Этот протокол описывает метод для изучения возможности metamemory, или памяти осведомленности, грызунов. Парадигма отложено соответствия к пример на основе запаха — роман, экологически соответствующих поведенческих тест полезной для определения степени, к которому грызуны адаптивно может отвечать основе когнитивно наблюдения численность государств их памяти.
Metamemory включает в себя когнитивные способности оценить прочность своих воспоминаний. Изучить возможность metamemory в не человеком животных, были созданы многочисленные поведенческих задач, многие из которых используют возможность для снижение памяти испытаний. Для оценки metamemory в крыс, мы использовали этот спад тест вариант парадигмы путем адаптации предыдущий визуального отложено матч к пробные тесты (ОМТС)1,2 , разработанная для видов приматов на основе запах тест подходит для грызунов. Во-первых крысы приведены образец помнить, копать в чашечку душистого песка. После задержки крыса представлен с четырех отчетливо душистые чашки, один из которых содержит идентичные запах во время выборки; Если выбран этот сопоставления Кубок, крыса получает предпочтительным, больше награда. Выбор любого из других трех несовпадающие песок заполненные душистым чашки приводит никакого вознаграждения. Удержание интервалы индивидуально титруют, что предметы между 40 и 70% правильно, поэтому обеспечение крыс иногда помню и иногда забывают образца. Оперативное определение metamemory здесь, способность различать между присутствием и отсутствие памяти через поведенческие реагирования. С этой целью, на две трети испытаний сокращение вариант представлен помимо четырех выбор чашек (выбор испытания). Если параметр спад тест-без запаха цветной песок Кубок, выбран, тема получает меньше предпочитает менее вознаграждение и избегает тест памяти. На оставшаяся треть судебных процессов, спад тест вариантом является не доступны (принудительное испытания), вызывая субъектов угадать правильный Кубок, когда образец забывается. На выбор тестов предметы, которые знают, когда они помнят необходимо выбрать параметр снижение, когда память слаба, вместо того, чтобы пройти тест и выбрать неправильно. Таким образом значительно более высокую производительность на выбранных тестов по сравнению с принудительным памяти испытаний свидетельствует о адаптивного использования ответ спад теста и метапознания отвечает.
Metamemory является возможность оценить прочность своей памяти2,3,4. В то время как люди последовательно продемонстрировали это когнитивные способности, существует дискуссия за существование metamemory в не человеком животных например5,6. Один общий метод для тестирования является возможность metamemory представить животных с тест снижение вариант, который, если выбран результаты в гарантированная, но меньше награду чем награда за правильный ответ на тест. Если предметы могут контролировать их память государства, то они должны снижаться тестов, когда их воспоминания слабы (см. обзоры:7,8,9,10).
За последние несколько десятилетий процедуры, разработанные для человека и нечеловеческие приматов11 и голуби12 были адаптированы несколькими способами для дальнейшего тестирования на наличие metamemory в обезьян1,2,13 . Возможно наиболее семенных Изучение metamemory в обезьян был Хэмптона1 задержки матч образец теста (ОМТС). После обучения в задаче МТС, задержки между образцом и испытания были титруют так что уровень сложности промежуточных таким образом, что обезьяны был шанс вспомнить и забывая образца. После задержки обезьяны были представлены с возможностью отказаться от теста. Результаты показали, что темы, исполненные значительно более точно на испытания, в которых они решили взять тест чем на принудительное испытания, предполагая, что обезьяны мониторинг их памяти прочности образца1.
Большинство metamemory парадигмы, испытаны до настоящего времени использовали визуального или слуховой раздражители, которые не удивительно, учитывая, что наиболее широко испытано видов были высоко визуальный нечеловеческие приматов например11,14. Из предыдущих ограниченные исследования, которое существует на Метапознание крыс используемого сенсорные механизма был визуальный или звуковой15,16,17,18. Учитывая недавние надежные доказательства метапознания реагирования, когда задачи на основе запах был используется19, вполне возможно, что предыдущий двусмысленный результаты в крыс можно было из-за отсутствия стандартизированной парадигмы используется. Мы разработали парадигму19 , которые капитализируются на основной смысл Раца, обоняния, путем адаптации ОМТС парадигмы похож на используемый в обезьян, описанных выше1. Задачи, описываемые здесь включает копание в песок заполненные чашки для получения пищи вознаграждение, воспользовавшись грызунов природных копать поведения.
