עבודה זו נתמכה על ידי מענק # NS054148 NINDS.

כל ההליכים כרוכים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת אוניברסיטת מישיגן המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש (IACUC). 1. ניסיוני התקנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתיבת התניה אופרנטית אשר מורכבת מקיר חמש גומות nosepoke בצד אחד ושוקת אספקת מזון בצד השני. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חור nosepoke המרכז נחשב כחור &quot;קיבעון&quot; וארבעת חורים אחרים (שתיים בכל צד של חור הקיבעון) נחשבים חורי יעד מוטורי. כל חור הוא מצויד במערכת קרן אינפרא אדומה פולט גלאי שמזהה כאשר החיה נכנסה וחזרה בו מחור הקיבעון LED ושלושה צבעים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במחולל טון לתכנות כדי לייצר צלילים בתדר אחד עם דיוק של האלפית שני ולחבר אותו לרמקול המותקן בתוך הקופסה אופרנטית. לשלוט על גנרטור הטון וnosepokes באמצעות מערכת מעקב התנהגותי באמצעות התוכנה המתאימה. השתמש בחומרה וsoftwהם מערכת המספקת ניטור זמנים אלפית שנייה של אירועים ושליטה של ​​רמזים ותגובות התנהגותיות. הערה: המשרעת של שני טון ורמזי רעש צריכה להישמר סביב 60 ± 3 dB SPL. </li></ol></li></ol> 2. הרגלה מוקדם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגבל את צריכת המזון של הנושא למשקלו של הנושא הרגיל (לדוגמא: במשך 3 ימים) 100 גרם בהדרגה ל~ 5 גרם. הנושא צריך לשמור על 85-90% מהמשקל כרצונך מודעה שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרגיל את הנושא לטיפול על ידי הנסיין וקרא את הנושא עם המכשיר מהיום הראשון של הפעלת פרוטוקול מניעת מזון. התחל טיפול בבעלי החיים ומניחים אותו בתיבת התניה אופרנטית, תוך מתן כדורי מזון בשוקת גלולה כדי לעודד את הנושא כדי לחקור את הכלוב ולהכיר את מיקום משלוח הפרס. </li></ol> 3. הדרכה נושא <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הערות כלליות<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשימה הציעה כאן צריכה תיאום מדויק בין התפיסה של קיו שמיעה, צמצום תנועות בתקופת האיחור וביצוע תנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בהדרגה להכשיר את הצעד, שלב אחר הנושא כדי להכין אותם להתנהגות הרצויה הסופית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי בסוף כל שלב, בכפוף שומר&gt; 75% ביצועים התנהגותיים לפחות שלושה מפגשים רצופים לפני שממשיכים לשלב הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהוא הגיע לשלב הסופי, לשמור את הנושא בפרוטוקול במשך שבוע, כדי להבטיח את הביצועים נשמר ברמה הרצויה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל: הכר את הנושא עם חורי nosepoke, יציאת משלוח מזון ואת הקשר בין החורים והתגמול המהבהבים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר באחד מתוך ארבע המטרות על לוח זמנים אקראיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחק את אות Go (רעש שמיעתי לבן) ולשמור LED בתוך החור מהבהב (משך דופק 0.3 שניות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרה שלoftware לתגמל את הנושא על ביקורים לחור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פסק זמן המשפט לאחר 30 שניות אם החור הוא לא ביקר ולהתחיל משפט חדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לא לתגמל את כל ביקורים לחורים נכונים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחירת יעד: להעניש ביקורים שגויים לחורי nonselected. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על ביקורי חורים שגויים, לסיים את המשפט ואחריו 5 שניות של שחור החוצה. הערה: במהלך עידן האפלה, LED חור קיבעון כבוי בכלוב. משמעות דבר היא כי הנושא לא יכול ליזום משפט וצריכה לחכות עד שחור הקיבעון LED מתחיל להבהב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר חור חדש ולהתחיל במשפט חדש. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Nosepoke: רכבת כפופה ללתקוע בתוך חור הקיבעון להתחיל משפט. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תהבהב נורה צהובה בתוך חור הקיבעון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר ביקור חור הקיבעון לשחק מייד את הרמז ללכת ולהתחיל משפט חדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעניש ביקורים שגויים על ידי 5 שניות; של האפלה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיכוב: למד את הנושא כדי לשמור על האף שלהם בתוך חור הקיבוע לתקופה קצובה של זמן (תקופת עיכוב), כי הוא גדל בהדרגה כאימון מתקדם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה לנושא לבקר חור הקיבעון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסיים את המשפט אם הנושא חוזר בטווח של 500 אלפיות שניים. אחרת, לשחק קיו Go. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעניש את ההכחשות מוקדמות על ידי התקופה האפלה למשך 7 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תגמל את הביקורים הנכונים על ידי מתן גלולה מזון. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שני רמזים (עם אור): עלייה ואקראי אורך תקופת האיחור ולהציג אות ההוראה השמיעתית. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגדיל את אורכה של תקופת העיכוב לממוצע של 1.5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר באורך אקראי עיכוב התקופה בכל ניסוי המבוסס על צפיפות אחידה בין 1.3-1.8 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להציג את אות הוראת כצליל שמיעתי תדר אחד פעמו בשלישיות, עם משך פעימה של 150 אלפיות ומרווח interpulse של 100 אלפיות שניים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחק קיו ההוראה מייד לאחר הנושא נכנס לחור הקיבעון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקצאת שני רמזי הוראה לכל אחד מהיעדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש אך ורק אות אחת קשורה לכל יעד בשלב זה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בואו הנושא להשתמש בשני רמזים שמיעתיים וחזותיים כדי לבחור את חור היעד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שני רמזים (ללא אור): רכבת הנושא להשתמש רק רמזים שמיעתיים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הנוריות מהבהבות בתוך חורי היעד כדי שהנושא יהיה להשתמש רק ברמזי הוראה שמיעתיים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ארבעה רמזים: הציגו את שני הרמזים אחרים לרצף של רמזי הוראה הוצגו באופן אקראי ולחזור על סעיפים 3.5.3-3.6.1. </li></ol> 4. ניתוח התנהגות נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיעור הצלחה: הגדרת שיעור הצלחה כאחוז ביקורים נכונים למטרות מחולקים במספר הכולל של ניסויים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li&gt; למדוד את שיעור הצלחה בכל שלב של אימון. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סוגי שגיאה: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נסיגה מוקדמת: למדוד את אחוז הניסויים בעתו החוצה בשל הכחשות מוקדמות מחור הקיבעון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שגיאת עמלה: חישוב אחוז מניסויים נכשלו כאשר הנושא מבקר יעד מיודע </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שגיאת השמטה: לחשב את אחוז הטעויות כאשר הנושא לא לבקר בכל המטרות לאחר תחילת משפט. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משתנים שנמדדו: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זמן תגובה (RT): לכל ניסוי, למדוד את העיכוב בין הופעת רמז Go וחוזר בה הנושא מחור הקיבעון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זמן ליעד (TT): מדוד את משך הזמן בין נסיגת הנושא מחור הקיבעון ונכנס לחור היעד. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Goldstein, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cognitive psychology: Connecting mind, research, and everyday experience. , (2008).</li><li>Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. 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=4th+edition.">4th edition.</a> Principles of neural science. , (2000).</li><li>Cisek, P., Kalaska, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+mechanisms+for+interacting+with+a+world+full+of+action+choices.">Neural mechanisms for interacting with a world full of action choices.</a> Ann. Rev. Neurosci. 33, 269-298 (2010).