המימון למחקר זה סופק על ידי עובר גארנט ורודני וויליאמס הזיכרון קרן La Trobe האוניברסיטה.

<ol>
	<li>Mauger, S. J., Shivdasani, M. N., Rathbone, G. D., Argent, R. E., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vivo+investigation+of+first+spike+latencies+in+the+inferior+colliculus+in+response+to+multichannel+penetrating+auditory+brainstem+implant+stimulation.">An in vivo investigation of first spike latencies in the inferior colliculus in response to multichannel penetrating auditory brainstem implant stimulation.</a> Journal of Neural Engineering. 7, 036004-036004 (2010).</li><li>Shivdasani, M. N., Mauger, S. J., Argent, R. E., Rathbone, G. D., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferior+colliculus+responses+to+dual-site+intralamina+stimulation+in+the+ventral+cochlear+nucleus.">Inferior colliculus responses to dual-site intralamina stimulation in the ventral cochlear nucleus.</a> J. Comp. Neurol. 518, 4226-4242 (2010).</li><li>Shivdasani, M. N., Mauger, S. J., Rathbone, G. D., Paolini, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferior+colliculus+responses+to+multichannel+microstimulation+of+the+ventral+cochlear+nucleus:+Implications+for+auditory+brain+stem+implants.">Inferior colliculus responses to multichannel microstimulation of the ventral cochlear nucleus: Implications for auditory brain stem implants.</a> Journal of Neurophysiology. 99, 1-13 (2007).</li><li>Lenarz, M., Lim, H. H., Patrick, J. F., Anderson, D. J., Lenarz, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+Validation+of+a+Human+Prototype+Auditory+Midbrain+Implant+in+a+Guinea+Pig+Model.">Electrophysiological Validation of a Human Prototype Auditory Midbrain Implant in a Guinea Pig Model.</a> JARO. 7, 383-398 (2006).</li><li>Lim, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+Cortical+Responses+to+Electrical+Stimulation+of+the+Inferior+Colliculus:+Implications+for+an+Auditory+Midbrain+Implant.">Auditory Cortical Responses to Electrical Stimulation of the Inferior Colliculus: Implications for an Auditory Midbrain Implant.</a> Journal of Neurophysiology. 96, 975-988 (2006).</li><li>Otto, K. J., Rousche, P. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstimulation+in+auditory+cortex+provides+a+substrate+for+detailed+behaviors.">Microstimulation in auditory cortex provides a substrate for detailed behaviors.</a> Hearing research. 210, 112-117 (2005).</li><li>Gai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+Tones+in+Reproducible+Noise+Maskers+by+Rabbits+and+Comparison+to+Detection+by+Humans.">Detection of Tones in Reproducible Noise Maskers by Rabbits and Comparison to Detection by Humans.</a> JARO. 8, 522-538 (2007).</li><li>Miller, C. A., Woodruff, K. E., Pfingst, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+responses+from+guinea+pigs+with+cochlear+implants.+I.+Electrophysiological+and+psychophysical+measures.">Functional responses from guinea pigs with cochlear implants. I. Electrophysiological and psychophysical measures.</a> Hearing Research. 92, 85-99 (1995).</li><li>Beitel, R. E., Vollmer, M., Snyder, R. L., Schreiner, C. E., Leake, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+neurophysiological+thresholds+for+electrical+cochlear+stimulation+in+the+deaf+cat.">Behavioral and neurophysiological thresholds for electrical cochlear stimulation in the deaf cat.</a> Audiology &#38; Neurotology. 5, 31-38 (2000).</li><li>Beitel, R. E., Snyder, R. L., Schreiner, C. E., Raggio, M. W., Leake, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+cochlear+stimulation+in+the+deaf+cat:+comparisons+between+psychophysical+and+central+auditory+neuronal+thresholds.">Electrical cochlear stimulation in the deaf cat: comparisons between psychophysical and central auditory neuronal thresholds.</a> J. Neurophysiol. 83, 2145-2162 (2000).</li><li>Vollmer, M., Beitel, R. E., Snyder, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+detection+and+discrimination+in+deaf+cats:+Psychophysical+and+neural+thresholds+for+intracochlear+electrical+signals.">Auditory detection and discrimination in deaf cats: Psychophysical and neural thresholds for intracochlear electrical signals.</a> Journal of Neurophysiology. 86, 2330-2343 (2001).</li><li>LeDoux, J. E., Cicchetti, P., Xagoraris, A., Romanski, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+lateral+amygdaloid+nucleus:+sensory+interface+of+the+amygdala+in+fear+conditioning.">The lateral amygdaloid nucleus: sensory interface of the amygdala in fear conditioning.</a> Journal of Neuroscience. 10, 1062-1069 (1990).</li><li>McCreery, D. B., Yuen, T. G., Agnew, W. F., Bullara, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+characterization+of+the+effects+on+neuronal+excitability+due+to+prolonged+microstimulation+with+chronically+implanted+microelectrodes.">A characterization of the effects on neuronal excitability due to prolonged microstimulation with chronically implanted microelectrodes.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 44, 931-939 (1997).</li><li>Liu, X., McPhee, G., Seldon, H. L., Clark, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histological+and+physiological+effects+of+the+central+auditory+prosthesis:+surface+versus+penetrating+electrodes.">Histological and physiological effects of the central auditory prosthesis: surface versus penetrating electrodes.</a> Hearing Research. 114, 264-274 (1997).</li><li>Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes.">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148, 1-18 (2005).</li></ol>

