Dig Görev: A Simple Scent Ayrımcılık Kesit Beyin Hasarı takiben Açıkları ortaya çıkarır
Summary
Bu protokolde, koku ayrımcılık yeni bir uygulaması anlatılmıştır. Dig görev beyin hasarından cepheden-aracılı biliş değerlendirmek için kullanılan bir oldukça ucuz bir iştir.
Abstract
Kognitif bozukluk beyin hasarı sonrasında insanlarda özürlülüğün en sık nedeni olup, henüz beyin hasarının kemirgen modellerinde biliş değerlendirmek için kullanılan davranışsal görevleri eksiktir. Edimsel literatürden Borçlanma Laboratuvarımızda temel bir koku ayrımcılık paradigma 1-4 yararlanmanın frontal-yaralı sıçanlarda açıkları değerlendirmek amacıyla. Daha önce kısaca Dig görevi açıklanan ve frontal beyin hasarı ile sıçan görevi 5 içinde birden çok testler arasında ciddi eksiklikler olduğu gösterilmiştir. İşte biz bu görev için daha ayrıntılı bir protokol mevcut. Sıçanlar bir odasına yerleştirilir ve bir güçlendiricidir içerir biri iki kokulu kumlar arasında ayırımcılık yapmasına izin verilir. Sıçan ya doğru bir şekilde ayrımcılık sonra deneme yanlış ayrımcılık veya 30 saniye geçtiğinde, (doğru kokulu kum kazma olarak tanımlanır) biter. Doğru ayrımcılık Sıçanlar güçlendiricidir kurtarmak ve tüketmek için izin verilir. Sıçanlar bu diyanlış scriminate hemen odasından çıkarılır. Bu ters ve roman kokular çeşitli yoluyla devam edebilirsiniz. Birincil analiz, her koku eşleştirme (her koku için doğru kümülatif oran) için doğruluğu. Dig görevden genel bulgular tek taraflı paryetal hasar sıçanlara kıyasla bilateral frontal kortikal hasarı olan sıçanlarda açıkları değerlendirmek basit bir deneysel hazırlık olduğunu düşündürmektedir. Dig görev de kolayca varolan bilişsel test bataryası dahil edilebilir. Bu gibi daha fazla görevler kullanımı tedavisi için terapötik bir seçenek yol açabilir ön fonksiyonu şu zedelenmesi, daha kesin test yol açabilir. Tüm hayvan kullanımını Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanan protokoller çerçevesinde gerçekleştirilmiştir.
Introduction
Travmatik beyin hasarı (TBI) ve inme sonucu beyin hasarı ve ölüm ABD'de sakatlık önde gelen nedenlerinden biridir. Birlikte, ölüm veya sakatlığa 6-7 sonuçlanan yaklaşık 500.000 ile yaklaşık 2,5 milyon insidansı toplamda, bu bozuklukları sonucu. Toplum üzerindeki bu ağır bir otoyol rağmen, çok az sayıda tedaviler TBI veya inme ya tedavi etmek için geliştirilmiştir. Bir dereceye kadar, mevcut tedavi seçeneklerinin yetersizliği yeni ilaçlar ve tedaviler 8 yetersiz davranışsal değerlendirmeler isnat edilebilir. Özellikle, doğru ve hassas preklinik literatüründe beyin hasarı sonrasında çeşitli bilişsel bozukluklar üzerine tedavilerinin etkisini değerlendirmek için bir görev eksikliği var. Şu anda gerçekleştirilir bilişsel değerlendirmelerin çoğunluğu böyle Morris su labirenti 9 gibi bir labirent görev kullanarak uzaysal bellek değerlendirilmesi. Bunun için gereken süreyi de dahil olmak üzere test bu eksikliği için birden çok nedeni vardırtamamen bilişsel, edimsel görevleri kullanmak için pahalı ekipman ve uzmanlığı üzerine ağır güven ve bu değerlendirmeler yapılabilir hızını karakterize ve değerlendirmek. Bu amaçla, biliş aşağıdaki beyin hasarı değerlendirmek için, temel bir koku ayrımcılık görevi, Dig görev adapte var. Dig görevi TBI inme veya bilişsel işlev bozukluğu aşağıdaki beyin hasarı değerlendirmek için ucuz, hızlı ve etkili bir araç olarak tasarlanmıştır.