</li><li>Kalat, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biological psychology. , (2012).</li><li>Banich, M. T., Compton, R. 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> Cognitive neuroscience. , (2010).</li><li>Carew, T. J., Pinsker, H. M., Kandel, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+habituation+of+a+defensive+withdrawal+reflex+in+aplysia.">Long-term habituation of a defensive withdrawal reflex in aplysia.</a> Science. 175, 451-454 (1972).</li><li>Hodgkin, A. L., Huxley, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+quantitative+description+of+membrane+current+and+its+application+to+conduction+and+excitation+in+nerve.">A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve.</a> J. Physiol. 117, 500 (1952).</li><li>Romo, R., Salinas, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flutter+discrimination:+neural+codes,+perception,+memory+and+decision+making.">Flutter discrimination: neural codes, perception, memory and decision making.</a> Nat. Rev. Neurosci. 4, 203-218 (2003).</li><li>Romo, R., de Lafuente, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conversion+of+sensory+signals+into+perceptual+decisions.">Conversion of sensory signals into perceptual decisions.</a> Prog. Neurobiol. 10, (2012).</li><li>Shadlen, M. N., Britten, K. H., Newsome, W. T., Movshon, J. 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+computational+analysis+of+the+relationship+between+neuronal+and+behavioral+responses+to+visual+motion.">A computational analysis of the relationship between neuronal and behavioral responses to visual motion.</a> J. Neurosci. 16, 1486-1510 (1996).</li><li>Beck, J. 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=Probabilistic+Population+Codes+for+Bayesian+Decision+Making.">Probabilistic Population Codes for Bayesian Decision Making.</a> Neuron. 60, 1142-1152 (2008).</li><li>Goldman-Rakic, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circuitry+of+primate+prefrontal+cortex+and+regulation+of+behavior+by+representational+memory.">Circuitry of primate prefrontal cortex and regulation of behavior by representational memory.</a> Compr. Physiol. , (1987).</li><li>Miller, E. K., Erickson, C. A., Desimone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+mechanisms+of+visual+working+memory+in+prefrontal+cortex+of+the+macaque.">Neural mechanisms of visual working memory in prefrontal cortex of the macaque.</a> J. Neurosci. 16, 5154-5167 (1996).</li><li>Fuster, J. M., Alexander, G. E., 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=Neuron+activity+related+to+short-term+memory.">Neuron activity related to short-term memory.</a> Science. 173, 652-654 (1971).</li><li>Fetz, E. E., Baker, M. 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> Operantly Conditioned Patterns of Activity and Correlated Responses Cells and Contralateral Muscles. , (1973).</li><li>Carmena, J. 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=Learning+to+control+a+brain--machine+interface+for+reaching+and+grasping+by+primates.">Learning to control a brain--machine interface for reaching and grasping by primates.</a> PLoS Biol. 1, e42 (2003).</li><li>Georgopoulos, A. P., Schwartz, A. B., Kettner, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+population+coding+of+movement+direction.">Neuronal population coding of movement direction.</a> Science. 233, 1416-1419 (1986).</li><li>Donoghue, J. P., Sanes, J. N., Hatsopoulos, N. G., Ga&#225;l, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+discharge+and+local+field+potential+oscillations+in+primate+motor+cortex+during+voluntary+movements.">Neural discharge and local field potential oscillations in primate motor cortex during voluntary movements.</a> J. Neurophysiol. 79, 159-173 (1998).