المهام حفر: A التمييز رائحة بسيطة تكشف العجز بعد أمامي تلف في الدماغ
Summary
في هذا البروتوكول، يوصف تطبيق رواية رائحة التمييز. المهمة هي مهمة حفر غير مكلفة بشكل معقول والتي يمكن استخدامها لتقييم الإدراك أماميا بوساطة تلف في الدماغ بعد.
Abstract
الادراكي هو السبب الأكثر شيوعا للإعاقة في البشر بعد تلف في الدماغ، إلا أن المهام السلوكية المستخدمة لتقييم الإدراك في نماذج القوارض من إصابات الدماغ غير متوفرة. الاقتراض من الأدب فعال تستخدم المختبر لدينا التمييز رائحة الأساسية نموذج 1-4 من أجل تقييم العجز في الفئران أماميا جرحى. قبل فترة وجيزة وصفناها مهمة حفر وأظهرت أن الفئران مع تلف في الدماغ الأمامية تظهر العجز الشديد في اختبارات متعددة داخل المهمة 5. هنا نقدم بروتوكول أكثر تفصيلا لهذه المهمة. يتم وضع الفئران في غرفة والسماح للتميز بين اثنين من الرمال المعطرة، واحدة منها تحتوي على معزز. بعد انتهاء التجربة الفئران إما يميز بشكل صحيح (كما هو محدد في حفر الرمال المعطرة الصحيح)، يميز بشكل غير صحيح، أو 30 ثانية انقضاء. ويسمح الفئران التي تميز بشكل صحيح لاسترداد وتستهلك معزز. دي الفئران التيتتم إزالة فورا scriminate بشكل غير صحيح من الغرفة. وهذا يمكن أن تستمر من خلال مجموعة متنوعة من الانتكاسات والروائح الرواية. التحليل الأساسي هو دقة لكل الاقتران رائحة (نسبة التراكمي الصحيح لكل رائحة). النتائج العامة من مهمة حفر تشير إلى أنه هو إعداد بسيطة التجريبية التي يمكن تقييم العجز في الفئران مع الأضرار الثنائية الأمامية القشرية مقارنة مع الفئران الضرر الجداري من جانب واحد. ويمكن أيضا مهمة حفر إدراجها بسهولة في بطارية اختبار المعرفية الموجودة. يمكن استخدام المزيد من المهام مثل هذا واحد يؤدي إلى اختبار أكثر دقة من أمامي وظيفة إصابة التالية، والتي قد تؤدي إلى الخيارات العلاجية لتلقي العلاج. وقد أجريت جميع استخدام الحيوانات وفقا للبروتوكولات المعتمدة من قبل رعاية الحيوان واللجنة المؤسسية الاستخدام.
Introduction
تلف في الدماغ الناجم عن إصابات في الدماغ (المصرف التجاري العراقي) والسكتة الدماغية هي واحدة من الأسباب الرئيسية للوفاة والعجز في الولايات المتحدة. معا، وهذه نتيجة اضطرابات في ما مجموعه نحو 2.5 مليون حوادث، مع حوالي 500،000 مما أدى إلى وفاة أو إعاقة 6-7. على الرغم من هذا عبئا ثقيلا على المجتمع، وقد تم تطوير علاجات لعلاج عدد قليل جدا إما TBI أو السكتة الدماغية. إلى حد ما، يمكن أن يعزى عدم وجود خيارات العلاج المتاحة لتقييم السلوكية غير كافية من الأدوية والعلاجات رواية 8. على وجه الخصوص، هناك نقص من المهام بدقة وحساسية تقييم تأثيرات العلاج على العجز المعرفي في مختلف بعد إصابات الدماغ قبل السريرية في الأدب. حاليا معظم التقييمات المعرفية التي يتم تنفيذها باستخدام الذاكرة المكانية تقييم مهمة متاهة مثل متاهة موريس المائية 9. هناك أسباب متعددة لهذا النقص في الاختبار بما في ذلك الوقت الذي يستغرقهتميز بشكل كامل وتقييم العجز المعرفي، والاعتماد الكبير على معدات باهظة الثمن والخبرات للاستفادة من المهام فعال، والسرعة التي يمكن أن يؤديها هذه التقييمات. تحقيقا لهذه الغاية، وقد تكيفت لدينا التمييز رائحة الأساسية المهمة، مهمة حفر، لتقييم إصابة الدماغ الإدراك التالية. تم تصميم مهمة حفر لتكون رخيصة، وأداة سريعة وفعالة لتقييم الخلل المعرفي إصابة الدماغ التالي من TBI أو السكتة الدماغية.
