Name: three laboratory procedures for assessing different manifestations of impulsivity in rats
Uploaded: 2019-03-17T13:00:00
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我们要感谢 Florencia Mata、María Elena Chávez、Miguel Burgos 和 Alejandro Tapia 提供的技术援助。我们还要感谢 Sarah Gordon Frances 对本条先前草案的有益评论, 并感谢弗拉基米尔·奥多尼亚善意地提供了发表论文的原始数据。感谢克劳迪奥·纳伦创建了图 1中的关系图。我们感谢伊比利亚-美洲城市大学调查指导委员会提供资金证明编辑服务和录像制作费用。

本节描述的三个协议要求使用老鼠作为主体。大多数实验室大鼠菌株是合适的;例如, Wistar、Lon-evans、Sprague-Dawley 等。伊比利亚-美洲大学伦理委员会遵循《实验动物护理和使用指南》 (国家研究理事会生命科学委员会实验动物资源研究所, 1996年) 批准了实验室规程要描述。
1. 动物外壳和准备
<ol><li>确定将使用的大鼠数。这将取决于几个因素, 如选定的设计类型、所需的统计权?...

本文介绍了各种用于大鼠冲动筛查的协议。有人认为, 这些特定的协议因易于编程和数据分析而受到青睐, 比其他可用的替代方案所需的操作和刺激设备更少。有效实施这些协议有几个关键步骤, 例如: (1) 产生研究问题; (2) 选择适当的研究设计; (3) 规划选定的协议; (4) 进行研究, (5) 收集数据, (6)分析数据, 并 (7) 解释数据。充分发展研究问题有助于缩小处理这一问题的可能方法的范围。一个有重点的?...