ד&quot;ר אנטוניו פאוליני הוא מנהל טכנולוגיות Bioengenesis Pty Ltd, אשר הם נציגי האוסטרלי טאקר דייויס טכנולוגיות המפיצה האוסטרלי של בדיקות NeuroNexus.

הטכניקות המתוארות כאן לספק אמצעי לבדיקת מגוון רחב של משימות אפליה במהירות, עם זמני אימונים קצרים המאפשר אוטומציה משמעותית, ובכך לצמצם זמן החוקר נדרש לעיבוד נתונים. באמצעות נתונים המתקבלים בחישוב מושתל, א.ק.ג. קצב לב (HR) שינוי בשעת הצגת הגירוי יכול להיות אוטומטי. טעויות א.ק.ג. עיבוד (כגון חסר לב פעימה אחת) ניתן לזהות בקלות כמו שהם מייצרים שינויים גדולים spuriously ב לכאורה קצב הלב לתקופה קצרה מאוד, שגיאה כזאת איתור קל מצמצם את הדרישה לבדיקה זמן עתירי נתונים ידנית . הטכניקה המתוארת להשתלה של המכשיר טלמטריה אק&quot;ג באופן עקבי מייצרת הקלטות עם הפרעה קטנה או לא (ראה איורים 1 ו 2). עם זאת, שינויים קטנים יחסית למיקום של עופרת באזור חלל החזה עלול לגרום להפרעות שריר הסמוךוה במיוחד הנשימה הקשורים רעש. אימות המיקום הנכון של מוביל במהלך תהליך ההשתלה, במיוחד אחרי תפירת מוביל במקום, מאפשר התאמות קנס של מיקום עופרת כדי למזער הפרעה. תהליך השתלת מוח לתוך הגרעין שבלול קשה. באמצעות מצגות סדרתי של רעש הלהקה לעבור סינון של תדרים שונים, ולא רעש פס רחב כפי שבעבר שימשו 3, תגובות של אוכלוסיות תאים באתרים אלקטרודה ניתן לסקור במהירות רבה יותר מאשר פחות רעש ספציפי מבחינת התגובה בתדירות די בתגובה. היכולת לזהות במהירות כאשר מגוון מספיק של תדר מכוון אוכלוסיות תאים נגישים הוא קריטי במחקר כאשר אפליה גירוי חשמלי הוא נבדק. אם די בתדירות הפצה מתקבל, אז ההשוואה בין גירוי של אזורי תדרים שונים הוא פשוט לא אפשרי. עם זאת, כבר בתהליךשל משרעת בתדר מיפוי בתגובה נשאר קריטי לספק פרטים לגבי הרוחב של כוונון של אוכלוסיות תאים ו יש לבצע לפני תיקון האלקטרודה במקום. באימון בדיקות התנהגותיות, הכללת גירוי אי (או דומם) התקופה שבין הניסויים, לפני תחילת הגירוי, מאפשר בתגובה הופעת הגירוי הראשוני לבדיקה. בעת השימוש בגירוי עצבי חשמלי, בעקבות הופעת גירוי מספק ראיות זיהוי פשוט של גירוי. לכן, כאשר אין הופעת הגירוי לתגובה, אבל התגובה כאשר גירוי לסירוגין 2 הוא הציג, ניתן להסיק כי רק תמריץ האחרון ניתן לאתר. ללא הכללת תקופה כה שקט, לא תהיה שום דרך לקבוע כי גירוי לשעבר לא זוהה. מגבלה בטכניקה זו בדיקה התנהגותית היא היעדר רגל זעזועים נמסר לאחר הצגת neuraגירוי אני עלול להוביל להתפתחות של סגוליות בפחד ממוזג, כגון פחד באה לידי ביטוי רק כאשר גירוי אקוסטי מוצג. כלומר, בעלי חיים יכולים ללמוד כי ההשפעות חושיים מסוימים של גירוי עצבי קשורים לא מקבל הלם ברגל. לעומת זאת, אספקת מטר זעזועים לאחר הצגת הגירוי העצבי יכול להוביל לפחד ממוזג הגירוי העצבי עצמו, להבדיל מכל צליל, כמו תכונות הגירוי העצבי יכול להיות. התוצאות המתקבלות כאשר לא כולל רגליים בהלם לאחר גירוי עצבי בהחלט מספקים עדות חזקה יותר לגירוי עצבי להיות קול דמוי מאלה באמצעות מטר בהלם לאחר הגירוי העצבי, כמו במקרה הקודם הפחד המותנית יש להכליל מן אקוסטית לגירוי עצבי. עם זאת, את הסיכון לפתח הספציפיות כדי אקוסטית ולא גירוי עצבי קיים. השימוש pass-band סינון רעש כמו גירוי אקוסטי ולא התפרצויות צליל טהור, לשעבר אשריכול לשקף טוב יותר את החוויה התפיסתית של הגירוי העצבי, יכול להפחית את הסיכון לפתח ייחוד כזה. עם זאת, הליך כזה מכניס את המשתנה הנוסף של רוחב פס של מסנן, אשר ישפיע על משימות אפליה. מגבלה נוספת קשורה ההשתלה כל עצבי כרוני, כגון נדרש לבדיקה התנהגותית, הוא השינוי בתפקוד של האלקטרודה או רקמה עצבית הקשורה לאורך זמן. גירוי של רקמה עצבית יכול להוביל גם דיכוי זמני של 13 פעילות עצבית ושינויים רקמות כגון אובדן התא בתגובה 14 ישיר ברקמת המוח על האלקטרודה. 