وأيد هذا العمل من قبل جبهة الخلاص الوطني IOS 1146334، 0937848 EFRI NSF، DARPA N66001-10-C-2010، وجبهة الخلاص الوطني IOS 0522220 لRDB. نشكر ستاسي حياة في Plexon شركة للحصول على المساعدة في إعداد هذه المخطوطة.

<ol>
	<li>Furtak, S. C., Ahmed, O. J., Burwell, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+neuron+activity+and+theta+modulation+in+postrhinal+cortex+during+visual+object+discrimination.">Single neuron activity and theta modulation in postrhinal cortex during visual object discrimination.</a> Neuron. 76, 976-988 (2012).</li><li>Furtak, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Floor+Projection+Maze:+A+novel+behavioral+apparatus+for+presenting+visual+stimuli+to+rats.">The Floor Projection Maze: A novel behavioral apparatus for presenting visual stimuli to rats.</a> J. Neurosci. Methods. 181, 82-88 (2009).</li><li>Bussey, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+touchscreen+cognitive+testing+method+for+rodents:+how+to+get+the+best+out+of+your+rat.">The touchscreen cognitive testing method for rodents: how to get the best out of your rat.</a> Learn. Mem. 15, 516-523 (2008).</li><li>Bussey, T. J., Muir, J. L., Everitt, B. J., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triple+dissociation+of+anterior+cingulate,+posterior+cingulate,+and+medial+frontal+cortices+on+visual+discrimination+tasks+using+a+touchscreen+testing+procedure+for+the+rat.">Triple dissociation of anterior cingulate, posterior cingulate, and medial frontal cortices on visual discrimination tasks using a touchscreen testing procedure for the rat.</a> Behav. Neurosci. 111, 920-936 (1997).</li><li>Forwood, S. E., Bartko, S. J., Saksida, L. M., Bussey, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rats+spontaneously+discriminate+purely+visual,+two-dimensional+stimuli+in+tests+of+recognition+memory+and+perceptual+oddity.">Rats spontaneously discriminate purely visual, two-dimensional stimuli in tests of recognition memory and perceptual oddity.</a> Behav. Neurosci. 121, 1032-1042 (2007).</li><li>Gaffan, E. A., Eacott, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+computer-controlled+maze+environment+for+testing+visual+memory+in+the+rat.">A computer-controlled maze environment for testing visual memory in the rat.</a> J. Neurosci. Methods. 60, 23-37 (1995).</li><li>Keller, J., Strasburger, H., Cerutti, D. T., Sabel, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+spatial+vision+-+automated+measurement+of+the+contrast-sensitivity+function+in+the+hooded+rat.">Assessing spatial vision - automated measurement of the contrast-sensitivity function in the hooded rat.</a> J. Neurosci. Methods. 97, 103-110 (2000).</li><li>Lashley, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanism+of+vision+V+The+structure+and+image-forming+power+of+the+rat's+eye.">The mechanism of vision V The structure and image-forming power of the rat's eye.</a> J. Comp. Psychol. 13, 173-200 (1932).</li><li>Lashley, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Mechanism+of+Vision:+Xv.+Preliminary+Studies+of+the+Rat's+Capacity+for+Detail+Vision.">The Mechanism of Vision: Xv. Preliminary Studies of the Rat's Capacity for Detail Vision.</a> J. Gen. Psychol. 18, 123-193 (1938).</li><li>Minini, L., Jeffery, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+rats+use+shape+to+solve+&amp;#34;shape+discriminations&amp;#34.">Do rats use shape to solve &amp;#34;shape discriminations&amp;#34.</a> Learn. Mem. 13, 287-297 (2006).</li><li>Milner, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-Stimulation+Reward+-+a+Review.">Brain-Stimulation Reward - a Review.</a> Can. J. Psychol. 45, 1-36 (1991).</li><li>Albasser, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+behavioral+protocols+to+extend+our+knowledge+of+rodent+object+recognition+memory.">New behavioral protocols to extend our knowledge of rodent object recognition memory.</a> Learn. Mem. 17, 407-419 (2010).</li><li>Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+the+5-choice+serial+reaction+time+task+for+the+assessment+of+visual+attentional+processes+and+impulse+control+in+rats.">The application of the 5-choice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats.</a> Nat. Protoc. 3, 759-767 (2008).</li><li>Agster, K. L., Burwell, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+function+of+the+rodent+postrhinal+cortex:+comparisons+to+other+cortical+regions.">Structure and function of the rodent postrhinal cortex: comparisons to other cortical regions.</a> , (2007).</li></ol>

