Bu çalışma, NSF IOS 1146334, NSF EFRI 0937848, DARPA N66001-10-C-2010 ve RDB&#39;sine NSF IOS 0522220 tarafından desteklenmiştir. Bu yazının hazırlanmasında yardım için Plexon Inc&#39;de Stacie Hyatt teşekkür ederim.

Tüm prosedürler Brown Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu kurallarına uygun idi. 1.. Sistemleri Genel Bakış Bir video izleme sistemi, belirli bir görev sıçan ilerlemesini izlemek için davranışsal kontrol sistemi ile etkileşime, kontrol uyaran sunum hedef davranışlarını değerlendirmek ve sıçan ilerleme dayalı ödülleri teslim. Bir vivo elektrofizyolojik kayıt sistemi olay ile ilgili analizler için nöral veri toplar. (Şekil 1A). <ol><li> Kat Projeksiyon Maze <ol><li> Kat Projeksiyon Maze 2 berrak, renksiz pleksiglas zemin duvarlar olmadan bir açık alan (147.3 cm x 111.8 cm) (0.6 cm kalınlığında). Katın alt kısa throw projektör kullanarak arkadan projeksiyon için pleksiglas parçalar ikinci bir dikdörtgen (147,3 cm x 111,8 cm x 1,25 cm) üzerine gerilen bir birlik kazanç Dual Vision Kumaş ekran. </li><li> Projektörü bağlayındavranışsal sistem PC ekran kartı. Bir anodize alüminyum çerçeve kullanarak Pleksiglas, ekran kumaş ve projektörü tutun. </li><li> Havai bir kamera ve sıçan için ICS ve headstage iplerini arayüzü için bir makara sistemi monte etmek bir havai eloksallı çerçeve takın. Not: Pre amplifikatör, elektriksel süreklilik ve zemin sağlamak Zemin Projeksiyon Labirent ve havai çerçeveyi tutan çerçeveyi takın. </li></ol></li><li> Video izleme <ol><li> Tutanak, parça ve adım 1.2.2 açıklanan bir tek üstten kamera ile gerçek zamanlı videoları analiz. </li><li> Sıçan izlemek için bir havai anodize alüminyum çerçeve üzerine bir havai kamera (standart VGA, 80 fps) mount </li><li> Sıçanın konumunu izlemek veya otomatik bir izleme sistemi ile sıçanın konturunun merkezini izlemek için sıçan headstage bağlı ışık yayan diyot (LED&#39;ler) ya kullanın. </li><li> Onl konum verilerini analiz etmek Cineplex Temel Davranış modülünü kullanınAyrıca ine ve daha fazla çevrimdışı analiz için veri dosyasını kaydedin. Not: Biz sıçan konumunu izleme ve analiz, kayıt için Cineplex Davranış Araştırma Sistemi 3.4.1 kullanabilirsiniz. Cineplex Takip modülü sıçan takibi için kullanılır. Hayvanın ilerleme etkin izleme, görev öneme sahip labirent ilgili pozisyonlarda iki boyutlu uzayda bölgeleri oluşturmak için Cineplex Temel Davranış modülünü kullanabilirsiniz. Bölgeleri dizileri içine kombine edilebilir, ve (örneğin bölgeleri ve dizilerin yerine içine girişleri gibi) Cineplex mantıksal olayları sıçan olay için kriterleri karşılayan eğer, bu olay gerçek olur böyle atanır. Davranışsal sisteme superport giriş kartı ile dijital çıkışlar ve arayüzü ile olayları atayın. </li></ol></li><li> Bir tam otomatik davranışsal kontrol sistemi <ol><li> Davranış testi arena: Kat Projeksiyon labirent üzerinde davranışsal görev için uygun bir şekilli deney arena kullanın. Olan Constructna mat beyaz akrilik kullanarak ve Zemin Projeksiyon Labirent doğrudan yerleştirin. Not: Ölçüler kullanılan davranışsal görev için özelleştirilebilir. Duvarlar, tipik olarak 45-50 cm yüksekliğinde bulunmaktadır. İşte biz (fiyonk labirent boyutları için Şekil 1B) bir oturumda gerçekleştirilen çalışmaların sayısını arttırmak için çift taraflı bir test arenalarda (fiyonk labirent 12) kullanın. Doğu Görüntü alanı, Batı Görüntü Alanı, bir Doğu Deneme Hazır Alanı ve Batı Deneme Ready Alanı (Şekil 1C): Test