15 הגישה תיאר ההשתלה ובדיקה התנהגותית מספק אמצעי לבחון הן איתור אפליה של גירויים אקוסטיים וחשמליים עם אימון קצר, ואת היכולת להפעיל שליטה על תדר המשפט. הטכניקה של שימוש שינוי HR כמו measurהדואר של פחד מותנה עשויות לחול על בדיקות השמיעה לא רק, אבל כללי יותר בדיקות כל החושים בו גירויים יכול להיות מוצג לכל תקופה דיסקרטית, ובו גילוי של אפליה חושית היא הרצוי.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם </td><td> חברה </td><td> מודל </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> PowerLab </td><td> ADInstruments </td><td> ML880 </td><td> רשומות נתונים שהתקבלו משדר TR40 מושתל </td></tr><tr><td> SmartCtrl כרטיס בקר </td><td> מד Associates </td><td> DIG-716B </td><td> שולט קאמרית מבחן התנהגותי, כולל הלם ברגל </td></tr><tr><td> מודולרי מבחן התנהגותי קאמרית </td><td> מד Associates </td><td> ENV-009 </td><td> החדר בגודל בדיקה: 30.5cm x 39.4cm </td></tr><tr><td> מרתיעה גנרטור הגירוי </td><td> מד Associates </td><td> ENV-410B </td><td> מספק מרתיעה מטר הלם על הרצפה מתכת בר הכלוב באמצעות יחידת מצב מוצק מערבל </td></tr><tr><td> לתכנות מחליש </td><td> TDT </td><td> PA5 </td><td> שולט amplitude האות האקוסטי נמסר על מנת להבטיח יציבות המשרעת על פני תדרים </td></tr><tr><td> רמקול אלקטרוסטטי הנהג </td><td> TDT </td><td> ED1 </td><td> מניע את הרמקולים אלקטרוסטטית (EC1, ES1) </td></tr><tr><td> חינם שדה אלקטרוסטטי רמקול </td><td> TDT </td><td> ES1 </td><td> צלילים מוצגים באמצעות הרמקול בחדר מבחן התנהגותי </td></tr><tr><td> רמקול אלקטרוסטטי יחד </td><td> TDT </td><td> EC1 </td><td> צלילים מוצגים באמצעות הרמקול במהלך ניתוח השתל העצבי </td></tr><tr><td> ממריץ מאגר תחנה </td><td> TDT </td><td> RX7 </td><td> בקרת משלוח של גירוי עצבי חשמלי (בשימוש עם MS16) </td></tr><tr><td> Microstimulator </td><td> TDT </td><td> MS16 </td><td> מספק רב גירוי עצבי חשמלי </td></tr><tr><td> עיבוד תחנת הבסיס </td><td> TDT </td><td> RZ2 </td><td> רשומות הפעילות העצבית במהלך השתלת מוח (באמצעות PZ2 מגבר קדם) </td></tr><tr><td> מגבר קדם </td><td> TDT </td><td> PZ2-256 </td><td> 256 ערוצים עכבה גבוהה מגבר קדם </td></tr><tr><td> למכשיר מקלט טלמטריה </td><td> טלמטריה מחקר </td><td> TR162 </td><td> מקבל אות דיגיטלי TR40, וממיר את הפלט אנלוגי מוגבר </td></tr><tr><td> רל מושתלת מכשיר טלמטריה </td><td> טלמטריה מחקר </td><td> TR40 </td><td> המכשיר משדר מושתל, דגימה ב 2kHz </td></tr><tr><td> Multifunction מעבד </td><td> טאקר דייויס טכנולוגיות (TDT) </td><td> RX6 </td><td> המשמש ליצירת גירויים אקוסטיים </td></tr><tr><td> ורטקס Castavaria </td><td> ורטקס שיניים </td><td></td><td> אקריליק שיניים פעם לתקן את האלקטרודה במקום </td></tr><tr><td> קוויק, סיל דבק, צמיגות נמוכה </td><td> Precision של מכשירים בעולם </td><td></td><td> אלסטומר הסיליקון השתמשו כדי לצפות את שוקי אלקטרודה </td></tr><tr><td> רב האלקטרודה </td><td> NeuroNexus </td><td> a2x16-10mm 100-500-413 </td><td> 2-32-שוק הערוץ מערך אלקטרודות תאי המשמש להשתלה. האתרים אלקטרודה הופעלו לייצר ציפוי של תחמוצת אירידיום לקראת גירוי. </td></tr></tbody></table>

