La creación de este sistema fue apoyado por 5RO1MH77027.

Los tres protocolos totalmente automatizados en el TSsystem (coincidente, de apetencia condicionamiento instrumental y clásico) y el protocolo de conmutación han sido aprobados por el Comité de Cuidado de Animales y salones en Rutgers New Brunswick. 1. Configuración del sistema de física <ol><li> Configuración de los entornos de prueba en los gabinetes (ver Figura 1). </li><li> Instale el software de control de experimento dotado de los entornos de prueba en los equipos de control de protocolo. Nota: No utilice estos equipos para ningún otro propósito! </li></ol> 2. Configuración del software del sistema <ol><li> Configure la LAN (red de área local) para que el servidor en el que está instalado el software de análisis de datos se puede acceder a los discos duros del equipo (s) que controlan los entornos de prueba (ver Figura 1). </li><li> Establezca una cuenta de sincronización de archivos para el almacenamiento de datos en la &quot;nube&quot;. </li><li> Put la carpeta TSsystem y sus subcarpetas en la ruta de búsqueda del lenguaje de programación comercial en una carpeta en la nube sincronizada. Nota: El TSsystem es una caja de herramientas de software, es decir, una biblioteca de más de 30 funciones de alto nivel que facilitan la creación de los datos de análisis y datos de gráficos complejo código que procesa automáticamente los datos cada vez que se extrae de los archivos de salida generados por el programa de control de experimento. Todos los comandos operan sobre datos de los campos de la estructura experimento y poner los resultados en otros campos de la misma estructura (ver Figura 2). Estos comandos de código abierto están escritos en uno de los de programación científica y gráficas idiomas comerciales más utilizados. Tiene muchas otras &quot;cajas de herramientas&quot;, incluyendo más útil una caja de herramientas estadísticas. </li></ol> 3. A partir de un experimento <ol><li> Llame TSbegin (ver Figura 3). Nota: TSbegin es una integraciónractivo GUI (G raphic U servi I Nterface) en la caja de herramientas TSsystem. Esto conduce al usuario a través del proceso de creación de la estructura de datos jerárquica en la que los datos en bruto y todos los resultados derivados de ella serán colocados por las otras funciones de la caja de herramientas TSsystem. </li><li> Llame TSaddprotocol (ver Figura 4). Nota: TSaddprotocol es una interfaz gráfica de usuario en la caja de herramientas TSsystem. Esto conduce al usuario a través del proceso de especificación de parámetros de control para un protocolo experimental, especificando el código decisión que permitirá automatizar la decisión de terminar el protocolo y pasar a la siguiente, y la especificación de los criterios de decisión que se utilizará. </li><li> Coloca los ratones en los entornos de prueba en vivo-in 24/7, un ratón por cada entorno. Notas: Tenga cuidado de anotar el número de ID del ratón que se dedica a cada uno de los ambientes experimentales numeradas (Cuadro 1, Cuadro 2, etc.) Además, tenga en cuenta la letra que identifica el control de experimentoordenador de la red de área local (LAN) y su dirección IP. </li><li> Llame TSstartsession (Figura 5). Nota: TSstartsession es una interfaz gráfica de usuario en la caja de herramientas TSsystem. Esto conduce al usuario a través del proceso de iniciar una sesión experimental. Las sesiones experimentales duran una o dos semanas, durante las cuales se ejecutan varios protocolos de pruebas de comportamiento diferentes. TSstartsession almacena la información que se dedica a la macro que el software de control de protocolo lee cuando se inicia una sesión. Incluido es la ruta y el nombre del archivo de código que el software de control de protocolo lee. Software analítico de TSsystem lee este código en la estructura de datos jerárquica, por lo que nunca hay dudas en cuanto al protocolo exacta en vigor en cualquier momento. </li><li> Ir a los ordenadores de control y llamar a las macros escritas en la carpeta MedPC, con el fin de iniciar la sesión para las cajas controladas por el mismo equipo. </li></ol> 4. Análisis de Datos <ol><li> Si ha creado un nuevo protocolo, escritura de análisis de datos y el código apropiado de gráficas con los comandos del cuadro de herramientas TSsystem, que simplifican en gran medida la creación de los datos de análisis complejos. Nota: Los datos de análisis de código y los gráficos para los tres protocolos cuyos resultados se describen a continuación están incluidos en la caja de herramientas TSsystem. Porque, ellos son de código abierto, que se pueden modificar a voluntad. El código para estos análisis se comentó ampliamente, lo que hace que sea más fácil para crear código para el análisis de los resultados de los protocolos especificados por el usuario. </li><li> Durante la duración del experimento (24 horas a varias semanas), monitorear e-mail para recibir alertas desde el servidor que indican un mal funcionamiento posible del equipo (fallas eléctricas, reinicios, control de computadora espontáneas, mal funcionamiento del alimentador de pellets, etc), que los datos a analizar TSsystem programa detecta. </li><li> Estudie las parcelas de actuación que el código de datos-análisis escrito en TSsystem produce cada vez que es llamada por thtemporizador análisis e (típicamente 2-4 veces / día). Nota: El temporizador llama al programa de análisis de datos en el análisis y la representación gráfica en los intervalos especificados por el usuario. El programa llamado se escribe con funciones en TSsystem. Se lee en la estructura de datos jerárquica de los datos brutos recolectados de archivo en el que el software de control de protocolo escribe. A continuación, se analizan los datos y gráficos de los resultados de los análisis. El archivo que contiene la estructura de datos jerárquica se almacena en una carpeta de sincronización de archivos en la nube. Esto proporciona copia de seguridad fuera de las instalaciones automáticas. Las automáticas de sincronización de archivos almacena copias de archivo de estructura en los ordenadores de todo el personal y colaboradores que les ha concedido acceso. Gráficos especificados son enviados automáticamente al personal y colaboradores especificados. Un investigador principal puede supervisar el progreso de la prueba desde cualquier lugar del mundo en cualquier momento, y, si es necesario, revisar el protocolo experimental, en línea, a distancia de la sentadae donde se están probando los ratones. </li><li> Utilice TSbrowser para estudiar los datos y estadísticas de resumen en la estructura de datos jerárquica a medida que estén disponibles, en tiempo casi real (ver Figura 2). </li></ol>

