הכוח של מרווח Interstimulus להערכה של זמני עיבוד בחולדות
Summary
עיבוד הטמפורלי, תהליך preattentive, עשויה ביסוד לגירעונות ברמה גבוהה יותר תהליכים קוגניטיביים, כולל תשומת לב, בדרך כלל נצפו הפרעות נוירוקוגניטיבי. באמצעות עיכוב prepulse כמו הפרדיגמה המיתר, אנו מציגים את פרוטוקול לטיפול interstimulus מרווח (ISI) כדי ליצור את הצורה של פונקציית ה-ISI לספק הערכה של עיבוד טמפורלית.
Abstract
עיבוד טמפורלית גירעונות היו מעורבים כממד אלמנטלים פוטנציאלי של תהליכים קוגניטיביים ברמה גבוהה יותר, בדרך כלל נצפו הפרעות נוירוקוגניטיבי. למרות הפופולריזציה של דיכוי prepulse (PPI) בשנים האחרונות, פרוטוקולים הנוכחי רבים לקדם באמצעות אחוז של אמצעי שליטה, ובכך מסלק את ההערכה של עיבוד טמפורלית. המחקר הנוכחי משמש קרוס-מודאלי PPI ו- gap prepulse עיכוב (gap-PPI) כדי להדגים את היתרונות של העסקת מגוון מרווחי interstimulus (ISIs) על ההשפעות של חושי מודאליות חשיפה psychostimulant, גיל. הערכה של מודאליות חושית, חשיפה psychostimulant גיל חושף את התועלת של גישה זו משתנה את מרווח interstimulus (ISI) כדי ליצור את הצורה של פונקציית ה-ISI, כולל עליות (נטיות עקומה חדה יותר) או ירידות (שיטוח של העקומה משרעת תגובה), להבהיל משרעת. בנוסף, במאזן שיא עיכוב תגובה, רמיזות של רגישות דיפרנציאלית המניפולציה של ISI, מתגלים לעיתים קרובות. לפיכך, מניפולציה שיטתית של ISI מעניק הזדמנות קריטי כדי להעריך עיבוד הזמני, אשר עשוי לחשוף את המנגנונים העצביים העומדים כבסיס מעורב הפרעות נוירוקוגניטיבי.
Introduction
עיבוד טמפורלית גירעונות היו מעורבים בתור מנגנון פוטנציאליים עצבית המשמש כבסיס עבור שינויים בתהליכים קוגניטיביים ברמה גבוהה יותר נפוץ נצפו הפרעות נוירוקוגניטיבי. עיכוב prepulse (PPI) של התגובה להבהיל השמיעה (ASR) היא פרדיגמה ניסיוני translational נפוץ לבחון גירעונות עיבוד הטמפורלי, חושף שינויים עמוקים נוירוקוגניטיבי הפרעות כגון סכיזופרניה1, היפראקטיביות קשב וריכוז תשומת הלב ההפרעה2 , HIV-1 הקשורים נוירוקוגניטיבי הפרעות3,4. באופן ספציפי, הערכות של עיבוד זמני במודלים פרה של HIV-1 חשף את הכלליות, קביעות יחסית, הציע תוכנית השירות לאבחון של PPI על פני רוב החיות תוחלת החיים פונקציונלי3,4 5, ,6.
השימוש בגישה משתנה interstimulus מרווח (ISI; קרי, הזמן בין prepulse את הגירוי להבהיל) בהניתוח של השינוי רפלקס שתחילתה Sechenov ב 18637. המחקרים החלוצי של השינוי רפלקס, מידת sensorimotor gating, מועסקים גישה משתנה ISI כדי להעריך את התגובה כופף, האודישן צפרדעים7,8, כמו גם תגובות רפלקס בני9. היישום הקליני הראשון של ההליך השינוי רפלקס העריכו רגישות חזותית באדם עם עיוורון היסטרי10. יותר ממאה לאחר דיווחים ראשונים של השינוי רפלקס, הגישה של ISI בדרגות שונות היה לפופולרי ברחבי סדרת ניירות הזרע11,12,13. למרות ההבדלים הטבועים ללימודי הזרע על השינוי רפלקס (קרי, מינים, נהלים ניסיוני, רפלקסים), הם הקימו יחסים טמפורלית שהייתה זהה בין המינים.
