Touchscreen sostenuta attenzione Task (SAT) per ratti

Disturbi che vanno dal disordine di iperattività di deficit di attenzione (ADHD) alla schizofrenia al morbo di Alzheimer, Condividi i danni attentional come una caratteristica^1,2,3. I deficit nell’attenzione sostenuta — la possibilità di monitorare continuamente una situazione per eventi intermittenti e imprevedibili — sono particolarmente dirompente, perché l’attenzione sostenuta è cruciale per l’attenzione selettiva e divisa, come pure altri cognitivo elabora^4,5. Anche in persone sane, difficoltà a sostenere l’attenzione negativamente influisce sulla cognizione, alterando la funzione quotidiana⁶. Così, comprensione delle basi neurobiologiche dell’attenzione sostenuta e come si diventa dysregulated potrebbe portare ad interventi per migliorare la cognizione che trarrebbero beneficio molte persone.

Al fine di delineare i circuiti e i processi molecolari che contribuiscono alla corretta contro perturbato attenzione, molti ricercatori si sono rivolti a modelli animali non-umani, dove la manipolazione di popolazioni di cellule specifiche e processi molecolari durante l’attenzione attività è possibile. Lo sforzo ha portato allo sviluppo di una varietà di compiti di attenzione dell’operatore che può valutare la capacità di sostenere l’attenzione^7,8,9,10. Un tale paradigma, sviluppato da McGaughy e Sarter (1995), è conosciuto come il compito di attenzione sostenuta (SAT). Roditori addestrati in SAT devono distinguere prove di segnale, in cui un segnale luminoso lampeggia brevemente, dalle prove non-segnale. Richieste attentional possono essere aumentate con l’introduzione di un distrattore visual (lampeggiante houselight)¹⁰. I parametri critici per la valutazione attenzione Sat sono ben documentati e questo compito è stato convalidato in ratti maschi e femmine e topi^10,11,12. Una versione è anche stata adattata per gli esseri umani, evidenziando l’utilità traslazionale di SAT¹³. D’importanza, l’utilizzo di questa attività ha aiutato implicano il sistema di corticopetal del forebrain basale in attenzione sostenuta⁴. In particolare, i neuroni colinergici nel basalis del nucleo di Meynert (NBM) / substantia inominata (SI) regione del proencefalo basale che proiettano alla corteccia prefrontale sono critici per i colpi, che sono risposte accurate su segnale prove^{14, 15}. Al contrario, i neuroni GABAergici in questa regione sono pensati per mediare le prestazioni durante respingimenti corrette (CRs), che sono risposte accurate su prove non-segnale¹⁶. Una volta che il circuito di base per questa attività è stato stabilito, fattori che modulano questo circuito per alterare attenzione che vanno da ormoni dello stress alle proteine neurotossiche sono stati identificati^17,18. Collettivamente, questi studi evidenziano l’utilità di SAT.

Una limitazione all’implementazione di SAT in laboratorio è che la procedura originale richiede alloggiamenti operante definitivamente configurati per l’attività, con una luce di pannello di centro e due leve estensibile, uno indicato per i colpi e uno per CRs¹⁰. Su una prova di segnale, la luce di pannello si accende brevemente e poi leve estendono per indicare una finestra di risposta s 4. Durante tale finestra, se non si preme la leva di successo designata, il ratto riceve una ricompensa (cibo o acqua). Pressa a leva non corretto sulle prove di segnale, note come manca, non è ricompensati. Sulle prove non segnalato, la lampada spia rimane spenta, quindi leve sono estesi. Mentre un CR è stato premiato, pressa a leva non corretto sulle prove non segnalato, note come falsi allarmi, non è ricompensati. Un tentativo di rendere qualsiasi risposta durante la finestra di risposta viene considerata un’omissione. Per espandere la disponibilità di SAT, abbiamo recentemente modificato il compito dell’operatore touchscreen Chambers, in cui una parete è un touchscreen che sia possibile visualizzare gli stimoli visivi e record naso-poke risposte¹⁹. Touchscreen chambers stanno diventando popolari a causa della loro versatilità per eseguire una varietà di compiti (ad es., accoppiato socio apprendimento, apprendimento con inversione, ecc.) con un pezzo di attrezzatura²⁰. Simile ad altre procedure di touchscreen^20,21,22, nostro adattamento di SAT richiede l’uso di una copertura di plastica opaco touchscreen, chiamata una maschera, con fori tagliati in essa. Un foro centrale, circolare consente la presentazione di un segnale presentando uno stimolo bianco sullo schermo dietro di esso, e due aree di risposta quadrati, uno indicato per i colpi e uno per CRs, consentono il topo a fare toccare le risposte¹⁹. Nelle camere di tradizionale, la finestra di risposta 4-s viene di solito indicata con la presentazione delle leve, ma uno studio precedente ha dimostrato che un tono può essere utilizzato anche per segnalare la risposta finestra²³. In touchscreen SAT, segniamo allo stesso modo la finestra di risposta con un breve segnale acustico. Altri parametri di formazione (ad es., numero di prove, intervallo intertrial, ecc.) sono mantenuti simili tra tradizionale e touchscreen SAT. Abbiamo precedentemente valutato le prestazioni tra le versioni di SAT tradizionale e touchscreen e trovato che era paragonabile, suggerendo che touchscreen SAT è un valido modo per misurare l’attenzione sostenuta¹⁹. La modifica del touchscreen rende SAT più versatile perché può ora essere adattato per uso molto diffuso nelle caselle dell’operatore touchscreen.

Il presente protocollo in dettaglio come eseguire touchscreen SAT in laboratorio. I programmi di allenamento sono state leggermente modificati dalla nostra precedente relazione del compito¹⁹ per ottimizzare i tempi di acquisizione nei ratti femmina, che, a differenza dei maschi, aveva difficoltà avanzando attraverso la precedente orari²⁴. Risultati che illustrano le prestazioni tipiche in ratti maschi e femmine sono inclusi, insieme a consigli per la risoluzione dei problemi con l’attività.