La creazione di questo sistema è stato sostenuto da 5RO1MH77027.

I tre protocolli completamente automatizzato in TSsystem (corrispondenza, appetitiva condizionamento strumentale e classica), e il protocollo di commutazione sono stati approvati dal Comitato di cura degli animali e Servizi alla Rutgers New Brunswick. 1. Installazione del sistema fisico <ol><li> Impostare gli ambienti di test negli armadi (vedi Figura 1). </li><li> Installare il software esperimento di controllo fornito con gli ambienti di test sui computer protocollo di controllo. Nota: non utilizzare questi computer per altri scopi! </li></ol> 2. Installazione del software di sistema <ol><li> Impostare la rete LAN (local area network) in modo che il server su cui è installato il software di analisi dei dati può accedere ai dischi rigidi del computer (s) che controllano gli ambienti di test (vedi Figura 1). </li><li> Creare un account di sincronizzazione dei file per la memorizzazione dei dati nella &quot;nuvola&quot;. </li><li> Put la cartella TSsystem e le relative sottocartelle nel percorso di ricerca del linguaggio di programmazione commerciale in una cartella cloud sincronizzata. Nota: Il TSsystem è un toolbox software, cioè, una libreria di oltre 30 funzioni di alto livello che facilitano la creazione di complessi-analisi dei dati e data-grafica il codice che elabora automaticamente i dati ogni volta che viene raccolto dai file di output generati da il programma di esperimenti di controllo. Tutti i comandi operano su dati nel campi della struttura dell&#39;esperimento e inserire i risultati in altri campi nella stessa struttura (vedi Figura 2). Questi comandi open-source sono scritti in una delle lingue più diffuse di programmazione scientifica e grafici commerciali. Ha molte altre &quot;toolbox&quot;, tra i più utilmente una cassetta degli attrezzi statistiche. </li></ol> 3. Avvio di un esperimento <ol><li> Chiamare TSbegin (vedi figura 3). Nota: TSbegin è un interactive GUI (G raphic U ser I Nterface) nella casella degli strumenti TSsystem. Essa conduce l&#39;utente attraverso il processo di creazione della struttura di dati gerarchica in cui i dati grezzi e tutti i risultati che ne derivano saranno collocati dalle altre funzioni del toolbox TSsystem. </li><li> Chiamare TSaddprotocol (vedi Figura 4). Nota: TSaddprotocol è una GUI nella casella degli strumenti TSsystem. Essa conduce l&#39;utente attraverso il processo di specificare parametri di controllo per un protocollo sperimentale, specificando il codice decisione che automatizza la decisione di porre fine al protocollo e passare a quello successivo, e specificando i criteri decisionali per essere utilizzato. </li><li> Mettere i topi in 24/7 ambienti di test dal vivo-in, un mouse per ambiente. Note: Prendersi cura di annotare il numero ID del mouse che va in ciascuno degli ambienti sperimentali numerati (Box 1, Box 2, ecc.) Inoltre, nota la lettera che identifica l&#39;esperimento di controllocomputer sulla rete locale (LAN) e il relativo indirizzo IP. </li><li> Chiamare TSstartsession (Figura 5). Nota: TSstartsession è una GUI nella casella degli strumenti TSsystem. Essa conduce l&#39;utente attraverso il processo di avvio di una sessione sperimentale. Sessioni sperimentali durano una o due settimane, durante le quali vengono eseguiti diversi protocolli di test comportamentali diverse. TSstartsession memorizza le informazioni che va nella macro che il software del protocollo di controllo legge quando viene avviata una sessione. Incluso è il percorso e il nome del file di codice che il software del protocollo di controllo legge. Software analitico di TSsystem legge questo codice nella struttura dati gerarchica, per cui non c&#39;è dubbio, come al protocollo esatto in vigore in qualsiasi momento. </li><li> Vai ai computer di controllo e chiamare le macro scritte alla cartella MedPC, al fine di iniziare la sessione per le caselle controllate da computer. </li></ol> 4. Analisi dei dati <ol><li> Se è stato creato un nuovo protocollo, scrivere del caso di analisi dei dati e il codice grafica utilizzando i comandi nella finestra degli strumenti TSsystem, che semplificano notevolmente la creazione dei dati di analisi complesse. Nota: I dati-analisi e il codice grafico per i tre protocolli i cui risultati sono descritti di seguito sono inclusi nella casella degli strumenti TSsystem. Perché, sono open source, possono essere modificati a piacimento. Il codice per queste analisi è ampiamente commentato, che rende più facile creare il codice per analizzare i risultati dei protocolli specificati dall&#39;utente. </li><li> Per tutta la durata dell&#39;esperimento (24 ore a molte settimane), monitorare e-mail per gli avvisi dal server che indica malfunzionamenti possibile attrezzature (interruzioni di corrente, spontanee, riavvia controllo del computer, malfunzionamenti di alimentazione a pellet, ecc), che il TSsystem dati, l&#39;analisi programma rileva. </li><li> Studiare le trame di prestazioni che il codice-analisi dei dati scritti in TSsystem produce ogni volta che viene chiamato da thtimer e analisi (in genere 2-4 volte / die). Nota: Il timer analisi richiama il programma di analisi dei dati e di grafica a intervalli specificati dall&#39;utente. Il programma richiamato è scritto con funzioni in TSsystem. Si legge nella struttura dati gerarchica i dati grezzi raccolti dal file a cui il software del protocollo di controllo scrive. Poi, analizza i dati e grafici dei risultati delle analisi. Il file contenente la struttura dati gerarchica è memorizzato in una cartella di file-sincronizzazione nel cloud. Ciò fornisce backup automatico off-site. I file di sincronizzazione memorizza copie automatiche della struttura dei file sui computer di tutto il personale ei collaboratori che hanno concesso l&#39;accesso. Grafici specificati vengono inviati automaticamente al personale e collaboratori specificati. Un investigatore principale in grado di monitorare lo stato di avanzamento dei test da qualsiasi parte del mondo, in qualsiasi momento, e, se necessario, rivedere il protocollo sperimentale, on line, a distanza dal site dove vengono testati i topi. </li><li> Utilizzare TSbrowser per studiare i dati e le statistiche riassuntive nella struttura dati gerarchica non appena disponibili, in tempo quasi reale (vedi figura 2). </li></ol>