</li><li>Abbott, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+animals:+the+Renaissance+rat.">Laboratory animals: the Renaissance rat.</a> Nature. 428, 464-466 (2004).</li><li>Fuster, 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> The prefrontal cortex. , (2008).</li><li>Britten, K. H., Shadlen, M. N., Newsome, W. T., Movshon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+analysis+of+visual+motion:+a+comparison+of+neuronal+and+psychophysical+performance.">The analysis of visual motion: a comparison of neuronal and psychophysical performance.</a> J. Neurosci. 12, 4745-4765 (1992).</li><li>Abbott, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroscience:+The+rat+pack.">Neuroscience: The rat pack.</a> Nature. 465, 282-283 (2010).</li><li>Uchida, N., Mainen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speed+and+accuracy+of+olfactory+discrimination+in+the+rat.">Speed and accuracy of olfactory discrimination in the rat.</a> Nat. Neurosci. 6, 1224-1229 (2003).</li><li>Jaramillo, S., Zador, A. 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+auditory+cortex+mediates+the+perceptual+effects+of+acoustic+temporal+expectation.">The auditory cortex mediates the perceptual effects of acoustic temporal expectation.</a> Nat. Neurosci. 14, 246-251 (2010).</li><li>Cohen, L., Rothschild, G., Mizrahi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+integration+of+natural+odors+and+sounds+in+the+auditory+cortex.">Multisensory integration of natural odors and sounds in the auditory cortex.</a> Neuron. 72, 357-369 (2011).</li><li>Desch&#234;nes, M., Moore, J., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sniffing+and+whisking+in+rodents.">Sniffing and whisking in rodents.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 22, 243-250 (2012).</li><li>Raposo, D., Sheppard, J. P., Schrater, P. R., Churchland, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+decision-making+in+rats+and+humans.">Multisensory decision-making in rats and humans.</a> J. Neurosci. 32, 3726-3735 (2012).</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>Brasted, P. J., Dunnett, S. B., 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=Unilateral+lesions+of+the+medial+agranular+cortex+impair+responding+on+a+lateralised+reaction+time+task.">Unilateral lesions of the medial agranular cortex impair responding on a lateralised reaction time task.</a> Behav. Brain Res. 111, 139-151 (2000).</li><li>Gage, G. J., Stoetzner, C. R., Wiltschko, A. B., Berke, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+activation+of+striatal+fast-spiking+interneurons+during+choice+execution.">Selective activation of striatal fast-spiking interneurons during choice execution.</a> Neuron. 67, 466-479 (2010).</li><li>Erlich, J. C., Bialek, M., Brody, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+cortical+substrate+for+memory-guided+orienting+in+the+rat.">A cortical substrate for memory-guided orienting in the rat.</a> Neuron. 72, 330-343 (2011).</li><li>Mohebi, A., Oweiss, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+ensemble+correlates+of+working+memory+in+the+rat+medial+prefrontal+cortex.">Neural ensemble correlates of working memory in the rat medial prefrontal cortex.</a> 41 st Ann. Meet. Soc. Neurosci. , (2011).</li><li>Oweiss, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Statistical signal processing for neuroscience and neurotechnology. , (2010).</li><li>Thorndike, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+intelligence:+An+experimental+study+of+the+associative+processes+in+animals.">Animal intelligence: An experimental study of the associative processes in animals.</a> Psychol. Monographs: Gen. Appl. 2, 1-109 (1898).</li></ol>