<ol>
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U.S.A. 109, 8776-8779 (2012).</li><li>Fetterman, J. G., Killeen, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Categorical+scaling+of+time:+Implications+for+clock-counter+models.">Categorical scaling of time: Implications for clock-counter models.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 21, 43-63 (1995).</li><li>Luby, 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=Food+anticipatory+activity+behavior+of+mice+across+a+wide+range+of+circadian+and+non-circadian+intervals.">Food anticipatory activity behavior of mice across a wide range of circadian and non-circadian intervals.</a> PLoS One. 7, (2012).</li><li>Lee, S. A., Vallortigara, G., Ruga, V., Sovrano, V. 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R., 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=Fully+Automated+Cognitive+Assessment+of+Mice+Strains+Heterozygous+for+Cell--Adhesion+Genes+Reveals+Strain--Specific+Alterations+in+Timing+Precision.">Fully Automated Cognitive Assessment of Mice Strains Heterozygous for Cell--Adhesion Genes Reveals Strain--Specific Alterations in Timing Precision.</a> Philosoph. Trans. Royal Soc. B. , (2013).</li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Nuestro método produce una amplia gama de los resultados fisiológicos significativos, cuantitativos sobre el funcionamiento de varios mecanismos diferentes de la cognición, el aprendizaje y la memoria, para muchos ratones a la vez, en una cantidad mínima de tiempo, con un mínimo de mano de obra humana, y sin manipulación de los sujetos de experimentación durante días, semanas o meses de pruebas. Estos atributos se adaptan para los programas de cribado genéticos y farmacológicos. Utiliza hardware mínimamente m...

