A tarefa Dig: Um Discriminação Scent simples revela déficits da lesão cerebral frontal
Summary
Neste protocolo, uma nova aplicação de discriminação perfume é descrito. A tarefa Dig é uma tarefa razoavelmente barata que pode ser usado para avaliar a cognição frontalmente mediada após danos cerebrais.
Abstract
Comprometimento cognitivo é a causa mais freqüente de deficiência em humanos após a lesão cerebral, mas as tarefas comportamentais utilizados para avaliar a cognição em modelos de roedores de lesão cerebral é inexistente. Empréstimos da literatura operante nosso laboratório utilizou um paradigma discriminação básica cheiro 1-4 , a fim de avaliar os déficits em ratos frontalmente lesado. Anteriormente descrevemos rapidamente a tarefa Dig e demonstrou que ratos com lesão cerebral frontal apresentar déficits graves em toda a vários testes na tarefa 5. Aqui apresentamos um protocolo mais detalhado para esta tarefa. Os ratos são colocados numa câmara e permitiu a discriminação entre duas areias perfumadas, um dos quais contém um reforçador. O julgamento termina após o rato ou discrimina corretamente (definido como cavar na areia correta perfumado), incorretamente discrimina, ou decorrido 30 seg. Os ratos que discriminam corretamente são permitidos para se recuperar e consumir o reforço. Os ratos que discriminate incorrectamente são imediatamente removidos da câmara. Isso pode continuar através de uma variedade de reversões e aromas da novela. A análise primária é a precisão para cada par cheiro (proporção acumulada correto para cada perfume). Os resultados gerais da tarefa Dig sugerem que é uma preparação experimental simples que pode avaliar défices em ratos com lesão frontal bilateral cortical em comparação com os ratos com lesão unilateral parietal. A tarefa Dig também podem ser facilmente incorporados em uma bateria de teste existente cognitiva. O uso de mais tarefas como esta pode levar a um teste mais preciso da lesão frontal seguinte função, o que pode levar a opções terapêuticas para tratamento. Todo uso de animais foi conduzido de acordo com os protocolos aprovados pelo Animal Care Institucional e Comitê de uso.
Introduction
Danos cerebrais resultantes do trauma cranioencefálico (TCE) e acidente vascular cerebral é uma das principais causas de morte e incapacidade nos Estados Unidos. Juntas, essas desordens resultam em um total de quase 2,5 milhões de incidências, com cerca de 500.000, resultando em morte ou prejuízo 6-7. Apesar deste forte impacto na sociedade, poucos tratamentos foram desenvolvidos para tratar tanto o TCE ou AVC. Em certa medida, a falta de opções de tratamento disponíveis pode ser atribuída a avaliação comportamental inadequados de novas drogas e terapias 8. Em particular, há uma falta de tarefas a precisão e sensibilidade avaliar os efeitos dos tratamentos sobre os deficits cognitivos diferentes após lesão cerebral na literatura pré-clínica. Actualmente a maioria das avaliações cognitivas que são executadas avaliar memória espacial utilizando uma tarefa do labirinto de água, tais como o labirinto Morris 9. Existem várias razões para esta falta de testes incluindo o tempo que demora atotalmente caracterizar e avaliar os déficits cognitivos, a dependência pesada em cima de equipamentos caros e conhecimento para utilizar tarefas operantes, ea velocidade com que essas avaliações podem ser realizadas. Para este fim, nós adaptamos uma tarefa de discriminação de base perfume, a tarefa de escavação, para avaliar a cognição lesão cerebral a seguir. A tarefa Dig é projetado para ser uma ferramenta barata e rápida, e eficaz para avaliar disfunção cognitiva lesão cerebral seguinte de um TCE ou AVC.
A tarefa Dig depende dos princípios básicos operantes de aprendizagem e de tomada de decisão. Como se trata apenas de um paradigma decisão dois escolha, esta tarefa representa uma das mais simples discriminações que podem ser feitas. No protocolo a seguir os detalhes para a configuração da tarefa, bem como a metodologia de formação será descrito. Descobrimos que esta tarefa é mais forte quando se avalia frontalmente mediadas défices cognitivos em comparação com déficits parietais unilaterais, no entanto, ainda não foi testado com um modelo dedano do hipocampo 5. Idealmente, esta tarefa seria adequado para a avaliação da eficácia de um tratamento ou a terapia de recuperação dos défices frontais após uma lesão. No entanto, é possível que, com modificações esta tarefa também pode ser usada para explorar mais complexo comportamento de tomada de decisão, tais como impulsividade e correspondência generalizada.
