Эта работа финансировалась грантами Швейцарского национального научного фонда (грант 31003A-149315-1 МОН и Грант IZK0Z3-150809 к AZ), чтобы AZ Хайди Деметриадес Foundation, МОН Европейский исследовательский совет (&#39;Nogorise&#39;) и Кристофер и Дана Рив Фонд (CDRF).

Все эксперименты были проведены в соответствии с руководящими принципами ветеринарного бюро кантона Цюрих, Швейцария. 1. Животное Обращение и Привыкание <ol><li> Животное Обращение Примечание: за 5 дней до начала эксперимента, выполнить шаг 1.1.1 ежедневно. <ol><li> Для поведенческих экспериментов, приучить животных к экспериментатору. У ежедневно обращении сессий продолжительностью 10-15 мин на одно животное. Очистите окно после сессии каждого животного. <ol><li> Первоначально, поместите руку экспериментатора в клетку, позволяющей животному, чтобы исследовать и запах ознакомится с экспериментатором. </li><li> Далее, аккуратно поднимите животное с рукой экспериментатора в безопасной манере, держа тело крысы между фронт- и задние лапы, позволяющих дальнейшее ознакомление. </li></ol></li><li> Взвесьте каждое животное ежедневно, чтобы получить базовые массы тела до лишения пищи. </li></ол&gt; </li><li> Аппарат Привыкание и пищевой Ознакомление <ol><li> Взвесьте каждое животное ежедневно, чтобы получить базовые массы тела до лишения пищи. </li><li> Начните пищу лишая крыс 3 дня до начала предварительной подготовки на стандартной лабораторной диете. Дайте крыс 0,05 г пищи на 1 г веса тела в день (например, крысы весом 200 г, начать с 10 г корма). Убедитесь, вес тела не снижалась более чем на 10% в день, контролируя вес тела в день. <ol><li> Если несколько животных проводятся в одной клетке, доминирующие крыс может съесть больше, чем меньше доминирующих. В случае веса тела уменьшается животных, кормить животное отдельно, а группа кормления. Дайте воды вволю. </li></ol></li><li> Познакомить крысу с схватив аппарат, поместите животное в учебном поле (Рисунок 1). У сахарные шарики, размещенные в учебном поле в непосредственной близости от отверстия щели для ознакомления животное с пищей гранул. Выполните эту улEP 10-15 мин ежедневно в течение 3 дней. </li></ol></li></ol> 2. Предварительная подготовка и двигательных навыков обучения <ol><li> Предварительно обучение <ol><li> Однажды после ознакомления, поместите животное в учебном поле и поместите шарик близко к открытию щели, так что может быть достигнуто путем языка животного. Исключить животных, которые получают гранулы с их передних конечностей во время предварительной подготовки Примечание: На этом этапе, поиск гранул с языком имеет решающее значение, и, как правило, метод животного выбора. Пеллеты должны быть ни в коем случае захваченного с передних конечностей до первого дня квалификации обучения двигателя, чтобы обеспечить достаточное мониторинг ученого идущей задачи. Пелле поиска с передних конечностей во время предварительной подготовки является критерием исключения и является в большинстве случаев не наблюдается. </li><li> Научите крысу либо бежать в задней части клетки и вернуться к открытию щели или шаг назад и поверните вокруг своей оси для того, чтобы получить следующий шарик пищи сязык. Дайте время для животного, чтобы исследовать клетку, бегите к задней и вернуться к открытию щели. Если животное не правильно выполнить задание, используйте щипцы, чтобы мягко нажмите на конец задней части клетки и привлечь внимание животного. После того, как животное сзади, мягко нажмите на клетку перед направлять животное к открытию щели. Примечание: После того, как животное достигает определенного стандартное значение (например, 50 успешных извлечений на пеллетах с языка менее чем 15 мин), животных квалифицируется на этапе обучения умение двигателя. На день 1 и 2 предварительной подготовки, учащиеся уже можно отличить от не-учащихся. Номера для учащихся могут быть исключены из исследования на этом этапе. Это уменьшает вероятность наличия большого числа лиц, не являющихся учащимися во время стадии обучения двигателя (2.2). </li><li> Во время предпроектной подготовки, еда лишить крыс на стандартной лабораторной диете. Дайте воды вволю. Монитор веса тела в день на протяжении всего исследования. СделатьНе используйте тот же номер для обучения мужчин и женщин крыс. Обеспечить спокойствие и бесшумное среды для животного. </li></ol></li><li> Определение Paw Домашние и двигательных навыков обучения <ol><li> Во время первой сессии двигательного навыка обучения, заменить