behavioral determination of stimulus pair discrimination of auditory acoustic and electrical stimuli using a classical conditioning and heart-rate approach

הכנות בעלי החיים חריפה שימשו במחקר פרוספקטיבי חוקרת עיצובים אלקטרודה וטכניקות גירוי להשתלבות פרוטזות שמיעה עצביים, כמו גזע המוח השמיעתית שתלים 1-3 ואת המוח התיכון השמיעה שתלים 4.5. בעוד ניסויים חריפה יכול לתת תובנה ראשונית ליעילות של השתל, בודקים את בעלי החיים המושתלים כרוניים ער מספקת את היתרון של בדיקת המאפיינים פסיכופיסיות של התחושות הנגרמת באמצעות התקנים מושתלים 6,7. מספר טכניקות כגון מיזוג זכתה מבוסס אופרנטית 6-8, הימנעות מותנה 9-11, או מיזוג פחד קלאסית 12 שימשו ספק אישור התנהגותי של גילוי של תכונות הגירוי הרלוונטי. בחירת הטכניקה כוללת היבטים איזון כולל יעילות זמן (לעתים קרובות עניים בשכר בסיס גישות), את היכולת לבחון ריבויגירוי מייחס בו זמנית (מוגבל הימנעות אוויר), ואמינות מידה של גירויים חוזרים ונשנים (אילוץ הפוטנציאל כאשר אמצעים פיזיולוגיים מועסקים). הנה, פחד קלאסית מיזוג השיטה ההתנהגותית מוצגת אשר עשוי לשמש בעת ובעונה אחת מבחן הן גילוי של גירוי, ואפליה בין שני גירויים. קצב הלב משמש כאמצעי של תגובת הפחד, אשר מפחית או מבטל את הדרישה וידאו זמן רב המקודד התנהגות הקפאה או אמצעים אחרים (אם כי צעדים כאלה יכולים לכלול לספק ראיות מתכנסת). בעלי חיים היו מותנים באמצעות טכניקות אלה בשלוש שעות 2 פגישות מיזוג, כל מתן 48 ניסויים גירוי. לאחר מכן 48-ניסיון הפעלות בדיקות שימשו לבדיקת זיהוי של גירוי כל זוגות שהוצגו, ואפליה בין גירויים מבחן החברות של כל זוג. שיטה זו התנהגות מוצגבהקשר של ניצול שלה במחקר תותבת השמיעה. השתלה של התקנים טלמטריה רל מוצג. לאחר השתלת אלקטרודות במוח לתוך הגרעין שבלול, מונחה על ידי ניטור של תגובות עצביות לגירויים אקוסטיים, ואת הקיבעון של האלקטרודה למקום לשימוש כרונית מוצג באופן דומה.