Para traer las poderosas técnicas de la genética, la genética molecular, la biología molecular y la neurofarmacología para influir en la aclaración de los mecanismos celulares y moleculares que median mecanismos básicos de la cognición, necesitamos de alto volumen, procedimientos de selección psicofísicos alto rendimiento de procesamiento que cuantifican fisiológicamente significativa propiedades de mecanismos cognitivos. A fisiológica propiedad cuantitativa psychophysically medible, significativo de un mecanismo es una propiedad que puede ser medida por medio del comportamiento y también por medio electrofisiológicas o bioquímicas. Ejemplos de ello son el espectro de absorción de la rodopsina, el período de funcionamiento libre del reloj circadiano, y el período refractario de los axones de recompensa en el cerebro anterior medial 1,2 paquete. Mediciones psicofísicas que se pueden comparar con las mediciones celulares y moleculares sentar una base para la vinculación de los mecanismos celulares y moleculares de los mecanismos psicológicos por medio de correspondencia cuantitativa. Por ejemple, el hecho de que el espectro de absorción en situ de la rodopsina en los segmentos externos de varillas superpone sobre la función de sensibilidad espectral escotópica humana es una fuerte evidencia de que el fotón disparado por isomerización de la rodopsina es el primer paso en la visión escotópica. Los aspectos cuantitativos de los patrones de comportamiento complejos también son fundamentales para la utilización de métodos de QTL en la genética del comportamiento 3,4. El desempeño de los ratones (y ratas) en protocolos de aprendizaje instrumentales y pavlovianas bien establecidos depende de los mecanismos del cerebro que miden cantidades abstractas como el tiempo, número, duración, tasa, probabilidad, riesgo, y la ubicación espacial. Por ejemplo, la velocidad de adquisición de respuestas condicionadas pavlovianas depende de la relación entre el intervalo promedio entre los eventos de refuerzo (típicamente, las entregas de alimentos) y la latencia media al refuerzo después de la aparición de la señal para el refuerzo inminente 5-7. Por un segundo EJEMPLOSLe, la relación de la duración media de las visitas a dos tolvas de alimentación en un protocolo de juego es aproximadamente igual a la relación de las tasas de refuerzo en las dos tolvas de 8-10. Los métodos de prueba de comportamiento actualmente en uso de ancho por neurólogos interesados ​​en los mecanismos subyacentes son, en su mayor parte, de bajo volumen, a través de poner bajo, y mucha mano de obra 26. Por otra parte, no miden las cantidades que se pueden comparar con las cantidades medidas por métodos electrofisiológicos y bioquímicos, como, por ejemplo, los períodos y fases medidas de comportamiento de los osciladores circadianos se pueden comparar a las medidas electrofisiológicas y bioquímicas de período circadiano y fase. Los métodos actuales de prueba de comportamiento se centran en las categorías de aprendizaje, tales como el aprendizaje espacial, el aprendizaje temporal, o el aprendizaje del miedo, en lugar de en los mecanismos subyacentes. La prueba de laberinto de agua ampliamente utilizado de aprendizaje espacial 11-15 es un ejemplo de estos shortcomings. Aprendizaje espacial es una categoría. El aprendizaje en esa categoría depende de muchos mecanismos, uno de los cuales es el mecanismo de navegación a estima 16,17. Reconocimiento continuo depende a su vez en el odómetro, el mecanismo que mide la distancia recorrida 18. Del mismo modo, el aprendizaje temporal es una categoría. Un reloj circadiano es uno de los mecanismos en los que el aprendizaje en esa categoría depende, porque un oscilador con un período de aproximadamente 24 horas se requiere para los animales para aprender la hora del día a la que se producen los eventos 17,19. El reloj que permite la anticipación de alimentos aún no se ha descubierto 19. Un reloj es un mecanismo de tiempo de medición. Osciladores endógeno con una amplia gama de períodos permiten que el cerebro para localizar eventos en el tiempo mediante el registro de las fases de esos relojes 16,17. La capacidad de registrar ubicaciones en el tiempo permite la medición de la duración, es decir, distancias entre lugares en tiempo. Aprendizaje asociativo depende de tque las mediciones de cerebro de duraciones 5,6,20,21. Los contadores son los mecanismos de números de medición. Número de medición permite la estimación de probabilidad, ya que la probabilidad es la proporción entre la numerosidad de un subconjunto y la numerosidad de la superserie. Número de medición y la duración de medición permiten la estimación de tasa, porque una tasa es el número de eventos dividido por la duración del intervalo en el que se midió ese número. Las mediciones de la duración, número, tasa, y la probabilidad permiten ajustes de comportamiento a los riesgos cambiantes. 22,23 Nuestro método se centra en la medición de la exactitud y precisión de estos mecanismos fundamentales. La precisión es el grado en que la medida del cerebro corresponde a una medida objetiva. La precisión es la variación o la incertidumbre en la medida del cerebro de un valor objetivo fijado, por ejemplo, una duración fija. Ley de Weber es el resultado más antiguo y más segura establecida en la psicofísica. Se afirma que la precisión de lala medida del cerebro de una cantidad es una fracción fija de esa cantidad. La Fracción Weber, que es el coeficiente de la estadística de la variación en la distribución (σ / μ), mide la precisión. La relación de la media psicofísica (por ejemplo, la duración media juzgados) con la media objetivo (duración media objetivo) es la medida de la precisión. El método presentado aquí maximiza el volumen (número de animales que están siendo revisadas en cualquier momento en una determinada cantidad de espacio en el laboratorio) y el rendimiento (cantidad de información obtenida dividida por la duración media de la proyección de un solo animal) y reducir al mínimo la cantidad de humana mano de obra requerida para hacer las mediciones y la maximización de la inmediatez con la que los resultados de la selección se conoce. La arquitectura de software de análisis de datos que aquí se presenta pone automáticamente los datos en bruto y todos los resultados de resumen y estadísticas derivadas de los datos en un solo destructura ata, con encabezados de campos que hacen inteligibles los vastos mares de números contenidas en este. El software de análisis sólo funciona con datos de esa estructura, y siempre almacena los resultados de sus operaciones en los campos dentro de la misma estructura. Esto asegura una pista intacto de los datos en bruto a los resúmenes y gráficos publicados. El software escribe automáticamente en la estructura de los programas de control del experimento que rigen la prueba totalmente automatizada, e indica automáticamente que los datos en bruto proceden de qué programa. De este modo, conserva un registro de datos impecable, sin lugar a dudas en cuanto a que las condiciones experimentales se encontraban en vigor para cada animal en cada punto de la prueba y no hay duda acerca de cómo se obtuvieron las