слайд в передней части окна с должности. Поместите сахар гранул около 1,5 см от окна на пост, так что животное не может добраться до гранул с его языка, но только получить его точное передних конечностей и, схватив достигает движение. <ol><li> Для применения извлечение окатышей на передней конечности, используйте щипцы, чтобы мягко принести таблетку, близкий к рту животного и убрать осадок, а животное пытается потребление языком. Провести эту задачу повторно, пока животное не протягивает передних конечностей и захватывает осадок. </li></ol></li><li> Поместите пост центральное место в оконном проеме. Чтобы определить предпочтения лапы, внимательно наблюдать первые 10 испытаний на обучение день 1. Более 70% реакцияхХин попытки (т.е. 7 из 10) должны быть выполнены с той же передней конечности. Если это не достигается, по-прежнему с очередного раунда испытаний 10 до 70% порог не достигнут. </li><li> После определения предпочтений лапа, переложить пост к предпочтительному передних конечностей и выравнивания центральной границы оконного проема. Предпочтительные выравнивания лапы означает запись сдвигается в отличие от соответствующей лапе, чтобы оптимальный угол для достижения (фиг.1В, C). </li><li> Оцените судебного разбирательства, определенного в качестве нового осадка, представленного животного, как успешный (достижения, понять, извлекать и съесть таблетку), падение (достижения, понять и потерять шарик во время получения) или не (стук осадок от должности). Запишите каждый процесс в листе и анализировать данные после эксперимента. </li><li> Выполните один ежедневный сеанс, состоящий из определенного числа испытаний (например, 150) или максимальное время (например, 1 час) для каждого животного. </li><li> Исследовать точность и тонкой настройкив движение с помощью первого анализа попытки. Первая попытка определяется схватив из гранул в единый монолитный движения без разрушения, колебаний или повторения отдельных компонентов движения. Тщательно соблюдайте каждый понимание крысой. <ol><li> Если крыса колеблется или убирается во время близости или пытается несколько попыток, чтобы правильно понять гранул, обратите внимание на соответствующий процесс как успех, но не с первой попытки. Если животное успешно захватывает осадок в единый монолитный досягаемости, запишите соответствующий процесс как успешный первой попытки в отдельной колонке в листе. </li></ol></li><li> Во время квалификации обучения двигателя, питание лишить крыс на стандартной лабораторной диете. Дайте воды вволю. Монитор веса тела в день на протяжении всего исследования. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Fu, M., Yu, X., Lu, J., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repetitive+motor+learning+induces+coordinated+formation+of+clustered+dendritic+spines+in+vivo.">Repetitive motor learning induces coordinated formation of clustered dendritic spines in vivo.</a> Nature. 483, 92-95 (2012).</li><li>Fu, M., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+structural+plasticity+in+the+cortex.">Experience-dependent structural plasticity in the cortex.</a> Trends in neurosciences. 34, 177-187 (2011).</li><li>Holtmaat, A., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+structural+synaptic+plasticity+in+the+mammalian+brain.">Experience-dependent structural synaptic plasticity in the mammalian brain.</a> Nature reviews. Neuroscience. 10, 647-658 (2009).</li><li>Xu, T., 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=Rapid+formation+and+selective+stabilization+of+synapses+for+enduring+motor+memories.">Rapid formation and selective stabilization of synapses for enduring motor memories.</a> Nature. 462, 915-919 (2009).</li><li>Yu, X., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spine+plasticity+in+the+motor+cortex.">Spine plasticity in the motor cortex.</a> Current opinion in neurobiology. 21, 169-174 (2011).</li><li>Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Donoghue, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Learning-induced LTP in neocortex. Science. 290, 533-536 (2000).</li><li>Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Hess, G., Donoghue, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strengthening+of+horizontal+cortical+connections+following+skill+learning.">Strengthening of horizontal cortical connections following skill learning.</a> Nature neuroscience. 1, 230-234 (1998).