המחברים מצהירים שום אינטרסים כלכליים מתחרים.

חולדות היו בשימוש נרחב במחקר במדעי מוח ליותר ממאה שנה. מאז ההשקה של תורנדייק של המושג של החוק לתוקף בחתולים 34, התניה אופרנטית כבר הגישה סטנדרטית לבדיקת היבטים שונים של התנהגות בעלי חיים. ניסויי מדעי המוח רבים מעורבים בקבלת החלטות ובהכנת מנוע כוללים תקופת עיכוב ...

<html> לומד את הקשר בין נוירופיזיולוגיה וההתנהגות הוא המטרה הסופית במדעי המוח מערכות. מבחינה היסטורית, יש כבר איזון בין בחירת מודל החיה ורפרטואר התנהגותי 1-5. בעוד אורגניזמים פשוטים כמו שבלולי ים 6 או קלמרי 7 נעשו שימוש נרחב כדי לחקור את התכונות של תעלות יונים בודדים, תאי עצב ומעגלים עצביים פשוטים, יש צורך במינים מסדר גבוה יותר ללמוד פונקציות מורכבות יותר, כגון ניווט מרחבית, קבלת החלטות 8-11 וקוגניטיביות לשלוט 12-14. למרות היותו מודל חיה סטנדרטי לאדם כמו התנהגות, שימוש בפרימטים לא אנושיים מנחה שיקולי עלות ואתיים שמונעים את השימוש בם על פני מגוון רחב של ניסויים במעבדה אחת הגדרת 15-18. מודלים של בעלי חיים פשוטים כגון מכרסמים בדרך כלל העדיפו 19, ובלבד שיש להם מצעים עצביים דומים עומדים בבסיס ההתנהגויות של עניין. &quot;&gt; יש ראיות רבות המצביעות על כך מכרסמים לשתף מבנים בקליפת המוח וקורטיקליים דומים לאלה שנמצאו בפרימטים 20-22. מכרסמים ידועים גם לשלב מידע על פני מערכות חוש מרובות כדי להדריך את פעולתם 23-25, למשל, על ידי התיאום הנעים במהירות ומרחרח במהלך התנהגות 26 גישוש או על ידי שילוב אירועים שמיעתיים וחזותיים / חוש הריח 25,27. כאן אנו מתארים מסגרת לתניה אופרנטית של מכרסמים המשמשים לבדיקת משימות קוגניטיביות 28-32. במסגרת זו, נבדקים נדרשים לקבע בתוך חור nosepoke ולשמור על חוטמם בתוך החור עד להצגת אות דרכים. המשימה התנהגותית היא עיצוב nosepoke חמישה חור המשמש כמקובל ללימודי משימת זמן תגובת סדרה 5 ברירה. בתקופת האיחור, מגוון של רמזי הוראה מוצג להנחות את הנושא כדי לבצע פעולה. במסגרת זו יכולה בקלות להיות שונה כדי להתאיםיש צורך במגוון רחב של ניסויים שבהם הכשרה בנושא כדי למזער את התנועה הגלויה שלה על פני פרק זמן קצר. זה מאפשר לימוד שלפעילות spiking של נוירונים בודדים מושפעת רמזים מסוימים בפרק זמן זה במידה. הפרוטוקול יכול לצמצם את זמן אימון ויכול להפחית את ההשתנות פני למידה בנושא. תרשים זרימה סכמטי של המשימה מוצגת באיור 1.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="757">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:359px;"> 5-HOLED NOSE POKE WITH 3STIM CUE LIGHT - RAT CAGE</td>
			<td style="width:112px;">Coulbourn</td>
			<td style="width:119px;"> H21-06M/R</td>
			<td style="width:167px;"> </td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">TEST CAGE</td>
			<td style="width:112px;">Coulbourn</td>
			<td style="width:119px;">H10-11R-TC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">Graphic State Software</td>
			<td style="width:112px;">Coulbourn</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">PROGRAMMABLE TONE/NOISE GENERATOR</td>
			<td style="width:112px;">Coulbourn</td>
			<td style="width:119px;">A12-33</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">Dustless Precision Pellets</td>
			<td style="width:112px;">Bio-Serv</td>
			<td style="width:119px;">F0165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;"> SPEAKER MODULE</td>
			<td style="width:112px;">Coulbourn</td>
			<td style="width:119px;">H12-01R</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a fully automated rodent conditioning protocol for sensorimotor integration and cognitive control experiments

מכרסמים שימשו באופן מסורתי כמודל חיה סטנדרטי בניסויים במעבדה כרוכים במספר עצום של משימות חושיות, קוגניטיבית ומוטוריות. תפקודים קוגניטיביים גבוהים יותר הדורשים שליטה מדויקת תגובות הסנסורית כגון קבלת החלטות ואפנון קשב, לעומת זאת, נבחנים בדרך כלל בפרימטים לא אנושיים. למרות העושר של התנהגות קופים המאפשרת לגרסות מרובות של פונקציות אלה כדי להיחקר, המודל המכרסם נשאר אלטרנטיבה למודלים הפרימטים אטרקטיבית, יעיל וחסכונית. יתר על כן, היכולת למכן התניה אופרנטית באופן מלא במכרסמים מוסיפה יתרונות ייחודיים על פני הכשרת העבודה אינטנסיבית של פרימטים לא אנושיים בזמן לימודים במגוון רחב של פונקציות מורכבות אלה. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לחולדות אוויר operantly על ביצוע משימות זיכרון עבודה. במהלך תקופות קריטיות של המשימה, הפרוטוקול מבטיח כי התנועה הגלויה של החיה ממוזערת ידי requiring בעלי החיים כדי &#39;לקבע&#39; עד אות עבור מועברת, בדומה לתכנון ניסוי בקופים לא אנושי. משימה פשוטה שתי חלופית נאלצה בחירה מיושמת כדי להדגים את הביצועים. אנחנו דנים ביישום של פרדיגמה זו למשימות אחרות.