estadísticas de resumen de los datos brutos. Este método de conservación de datos facilita en gran medida el desarrollo de bases de datos de detección de comportamiento estandarizadas, por lo que es posible que otros laboratorios para analizar más estos conjuntos de datos ricos. <p clculo = &quot;jove_content&quot;&gt; Este método minimiza el riesgo de pérdida de apoyo para el firmware y el software del que depende. El aparato de ensayo se trivialmente modificado a partir de una fuente comercial establecido largo. Los lenguajes de programación son el lenguaje personalizado proporcionado por el fabricante del hardware, para el control de protocolo y, para el análisis de datos y gráficos, a, no comercial, la caja de herramientas de código abierto construido especialmente (TSsystem) escritos en una programación científica comercial muy amplio apoyo, los datos el análisis y la lengua gráfica. La caja de herramientas contiene comandos de alto nivel para extraer información estructural y estadísticas de resumen de largos registros de eventos con marca de tiempo. Los programas de protocolo-implementación y los programas de análisis de datos son de código abierto y completamente documentados. El sistema de selección se esquematiza en la Figura 1. Diez gabinetes, cada uno conteniendo 8 entornos de prueba pueden establecerse en un 10 pies x 15 pies sala de laboratorio, lo que permite 80 ratones camisetaso puede ejecutar a la vez. Cables que pasan a través de un puerto en una pared medianera deben conectar los entornos de las tarjetas eléctricos / electrónicos de interfaz y PC en otra habitación. Los ordenadores funcionan los programas de control de protocolo. Se requiere una computadora por cada 2 gabinetes (16 entornos de prueba). Los ordenadores deben estar conectados a través de una red de área local a un servidor que ejecuta los datos-análisis y la representación gráfica de software.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="881">>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">SmartCtrl Connection Panel</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">SG-716B (115)</td>
			<td style="width:339px;">control panel for inputs/outputs</td>
			<td style="width:67px;">8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">SmartCtrl Interface Module</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">DIG-716B (114)</td>
			<td>smart card for each chamber</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Universal Cable</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">SG-210CB (115)</td>
			<td>cable from smart card to control panel</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Tabletop Interface Cabinet</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">SG-6080C (109)</td>
			<td>cabinet to hold smart cards</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Rack Mount Power Supply</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">SG-500 (112)</td>
			<td>28 volt power</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Wide Mouse Test Chamber</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-307W (31)</td>
			<td>test chamber</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Filler Panel Package</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-307W-FP (32)</td>
			<td>various-size panels for test chamber</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:213px;">Wide Mouse Modular Grid Floor</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-307W-GF (31)</td>
			<td>test chamber floor grid</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Head Entry Detector</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-303HDW (62)</td>
			<td>head entry/pellet entry into hopper</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Pellet Dispenser</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-203-20 (73)</td>
			<td>feeder</td>
			<td>16</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Pellet Receptacle</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-303W (61)</td>
			<td>hopper</td>
			<td>24</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Pellet Receptacle Light</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-303RL (62)</td>
			<td>hopper light</td>
			<td>24</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">House Light</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-315W (43)</td>
			<td>house light</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">IR Controller</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-253B (77)</td>
			<td>entry detector for tube between nest and test</td>
			<td>16</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Fan</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;">ENV-025F28 (42)</td>
			<td>exhaust fan for each chamber</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polypropylene Nest Tub</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>nest box</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acrylic Connection Tube</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>connection between nest and test areas</td>
			<td>8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Steel Cabinet</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>cabinet to hold test chambers (78&#34;H, 48&#34;W, 24&#34;D)</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Windows computer</td>
			<td style="width:127px;"> </td>
			<td style="width:136px;"> </td>
			<td>running MedPC experiment-control software</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Server</td>
			<td style="width:127px;"> </td>
			<td style="width:136px;"> </td>
			<td>running Matlab, linked to exper-control computer by LAN</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;"> </td>
			<td style="width:127px;"> </td>
			<td style="width:136px;"> </td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Software</td>
			<td style="width:127px;"> </td>
			<td style="width:136px;"> </td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">MedPC software</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates</td>
			<td style="width:136px;"> </td>
			<td>proprietary process-control programming language</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:213px;">Matlab w Statistics Toolbox</td>
			<td style="width:127px;">Matlab</td>
			<td style="width:136px;"> </td>
			<td>proprietary data analysis and graphing programing system</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:213px;">TSsystem</td>
			<td></td>
			<td style="width:136px;">in Supplementary Material w updates from senior author</td>
			<td>Open-source Matlab Toolbox</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr height="189">
			<td height="189" style="height:189px;width:213px;">Note: This is the euipment needed for one cabinet, containing 8 test environments. Hardware must be replicated for each such cabinet. However one computer can control 2 cabinets (16 test environments)</td>
			<td style="width:127px;"> </td>
			<td style="width:136px;"> </td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated, quantitative cognitive/behavioral screening of mice: for genetics, pharmacology, animal cognition and undergraduate instruction

