Ce protocole décrit une méthode pour étudier la possibilité de metamemory, ou de la conscience de mémoire, chez les rongeurs. Le paradigme de retard correspondant-à l’échantillon axée sur l’odeur est un roman, écologiquement pertinents comportemental test utile pour évaluer le degré auquel les rongeurs adaptative peuvent répondre basé sur le contrôle cognitif de la force de leurs États de la mémoire.
Metamemory implique la capacité cognitive pour évaluer la force de ses souvenirs. Pour étudier la possibilité de metamemory chez les animaux non-humains, nombreuses tâches comportementales ont été créés, dont beaucoup utilisent une option pour refuser les tests de mémoire. Pour évaluer la metamemory chez le rat, nous avons utilisé ce paradigme d’option de baisse-test en adaptant le précédent visuel retardé-match-à-exemples de tests (DMTS)1,2 , mis au point pour les espèces de primat à un test basé sur odeur adapté aux rongeurs. Tout d’abord, les rats sont donnés un échantillon à retenir en creusant dans une tasse de sable parfumé. Après un retard, le rat est présenté avec quatre coupes nettement parfumées, dont contient le parfum identique au cours de l’échantillon ; Si cette coupe correspondante est sélectionnée, puis le rat obtient une récompense préférée, plus grande. Résultats de la sélection de le quelconque des autres trois sans correspondance remplis de sable parfumés coupes dans aucune récompense. Intervalles de rétention sont titrés individuellement tels que sujets effectuent entre 40 et 70 % bon, assurant ainsi des rats parfois retenir et parfois oublier l’échantillon. Ici, la définition opérationnelle du metamemory est la possibilité de faire la distinction entre la présence et l’absence de mémoire par le biais de la réponse comportementale. À cette fin, les deux tiers des essais, une option de déclin est présentée en plus les tasses de quatre choix (essais de choix). Si l’option de baisse-test-une tasse de sable colorée non parfumée, est sélectionné, le sujet reçoit une récompense plus petite moins appréciée et évite le test de la mémoire. Sur le dernier tiers des essais, l’option de baisse-test n’est pas disponibles (essais forcés), causant des sujets à deviner la coupe correcte lorsque l’échantillon est oublié. Le choix des tests, sujets qui savent quand ils se souviennent devraient sélectionner l’option de déclin lorsque la mémoire est faible, plutôt que de passer le test et choisissez incorrectement. Par conséquent, sensiblement des performances supérieures sur les essais choisis par rapport aux tests de mémoire forcée sont révélatrice de l’utilisation adaptative du déclin-auscultation et métacognitives répondant.
Metamemory est la capacité d’évaluer la force de ses souvenirs2,3,4. Alors que les humains ont constamment démontré cette capacité cognitive, il y a débat quant à l’existence de metamemory dans les animaux non-humains par exemple5,6. Une méthode courante pour les tests pour la possibilité de metamemory est de présenter les animaux non-humains avec un déclin-test option, qui, si sélectionné les résultats dans une récompense garantie, mais plus petite que la récompense pour une réponse correcte à l’épreuve. Si des sujets peuvent surveiller les États de la mémoire, ils devraient refuser les tests lorsque leurs souvenirs sont faibles (voir commentaires :7,8,9,10).
Dans les dernières décennies, les méthodes élaborées pour les primates humains et non-humains11 et pigeons12 ont été adaptés dans plusieurs façons de vérifier la présence de metamemory dans singes1,2,13 . L’étude plus séminal de metamemory chez le singe était peut-être1 de Hampton retard de match à l’échantillon test (DSSS). Après une formation à la tâche MTS, retards entre l’échantillon et de test ont été titrés afin que le niveau de Difficulté est intermédiaire tel que les singes avaient une chance de souvenir et l’oubli de l’échantillon. Après le délai, les singes ont été présentés avec l’option de refuser le test. Les résultats ont montré que les sujets exécutent sensiblement plus essais avec précision sur dans lequel ils ont choisi passer le test que sur des essais forcés, suggérant que les singes surveillés leur force de la mémoire de l’ échantillon1.
La plupart metamemory paradigmes testés jusqu’à présent ont utilisé visual ou stimulus auditifs, qui n’est pas surprenant étant donné que la plupart largement testé espèces ont été très visuel de primates non humains par exemple11,14. De la précédente recherche limitée qui existe sur la métacognition chez le rat, la modalité sensorielle utilisée a également été visuel ou auditif15,16,17,18. Vu la preuve récente robuste pour métacognitives répondre quand une tâche basées sur l’odeur était utilisé19, il est possible que les précédents résultats équivoques chez les rats auraient pu être en raison du manque de paradigmes normalisés utilisés. Nous avons conçu un paradigme19 qui a misé sur le sens primaire du rat, olfaction, en adaptant le paradigme DMTS similaire à celle utilisée chez les singes décrits ci-dessus1. La tâche décrite ici consiste à creuser dans des tasses remplies de sable pour obtenir une récompense alimentaire, profitant du comportement naturel de creusement du rongeur.