Watch this Scientific Journal Video about Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach at

Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach

היישום של הפרדיגמה התניה קלאסית פחד התנהגותי על השמיעה תותבת מחקר בחולדות מתואר. פרדיגמה זו מספקת מנגנון לזיהוי הן גילוי של, ואפליה בין, אקוסטית ברורים גירויים חשמליים באמצעות קצב הלב כמדד התוצאה.

קביעת ההתנהגות של אפליה Stimulus זוג אקוסטית שמיעתית גירויים חשמליים באמצעות התניה קלאסית ואת קצב הלב גישה

Acute animal preparations have been used in research prospectively investigating electrode designs and stimulation techniques for integration into neural ...

behavioral-determination-stimulus-pair-discrimination-auditory

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Neuroscience

Unit 1

Frequency Response

SCIENTISTS IN ACTION

14.4K Views.  La Trobe University. היישום של הפרדיגמה התניה קלאסית פחד התנהגותי על השמיעה תותבת מחקר בחולדות מתואר. פרדיגמה זו מספקת מנגנון לזיהוי הן גילוי של, ואפליה בין, אקוסטית ברורים גירויים חשמליים באמצעות קצב הלב כמדד התוצאה.

Video: Behavioral Determination of Stimulus Pair Discrimination of Auditory Acoustic and Electrical Stimuli Using a Classical Conditioning and Heart-rate Approach

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the necessary equipment is now available by several commercial companies. This protocol provides a detailed description of a two-way shuttle-box avoidance learning paradigm in rodents (here Mongolian gerbils; Meriones unguiculatus) in combination with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical electrophysiological in vivo recordings. The detailed protocol is applicable to study multiple aspects of learning behavior and perception in different rodent species.
Site-specific ICMS of auditory cortical circuits as conditioned stimuli here is used as a tool to test the perceptual relevance of specific afferent, efferent and intracortical connections. Distinct activation patterns can be evoked by using different stimulation electrode arrays for local, layer-dependent ICMS or distant ICMS sites. Utilizing behavioral signal detection analysis it can be determined which stimulation strategy is most effective for eliciting a behaviorally detectable and salient signal. Further, parallel multichannel-recordings using different electrode designs (surface electrodes, depth electrodes, etc.) allow for investigating neuronal observables over the time course of such learning processes. It will be discussed how changes of the behavioral design can increase the cognitive complexity (e.g. detection, discrimination, reversal learning).

Shuttle-box avoidance learning is well-established in behavioral neuroscience. This protocol describes how shuttle-box learning in rodents can be combined with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical in vivo recordings as a tool to study multiple aspects of learning and perception.