</li><li>Rioult-Pedotti, M. S., Donoghue, J. P., Dunaevsky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+of+the+synaptic+modification+range.">Plasticity of the synaptic modification range.</a> Journal of neurophysiology. 98, 3688-3695 (2007).</li><li>Fritsch, B., 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=Direct+current+stimulation+promotes+BDNF-dependent+synaptic+plasticity:+potential+implications+for+motor+learning.">Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning.</a> Neuron. 66, 198-204 (2010).</li><li>Ghiani, C. A., Ying, Z., de Vellis, J., Gomez-Pinilla, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+decreases+myelin-associated+glycoprotein+expression+in+the+spinal+cord+and+positively+modulates+neuronal+growth.">Exercise decreases myelin-associated glycoprotein expression in the spinal cord and positively modulates neuronal growth.</a> Glia. 55, 966-975 (2007).</li><li>Josephson, A., 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=Activity-induced+and+developmental+downregulation+of+the+Nogo+receptor.">Activity-induced and developmental downregulation of the Nogo receptor.</a> Cell and tissue research. 311, 333-342 (2003).</li><li>Karlen, A., 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=Nogo+receptor+1+regulates+formation+of+lasting+memories.">Nogo receptor 1 regulates formation of lasting memories.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 20476-20481 (2009).</li><li>Kleim, J. A., Lussnig, E., Schwarz, E. R., Comery, T. A., Greenough, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptogenesis+and+Fos+expression+in+the+motor+cortex+of+the+adult+rat+after+motor+skill+learning.">Synaptogenesis and Fos expression in the motor cortex of the adult rat after motor skill learning.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 16, 4529-4535 (1996).</li><li>Mironova, Y. A., Giger, 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=Where+no+synapses+go:+gatekeepers+of+circuit+remodeling+and+synaptic+strength.">Where no synapses go: gatekeepers of circuit remodeling and synaptic strength.</a> Trends in neurosciences. 14, 7-23 (2013).</li><li>Park, H., Poo, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotrophin+regulation+of+neural+circuit+development+and+function.">Neurotrophin regulation of neural circuit development and function.</a> Nature reviews. Neuroscience. 14, 7-23 (2013).</li><li>Zemmar, A., 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=Neutralization+of+Nogo-A+enhances+synaptic+plasticity+in+the+rodent+motor+cortex+and+improves+motor+learning+in+vivo.">Neutralization of Nogo-A enhances synaptic plasticity in the rodent motor cortex and improves motor learning in vivo.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 34, 8685-8698 (2014).</li><li>Whishaw, I. Q., Pellis, S. 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+structure+of+skilled+forelimb+reaching+in+the+rat:+a+proximally+driven+movement+with+a+single+distal+rotatory+component.">The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a proximally driven movement with a single distal rotatory component.</a> Behavioural brain research. 41, 49-59 (1990).</li><li>Buitrago, M. M., Ringer, T., Schulz, J. B., Dichgans, J., Luft, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+motor+skill+and+instrumental+learning+time+scales+in+a+skilled+reaching+task+in+rat.">Characterization of motor skill and instrumental learning time scales in a skilled reaching task in rat.</a> Behavioural brain research. 155, 249-256 (2004).</li><li>Geurts, A. 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=Knockout+rats+via+embryo+microinjection+of+zinc-finger+nucleases.">Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases.</a> Science. 325, 433 (2009).</li><li>Tews, B., 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=Synthetic+microRNA-mediated+downregulation+of+Nogo-A+in+transgenic+rats+reveals+its+role+as+regulator+of+synaptic+plasticity+and+cognitive+function.">Synthetic microRNA-mediated downregulation of Nogo-A in transgenic rats reveals its role as regulator of synaptic plasticity and cognitive function.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2013).</li><li>Li, 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=Heritable+gene+targeting+in+the+mouse+and+rat+using+a+CRISPR-Cas+system.">Heritable gene targeting in the mouse and rat using a CRISPR-Cas system.</a> Nature. 31, 681-683 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose

Парадигма показано в этом исследовании, взята из Буитраго др 18 и отличается от классического одной гранулы достигает парадигму 17 в основном в двух аспектах.: Во-первых, изучая в течение сеанса улучшение позволяет анализ ученого задачи в один день, которы...

Контроль Движение основных функций центральной нервной системы (ЦНС). Моторики является основным измеримое выход функции ЦНС и главным возможность для людей, чтобы взаимодействовать с внешним миром. Понимание принципов двигательной функции и механизмы, которые лежат в основе изучение двигательной задачи является в настоящее время одним из самых больших проблем в области неврологии. Морфологические, физиологические и молекулярные изменения были найдены при приобретении нового двигателя задачи. Например, форма и число синапсов изменяются в ответ на квалифицированной подготовки 1-5 двигателя, и наблюдались функциональные изменения синаптической техники после изучения двигателя. Synaptic ответы были выше в соединениях передних конечностей, представляющих области тренированного моторной коры по сравнению с неподготовленных полушарии и того же животного или к ответах неподготовленных животных 6,7. Электрофизиологические наблюдения также показывают, что долгосрочное потенцирование (LTP) и долгосрочной-ной депрессия (LTD), как механизмы состоится во время обучения новой двигательного навыка, и что в диапазоне синаптической работы, который определяется между предельными границами LTP и LTD насыщения, изменяется 8. Кроме того, было показано, что маркеры активности и пластичности, способствующие молекулы, такие как С-FOS, GAP-43, или BDNF, но также пластичности ингибирующих молекул, таких как Nogo-дисплея нормативных ролей обучения, связанных с нейронной пластичности 9-16. Эти достижения в направлении лучшего понимания механизмов, лежащих в основе двигателя обучения может быть достигнута только при использовании поведенческих парадигм, которые позволяют точно контролировать приобретение нового двигательного навыка, например, опытный передней конечности идущего. Только хорошо структурирована поведенческая задача позволяет контролировать и захватить коррелятивные изменения, которые происходят на обучение и выполнение соответствующей задачи. Здесь мы визуально продемонстрировать модифицированную версию опытного передних конечностейодного осадок достижении задача у крыс, адаптированных из Буитраго др. 17 Представленные парадигмы позволяет проводить анализ приобретения движение в ежедневной тренировке (в сессии), представляющий быстрый компонент обучения и первичного приобретения, а также квалифицированную обучения двигателя в течение нескольких сессий (между-сессии), представляющий медленную составляющую обучения и технического обслуживания узнал задачи 18. Важно отметить, что это поведенческая парадигма увеличивает степень сложности и сложности двигательных навыков задачи из-за двух особенностей: во-первых, крысы обучаются развернуться своей оси после каждого хватки и, таким образом, чтобы выровнять свое тело до следующей гранул досягаемости и возобновить Ориентация тела, предотвращая выполнение постоянное движение под тем же углом. Во-вторых, гранулы извлекаются из вертикального столба, помещенного в передней части клетки. Из-за небольшого диаметра сообщению, гранулы могут быть легко стартовал требующих точного понимание для успешного поиска и рreventing просто вытягивать осадку по отношению к животным. Такой комплекс поведенческих тестирование позволяет глубже понять механизмы, лежащие в основе двигателя обучения. По сравнению с мышами, крысы превосходят в их исполнении сложных поведенческих задач и, таким образом, лучше всего подходит для сложных парадигм, как представлено в данном исследовании. Учитывая возрастающие возможности генетические доступны для крыс 19,20, сочетание точных и хорошо контролируемых методов тестирования поведения с генетическими манипуляциями, изображений и физиологических методов представляет собой мощный набор инструментов, чтобы лучше понять нейробиологические основы двигательной обучения и памяти.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>Training Box</td>
			<td>Self Made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>Pedestal</td>
			<td>Self Made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Sugar Pellets</td>
			<td colspan="2">45-mg dustless precision pellets, TSE Systems Intl. Group</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td>Animals</td>
			<td>5-6 week old Sprague Dawley Male Rats</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Laptop</td>
			<td>Hewlett Packard</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>Stop Watch</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7</td>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools (FST)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8</td>
			<td>Software</td>
			<td>Excel (Microsoft), GraphPad Prism (GraphPad)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9</td>
			<td>Weighing scale</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10</td>
			<td>Counter</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor learning and execution is of critical importance in order to understand the principles and processes that underlie motor function. Here we present a paradigm to study movement acquisition within a daily session of training (within-session) representing the fast learning component and primary acquisition as well as skilled motor learning over several training sessions (between-session) representing the slow learning component and consolidation of the learned task. This behavioral paradigm increases the degree of difficulty and complexity of the motor skill task due to two features: First, the animal realigns its body prior to each pellet retrieval forcing renewed orientation and preventing movement execution from the same angle. Second, pellets are grasped from a vertical post that matches the diameter of the pellet and is placed in front of the cage. This requires a precise grasp for successful pellet retrieval and thus prevents simple pulling of the pellet towards the animal. In combination with novel genetics, imaging and electrophysiological technologies, this behavioral method will aid to understand the morphological, anatomical and molecular underpinnings of motor learning and memory.

