Name: assessment of stress effects on cognitive flexibility using an operant strategy shifting paradigm
Uploaded: 2020-05-04T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Stress Effects on Cognitive Flexibility using an Operant Strategy Shifting Paradigm at JoVE.com

ويود المؤلفون أن يشكروا هانا زامور وإميلي ساكس وجوش سيرل على مساعدتهم في إنشاء نموذج التحول الاستراتيجي الأوبرالي هذا في مختبر Grafe. كما أنهم يودون أن يشكروا كيفن سنايدر على مساعدته في قانون MATLAB للتحليل.

تمت الموافقة على جميع الإجراءات في هذه الدراسة من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC) في كلية برين ماور. الحصول على موافقة IACUC أو أي موافقة تنظيمية قابلة للتطبيق قبل طلب المختبر وبدء التجارب.
1. إعداد الحيوان
<ol><li>الحصول على الفئران الذكور والإناث الكبار س?...

يوضح البروتوكول كيفية قياس آثار الإجهاد على الوظائف المعرفية. على وجه التحديد ، يتم استخدام نموذج تحويل استراتيجية أوبرالي معدل في القوارض ، والذي يقيس المرونة المعرفية (على سبيل المثال لمهمة فرز بطاقة ويسكونسن في البشر)1. المرونة المعرفية تدل على القدرة على التكيف مع استرات?...