برعاية تقديم رسوم لهذه المادة عن الفيديو عن طريق شركة Plexon

وصفنا رسميا بروتوكولات لتدريب الفئران على المهام البصرية المعقدة مؤتمتة بالكامل المعرفية على إسقاط الدور المتاهة. وقد استخدم الإسقاط الطابق المتاهة بنجاح لإنشاء يرتبط العصبية من العطف الكائن في موقع وإشارات خطأ في القشرة postrhinal خلال الأداء على 2 الخيارات المهمة التمييز البصري 1. تم تصميم بروتوكول تشكيل السلوكية لتكون مرنة بحيث يمكن تكييفها لتتناسب مع معدل التعلم على الفئران الفرد. كتابة التعليمات البرمجية المخصصة لنظام السلوكية يسمح للمجرب للسيطرة على احتمال تسليم الآلي ICS في المراحل الحرجة أثناء التدريب، على سبيل المثال تدريب &quot;موقف جاهزة &#39;. يجب أن تسمح أيضا رمز التسليم اليدوي من ICS باستخدام مربع زر للبرمجة خلال. الهدف من تشكيل المبكر هو إقامة التحفيز ICS فعالة للتسليم المكافأة لتعزيز السلوك. عندما يكون ذلك ممكنا ونحن نوصي زرع الأمراض المنقولة جنسياmulating أقطاب ثنائيا في MFB في حالة من التحفيز غير فعالة في نصف الكرة احدة. تجربتنا، ومع ذلك، كان أن ما يقرب من جميع أقطاب كانت ICS مزروع وظيفية لتقديم الحوافز مجزية. مرحلة تشكيل المتوسطة أمر بالغ الأهمية لتدريب الفئران على الحفاظ على &quot;موقف جاهزة&quot; في المنطقة جاهزة. في &quot;موقف جاهزة&quot;، وينبغي أن تكون الفئران ثابت مع أنفها لافتا نحو المناطق صورة حيث سيتم عرض الصور خيار. في &quot;موقف جاهزة &#39;تسيطر عندما تظهر الصور، والاتجاه الذي الفئران تقترب من الصور والمسافة التي الفئران ترى الصور. نوصي المصابيح تتبع شنت على headstage الفئران لرصد الاتجاه الذي رأس فأر ومشيرا لتحسين السيطرة على السلوك ومراقبة أكثر دقة لعرض الصورة الهدف. يمكن أن تصدر التسليم اليدوي من ICS لتدريب الفئران للحفاظ على &#39;موقف واستعداد المناسبة #8217؛ عند الفئران هو الحفاظ على مرض &#39;مواقف جاهزة &quot;في كل محاكمة، والتدريب في وقت متأخر هو تشكيل مهمة محددة. في وقت متأخر من تشكيل ويتم تدريب الفئران لمعرفة قواعد محددة لتنفيذ مهمة معينة. نستخدم ICS كوسيلة لدينا من تسليم مكافأة يوفر هذا الأسلوب ردود الفعل الفورية على الفئران مما أدى إلى التعلم بشكل أسرع خلال تشكيل السلوكية، وأكثر من ذلك الانتهاء المحاكمات في جلسة عند جمع البيانات العصبية في المهمة الآلي. تسليم ICS، ومع ذلك، النتائج في التحف الكهربائية في التسجيلات العصبية، ويمكن أن يكون مشكلة لتحليل LFP المستمر أو البيانات المتعددة الوحدات. الفاصل حول قطعة أثرية الكهربائية يمكن إزالتها حاليا من الملف العصبية تسجيل البيانات قبل تحليل البيانات المستمر. التحف النمطية من ICS في تمرير تصفيتها بيانات عالية الارتفاع يمكن بسهولة إزالة متواجد حاليا دون أن يؤثر ارتفاع واحد التحليلات. يشمل التحسين مستقبل بروتوكولات لإسقاط الدور المتاهة باستخدام optogenأدوات ETIC لتقديم مكافأة الداخلية للحد والقضاء على القطع الأثرية المرتبطة التحفيز الكهربائي. هو الأمثل لإسقاط الدور المتاهة للقدرات البصرية من الفئران، وبالتالي أكثر ملاءمة للمهام السلوكية الموجهة بصريا. تجدر الإشارة إلى أن المقارنات المباشرة لا يمكن أن يتم بين النماذج التجريبية في متاهة إسقاط الدور وغرف فعال بسبب البروتوكولات التجريبية المختلفة المستخدمة وتعاريف مختلفة للمعيار لاقتناء الناجح لمهمة معينة. لقد أظهرنا سابقا، مع ذلك، أن الفئران حصلت على 2 الاختيار مهمة بسيطة التمييز البصري في 50 محاكمات ~ في إسقاط الدور المتاهة 2 مقارنة مع&gt; 300 المحاكمات في دراسات أخرى حيث عرضت الصور عموديا في غرف فعال 3،10. كان على غرار مهمة VSA بعد 5 الكلاسيكية الاختيار مهمة رد فعل تسلسلي 13 (5-المحكمة الخاصة) مصممة لتقييم الإنتباه البصريةالعمليات. وعادة ما يتم تنفيذ 5 من المحكمة الخاصة في غرفة فعال ويتطلب هذا الحيوان لجعل الأنف كزة في حفرة الأنف كزة المناسبة المشار إليها بواسطة ومضة ضوء، وهنا يتم تنفيذ المهمة VSA في ساحة مفتوحة حيث يكون الحيوان على البقاء ثابتة في موقع معين في الساحة، توجيه انتباههم إلى المواقع المستهدفة وانتظر التحفيز الضوء على ما يبدو. في تجربتنا، والفئران المطلوبة ~ 3،200 التجارب للوصول إلى المعيار (75٪ في يومين متتاليين) في 14 5-المحكمة الخاصة مقارنة مع 800 ~ المحاكمات في مهمة VSA في إسقاط الدور المتاهة. فائدة أخرى من المهام السلوكية التي تجرى على إسقاط الدور المتاهة هو أن المهام التي نفذت في ساحة مفتوحة واسعة، والتي يستغل الميل الطبيعي من الفئران لاستكشاف بيئتها، بدلا من المهام التي تتطلب الحيوان لإصلاح النظرة لها ل هدف ثابت. والميزة الرئيسية لاستخدام الفئران تتحرك بحرية في ساحة مفتوحة و# 160؛ في جهاز الإسقاط المتاهة الدور هو أن المعلومات المكانية سواء غيري التركيز وأناني يمكن جمعها مع المعلومات البصرية. ميزة أخرى لنموذج لدينا هو أن المهام لا تحتاج أن يقتصر على عرض الصور الثابتة. موقف وميزات من المحفزات البصرية التي هي حيوية يمكن استخدامها في المهام المستقبلية. باستخدام قدرات تتبع نظام البحوث السلوكية سيني بلكس، المهام التي يمكن وضعها لفهم وظيفية أكثر تفصيلا من بنية الدماغ معينة. الجمع بين التسجيلات الكهربية في وقت واحد مع المهام المعرفية الموجهة بصريا، والأسئلة الأساسية كيف يرتبط نشاط الدماغ إلى العمليات المعرفية مثل صنع القرار والتمييز البصري يمكن استكشافها. استخدام المهام الموجهة بصريا، والنتائج من دراسات الفئران يمكن ترجمتها أفضل للإنسان مع الهدف النهائي المتمثل في توفير العلاجات لأمراض المعرفية البشرية.

