Neural components enabling flexible cognition and behavior are well-established, and depend mostly on proper intercommunication within the prefrontal cortex (PFC) and striatum. However, dense projections from the ventral hippocampus (vHPC) alter the functioning of the medial PFC (mPFC). Dysfunctional hippocampo-prefrontal connectivity negatively affects the integrity of flexible cognition, especially in patients with schizophrenia. In this study, we aimed to test the role of the vHPC and mPFC in a place avoidance task on a rotating arena using two spatial flexibility task variants - reversal learning and set-shifting. To achieve this, we inactivated each of these structures in adult male Long-Evans rats by performing bilateral local muscimol (a GABAA receptor agonist) injections. A significantly disrupted performance was observed in reversal learning in the vHPC-inactivated, but not in the mPFC-inactivated rats. These results confirm the notion that the vHPC participates in some forms of behavioral flexibility, especially when spatial cues are needed. It seems, rather unexpectedly, that the mPFC is not taxed in these flexibility tasks on a rotating arena.
- MeSH
- hipokampus účinky léků fyziologie MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- muscimol farmakologie MeSH
- pozornost účinky léků fyziologie MeSH
- prefrontální mozková kůra účinky léků fyziologie MeSH
- prostorové vidění účinky léků fyziologie MeSH
- receptory GABA-A - agonisté farmakologie MeSH
- reverzní učení účinky léků fyziologie MeSH
- učení vyhýbat se účinky léků fyziologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Neural components enabling flexible cognition and behavior are well-established, and depend mostly on proper intercommunication within the prefrontal cortex (PFC) and striatum. However, dense projections from the ventral hippocampus (vHPC) alter the functioning of the medial PFC (mPFC). Dysfunctional hippocampo-prefrontal connectivity negatively affects the integrity of flexible cognition, especially in patients with schizophrenia. In this study, we aimed to test the role of the vHPC and mPFC in a place avoidance task on a rotating arena using two spatial flexibility task variants - reversal learning and set-shifting. To achieve this, we inactivated each of these structures in adult male Long-Evans rats by performing bilateral local muscimol (a GABAA receptor agonist) injections. A significantly disrupted performance was observed in reversal learning in the vHPC-inactivated, but not in the mPFC-inactivated rats. These results confirm the notion that the vHPC participates in some forms of behavioral flexibility, especially when spatial cues are needed. It seems, rather unexpectedly, that the mPFC is not taxed in these flexibility tasks on a rotating arena.
- MeSH
- hipokampus účinky léků fyziologie MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- muscimol farmakologie MeSH
- pozornost účinky léků fyziologie MeSH
- prefrontální mozková kůra účinky léků fyziologie MeSH
- prostorové vidění účinky léků fyziologie MeSH
- receptory GABA-A - agonisté farmakologie MeSH
- reverzní učení účinky léků fyziologie MeSH
- učení vyhýbat se účinky léků fyziologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
RATIONALE: There is a persistent pressing need for valid animal models of cognitive and mnemonic disruptions (such as seen in Alzheimer's disease and other dementias) usable for preclinical research. OBJECTIVES: We have set out to test the validity of administration of biperiden, an M1-acetylcholine receptor antagonist with central selectivity, as a potential tool for generating a fast screening model of cognitive impairment, in outbred Wistar rats. METHODS: We used several variants of the Morris water maze task: (1) reversal learning, to assess cognitive flexibility, with probe trials testing memory retention; (2) delayed matching to position (DMP), to evaluate working memory; and (3) "counter-balanced acquisition," to test for possible anomalies in acquisition learning. We also included a visible platform paradigm to reveal possible sensorimotor and motivational deficits. RESULTS: A significant effect of biperiden on memory acquisition and retention was found in the counter-balanced acquisition and probe trials of the counter-balanced acquisition and reversal tasks. Strikingly, a less pronounced deficit was observed in the DMP. No effects were revealed in the reversal learning task. CONCLUSIONS: Based on our results, we do not recommend biperiden as a reliable tool for modeling cognitive impairment.