arena izleme yazılımı tanımlanan dört belirlenmiş alanları vardır. </li><li> Davranışsal sistemi: MED-PC IV yazılımı tarafından kontrol edilen bir davranış arayüzü sistemi (Ek) in-house MEDstate Notasyon yazılmış programları çalıştırır. , Görev sırasında bir sıçan ilerlemeyi izlemek görüntü sunumu kontrol, ses yardımlar sağlamak ve ödül sunmak için Cineplex davranışsal sisteminden olayları kullanın. <ol><li> Zaman st elde etmek Omniplex dijital girişe superport çıkış kartı Arayüzüçevrimdışı için PlexControl yazılım ortamında amped davranışsal olay oluşumları analiz eder. Programlanabilir bir ses jeneratörü kullanarak işitsel ipuçları Sorun. Not: Gerekirse burada sunulan cihazdan Davranışsal olayları bir veri transfer panosu üzerinden üçüncü parti donanım (optogenetic uyarılması için örn. lazer) çalışabilir. </li><li> Evin bir masaüstü arayüzü kabine superport çıkış kartı, superport giriş kartı ve programlanabilir ses üreteci. Masa kabine monte DIG-700F Decoder kartı kullanarak bir kişisel bilgisayar (PC) yüklü bir DIG-704PCI-2 PCI kart ile kart arayüzü. </li><li> Programlanabilir bir intrakranial kendi kendini uyarma uyarıcı kullanarak sıçan bipolar kare dalga ICS sunun. Bir PHM152 COM kartı üzerinden PC&#39;ye stimülatör ünitesini takın. Önerilen ICS parametreleri: Pulse 1 ve 2 süre: 500 mikro saniye olduğu; Gecikme Pulse 1 ve 2 arasında: 500 mikro saniye olduğu; Frekans: 100 Hz. Not: ICS teslimgörevi sırasında otomatik elle bir SmartCtrl modülü ile arabirim programlanabilir düğme kutusu kullanılarak teslim edilebilir. </li></ol></li></ol></li><li> Sinir veri toplama sistemi <ol><li> Emin olun Kat Projeksiyon Maze çerçevesi ve ICS sistemi nöral kayıtları elektriksel gürültüyü en aza indirmek için Omniplex Sinir Veri Toplama Sistemi preamplifikatör topraklanır. </li><li> Aynı anda sinir veri toplamak, çevrimdışı için veri dosyasında davranışsal sistemden Cineplex ve davranışsal olay bayrakları pozisyonel koordinatlar analizleri. </li></ol></li></ol> 2. Hayvan Preparasyon <ol><li> Hayvanlar <ol><li> Naif 22 günlük erkek Long-Evans sıçanları edinin. </li><li> Çifti fareleri barındırmak ve onları bir hafta boyunca vivari iklime alıştırmak için izin verir. </li><li> ~ 5 dakika boyunca her gün fareler tutun. </li><li> Sıçanlar 250-275 gr ulaştıklarında, kendi özgür beslenme ağırlığının% 85-90 kendi vücut ağırlıklarını koruyarak gıda programları başlar. Hedef bizsıçanlar 350 gr ulaşana kadar ights 10 g / ayına göre artmıştır. </li><li> Tek evi fareler ve stimülasyon ve kayıt elektrotları implant cerrahi başlamadan önce en az bir hafta boyunca yemek program devam ediyor. </li></ol></li><li> Cerrahi implantasyonu Standart aseptik koşullarda ve kurumsal ve düzenleyici kurallara göre cerrahi işlemleri yürütmek. <ol><li> Izofluran ile sıçan anestezisi. </li><li> Temizlik ve Bregma ve lambda belirlenmesi için kafatasını ortaya çıkarmak için kafa derisi bir kesi yapmak. </li><li> Ilgili koordinatlarda Kraniyotomi olun. </li><li> Kafatası çapa vidaları yapıştırın. </li><li> Aşağıdaki koordinatları kullanarak MFB içine bir ICS elektrot ucu düşürün: ön-arka, bregmadan -2.7 mm, lateral, 1.8 mm ±; dorsoventral, kafatası yüzeyinden -8.5 mm. Ikinci ICS elektrot elektrot arıza durumunda yedek olarak ters yarımkürede içine implante edilebilir. </li><li> T ICS elektrotlar Güvenlikemik çimentosu ile o kafatası ve bağlantı vidaları. Kaideyi elektrotların (uyarıcı elektrot üzerinde