وتستخدم عادة في المهام البصرية دراسات الإنسان والقرد لدراسة آليات التعلم والذاكرة الأساسية. نماذج القوارض، ومع ذلك، هي أكثر سهولة في متناول الباحثين لنطاق أوسع، الدراسات التي تسيطر على نحو أفضل، ولها ميزة إضافية تتمثل في السماح تقنيات الكهربية أكثر الغازية. في تركيبة مع المناهج الأخرى، مثل التلاعب الجيني والتسجيلات الكهربية في الفئران تتحرك بحرية توفر نموذجا مفيدا لاستهداف آليات ودوائر العمليات المعرفية الكامنة على وجه التحديد. المهام البصرية الرئيسيات تتطلب الموضوعات لتوجيه أنظار للمؤثرات بصرية على الشاشة، في حين أن الفئران المهام تتطلب الموضوعات للتفاعل مع البيئة. والإسقاط الطابق المتاهة يستخدم الميل الطبيعي من الفئران بنشاط على استكشاف البيئة بينما كان يحضر في وقت واحد للمؤثرات البصرية. وقد سمحت المهام المعرفية باستخدام أجهزة تعمل باللمس مصممة خصيصا للقوارضترجمة أفضل النتائج من نماذج القوارض للإنسان 3. وعادة ما يتم تنفيذ المهام تعمل باللمس في غرفة مع اثنين من المحفزات البصرية الأبعاد قدم عموديا على الجدران 3-7. هذه المهام تتطلب لمس هذا الموضوع إلى الخلفية نحو تحقيق هدف التحفيز البصري وكسر photobeam الأشعة تحت الحمراء أو اضغط على وسادة الضغط لتسجيل ردها. الأدلة التشريحية والسلوكية، ومع ذلك، تشير إلى أن الفئران معالجة المعلومات البصرية في hemifield البصرية أقل بشكل أكثر فعالية لتوجيه السلوك 8-10. وقد وضعت لدينا مختبر المهام المعرفية باستخدام الإسقاط الطابق المتاهة 2 الذي من المتوقع أن يعود محفزات بصرية ثنائية الأبعاد على أرضية الساحة الاختبار. في الطابق الإسقاط يمكن تتبع الفئران المتاهة عند تنفيذ المهام في ساحة مفتوحة كبيرة بالمقارنة مع أجهزة تعمل باللمس. وبالتالي، يمكن الحصول على المعلومات المكانية في النشاط العصبي سجلت بالإضافة إلى يرتبط العصبية من المعلومات البصريةاتخاذ القرارات د. نقدمها التحفيز داخل القحف (ICS) لحزمة الدماغ الأمامي وسطي (MFB) كمكافأة 11. هذا الأسلوب من تسليم مكافأة له مزايا أكثر من الطعام والشراب المكافآت. الطعام والشراب المكافآت يمكن أن يؤدي إلى شبع، حتى في الفئران المحرومة من الطعام، مما يحد من عدد من التجارب وحيوان أداء ويحتمل أن تباطؤ عملية التدريب. ICS يسلم مكافأة فورية توفير التغذية الراجعة الفورية على أداء المهمة. نتائج مكافأة فورية في أسرع تشكيل واكتساب وبشكل كبير يقلل من مدة التدريب البروتوكولات. وعلاوة على ذلك، هناك عدد أكبر من المحاكمات يمكن أن تكتمل في الدورة، زيادة كمية البيانات التي تم جمعها والناتجة في عينة أكثر موثوقية من السلوك ذات الصلة المهمة. باستخدام المتاهة الإسقاط الدور، فإننا سوف تصف بروتوكول عام على تشكيل سلوك الفئران لأداء المهام الإدراكية المعقدة. ثييوفر بروتوكول ليالي العام إطارا لتدريب الفئران عبر مجموعة متنوعة من المهام المستخدمة حاليا لتسجيل يرتبط العصبية من الاهتمام والتمييز البصري 1. وبالتالي، هو الأمثل لإسقاط الدور المتاهة للقدرات البصرية من الفئران ويسمح مقارنات أقوى مع المهام البصرية لدى البشر والرئيسيات غير البشرية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="802">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">OmniPlex D Neural Data Acquisition System</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">DigiAmp Digitizing Amplifier</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Frame for Floor Projection Maze</td>
			<td style="width:127px;">80/20 Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>15 Series T-slot framing</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Short throw projector</td>
			<td style="width:127px;">NEC Display Solutions</td>
			<td style="width:119px;">WT610E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Da-Lite lace and grommet screen</td>
			<td style="width:127px;">Da-Lite Screen Company</td>
			<td style="width:119px;">81326C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:391px;">PlexiGlass</td>
			<td style="width:127px;">Modern Plastics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">SuperPort Input card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-713A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">SuperPort Output card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-726</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">SmartCtrl Interface module</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-716B</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Decoder card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-700F</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">PCI card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-704PCI-2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:391px;"></td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Programmable audio generator</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">ANL-926</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Programmable Intracranial Self Stimulation Stimulator</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">PHM-150B</td>
			<td style="width:167px;">Operated by a PHM-152COM card</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">2 Channel electrode</td>
			<td style="width:127px;">Plastics1</td>
			<td style="width:119px;">MS303/13/SP</td>
			<td style="width:167px;">Cut 15 &#8211; 20 mm below the pedestal</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td colspan="4" height="20" style="height:20px;width:803px;">Software</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">MED-PC IV Software</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">SOF-735</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:391px;">OmniPlex Software</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CinePlex Software: Tracking and Basic Behavior Modules</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated visual cognitive tasks for recording neural activity using a floor projection maze