Успешное приобретение двигательных навыков достигается только через постоянную практику. Несмотря тщательного рассмотрения всех аспектов, некоторые крысы не узнать задачу (рисунок 2). Эти «не-учащихся либо не хватает мотивации в результате нескольких отсутствующих или попы?...

Watch this Scientific Journal Video about Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats at JoVE.com

Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats

A paradigm is presented to analyze the acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats.

Приобретение высокоточного квалифицированный передних конечностей идущей задачи у крыс

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor ...

acquisition-of-a-high-precision-skilled-forelimb-reaching-task-in-rats

Research

JoVE Journal

Behavior

10.2K Views.  University of Zurich. A paradigm is presented to analyze the acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats.

Video: Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden hand is touched. If the viewed and felt touches are given at the same time then this is sufficient to induce the compelling experience that the rubber hand is one's own hand. The RHI can be used to investigate exactly how the brain constructs distinct body representations for one's own body. Such representations are crucial for successful interactions with the external world. To obtain a subjective measure of the RHI, researchers typically ask participants to rate statements such as "I felt as if the rubber hand were my hand". Here we demonstrate how the crossmodal congruency task can be used to obtain an objective behavioral measure within this paradigm.
The variant of the crossmodal congruency task we employ involves the presentation of tactile targets and visual distractors. Targets and distractors are spatially congruent (i.e. same finger) on some trials and incongruent (i.e. different finger) on others. The difference in performance between incongruent and congruent trials - the crossmodal congruency effect (CCE) - indexes multisensory interactions. Importantly, the CCE is modulated both by viewing a hand as well as the synchrony of viewed and felt touch which are both crucial factors for the RHI.
The use of the crossmodal congruency task within the RHI paradigm has several advantages. It is a simple behavioral measure which can be repeated many times and which can be obtained during the illusion while participants view the artificial hand. Furthermore, this measure is not susceptible to observer and experimenter biases. The combination of the RHI paradigm with the crossmodal congruency task allows in particular for the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the RHI.