plastik gövde) çimento yok. </li><li> Ilgi sitesine kayıt elektrotları indirin ve kemik çimentosu ile cihazı sabitleyin. </li><li> Uzak kayıt cihazından ICS kaide yerleştirin ve kemik çimentosu ile çapa vidalar için ICS elektrotlar ve kayıt cihazlarını güvenli. </li><li> Şekillendirme protokole alışma başlamadan önce en az yedi gün kurtarma izin verin. </li></ol></li></ol> 3. Davranış Şekillendirme: Erken, Orta ve Geç Şekillendirme (Şekil 2): ​​Genel Şekillendirme üç aşamadan oluşmaktadır. Not: Erken ve Orta Düzey şekillendirme amacı her deneme için hazır Bölgesindeki sabit bir &#39;hazır konumunu&#39; korumak ve bir oturumda çok sayıda denemeler gerçekleştirmek için sıçan yetiştirmektir. Davranış şekillendirme Yarı-otomatik yüzden eğitim bir sıçan bireysel öğrenme oranları adapte edilebilir. Oncadet sıçan hassas ve tarafsız davranış kontrolü için tam otomatik protokolü (Şekil 2) üzerine sıçan aktarılması amacı ile belirli şekillendirme (Geç şekillendirme) göreve devam, başarılı bir &#39;hazır konumunu&#39; sürdürüyor. <ol><li> Erken şekillendirme (Şekil 2A) <ol><li> Gün 1: Ekipman daha sonra koloni dönmek devrede, 10 dakika için oda davranış için sıçan alıştırın. </li><li> 2. Gün: 1. adımı yineleyin, sonra 10 dakika boyunca test arenasına hayvan alıştırmak. </li><li> 3. Gün: sıçan için ICS ve headstage iplerini bağlayın ve 10 dakika boyunca test arenasına sıçan alıştırmak. </li><li> 4. Gün: Bir gayri yer tercihi klima protokolünü kullanarak bir yer tercihi kurmak için en düşük ICS genlik belirleyin. Pulse 1 ve 2 genliklere titre. Tipik genlik değerleri 20-80 uA bulunmaktadır. </li><li> Günde 5 Gönderen: I Ready Alanı ve doğu ve batı görüntü sunumları ilişkilendirmek fareleri eğitmek için ICS ödül sununCS ödül. Sıçan Doğu ve Batı Görüntü Alanları arasında değişen kadar devam edin. </li></ol></li><li> Ara madde şekillendirme (Şekil 2B). <ol><li> Bir davanın başlangıcını sinyal beyaz gürültü (50 dB) tanıtmak. Sıçan Hazır Alanını girdiğinde beyaz gürültü kapatın. </li><li> Hazır Alanına giriş için ICS teslim otomatikleştirmek ve başarılı &#39;hazır pozisyonlarını&#39; tamamlamak için. Giriş ve davranışları pekiştirmek başarılı &#39;hazır pozisyonunda&#39; de ICS teslim olasılığını ayarlayın. Not: şekillendirme sırasında bireysel rat performansını uygun elle ödül olasılıkları ayarlayın. Hazır Alanına giriş için ödül olasılıklarını azaltmak ve başarılı hazır pozisyonları sürdürmek. Başarılı bir &#39;hazır pozisyonlarını yerine getirmek için ödül Tavsiye edilen son olasılığı% 5-10 arasındadır. Sıçanlar hepsi doğru seçimler için ödüllendirilir. </li><li> Kısa &#39;hazır pozisyon&#39; süreleri (örneğin 200 msn) ile başlayın. Yavaş yavaş &#39;hazır konumu&#39; dura artırmak100 msn adımda yazıtlarıdır. </li><li> Sıçan deneme yeniden vardır bu yüzden sıçan erken &#39;hazır konumunu&#39; bozulursa beyaz gürültü açın. </li><li> Sıçan kadar 1.200 msn için &#39;hazır konumda&#39; düzenliyor zaman Geç şekillendirme taşıyın. </li></ol></li><li> Geç şekillendirme (Şekil 2C). Not: Geç şekillenmesinde Eğitim sıçan yerine hangi görev için özeldir. Tüm görev parametreleri hassas ve tarafsız denetim için bu şekillendirme adımda eğitim otomatikleştirmek ama elle ICS ödülleri sunmak için esneklik sağlamak. Iki görev için eğitim protokolleri anlatılmıştır. <ol><li> Görsel gerektirme biconditional ayrımcılık (vBCD) görev: basit bir şekil ve parlaklık discriminence üzerinde fareleri eğitmek