المهام العصبية المستخدمة في الرئيسيات للتحقيق في آليات التعلم والذاكرة وعادة ما تكون موجهة بصريا المهام الإدراكية. وضعنا المهام الإدراكية البصرية للفئران باستخدام الإسقاط الطابق المتاهة 1،2 التي هي الأمثل للقدرات البصرية من الفئران السماح المقارنات أقوى من النتائج التجريبية مع الأنواع الأخرى. من أجل التحقيق في يرتبط العصبية للتعلم والذاكرة، قمنا بدمج التسجيلات الكهربية في المهام الإدراكية مؤتمتة بالكامل على إسقاط الدور المتاهة 1،2. البرامج السلوكية ربطه مع نظام تعقب الحيوانات يسمح رصد سلوك الحيوان مع مراقبة دقيقة للعرض صورة ومكافأة الطارئة للحيوانات أفضل تدريبا. التكامل مع النظام في الجسم الحي تسجيل الكهربية تمكن من فحص يرتبط السلوكية من النشاط العصبي في العهود مختارة من مهمة إدراكية معينة. &lt;/ ع&gt; نحن تصف بروتوكولات لنظام نموذجي يجمع بين عرض مرئي الآلي للمعلومات لالقوارض والثواب داخل القحف مع النهج الكهربية. يقدم نظام نموذجنا مجموعة متطورة من الأدوات كإطار للمهام المعرفية الأخرى لعزل وتحديد آليات محددة تسهم في العمليات المعرفية خاصة أفضل.