Metamemory peut être évaluée chez le rat en utilisant la tâche DMTS axée sur les odeurs présentée ici. Tout d’abord, une hiérarchie des récompenses alimentaires s’établit donc les sujets montrent une nette préférence pour une récompense plus valorisée. Des rats sont ensuite formés à creuser dans une tasse de sable parfumé pour obtenir une récompense. Suite à la présentation d’une coupe d’échantillon parfumées, sujets doivent choisir l’une des quatre coupes nettement parfumées. Une récompense est enterrée au fond de la tasse avec le même parfum que l’échantillon. Après que les rats sont compétents sur les base des essais MTS, intervalles de rétention (RIs) sont titrées pour chaque rat afin que la performance se situe entre 40 % et taux de réussite de 70 %. Les 2/3 des essais, des rats sont donnés le choix de refuser le test de la mémoire pour une récompense moins préféré. Capacité métacognitive des rats est évaluée en comparant la performance sur les procès dans lequel l’option de baisse-test est présentée (essais de choix) aux procès dans lequel des rats sont obligés de faire le test (forcé des essais).
Tandis que seuls les rats Long-Evans ont été testées dans ce paradigme, la tâche pourrait être utilisée pour tester d’autres souches de rats de laboratoire et de la souris pour complément d’étude metamemory sur des rongeurs. Il sera également utile tester les rongeurs âgés ou des souris transgéniques présentant des pathologies de la maladie d’Alzheimer afin de mieux comprendre l’incidence des troubles de la mémoire sur processus métacognitifs.
Présenté ici est une nouvelle méthode pour évaluer la réponse métacognitives chez le rat en utilisant une tâche DMTS basées sur l’odeur. En raison de l’olfaction dans le sens primaire de rongeurs, l’utilisation de l’odeur est préférable à des repères visuels chez les rats et les souris 20,21. L’utilisation de creuser dans le sable est un comportement naturel chez le rat, ce qui rend la tâche écologiquement pertinents pour les espèces de rongeurs.
Une étape cruciale dans le protocole est de s’assurer qu’il existe une hiérarchie des récompenses alimentaires, dont un est clairement préférable à l’autre. Durant les premières phases de l’étude, des rats devaient choisir entre la présumée être préféré récompenser, un morceau de céréales sucrées et nourriture standard petit pellet. Toutefois, tests de préférence produit de comportement de choix aveugle, entraînant l’utilisation de la quantité comme la source de variation de la récompense. Les rats choisir entre un morceau entier de céréale et un morceau de ¼ de céréales et sûrement favorisé la plus grande quantité. Sans une préférence, si la qualité des aliments ou quantité, il n’y a aucune incitation à passer le test sur le déclin, cette étape est cruciale.
Un autre aspect important du protocole met en place correcte de RIs et ITIs afin que MTS précision reste dans la plage de 40 à 70 % de réponses correctes. Si les délais sont trop courts, et l’interférence est un minimum-en raison de la longue ITIs, rats jamais l’expérience « oublier » l’échantillon. À l’inverse, si RIs sont trop longs et l’ITIs sont trop courtes, le test devient trop dur et rats ne me souviens pas l’échantillon. De telles réactions peuvent être détectées non seulement de précision sur les essais forcés, mais par les taux de déclin qui sont soit trop élevée ou trop basse. Sujets devraient diminuer de 10 à 50 % des essais de choix : si un sujet décline chaque procès ou jamais les baisses, données ne saurait être interprétées comme positif ou négatif pour la présence de metamemory et la valeur relative de la réponse de baisse-test doit être réévaluée . Tout au long de l’expérience, performance moyenne sur essais forcés est toujours calculée à la fin des deux journées d’essais. Mesure que les franchiront rats’ plus essais du DSSS, peut améliorer leurs performances, qui lancerait un titrage de délai de retour (voir Figure 1 b) tels que les retards peuvent être augmentées de façon appropriée telle que la précision reste inférieur à 70 % de la corriger. Si la mémoire de l’échantillon est constamment supérieur à 70 % considèrent diminuant l’ITI. Si la mémoire de l’exemple est toujours inférieure à 40 % considèrent augmentant l’ITI et/ou en augmentant la taille de l’échantillon d’odeur de quatre à 10-20 les odeurs pour diminuer les interférences de la mémoire.
Selon les souches de rats utilisés, habitat et cycle lumière-obscurité animaux est logés dans, la mémoire peut être plus faible ou plus fort. Par rapport aux autres souches de rats de laboratoire, tels que Wistar ou Dawleys Sprague, Long Evans sont réputés acquérir des tâches cognitives avec relativement moins épreuves22,23. Il faudra, par conséquent, plusieurs étapes d’accoutumance et plus de formation pour les autres rongeurs apprendre la tâche. Des rats dans la présente étude étaient logés dans des environnements hautement enrichis avec accès à l’exercice, il est donc possible de que leurs souvenirs étaient relativement forte24,25,26. Rats utilisés ici étaient également logés sur un cycle lumière-obscurité inversé qui peut augmenter les performances cognitives, puisqu’ils ont été testés au cours de leur cycle de sombre.
