Dans ce protocole, une nouvelle application de la discrimination parfum est décrit. La tâche Dig est une tâche relativement peu coûteux qui peut être utilisé pour évaluer la cognition frontalement à médiation suite à des lésions cérébrales.
La déficience cognitive est la cause la plus fréquente d'invalidité chez l'homme après des dommages au cerveau, mais les tâches comportementales utilisées pour évaluer la cognition dans des modèles rongeurs d'une lésion cérébrale est absente. Empruntant à la littérature opérant notre laboratoire a utilisé un paradigme de base discrimination odeur 1-4 afin d'évaluer les déficits chez les rats frontalement-blessés. Auparavant, nous avons brièvement décrit la tâche Dig et a démontré que les rats avec des lésions cérébrales frontales présentent des déficits sévères à travers de multiples tests au sein de la tâche 5. Nous présentons ici un protocole plus détaillé pour cette tâche. Les rats sont placés dans une chambre et on le laisse faire la distinction entre deux sables parfumées, dont l'une contient un agent de renforcement. Le procès se termine après le rat soit discriminatoire correctement (définie comme creuser dans le sable correcte parfumée), discrimine de manière incorrecte, ou 30 sec s'écoule. Les rats ayant correctement discriminatoires sont autorisés à récupérer et consommer le renforçateur. Les rats qui discriminate mal sont immédiatement retirés de la chambre. Cela peut continuer à travers une variété de reprises et de senteurs nouvelles. L'analyse principale est la précision pour chaque paire parfum (proportion cumulée correcte pour chaque parfum). Les conclusions générales de la tâche Dig suggèrent qu'il s'agit d'une préparation expérimentale simple qui permet d'évaluer les déficits bilatéraux chez le rat avec lésions corticales frontale par rapport à des rats avec des lésions pariétales unilatérale. La tâche Dig peut également être facilement incorporé dans une batterie de tests cognitifs existant. L'utilisation d'autres tâches comme celle-ci peut conduire à des tests plus précis des blessures fonction suivante frontale, ce qui peut conduire à des options thérapeutiques pour le traitement. Toute utilisation des animaux a été effectuée conformément aux protocoles approuvés par le soin des animaux et du Comité institutionnel utilisation.
Les lésions cérébrales résultant d'une lésion cérébrale traumatique (TBI) et la course est l'une des principales causes de décès et d'invalidité aux Etats-Unis. Ensemble, ces troubles suite à un total de près de 2,5 millions incidence, avec près de 500.000 ayant entraîné la mort ou une déficience 6-7. Malgré ce lourd tribut à la société, très peu de traitements ont été mis au point pour traiter soit TCC ou un AVC. Dans une certaine mesure, le manque d'options de traitement disponibles peuvent être attribués à l'insuffisance des évaluations comportementales de nouveaux médicaments et thérapies 8. En particulier, il ya un manque de tâches avec précision et sensibilité évaluer les effets des traitements sur les déficits cognitifs différents après une lésion cérébrale dans la littérature préclinique. Actuellement, la majorité des évaluations cognitives qui sont effectuées évaluer la mémoire spatiale à l'aide d'une tâche labyrinthe telles que le labyrinthe d'eau de Morris 9. Il ya plusieurs raisons pour ce manque de tests, y compris le temps qu'il faut pourpleinement caractériser et évaluer les déficits cognitifs, la forte dépendance sur des équipements coûteux et des compétences à utiliser les tâches opérantes, et la vitesse à laquelle ces évaluations peuvent être effectuées. À cette fin, nous avons adapté une tâche parfum de base discrimination, la tâche Dig, pour évaluer les lésions cérébrales cognitives suivantes. La tâche Dig est conçu pour être un pas cher, outil rapide et efficace pour évaluer la dysfonction cognitive lésion cérébrale qui suit à partir d'un TBI ou un AVC.
La tâche Dig repose sur les principes de base de l'apprentissage opérant et la prise de décision. Comme il est seulement un paradigme décision à deux choix, cette tâche représente l'un des plus simples discriminations qui peuvent être faites. Dans le protocole ci-dessous les détails de la mise en place de la tâche ainsi que la méthodologie de formation seront décrites. Nous avons trouvé que cette tâche est la plus forte lors de l'évaluation de front-déficits cognitifs par rapport aux déficits pariétales unilatérales, mais il doit encore être testé dans un modèle delésions hippocampiques 5. Dans l'idéal, cette tâche serait adapté pour évaluer l'efficacité d'un traitement ou une thérapie sur la récupération des déficits frontaux suite à une blessure. Cependant, il est possible que des modifications de cette tâche pourrait aussi être utilisé pour explorer plus complexe la prise de décision des comportements tels que l'impulsivité et l'adaptation généralisée.