الهدف من تشكيل الخطوات العامة هي للتأقلم الفئران على الساحة الاختبار، وتدريب الفئران على البقاء في &quot;موقف جاهزة &#39;ثابتة لعرض الهدف المحفزات البصرية، والاقتراب من موقع التحفيز البصري الصحيح. بعد التعود إلى غرفة الاختبار، والساحة، والحبال لتشكيل المبكر يتطلب عادة 100-150 المحاكمات حتى الجرذان يتم بالتناوب بين الجانبين الشرقي والغربي من الساحة. خلال تشكيل المبكر عادة تشغيل الفئران من خلال المنطقة جاهزة في وسط الساحة ويقضون معظم الوقت لاستكشاف محيط الساحة (الشكل 4A). الفئران في مرحلة تشكيل المتوسطة تعلم تدريجيا للحفاظ على &quot;موقف جاهزة &#39;ثابتة في المنطقة جاهزة تتطلب 600-700 المحاكمات. عند هذه النقطة، يتم نمطية المسارات الحيوانات الحلقات من المنطقة جاهزة لصورة المنطقة مع وقتا أقل قضى استكشاف محيط المتاهة. ومع ذلك، لا يتم الفئران الحفاظ على ثابت &#39;بو جاهزةsition &#39;، يدل على ذلك السرعة التي تجتاز الفئران المركز جاهز المنطقة (الشكل 4B). بنهاية تشكيل المتوسطة، والحفاظ على الفئران &#39;موقف جاهزة&#39; ثابتة في المنطقة جاهزة قبل الاقتراب من الهدف التحفيز البصري. الفئران ثم يبدأ المحاكمة المقبلة على الجانب الآخر من الساحة (الشكل 4C). التكامل بين برامج تتبع ونظام الحصول على البيانات العصبية مع نظام التحكم في السلوك يسمح للتحليلات الحدث ذات الصلة من البيانات العصبية. صفائف القطب قابلة للقيادة يمكن وضع استراتيجيا لتسجيل وحدة واحدة ومجال النشاط المحلي المحتملة. وأجريت التسجيلات في القشرة postrhinal عندما يقوم الفئران المهمة vBCD. رسوم بيانية Perievent والمؤامرات النقطية تظهر أن خلايا القشرة في postrhinal الرد على بداية الهدف التحفيز البصري وإلى ظهور نمط الكلمة (الشكل 5A). في القشرة الجدارية الخلفية من صالمنشطات أداء الخلايا المهمة VSA الرد على عرض الصورة، وعندما تم اختيار طريق إدخال المنطقة التي تحدد صورة الهدف (الشكل 5B). النشاط المحلي المحتملة في الحقل الخلفي الجداري القشرة خلال الأداء في مهمة VSA يظهر قوة قوية في نطاق ثيتا (~ 8 هرتز) عند الفئران هي في &quot;موقف جاهزة &#39;قبل تقديم الصورة (الشكل 5C). <img alt="الشكل 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig1.jpg" width="400" /> الشكل 1. الإعداد التجريبية. A. تخطيطي للغرف السلوكية والسيطرة. يقع في الطابق الإسقاط المتاهة في غرفة السلوكية. ويتم رصد الفئران عن طريق الكاميرا في سماء المنطقة. يضم غرفة التحكم والمعدات للسيطرة على مهمة لجمع البيانات والعصبية. B. أبعادوربطة العنق المتاهة. C. القبض على الشاشة من سينيبلكس ستوديو. يتم تعريف المناطق من قبل المستخدم. يتم إرسال الأحداث منطقية كما المخرجات الرقمية سينيبلكس إلى نظام التحكم السلوكية (ميد شركاه) لرصد التقدم المحرز في الفئران. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig1highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> <img alt="الرقم 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig2.jpg" /> الشكل 2. التخطيطي لتشكيل الخطوات. أ في وقت مبكر تشكيل الفئران يتلقى ICS لدخول منطقة جاهز، ودخول مناطق صورة الشرق والغرب. الهدف هو تدريب الفئران على ربط هذه المناطق مع ICS مكافأة. يركز B. المتوسطة تشكيل على تدريب الفئران للحفاظ على &quot;موقف جاهزة &#39;ثابتة في المنطقة جاهزة. يتم عرض الصور قلذ بعد الحفاظ على &quot;موقف جاهزة &#39;ناجحة. تواصل الفئران لتلقي ICS لتقترب من صورة في صورة المنطقة. C. وفي تشكيل المتأخر، هو الحفاظ على الفئران بنجاح &quot;موقف جاهزة &#39;ثابتة. التدريب هو مهمة محددة، ويتم تدريب الفئران على تعلم قواعد محددة لتنفيذ مهمة معينة. البرق يدل تسليم ICS. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig2highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> <img alt="الرقم 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig3.jpg" /> الرقم 3. A. التخطيطي للمهمة vBCD عند الطابق هو رمادي، يكافأ النجم الأسود؛. عندما يتم مخطط الأرض، ومكافأة دائرة بيضاء B. التخطيطي للمهمة VSA. دوائر رمادي تشير إلى المواقع المستهدفة في مجالات الصورة.التحفيز الهدف هو موجز (500 ميللي ثانية) الإضاءة (أبيض) واحدة من الدوائر. تتم مكافأة الفئران لتقترب من موقع الهدف الصحيح. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig3highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> <img alt="الرقم 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig4.jpg" /> الشكل 4. مسارات سبيل المثال خلال تشكيل البيانات. الموضع من شرائح دقيقة اثنين من الفئران أداء في خطوات تشكيل مختلفة. ويمثل سرعة الحيوانية الخريطة الحرارة. تمثل الألوان الباردة أبطأ سرعة وتمثل الألوان الساخنة سرعات. A. المبكر خلال تشكيل الفئران استكشاف والخلفية حتى على الجدران الخارجية للمناطق صورة الشرق والغرب ولا تتوقف في المنطقة جاهزة. B. مسار النمطية يبدأ في الظهور في ركلات الترجيح المتوسطةالتقليد. مسارات تشكيل حلقة نحو المناطق صورة إلى المنطقة جاهزة. تبدأ الفئران للحفاظ على &quot;موقف جاهزة&quot; في المنطقة جاهزة. C بنجاح. عندما تقدم الفئران على تشكيل وقت متأخر، الفئران الحفاظ ثابتة &#39;مواقف جاهزة&#39; ومسارات الفئران هي أكثر نمطية. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig4highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> <img alt="الرقم 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig5.jpg" /> الرقم 5. أمثلة من التحليلات المتعلقة perievent A. الخلايا المسجلة من القشرة postrhinal خلال مهمة vBCD مع استجابات مختلفة لعرض الصورة المستهدفة (يسار)، وعرض الكلمة (يمين). B. الخلايا المسجلة من القشرة الجدارية الخلفية أثناءالمهمة VSA مع استجابات مختلفة للإضاءة الدائرة (يسار). زيادة اطلاق النار بعد اختيار الموقع المكاني الذي الدائرة والهدف مضيئة (يمين). C. الطيفية تظهر قوة ثيتا قوية في القشرة الجدارية الخلفية خلال &#39;موقف جاهزة&#39;. الخط الأحمر العمودي يشير إلى نهاية ناجحة &quot;موقف جاهزة &#39;وعرض الصور. الخط الأزرق العمودي يشير إلى عرض الدور 1 في المحاكمة تبدأ في المهمة vBCD. الخط الأخضر العمودي يشير إلى أنه تم تسجيل خيارا في مهمة VSA. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig5highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze at JoVE.com

Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

نحن تصف بروتوكولات لتدريب الفئران للالتسجيلات الكهربية المزمنة في المهام الإدراكية مؤتمتة بالكامل على إسقاط الدور المتاهة.

الآلي المهام البصرية المعرفي للتسجيل العصبية آخر باستخدام الإسقاط الطابق المتاهة

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have ...

automated-visual-cognitive-tasks-for-recording-neural-activity-using

Research

JoVE Journal

Behavior

13.0K Views.  Brown University.  نحن تصف بروتوكولات لتدريب الفئران للالتسجيلات الكهربية المزمنة في المهام الإدراكية مؤتمتة بالكامل على إسقاط الدور المتاهة. 

Video: Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

Automated, Quantitative Cognitive/Behavioral Screening of Mice: For Genetics, Pharmacology, Animal Cognition and Undergraduate Instruction

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and pharmacological manipulations on basic mechanisms of cognition and learning in mice. A standard polypropylene mouse housing tub is connected through an acrylic tube to a standard commercial mouse test box. The test box has 3 hoppers, 2 of which are connected to pellet feeders. All are internally illuminable with an LED and monitored for head entries by infrared (IR) beams. Mice live in the environment, which eliminates handling during screening. They obtain their food during two or more daily feeding periods by performing in operant (instrumental) and Pavlovian (classical) protocols, for which we have written protocol-control software and quasi-real-time data analysis and graphing software. The data analysis and graphing routines are written in a MATLAB-based language created to simplify greatly the analysis of large time-stamped behavioral and physiological event records and to preserve a full data trail from raw data through all intermediate analyses to the published graphs and statistics within a single data structure. The data-analysis code harvests the data several times a day and subjects it to statistical and graphical analyses, which are automatically stored in the &#34;cloud&#34; and on in-lab computers. Thus, the progress of individual mice is visualized and quantified daily. The data-analysis code talks to the protocol-control code, permitting the automated advance from protocol to protocol of individual subjects. The behavioral protocols implemented are matching, autoshaping, timed hopper-switching, risk assessment in timed hopper-switching, impulsivity measurement, and the circadian anticipation of food availability. Open-source protocol-control and data-analysis code makes the addition of new protocols simple. Eight test environments fit in a 48 in x 24 in x 78 in&#160;cabinet; two such cabinets (16 environments) may be controlled by one computer.

Fully automated system for measuring physiologically meaningful properties of the mechanisms mediating spatial localization, temporal localization, duration, rate&#160;and probability estimation, risk assessment, impulsivity, and the accuracy and precision of memory, in order to assess the effects of genetic and pharmacological manipulations on foundational mechanisms of cognition in mice.

الآلي، الكمي المعرفي / الفحص السلوكية من الفئران: للحصول على الوراثة، الصيدلة، الإدراك الحيوانية والتعليمات الجامعية

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and ...

A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. Higher cognitive functions that require precise control over sensorimotor responses such as decision-making and attentional modulation, however, are typically assessed in nonhuman primates. Despite the richness of primate behavior that allows multiple variants of these functions to be studied, the rodent model remains an attractive, cost-effective alternative to primate models. Furthermore, the ability to fully automate operant conditioning in rodents adds unique advantages over the labor intensive training of nonhuman primates while studying a broad range of these complex functions.
Here, we introduce a protocol for operantly conditioning rats on performing working memory tasks. During critical epochs of the task, the protocol ensures that the animal's overt movement is minimized by requiring the animal to 'fixate' until a Go cue is delivered, akin to nonhuman primate experimental design. A simple two alternative forced choice task is implemented to demonstrate the performance. We discuss the application of this paradigm to other tasks.