<ol>
	<li>Gallistel, C. R., Shizgal, P., Yeomans, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+portrait+of+the+substrate+for+self-stimulation.">A portrait of the substrate for self-stimulation.</a> Psychol. Rev. 88, 228-273 (1981).</li><li>Takahashi, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+neurobiology+and+genetics+of+circadian+rhythms+in+mammals.">Molecular neurobiology and genetics of circadian rhythms in mammals.</a> Ann. Rev. Neurosci. 18, 531-553 (1995).</li><li>Mackay, T. F. C., Stone, E. A., Ayroles, 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=The+genetics+of+quantitative+traits:+challenges+and+prospects.">The genetics of quantitative traits: challenges and prospects.</a> 10, 565-577 (2009).</li><li>Weber, J. N., Peterson, B. K., Hoekstra, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discrete+genetic+modules+are+responsible+for+complex+burrow+evolution+in+Peromyscus+mice.">Discrete genetic modules are responsible for complex burrow evolution in Peromyscus mice.</a> Nature. 493, 402-405 (2013).</li><li>Balsam, P. D., Drew, M. R., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+and+Associative+Learning.">Time and Associative Learning.</a> Compar. Cogn. Behav. Rev. 5, 1-22 (2010).</li><li>Gallistel, C. R., Gibbon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychol+Rev.">Psychol Rev.</a> Psychol Rev. 107, 289-344 (2000).</li><li>Ward, R. D., 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=Conditional+Stimulus+Informativeness+Governs+Conditioned+Stimulus&#8212;Unconditioned+Stimulus+Associability.">Conditional Stimulus Informativeness Governs Conditioned Stimulus&#8212;Unconditioned Stimulus Associability.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 38, 217-232 (2012).</li><li>Gallistel, C. 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=Is+matching+innate.">Is matching innate.</a> J. Exp. Anal. Behav. 87, 161-199 (2007).</li><li>Herrnstein, 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=Derivatives+of+matching.">Derivatives of matching.</a> Psychol. Rev. 86, 486-495 (1979).</li><li>Mark, T. A., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+matching.">Kinetics of matching.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 20, 79-95 (1994).</li><li>Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+the+Morris+water+maze+in+the+study+of+memory+and+learning.">The use of the Morris water maze in the study of memory and learning.</a> Int. J. Neurosci. 48, 29-69 (1989).</li><li>Foucaud, J., Burns, J. G., Mery, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+spatial+information+and+search+strategies+in+a+water+maze+analog+in+Drosophila+melanogaster.">Use of spatial information and search strategies in a water maze analog in Drosophila melanogaster.</a> PLoS ONE. 5, (2010).</li><li>Logue, S. F., Paylor, R., Wehner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+lesions+cause+learning+deficits+in+inbred+mice+in+the+Morris+water+maze+and+conditioned-fear+task.">Hippocampal lesions cause learning deficits in inbred mice in the Morris water maze and conditioned-fear task.</a> Behav. Neurosci. 111, 104-113 (1997).</li><li>Upchurch, M., Wehner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+between+inbred+strains+of+mice+in+Morris+water+maze+performance.">Differences between inbred strains of mice in Morris water maze performance.</a> Behav. Genet. 18, 55-68 (1988).