הערכה של עיכוב prepulse באמצעות גישה משתנה ISI, כמפורט בפרוטוקול הנוכחי, יש מספר יתרונות על פני האחוזים ונעשו של בקרת גישה. ראשית, הגישה מעניקה הזדמנות להקים את הצורה של פונקציית ה-ISI, כולל עליות (נטיות עקומה חדה יותר) או פוחתת (שיטוח של העקומה משרעת התגובה)3,15 משרעת להבהיל, כמו גם משמרות בנקודת השיא של תגובת עיכוב3,5. בנוסף, בעת גישה ש-ISI בדרגות שונות הוא מועסק, להבהיל התגובה היא תופעה יחסית יציבה1, מציע השירות פוטנציאל של הגישה במחקרים האורך לבחון את ההתקדמות של גירעונות נוירוקוגניטיבי5 , 15. לבסוף, PPI מספק הזדמנות קריטי להבין המעגלים העצביים כבסיס מעורב נוירוקוגניטיבי הפרעות16.
במחקר שלנו, אנחנו מועסקים שתי פרדיגמות ניסיוני (איור 1), כולל קרוס-מודאלי PPI וניגוד הפער prepulse (gap-PPI), כדי להעריך את התועלת של גישה זו משתנה ISI על השפעות מודאליות חושית, חשיפה psychostimulant, גיל. הצלב-מודאלי PPI פרדיגמה נסיונית מנצל את המצגת של גירוי נוסף (למשל, צליל, אור, אוויר עלים) כמו prestimulus דיסקרטית לפני גירוי אקוסטי מבהיל. בניגוד חריף, בפרדיגמה נסיונית הפער-PPI, היעדר רקע (למשל, הסרת רעש רקע, אור או עלים אוויר) משמש prestimulus דיסקרטית. כאן, אנו מתארים שתי פרדיגמות ניסיוני להערכה של עיבוד זמני, כמו גם גישות סטטיסטיות לניתוח של PPI ו- gap-PPI. בתוך הדיון, השווינו את המסקנות אחד ימשוך המשתנה ISI הגישה, האחוזים ונעשו של בקרת גישה.
Protocol
Representative Results
Discussion
בפרוטוקול הנוכחי מתאר את הכוח של ISI בדרגות שונות להערכה של עיבוד זמני ללימודים העסקת עיצובים מוטוריים או חתך הרוחב או האורך. בחינת השפעת מודאליות חושית, חשיפה psychostimulant או גיל על הצורה של פונקציית ה-ISI הפגינו את השירות שלה חושפים רגישות דיפרנציאלית המניפולציה של ISI (קרי, במאזן הנקודה של ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמך בחלקה על ידי מענקים NIH (המכון הלאומי לשימוש בסמים, DA013137; המכון הלאומי של הילד בריאות, התפתחות האדם HD043680; המכון הלאומי לבריאות הנפש, MH106392; המכון הלאומי של מחלות נוירולוגיות, שבץ מוחי, NS100624), את תוכנית האימונים מחקר בין-תחומי נתמך על ידי אוניברסיטת דרום קרוליינה הביו-התנהגותי ממשק התוכנית. ד ר מורן Landhing נמצא כעת קצין מדעי במרכז נידה עבור רשת ניסויים קליניים.
Materials
| SR-Lab Startle Response System | San Diego Instruments | ||
| Isolation Cabinet | Industrial Acoustic Company | ||
| SR-Lab Startle Calibration System | San Diego Instruments | ||
| High-Frequency Loudspeaker | Radio Shack | model #40-1278B | |
| Sound Level Meter | Bruel & Kjaer | model #2203 | |
| Perspex Cylinder | San Diego Instruments | Included with the SR-Lab Startle Response System | |
| SR-Lab Startle Response System Software | San Diego Instruments | Included with the SR-Lab Startle Response System | |
| Light Meter | Sper Scientific, Ltd. | model #840006 | |
| Airline Regulator | Craftsman | model #16023 | |
| SPSS Statistics 24 | IBM | Used for Statistical Analyses (Optional) |
Referências
- Braff, D., Stone, C., Callaway, E., Geyer, M., Glick, I., Bali, L. Prestimulus effects on human startle reflex in normals and schizophrenics. Psychophysiology. 15 (4), 339-343 (1978).
- Castellanos, F. X., Fine, E. J., Kaysen, D., Marsh, W. L., Rapoport, J. L., Hallett, M. Sensorimotor gating in boys with Tourette’s Syndrome and ADHD: Preliminary results. Biological Psychiatry. 39 (1), 33-41 (1996).
- Moran, L. M., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Time and time again: Temporal processing demands implicate perceptual and gating deficits in the HIV-1 transgenic rat. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 8 (4), 988-997 (2013).