A fully automated protocol for rodent operant conditioning is proposed. The protocol relies on precise temporal control of behavioral events to investigate the extent to which this control influences neural activity underlying sensorimotor integration and cognitive control experiments.

A الآلي بالكامل بروتوكول تكييف القوارض للتكامل حسي حركي والتجارب تحكم المعرفي

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

كشف بيت الصمم: اضطرابات كشف إيقاع مع فنجر تزامن التنصت والمهام الإدراكية التوقيت

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Practical Methodology of Cognitive Tasks Within a Navigational Assessment

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be clearly outlined in a step-by-step manner. Navigational skills are important when trying to find symbols within a speech-generating device (SGD) that has a dynamic screen and taxonomical organization. The following skills have been found to impact children&#8217;s ability to find symbols when navigating within the levels of an SGD: sustained attention, categorization, cognitive flexibility, and fluid reasoning1,2. According to past studies, working memory was not correlated with navigation1,2.
The materials needed for this method include a computerized tablet, an augmentative and alternative communication application, a booklet of symbols, and the Leiter International Performance Scale-Revised (Leiter-R)3. This method has been used in two previous studies. Robillard, Mayer-Crittenden, Roy-Charland, Minor-Corriveau and B&#233;langer1 assessed typically developing children, while Rondeau, Robillard and Roy-Charland2 assessed children and adolescents with a diagnosis of Autism Spectrum Disorder. The direct observation of this method will facilitate the replication of this study for researchers. It will also help clinicians that work with children who have complex communication needs to determine the children&#8217;s ability to navigate an SGD with taxonomical categorization.

Children who have complex communication needs can benefit from the use of a speech-generating device (SGD). Cognitive skills were identified as having an impact on the ability to navigate between levels of SGDs. This protocol describes the steps needed for Speech-language Pathologists to assess cognitive skills and navigational abilities.

المنهجية العملية للمهام الإدراكي في غضون تقييم الملاحي

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be ...

Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A challenging illness to treat, due to the lack of understanding of the underlying neurobiology, AN has the highest mortality rate among psychiatric illnesses. To address this need, neuroscientists are using an animal model to study how neural circuits may contribute toward vulnerability to AN and may be affected by AN. Activity-based anorexia (ABA) is a bio-behavioral phenomenon described in rodents that models the key symptoms of anorexia nervosa. When rodents with free access to voluntary exercise on a running wheel experience food restriction, they become hyperactive &#8211; running more than animals with free access to food. Here, we describe the procedures by which ABA is induced in adolescent female C57BL/6 mice. On postnatal day 36 (P36), the animal is housed with access to voluntary exercise on a running wheel. After 4 days of acclimation to the running wheel, on P40, all food is removed from the cage. For the next 3 days, food is returned to the cage (allowing animals free food access) for 2 hr daily. After the fourth day of food restriction, free access to food is returned and the running wheel is removed from the cage to allow the animals to recover. Continuous multi-day analysis of running wheel activity shows that mice become hyperactive within 24 hr following the onset of food restriction. The mice run even during the limited time during which they have access to food. Additionally, the circadian pattern of wheel running becomes disrupted by the experience of food restriction. We have been able to correlate neurobiological changes with various aspects of the animals&#8217; wheel running behavior to implicate particular brain regions and neurochemical changes with resilience and vulnerability to food-restriction induced hyperactivity.

Here we present a protocol to induce activity-based anorexia (ABA) in female adolescent mice. ABA is a condition of hyperactivity evoked by imposing food restriction on rodents with access to a running wheel. This phenomenon is being used as a model to study the underlying neurobiology of anorexia nervosa.

باستخدام القائم على آخر فقدان الشهية القوارض نموذج لدراسة أساس العصبية من فقدان الشهية العصبي

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A ...

Using Fiberless, Wearable fNIRS to Monitor Brain Activity in Real-world Cognitive Tasks

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular coupling, fNIRS is able to measure the haemoglobin concentration changes secondary to neuronal activity. Compared to other neuroimaging techniques, fNIRS represents a good compromise in terms of spatial and temporal resolution. Moreover, it is portable, lightweight, less sensitive to motion artifacts and does not impose significant physical restraints. It is therefore appropriate to monitor a wide range of cognitive tasks (e.g., auditory, gait analysis, social interaction) and different age populations (e.g., new-borns, adults, elderly people). The recent development of fiberless fNIRS devices has opened the way to new applications in neuroscience research. This represents a unique opportunity to study functional activity during real-world tests, which can be more sensitive and accurate in assessing cognitive function and dysfunction than lab-based tests. This study explored the use of fiberless fNIRS to monitor brain activity during a real-world prospective memory task. This protocol is performed outside the lab and brain haemoglobin concentration changes are continuously measured over the prefrontal cortex while the subject walks around in order to accomplish several different tasks.

Monitoring brain activity outside the lab without physical constraints presents methodological challenges. A fiberless, wearable functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) system was used to measure brain activity during an ecological prospective memory task. It was demonstrated that this system could be used to monitor brain activity during non-lab based experiments.

