En este protocolo, una nueva aplicación de la discriminación del olor se describe. La tarea Dig es una tarea bastante barato que se puede utilizar para evaluar la cognición frontalmente mediada después de daño cerebral.
El deterioro cognitivo es la causa más frecuente de discapacidad en los seres humanos después del daño cerebral, pero las tareas de comportamiento utilizados para evaluar la cognición en modelos de roedor de lesión cerebral es deficiente. Los préstamos de la literatura operante nuestro laboratorio se utilizó un paradigma olor discriminación básica 1-4 con el fin de evaluar los déficits en ratas con lesión frontalmente. Anteriormente hemos descrito brevemente la tarea de excavación y demostró que las ratas con daño cerebral frontal muestran déficits severos en todas las pruebas múltiples dentro de la tarea 5. Aquí presentamos un protocolo más detallado para esta tarea. Las ratas se colocan en una cámara y se deja de discriminar entre dos arenas aromáticas, una de las cuales contiene un reforzador. El juicio termina después de la rata sea discrimina correctamente (que se define como cavar en la arena perfumada correcta), incorrectamente discrimina, o transcurrido 30 seg. Las ratas que discriminan correctamente se permita la recuperación y consumir el reforzador. Las ratas que discriminate incorrectamente se retiran inmediatamente de la cámara. Esto puede continuar a través de una variedad de reversiones y aromas nuevos. El análisis primario es la precisión para cada emparejamiento olor (proporción acumulada correcta para cada olor). Los resultados generales de la tarea Dig sugieren que es una simple preparación experimental que pueda evaluar los déficits en las ratas con daño bilateral cortical frontal en comparación con ratas con daño parietal unilateral. La tarea Dig también se pueden incorporar fácilmente en una batería de pruebas cognitivas existentes. El uso de más tareas tales como éste puede llevar a pruebas más precisa de la lesión frontal siguiente función, que puede conducir a opciones terapéuticas para el tratamiento. Todo uso de los animales se realizó de conformidad con los protocolos aprobados por el Cuidado de Animales institucional y el empleo Comisión.
El daño cerebral resultante de una lesión traumática del cerebro (TBI) y el ictus es una de las principales causas de muerte y discapacidad en los Estados Unidos. En conjunto, estos resultados trastornos en un total de casi 2,5 millones de incidencias, con cerca de 500.000 con resultado de muerte o discapacidad 6-7. A pesar de esta pesada carga para la sociedad, muy pocos tratamientos han sido desarrollados para tratar cualquiera de los dos TBI o un derrame cerebral. En cierta medida, la falta de opciones de tratamiento disponibles puede atribuirse a la insuficiencia de las evaluaciones de comportamiento de nuevos fármacos y terapias 8. En particular, existe una falta de tareas para evaluar con exactitud y sensibilidad a los efectos de los tratamientos sobre los diversos déficit cognitivo después de la lesión cerebral en la bibliografía preclínica. Actualmente, la mayoría de las evaluaciones cognitivas que se realizan evaluar la memoria espacial utilizando una tarea de laberinto como el laberinto de agua de Morris 9. Hay varias razones para esta falta de pruebas, incluyendo el tiempo que se tardaplenamente caracterizar y evaluar los déficits cognitivos, la fuerte dependencia en costosos equipos y conocimientos para utilizar las tareas operantes, y la velocidad a la que estas evaluaciones pueden ser realizadas. Para este fin, se han adaptado una tarea olor discriminación de base, la tarea Dig, para evaluar la lesión cerebral después de la cognición. La tarea Dig está diseñado para ser una herramienta barata, rápida y eficaz para evaluar la lesión disfunción cognitiva siguiente cerebro de una lesión cerebral traumática o apoplejía.
La tarea de excavación se basa en los principios básicos operantes de aprendizaje y toma de decisiones. Como es sólo un paradigma de decisión de dos elección, esta tarea representa una de las más simples discriminaciones que se pueden hacer. En el protocolo a continuación los detalles para la configuración de la tarea, así como la metodología de formación se describirá. Se ha encontrado que esta tarea es más fuerte cuando evaluar los déficits cognitivos frontalmente mediadas por comparación con déficit parietal unilateral, sin embargo, todavía no se ha probado en un modelo delesión del hipocampo 5. Idealmente, esta tarea sería adecuado para evaluar la eficacia de un tratamiento o terapia en la recuperación de los déficits frontales después de una lesión. Sin embargo, es posible que con modificaciones esta tarea también puede ser utilizado para explorar más compleja la toma de decisiones comportamiento tales como la impulsividad y generalizada de igualación.