Se describe un alto rendimiento, de alto volumen, totalmente automatizado, vivir 24/7 sistema de pruebas de comportamiento para evaluar los efectos de las manipulaciones genéticas y farmacológicas sobre los mecanismos básicos de la cognición y el aprendizaje en ratones. Una bañera estándar carcasa de polipropileno ratón está conectado a través de un tubo de acrílico con una caja de prueba de ratón estándar comercial. La caja de la prueba tiene 3 tolvas, 2 de los cuales están conectados a sedimentar alimentadores. Todos son internos que se puede iluminar con un LED y supervisado por las entradas de cabeza por infrarrojos (IR) vigas. Los ratones viven en el ambiente, lo que elimina la manipulación durante la investigación. Obtienen su alimento durante dos o más períodos de alimentación diaria realizando en operante protocolos (clásicas) (instrumental) y pavloviana, para lo cual hemos creado un software de control de protocolo y el análisis de datos y la representación gráfica de software en tiempo cuasi-real. Las rutinas de análisis de datos y gráficos están escritos en un lenguaje basado en MATLAB creado para simplificar en gran medida el análisis de gran tiempo de sapisonada registros de eventos conductuales y fisiológicos y preservar un rastro de datos completa de los datos en bruto a través de todos los análisis intermedios, a los gráficos y las estadísticas publicadas en una misma estructura de datos. El código de análisis de datos recolecta los datos varias veces al día y somete a los análisis estadísticos y gráficos, que se almacenan automáticamente en la &quot;nube&quot; y en los equipos de laboratorio. Por lo tanto, el progreso de los ratones individuales se visualizó y se cuantificó diaria. El código de análisis de datos habla con el código de control de protocolo, lo que permite el avance automático de un protocolo a otro de los sujetos individuales. Los protocolos de comportamiento implementados son coincidentes, autoshaping, tolva de conmutación temporizada, la evaluación de riesgos en la cronometrada de tolva de conmutación, medición de la impulsividad, y la anticipación circadiano de la disponibilidad de alimentos. De código abierto de control de protocolo y el código de análisis de datos hace que la adición de nuevos protocolos de simple. Ocho entornos de prueba encajan en una 48 en x 24 en x 78 en el gabinete, dos como taxiinets (16 ambientes) pueden ser controlados por un ordenador.

