조명 자극 등 반대 레버를 눌러, 큐 작업, 즉의 반전을 배울 거의없는 것으로 나타났다있다. 여섯 실험 동물 중 5 기준에 도달하지 않고 (450), 반전 시험 (1 일)을 완료하고, 여섯 번째, 동물 실험 418 (브래디, 관찰되지 않은, 데이터가 도시하지 않음)을 요구했다. 자극 등이 매우 어려운 쥐가 그들에게서 응답을 지시 할 수 있도록 매우 두드러진 매력 단서이기 때문 가능성이있다. 따라서,이 테스트 시퀀스 RECO 아니다mmended.

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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.

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 ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

20.7K 조회수.  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. 

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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

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 ...

An Operant Intra-/Extra-dimensional Set-shift Task for Mice

Alterations in executive control and cognitive flexibility, such as attentional set-shifting abilities, are core features of several neuropsychiatric diseases. The most widely used neuropsychological tests for the evaluation of attentional set-shifting in human subjects are the Wisconsin Card Sorting Test (WCST) and the CANTAB Intra-/Extra-dimensional set shift task (ID/ED). These tasks have proven clinical relevance and have been modified and successfully adapted for research in animal models. However, currently available tasks for rodents present several limitations, mainly due to their manual-based testing procedures, which are hampering translational advances in psychiatric medicine. To overcome these limitations and to better mimic the original version in primates, we present the development of a novel operant-based two-chamber ID/ED "Operon" task for rodents. We demonstrated the effectiveness of this novel task to measure different facets of cognitive flexibility in mice including attentional set formation and shifting, and reversal learning. Moreover, we show the high flexibility of this task in which three different perceptual dimensions can be manipulated with a high number of stimuli cues for each dimension. This novel ID/ED Operon task can be an effective preclinical tool for drug testing and/or large genetic screening relevant to the study of executive dysfunction and cognitive symptoms found in psychiatric disorders.

Attentional set-shifting cognitive abnormalities are a core feature of many psychiatric diseases. Here, we present the development of a novel automatic system for the effective study of attentional set-shifting abilities, executive functions and other cognitive abilities in mice with high translational validity to human studies.

마우스에 대한 조작 적 인트라 / 여분의 차원을 설정 교대 작업

Alterations in executive control and cognitive flexibility, such as attentional set-shifting abilities, are core features of several neuropsychiatric ...

Pavlovian Conditioned Approach Training in Rats

Cues that are contingently paired with unconditioned, rewarding stimuli can acquire rewarding properties themselves through a process known as the attribution of incentive salience, or the transformation of neutral stimuli into attractive, &#34;wanted&#39; stimuli capable of motivating behavior. Pavlovian conditioned approach (PCA) develops after the response-independent presentation of a conditioned stimulus (CS; e.g., a lever) that predicts the delivery of an unconditioned stimulus (US; e.g., a food pellet) and can be used to measure incentive salience. During training, three patterns of conditioned responses (CRs) can develop: sign-tracking behavior (CS-directed CR), goal-tracking behavior (US-directed CR), and an intermediate response (both CRs). Sign-trackers attribute incentive salience to reward-related cues and are more vulnerable to cue-induced reinstatement of drug-seeking as well as other addiction-related behaviors, making PCA a potentially valuable procedure for studying addiction vulnerability. Here, we describe materials and methods used to elicit PCA behavior from rats as well as analyze and interpret PCA behavior in individual experiments.

Here, we present a protocol to elicit Pavlovian conditioned approach behavior in rats. This procedure can be used to measure individual differences in the tendency to approach and attribute incentive salience to reward-related cues and investigate addiction vulnerability.

흰쥐의 파블로프 조건 접근 교육

Cues that are contingently paired with unconditioned, rewarding stimuli can acquire rewarding properties themselves through a process known as the ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article describes a rodent version of the PVT&#8212;termed the &#34;rPVT&#34;&#8212;that measures similar aspects of attention (i.e., performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention). Data are presented that demonstrate both the short- and long-term usefulness of the rPVT when employed with laboratory rats. Rats easily learn the rPVT, and learning to perform the basic procedure takes less than two weeks of training. Once acquired, rat performances in the rPVT show a high degree of similarity to these same performance measures in the human PVT, including similarities in, lapses in attention, reaction times, vigilance decrements across session time (i.e., the human &#34;time-on-task&#34; effects), and the response-stimulus interval (RSI) effect described for humans. Thus the rPVT can be an extremely valuable tool for assessing the effects of a wide range of variables on sustained attention quite similar to human PVT performances, and thus can be useful for developing novel treatments for neurobehavioral dysfunctions.

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

A rat version of the human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is described that measures aspects of attention similar to those measured with the human PVT, including aspects of human vigilance such as performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention.

설치류 심리 운동 경계 시험 (rPVT) : 쥐에서 신경 행동 학적 성능을 평가하는 방법

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

New Variations for Strategy Set-shifting in the Rat

Behavioral flexibility is crucial for survival in changing environments. Broadly defined, behavioral flexibility requires a shift of behavioral strategy based on a change in governing rules. We describe a strategy set-shifting task that requires an attentional shift from one stimulus dimension to another. The paradigm is often used for testing cognitive flexibility in primates. However, the rodent version has not been as extensively developed. We have recently extended an established set-shifting task in the rat1 by requiring attention to different stimuli according to context. All the experimental conditions required animals to choose either a left or right lever. Initially, all animals had to choose on the basis of the location of the lever. Subsequently, a change in the rule occurred, which required a shift in set from location-based rule to a rule in which the correct lever was indicated by a light cue. We compared performance on three different versions of the task, in which the light stimulus was either novel, previously relevant, or previously irrelevant. We found that specific neurochemical lesions selectively impaired the ability to make particular types of set shift as measured by the performance on the different versions of the task.