Dig görevi öğrenme ve karar verme temel edimsel ilkelere dayanır. Sadece iki seçenek karar paradigma olduğu gibi, bu görev yapılabilir basit ayırımların birini temsil eder. Görevi ayarlarken yanı sıra için detayları aşağıda protokolde eğitim metodolojisi tarif edilecektir. Biz tek taraflı paryetal açıkları göre frontal-aracılı bilişsel değerlendirirken bu görevi güçlü olduğunu buldular, fakat bir modeli altında test edilmesi henüzhipokampal hasar 5. İdeal olarak, bu görevi bir yaralanma sonrası frontal açıklarının kurtarma bir tedavi veya tedavinin etkinliğini değerlendirmek için uygun olacaktır. Ancak, değişiklik ile bu görevi aynı zamanda dürtüsellik ve genelleştirilmiş eşleştirme gibi daha karmaşık karar verme davranışı keşfetmek için kullanılan olabileceğini mümkündür.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu videoda, biz Dig görevi biraz tecrübe ile nispeten düşük maliyetli malzeme ve kullanılarak yapılabilir nasıl göstermiştir, test oldukça hızlı yapılmaktadır (~ 10 dk / hayvan). Edilebilir Görev kolayca TBI, inme ve diğer beyin yaralanmaları için mevcut test bataryaları dahil edilmesi için bu sağlar. Dig görevi önceki öğrenme, iptal, ve yeni satın almalar değerlendirmeler (örneğin, set vites) dahil biliş birkaç farklı yönlerini değerlendirmek olduğunu da sağlamdır. En önemlisi, Dig görev beyin hasarını takiben ön fonksiyon bozukluğunu etkili olduğu gösterilmiştir. Buna ek olarak, benzer bir kazı paradigma hipokampal hasar 4 takiben ölçüldü değer transferi incelemek için kullanılmıştır, ve böylece kolayca TBI izlenerek olabilir.
Bu gibi görevleri birincil faydaları genellikle çoğu beyin hasarı damızlık test olandan biliş diğer formları değerlendirmek için yeteneği vardırler. Şu anda beyin hasarı sonrası frontal-aracılı biliş değerlendirmek için basit, hızla elde edilen görevleri eksikliği mevcuttur. Deneysel TBI alanında, biliş 9 tek değerlendirme olarak labirent üzerinde güçlü bir güven mevcuttur. Ayrımcılık ve seçim davranışının aşağıdaki beyin hasarı değerlendirilmesi gerekir cepheden aracılı bilişin önemli yönleri vardır. Bu davranışın deneysel analiz alanında birçok farklı paradigmalar (yanıt, çaba dayalı karar verme, vb oranı düşük gecikmeli eşleme-örnek, diferansiyel takviye) altında ele alınmıştır, ancak beyin hasarı çalışmalarında eksik 14-16. Beyin hasarının tedavisi için yeni terapötik geliştirilmesi duyusal, motor ve kognitif fonksiyonun çoklu modalitelerde doğrulama gerektirir. Bu gibi görevler tam terapötik tedavi altında bilişsel fonksiyon değerlendirmek için hayati hale gelebilir.
Iken Dig görevi yenidenyaralanma sonrası beyin fonksiyonu değerlendirmek için doğru yönde atılmış bir adım sunar, sınırlamalar hala vardır. Bu, inşa yönetmek ve analiz etmek için basit olması amaçlanmıştır, ancak bu ölçebilirsiniz ne üst sınırı vardır anlamına gelmektedir. Şu anda, iki seçenek verilmiştir paradigma altında değerlendirilebilir hepsi vardır. Ayrıca, Dig görevin bir hayvanın karar verme yeteneğinizi etkileyebilir örneğin dürtüsellik gibi frontal disfonksiyon diğer yönleri, işlemek için yeterince duyarlı değildir.