في البشر، يمكن أن تؤدي أحداث الحياة المجهدة إلى إضعاف الوظيفة الإدراكية (أي المرونة المعرفية1)،مما يدل على القدرة على تكييف استراتيجيات المعالجة المعرفية لمواجهة ظروف جديدة في البيئة2. ضعف في الإدراك يعجل ويفاقم العديد من الاضطرابات النفسية, مثل اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD) واضطراب الاكتئاب الكبرى (MDD)3,4. هذه الاضطرابات هي ضعف انتشارها في الإناث5،6،7،8، ومع ذلك فإن الأساس البيولوجي لهذا التفاوت لا يزال غير معروف. ويمكن تقييم جوانب الأداء التنفيذي في البشر باستخدام بطاقة ويسكونسن فرز المهمة، وهو دليل على المرونة المعرفية2. ضعف الأداء في هذه المهمة في المرضى الذين يعانون من اضطراب ما بعد الصدمة9 و MDD10، ولكن الأساس العصبي لهذا التغيير لا يمكن فحصه إلا عن طريق تصوير الدماغ11.
وقد أحرز تقدم في فهم كيفية تأثير الإجهاد على الدماغ من خلال استخدام النماذج الحيوانية، ولا سيما القوارض. كما تتأثر المرونة المعرفية في الأمراض المرتبطة بالإجهاد، بل هو النمط الظاهري ذات الصلة بشكل استثنائي لفحص في القوارض. حتى الآن، استخدمت معظم الأدب العصبي الإجهاد نموذج المرونة المعرفية البديلة (يشار إليها أحيانا باسم مهمة الحفر)12،13،14،15. في حين تم فحص هذه المهمة على نطاق واسع ، إلا أنها تتطلب المزيد من الوقت والجهد من قبل المجرب لتدريب القوارض. تكييفها ووصفها هنا هو راسخ الآلي مجموعة التحول بروتوكول16 لتقييم المرونة المعرفية في الفئران الذكور والإناث سبراغ دولي باستخدام نماذج الإجهاد المختلفة17,18. يتطلب الإجراء الحد الأدنى من الرقابة من قبل المجرب ويسمح باختبار فئران متعددة في وقت واحد. وبالإضافة إلى ذلك، وخلافا للإصدارات الأخرى من هذه المهمةالآلية 19،والتكيف مع هذا النموذج يتطلب فقط 3 أيام من التدريب ويتضمن تحليل البيانات المبرمجة كفاءة.
ما إذا كان الإجهاد يعزز أو يضعف الوظيفة المعرفية يعتمد على نوع وكثافة ومدة الإجهاد ، وكذلك توقيت الإجهاد فيما يتعلق بالتعلم أو تنفيذ مهمة معرفية20،21. وهكذا، يتضمن البروتوكول إجراءات الإجهاد قبل وبعد التدريب الأوبراني. كما أنه يدرس النتائج التمثيلية لدراسات الإجهاد. وبالإضافة إلى ذلك، فإن مناطق الدماغ الكامنة وراء جوانب معينة من مجموعة التحول كانت راسخة2،16،22؛ وبالتالي، يصف التقرير أيضا كيفية استهداف وتقييم مناطق معينة من الدماغ أثناء أو بعد إجراءات تحويل الإجهاد والاستراتيجية.
كانت هناك بحوث محدودة على دراسة مباشرة الاختلافات بين الجنسين في المرونة المعرفية18،23.  يصف البروتوكول كيفية 1) دمج كل من الفئران الذكور والإناث في النموذج التجريبي ، ثم 2) مسارات دورات استروس قبل وأثناء الإجراءات في ركوب الدراجات بحرية الإناث. وقد أشارت الدراسات السابقة إلى أن الإجهاد قبل التدريب الأوبراني يمكن أن يؤدي إلى عجز خاص بالجنس في المرونة المعرفية لدىالفئران 17. على وجه الخصوص ، تظهر الفئران الإناث اضطرابات في المرونة المعرفية بعد الإجهاد ، في حين تتحسن المرونة المعرفية في الفئران الذكور بعد الإجهاد17. ومن المثير للاهتمام أن السمة الرئيسية للاضطرابات النفسية المرتبطة بالإجهاد، والتي لها معدل إصابة متحيز جنسيا لدى البشر، هي عدم المرونة المعرفية. وتشير هذه النتائج إلى أن الإناث قد يكون أكثر عرضة لهذا النوع من الضعف الإدراكي من الذكور. استخدام هذه التقنيات في النماذج الحيوانية سوف يلقي الضوء على آثار الإجهاد على الدماغ وكيف يضعف الإدراك في الاضطرابات النفسية في البشر.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:895px;" width="893">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">3 inch glass pipette eye droppers</td>
			<td style="width:201px;">Amazon</td>
			<td style="width:161px;">4306-30-012LC</td>
			<td style="width:197px;">For vaginal lavage</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Alcohol Wipes</td>
			<td style="width:201px;">VWR</td>
			<td>15648-990</td>
			<td>To clean trays in set shifting boxes between rats</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Biotin-SP-conjugated AffiniPure Donkey Anti-Mouse lgG (H+L), minimal cross reaction to bovine, chicken, goat, guinea pig, hamster, horse, human, rabbit, sheep serum proteins</td>
			<td style="width:201px;">Jackson ImmunoResearch</td>
			<td style="width:161px;">715-065-150</td>
			<td>All other DAB protocol staining materials are standard buffers/DAB and are not specified here, as this is not the main focus of the methods paper</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">C-fos mouse monoclonal primary antibody</td>
			<td style="width:201px;">AbCam</td>
			<td>ab208942</td>
			<td>To stain neural activation in brain areas after set shifting</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Dustless Food Pellets</td>
			<td style="width:201px;">Bio Serv</td>
			<td>F0021</td>
			<td>For set shifting boxes (dispenser for reward)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">GraphPad Prism</td>
			<td style="width:201px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Used for data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Leica DM4 B Microscope and associated imaging software</td>
			<td style="width:201px;">Leica</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Lots of different parts for the microscope and work station, for imaging lavage and/or cfos</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">MatLab</td>
			<td style="width:201px;"></td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Software; code to help analyze set shifting data, available upon request.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Med-PC Software Suite</td>
			<td style="width:201px;">Med Associates</td>
			<td style="width:161px;">SOF-736</td>
			<td>Software; uses codes to operate operant chambers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Operant Chambers</td>
			<td style="width:201px;">Med PC</td>
			<td>MED-008-B2</td>
			<td>Many different parts for the chamber set up and software to work with it; we also wrote a separate code for set shifting, available upon request.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Rat Bedding</td>
			<td style="width:201px;">Envigo</td>
			<td>T.7097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Rat Chow</td>
			<td style="width:201px;">Envigo</td>
			<td>T.2014.15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Restraint Devices</td>
			<td style="width:201px;">Bryn Mawr College</td>
			<td style="width:161px;">Made by our shop</td>
			<td>For stress exposure; specifications available upon request.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Scribbles 3d fabric paint</td>
			<td style="width:201px;">Amazon</td>
			<td>54139</td>
			<td>For vaginal lavage</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Sprague Dawley Rats</td>
			<td style="width:201px;">Envigo</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>At least D65 Males and Females</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">VWR Superfrost Plus Micro Slide</td>
			<td style="width:201px;">VWR</td>
			<td>48311-703</td>
			<td>For vaginal lavage and/or brain slices/staining for c-fos</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of stress effects on cognitive flexibility using an operant strategy shifting paradigm