En este video, hemos mostrado cómo la tarea de excavación se puede realizar utilizando relativo bajo costo de materiales y, con un poco de experiencia, las pruebas pueden llevarse a cabo con bastante rapidez (~ 10 min / animal). Esto permite que la tarea de incorporar fácilmente en baterías de pruebas existentes para las lesiones cerebrales TBI, accidente cerebrovascular y otros. La tarea de excavación es también robusto, ya que puede evaluar diferentes aspectos de la cognición, incluyendo las evaluaciones de los aprendizajes previos, inversiones, adquisiciones y nuevas (por ejemplo, cambio de set). Lo más importante, la tarea Dig ha demostrado ser eficaz en la evaluación de la función frontal posterior al daño cerebral. Además, un paradigma de empuje similar ha sido utilizado para estudiar la transferencia de valor en ratas después de la lesión del hipocampo 4, y por lo tanto puede ser fácilmente estudiado después de TBI.
Los principales beneficios de tareas como ésta son la capacidad de evaluar otras formas de cognición de lo que normalmente se probó en más semental lesión cerebralIES. Actualmente existe una falta de tareas simples y rápidamente adquiridas para evaluar la cognición mediada frontalmente posterior al daño cerebral. En el campo de la TBI experimental, existe una fuerte dependencia de laberintos como la evaluación única de la cognición 9. La discriminación y la conducta de elección son aspectos importantes del frontalmente mediada por la cognición que deben ser evaluados daños cerebrales siguiente. Estos han sido estudiados bajo muchos diferentes paradigmas (atrasado de igualación de la muestra, reforzamiento diferencial de la baja tasa de respuesta, esfuerzo basado en la toma de decisiones, etc) en el campo del análisis experimental de la conducta, pero se carece de estudios sobre lesiones cerebrales 14-16. El desarrollo de nuevas terapias para el tratamiento del daño cerebral requiere validación a través de múltiples modalidades de sensoriales, motoras, y la función cognitiva. Tareas como esto podría ser vital para evaluar plenamente la función cognitiva en tratamiento terapéutico.
Mientras que la re tarea Digpresenta un paso en la dirección correcta para la evaluación de la función cerebral después de una lesión, todavía hay limitaciones a la misma. Se pretende que sea sencillo de construir, administrar y analizar, pero esto significa que hay límites superiores a lo que se puede medir. Actualmente, hay dos opciones son todo lo que se puede evaluar en el marco del paradigma dado. Además, la tarea Dig no es lo suficientemente sensible como para manejar otros aspectos de la disfunción frontal, como la impulsividad, que pueden interferir con la toma de decisiones la capacidad del animal.
Si bien la tarea de excavación ha demostrado ser exitoso para nosotros en la evaluación de daños cerebrales en los animales jóvenes, todavía hay varias cosas que se pueden hacer con la tarea de perfeccionar y mejorar. Esto incluye la evaluación de poblaciones especiales (edad, sexo, raza), comparándolo directamente a los paradigmas operantes que es una adaptación de, realizar una comparación directa de esta tarea con otras tareas que evalúan la disfunción frontal tras una lesión, y explorar additional maneras de analizar y comparar los datos generados a partir de la tarea. Esta tarea está diseñada para abordar algunos de los problemas de nuestro campo de pruebas de función frontal de múltiples maneras después del daño cerebral. Sin embargo, una tarea no se puede medir todos los procesos cognitivos que se ven afectadas por una lesión cerebral. Por lo tanto, abogamos por que la gente sigue para desarrollar y mejorar las tareas tales como la que se describe en este protocolo pueda apreciar mejor deterioro funcional después de lesiones cerebrales. Al hacerlo, podemos aumentar la eficacia del desarrollo de fármacos y la terapia para las lesiones cerebrales mediante la evaluación a través de múltiples medidas.
The authors have nothing to disclose.
Los fondos para este proyecto fue proporcionado por fondos ARRA de NINDS subvención 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. |