</li><li>Zilles, K., Wu, J., Crusio, W. E., Schwegler, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+maze+and+radial+maze+learning+and+the+density+of+binding+sites+of+glutamate,+GABA,+and+serotonin+receptors+in+the+hippocampus+of+inbred+mouse+strains.">Water maze and radial maze learning and the density of binding sites of glutamate, GABA, and serotonin receptors in the hippocampus of inbred mouse strains.</a> Hippocampus. 10, 213-225 (2000).</li><li>Chen, G., King, J. A., Burgess, N., O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+vision+and+movement+combine+in+the+hippocampal+place+code.">How vision and movement combine in the hippocampal place code.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 378-383 (2013).</li><li>Gallistel, C. R. <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 organization of learning. , (1990).</li><li>Wittlinger, M., Wehner, R., Wolf, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+desert+ant+odometer:+a+stride+integrator+that+accounts+for+stride+length+and+walking+speed.">The desert ant odometer: a stride integrator that accounts for stride length and walking speed.</a> J. Exp. Biol. 210, (2007).</li><li>Challet, E., Mendoza, J., Dardente, H., Pevet, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurogenetics+of+food+anticipation.">Neurogenetics of food anticipation.</a> Eur. J. Neurosci. 30, 1676-1687 (2009).</li><li>Arcediano, F., Miller, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+constraints+for+models+of+timing:+A+temporal+coding+hypothesis+perspective.">Some constraints for models of timing: A temporal coding hypothesis perspective.</a> Learn. Mot. 33, 105-123 (2002).</li><li>Denniston, J. C., Blaisdell, A. P., Miller, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+Coding+in+Conditioned+Inhibition:+Analysis+of+Associative+Structure+of+Inhibition.">Temporal Coding in Conditioned Inhibition: Analysis of Associative Structure of Inhibition.</a> J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 30, 190-202 (2004).</li><li>Balci, F., Freestone, D., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Risk+assessment+in+man+and+mouse.">Risk assessment in man and mouse.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 2459-2463 (2009).</li><li>Kheifets, A., Gallistel, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mice+take+calculated+risks.">Mice take calculated risks.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 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. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+effects+of+geometry+and+landmark+in+a+spontaneous+reorientation+task:+a+study+of+two+species+of+fish.">Independent effects of geometry and landmark in a spontaneous reorientation task: a study of two species of fish.</a> Animal Cogn. 15, 861-870 (2012).</li><li>Rodriguiz, R., Wetsel, W. C., Levin, E. D., Buccafusco, J. 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> Animal Models of Cognitive Impairment Ch. 12. , (2006).</li><li>Gallistel, C. 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>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il nostro metodo consente un&#39;ampia gamma di fisiologici significativi, risultati quantitativi sul funzionamento di diversi meccanismi di cognizione, apprendimento e memoria, per molti topi in una volta, in un tempo minimo, con un minimo di lavoro umano, e senza manipolazione dei soggetti sperimentali nei giorni, settimane o mesi di test. Questi attributi adatti per programmi di screening genetici e farmacologici. Esso utilizza minimamente modificato hardware off-the-shelf (scatole di test e vasche nido). Produce pi?...