Metamemory можно оценить с использованием представленные здесь задачи ОМТС на основе запах крысы. Во-первых иерархия пищи награды устанавливается так предметам демонстрируют явное предпочтение более ценные награды. Крысы затем подготовку копать в чашечку душистого песка для получения вознаграждения. После представления чашечку душистого образца предметы должны выбрать один из четырех отчетливо душистые чашки. Награду похоронен в нижней части Кубка с тот же запах, как образец. После того, как крысы владеют на основных тестов МТС, удержание интервалы (RIs) титруют для каждого крыса так что производительность падает между 40% и 70% успеха. На 2/3 судебных разбирательств крысы предоставляется выбор отказаться тест памяти менее предпочтительным вознаграждение. Метакогнитивное способность крыс оценивается путем сравнения производительности на испытания, в которых параметр спад тест представлен (Выбор испытания) для испытания, в которых крысы вынуждены пройти тест (принудительный испытания).
Хотя только Лонг-Эванс крыс были протестированы в этой парадигме, задача может быть использован для тестирования других штаммов лабораторных крыс и мышей для дальнейшего изучения metamemory видов грызунов. Будет также полезно для тестирования возрасте грызунов или трансгенных мышей с болезнью Альцгеймера патологий, чтобы лучше понять, как расстройства памяти влияет на метакогнитивных процессов.
Здесь представлен новый метод для оценки метапознания отвечает у крыс с помощью запаха-задачи на основе ОМТС. Из-за обоняние как основной смысл грызунов Использование запаха предпочтительнее визуальные подсказки в крыс и мышей 20,21. Копаться в песке используется естественное пищевое поведение крыс, что делает задачу экологически связанных видов грызунов.
Решающим шагом в протоколе является обеспечение того, что существует иерархия пищи награды, одна из которых явно предпочтительнее над другим. Ранних этапах исследования крыс были обязаны выбирать между предположительно быть предпочтительным вознаграждение, кусок подслащенные зерновых и небольшие стандартное питание Пелле. Однако предпочтение тестирования принесли неизбирательного выбор поведение, вызывая использование количества как источник изменчивости вознаграждение. Крысы выбрал между целый кусок зерновых и ¼ часть зерновых и надежно благоприятствования большее количество. Без предпочтений будь то качество или количество, нет никакого стимула взять тест на снижается, поэтому этот шаг имеет решающее значение.
Еще один важный аспект протокола создание надлежащего RIs и ИТИС так что МТС точность остается в пределах от 40 до 70% правильно. Если задержки являются слишком короткими, и вмешательство минимально-из-за длительного ИТИС, крысы никогда не испытывают «забыв» образца. И наоборот если рис слишком долго и ITIs слишком коротким, тест становится слишком сложным и крысы никогда не помню образца. Такие ответы могут быть обнаружены не только точность на принудительное испытания, но снижение ставки, которые являются либо слишком высоким или слишком низким. Предметы должны снижаться примерно 10-50% испытаний выбор: если предмет падает каждый суд или никогда не снижается, данных не может быть интерпретировано как положительный или отрицательный для присутствие metamemory и относительное значение ответа спад теста необходимо провести переоценку . На протяжении всего эксперимента средняя производительность на принудительное испытаний последовательно рассчитывается в конце двух дней тестирования. Как крысы прогресс через более испытания ОМТС, может повысить их производительность, которая будет инициировать обратный задержки титрования (см. рис. 1B) таким образом, что задержки могут надлежащим образом увеличилось, таким образом, чтобы точность остается ниже 70% исправить. Если память для образца последовательно выше 70% считают, уменьшение ITI. Если память для образца последовательно ниже 40% считают увеличение ITI и/или увеличения размера выборки запах от четырех до 10-20 запахов для уменьшения помех памяти.
В зависимости от штамма крыс используется жилищных условий и свето тени цикла животных размещены в, памяти могут быть слабее или сильнее. По сравнению с другими напряжениями крысы лаборатории, например Wistar или Спрэг Dawleys, длинные Эванс известны приобрести когнитивных задач с относительно меньше испытаний22,23. Таким образом, это займет больше стадии привыкания и более обучение для других грызунов узнать задачи. В настоящем исследовании крыс были размещены в высоко обогащенного средах с доступом осуществлять так что возможно их воспоминания были относительно сильной24,25,26. Крысы, используемый здесь были также размещены на обращенном цикла свето тени, которые могут увеличить когнитивных функций, поскольку они были испытаны во время их темные цикла.
