感官联想学习范式已经揭示了很多关于小脑的功能及其与大脑其余部分和行为的关系。使用小鼠作为模式生物，我们提出了一种具有足够细节的方法，供世界各地的实验室有效且廉价地实施这些强大的方法。我们的实验方案将允许研究人员建立多种小脑依赖性行为。
我们研究平台的核心功能可以很容易地修改，以适应特定的研究问题。首先，将相机串行接口电缆连接到相机，并将相机端口连接到 SBC 上。然后将 SBC 的操作系统下载到主机上，并在 microSD 卡中创建一个名为 ssh 的文件。
从主机中弹出 microSD 卡。将其插入 SBC microSD 卡插槽，然后为 SBC 供电。接下来，要使 SBC 准备好接受与主机的有线连接，请打开终端，键入命令 ifconfig“并记录 SBC 的以太网 IP 地址。
然后转到树莓派配置设置的“接口”选项卡，并启用相机，SSH和VNC的选项。要建立有线连接，请将以太网电缆连接到 SBC 和主机上的以太网端口，然后将这些电缆的另一端连接到以太网交换机。然后，使用虚拟网络计算客户端（如 VNC）使用 SBC IP 地址和默认身份验证访问桌面。
接下来，将所需的软件和必要的 Python 库下载到 SBC。要允许直接控制微控制器，请下载微控制器集成开发环境或 IDE 软件。然后打开 SBC 终端窗口，导航到“下载”目录，并安装 IDE。
打开微控制器 IDE 后，选择“工具”，然后选择“管理库”，然后从 Paul Stoffregen 安装编码器库。最后，将拇指驱动器插入 SBC 上的 USB 端口，然后输入用于安装 USB 外部存储设备的命令。将 SBC 连接到微控制器的编程端口后，使用微控制器 IDE 打开下载草图，然后将其上传到微控制器。
接下来，在主机上下载并安装相应版本的 Arduino IDE。然后下载DTSC_US。ino草图到主机。
将 USB A 到 USB B 线连接到主机和微控制器。打开草图，并将其上传到微控制器。将电线连接到微控制器的试验板、LED、旋转编码器、带驱动器的步进电机和带驱动器的电磁阀。
然后将电源的一个通道连接到步进电机驱动器的正V和GND引脚。打开电源后，将连接的通道电压设置为 25 伏。接下来，将电源的正极引线连接到电磁阀驱动器保持电压引脚，将另一个正极引线连接到尖峰电压引脚。
打开电源后，将连接到尖峰电压的通道设置为12伏，将连接到保持电压的通道设置为2.5伏。然后将调节至每平方英寸20磅压力的气源连接到电磁阀。接下来，要制作跑轮，从泡沫辊上切下一个三英寸的轮子，并在确切的轮子中心钻一个四分之一英寸的孔。
然后将四分之一英寸的轴插入车轮，并使用夹紧轮毂将其固定到位。将旋转编码器固定在 4.5 英寸铝制通道上。然后稳定铝试验板上的铝通道。
将车轮连接到旋转编码器后，使用安装在试验板安装的光学柱上的直角端夹具中的轴承来稳定车轮轴的自由侧。接下来，使用光学柱和直角柱夹定位头枕。然后将有条件刺激 LED 和用于 DEC 无条件刺激的电磁阀出口放置在组装好的车轮周围。
接下来，将用于DTSC无条件激励和Pi相机的步进电机安装在光学柱上。将红外光阵列放在与Pi相机相同的一侧，略高于并直接面向动物脸部的位置。通过将泡沫贴在一块丙烯酸的边缘，为延迟触觉惊吓调节做一个触觉刺激。
使用夹紧轮毂安装到四分之一英寸的轴上，然后将触觉刺激连接到步进电机轴上。植入头板，麻醉小鼠，然后用手术刀沿着头皮中线从眼睛的后缘到颅骨做一个切口。将切口张开，并用止血器夹住两侧以将其保持打开状态。
使用氰基丙烯酸酯胶水，将头板连接到头骨上。然后将牙科水泥粉，溶剂和催化剂的混合物涂在暴露骨骼的所有区域。缝合皮肤闭合，在头板的后面和前面。
然后注射术后镇痛药，同时让小鼠恢复至少五天。为了让老鼠为行为训练做好准备，让它们习惯于将鼠标安装在头枕上。在训练之前，确保电磁阀出口以目标眼睛为中心，位置小于一厘米，触觉刺激以鼠标鼻子为中心，位于约1.5厘米远处。
对于 DTSC 会话准备，请从 SBC 终端启动 GUI。运行包含三个试验的测试会话，并确保打印到终端的记录数据显示的挠度大于 20，但小于 100 步。要运行会话，请将鼠标安装到头枕上，然后从 SBC 终端启动 GUI。
要保存相机录制，请在开始会话之前点击“流”按钮。在动物ID字段中输入动物的识别信息，然后点击设置按钮。然后输入所需的实验参数，然后点击上传到Arduino“按钮。
最后，点击 开始会话 开始会话。此处显示了具有可接受照明的录制会话的 DEC 训练结果。可接受的照明条件使眼睛和眼周皮毛之间的对比度很好。
训练八次的单个小鼠的性能显示出行为痕迹，在未经训练的小鼠中没有条件反射，一旦小鼠被训练，就会有强大的条件反射。样本试验视频显示，经过训练的小鼠成功闭上眼睛以响应LED条件刺激，而未经训练的小鼠在无条件刺激之前不会眨眼。条件反射通过几天进行的行为会话来增加大小和频率。
次优的照明条件严重限制了采集数据的质量。当眼睛与周围皮毛之间的对比度较低时，图像的微小变化可以显着改变单个会话中无条件响应的记录形状，并降低检测眼睑位置的信噪比。此处显示了经过五次训练的小鼠的DTSC训练结果。
示例试验视频显示，经过训练的鼠标成功支持轮子以响应LED条件刺激，而未经训练的小鼠在应用触觉无条件刺激之前无法移动轮子。条件反射的频率和振幅随着训练的进行而增加。在一组用无条件刺激训练的动物中，产生低振幅无条件反应，没有动物在四天的训练后学会持续产生条件反应。
为了成功的行为，动物在钻机上奔跑时的舒适度至关重要。重要的是要确保车轮在将动物习惯于钻机之前自由均匀地转动。使用这个灵活的平台，我们已经成功地成像和扰动了浦肯野神经元的活动，浦肯野神经元是小脑的输出细胞，在头部固定的动物中学习。
