Мощность Interstimulus интервала для оценки временных обработки грызунов
Summary
Временной обработки, preattentive процесс, могут лежать в основе дефицита в более высокого уровня когнитивных процессов, включая внимание, обычно наблюдается в neurocognitive расстройств. Используя Преимпульсное ингибирование качестве образцового парадигмы, мы представляем собой протокол для манипулирования interstimulus интервал (МСИ) для установления формы функции МСИ дать оценку временной обработки.
Abstract
Временной обработки дефицита были вовлечены в качестве потенциальных Элементаль измерения высокого уровня когнитивных процессов, обычно наблюдается в neurocognitive расстройств. Несмотря на популяризацию Преимпульсное ингибирование (PPI) в последние годы многие текущие протоколы содействовать с помощью процентов мер контроля, тем самым исключая оценки временной обработки. Настоящее исследование используется кросс Модал ИЦП и разрыв Преимпульсное ингибирование (разрыв ИЦП) для демонстрации преимуществ использования ряда interstimulus интервалов (ИСИС), чтобы разграничить последствия сенсорные модальности, психостимуляторов экспозиции и возраста. Оценка сенсорные модальности, психостимуляторов экспозиции и возраста свидетельствует о полезности подхода различной interstimulus интервал (МСИ) для установления формы функции МСИ, включая увеличение (острее кривой интонации) или уменьшение (уплощение амплитуда кривой ответа) в испугать амплитуды. Кроме того сдвиги в пик реакции зрачков, наводящий дифференциального чувствительности к манипуляции МСИ, часто проявляются. Таким образом систематическое манипуляции МСИ дает важную возможность для оценки временных обработки, которая может выявить основной нейронные механизмы, участвующие в neurocognitive расстройств.
Introduction
Временной обработки дефицита были вовлечены в качестве потенциальных нейронных механизм для изменения в более высокого уровня когнитивных процессов, обычно наблюдается в neurocognitive расстройств. Преимпульсное ингибирование (PPI) слуховой рефлекс (ASR) — переводческая экспериментальная парадигма, обычно используется для изучения временных обработки дефицита, показывая глубокие изменения в neurocognitive расстройств, таких как шизофрения1, расстройства внимания гиперактивности дефицита2 и ВИЧ-1 связанные нейрокогнитивный расстройств3,4. В частности оценки временной обработки в доклинических моделях ВИЧ-1 показал общность, относительное постоянство и предложил диагностики Утилита PPI через большинство животных функциональной жизни3,4 ,5,6.
Использование подхода различной interstimulus интервал (МСИ; то есть, время между prepulse и стимул старт-рефлекс) в анализе рефлекторные изменения восходит к Сеченов в 18637. Семенные исследования рефлекторные изменения, мера сенсомоторной стробирования, занятых различной МСИ оценить ответ сгибателей и прослушивание в лягушек,7,8, а также непроизвольные реакции людей9подход. Первое клиническое применение рефлекторные изменения процедуры оценки чувствительности в человек с истерической слепоте10. Более столетия после первых докладов рефлекторные изменения подход различной МСИ был популярным по всей серии семенную работ11,12,13. Несмотря на присущие различия в семенных исследования на рефлекторные изменения (например, виды, экспериментальных процедур, рефлексы) они создали временные отношения, который был поразительно похожи между видами.
Оценки с использованием подхода различной МСИ, подробно изложенные в настоящем Протоколе, Преимпульсное ингибирование имеет несколько преимуществ по сравнению с популярным процент контроля подход. Во-первых, подход дает возможность установить формы функции МСИ, включая увеличение (острее кривой интонации) или уменьшается (уплощение амплитуда кривой отклика)3,15 старт-рефлекс амплитуды, а также сдвиги в точке пик реакции ингибирования3,5. Кроме того когда подход, который используется различной МСИ, рефлекс является относительно стабильным явление1, предлагая потенциальной полезности подхода в продольных исследований, изучения прогрессирование нейрокогнитивный дефицит5 , 15. Наконец, PPI обеспечивает важную возможность для понять основной нейронной схемы, участвующих в neurocognitive расстройства16.
В нашем исследовании мы использовали два экспериментальных парадигм (рис. 1), включая кросс Модал ИЦП и разрыв Преимпульсное ингибирование (разрыв PPI), чтобы оценить полезность подхода различной МСИ разграничить последствия сенсорные модальности, воздействие психостимуляторов, и возраст. Кросс Модал PPI экспериментальная парадигма использует представление дополнительного стимула (например, тон, света, воздуха слоеного) как дискретные престимульной до акустических поразительным стимулом. В противоположность, в разрыв PPI экспериментальная парадигма отсутствие фона (например, удаление фоновый шум, свет или воздуха слоеного) служит дискретного престимульной. Здесь мы описываем, как экспериментальных парадигм для оценки временных обработки, а также статистических подходов для анализа ИЦП и разрыв PPI. В рамках обсуждения мы сравнили выводы, которые один будет извлечь из переменной МСИ подход и популярным процент контроля подход.
Protocol
Representative Results
Discussion
Настоящий Протокол описывает мощность различной МСИ для оценки временных обработки для исследований, используя поперечных или продольных экспериментальные проекты. Изучения воздействия сенсорные модальности, воздействие психостимуляторов или возраст на формы функции МСИ продемон?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа частично поддержали грантов от НИЗ (Национальный институт по проблемам злоупотребления наркотиками, DA013137; Национальный Институт детского здоровья и развития человека HD043680; Национальный институт психического здоровья, MH106392; Национальный институт неврологических заболеваний и инсульта, NS100624) и программа подготовки междисциплинарных исследований, при поддержке Университета Южной Каролины, поведенческая-биомедицинских интерфейс программы. Д-р Landhing Моран в настоящее время научный сотрудник в центре НИДЫ для клинических испытаний сети.
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).