המסגרת המוצעת מאפשרת אימון בנושא במגוון רחב של משימות קוגניטיביות. כאן אנו מיושמים משימת עיכוב הורה שנועדה לחקור את המנגנונים של פעולות מכוונות מטרה בקליפת מוח הקדם חזיתית המכרסם. איור 1 מציג תרשים זרימה של עיצוב ניסיוני. <p class="jove_content" style=";text-align:right;direction:rt...

Watch this Scientific Journal Video about A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments at JoVE.com

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

פרוטוקול אוטומטי לחלוטין לתניה אופרנטית מכרסמים מוצע. הפרוטוקול מסתמך על שליטה זמנית מדויקת של אירועים התנהגותיים לחקור כדי שניסויי השפעות שליטה זו אינטגרציה עצבית שבבסיס פעילות הסנסורית ושליטה קוגניטיבית המידה.

מכרסמים אוויר פרוטוקול אוטומטי לחלוטין עבור הסנסורית אינטגרציה וניסויי בקרה קוגניטיבית

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

a-fully-automated-rodent-conditioning-protocol-for-sensorimotor

Research

JoVE Journal

Behavior

10.5K Views.  Michigan State University.  פרוטוקול אוטומטי לחלוטין לתניה אופרנטית מכרסמים מוצע. הפרוטוקול מסתמך על שליטה זמנית מדויקת של אירועים התנהגותיים לחקור כדי שניסויי השפעות שליטה זו אינטגרציה עצבית שבבסיס פעילות הסנסורית ושליטה קוגניטיבית המידה. 

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

A Method for Investigating Age-related Differences in the Functional Connectivity of Cognitive Control Networks Associated with Dimensional Change Card Sort Performance

The ability to adjust behavior to sudden changes in the environment develops gradually in childhood and adolescence. For example, in the Dimensional Change Card Sort task, participants switch from sorting cards one way, such as shape, to sorting them a different way, such as color. Adjusting behavior in this way exacts a small performance cost, or switch cost, such that responses are typically slower and more error-prone on switch trials in which the sorting rule changes as compared to repeat trials in which the sorting rule remains the same. The ability to flexibly adjust behavior is often said to develop gradually, in part because behavioral costs such as switch costs typically decrease with increasing age. Why aspects of higher-order cognition, such as behavioral flexibility, develop so gradually remains an open question. One hypothesis is that these changes occur in association with functional changes in broad-scale cognitive control networks. On this view, complex mental operations, such as switching, involve rapid interactions between several distributed brain regions, including those that update and maintain task rules, re-orient attention, and select behaviors. With development, functional connections between these regions strengthen, leading to faster and more efficient switching operations. The current video describes a method of testing this hypothesis through the collection and multivariate analysis of fMRI data from participants of different ages.

This video presents a method of examining age-related changes in functional connectivity of cognitive control networks engaged by targeted tasks/processes. The technique is based on multi-variate analysis of fMRI data.

שיטה לחקירת הבדלי גיל הקשורים בקישוריות התפקודית של קוגניטיבית בקרת רשתות הקשורים למיון כרטיס שינוי ממדי ביצועים

The ability to adjust behavior to sudden changes in the environment develops gradually in childhood and adolescence. For example, in the Dimensional ...

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

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have developed visual cognitive tasks for rats using the Floor Projection Maze1,2&#160;that are optimized for visual abilities of rats permitting stronger comparisons of experimental findings with other species.
In order to investigate neural correlates of learning and memory, we have integrated electrophysiological recordings into fully automated cognitive tasks on the Floor Projection Maze1,2. Behavioral software interfaced with an animal tracking system allows monitoring of the animal's behavior with precise control of image presentation and reward contingencies for better trained animals. Integration with an in vivo electrophysiological recording system enables examination of behavioral correlates of neural activity at selected epochs of a given cognitive task.
We describe protocols for a model system that combines automated visual presentation of information to rodents and intracranial reward with electrophysiological approaches. Our model system offers a sophisticated set of tools as a framework for other cognitive tasks to better isolate and identify specific mechanisms contributing to particular cognitive processes.