için farklı görsel uyaranlara kullanın. <ol><li> Beyaz gürültü açarak deneme başlayın. </li><li> 1.200 msn - rastgele 700 &#39;hazır pozisyonu&#39; gecikmeleri empoze. </li><li> Başarılı bir &#39;hazır po güçlendirmek için gerekirse elle ICS sununsitions &#39;. </li><li> Görüntü sunum alan görüntülerin bir çift sunmak. Pseudorandomly Görüntü Alanı&#39;nın sol veya sağ tarafta doğru görüntü sunmak. </li><li> Doğru yanıt için ICS sunun ve zemini temizleyin. Sıçan doğru görüntü bulunduğu bölgeyi girdiğinde doğru bir tepki kaydedilir. Eğitimin ilk gününde yalnızca, yanlış bir tepki için bir caydırıcı olarak beyaz gürültü 75 dB patlama yayınlayacak. </li><li> Yanlış bir yargılamadan sonra bir düzeltme deneme yayınlayın. Düzeltme denemeler önceki yanlış deneme olarak aynı parametreleri (sol veya sağ tarafı ve &#39;hazır pozisyon&#39; gecikme) var. </li><li> Sıçanlar başarıyla basit ayrımcılığı gerçekleştirmek için edebiliyoruz, gerektirme biconditional ayrımcılık kuralının eğitmek için farklı zemin desenlerini tanıtmak. </li><li> Bağlam olarak hizmet görüntüleri ve iki ayrı zemin desenleri yeni bir çift sunmak. Doğru görüntü taban deseni şartına bağlı olduğu, siyah sta örneğingri kat ve kat (Şekil 3C) çizgili olduğunda beyaz daire doğru olduğunda r doğrudur. </li><li> Pseudorandomly zemin desen ve çalışmalar denge sağlamaktan her deneme için doğru görüntünün konumunu (sol veya sağ) atayın. </li><li> Deneme parametreleri önceki deneme özdeş olduğu yanlış bir yargılamadan sonra düzeltme denemeleri uygulayabilirsiniz. </li></ol></li><li> Görsel-uzamsal dikkat (VSA) görev: arenada belirlenen mekansal konumlarda Bugünü ışıklı beyaz çevrelerin hedef çemberin uzamsal konumu yaklaşım fareleri yetiştirmektir. Not: Bu görev için arenada Doğu ve Batı Resim Alanlarda farklı uzamsal yerlerde gri daireler vardır. Başarılı bir &#39;hazır pozisyona&#39; sonra, hedef daire (beyaza) yanar ve sıçan bu hedef konumu (Şekil 3B) yaklaşım gerekir. <ol><li> Rasgele 1,000-1,60 ve &#39;hazır konumu&#39; gecikmelerini empozeDeneme bazında bir deneme 0 msn. </li><li> Başarılı bir &#39;hazır pozisyonlarını&#39; güçlendirmek için gerekirse elle ICS sunun. </li><li> &#39;Hazır pozisyona&#39; tamamlanmasından sonra, rastgele gri dairelerden birini aydınlatmak. </li><li> Sıçan ışıklı dairenin bölge girdiğinde ICS sunun. </li><li> Aydınlatma kapatın ve ters (Doğu veya Batı) tarafında bir sonraki deneme başlar. </li><li> Deneme (daire yandıktan sonra 5 sn) sona kadar sıçan yaklaşır ya kadar geç şekillendirme başında, daire aydınlatmak. Doğru ya da ihmal deneme ya da her deneme Skor. Ihmal denemeler için, bütün kat (beyaz zemin sundu) yanar ve hiçbir ödül bir sonraki duruşmaya kadar hazır olacaktır. </li><li> Sıçan performans% 80 doğru ulaştığında, daire 1 sn yanmaya devam süreyi azaltın. Sıçan bir seçim yapmak için 5 sn. </li><li> Yanlış denemeler için ödül yok. Sonraki deneme başlayın. </li><li> Eğer bir ihmal trial, zemin aydınlatmak ve yeni bir deneme başlatmak. </li><li> % 80 doğru daha fazla hedef daire 500 msn aydınlatılan süresini azaltmak. </li><li> Rastgele her duruşma öncesi hedef yerleri seçin. Tüm zemin o davanın sonuna sinyal yanar önce sıçan bir seçim yapmak için 5 sn sahip olmaya devam edecektir. </li><li> Yanlış veya ihmal denemeleri için ödül yok. Sıçan arena karşı tarafında yeni bir dava başlatmalıdır. </li><li> Not: Ek çevreler başka görevi zorluk artırmak için her Görüntü Alanında eklenebilir. </li></ol></li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Furtak, S. C., Ahmed, O. J., Burwell, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+neuron+activity+and+theta+modulation+in+postrhinal+cortex+during+visual+object+discrimination.">Single neuron activity and theta modulation in postrhinal cortex during visual object discrimination.