שילוב הסעות-Box הדרכה עם אלקטרו Cortex הקלטה וגירוי ככלי לחקר תפיסה ולמידה

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

Behavior

Whisker-signaled Eyeblink Classical Conditioning in Head-fixed Mice

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive repertoire of scientific techniques available to study learning and memory at the cellular level, it is ideal to have a stable cranial platform. Because mice do not readily tolerate restraint, they are usually trained while moving about freely in a chamber. Conditioned stimulus (CS) and unconditioned stimulus (US) information are delivered and eyeblink responses recorded via a tether connected to the mouse's head. In the head-fixed apparatus presented here, mice are allowed to run as they desire while their heads are secured to facilitate experimentation. Reliable conditioning of the eyeblink response is obtained with this training apparatus, which allows for the delivery of whisker stimulation as the CS, a periorbital electrical shock as the US, and analysis of electromyographic (EMG) activity from the eyelid to detect blink responses.

The preparation presented here for whisker-signaled eyeblink conditioning in head-fixed mice precisely stimulates specific whiskers while allowing mice to ambulate on a cylindrical treadmill. A whisker stimulation conditioned stimulus (CS) paired with a periorbital shock unconditioned stimulus (US) results in reliable associative learning on this apparatus.

זיף-אותת התניה קלסית ומצמץ בעיניה עכברי ראש הקבועות

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive ...

Pavlovian Conditioned Approach Training in Rats

Cues that are contingently paired with unconditioned, rewarding stimuli can acquire rewarding properties themselves through a process known as the attribution of incentive salience, or the transformation of neutral stimuli into attractive, &#34;wanted&#39; stimuli capable of motivating behavior. Pavlovian conditioned approach (PCA) develops after the response-independent presentation of a conditioned stimulus (CS; e.g., a lever) that predicts the delivery of an unconditioned stimulus (US; e.g., a food pellet) and can be used to measure incentive salience. During training, three patterns of conditioned responses (CRs) can develop: sign-tracking behavior (CS-directed CR), goal-tracking behavior (US-directed CR), and an intermediate response (both CRs). Sign-trackers attribute incentive salience to reward-related cues and are more vulnerable to cue-induced reinstatement of drug-seeking as well as other addiction-related behaviors, making PCA a potentially valuable procedure for studying addiction vulnerability. Here, we describe materials and methods used to elicit PCA behavior from rats as well as analyze and interpret PCA behavior in individual experiments.

Here, we present a protocol to elicit Pavlovian conditioned approach behavior in rats. This procedure can be used to measure individual differences in the tendency to approach and attribute incentive salience to reward-related cues and investigate addiction vulnerability.

הדרכת גישה אלפה הפבלובית בחולדות

Cues that are contingently paired with unconditioned, rewarding stimuli can acquire rewarding properties themselves through a process known as the ...

Behavioral Assessment of Hearing in 2 to 4 Year-old Children: A Two-interval, Observer-based Procedure Using Conditioned Play-based Responses

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human auditory development for these age groups. This paper describes an observer-based procedure for measuring hearing sensitivity with a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm. Young children are trained to perform a play-based, motor response (e.g., putting a block in a bucket) whenever they hear a target signal. An experimenter observes the child&#39;s behavior and makes a judgment about whether the signal was presented during the first or second observation interval; the experimenter is blinded to the true signal interval, so this judgment is based solely on the child&#39;s behavior. These procedures were used to test 2 to 4 year-olds (n = 33) with no known hearing problems. The signal was a 1,000 Hz warble tone presented in quiet, and the signal level was adjusted to estimate a threshold corresponding to 71%-correct detection. A valid threshold was obtained for 82% of children. These results indicate that the two-interval procedure is both feasible and reliable for use with toddlers and preschoolers. The two-interval, observer-based procedure described in this paper is a powerful tool for evaluating hearing in young children because it guards against response bias on the part of the experimenter.

This paper describes a procedure for measuring hearing sensitivity in 2 to 4 year-old children. Children are trained to perform play-based responses when they hear a target signal. Thresholds are then estimated in a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm, based on observations of the child&#39;s behaviors.

ערכה התנהגותית של שמיעה ב 2 עד 4 ילדים בת: נוהל דו מרווח, אובזרוור מבוסס שימוש תגובות Play מבוסס אלפו

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human ...

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be investigated in a single task sequence. The unique feature of this system is a custom-made, acoustically transparent chamber that eliminates many of the issues associated with auditory cue control in most commercially available chambers. The ease with which operant devices can be added or replaced makes this system quite versatile, allowing for the implementation of a variety of auditory, visual, and olfactory behavioral tasks. Automation of the system allows fine temporal (10 ms) control and precise time-stamping of each event in a predesigned behavioral sequence. When combined with a multi-channel electrophysiology recording system, multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, decision-making, patience, and rewards, can be examined sequentially or independently.