冲动可以被概念化为与不适应结果1相关的行为维度。尽管这一术语被广泛使用, 但对其确切定义没有普遍共识。事实上, 一些作者通过列举冲动行为或其后果的例子来定义冲动, 而不是描述决定这种现象的不同方面。例如, 冲动被认为是指无法等待、计划、抑制前会行为或对延迟结果不敏感 2, 它被认为是成瘾行为的核心弱点3。巴里和罗宾斯4将冲动描述为强冲动的共同发生, 由沉积和情景变量以及功能失调的抑制过程触发。Dalley 和 Robbins 提供了不同的定义, 他们指出, 冲动可被视为在没有适当见解的情况下采取迅速、往往是过早行动的倾向.然而, 另一个定义的冲动, 由 Sosa 和 dos Santos6提出, 是一种行为倾向, 偏离了一个有机体最大限度地发挥可用的回报, 由于获得的控制, 发挥了对生物体的反应的刺激顺便说一句与这些奖励相关。
由于与冲动相关的行为过程, 其神经生理底物涉及与动机行为、决策和奖励价值相同的结构。这得到了研究的支持, 这些研究表明, 皮质纹状体通路 (例如, 伏隔核 [NAc]、前额叶皮质 [PFC]、杏仁核和尾状蛋白 putamen [CPU]) 以及上升的单胺能神经递质系统的结构参与其中。在冲动行为的表示 7.然而, 脉冲的神经底物比这更复杂。尽管 NAc 和 PFC 参与了冲动行为, 但这些结构是更复杂的系统的一部分, 并且由具有不同功能的子结构组成 (有关更详细的文档, 请参阅 D放利和 Robbins5)。
无论对其性质和生物底物的争议如何, 已知这种行为维度因个人而异, 在这种情况下, 它可以被视为一种特征, 也可以被认为是个体内部, 在这种情况下, 它可以被视为状态8。长期以来, 冲动一直被认为是某些精神状况的一个特征, 如注意力缺陷多动障碍 (ADHD)、药物滥用和躁狂发作 9。人们似乎普遍认为, 冲动是由多种不可分离的因素构成的, 包括不愿意等待 (即延迟打折)、没有能力克制前作效应的反应 (即抑制性缺陷)、难以关注相关因素。信息 (即注意力不集中), 以及处于危险境地的倾向 (即寻求感觉)5、10、11.这些因素中的每一个都可以通过特殊的行为任务来评估, 这些任务通常被分配到两个广泛的类别: 选择和反应抑制 (这些因素在每个作者的分类之间可能有不同的标签)。这类行为任务的一些重要特征是, 它们可以应用于多个动物物种2,并允许在可控实验室条件下研究冲动。
用实验室非人类动物对行为维度进行建模有许多优点, 包括可以测量具体的、可操作的行为倾向, 从而使研究人员能够在很大程度上减少混淆变量 (例如,由过去的生活事件污染 4), 并实施实验操作, 如慢性药理管理, 执行神经毒性病变, 或遗传操作。这些协议的多数有模拟版本为人, 使比较容易5。重要的是, 在人类中使用这些实验室协议的类似物可以有效地诊断精神障碍 (特别是当应用了一个以上的协议12) 的精神状况。
与任何其他心理测量一样, 评估冲动的实验室规程必须符合特定标准, 以实现深入了解所研究现象的目标。要被认为是一种适当的冲动行为模型, 实验室协议应该是可靠的, 并具有 (至少在一定程度上) 的面、构造和预测有效性 13.可靠性可能意味着, 如果进行两次或两次以上的操作, 对测量的影响将会复制, 或者测量在不同的情况下或在 14、15、15之间是一致的。前一种特点对实验研究特别有用, 而后一种特点对相关研究特别有用。人脸有效性是指测量到的东西与应该建模的现象相似的程度, 例如, 被相同变量的影响。预测有效性是指度量在协议中预测未来性能的能力, 其目的是测量相同或相关的构造。最后, 构造有效性是指协议是否再现了理论上合理的行为, 即假定在所研究的现象中涉及的过程或过程。然而, 尽管这些都是非常可取的功能, 但在声明协议完全基于这些标准16是有效的时, 应该谨慎。
有几种测量实验室环境中的脉冲的方案。然而, 本文只提出了三种方法: 时际选择、低比率的差异强化和特征负歧视。时际程序的目的是评估延迟折扣 (即延迟结果控制行为的困难) 冲动的组成部分。该议定书的基本理由是面对两个在规模和延迟上都不同的奖励对象。一种替代方案提供了一个小的即时奖励 (称为更早, ss) 和另一个提供一个更大的, 但延迟的奖励 (称为更大的后, ll)。对 SS 替代品的反应比例可作为冲动指数 18。在对低比率程序的差异强化中, 要评估的冲动因素是反应抑制 (即在对不适当的反应有消极惩罚意外情况时, 无法抑制先前的反应)。该协议的理由是向主体介绍了一种情况, 即获得奖励的唯一途径是暂停其作出答复的19项。最后, 特征负歧视程序在对不恰当反应没有明确处罚的情况下, 对反应抑制进行评价。该协议的基本原理 (也称为 Pavlovian 条件抑制或 a +/AX-TOR 程序) 是评估受试者是否有能力不作出不必要的反应20。
与其他程序相比, 这些程序具有一些方便的功能。例如, 这里介绍的程序适用于在设备最少的空调室 (也称为 "斯金纳盒子") 中进行。图 1显示了一个典型的调节室的示意图。调理室是有用的研究工具, 由于一些优点。它们允许自动收集相对较大的数据量, 最大限度地增加为时间和空间统一而评估的主题数量21。此外, 在调理室进行的行为研究需要很少的研究人员干预, 这减少了实验室工作人员投入的时间和精力, 这与其他可用的方法 (例如, 非自动 t 形迷宫、装盒) 不同。21. 尽量减少研究人员的干预也有助于减少研究人员的偏见, 减少研究人员学习曲线的影响, 减少手部引起的压力 22.典型的调理室是相当标准化的, 可用于中等大小的啮齿类动物, 如老鼠 (r. norvegicus), 但可用于研究其他分类群, 如类似大小的有袋动物 (如d. albi腹 Oris 和 l. crassicaudata )23). 还有适合较小 (如小鼠 [肌肉组织]) 和较大 (如非人类灵长类动物) 的商业调理室。设置和执行本文中介绍的协议需要最少的编程技能, 并且需要相当少数量的可实现的输入和输出设备, 这与更复杂的替代方法 (例如, 5 选择的串行反应时间任务 [5-CSRTT] 24和信号跟踪25)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59070/59070fig1.jpg"> 图 1: 调节室原型图.调节室的主要部件包括: (1) 左杠杆, (2) 食品容器 (配备侧向红外二极管, 以检测头部入口), (3) 聚焦光, (4) 扬声器调音发射 (后视镜), (5) 房屋灯 (后视), (6) 食品分配器。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59070/59070fig1large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:663px;" width="663">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">25 Pin Cables</td>
			<td style="width:161px;">Med Associates</td>
			<td style="width:119px;">SG-213F</td>
			<td style="width:167px;">Connect smart control cards to smart control panels</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">40 Pin Ribbon Cable</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>DIG-700C</td>
			<td>Connects the computer with the interface cabinet</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Computer</td>
			<td>Dell Computer Company</td>
			<td>T8P8T-7G8MR-4YPQV-96C2F-7THHB</td>
			<td>For controlling and monitoring protocols&#8217; processes</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Conductor Cables</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>SG-210CP-8</td>
			<td>Provide power to the smart control panels via the rack mount power supply</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Food dispenser with pedestal</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-203M-45 (12937)</td>
			<td>Silently provides 45 mg food pellets&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Head-Entry Detector</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-254-CB</td>
			<td>Uses an infrared photo-beam to detect head entries into the food receptacle</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">House Light</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-215M</td>
			<td>For providing&#160; diffuse illumination inside the chamber&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Interface Cabinet</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>SG-6080D</td>
			<td>Pod that can hold up to eight smart control cards</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Med-PC IV Software</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>SOF-735</td>
			<td>Translate codes into commands for operating outputs and recording/storing input information</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Multiple tone generator&#160;</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-223 (597)</td>
			<td>For controlling the frequency of the tones</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Panel fillers</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-007-FP</td>
			<td>For filling modular walls when devices are not used</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Pellet Receptacle</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-200R2M</td>
			<td>Receives and holds food pellets delivered by the dispenser</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Rack Mount Power Supply</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>DIG-700F</td>
			<td>Provides power to the interface cabinet</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Retractable Lever</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-112CM (10455)</td>
			<td>Detects lever-pressing responses; projects into the chamber or retracts as needed</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Smart Control Cards</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>DIG-716</td>
			<td>Controls up to eight inputs and four outputs of a conditioning chamber&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Smart Control Panels</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>SG-716 (3341)</td>
			<td>Connect smart cards to the devices within the conditioning chambers</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Speaker&#160;</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-224AM</td>
			<td>For providing tones inside the chamber</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Standard Modular Chambers for Rat</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-008</td>
			<td>Made of aluminum channels designed to hold modular devices&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Standard sound-, light-, and temperature isolating shells</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-022MD</td>
			<td>Serve to harbor each conditioning chamber</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Stimulus Light</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>ENV-221M</td>
			<td>For providing a round focalized light stimulus</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Three Pin Cables</td>
			<td>Med Associates</td>
			<td>SG-216A-2</td>
			<td>Connects smart control panel with each of the input and output devices in the conditioning chambers</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three laboratory procedures for assessing different manifestations of impulsivity in rats