Set-shifting, a form of behavioral flexibility, requires an attentional shift from one stimulus dimension to another. We extended an established rodent set-shifting task1 by requiring attention to different stimuli according to context. The task was combined with specific lesions to identify neuron subtypes underlying a successful shift.

전략의 새로운 변형 쥐에 세트-이동

Behavioral flexibility is crucial for survival in changing environments. Broadly defined, behavioral flexibility requires a shift of behavioral strategy ...

The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity largely use video analysis of reaching or food manipulation. While these tasks are easy to implement and are robust across disease models, they are subjective and laborious for the experimenter. Automating traditional tasks or creating new automated tasks can make the tasks more efficient, objective, and quantitative. Since rats are less dexterous than primates, central nervous system (CNS) injury produces more subtle deficits in dexterity, however, supination is highly affected in rodents and crucial to hand function in primates. Therefore, we designed a semi-automated task that measures forelimb supination in rats. Rats are trained to reach and grasp a knob-shaped manipulandum and turn the manipulandum in supination to receive a reward. Rats can acquire the skill within 20 &plusmn; 5 days. While the early part of training is highly supervised, much of the training is done without direct supervision. The task reliably and reproducibly captures subtle deficits after injury and shows functional recovery that accurately reflects clinical recovery curves. Analysis of data is performed by specialized software through a graphical user interface that is designed to be intuitive. We also give solutions to common problems encountered during training, and show that minor corrections to behavior early in training produce reliable acquisition of supination. Thus, the knob supination task provides efficient and quantitative evaluation of a critical movement for dexterity in rats.

This manuscript describes a semi-automated task that quantifies supination in rats. Rats reach, grasp, and supinate a spherical manipulandum. The rat is rewarded with a pellet if the turn angle exceeds a criterion set by the user. This task increases throughput, sensitivity to injury, and objectivity compared to traditional tasks.

손잡이 Supination 작업: 쥐의 Forelimb 함수를 평가 하기 위한 반 자동화 방법

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

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 ...

Assessment of Stress Effects on Cognitive Flexibility using an Operant Strategy Shifting Paradigm

Stress affects cognitive function. Whether stress enhances or impairs cognitive function depends on several factors, including the 1) type, intensity, and duration of the stressor; 2) type of cognitive function under study; and 3) timing of the stressor in relation to learning or executing the cognitive task. Furthermore, sex differences among the effects of stress on cognitive function have been widely documented. Described here is an adaptation of an automated operant strategy shifting paradigm to assess how variations in stress affect cognitive flexibility in male and female Sprague Dawley rats. Specifically, restraint stress is used before or after training in this operant-based task to examine how stress affects cognitive performance in both sexes. Particular brain areas associated with each task in this automated paradigm have been well-established (i.e., the medial prefrontal cortex and orbitofrontal cortex). This allows for targeted manipulations during the experiment or the assessment of particular genes and proteins in these regions upon completion of the paradigm. This paradigm also allows for the detection of different types of performance errors that occur after stress, each of which has defined neural substrates. Also identified are distinct sex differences in perseverative errors after a repeated restraint stress paradigm. The use of these techniques in a preclinical model may reveal how stress affects the brain and impairs cognition in psychiatric disorders, such as post-traumatic stress disorder (PTSD) and major depressive disorder (MDD), which display marked sex differences in prevalence.

Stressful life events impair cognitive function, increasing the risk of psychiatric disorders. This protocol illustrates how stress affects cognitive flexibility using an automated operant strategy shifting paradigm in male and female Sprague Dawley rats. Specific brain areas underlying particular behaviors are discussed, and translational relevance of results are explored.

패러다임을 바꾸는 오페라 전략을 사용하여 인지 유연성에 대한 스트레스 영향 평가

Stress affects cognitive function. Whether stress enhances or impairs cognitive function depends on several factors, including the 1) type, intensity, and ...

Gathering Self-Initiated Rat Behavioral Data to Characterize Post-Stroke Deficits

Behavioral testing in rat models is frequently utilized for diverse purposes, including psychological, biomedical, and behavioral research. Many traditional approaches involve individual, one-on-one testing sessions between a single researcher and each animal in an experiment. This setup can be very time consuming for the researcher, and their presence may impact the behavioral data in unwanted ways. Additionally, traditional caging for rat research imposes a lack of enrichment, exercise, and socialization that would normally be typical for the species, and this context may also skew the results of behavioral data. Overcoming these limitations may be worthwhile for several research applications, including the study of acquired brain injury. Here, an example method is presented for automatically training and testing individual rat behavior in a colony cage without the presence of humans. Radio frequency identification can be utilized to tailor sessions to the individual rat. The validation of this system occurred in the example context of measuring skilled forelimb motor performance before and after stroke. Traditional characteristics of post-stroke behavioral impairments and novel measures enabled by the system are measured, including success rate, various aspects of pull force, bout analysis, initiation rate and patterns, session duration, and circadian patterns. These variables can be collected automatically with few limitations; though the apparatus removes experimental control of exposure, timing and practice, the validation produced reasonable consistency in these variables from animal to animal.

A system for acquiring data from self-initiated individual behavior sessions within a social colony cage setting is presented. The efficacy of this system is demonstrated using an automated skilled reach assessment, enabling the characterization of post-stroke motor impairments, potential behavioral alterations related to motivation, circadian variations, and other innovative dependent variables.