We describe protocols for training rats for chronic electrophysiological recordings in fully automated cognitive tasks on a Floor Projection Maze.

משימות אוטומטיות חזותית קוגניטיבית להקלטה עצבית פעילות באמצעות הקרנה מקיר לקיר מבוך

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

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.

הערכה של קוגניציה החברתית בפרימטים ללא אנושיים באמצעות רשת של מכשיר אוטומטי למידה ממוחשבת מערכות (ALDM) מבחן

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

A Structured Rehabilitation Protocol for Improved Multifunctional Prosthetic Control: A Case Study

Advances in robotic systems have resulted in prostheses for the upper limb that can produce multifunctional movements. However, these sophisticated systems require upper limb amputees to learn complex control schemes. Humans have the ability to learn new movements through imitation and other learning strategies. This protocol describes a structured rehabilitation method, which includes imitation, repetition, and reinforcement learning, and aims to assess if this method can improve multifunctional prosthetic control. A left below elbow amputee, with 4 years of experience in prosthetic use, took part in this case study. The prosthesis used was a Michelangelo hand with wrist rotation, and the added features of wrist flexion and extension, which allowed more combinations of hand movements. The participant&#8217;s Southampton Hand Assessment Procedure score improved from 58 to 71 following structured training. This suggests that a structured training protocol of imitation, repetition and reinforcement may have a role in learning to control a new prosthetic hand. A larger clinical study is however required to support these findings.

As prosthetic development moves towards the goal of natural control, harnessing amputees&#8217; inherent ability to learn new motor skills may enable proficiency. This manuscript describes a structured rehabilitation protocol, which includes imitation, repetition, and reinforcement learning strategies, for improved multifunctional prosthetic control.

פרוטוקול מובנה לשיקום משולבת משופרים תותבת בקרה: Case Study

Advances in robotic systems have resulted in prostheses for the upper limb that can produce multifunctional movements. However, these sophisticated ...

Protocol for Data Collection and Analysis Applied to Automated Facial Expression Analysis Technology and Temporal Analysis for Sensory Evaluation

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis (AFEA) software. Additionally, we demonstrate a method for extracting relevant emotional data output and plotting the emotional response of a population over a specified time frame. By time pairing each participant's treatment response to a control stimulus (baseline), the overall emotional response over time and across multiple participants can be quantified. AFEA is a prospective analytical tool for assessing unbiased response to food and beverages. At present, most research has mainly focused on beverages. Methodologies and analyses have not yet been standardized for the application of AFEA to beverages and foods; however, a consistent standard methodology is needed. Optimizing video capture procedures and resulting video quality aids in a successful collection of emotional response to foods. Furthermore, the methodology of data analysis is novel for extracting the pertinent data relevant to the emotional response. The combinations of video capture optimization and data analysis will aid in standardizing the protocol for automated facial expression analysis and interpretation of emotional response data.

A protocol for capturing and statistically analyzing emotional response of a population to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis software is described.

פרוטוקול איסוף נתונים וניתוח יישומים לטכנולוגית ניתוח הבעות פנים אוטומטי ובזמן ניתוח להערכה חושית

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial ...

Eye-Tracking Control to Assess Cognitive Functions in Patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder with pathological involvement of upper and lower motoneurons, subsequently leading to progressive loss of motor and speech abilities. In addition, cognitive functions are impaired in a subset of patients. To evaluate these potential deficits in severely physically impaired ALS patients, eye-tracking is a promising means to conduct cognitive tests. The present article focuses on how eye movements, an indirect means of communication for physically disabled patients, can be utilized to allow for detailed neuropsychological assessment. The requirements, in terms of oculomotor parameters that have to be met for sufficient eye-tracking in ALS patients are presented. The properties of stimuli, including type of neuropsychological tests and style of presentation, best suited to successfully assess cognitive functioning, are also described. Furthermore, recommendations regarding procedural requirements are provided. Overall, this methodology provides a reliable, easy to administer and fast approach for assessing cognitive deficits in patients who are unable to speak or write such as patients with severe ALS. The only confounding factor might be deficits in voluntary eye movement control in a subset of ALS patients.