We demonstrate how an objective measure can be employed in the widely employed rubber hand illusion paradigm. This measure is obtained by modifying the well-established crossmodal congruency task. This task allows the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the rubber hand illusion.

Crossmodal целевая Конгруэнтность как средство получения объективной поведенческой измерения в иллюзии Paradigm резинкой

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during abstinence. Moreover, various environmental challenges can exacerbate this effect, as well as increase ongoing drug intake.
The procedure we describe here highlights the impact of a common environmental challenge, food restriction, on drug craving that is expressed as an augmentation of drug seeking in abstinent rats.
Rats are implanted with chronic intravenous i.v. catheters, and then trained to press a lever for i.v. heroin over a period of 10-12 days. Following the heroin self-administration phase the rats are removed from the operant conditioning chambers and housed in the animal care facility for a period of at least 14 days. While one group is maintained under unrestricted access to food (sated group), a second group (FDR group) is exposed to a mild food restriction regimen that results in their body weights maintained at 90% of their nonrestricted body weight. On day 14 of food restriction the rats are transferred back to the drug-training environment, and a drug-seeking test is run under extinction conditions (i.e.&#160;lever presses do not result in heroin delivery).
The procedure presented here results in a highly robust augmentation of heroin seeking on test day in the food restricted rats. In addition, compared to the acute food deprivation manipulations we have used before, the current procedure is a more clinically relevant model for the impact of caloric restriction on drug seeking. Moreover, it might be closer to the human condition as the rats are not required to go through an extinction-training phase before the drug-seeking test, which is an integral component of the popular reinstatement procedure.

A procedure that allows a demonstration of robust augmentation of drug seeking in food-restricted rats is described. Following heroin self-administration training, rats go through an abstinence period, in a drug-free environment, during which they are mildly food restricted. Drug seeking is then tested in the drug-associated environment.

Процедура для изучения влияния длительного продовольственной ограничение на героин Ищу в абстинентного крыс

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with schizophrenia who are at familial high risk (FHR) may show similar cognitive and emotional changes. However, the neurological changes underlying the emergence of these symptoms remain unclear. This study sought to identify differences in frontal, striatal, and limbic regions in children and adolescents with FHR using functional magnetic resonance imaging. Groups of 21 children and adolescents at FHR and 21 healthy controls completed an emotional oddball task that relied on selective attention and the suppression of task-irrelevant emotional information. The standard oddball task was modified to include aversive and neutral distractors in order to examine potential group differences in both emotional and executive processing. This task was designed specifically to allow for children and adolescents to complete by keeping the difficulty and emotional image content age-appropriate. Furthermore, we demonstrate a technique for suitable fMRI registration for children and adolescent participants. This paradigm may also be applied in future studies to measure changes in neural activity in other populations with hypothesized developmental changes in executive and emotional processing.

This paper describes how to use the emotional oddball task and fMRI to measure brain activation in children and adolescents at familial high risk for schizophrenia (FHR).&#160;FMRI was used to measure differences in fronto-striato-limbic regions during an emotional oddball task. Children with FHR exhibited abnormal functional activation during adolescence.

Измерение лобно-лимбической деятельности, используя эмоциональном чудак Задача у детей с семейной высокий риск шизофрении

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, modifications to the standard task, can be used to systematically tax the neural systems controlling either attention or impulse control. Importantly, these challenges have consistent effects on behavior across laboratories in intact animals and can reveal either enhancements or deficits in cognitive function that are not apparent when rats are only tested on the standard task. The variety of behavioral measures that are collected can be used to determine if other factors (i.e., sedation, motivation deficits, locomotor impairments) are contributing to changes in performance. The versatility of the 5CSRTT is further enhanced because it is amenable to combination with pharmacological, molecular, and genetic techniques.