</a> Neuron. 76, 976-988 (2012).</li><li>Furtak, S. C., 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=The+Floor+Projection+Maze:+A+novel+behavioral+apparatus+for+presenting+visual+stimuli+to+rats.">The Floor Projection Maze: A novel behavioral apparatus for presenting visual stimuli to rats.</a> J. Neurosci. Methods. 181, 82-88 (2009).</li><li>Bussey, T. J., 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=The+touchscreen+cognitive+testing+method+for+rodents:+how+to+get+the+best+out+of+your+rat.">The touchscreen cognitive testing method for rodents: how to get the best out of your rat.</a> Learn. Mem. 15, 516-523 (2008).</li><li>Bussey, T. J., Muir, J. L., Everitt, B. J., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triple+dissociation+of+anterior+cingulate,+posterior+cingulate,+and+medial+frontal+cortices+on+visual+discrimination+tasks+using+a+touchscreen+testing+procedure+for+the+rat.">Triple dissociation of anterior cingulate, posterior cingulate, and medial frontal cortices on visual discrimination tasks using a touchscreen testing procedure for the rat.</a> Behav. Neurosci. 111, 920-936 (1997).</li><li>Forwood, S. E., Bartko, S. J., Saksida, L. M., Bussey, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rats+spontaneously+discriminate+purely+visual,+two-dimensional+stimuli+in+tests+of+recognition+memory+and+perceptual+oddity.">Rats spontaneously discriminate purely visual, two-dimensional stimuli in tests of recognition memory and perceptual oddity.</a> Behav. Neurosci. 121, 1032-1042 (2007).</li><li>Gaffan, E. A., Eacott, M. 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+computer-controlled+maze+environment+for+testing+visual+memory+in+the+rat.">A computer-controlled maze environment for testing visual memory in the rat.</a> J. Neurosci. Methods. 60, 23-37 (1995).</li><li>Keller, J., Strasburger, H., Cerutti, D. T., Sabel, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+spatial+vision+-+automated+measurement+of+the+contrast-sensitivity+function+in+the+hooded+rat.">Assessing spatial vision - automated measurement of the contrast-sensitivity function in the hooded rat.</a> J. Neurosci. Methods. 97, 103-110 (2000).</li><li>Lashley, K. 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+mechanism+of+vision+V+The+structure+and+image-forming+power+of+the+rat's+eye.">The mechanism of vision V The structure and image-forming power of the rat's eye.</a> J. Comp. Psychol. 13, 173-200 (1932).</li><li>Lashley, K. 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+Mechanism+of+Vision:+Xv.+Preliminary+Studies+of+the+Rat's+Capacity+for+Detail+Vision.">The Mechanism of Vision: Xv. Preliminary Studies of the Rat's Capacity for Detail Vision.</a> J. Gen. Psychol. 18, 123-193 (1938).</li><li>Minini, L., Jeffery, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+rats+use+shape+to+solve+&amp;#34;shape+discriminations&amp;#34.">Do rats use shape to solve &amp;#34;shape discriminations&amp;#34.</a> Learn. Mem. 13, 287-297 (2006).