本文为三种基于条件的大鼠冲动评价方案的传导和分析提供了指导。冲动是一个有意义的概念, 因为它与人类的精神状况和非人类动物的不适应行为有关。人们认为冲动是由不同的因素组成的。有一些实验室协议是为使用标准化自动化设备评估这些因素中的每一个因素而设计的。延迟折扣与无法被延迟结果所驱动有关。这一因素是通过时际选择协议来评估的, 其中包括向个人提供一个选择情况, 包括立即奖励和更大但延迟的奖励。反应抑制不足与无法抑制前作要反应有关。低速率 (DLR) 和特征负歧视协议的差异增强评估脉冲的反应抑制缺陷因子。前者对有动机的个人施加了一个条件, 即大多数人等待最低限度的时间才能得到答复的奖励。后者评价个人在发出没有粮食的信号时不寻求粮食的能力。这些协议的目的是构建一个客观的冲动定量测量, 用于进行跨物种比较, 允许转化研究的可能性。这些特定协议的优点包括易于设置和应用, 这源于所需设备的数量相对较少以及这些协议的自动化性质。

本条所述的三项议定书可以单独或与其他程序一起进行;这将取决于研究问题, 而研究问题又将决定研究设计。与这些协议兼容的研究设计的一些例子有: (1) 时间序列研究, 旨在描述性能的纵向变化;(2) 量化个体变异性, 以确定措施的可靠性;(3) 横断面相关研究, 旨在评估一个协议中的性能是否可以用来预测随后在另一个协议上进行的性能;(4) 纵向相关研究, 旨在确定一个协议?...

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Three Laboratory Procedures for Assessing Different Manifestations of Impulsivity in Rats

评估大鼠冲动不同表现的三个实验室程序

我们提出了三个协议, 评估不同形式的冲动在大鼠和其他小型哺乳动物。时间选择程序评估延迟结果的价值折现的趋势。低率和特征负歧视的差异强化分别评价反应抑制能力, 对不适当的反应进行惩罚和不惩罚。