Dig görevi genç hayvanlarda beyin hasarı değerlendirmek bizim için başarılı olmak için gösterilmiş olsa da, hala daha da hassaslaştırmak ve onu geliştirmek için bir görev ile yapılabilecek pek çok şey vardır. Bunlar, bu uyarlanmıştır edimsel paradigmalar doğrudan karşılaştırarak yaralanma sonrası frontal disfonksiyon değerlendirmek diğer görevler ile bu görevi doğrudan bir karşılaştırma yapmadan ve additi keşfetmek, değerlendirmek özel popülasyonlar (yaş, cinsiyet, gerginlik) içerirGörev üretilen verileri analiz etmek ve karşılaştırmak Önal yollar. Bu görev, beyin hasarı sonrasında çeşitli şekillerde frontal işlev test ederek alanımızda bazı sorunları çözmek için tasarlanmıştır. Ancak, bir görev, bir beyin hasarı etkilenen tüm bilişsel süreçler ölçemezsiniz. Böylece, insanlar bu tür daha tam beyin yaralanmaları sonrası fonksiyonel bozukluklar değerlendirmek için bu protokolü açıklanan biri olarak görevleri üzerine geliştirmek ve geliştirmeye devam savunuyoruz. Bunu yaparken, biz birden fazla önlemler genelinde değerlendirilerek beyin hasarı için ilaç ve tedavi geliştirme etkinliğini artırabilir.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu proje için finansman NINDS hibe NS045647 gelen arra fonları tarafından sağlanmıştır.
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
- Birrell, J. M., Brown, V. J. Medial frontal cortex mediates perceptual attentional set shifting in the rat. J. Neurosci. 20, 4320-4324 (2000).
- Bunsey, M., Eichenbaum, H. Conservation of hippocampal memory function in rats and humans. Nature. 379, 255-257 (1996).
- Eichenbaum, H., Fagan, A., Cohen, N. J. Normal olfactory discrimination learning set and facilitation of reversal learning after medial-temporal damage in rats: Implications for an account of preserved learning abilities in amnesia. J. Neurosci. 6, 1876-1884 (1986).
- Kaiser, D. H., Means, L. Value transfer across odor stimuli using probability of reinforcement in the rat. Behav. Processes. 73, 164-169 (2006).
- Martens, K. M., Vonder Haar, C., Hutsell, B. A., Hoane, M. R. Additional options for behavioral testing in rodent models of traumatic brain injury: A simple discrimination task used as a novel method of testing decision-making behavior. J. Neurotrauma. , (2012).
- Writing Group Members. Executive summary: Heart disease and stroke statistics – 2012 update. Circulation. 125, 188-197 (2012).
- Narayan, R. K., et al. Clinical trials in head injury. J. Neurotrauma. 19, 503-557 (2002).
- Fujimoto, S. T., Longhi, L., Saatman, K. E., McIntosh, T. K. Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury. Neurosci. Biobehav. Rev. 28, 365-378 (2004).
- Mitchell, D. Experiments on neophobia in wild and laboratory rats: A reevaluation. J. Comp. Physiol. Psychol. 90, 190-197 (1976).
- Baum, W. M. On two types of deviation from the matching law: Bias and undermatching. J. Exp. Anal. Behav. 22, 231-242 (1974).
- Swets, J. A., Dawes, R. M., Monahan, J. Psychological science can improve diagnostic decisions. Psychological Science in the Public Interest. 1, 1-26 (2000).
- Stuss, D. T., Murphy, K. J., Binns, M. A., Alexander, M. P. Staying on the job: The frontal lobes control individual performance variability. Brain. 126, 2363-2380 (2003).
- Burkett, E. E., Bunnell, B. N. Septal lesions and the retention of DRL performance in the rat. J. Comp. Physiol. Psychol. 62, 468-471 (1966).
- Porter, M. C., Burk, J. A., Mair, R. G. A comparison of the effects of hippocampal or prefrontal cortical lesions on three versions of delayed non-matching-to-sample based on positional or spatial cues. Behav. Brain Res. 109, 69-81 (2000).
- Walton, M. E., Bannerman, D. M., Alterescu, K., Rushworth, M. F. S. Functional specialization within medial frontal cortex of the anterior cingulate for evaluating effort-related decisions. J. Neurosci. 23, 6475-6479 (2003).