Per portare le potenti tecniche della genetica, genetica molecolare, la biologia molecolare e della neurofarmacologia esercitate su chiarire i meccanismi cellulari e molecolari che mediano i meccanismi di base della cognizione, abbiamo bisogno di alto volume, alto-through messo metodi di screening psicofisici che quantificano fisiologicamente significativa proprietà dei meccanismi cognitivi. Un psicofisica misurabile, fisiologica di proprietà quantitativo significativo di un meccanismo che è una proprietà che può essere misurata per mezzo comportamentali e anche mediante elettrofisiologici e biochimici. Esempi sono lo spettro di assorbimento della rodopsina, il periodo di free-running dell&#39;orologio circadiano, e il periodo refrattario degli assoni ricompensa nel pacchetto mediale prosencefalo 1,2. Misurazioni psicofisiche che possono essere comparati a misurazioni cellulari e molecolari gettare le basi per collegare i meccanismi cellulari e molecolari di meccanismi psicologici attraverso la corrispondenza quantitativa. Per example, il fatto che la spettro di assorbimento in situ della rodopsina nei segmenti esterni di aste sovrappone la funzione di sensibilità spettrale scotopica umano è una forte evidenza che il fotone-triggered isomerizzazione della rodopsina è il primo passo in visione scotopica. Gli aspetti quantitativi di modelli di comportamento complessi, sono fondamentali anche per l&#39;uso di metodi QTL nella genetica comportamentale 3,4. Le prestazioni di topi (e ratti) sui protocolli di apprendimento strumentali e di Pavlov consolidate dipende da meccanismi cerebrali che misurano la quantità astratte come il tempo, il numero, la durata, il tasso, la probabilità, il rischio, e la posizione spaziale. Ad esempio, la velocità di acquisizione di risposte condizionate Pavlovian dipende dal rapporto tra l&#39;intervallo medio tra gli eventi di rinforzo (tipicamente, consegne alimentari) e la latenza media di rinforzo dopo l&#39;inizio del segnale di imminente rinforzo 5-7. Per un secondo example, il rapporto tra la durata media delle visite a due tramogge di alimentazione in un protocollo corrispondente è pari a circa il rapporto delle aliquote di rinforzo a quei due tramogge 8-10. I metodi di prova del comportamento attualmente in uso a livello di neuroscienziati interessati a meccanismi di base sono, per la maggior parte, basso volume, basso attraverso-messo, e alta intensità di manodopera 26. Inoltre, non misurano quantitativi che possono essere comparati con quantità misurate con metodi elettrofisiologici e biochimici, come, ad esempio, i periodi comportamentale misurati e fasi di oscillatori circadiani possono essere confrontati con misure elettrofisiologiche e biochimiche del periodo circadiano e fase. Metodi di prova del comportamento attuali si concentrano su categorie di apprendimento, quali l&#39;apprendimento spaziale, apprendimento temporale, o la paura di apprendimento, piuttosto che sui meccanismi sottostanti. Il test labirinto acquatico diffuso di apprendimento spaziale 11-15 è un esempio di questi shortcomings. Apprendimento spaziale è una categoria. Apprendimento in quella categoria dipende da molti meccanismi, uno dei quali è il meccanismo di navigazione stimata 16,17. Dead reckoning dipende a sua volta il contachilometri, il meccanismo che misura la distanza di esecuzione 18. Allo stesso modo, l&#39;apprendimento temporale è una categoria. Un orologio circadiano è tra i meccanismi su cui l&#39;apprendimento in quella categoria dipende, perché è necessario un oscillatore con un periodo di circa 24 ore per gli animali per imparare l&#39;ora del giorno in cui gli eventi si verificano 17,19. L&#39;orologio che permette di alimentare l&#39;anticipazione deve ancora essere scoperto 19. Un orologio è un meccanismo di misurazione del tempo. Oscillatori endogeni con una vasta gamma di periodi permettere al cervello di individuare eventi nel tempo registrando le fasi di quegli orologi 16,17. La possibilità di registrare informazioni in tempo consente la misurazione di durate, cioè, le distanze tra le posizioni in tempo. Apprendimento associativo dipende da tegli misurazioni del cervello di una durata 5,6,20,21. I contatori sono meccanismi numerici di misurazione. Numero di misura permette la stima di probabilità, perché una probabilità è la proporzione tra la numerosità di un sottoinsieme e la numerosità del superset. Misura numero e durata misurazione abilitare stima tasso perché le velocità è il numero di eventi divisa per la durata dell&#39;intervallo su cui è stata misurata quel numero. Misure di durata, numero, frequenza e probabilità consentono adeguamenti comportamentali ai rischi che cambiano. 