Name: assessment of stress effects on cognitive flexibility using an operant strategy shifting paradigm
Uploaded: 2020-05-04T15:00:00
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作者要感谢Hannah Zamore，Emily Saks和Josh Searle在Grafe实验室中建立这种操作性策略转变范式的帮助。他们还要感谢 Kevin Snyder 对 MATLAB 代码的分析帮助。

本研究中的所有程序均由Bryn Mawr学院的机构动物护理和使用委员会（IACUC）批准。在订购实验动物和开始实验之前，获得IACUC或其他适用的监管批准。
1. 动物准备
<ol><li>获得雄性和雌性成年斯普拉格道利大鼠。 注意：大鼠可以在65日之前分娩，但在此之前不要开始手术，以确保雄性和雌性都完全成熟。</li>
	<li>配对同性大鼠尽可能长的时间，长期隔离是一种压力源<sup class="...

该协议展示了如何测量压力对认知功能的影响。具体而言，在啮齿动物中使用了修改后的操作策略转移范式，该范式测量认知灵活性（类似于人类的威斯康星州卡片分类任务）1。认知灵活性表示适应认知处理策略以面对环境中的新条件的能力，并且对于正常的日常功能至关重要2。由于人类对认知灵活性的研究主要局限于大脑成像11，在动物中...

在人类中，压力性生活事件会损害认知功能（即认知灵活性1），这表示适应认知处理策略以面对环境中的新条件的能力2。认知障碍会诱发和加剧许多精神疾病，如创伤后应激障碍（PTSD）和重度抑郁症（MDD）3，4。这些疾病在女性5、6、7、8中的患病率是女性的两倍，但这种差异的生物学基础仍然未知。人类执行功能的各个方面可以使用威斯康星州卡片分类任务进行评估，这是认知灵活性的证明2。在PTSD9和MDD10患者中，这项任务的表现受损，但这种变化的神经基础只能通过脑成像11来检查。
通过使用动物模型，特别是啮齿动物，在理解压力如何影响大脑方面取得了进展。由于认知灵活性在应激相关疾病中受到影响，因此它是啮齿动物中检查的特别相关的表型。迄今为止，大多数压力神经生物学文献都使用了另一种认知灵活性范式（有时称为挖掘任务）12，13，14，15。虽然这项任务已经过广泛审查，但实验者需要更多的时间和精力来训练啮齿动物。这里改编和描述的是一种完善的自动集合转换方案16，以使用各种应激模型17，18评估雄性和雌性Sprague Dawley大鼠的认知灵活性。该过程需要实验者的最小监督，并允许同时测试多只大鼠。此外，与这个自动化任务19的其他版本不同，这种范式的适应只需要3天的训练，并且包括一个有效的编程数据分析。
压力是否增强或损害认知功能取决于压力源的类型，强度和持续时间，以及压力源与学习或执行认知任务相关的时间20，21。因此，该协议在操作训练之前和之后都包含了应激程序。它还检查了压力研究的代表性结果。此外，集合转换的特定方面的潜在大脑区域已经得到很好的建立2，16，22;因此，该报告还描述了如何在压力和策略转换程序期间或之后定位和评估特定的大脑区域。
关于直接检查认知灵活性的性别差异的研究有限18，23。 该协议描述了如何1）将雄性和雌性大鼠纳入实验范式，然后2）在自由循环的雌性大鼠的手术前和手术期间跟踪发情周期。先前的研究表明，操作性训练前的压力可导致大鼠17的认知灵活性的性别特异性缺陷。特别是，雌性大鼠在压力后表现出认知灵活性的破坏，而雄性大鼠在压力后表现出认知灵活性的改善17。有趣的是，与压力相关的精神疾病的一个主要标志是认知不灵活性，这种疾病在人类中具有性别偏见。这些结果表明，女性可能比男性更容易受到这种类型的认知障碍的影响。在动物模型中使用这些技术将揭示压力对大脑的影响以及它如何损害人类精神疾病的认知。

<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

压力会影响认知功能。压力是否增强或损害认知功能取决于几个因素，包括1）压力源的类型，强度和持续时间;2）所研究的认知功能类型;3）与学习或执行认知任务相关的压力源的时间。此外，压力对认知功能的影响之间的性别差异已被广泛记录。这里描述的是一种自动操作策略转移范式的改编，以评估压力的变化如何影响雄性和雌性Sprague Dawley大鼠的认知灵活性。具体来说，在这种基于操作性的任务中，约束压力在训练之前或之后使用，以检查压力如何影响两性的认知表现。与这种自动化范式中的每个任务相关的特定大脑区域已经得到很好的建立（即，内侧前额叶皮层和眶额叶皮层）。这允许在实验期间进行靶向操作，或者在完成范式后评估这些区域中的特定基因和蛋白质。这种范式还允许检测压力后发生的不同类型的性能错误，每种错误都定义了神经基质。还确定了在反复的约束压力范式之后，毅力错误中明显的性别差异。在临床前模型中使用这些技术可以揭示压力如何影响大脑并损害精神疾病的认知，例如创伤后应激障碍（PTSD）和重度抑郁症（MDD），它们在患病率上显示出显着的性别差异。

上面概述的自适应自动操作策略转移范式用于确定重复的约束压力是否影响雄性和雌性Sprague Dawley大鼠的认知。代表性行为数据在下面 的图 2 中进行了描述。简而言之，对照和反复约束的大鼠进行了这种操作性策略转移测试，该测试由一系列任务组成：侧面辨别，侧反转和轻度辨别。
每个任务的标准试验如图 2A所示。通常，每项?...

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

压力性生活事件会损害认知功能，增加患精神疾病的风险。该协议说明了压力如何影响男性和女性Sprague Dawley大鼠的自动操作策略转移范式来影响认知灵活性。讨论了特定行为背后的特定大脑区域，并探讨了结果的转化相关性。

使用操作策略转移范式评估压力对认知灵活性的影响

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

Research

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科研

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