Utilisation adaptative de la réponse de baisse-test, indiquée par une performance nettement plus élevée sur le choix par rapport aux tests forcés suggère répondant métacognitives. Cependant, répondre métacognitives peut entraîner s’appuyant sur des indices de mémoire interne ou des facteurs externes8. Pour déterminer si, en fait, utilisation adaptative de la réponse de baisse-test est le résultat d’indices de mémoire interne, expérimentateurs devraient viser à éliminer comme externe de nombreux indices que possible8,14. Des facteurs externes sont considérés comme n’importe quel stimulus de test spécifiques accessibles au public ou indices qui soumet pourraient utiliser pour guider le déclin-test utilisation8. Des facteurs externes potentielles dans cette tâche incluent relative importance des odeurs différentes, la durée de l’échantillon, latence de réponse et durée de RIs. Généralisation des tests décrits ici et plus en détail les résultats papier19 servent à exclure la réponse comportementale fondée sur des facteurs externes comme les associations environnementales cue en raison de l’incohérence de cue dans les paramètres de la tâche à travers des expériences.
Dans ce paradigme, le rat est tenu de prendre la décision de prendre ou de refuser le test avant le test de la mémoire est présenté (voir 8.2), dans une large mesure éliminant la possibilité de concurrence réponse contrôler l’utilisation de la réponse de baisse-test. Concours de réponse est la propension à passer le test basé sur la vue ou l’odeur de l’option test correct lorsque le choix métacognitif est présenté en même temps que le test de la mémoire centrale8. Exigeant des rats à choisir de prendre ou de refuser le test avant de rencontrer le test de la mémoire elle-même réduit considérablement la possibilité qui utilisent des contrôles de compétition de réponse de la réponse de baisse-test. Cependant, une amélioration à cette conception serait d’avoir les rats à choisir de prendre ou de refuser le test en faisant une réponse particulière dans une pièce distincte de la mémoire se tester lui-même. Cela accroîtra la nature prospective de ce paradigme, qui peut permettre l’élimination plus réussie des indices externes8,19. Une amélioration supplémentaire pour les études à venir doit, si possible, enregistrer latence de la réponse au point lorsque le rat pénètre dans la salle d’examen le temps qu’il faut pour le sujet à tourner à gauche ou à droite (déclin ou passer le test, respectivement). Cela permettrait aux chercheurs de déterminer si latence de réponse sert un sujets de repère externes ont appris à associer avec les heures supplémentaires de réactions particulières (voir8). Il serait instructif d’enregistrer si et quand les sujets changent leur réponse (voir 8.2 ; p. ex. : voyage du côté de choix MTS de la salle jusqu’à la zone d’essai de baisse ou vice versa). Tel que discuté dans l’étude des résultats, nous avons observé ce comportement qu’une seule fois, ce qui ajoute à la conclusion que pris la décision de prendre ou de refuser le test dès qu’ils sont entrés dans la salle d’examen et avant ils se sont heurtés à la mémoire des rats se tester lui-même, ce qu’ils firent par l’échantillonnage systématique chaque odeur de choix.
Parce que les rats testés dans ce paradigme transféré métacognitives répondant à travers de multiples tests de généralisation, il a été conclu que les rats étaient capables de metamemory – ils pourraient surveiller leurs souvenirs pour l’ échantillon19. Il sera important pour les autres groupes de recherche tester ce paradigme ou adaptations similaires de celui-ci que corroborer le témoignage de différents laboratoires est nécessaire avant qu’on peut en conclure avec certitude que les rats sont capables de répondre métacognitives et qui comportement est contrôlé par un signal interne et non externe. Déterminer la présence de cette importante capacité mnémonique, qui se dégrade avec l’âge, peut s’avérer utile dans des approches translationnelles pour étudier le dysfonctionnement de la mémoire, telles que sur des souris transgéniques et des modèles de la maladie d’Alzheimer. Il serait surtout utile pour les chercheurs d’employer ce paradigme comportemental en conjonction avec des lésions cérébrales, de l’inactivation de cerveau temporaire ou activations (p. ex. optogenetics, chemogenetics) et les enregistrements électrophysiologiques, comme ces enquêtes peuvent élucider les mécanismes neuronaux qui sous-tendent les processus métacognitifs.
The authors have nothing to disclose.
Nous remercions Rebecca Burwell pour l’utilisation de son laboratoire pendant l’enregistrement vidéo et Robert Vera aide avec une version antérieure de ce manuscrit.
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Paprika | Simply Organic | B06XB9QGVB | Amazon |
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Metal tracks | Home Depot | EC751BA | Used for door in chamber |
Spatula | Chef Craft | B00B0M5LQK | Bent at a right angle to lower sample cup into testing apparatus |