El sistema puede y debe ser utilizado para ejecutar los protocolos adaptados a los objetivos del investigador individual o maestro. Sin embargo, hemos desarrollado un conjunto de 3 protocolos que deben ser útiles en el cribado a gran escala de los ratones manipulados genéticamente y los ensayos farmacológicos a gran escala: el protocolo correspondiente, el protocolo autoshaping 2-tolva, y el protocolo de conmutación. El protocolo de juego mide la capacidad del ratón para estimar los ingresos (pellets de alimentos p...

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

Sistema totalmente automatizado para medir propiedades fisiológicamente significativas de los mecanismos que median la localización espacial, la localización temporal, la duración, la frecuencia y la estimación de la probabilidad, la evaluación de riesgos, la impulsividad y la exactitud y precisión de la memoria, con el fin de evaluar los efectos de las manipulaciones genéticas y farmacológicas sobre mecanismos fundamentales de la cognición en ratones.

Automatizado, cuantitativa Cognitiva / Screening de comportamiento de los ratones: Para Genética, Farmacología, Animal Cognition and Instruction Pregrado

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

automated-quantitative-cognitivebehavioral-screening-mice-for

Research

JoVE Journal

Behavior

14.2K vistas.  Rutgers University.  Sistema totalmente automatizado para medir propiedades fisiológicamente significativas de los mecanismos que median la localización espacial, la localización temporal, la duración, la frecuencia y la estimación de la probabilidad, la evaluación de riesgos, la impulsividad y la exactitud y precisión de la memoria, con el fin de evaluar los efectos de las manipulaciones genéticas y farmacológicas sobre mecanismos fundamentales de la cognición en ratones. 

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

Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain regions involved in working memory and attention using transcranial electrical brain stimulation. Some researchers now believe the cerebellum supports cognition, possibly via a remote neuromodulatory effect on the prefrontal cortex. This paper describes a procedure for investigating a role for the cerebellum in cognition using transcranial direct current stimulation (tDCS), and a selection of information-processing tasks of varying task difficulty, which have previously been shown to involve working memory, attention and cerebellar functioning. One task is called the Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT) and the other a novel variant of this task called the Paced Auditory Serial Subtraction Task (PASST). A verb generation task and its two controls (noun and verb reading) were also investigated. All five tasks were performed by three separate groups of participants, before and after the modulation of cortico-cerebellar connectivity using anodal, cathodal or sham tDCS over the right cerebellar cortex. The procedure demonstrates how performance (accuracy, verbal response latency and variability) could be selectively improved after cathodal stimulation, but only during tasks that the participants rated as difficult, and not easy. Performance was unchanged by anodal or sham stimulation. These findings demonstrate a role for the cerebellum in cognition, whereby activity in the left prefrontal cortex is likely dis-inhibited by cathodal tDCS over the right cerebellar cortex. Transcranial brain stimulation is growing in popularity in various labs and clinics. However, the after-effects of tDCS are inconsistent between individuals and not always polarity-specific, and may even be task- or load-specific, all of which requires further study. Future efforts might also be guided towards neuro-enhancement in cerebellar patients presenting with cognitive impairment once a better understanding of brain stimulation mechanisms has emerged.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the cerebellum exerts a remote effect on the prefrontal cortex, which can modulate cognition and performance. This was demonstrated using two information-processing tasks of varying complexity, whereby only cathodal tDCS improved performance when the task was difficult, but not easy.

Cognición modulante Usando transcraneal directa Estimulación actual del cerebelo

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain ...

Investigación

Comportamiento

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

La Junta Agujero Modificado - Medición de Comportamiento, Cognición e interacción social en ratones y ratas

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Assessment of Social Cognition in Non-human Primates Using a Network of Computerized Automated Learning Device (ALDM) Test Systems

Fagot &#38; Paleressompoulle1 and Fagot &#38; Bonte2 have published an automated learning device (ALDM) for the study of cognitive abilities of monkeys maintained in semi-free ranging conditions. Data accumulated during the last five years have consistently demonstrated the efficiency of this protocol to investigate individual/physical cognition in monkeys, and have further shown that this procedure reduces stress level during animal testing3. This paper demonstrates that networks of ALDM can also be used to investigate different facets of social cognition and in-group expressed behaviors in monkeys, and describes three illustrative protocols developed for that purpose. The first study demonstrates how ethological assessments of social behavior and computerized assessments of cognitive performance could be integrated to investigate the effects of socially exhibited moods on the cognitive performance of individuals. The second study shows that batteries of ALDM running in parallel can provide unique information on the influence of the presence of others on task performance. Finally, the last study shows that networks of ALDM test units can also be used to study issues related to social transmission and cultural evolution. Combined together, these three studies demonstrate clearly that ALDM testing is a highly promising experimental tool for bridging the gap in the animal literature between research on individual cognition and research on social cognition.

Assessment of Social Cognition in Non-human Primates Using a Network of Computerized Automated Learning Device ALDM Test Systems

Fagot &#38; Paleressompoulle1 have published an automated learning device (ALDM) aimed at testing individual cognitive abilities in semi-free ranging monkeys. The main goal of our protocol is to use a network of ALDM test units to study social cognition in non-human primates.

Evaluación de la cognición social en primates no humanos mediante una red de Computarizado Dispositivo Automatizado Learning Systems (ALDM) prueba

Fagot &#38; Paleressompoulle1 and Fagot &#38; Bonte2 have published an automated learning device (ALDM) for the study of cognitive abilities of monkeys ...