باستخدام Fiberless، fNIRS لبس لمراقبة نشاط المخ في المهام المعرفية في العالم الحقيقي

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

جهاز لاسلكي، واجهة ثنائية الاتجاه للتسجيل في فيفو وحفز النشاط العصبي في التصرف بحرية الفئران

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive decline, such as Alzheimer&#39;s disease (AD), have become a promising tool to elucidate the underlying mechanisms and promote the therapeutic advances. An important step is the validation and characterization of expected behavioral abnormality in the models, in the case of AD, cognitive decline. The long-term behavioral investigations of laboratory animals to study the effect of aging demand substantial efforts from researchers. The IntelliCage system is a high-throughput and cost-effective test battery for mice that eliminates the need for daily human handling. Here, we describe how the system is utilized in the long-term phenotyping of a genetic Alzheimer&#39;s disease model, specifically focusing on the cognitive functions. The experiment employs repeated battery of tests that assess spatial learning and executive functions. This cost-effective age-dependent phenotyping allows us to identify the transient and/or permanent effects of genes on various cognitive aspects.

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer&#039;s Disease, Using IntelliCage

This paper describes a protocol for cognitive assessments for genetic models of the Alzheimer&#39;s disease using the IntelliCage system, which is a high throughput automated behavioral monitoring system with operant conditioning.

الآلي، التحليل السلوكي طويلة الأجل للوظائف المعرفية في عدة نماذج الوراثية لمرض الزهايمر، باستخدام إينتيليكاجي

Multiple factors&#8212;such as aging and genes&#8212;are frequently associated with cognitive decline. Genetically modified mouse models of cognitive ...

Integrating Visual Psychophysical Assays within a Y-Maze to Isolate the Role that Visual Features Play in Navigational Decisions

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired investigations into collective motion, specifically, their ability to integrate environmental and social information across ecological contexts. This demonstration illustrates techniques used for quantifying behavioral responses of fish, in this case, Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas), to visual stimuli using computer visualization and digital image analysis. Recent advancements in computer visualization allow for empirical testing in the lab where visual features can be controlled and finely manipulated to isolate the mechanisms of social interactions. The purpose of this method is to isolate visual features that can influence the directional decisions of the individual, whether solitary or with groups. This protocol provides specifics on the physical Y-maze domain, recording equipment, settings and calibrations of the projector and animation, experimental steps and data analyses. These techniques demonstrate that computer animation can elicit biologically-meaningful responses. Moreover, the techniques are easily adaptable to test alternative hypotheses, domains, and species for a broad range of experimental applications. The use of virtual stimuli allows for the reduction and replacement of the number of live animals required, and consequently reduces laboratory overhead.
This demonstration tests the hypothesis that small relative differences in the movement speeds (2 body lengths per second) of virtual conspecifics will improve the speed and accuracy with which shiners follow the directional cues provided by the virtual silhouettes. Results show that shiners directional decisions are significantly affected by increases in the speed of the visual cues, even in the presence of background noise (67% image coherency). In the absence of any motion cues, subjects chose their directions at random. The relationship between decision speed and cue speed was variable and increases in cue speed had a modestly disproportionate influence on directional accuracy.

Here, we present a protocol to demonstrate a behavioral assay that quantifies how alternative visual features, such as motion cues, influence directional decisions in fish. Representative data are presented on the speed and accuracy where Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas) follow virtual fish movements.

دمج الاختبارات النفسية الفيزيائية البصرية داخل متاهة Y لعزل الدور الذي تلعبه الميزات البصرية في القرارات الملاحية

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired ...

Behavioral Assessment of Visual Function via Optomotor Response and Cognitive Function via Y-Maze in Diabetic Rats

The optomotor response and the Y-maze are behavioral tests useful for assessing visual and cognitive function, respectively. The optomotor response is a valuable tool to track changes in spatial frequency (SF) and contrast sensitivity (CS) thresholds over time in a number of retinal disease models, including diabetic retinopathy. Similarly, the Y-maze can be used to monitor spatial cognition (as measured by spontaneous alternation) and exploratory behavior (as measured by a number of entries) in a number of disease models that affect the central nervous system. Advantages of the optomotor response and the Y-maze include sensitivity, speed of testing, the use of innate responses (training is not needed), and the ability to be performed on awake (non-anesthetized) animals. Here, protocols are described for both the optomotor response and the Y-maze and examples of their use shown in models of Type I and Type II diabetes. Methods include preparation of rodents and equipment, performance of the optomotor response and the Y-maze, and post-test data analysis.

Neural degeneration in both eyes and brain as a result of diabetes can be observed through behavioral tests carried out on rodents. The Y-maze, a measure of spatial cognition, and the optomotor response, a measure of visual function, both provide insight into potential diagnoses and treatments.

التقييم السلوكي للوظيفة البصرية عبر الاستجابة الحركية البصرية والوظيفة الإدراكية عبر متاهة Y في الفئران المصابة بالسكري

The optomotor response and the Y-maze are behavioral tests useful for assessing visual and cognitive function, respectively. The optomotor response is a ...