- McLaurin, K. A., Moran, L. M., Li, H., Booze, R. M., Mactutus, C. F. A gap in time: Extending our knowledge of temporal processing deficits in the HIV-1 transgenic rat. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 12 (1), 171-179 (2017).
- McLaurin, K. A., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Progression of temporal processing deficits in the HIV-1 transgenic rat. Scientific Reports. 6, 32831 (2016).
- McLaurin, K. A., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Temporal processing demands in the HIV-1 transgenic rat: Amodal gating and implications for diagnostics. International Journal of Developmenta Neuroscience. 57, 12-20 (2017).
- Sechenov, I. M. . Reflexes of the Brain. , (1965).
- Yerkes, R. M. The sense of hearing in frogs. Journal of Comparative Neurology and Psychology. 15, 279-304 (1905).
- Bowditch, H. P., Warren, J. W. The knee-jerk and its physiological modifications. Journal of Physiology. 11, 25-64 (1890).
- Cohen, L. H., Hilgard, E. R., Wendt, G. R. Sensitivity to light in a case of hysterical blindness studied by reinforcement-inhibition and conditioning methods. Yale Journal of Biology and Medicine. 6, 61-67 (1933).
- Hoffman, H. S., Searle, J. L. Acoustic variables in the modification of startle reaction in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 60, 53-58 (1965).
- Hoffman, H. S., March, R. R., Stein, N. Persistence of background acoustic stimulation in controlling startle. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 68 (2), 280-283 (1969).
- Ison, J. R., Hammond, G. R. Modification of the startle reflex in the rat by changes in the auditory and visual environments. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 75 (3), 435-452 (1971).
- Moran, L. M., Hord, L. L., Booze, R. M., Harrod, S. B., Mactutus, C. F. The role of sensory modality in prepulse inhibition: An ontogenetic study. Developmental Psychobiology. 58 (2), 211-222 (2016).
- McLaurin, K. A., Booze, R. M., Mactutus, C. F. Evolution of the HIV-1 transgenic rat: Utility in assessing the progression of HIV-1-associated neurocognitive disorders. Journal of Neurovirology. 24 (2), 229-245 (2018).
- Hoffman, H. S., Ison, J. R. Reflex modification in the domain of startle: I. Some empirical findings and their implications for how the nervous system processes sensory input. Psychological Review. 87 (2), 175-189 (1980).
- Ison, J. R., Agrawal, P., Pak, J., Vaughn, W. J. Changes in temporal acuity with age and with hearing impairment in the mouse: A study of the acoustic startle reflex and its inhibition by brief decrements in noise level. The Journal of the Acoustical Society of America. 104, 1696-1704 (1998).
- . Startle response: Acoustic startle reflex response 101 Available from: https://mazeengineers.com/acoustic-startle-response/ (2014)
- Curzon, P., Zhang, M., Radek, R. J., Fox, G. B., Buccafusco, J. J. The behavioral assessment of sensorimotor processes in the mouse: Acoustic startle, sensory gating, locomotor activity, rotarod, and beam walking. Methods of behavior analysis in neuroscience. , (2009).
- Geyer, M. A., Swerdlow, N. R. Measurement of startle response, prepulse inhibition, and habituation. Current Protocols in Neuroscience. , (2001).
- Parisi, T., Ison, J. R. Development of the acoustic startle response in the rat: Ontogenetic changes in the magnitude of inhibition by prepulse stimulation. Developmental Psychobiology. 12 (3), 219-230 (1979).
- Tabachnick, B. G., Fidell, L. S. . Experimental designs using ANOVA. , (2007).
- Bliss, C. I. The transformation of percentage for use in the analysis of variance. Ohio Journal of Science. 38, 9-12 (1938).
- Bartlett, M. S. The use of transformations. Biometrics. 3, 39-52 (1947).
- Cochran, W. G. The analysis of variance when experimental errors follow the poisson or bimodal laws. Annals of Mathematical Sciences. 11, 335-347 (1940).
- Greenhouse, S. W., Geisser, S. On methods in the analysis of profile data. Psychometrika. 24, 95-112 (1959).
- Fendt, M., Li, L., Yeomans, J. S. Brain stem circuits mediating prepulse inhibition of the startle reflex. Psychopharmacology (Berl). 156 (2-3), 216-224 (2001).
- Koch, M., Schnitzler, H. U. The acoustic startle response in rats: Circuits mediating evocation, inhibition and potentiation. Behavioural Brain Research. 89 (1-2), 35-49 (1997).