A Protocol for Housing Mice in an Enriched Environment

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent studies demonstrate that environmental enrichment decreases adiposity, increases energy expenditure, resists diet induced obesity, and causes cancer remission and inhibition in mice. EE typically consists of larger living space, a variety of &#8216;toys&#8217; to interact with, running wheels, and can include a number of other novel environmental changes. All of this fosters a more complex social engagement, cognitive and physical stimulations. Importantly, the toy location and type of toy is changed regularly, which encourages the mice to adapt to a frequently changing and novel environment. Many variables can be manipulated in EE to promote health effects in mice. Thus these approaches are difficult to control and must be properly managed to successfully replicate the associated phenotypes. Therefore, the goal of this video is to demonstrate how EE is properly set up and maintained to assure a complex, challenging, and controlled environment so that other researchers can easily reproduce the protective effects of EE against obesity and cancer.

Environmental enrichment for mice requires a complex and challenging setup, as well as comprehensive husbandry and handling techniques to assure robust metabolic and anti-cancer effects in the mice. This protocol provides detailed procedures to reproduce the above mentioned effects in mice.

Un Protocolo para ratones Viviendas en un ambiente enriquecido

Environmental enrichment (EE) is a housing environment for mice that boosts mental and physical health compared to standard laboratory housing. Our recent ...

Rodent Brain Microinjection to Study Molecular Substrates of Motivated Behavior

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as appropriate models, partly because the response to behaviorally relevant stimuli and the circuitry parsing stimulus-action outcomes is astonishingly similar between humans and rodents. In studying molecular substrates of complex behaviors, the microinjection of reagents that modify, augment, or silence specific systems is an invaluable technique. However, it is crucial that the microinjection site is precisely targeted in order to aid interpretation of the results. We present a method for the manufacture of surgical implements and microinjection needles that enables accurate microinjection and unlimited customizability with minimal cost. Importantly, this technique can be successfully completed in awake rodents if conducted in conjunction with other JoVE articles that covered requisite surgical procedures. Additionally, there are many behavioral paradigms that are well suited for measuring motivation. The progressive ratio is a commonly used method that quantifies the efficacy of a reinforcer to maintain responding despite an (often exponentially) increasing work requirement. This assay is sensitive to reinforcer magnitude and pharmacological manipulations, which allows reinforcing efficacy and/ or motivation to be determined. We also present a straightforward approach to program operant software to accommodate a progressive ratio reinforcement schedule.

Rodents are an appropriate model to investigate the molecular substrates of behavior and complex psychiatric disorders. Brain microinjection in awake rodents can be used to elucidate disease substrates. An efficient and customizable brain microinjection method as well as the execution of an operant paradigm that quantifies motivation is presented.

Roedor cerebro microinyección para el Estudio de los sustratos moleculares de Comportamiento Motivado

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as ...

Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous research determined a profound impact of gentle handling protocols on the well-being of laboratory mice. By introducing clicker training to the keeping of mice, not only do we promote the amicable treatment of mice, but we also enable them to experience cognitive enrichment. Clicker training is a form of positive reinforcement training using a conditioned secondary reinforcer, the "click" sound of a clicker, which serves as a time bridge between the strengthened behavior and an upcoming reward. The effective implementation of the clicker training protocol with a cohort of 12 BALB/c inbred mice of each sex proved to be uncomplicated. The mice learned rather quickly when challenged with tasks of the clicker training protocol, and almost all trained mice overcame the challenges they were given (100% of female mice and 83% of male mice). This study has identified that clicker training for mice strongly correlates with reduced fear in the mice during human-mice interactions, as shown by reduced anxiety-related behaviors (e.g., defecation, vocalization, and urination) and fewer depression-like behaviors (e.g., floating). By developing a reliable protocol that can be easily integrated into the daily routine of the keeping of laboratory mice, the lifetime experience of welfare in the mice can be improved substantially.

The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice.

La introducción de adiestramiento con clicker como un enriquecimiento cognitivo para el Laboratorio de ratones

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous ...

Battery of Behavioral Tests Assessing General Locomotion, Muscular Strength, and Coordination in Mice

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the animal&#39;s wellbeing and health. There are numerous behavioral tests that may be applied. We selected a test for general locomotion, the open field test (OFT); a test for muscular strength, the mesh test (MT); and a test for coordination, the rotarod test (RR). Testing can be accomplished on a weekly or monthly basis. As a test for general locomotion, the OFT works by objectively monitoring movement parameters while the mouse is in an open field apparatus. The field is generally a 2&#39; x 2&#39; box, and the movements are recorded through laser sensing or through video capture. The mouse is placed in the center of the open field and allowed to move freely for the test. The MT uses the latency for a mouse to fall off an inverted screen as a measure of muscular strength. A mouse is placed on a screen, which is inverted over a clear box, and is timed for their latency to fall. Three trials are performed, with the best of the three trials scored for that day. A score of 60 s is the maximum time a mouse is left inverted. Mice are given a 5-min rest period between mesh test trials. Lastly, an accelerated protocol on the RR assesses motor coordination and endurance. During a trial, a mouse walks on a rotating rod as it increases in speed from 4 rpm to 40 rpm over 5 min. The trial ends when the mouse touches the magnetized pressure sensor upon falling. Each mouse undergoes three trials, and the best trial is scored for that day. This combined behavioral data allows for the global assessment of mobility, coordination, strength, and movement of the test animals. At least two out of the three behavioral testing measures must show improvement for an animal to qualify as having overall improved motor function.