- MeSH
- Alzheimerova nemoc psychologie MeSH
- antagonisté muskarinových receptorů farmakologie MeSH
- biperiden farmakologie MeSH
- bludiště - učení účinky léků MeSH
- chování zvířat účinky léků MeSH
- kognitivní dysfunkce psychologie MeSH
- krátkodobá paměť účinky léků MeSH
- krysa rodu rattus * MeSH
- modely nemocí na zvířatech * MeSH
- poruchy paměti psychologie MeSH
- potkani Wistar MeSH
- reverzní učení účinky léků MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus * MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
BACKGROUND: Large animal models, such as the transgenic (tg) Huntington disease (HD) minipig, have been proposed to improve translational reliability and assessment of safety, efficacy and tolerability in preclinical studies. Minipigs are characterised by high genetic homology and comparable brain structures to humans. In addition, behavioural assessments successfully applied in humans could be explored in minipigs to establish similar endpoints in preclinical and clinical studies. Recently, analysis of voice and speech production was established to characterise HD patients. OBJECTIVE: The aim of this study was to investigate whether vocalisation could also serve as a viable marker for phenotyping minipigs transgenic for Huntington's disease (tgHD) and whether tgHD minipigs reveal changes in this domain compared to wildtype (wt) minipigs. METHODS: While conducting behavioural testing, incidence of vocalisation was assessed for a cohort of 14 tgHD and 18 wt minipigs. Statistical analyses were performed using Fisher's Exact Test for group comparisons and McNemar's Test for intra-visit differences between tgHD and wt minipigs. RESULTS: Vocalisation can easily be documented during phenotyping assessments of minipigs. Differences in vocalisation incidences across behavioural conditions were detected between tgHD and wt minipigs. Influence of the genotype on vocalisation was detectable during a period of 1.5 years. CONCLUSION: Vocalisation may be a viable marker for phenotyping minipigs transgenic for the Huntington gene. Documentation of vocalisation provides a non-invasive opportunity to capture potential disease signs and explore phenotypic development including the age of disease manifestation.
- MeSH
- časové faktory MeSH
- diskriminace (psychologie) MeSH
- fenotyp * MeSH
- geneticky modifikovaná zvířata * MeSH
- Huntingtonova nemoc * patofyziologie psychologie MeSH
- jazyk patofyziologie MeSH
- lidé MeSH
- longitudinální studie MeSH
- miniaturní prasata * MeSH
- modely nemocí na zvířatech * MeSH
- motorické dovednosti MeSH
- prasata MeSH
- protein huntingtin genetika metabolismus MeSH
- reverzní učení MeSH
- vnímání barev MeSH
- vokalizace zvířat * MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Adult neurogenesis in the dentate gyrus adds a substantial number of new functional neurons to the hippocampus network in rodents. To date, however, the function of these new granule cells remains unclear. We conducted an experiment to assess the contribution of adult neurogenesis in the dentate gyrus to acquisition and reversal learning in a task that predominantly requires generalization of a rule. Young adult male Long-Evans rats were repeatedly administered either a cytostatic temozolomide or saline for a period of four weeks (3 injections per week). Post treatment, animals were injected with bromodeoxyuridine to quantify adult neurogenesis in the dentate gyrus. For behavioral assessment we used hippocampus-dependent active place avoidance with reversal in a Carousel maze. Animals first learned to avoid a 60° sector on the rotating arena. Afterwards, sector was relocated to the opposite side of the rotating arena (reversal). The administration of temozolomide significantly improved the reversal performance compared to saline-treated rats. Our results suggest a significant, level-dependent, improvement of reversal learning in animals with reduced adult neurogenesis in hippocampus.
- MeSH
- antitumorózní látky alkylující farmakologie MeSH
- dakarbazin analogy a deriváty farmakologie MeSH
- gyrus dentatus účinky léků MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- neurogeneze účinky léků MeSH
- neurony účinky léků MeSH
- potkani Long-Evans MeSH
- prostorové učení účinky léků MeSH
- reverzní učení účinky léků MeSH
- učení vyhýbat se účinky léků MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Závěrečná zpráva o řešení grantu Interní grantové agentury MZ ČR
1 svazek : ilustrace, tabulky ; 30 cm
In this project, we will evaluate the deficits in spatial navigation in schizophrenia patients and in an animal model of schizophrenia-like behavior by a set of real-space tests for the animals and in virtual analogies of these tasks for patients and control subjects. We will include patients hospitalized after the first attack, with stable symptoms, immediately prior to or after discharge. Results of the tests will be considered with regard to medication and symptoms, correlated with neuropsychological tests and compared to a group of matched healthy subjects. The project will also study novel cognitive tests for the animal model, i.e. reversal and working memory paradigms in two spatial tasks. Comparison of results in animals and patients with schizophrenia will determine similarities in cognitive traits between species and therefore validate these tests in model animals. Beside scientific papers, this project will establish a pilot norm of performance in a novel set of spatio-cognitive tests.
V rámci řešení projektu bude sledován deficit prostorové navigace u pacientů se schizofrenií a animálního modelu schizofrenního chování, a to sadou prostorových testů v reálné podobě u zvířat a ve virtuální analogii u pacientů a kontrolních subjektů. Zařazeni budou pacienti hospitalizovaní po proběhlé atace, se stabilní symptomatologií, těsně před nebo po propuštění. Výsledky pacientů budou posuzovány na základě předepsané léčby a symptomatiky, korelovány se standardními neuropsychiatrickými testy, a dále srovnány s kontrolní skupinou zdravých dobrovolníků. V rámci projektu proběhne rovněž studium nových testů pro animální model, především paradigmatu přeučení a pracovní paměti ve dvou prostorových úlohách. Srovnáním výsledků prostorových testů schizofrenních pacientů s animálním modelem schizofrenie bude možné stanovit podobnost jejich chování a tak validizovat tyto testy u modelových zvířat. Kromě vědeckých publikací tak bude výsledkem studie pilotní norma výkonu v sadě prostorově-kognitivních úloh.