22,23 Il nostro metodo si concentra sulla misurazione l&#39;accuratezza e la precisione di questi meccanismi fondamentali. L&#39;accuratezza è la misura in cui la misura del cervello corrisponde ad una misura obiettiva. La precisione è la variazione o incertezza nella misura del cervello di un valore obiettivo fisso, per esempio, una durata fissa. La legge di Weber è il risultato più antica e consolidata saldamente in psicofisica. Essa afferma che la precisione delmisura del cervello di una grandezza è una frazione fissa di tale quantitativo. La Frazione Weber, che è il coefficiente di statistica di variazione in una distribuzione (σ / μ), misura di precisione. Il rapporto tra la media psicofisica (es. durata media giudicato) con la media oggettiva (durata media oggettiva) è la misura di precisione. Il metodo qui presentato massimizza il volume (numero di animali sottoposti a screening in qualsiasi momento in una data quantità di spazio in laboratorio) e velocità (quantità di informazioni ottenute diviso per la durata media della proiezione di un singolo animale), riducendo al minimo la quantità di umana manodopera necessaria per effettuare le misurazioni e massimizzando l&#39;immediatezza con cui i risultati dello screening diventato noto. L&#39;architettura del software di analisi dei dati presentati qui mette automaticamente i dati grezzi e tutti i risultati di sintesi e statistiche derivate dai dati in un unico dStruttura ata, con intestazioni di campo che rendono intelligibili i vasti mari di numeri in esso contenuti. Il software analitico funziona solo sui dati in tale struttura, e memorizza sempre i risultati delle sue operazioni nei campi all&#39;interno di quella stessa struttura. Ciò assicura un percorso intatto dai dati grezzi alle riassunti e grafici pubblicati. Il software scrive automaticamente nella struttura dei programmi esperimento di controllo che governarono il collaudo completamente automatizzato, e indica automaticamente che i dati grezzi provenienti da quale programma. Così, conserva un percorso di dati impeccabile, senza ombra di dubbio su quale condizioni sperimentali erano in vigore per ciascun animale in ogni punto del test e non c&#39;è dubbio su come le statistiche riassuntive sono stati ricavati dai dati grezzi. Questo metodo di conservazione dati facilita notevolmente lo sviluppo di banche dati di screening comportamentali standardizzati, rendendo possibile per altri laboratori per analizzare ulteriormente questi insiemi di dati formattati. <p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Questo metodo riduce al minimo il rischio di perdita del supporto per il firmware e il software da cui dipende. L&#39;apparecchiatura di prova è banalmente modificato da una fonte commerciale ormai consolidata. I linguaggi di programmazione sono il linguaggio personalizzato fornito dal produttore di hardware, per il protocollo di controllo, e, per l&#39;analisi dei dati e grafici, una, non commerciale, toolbox open-source appositamente costruito (TSsystem) scritti in una programmazione scientifica commerciale molto ampiamente supportato, i dati l&#39;analisi e la lingua grafica. La casella degli strumenti contiene i comandi ad alto livello per estrarre informazioni strutturali e statistiche riassuntive dal record di evento cronodatati lunghi. I programmi del protocollo di attuazione ei programmi-analisi dei dati sono open source e completamente documentati. Il sistema di screening è schematizzato in Figura 1. Dieci armadi, ciascuna contenente otto ambienti di test possono essere istituiti in un 10 ft x 15 ft stanza del laboratorio, consentendo a 80 t topio essere eseguito in una sola volta. I cavi che passano attraverso una porta in un muro di partito dovrebbero collegare gli ambienti alle schede elettrici / elettronici di interfaccia e PC in un&#39;altra stanza. I PG eseguire i programmi di protocollo di controllo. È necessario un computer per ogni 2 armadi (ambienti di test 16). I PC devono essere collegati tramite una rete locale a un server che esegue il software di analisi dei dati e grafica.