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects of a disease or treatment on an animal's wellbeing. In order to globally assess motor functioning, we selected tests for general locomotion, muscular strength, and coordination: the open field test, the mesh test, and the rotarod test, respectively.

Batería de comportamiento pruebas evaluación General locomoción, fuerza Muscular y la coordinación en ratones

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the ...

Systematic Assessment of Well-Being in Mice for Procedures Using General Anesthesia

In keeping with the 3R Principle (Replacement, Reduction, Refinement) developed by Russel and Burch, scientific research should use alternatives to animal experimentation whenever possible. When there is no alternative to animal experimentation, the total number of laboratory animals used should be the minimum needed to obtain valuable data. Moreover, appropriate refinement measures should be applied to minimize pain, suffering, and distress accompanying the experimental procedure. The categories used to classify the degree of pain, suffering, and distress are non-recovery, mild, moderate, or severe (EU Directive 2010/63). To determine which categories apply in individual cases, it is crucial to use scientifically sound tools.
The well-being-assessment protocol presented here is designed for procedures during which general anesthesia is used. The protocol focuses on home cage activity, the Mouse Grimace Scale, and luxury behaviors such as burrowing and nest building behavior as indicators of well-being. It also uses the free exploratory paradigm for trait anxiety-related behavior. Fecal corticosterone metabolites as indicators of acute stress are measured over the 24-h post-anesthetic period.
The protocol provides scientifically solid information on the well-being of mice following general anesthesia. Due to its simplicity, the protocol can easily be adapted and integrated in a planned study. Although it does not provide a scale to classify distress in categories according to the EU Directive 2010/63, it can help researchers estimate the degree of severity of a procedure using scientifically sound data. It provides a way to improve the assessment of well-being in a scientific, animal-centered manner.

We developed a protocol to assess well-being in mice during procedures using general anesthesia. A series of behavioral parameters indicating levels of well-being as well as glucocorticoid metabolites were analyzed. The protocol can serve as a general aid to estimate the degree of severity in a scientific, animal-centered manner.

Evaluación sistemática de bienestar en ratones para procedimientos con anestesia General

In keeping with the 3R Principle (Replacement, Reduction, Refinement) developed by Russel and Burch, scientific research should use alternatives to animal ...

An Automated T-maze Based Apparatus and Protocol for Analyzing Delay- and Effort-based Decision Making in  Free Moving Rodents

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper understanding of the neurobiological causes underlying the decision-making problems. A cost-benefit based T-maze task is used for measuring decision making in which rodents choose between a high reward arm (HRA) and a low reward arm (LRA). There are two paradigms of the T-maze decision-making task, one in which the cost is a time delay and the other in which it is physical effort. Both paradigms require a tedious and labor-intensive management of experimental animals, multiple doors, pellet reward, and arm choice recordings. In the current work, we invented an apparatus based on traditional T-maze with full automation for pellet delivery, door management and choice recordings. This automated setup can be used for the evaluation of both delay- and effort-based decision making in rodents. With the protocol described here, our lab investigated the decision-making phenotypes of multiple genetically modified mice. In the representative data, we showed that the mice with ablated medial habenular showed aversions of both delay and effort and tended to choose the immediate and effortless reward. This protocol helps to decrease the variability caused by experimenter intervention and to enhance experiment efficiency. In addition, chronic silicon probe or microelectrode recording, fiber-optic imaging and/or manipulation of neural activity can be easily applied during the decision-making task using the setup described here.

This article introduces an automated T-maze apparatus that we invented, and a protocol based on this apparatus for analyzing delay-based decision making and effort-based decision making in free moving rodents.

Un T-laberinto automatizado basado en aparato y protocolo para el análisis de decisiones basado en el retraso y el esfuerzo en roedores en movimiento gratis

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper ...

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.

Automatizado, ensayo conductual a largo plazo para las funciones cognitivas en múltiples modelos genéticos de la enfermedad de Alzheimer, utilizando IntelliCage

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