Dans cette vidéo, nous avons montré comment la tâche Dig peut être réalisée en utilisant relativement peu coûteux et matériaux, avec une certaine expérience, les tests peuvent être effectués assez rapidement (~ 10 min / animal). Cela permet à la tâche pour être facilement intégré dans des batteries de tests existants pour TBI, lésions cérébrales accident vasculaire cérébral, et d'autres. La tâche Dig est aussi robuste qu'elle puisse évaluer différents aspects de la cognition, y compris l'évaluation des apprentissages antérieurs, les reprises et les acquisitions nouvelles (par exemple, set shifting). Plus important encore, la tâche Dig a été montré pour être efficace dans l'évaluation de la fonction frontale à la suite de lésions cérébrales. En outre, un paradigme fouille similaire a été utilisée pour étudier le transfert de valeur chez le rat après une sclérose hippocampique 4, et pourrait donc facilement être étudiée après TBI.
Les principaux avantages de tâches comme celui-ci sont la capacité d'évaluer d'autres formes de connaissance que ce qui est habituellement testés dans le goujon du cerveau plus de blessuress. Il existe actuellement un manque de tâches simples et rapidement acquises pour évaluer la cognition frontalement à médiation suite à des lésions cérébrales. Dans le domaine des TBI expérimentale, il ya une forte dépendance des labyrinthes que seule l'évaluation de la cognition 9. La discrimination et le comportement de choix sont des aspects importants de la cognition frontalement à médiation qui doivent être évalués suivant des dommages au cerveau. Celles-ci ont été étudiés dans de nombreux paradigmes différents (retardées d'appariement d'échantillon renforcement différentiel, du faible taux de réponse, basée sur l'effort décision, etc) dans le domaine de l'analyse expérimentale du comportement, mais font défaut dans les études de lésions cérébrales 14-16. Le développement de nouvelles thérapies pour le traitement des lésions cérébrales nécessite une validation à travers de multiples modalités de déficiences sensorielles, motrices et les fonctions cognitives. Les tâches telles que cela pourrait devenir essentiel de bien évaluer la fonction cognitive dans le traitement thérapeutique.
Alors que la nouvelle tâche Digprésente un pas dans la bonne direction pour l'évaluation de la fonction cérébrale après une blessure, il ya toujours des limites à elle. Il est conçu pour être simple à construire, administrer et analyser, mais cela signifie qu'il ya des limites supérieures à ce qu'il peut mesurer. Actuellement, deux choix sont tout ce qui peut être appréciée au regard du paradigme donné. En outre, la tâche Dig n'est pas assez sensible pour gérer d'autres aspects de la dysfonction frontale, comme l'impulsivité, qui peuvent interférer avec la prise de décision d'un animal la capacité.
Bien que la tâche Dig a été montré pour être un succès pour nous dans l'évaluation des lésions cérébrales chez les jeunes animaux, il ya encore plusieurs choses qui peuvent être faites avec la tâche d'affiner et de l'améliorer. Il s'agit notamment de l'évaluation des populations particulières (âge, sexe, souche), en la comparant directement les paradigmes opérant elle est adaptée à partir, en effectuant une comparaison directe de cette tâche à d'autres tâches qui permettent d'évaluer la dysfonction frontale suite à une blessure, et d'explorer additionnels façons d'analyser et de comparer les données générées par la tâche. Cette tâche a été conçu pour répondre à certaines des questions soulevées dans notre domaine en testant la fonction frontale de multiples façons suivantes dommages au cerveau. Cependant, une tâche ne peut pas mesurer tous les processus cognitifs qui sont touchés par un traumatisme crânien. Ainsi, nous préconisons que les gens continuent de développer et d'améliorer les tâches telles que celle décrite dans ce protocole de mieux évaluer les déficiences fonctionnelles à la suite des lésions cérébrales. Ce faisant, nous pouvons augmenter l'efficacité du développement des médicaments et la thérapie pour les lésions cérébrales en évaluant à travers de multiples mesures.
The authors have nothing to disclose.
Le financement de ce projet a été fourni par des fonds de l'ARRA NINDS subvention NS045647.
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. |