In this report, we present a fully automated and highly versatile system capable of simultaneously testing multi-cognitive behaviors and recording neuronal activities for rodents.

מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד עבור בדיקת ריבוי פונקציות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית במכרסמים

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be ...

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, studies implementing classical conditioning paradigms with harnessed insects have been important for investigating the exact cues that individuals learn and the neural mechanisms underlying learning and memory formation. Here we present a protocol for evoking visual associative learning in wood ants through classical conditioning. In this paradigm, ants are harnessed and presented with a visual cue (a blue cardboard), the conditional stimulus (CS), paired with an appetitive sugar reward, the unconditional stimulus (US). Ants perform a Maxilla-Labium Extension Reflex (MaLER), the unconditional response (UR), which can be used as a readout for learning. Training consists of 10 trials, separated by a 5-minute intertrial interval (ITI). Ants are also tested for memory retention 10 minutes or 1 hour after training. This protocol has the potential to allow researchers to analyze, in a precise and controlled manner, the details of visual memory formation and the neural basis of learning and memory formation in wood ants.

We present a protocol for the classical conditioning of harnessed ants that permits researchers to study visual learning and memory formation at a level of analysis not possible with freely moving individuals.

התניה קלאסית חזותי של נמלות עץ

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, ...

A Two-interval Forced-choice Task for Multisensory Comparisons

We provide a procedure for a psychophysics experiment in humans based on a previously described paradigm aimed to characterize the perceptual duration of intervals within the range of milliseconds of visual, acoustic, and audiovisual aperiodic trains of six pulses. In this task, each of the trials consists of two consecutive intramodal intervals where the participants press the upward arrow key to report that the second stimulus lasted longer than the reference, or the downward arrow key to indicate otherwise. The analysis of the behavior results in psychometric functions of the probability of estimating the comparison stimulus to be longer than the reference, as a function of the comparison intervals. In conclusion, we advance a way of implementing standard programming software to create visual, acoustic, and audiovisual stimuli, and to generate a two-interval forced-choice (2IFC) task by delivering stimuli through noise-blocking headphones and a computer&#39;s monitor.

Psychophysics is essential for studying perception phenomena through sensory information. Here we present a protocol to perform a two-interval forced-choice task as implemented in a previous report on human psychophysics where participants estimated the duration of visual, auditory, or audiovisual intervals of aperiodic trains of pulses.

פעילות בחירה הכריח שני-מרווח להשוואות החושים

We provide a procedure for a psychophysics experiment in humans based on a previously described paradigm aimed to characterize the perceptual duration of ...

Calculating Heart Rate Variability from ECG Data from Youth with Cerebral Palsy During Active Video Game Sessions

The aim of this study was to generate a method for calculating heart rate variability (HRV) from electrocardiogram (ECG) waveforms. The waveforms were recorded by a HR monitor that participants (youth with cerebral palsy (CP)) wore during active video game (AVG) sessions. The AVG sessions were designed to promote physical activity and fitness (aerobic performance) in participants. The goal was to evaluate the feasibility of AVGs as a physical therapy (PT) intervention strategy. The maximum HR (mHR) was determined for each participant and the Target Heart Rate Zone (THRZ) was calculated for each of three exercise phases in the 20 min AVG session: (warm-up at 40-60% mHR, conditioning at 60-80% mHR, and cool down at 40-60% mHR). Each participant played three 20 min games during the AVG session. All games were played while sitting on a bench because many youth with CP cannot stand for extended periods of time. Each game condition differed with participants using hand icons only, hand and feet icons together or feet icons only to collect objects. The objective of the game (called KOLLECT) is to collect objects to gain points and avoid hazards to not lose points. Hazards were used in the warm-up and cool down phases only to promote slower, controlled movement to maintain HR in the target heart rate zone (THRZ). There were no hazards in the conditioning phase to promote higher levels and more intense physical activity. Analytic methods were used to generate HRV (selected time-domain and frequency-domain measures) from ECG data to examine aerobic workload. Recent applications of HRV indicate that short-term measurements (5 min bouts) are appropriate and that HRV biofeedback may help improve symptoms and the quality of life in a variety of health conditions. Although HR is a well-accepted clinical measure to examine aerobic performance and intensity in PT interventions, HRV may provide information of the autonomic system functions, recovery and adaptation during AVG sessions.