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, which are modifications of the standard task, increase flexibility of the task and can be combined with other manipulations to more fully characterize behavior.

5-Выбор Серийный Время реакции Задача: Задача Внимания и импульсного управления для Грызунов

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate drug-seeking behavior and prompt relapse in abstinent drug users. We have developed a procedure to study the behavioral and neural processes that mediate the impact of context on alcohol-seeking behavior in rats. Following acclimation to the taste and pharmacological effects of 15% ethanol in the home cage, male Long-Evans rats receive Pavlovian discrimination training (PDT) in conditioning chambers. In each daily (Mon-Fri) PDT session, 16 trials each of two different 10 sec auditory conditioned stimuli occur. During one stimulus, the CS+, 0.2 ml of 15% ethanol is delivered into a fluid port for oral consumption. The second stimulus, the CS-, is not paired with ethanol. Across sessions, entries into the fluid port during the CS+ increase, whereas entries during the CS- stabilize at a lower level, indicating that a predictive association between the CS+ and ethanol is acquired. During PDT each chamber is equipped with a specific configuration of visual, olfactory and tactile contextual stimuli. Following PDT, extinction training is conducted in the same chamber that is now equipped with a different configuration of contextual stimuli. The CS+ and CS- are presented as before, but ethanol is withheld, which causes a gradual decline in port entries during the CS+. At test, rats are placed back into the PDT context and presented with the CS+ and CS- as before, but without ethanol. This manipulation triggers a robust and selective increase in the number of port entries made during the alcohol predictive CS+, with no change in responding during the CS-. This effect, referred to as context-induced renewal, illustrates the powerful capacity of contexts associated with alcohol consumption to stimulate alcohol-seeking behavior in response to Pavlovian alcohol cues.

A procedure to study the capacity of an alcohol associated environmental context to trigger the renewal of alcohol-seeking behavior in rats is described.

Процедура Соблюдать Context-индуцированной Возобновление павловской кондиционером Алкоголь на обращении у крыс

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

fMRI Validation of fNIRS Measurements During a Naturalistic Task

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced version of the task using fMRI (functional magnetic resonance imaging). Recently, it has been shown that fNIRS can accurately record functional brain activities equivalent to those concurrently recorded with functional magnetic resonance imaging for classic psychophysical tasks and simple finger tapping paradigms. However, an often quoted benefit of fNIRS is that the technique allows for studying neural mechanisms of complex, naturalistic behaviors that are not possible using the constrained environment of fMRI. Our goal was to extend the findings of previous studies that have shown high correlation between concurrently recorded fNIRS and fMRI signals to compare neural recordings obtained in fMRI procedures to those separately obtained in naturalistic fNIRS experiments. Specifically, we developed a modified version of the dance video game Dance Dance Revolution (DDR) to be compatible with both fMRI and fNIRS imaging procedures. In this methodology we explain the modifications to the software and hardware for compatibility with each technique as well as the scanning and calibration procedures used to obtain representative results. The results of the study show a task-related increase in oxyhemoglobin in both modalities and demonstrate that it is possible to replicate the findings of fMRI using fNIRS in a naturalistic task. This technique represents a methodology to compare fMRI imaging paradigms which utilize a reduced-world environment to fNIRS in closer approximation to naturalistic, full-body activities and behaviors. Further development of this technique may apply to neurodegenerative diseases, such as Parkinson&#8217;s disease, late states of dementia, or those with magnetic susceptibility which are contraindicated for fMRI scanning.

We present a method to compare functional brain activity recorded during a naturalistic task using fNIRS with activity recorded during fMRI.

МРТ Проверка fNIRS измерений Во время натуралистического задачи

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced ...

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.