الإجهاد يؤثر على الوظيفة المعرفية. ما إذا كان الإجهاد يعزز أو يضعف الوظيفة المعرفية يعتمد على عدة عوامل، بما في ذلك 1) نوع وكثافة ومدة الإجهاد؛ 2) نوع الوظيفة المعرفية قيد الدراسة؛ و 3) توقيت الإجهاد فيما يتعلق التعلم أو تنفيذ المهمة المعرفية. وعلاوة على ذلك، تم توثيق الاختلافات بين الجنسين بين آثار الإجهاد على الوظائف المعرفية على نطاق واسع. وصف هنا هو التكيف مع نموذج التحول استراتيجية التشغيل الآلي لتقييم كيفية الاختلافات في الإجهاد تؤثر على المرونة المعرفية في الفئران داولي سبراغ الذكور والإناث. على وجه التحديد، يتم استخدام الإجهاد ضبط النفس قبل أو بعد التدريب في هذه المهمة القائمة على الأوبرال لفحص كيفية تأثير الإجهاد على الأداء المعرفي في كلا الجنسين. وقد تم تحديد مناطق معينة من الدماغ المرتبطة بكل مهمة في هذا النموذج الآلي (أي قشرة ما قبل الجبهية الوسطى والقشرة الجبهية المدارية). وهذا يسمح بالتلاعب المستهدف أثناء التجربة أو تقييم جينات وبروتينات معينة في هذه المناطق عند الانتهاء من النموذج. يسمح هذا النموذج أيضا بالكشف عن أنواع مختلفة من أخطاء الأداء التي تحدث بعد الإجهاد ، والتي حدد كل منها الركائز العصبية. كما تم تحديد اختلافات جنسية متميزة في الأخطاء المثابرية بعد نموذج الإجهاد المتكرر لضبط النفس. قد يكشف استخدام هذه التقنيات في نموذج ما قبل السريرية كيف يؤثر الإجهاد على الدماغ ويضعف الإدراك في الاضطرابات النفسية ، مثل اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD) واضطراب الاكتئاب الكبير (MDD) ، والتي تظهر اختلافات جنسية ملحوظة في الانتشار.

تم استخدام نموذج التحول في الاستراتيجية الآلية المكيفة المبينة أعلاه لتحديد ما إذا كان الإجهاد المتكرر لضبط النفس يؤثر على الإدراك لدى الفئران الذكور والإناث في سبراغ دولي. يتم وصف البيانات السلوكية التمثيلية في الشكل 2 أدناه. باختصار، أدت الفئران التي تسيطر عليها وتقيده...

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Stress Effects on Cognitive Flexibility using an Operant Strategy Shifting Paradigm at JoVE.com

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

أحداث الحياة المجهدة تضعف الوظيفة المعرفية، مما يزيد من خطر الاضطرابات النفسية. يوضح هذا البروتوكول كيف يؤثر الإجهاد على المرونة المعرفية باستخدام نموذج تحويل استراتيجية أوبرالي آلية في فئران سبراغ دولي الذكور والإناث. تتم مناقشة مناطق محددة في الدماغ تقوم عليها سلوكيات معينة، ويتم استكشاف الصلة الترجمية للنتائج.

تقييم آثار الإجهاد على المرونة المعرفية باستخدام نموذج التحول الاستراتيجي الأوبراتي

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

Research

JoVE Journal

Behavior

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

المهام التطابق Crossmodal كوسيلة للحصول على قياس الهدف السلوكي في المطاط اليد بارادايم الوهم

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

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

فرقة سيكلوجية الإنتباه مجموعة التحول: على قدر من المرونة الإدراكية في الفئران

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

Investigating the Effects of Antipsychotics and Schizotypy on the N400 Using Event-Related Potentials and Semantic Categorization

التحقيق في تأثير مضادات الذهان وSchizotypy على طريق N400 ذات الصلة بالحدث الإمكانيات والتصنيف الدلالي

Within the field of cognitive neuroscience, functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a popular method of visualizing brain function. This is in ...

A Cognitive Paradigm to Investigate Interference in Working Memory by Distractions and Interruptions

A المعرفي بارادايم المعنية بالتحقيق في التدخل في الذاكرة العاملة التي كتبها الانحرافات والانقطاعات

Goal-directed behavior is often impaired by interference from the external environment, either in the form of distraction by irrelevant information that ...

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

إجراءات استثابي لتقييم المرونة السلوكية في الفئران

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

Assessing the Effects of Music Listening on Psychobiological Stress in Daily Life

تقييم آثار الاستماع إلى الموسيقى على الإجهاد بعلم النفس في الحياة اليومية

Music listening is associated with stress-reducing effects. However, most of the results on music listening and stress were gathered in experimental ...

New Variations for Strategy Set-shifting in the Rat

تنويعات جديدة لاستراتيجية مجموعة، يتحول في الجرذ

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

Eye Tracking During Visually Situated Language Comprehension: Flexibility and Limitations in Uncovering Visual Context Effects

تتبع العين خلال فهم اللغة يقع بصريا: المرونة والتقييدات في الكشف عن السياق البصرية آثار

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing ...

Using a Classroom-Based Deese Roediger McDermott Paradigm to Assess the Effects of Imagery on False Memories

باستخدام نموذج مكديرموت روديغر ديس المستندة إلى الفصول الدراسية لتقييم آثار الصور الملتقطة في ذكريات كاذبة

Associated word list procedures can elicit false memories in predictable ways by inducing associative processing, thus making it harder to monitor the ...

Experimental Paradigm for Measuring the Effects of Self-distancing in Young Children

نموذج تجريبي لقياس آثار تنأى بنفسها في الأطفال الصغار

Self-distancing (i.e., creating mental distance between the self and a stimulus by adopting a less egocentric perspective) has been studied as a way to ...