This protocol describes a method for calculating Heart Rate Variability (HRV) from electrocardiogram (ECG) waveforms. Waveforms from continuous heart rate (HR) recordings during active video game (AVG) sessions were used to measure the aerobic performance of youth with cerebral palsy (CP).

חישוב השתנות קצב לב מנתוני א מ נוער עם שיתוק מוחין במהלך הפעלות משחקי וידאו פעילים

The aim of this study was to generate a method for calculating heart rate variability (HRV) from electrocardiogram (ECG) waveforms. The waveforms were ...

Operant Protocols for Assessing the Cost-benefit Analysis During Reinforced Decision Making by Rodents

Reinforcement-guided decision making is the ability to choose between competing courses of action based on the relative value of the benefits and their consequences. This process is integral to the normal human behavior and has been shown to be disrupted by neurological and psychiatric disorders such as addiction, schizophrenia, and depression. Rodents have long been used to uncover the neurobiology of human cognition. To this end, several behavioral tasks have been developed; however, most are non-automated and are labor-intensive. The recent development of the open-source microcontroller has enabled researchers to automate operant-based tasks for assessing a variety of cognitive tasks, standardizing the stimulus presentation, improving the data recording and consequently, improving the research output. Here, we describe an automated delay-based reinforcement-guided decision-making task, using an operant T-maze controlled by custom-written software programs. Using these decision-making tasks, we show the changes in the local field potential activities in the anterior cingulate cortex of a rat whilst it performs a delay-based cost-and-benefit decision-making task.

A cost-benefit analysis is a weighing-scale approach that the brain performs during the course of decision making. Here, we propose a protocol to train rats on an operant-based decision-making paradigm where rats choose higher rewards at the expense of waiting for 15 s to receive them.

פרוטוקולים operant להערכת ניתוח עלות-תועלת במהלך קבלת החלטות מחוזק על ידי מכרסמים

Reinforcement-guided decision making is the ability to choose between competing courses of action based on the relative value of the benefits and their ...

חקירת ביצועי לב תלויי HR באמצעות פרוטוקול קצב פרוזדורים

A Pacing-Controlled Procedure for the Assessment of Heart Rate-Dependent Diastolic Functions in Murine Heart Failure Models

Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is a condition characterized by diastolic dysfunction and exercise intolerance. While exercise-stressed hemodynamic tests or MRI can be used to detect diastolic dysfunction and diagnose HFpEF in humans, such modalities are limited in basic research using mouse models. A treadmill exercise test is commonly used for this purpose in mice, but its results can be influenced by body weight, skeletal muscle strength, and mental state. Here, we describe an atrial-pacing protocol to detect heart rate (HR)-dependent changes in diastolic performance and validate its usefulness in a mouse model of HFpEF. The method involves anesthetizing, intubating, and performing pressure-volume (PV) loop analysis concomitant with atrial pacing. In this work, a conductance catheter was inserted via a left ventricular apical approach, and an atrial pacing catheter was placed in the esophagus. Baseline PV loops were collected before the HR was slowed with ivabradine. PV loops were collected and analyzed at HR increments ranging from 400 bpm to 700 bpm via atrial pacing. Using this protocol, we clearly demonstrated HR-dependent diastolic impairment in a metabolically induced HFpEF model. Both the relaxation time constant (Tau) and the end-diastolic pressure-volume relationship (EDPVR) worsened as the HR increased compared to control mice. In conclusion, this atrial pacing-controlled protocol is useful for detecting HR-dependent cardiac dysfunctions. It provides a new way to study the underlying mechanisms of diastolic dysfunction in HFpEF mouse models and may help develop new treatments for this condition.

מחבר זרקור: חקירת תפקוד לב תלוי HR במודלים של עכברים באמצעות גישה חדשנית לקצב פרוזדורים 

The present protocol describes obtaining the pressure-volume relationship through transesophageal pacing, which serves as a valuable tool in evaluating diastolic function&#160;in mouse models of heart failure.