Адаптивное использование ответа спад теста, обозначается значительно более высокую производительность на выбор по сравнению с принудительным тесты предполагает метапознания отвечает. Однако метапознания отвечает может привести от опоры на сигналы внутренней памяти или внешние сигналы8. Чтобы определить, если на самом деле адаптивного ответа спад теста используется результат внутренней памяти сигналы, экспериментаторов должны стремиться ликвидировать как многие внешние сигналы максимально8,14. Внешние сигналы, считаются любые публично доступных тест конкретные стимулы или подсказки, которые предметов может использовать для руководства спад теста используйте8. Потенциальные внешние сигналы в решении этой задачи включают относительную значимость отдельных запахов, образец длительности, задержка ответа и продолжительности RIs. Обобщение тесты как описано здесь и более подробно результаты бумаги19 полезны в постановлении, поведенческих ответ, основанный на внешние сигналы как ассоциации экологических кий благодаря кий непоследовательность в параметры задачи через эксперименты.
В этой парадигме, крыса обязан принять решение, чтобы принять или отклонить тест перед тест памяти представлена (см. 8.2), во многом устраняя потенциал для реагирования конкуренции для управления использованием ответа спад теста. Ответ конкуренции является склонность принимать тест, основанный на зрелище или запах правильный тестовый вариант, когда параллельно с основной памяти испытаний8представлен метапознания выбор. Требующие крыс выбрать принять или отклонить тест перед встречая тест памяти сам значительно снижает возможность того, что ответ правила контроля использования ответа спад теста. Однако одно из улучшений к этому дизайн бы у крыс выбрать принять или отклонить тест, сделав особый ответ в комнате отдельно от памяти испытать себя. Это также повысит перспективных характер этой парадигмы, которая может позволить для более успешной ликвидации внешних сигналов8,19. Дополнительные улучшения для будущих исследований, если это возможно, запись задержка ответа в точке когда крыса входит тестирование комнату на время, необходимое для субъекта повернуть влево или повернуть направо (отклонить или принять тест, соответственно). Это позволит исследователям определить, если задержка ответа служил как внешние ключевые темы научились ассоциировать с конкретных ответов сверхурочных (см.8). Было бы также полезным записать, если и когда темы изменить их ответ (см. 8.2; например путешествия от МТС выбор стороны комнаты в зоне испытания снижение или наоборот). Как говорилось в документе результаты, мы наблюдали такое поведение только один раз, который добавляет к выводу, что крысы, принял решение принять или отклонить тест, как только они вошли в комнату тестирования и до того, как они столкнулись с памяти испытания самого, который они сделали систематически выборки каждый выбор запахов.
Потому что крысы, испытания в этой парадигме переданы метапознания отвечает через несколько обобщение испытаний, был сделан вывод, что крысы способны metamemory – они могут контролировать свои воспоминания для образца19. Это будет иметь важное значение для других исследовательских групп для тестирования этой парадигмы или аналогичного приспособления его, как прежде, чем он может быть заключен с уверенностью, что крысы способны метапознания отвечает и что подкрепляющих доказательств из различных лабораториях необходимо поведение управляется не внешний, а внутренний сигнал. Тестирование на наличие этой важной мнемонические способности, которая ухудшается с возрастом, может оказаться полезным в переводческие подходы к изучению памяти дисфункции, такие как с трансгенных мышей и модели болезни Альцгеймера. Было бы особенно плодотворным для исследователей использовать парадигму поведенческих в сочетании с поражениями головного мозга, временные мозга инактивации или активаций (например Оптогенетика, chemogenetics) и электрофизиологические записей, как Эти исследования могут выяснить нейронные механизмы, лежащие в основе метакогнитивных процессов.
The authors have nothing to disclose.
Мы благодарим Ребекка Burwell для использования ее лаборатории во время записи видео и Роберт Вера за помощь с предыдущей версии этой рукописи.
Froot loops | Kellogg's | B00I8QZ4HM | Sweetened cereal |
Sociability Chamber | Noldus Technologies | 46503 / 46553 | |
Black Contact Paper | Con-Tact | B000KKMO90 | |
Cardboard | |||
Ceramic small animal dishes | Norpro | B00061N0QO | 7 cm. in diameter and 3.8 cm tall |
Play sand | ACTIVA | B004BNBXJ4 | White Sand |
Duct Tape | 3M | B001HT720O | Black duct tape |
Cinnamon | Simply Organic | FNTR07824 | Amazon |
Coffee | Folgers | B016KZTPJU | Amazon |
Paprika | Simply Organic | B06XB9QGVB | Amazon |
Thyme | Simply Organic | 579193 | Amazon |
Colored Sand | Sandtastik Products | B000Q4O9UW | Orange sand |
70% isopropyl alcohol | Swan | B00HKDI6WO | Amazon |
Dust buster (vacuum) | Black + Decker | B01DAI5BZ2 | Cordless vacuum |
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 |