Cognitive deficits are common in about one third of patients with amyotrophic lateral sclerosis, a neurological condition leading to progressive impairments in speech and movement abilities. To conduct cognitive tests in patients unable to speak or write a reliable and easy to administer eye-tracking paradigm was developed.

בקרת Eye-מעקב כדי להעריך תפקודים קוגניטיביים אצל חולים עם טרשת לרוחב amyotrophic

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disorder with pathological involvement of upper and lower motoneurons, subsequently leading to ...

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.

אוטומטית, וזמינותו התנהגות לטווח ארוך עבור פונקציות קוגניטיביות במודלים גנטיות מרובות של מחלת אלצהיימר, באמצעות IntelliCage

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

A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and spatial cognition. With a local area network and dedicated software platform, experimenters can efficiently monitor the behavior of the participants that are simultaneously immersed in a desktop virtual environment and digitalize the collected data. These capabilities allow for experimental designs in spatial cognition and navigation research that would be difficult (if not impossible) to conduct in the real world. Possible experimental variations include stress during an evacuation, cooperative and competitive search tasks, and other contextual factors that may influence emergent crowd behavior. However, such a laboratory requires maintenance and strict protocols for data collection in a controlled setting. While the external validity of laboratory studies with human participants is sometimes questioned, a number of recent papers suggest that the correspondence between real and virtual environments may be sufficient for studying social behavior in terms of trajectories, hesitations, and spatial decisions. In this article, we describe a method for conducting experiments on decision-making and navigation with up to 36 participants in a networked desktop virtual reality setup (i.e., the Decision Science Laboratory or DeSciL). This experiment protocol can be adapted and applied by other researchers in order to set up a networked desktop virtual reality laboratory.

This paper describes a method for conducting multi-user experiments on decision-making and navigation using a networked computer laboratory.

מלכודת ברשת מציאות מדומה של שולחן העבודה עבור ההחלטה מדע, ניסויים ניווט עם משתתפים מרובים

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and ...

Virtual Reality Experiments with Physiological Measures

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and laboratory experiments, respectively. VR is especially useful for geographic visualizations and investigations of spatial behavior. In spatial behavior research, VR provides a platform for studying the relationship between navigation and physiological measures (e.g., skin conductance, heart rate, blood pressure). Specifically, physiological measures allow researchers to address novel questions and constrain previous theories of spatial abilities, strategies, and performance. For example, individual differences in navigation performance may be explained by the extent to which changes in arousal mediate the effects of task difficulty. However, the complexities in the design and implementation of VR experiments can distract experimenters from their primary research goals and introduce irregularities in data collection and analysis. To address these challenges, the Experiments in Virtual Environments (EVE) framework includes standardized modules such as participant training with the control interface, data collection using questionnaires, the synchronization of physiological measurements, and data storage. EVE also provides the necessary infrastructure for data management, visualization, and evaluation. The present paper describes a protocol that employs the EVE framework to conduct navigation experiments in VR with physiological sensors. The protocol lists the steps necessary for recruiting participants, attaching the physiological sensors, administering the experiment using EVE, and assessing the collected data with EVE evaluation tools. Overall, this protocol will facilitate future research by streamlining the design and implementation of VR experiments with physiological sensors.

Virtual reality (VR) experiments can be difficult to implement and require meticulous planning. This protocol describes a method for the design and implementation of VR experiments that collect physiological data from human participants. The Experiments in Virtual Environments (EVE) framework is employed to accelerate this process.

מציאות מדומה בין ניסויים פיסיולוגיים

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and ...

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, ...