Protocol
Representative Results
Discussion
Neste vídeo, mostramos como a tarefa Dig podem ser realizados utilizando relativamente materiais de baixo custo e, com alguma experiência, o teste pode ser realizado de forma bastante rápida (~ 10 min / animal). Isto permite que a tarefa a ser facilmente incorporado em baterias de testes existentes para TCE, lesões cerebrais, AVC e outros. A tarefa Dig também é robusto no que se pode avaliar a vários aspectos diferentes de cognição, incluindo avaliação de aprendizagem anterior, inversões e aquisições novas (por exemplo, conjunto de deslocamento). Mais importante ainda, a tarefa Dig foi demonstrado ser eficaz na avaliação da função frontal após danos cerebrais. Além disso, um paradigma escavação semelhante tem sido utilizada para estudar a transferência de valor, em ratos, após dano do hipocampo 4, e, portanto, pode ser facilmente estudado após TBI.
Os principais benefícios de tarefas como este são a capacidade de avaliar outras formas de cognição do que o que normalmente é testado em mais garanhão lesão cerebrals. Neste momento existe uma falta de tarefas simples e rapidamente adquiridas para avaliar a cognição frontalmente mediada após dano cerebral. No campo da TBI experimental, há uma forte dependência labirintos como a avaliação da cognição sola 9. Discriminação e comportamento de escolha são aspectos importantes do frontalmente mediada cognição, que devem ser avaliados danos no cérebro a seguir. Estes têm sido estudados sob muitos paradigmas diferentes (atrasado correspondência da amostra de reforço diferencial, de baixa taxa de resposta, baseada em esforço tomada de decisão, etc) no campo da análise experimental do comportamento, mas não existem estudos de lesão cerebral 14-16. O desenvolvimento de novas terapêuticas para o tratamento de danos cerebrais requer validação em várias modalidades de motora, sensorial, e a função cognitiva. Tarefas como isso poderia se tornar vital para avaliar completamente a função cognitiva em tratamento terapêutico.
Enquanto a tarefa de re Digapresenta um passo na direção certa para avaliar a função cerebral após a lesão, ainda existem limitações a ela. A intenção é ser simples de construir, administrar e analisar, mas isso significa que há limites superiores para o que se pode medir. Atualmente, duas opções são tudo o que pode ser avaliado sob o paradigma dado. Além disso, a tarefa de escavação não é sensível o suficiente para lidar com outros aspectos de disfunção frontal, como impulsividade, que podem interferir com a capacidade de um animal de tomada de decisão.
Enquanto a tarefa Dig Foi demonstrado ser bem sucedida por nós na avaliação da lesão cerebral em animais jovens, ainda existem muitas coisas que podem ser feitas com a tarefa de aperfeiçoar e melhorar. Estes incluem a avaliação de populações especiais (idade, sexo, tensão), comparando-o diretamente com os paradigmas operantes é adaptado a partir, realizando uma comparação direta desta tarefa com outras tarefas que avaliam disfunção frontal após lesão, e explorar additional maneiras de analisar e comparar os dados gerados a partir da tarefa. Esta tarefa é projetado para lidar com algumas das questões em nosso campo, testando função frontal de várias maneiras da lesão cerebral. No entanto, uma tarefa não pode medir todos os processos cognitivos que são afetadas por uma lesão cerebral. Assim, defendemos que as pessoas continuam a desenvolver e aperfeiçoar tarefas como o descrito neste protocolo para avaliar mais completamente deficiências funcionais após lesões cerebrais. Ao fazê-lo, pode-se aumentar a eficácia do desenvolvimento de medicamentos e terapia para a lesão cerebral, avaliando através de múltiplas medidas.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O financiamento para este projecto foi fornecido pelos fundos de ARRA de NINDS concessão NS045647.
Materials
| Material Name | Company | Catalogue Number | Comments |
| EQUIPMENT | |||
| Operant Chamber | Med Associates | ENV-008CT | Amount: 1 Standard operant chamber, no external devices. |
| Plexiglas | Local Hardware Store | N/A | Amount: 1 sheet Cut into proper size to fit into chamber. |
| PVC Pipe End Caps | Local Hardware Store | N/A | Amount: 2 / scent cup setup. |
| REAGENTS | |||
| Sand | Local Hardware Store | ||
| Various Spices | Local Grocery Store | ||
| Reinforcer | Local Grocery Store | ||
*Equipment is listed for construction per chamber. |
References
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