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

Авторы хотели бы поблагодарить Ханну Замор, Эмили Сакс и Джоша Сирла за их помощь в установлении этой парадигмы изменения оперантной стратегии в лаборатории Графа. Они также хотели бы поблагодарить Кевина Снайдера за его помощь с кодом MATLAB для анализа.

Все процедуры в этом исследовании были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) в колледже Брин Мор. Получите одобрение IACUC или других применимых регулирующих органов, прежде чем заказывать лабораторных животных и начинать эксперименты.
<p cl...

Протокол демонстрирует, как измерить влияние стресса на когнитивные функции. В частности, модифицированная парадигма изменения оперантной стратегии используется у грызунов, которая измеряет когнитивную гибкость (аналогичную задаче сортировки карт Висконсина у людей)1. К...

У людей стрессовые жизненные события могут ухудшить когнитивную функцию (т.е. когнитивную гибкость1),что означает способность адаптировать когнитивные стратегии обработки к новым условиям в окружающей среде2. Нарушение когнитивных функций ускоряет и усугубляет многие психические расстройства, такие как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) и большое депрессивное расстройство (МДД)3,4. Эти расстройства в два раза распространенным явлением у женщин5,6,7,8,однако биологическая основа этого несоответствия остается неизвестной. Аспекты исполнительного функционирования у людей могут быть оценены с помощью Wisconsin Card Sorting Task, демонстрации когнитивной гибкости2. Производительность в этой задаче нарушена у пациентов сПТСР 9 и MDD10,но нейронная основа этого изменения может быть исследована только с помощью визуализации мозга11.
Успехи в понимании того, как стресс влияет на мозг, были достигнуты благодаря использованию животных моделей, особенно грызунов. Поскольку когнитивная гибкость затрагивается при заболеваниях, связанных со стрессом, это исключительно релевантный фенотип для изучения у грызунов. На сегодняшний день в большинстве литератур по нейробиологии стресса используется альтернативная парадигма когнитивной гибкости (иногда называемая задачей копания)12,13,14,15. Хотя эта задача была тщательно проверена, экспериментатор требует больше времени и усилий для обучения грызунов. Здесь адаптирован и описан хорошо задан автоматизированный протокол сдвига наборов16 для оценки когнитивной гибкости у самцов и самок крыс Sprague Dawley с использованием различных стрессовых моделей17,18. Процедура требует минимального надзора со стороны экспериментатора и позволяет одновременно тестировать несколько крыс. Кроме того, в отличие от других версий этой автоматизированной задачи19,адаптация этой парадигмы требует всего 3 дней обучения и включает в себя эффективный запрограммированный анализ данных.
Усиливает ли стресс или ухудшает когнитивную функцию, зависит от типа, интенсивности и продолжительности стрессора, а также от времени действия стрессора в отношении обучения или выполнения когнитивной задачи20,21. Таким образом, протокол включает в себя стрессовые процедуры как до, так и после оперантной тренировки. В нем также рассматриваются репрезентативные результаты стрессовых исследований. Кроме того, области мозга, лежащие в основе конкретных аспектов смещениямножеств,были хорошо установлены2,16,22; таким образом, в докладе также описывается, как нацеливаться и оценивать конкретные области мозга во время или после процедур изменения стресса и стратегии.
Были проведены ограниченные исследования по непосредственному изучению половых различий в когнитивной гибкости18,23.  Протокол описывает, как 1) включить как самцов, так и самок крыс в экспериментальную парадигму, а затем 2) отслеживать эструсные циклы до и во время процедур у свободно циклических самок. Предыдущие исследования показали, что стресс перед оперантной тренировкой может привести к специфическому для пола дефициту когнитивной гибкости у крыс17. В частности, самки крыс демонстрируют нарушения когнитивной гибкости после стресса, тогда как когнитивная гибкость улучшается у самцов крыс после стресса17. Интересно, что основным признаком психических расстройств, связанных со стрессом, которые имеют склонность к сексу у людей, является когнитивная негибкость. Эти результаты свидетельствуют о том, что женщины могут быть более уязвимы к этому типу когнитивных нарушений, чем мужчины. Использование этих методов на животных моделях проложит свет на влияние стресса на мозг и на то, как он ухудшает познание при психических расстройствах у людей.

<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

Стресс влияет на когнитивные функции. Усиливает ли стресс или ухудшает когнитивные функции, зависит от нескольких факторов, включая 1) тип, интенсивность и продолжительность стрессора; 2) тип изучаемой когнитивной функции; и 3) сроки стрессора в отношении обучения или выполнения познавательной задачи. Кроме того, половые различия между эффектами стресса на когнитивные функции были широко задокументированы. Здесь описана адаптация автоматизированной парадигмы смены оперантной стратегии для оценки того, как изменения в стрессе влияют на когнитивную гибкость у самцов и самок крыс Sprague Dawley. В частности, сдерживающее напряжение используется до или после тренировки в этой оперантной задаче, чтобы изучить, как стресс влияет на когнитивные функции у обоих полов. Конкретные области мозга, связанные с каждой задачей в этой автоматизированной парадигме, были хорошо установлены (то есть медиаальная префронтальная кора и орбитофронтальная кора). Это позволяет проводить целенаправленные манипуляции во время эксперимента или оценку конкретных генов и белков в этих областях после завершения парадигмы. Эта парадигма также позволяет обнаруживать различные типы ошибок производительности, которые возникают после стресса, каждый из которых имеет определенные нейронные субстраты. Также выявлены явные половые различия в персеверативных ошибках после повторяющейся парадигмы сдерживающего стресса. Использование этих методов в доклинической модели может показать, как стресс влияет на мозг и ухудшает познание при психических расстройствах, таких как посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) и большое депрессивное расстройство (MDD), которые демонстрируют заметные половые различия в распространенности.

Адаптированная автоматизированная парадигма смены оперантной стратегии, изложенная выше, была использована для определения того, влияет ли повторяющийся стресс сдерживания на познание у самцов и самок крыс Sprague Dawley. Репрезентативные поведенческие данные описаны на рисунк...

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

Стрессовые жизненные события ухудшают когнитивные функции, увеличивая риск психических расстройств. Этот протокол иллюстрирует, как стресс влияет на когнитивную гибкость, используя автоматизированную оперантную стратегию смены парадигмы у самцов и самок крыс Sprague Dawley. Обсуждаются конкретные области мозга, лежащие в основе определенного поведения, и исследуется трансляционная релевантность результатов.

Оценка влияния стресса на когнитивную гибкость с использованием парадигмы изменения оперантной стратегии

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

Crossmodal целевая Конгруэнтность как средство получения объективной поведенческой измерения в иллюзии Paradigm резинкой

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

К вниманию набор Переход Задача: Мера когнитивной гибкости у мышей

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

Исследуя эффекты антипсихотических препаратов и шизотипии на N400 Использование Событийный потенциалов и Semantic категоризации

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

Когнитивная парадигма по расследованию вмешательства в рабочей памяти по Дистрактионс и прерываний

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

Оперантного процедуры оценки поведенческой гибкости у крыс

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

Оценка воздействия музыки Прослушивание Психобиологические стресса в повседневной жизни

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

Новые вариации для Strategy Set сдвига в Крыса

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

Глаз слежения во время визуально расположен языка понимание: Гибкость и ограничения в раскрытии визуальный контекст эффекты

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

Использование парадигмы McDermott наглядные Deese Roediger оценить эффекты изображений на ложные воспоминания

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

Экспериментальная парадигма для измерения воздействия собственной отдаления в маленьких детей

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 ...