Модифицированный Совет Hole - Измерение поведения, познания и социального взаимодействия у мышей и крыс

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

Bouncing Ball with a Uniformly Varying Velocity in a Metronome Synchronization Task

Sensorimotor synchronization (SMS), a fundamental human ability to coordinate movements with external rhythms, has long been thought to be modality specific. In the canonical metronome synchronization task that requires tapping a finger along with an isochronous sequence, a well-established finding is that synchronization is much more stable to an auditory sequence consisting of auditory tones than to a visual sequence consisting of visual flashes. However, recent studies have shown that periodically moving visual stimuli can substantially improve synchronization compared with visual flashes. In particular, synchronization of a visual bouncing ball that has a uniformly varying velocity was found to be not less stable than synchronization of auditory tones. Here, the current protocol describes the application of the bouncing ball with a uniformly varying velocity in a metronome synchronization task. The usage of the bouncing ball in sequences with different inter-onset intervals (IOI) is included. The representative results illustrate synchronization performance of the bouncing ball, as compared with the performances of auditory tones and visual flashes. Given its comparable synchronization performance to that of auditory tones, the bouncing ball is of particular importance for addressing the current research topic of whether modality-specific mechanisms underlay SMS.

The purpose of this protocol is to introduce the application of a bouncing ball with a uniformly varying velocity in a metronome synchronization task.

Прыгающий мяч с равномерно разной скоростью в задачи синхронизации метроном

Sensorimotor synchronization (SMS), a fundamental human ability to coordinate movements with external rhythms, has long been thought to be modality ...

The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity largely use video analysis of reaching or food manipulation. While these tasks are easy to implement and are robust across disease models, they are subjective and laborious for the experimenter. Automating traditional tasks or creating new automated tasks can make the tasks more efficient, objective, and quantitative. Since rats are less dexterous than primates, central nervous system (CNS) injury produces more subtle deficits in dexterity, however, supination is highly affected in rodents and crucial to hand function in primates. Therefore, we designed a semi-automated task that measures forelimb supination in rats. Rats are trained to reach and grasp a knob-shaped manipulandum and turn the manipulandum in supination to receive a reward. Rats can acquire the skill within 20 &plusmn; 5 days. While the early part of training is highly supervised, much of the training is done without direct supervision. The task reliably and reproducibly captures subtle deficits after injury and shows functional recovery that accurately reflects clinical recovery curves. Analysis of data is performed by specialized software through a graphical user interface that is designed to be intuitive. We also give solutions to common problems encountered during training, and show that minor corrections to behavior early in training produce reliable acquisition of supination. Thus, the knob supination task provides efficient and quantitative evaluation of a critical movement for dexterity in rats.

This manuscript describes a semi-automated task that quantifies supination in rats. Rats reach, grasp, and supinate a spherical manipulandum. The rat is rewarded with a pellet if the turn angle exceeds a criterion set by the user. This task increases throughput, sensitivity to injury, and objectivity compared to traditional tasks.

Ручка супинация задача: Полуавтоматическое метод для оценки функции передних конечностей у крыс

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity ...

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that permits the mouse to reach out of its cage and retrieve food pellets. Minimal food restriction is employed to encourage the mice to perform the food retrieval from the slot. As the mice begin to associate coming to the slot for food, the pellets are manually pulled away to stimulate extension and pronation of their paw to grasp and retrieve the pellet through the frontal slot. When the mice begin to reach for the pellets as they arrive at the slot, the behavioral assay can be performed by measuring the rate at which they successfully grasp and retrieve the desired pellet. They are then introduced to an auto-trainer that automates both the process of providing food pellets for the mouse to grasp, and the recording of successful and failed reaching and grasping attempts. This allows for the collection of reaching data for multiple mice with minimal effort, to be used in experimental analysis as appropriate.

Method to assess the impact of training on motor skills is a useful tool. Unfortunately, most behavioral assessments can be labor intensive and/or expensive.We describe here a robotic method of assessing prehension (reach-to-grasp) skill in mice.

Оценка квалифицированных Предениза в мышах с помощью авто-тренер

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...

Приобретение высокоточного квалифицированный передних конечностей идущей задачи у крыс

PLAYLIST