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

实施行为程序来评估大鼠的冲动，提供对冲动的环境、神经生理和神经化学基础的洞察，即触发和影响这些行为的因素。该协议允许在效率和可访问性之间实现良好平衡，并指导适合定量分析的数据，以便对冲动性进行研究。这些协议中的性能可被视为人类冲动的模拟。因此，人类版本的它们用于诊断和治疗相关的精神疾病，如多动症或病态赌博。与帕西·莫雷诺一起演示这个程序的将是技术员古斯塔沃·拉戈和来自我们实验室的本科生巴勃罗·萨韦德拉。在开始食物限制制度后，在食物贮器中加入60个食物颗粒，以习惯食物恐惧症，然后将大鼠引入调理室，无需启动任何协议30分钟，即可习惯探索反应。在习惯阶段后，将大鼠引入调理室，每天再进行两次30分钟的训练，每45秒送一个食物颗粒，以帮助大鼠识别颗粒的来源。对于时际选择和低响应率的差异增强，或 DRL 协议，将一个或两个杠杆放入腔室，每 45 秒免费送餐，为每个级别的压机提供食物。对于时际选择协议，选择延迟值和奖励幅度。例如，选择较晚或 LL 替代食品，在 20 秒的固定延迟后提供 5 个食物颗粒，选择小延迟或 SS 替代食品，立即交付一个食品颗粒。选择一个整理标准，并在指定标准完成后自动结束会话，例如，在 40 个选择试验之后或 50 分钟后。将每个备选方案与调节室内的杠杆相结合，平衡受试者之间备选方案的横向性，并在完成可变间隔计划后提供 SS 和 LL 替代方案。在自由选择试验中，当一个操纵杆在经过一定间隔后被按下时，将激活关联的替代方案。两个杠杆都将缩回，并且完成可变的增援间隔计划后，与 SS 或 LL 替代方案相关的后果将被激活。奖励交付后，执行一个出时条件，调整此条件的持续时间，以等同两种备选方案的审时间隔的平均持续时间。下一个选择试验在完成分时后开始。如果一个主体在连续两次试验中选择一个备选方案，则程序将决定下一个试验将是对其余备选方案的强制试验，也就是说，在下次试验中，两个杠杆都将可用，但只有一个杠杆将运行以确保主体体验与两种备选方案相关的结果。对于 DRL 编程，选择响应后将产生奖励的最短时间的值。会话开始或任何杠杆按压响应后，从所选时间值开始倒计时计时器为零。如果主体在计时器达到零值之前显示响应，则计时器将重置，以便主体必须等待新的机会才能获得奖励。如果当量在计时器达到零值后发出响应，则提供食物颗粒。计时器将在两秒钟后重置，让动物消耗颗粒。对于特征-负性歧视，首先选择会话的刺激持续时间、间歇持续时间和完成标准。在 A+试验中呈现刺激 A 后，提供食物颗粒。在 AX-减试中提出相同的刺激 A 并伴有额外的刺激 X 后，不要提供任何食物。在计算机软件中设置协议后，使用适当的消毒液清洁操作室的内壁、天花板和烤架地板，以去除前几届会议或先前研究中的气味。使用计算机手动激活和监控关键输入和输出，以确保它们正常工作，并检查食品分配器是否容纳足够的食物，以便于会议期间交付。将壳体笼与靠近调节室的老鼠一起移动，然后打开外壳笼。在关闭隔离壳中的调节室之前，轻轻地将吃老鼠放在相应的调节室中。启动程序并等待程序完成。如果未自动保存数据，请将会话的输出文件保存在计算机驱动器或其他位置。项目完成后，轻轻地将大鼠返回到相应的住房笼中，并按照选定的食物限制制度向动物提供补充食物。在这个时际选择程序中，与野生型大鼠相比，自发高血压大鼠的杠杆反应率的对数比更高，这表明多动症模型大鼠倾向于立即获得奖励，而牺牲了更丰富但延迟的替代品。在这个具有代表性的 DRL 协议实验中，单个大鼠的纵向数据对响应有 10 秒的时间限制，这表明随着时间的推移，动物在任务中获得了经验，最终学会在 10 秒内做出响应。这个药理学实验测试了在D DRL程序中，时间限制为10秒的冲动性能是否降低，治疗包括低水平的抗精神病药物。蓝色密度图表示施用盐水时响应的分布，鲑鱼图表示管理哈洛佩里多时响应的分布。上部嵌入图显示响应率，下部显示与前一个图颜色代码相同的盐水和卤素的奖励率。可以指出，3至5个受试者的响应率降低，特别是对于在盐水条件下突发反应比例较高的受试者。通常，在特征阴性歧视协议中，在单一刺激加上食物试验期间和在没有食物试验的复合刺激期间的反应在早期会话中没有显著差异。然而，经过几次试验后，大鼠在这两种试验中的反应不同，发现增加第二个刺激会抵消第一种刺激控制的反应趋势。重要的是，受试者在这两种试验中表现出相当强大的个体差异。注意相应的调节室中加载适当的规程，将大鼠正确分配给每个腔室，并且所有腔室都关闭。基线程序完成后，可以进行行为、药理或外科治疗，以测试其对性能的影响。结果并不总是决定性的，所以研究人员可能要考虑观测到的数据是依赖于选定的参数，还是实际上是由混淆因素引起的。一定要妥善处理老鼠，避免伤害老鼠，避免老鼠伤害你。

Research

JoVE Journal

Behavior

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科研

行为学

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This paper describes a novel method for studying the bio-behavioral basis of addiction to food. This method combines the surgical component of taste ...

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一个过程来观察大鼠巴甫洛夫空调酒精寻求行为的背景下引发的重建

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Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

操作性程序，以评估大鼠的行为灵活性

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

鼠类精神运动警觉测试（rPVT）：一个在大鼠和小鼠的神经行为评估性能的方法

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