مهمة حفر يعتمد على المبادئ الأساسية للتعلم فعال وصنع القرار. كما أنها ليست سوى نموذج قرار اثنين من الاختيار، هذه المهمة تمثل واحدة من أبسط التمييز التي يمكن إجراؤها. في البروتوكول سوف يلي تفاصيل عن إنشاء المهمة فضلا عن أن توصف منهجية التدريب. لقد وجدنا أن هذه المهمة هي أقوى عند تقييم العجز المعرفي أماميا بوساطة مقارنة العجز الجداري من جانب واحد، إلا أنه لم يتم بعد اختبار تحت نموذجا للالحصين الضرر 5. وفي أحسن الأحوال، تكون مناسبة هذه المهمة لتقييم فعالية العلاج أو العلاج على الانتعاش من العجز أمامي اثر اصابة. ومع ذلك، فمن الممكن أن مع تعديلات ويمكن أيضا أن تستخدم هذه المهمة لاستكشاف أكثر تعقيدا صنع القرار السلوك مثل الاندفاع ومطابقة المعمم.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا الفيديو، ونحن قد أظهرت كيف يمكن أن تجرى مهمة حفر باستخدام منخفضة التكلفة نسبيا والمواد، مع بعض الخبرة، يمكن أن تتم بسرعة إلى حد ما اختبار (~ 10 دقيقة / الحيوان). وهذا يسمح ليتم إدراج المهمة بسهولة في اختبار البطاريات الموجودة لTBI وإصابات الدماغ السكتة الدماغية، وغيرها. مهمة حفر أيضا قوية من حيث أنه يمكن تقييم جوانب مختلفة من الإدراك، بما في ذلك تقييم التعلم السابق، الانتكاسات، والاستحواذ رواية (على سبيل المثال، مجموعة نقل). الأهم من ذلك، وقد تبين مهمة حفر لتكون فعالة في تقييم وظيفة بعد تلف في الدماغ الأمامية. وبالإضافة إلى ذلك، تم استخدام نموذج حفر مماثلة لدراسة نقل قيمة الأضرار في الفئران بعد قرن آمون 4، وبالتالي يمكن بسهولة أن تدرس بعد TBI.
الفوائد الرئيسية من المهام مثل هذه واحدة هي القدرة على تقييم أشكال أخرى من الإدراك مما هو اختبار عادة في معظم الدماغ إصابة مسمارالمنشأ. هناك حاليا نقص في المهام، حصلت بسرعة بسيطة لتقييم الإدراك أماميا بوساطة تلف في الدماغ بعد. في مجال TBI التجريبية، هناك اعتمادا قويا على متاهات وتقييم وحيد هو الإدراك 9. التمييز والسلوك الاختيار هي جوانب هامة من أماميا بوساطة الإدراك التي تحتاج إلى تقييم التالية تلف في الدماغ. وقد تم دراسة هذه النماذج المختلفة تحت (تأخر مطابقة إلى العينة تعزيز التفاضلي، من انخفاض معدل الاستجابة والجهد القائم على صنع القرار، الخ) في مجال التحليل التجريبي للسلوك، ولكن تعاني من نقص في الدراسات من إصابات الدماغ 14-16. تطوير علاجات جديدة لعلاج تلف خلايا الدماغ يتطلب التحقق من صحة عبر طرائق متعددة من السيارات، والحسية، والوظيفة الإدراكية. يمكن أن المهام مثل هذا تصبح حيوية لتقييم الوظائف المعرفية بشكل كامل تحت العلاج العلاجية.
في حين أن إعادة حفر المهمةيقدم خطوة في الاتجاه الصحيح لتقييم وظائف المخ بعد الإصابة، لا تزال هناك قيود على ذلك. والمقصود أن يكون بسيطا لبناء وإدارة، وتحليل، ولكن هذا يعني أن هناك حدودا العليا إلى ما يمكن قياسه. حاليا، خيارين هي كل ما يمكن تقسيمه بموجب نموذج معين. بالإضافة إلى ذلك، فإن مهمة حفر ليست حساسة بما فيه الكفاية للتعامل مع جوانب أخرى من ضعف أمامي، مثل الاندفاع، التي قد تتداخل مع قدرة صنع القرار الحيوان.
في حين لم تظهر مهمة حفر لتكون ناجحة بالنسبة لنا في تقييم تلف في الدماغ في الحيوانات الصغيرة، لا تزال هناك العديد من الأشياء التي يمكن القيام به مع المهمة لصقل وتحسينه. وتشمل هذه الفئات الخاصة من السكان تقييم (العمر، الجنس، السلالة)، ومقارنتها مباشرة إلى نماذج فعال أنها مقتبسة من، إجراء مقارنة مباشرة لهذه المهمة مع المهام الأخرى التي تقيم ضعف الأمامية بعد الإصابة، واستكشاف additiاونال طرق لتحليل ومقارنة البيانات الناتجة عن هذه المهمة. تم تصميم هذه المهمة لمعالجة بعض القضايا في مجال عملنا من خلال اختبار وظيفة أمامي بطرق متعددة بعد تلف في الدماغ. ومع ذلك، يمكن للمرء أن المهمة لن قياس جميع العمليات المعرفية التي تأثرت بسبب اصابة في الدماغ. وبالتالي، فإننا ندعو إلى مواصلة الشعب لتطوير وتحسين المهام على مثل تلك المبينة في هذا البروتوكول على نحو أكمل تقييم اعاقات وظيفية بعد إصابات الدماغ. في القيام بذلك، يمكننا زيادة فعالية تطوير الأدوية والعلاج لإصابات الدماغ من خلال تقييم التدابير عبر متعددة.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقدمت التمويل لهذا المشروع من أموال منحة من NINDS الأذربيجانية 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
- 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).