- MeSH
- hlodavci MeSH
- kognitivní poruchy diagnóza MeSH
- lidé MeSH
- modely u zvířat MeSH
- neuropsychologické testy MeSH
- prostorová navigace MeSH
- prostorové chování MeSH
- psychiatrické posuzovací škály MeSH
- receptory N-methyl-D-aspartátu MeSH
- reverzní učení MeSH
- schizofrenie diagnóza patofyziologie MeSH
- škály posuzující chování MeSH
- software MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Konspekt
- Patologie. Klinická medicína
- NLK Obory
- neurologie
- fyziologie
- NLK Publikační typ
- závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR
Schizophrenia is a devastating disorder affecting 1 % of the world's population. An important role in the study of this disease is played by animal models. Since there is evidence that acute psychotic episodes can have consequences on later cognitive functioning, the present study has investigated the effects of a single systemic application of higher doses of (+)MK-801 (3 mg/kg and 5 mg/kg) to adult male Long-Evans rats from the Institute's breeding colony on delayed testing in the active place avoidance task with reversal on the Carousel (a rotating arena). Besides significant mortality due to the injections, a disruption of procedural functions in active place avoidance, after the dose 5 mg/kg was observed. It was concluded that Long-Evans rats from our breeding colony do not represent a suitable biomodel for studying the effects of single high-dose NMDA antagonists.
- MeSH
- antagonisté excitačních aminokyselin aplikace a dávkování toxicita MeSH
- dizocilpinmaleát aplikace a dávkování toxicita MeSH
- kognitivní poruchy chemicky indukované psychologie MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- potkani Long-Evans MeSH
- psychomotorický výkon účinky léků MeSH
- reverzní učení účinky léků MeSH
- toxické psychózy psychologie MeSH
- učení vyhýbat se účinky léků MeSH
- úniková reakce účinky léků MeSH
- vztah mezi dávkou a účinkem léčiva MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Úloha aktivního alotetického vyhýbání se místu (AAPA) patří k prostorovým úlohám vhodným ke studiu učení, paměti a prostorové kognice laboratorních zvířat, zejména potkanů, ale i jiných hlodavců, a v modifikované verzi může být aplikována i na lidské subjekty. Přestože patří spíše k novějším metodám a není tak široce rozšířená jako například Morrisovo vodní bludiště, můžeme říci, že se velmi osvědčila při studiu celé řady aspektů zvířecího chování. S úspěchem byla použita k disociaci alotetické a idiotetické navigace, při elektrofyziologických studiích, pro hodnocení vlivu lézí mozkových struktur, ke zkoumání mezikmenových a mezipohlavních rozdílů a v neposlední řadě také pro testování kognitivních a nekognitivních vlivů psychofarmak. Při těchto experimentech bylo opakovaně prokázáno, ze úloha AAPA umožňuje hodnotit i takové parametry kognitivních funkcí, které nelze v jiných typech aparatur sledovat.
The Active Allothetic Place Avoidance (AAPA) task is a spatial task, well-suited for evaluating learning, memory and spatial cognition of laboratory animals, especially rats and other rodents, and its modified versions can be used also for human subjects. Although this task is not as widespread as for example Morris Water Maze, it is already well-established method for assessing many aspects of animal behaviour. The AAPA task was used for successful dissociation of allothetic and idiothetic navigation, for evaluation of lesion-induced behavioural impairments, revealing differences between strains and between sexes, and last but not least, for testing of both cognitive and non-cognitive effects of antipsychotic drugs. Those experiments have repeatedly demonstrated that the AAPA task allows measuring such aspects of cognitive functions, which cannot be assessed by other laboratory tasks.
- MeSH
- chování zvířat fyziologie účinky léků MeSH
- financování organizované MeSH
- kognice fyziologie účinky léků MeSH
- kongresy jako téma MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- modely u zvířat MeSH
- paměť fyziologie účinky léků MeSH
- reverzní učení fyziologie MeSH
- učení vyhýbat se fyziologie účinky léků MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- MeSH
- alternativy testů na zvířatech MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- mozková kůra chirurgie MeSH
- prostorové chování MeSH
- retence (psychologie) MeSH
- reverzní učení MeSH
- učení fyziologie MeSH
- věkové faktory MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