<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

Descriviamo un throughput elevato, ad alto volume, completamente automatizzato, live-in 24/7 Sistema di test comportamentali per valutare gli effetti delle manipolazioni genetiche e farmacologiche sui meccanismi di base della cognizione e di apprendimento nei topi. Un mouse polipropilene custodia vasca standard è collegata tramite un tubo in acrilico a una casella di prova topo commerciale standard. Il test box ha 3 tramogge, 2 dei quali sono connessi a pellet alimentatori. Tutti sono internamente illuminabile con un LED e monitorato per le voci di testa da raggi infrarossi (IR) travi. I topi vivono nell&#39;ambiente, che elimina la manipolazione durante lo screening. Ottengono il loro cibo per due o più periodi alimentazione quotidiana eseguendo in operante protocolli (classici) (strumentale) e pavloviano, per il quale abbiamo scritto il software del protocollo di controllo e software di analisi dei dati e la grafica quasi-real-time. Le routine di analisi dei dati e grafici sono scritti in un linguaggio basato su MATLAB creato per semplificare notevolmente l&#39;analisi di grandi time-scostipato record comportamentali e fisiologiche degli eventi e di conservare una traccia completa dei dati dai dati grezzi attraverso tutte le analisi intermedie per i grafici e le statistiche pubblicate all&#39;interno di una singola struttura dati. Il codice-analisi dei dati raccoglie i dati più volte al giorno e la sottopone ad analisi statistiche e grafici, che vengono memorizzati automaticamente nella &quot;nuvola&quot; e sul computer in laboratorio. Pertanto, il progresso di topi individuo è visualizzato e quantificato giornalmente. Il codice-analisi dei dati parla con il codice del protocollo di controllo, permettendo l&#39;anticipo automatico dal protocollo protocollo di singoli soggetti. I protocolli comportamentali implementati sono corrispondenti, autoshaping, a tempo tramoggia-switching, la valutazione del rischio in temporizzata tramoggia-switching, misura impulsività, e l&#39;anticipazione circadiano della disponibilità di cibo. Open-source protocollo di controllo e di code-analisi dei dati rende l&#39;aggiunta di nuovi protocolli semplice. Ambienti di test Otto inseriscono in un 48 in x 24 in x 78 in armadietto, due come taxiinets (16 ambienti) possono essere comandate da un computer.

Il sistema può e deve essere utilizzato per eseguire i protocolli di misura per gli obiettivi del ricercatore individuale o di insegnante. Tuttavia, abbiamo sviluppato una suite di tre protocolli che dovrebbero rivelarsi utile nello screening su larga scala di topi geneticamente manipolati e su larga scala test farmacologici: il protocollo di corrispondenza, il protocollo autoshaping 2-hopper, e il protocollo di commutazione. Il protocollo corrispondente misura la capacità del topo di stimare il reddito (granuli di ci...

Watch this Scientific Journal Video about Automated, Quantitative Cognitive/Behavioral Screening of Mice: For Genetics, Pharmacology, Animal Cognition and Undergraduate Instruction at JoVE.com

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

Sistema completamente automatico di misura di proprietà fisiologicamente significativi dei meccanismi che mediano la localizzazione spaziale, localizzazione temporale, la durata, il tasso e la stima di probabilità, la valutazione del rischio, impulsività e l&#39;accuratezza e la precisione della memoria, al fine di valutare gli effetti delle manipolazioni genetiche e farmacologiche su meccanismi fondamentali della cognizione nei topi.

Automatizzato, Quantitative cognitivo / comportamentale Proiezione di topi: per la genetica, farmacologia, Animal Cognition e istruzione laurea

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 Views.  Rutgers University.  Sistema completamente automatico di misura di proprietà fisiologicamente significativi dei meccanismi che mediano la localizzazione spaziale, localizzazione temporale, la durata, il tasso e la stima di probabilità, la valutazione del rischio, impulsività e l'accuratezza e la precisione della memoria, al fine di valutare gli effetti delle manipolazioni genetiche e farmacologiche su meccanismi fondamentali della cognizione nei topi. 

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.

Modulante Cognition Utilizzando transcranica diretta stimolazione attuale del cervelletto

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

Ricerca

Comportamento

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.

The Hole Consiglio Modified - Behavior, Cognition e l&#39;interazione sociale in topi e ratti di misura

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.

Valutazione della cognizione sociale in primati non umani Uso di una rete di computerizzato Automated Learning dispositivo Systems (ALDM) prova

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 protocollo per Mice Housing in un ambiente arricchito

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.

Roditore cervello microiniezione di studio molecolare substrati di Motivato Behavior

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.

L&#39;introduzione di Clicker Training come un arricchimento conoscitivo per topi di laboratorio

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.

Batteria di comportamentali test valutazione generale locomozione, forza muscolare e coordinazione in topi

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.

Valutazione sistematica del benessere nei topi per procedure usando l'anestesia generale

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-labirinto automatizzato basato apparato e protocollo per l'analisi basate su ritardo e sforzo decisionale nei roditori in movimento libero

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.

Automatizzato, a lungo termine l'analisi comportamentale per funzioni Cognitive in più modelli di genetici del morbo di Alzheimer, utilizzando IntelliCage

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