</li><li>Milner, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-Stimulation+Reward+-+a+Review.">Brain-Stimulation Reward - a Review.</a> Can. J. Psychol. 45, 1-36 (1991).</li><li>Albasser, M. 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=New+behavioral+protocols+to+extend+our+knowledge+of+rodent+object+recognition+memory.">New behavioral protocols to extend our knowledge of rodent object recognition memory.</a> Learn. Mem. 17, 407-419 (2010).</li><li>Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+the+5-choice+serial+reaction+time+task+for+the+assessment+of+visual+attentional+processes+and+impulse+control+in+rats.">The application of the 5-choice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats.</a> Nat. Protoc. 3, 759-767 (2008).</li><li>Agster, K. L., Burwell, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+function+of+the+rodent+postrhinal+cortex:+comparisons+to+other+cortical+regions.">Structure and function of the rodent postrhinal cortex: comparisons to other cortical regions.</a> , (2007).</li></ol>

Bu video-makale için Başvuru ücreti Plexon A.Ş. tarafından desteklenmektedir

Biz resmen Kat Projeksiyon Labirent tam otomatik karmaşık görsel bilişsel görevleri fareleri tren protokolleri açıklar. Kat Projeksiyon Maze 2-seçim görsel ayrımcılık görev 1 performansı sırasında postrhinal kortekste nesne konumu bağlaç ve hata sinyallerinin sinirsel kurmak için başarıyla kullanılmaktadır. Davranış şekillendirme protokolü bireysel rat öğrenme hızına uygun adapte edilebilir böylece esnek olacak şekilde tasarlanmıştır. Davranışsal sistemi için yazılmış özel kod deneyci eğitim sırasında kritik aşamada otomatik ICS teslim olasılığını kontrol sağlar; örneğin &#39;hazır pozisyonunu&#39; eğitim. Kodu da sırasında bir programlanabilir düğme kutusunu kullanarak ICS manuel teslim izin vermelidir. Erken şekillendirme amacı davranışını takviye etmek üzere ödül verilmesi için etkili bir ICS uyarılması kurmaktır. Biz sti implante öneririz Mümkünbir yarımkürede etkisiz stimülasyon durumunda bilateral MFB içine elektrotlar mulating. Bizim deneyim, ancak, implante ICS elektrotlar ödüllendirici bir uyaran sunmak için işlevsel olmuştur neredeyse tüm olmuştur. Intermediate şekillendirme aşaması Hazır Bölgesindeki bir &#39;hazır pozisyonunu&#39; korumak için sıçan eğitim için önemlidir. &#39;Hazır konumda&#39; olarak, sıçan burun seçim görüntüler sunulacak Görüntü Alanları bakacak ile sabit olmalıdır. &#39;Hazır pozisyonu&#39; görüntüleri göründüğünde kontrol, sıçan görüntüleri ve sıçan görüntülerinin hangi mesafeyi yaklaşımlar hangi yönde. Biz sıçan kafası davranışlarının daha iyi kontrol ve hedef görüntü sunum daha hassas kontrolü için işaret ettiği yönü izlemek için sıçan headstage monte izleme LED&#39;leri öneririz. ICS Manuel teslim uygun &#39;hazır konumunu &amp; # korumak için fareleri yetiştirmek için ihraç edilebilir8217;. Sıçan her deneme tatmin edici &#39;hazır pozisyonlarını&#39; muhafaza edildiğinde, Geç şekillenmesinde eğitim özel görev olduğunu. Geç şekillenmesinde fareler belirli bir görevi gerçekleştirmek için belirli kuralları öğrenmek için eğitilmiştir. Bu yöntem, davranış şekillendirme sırasında daha hızlı öğrenme sonuçlanan sıçan anında geri bildirim sağlar ve otomatik görev nöral veri toplarken fazla bir oturumda denemeler tamamlandı olarak biz ödül teslim bizim yöntemi olarak ICS kullanın. ICS teslimat, ancak, nöral kayıtları elektrik eserler sonuçlanır, ve sürekli LFP veya multiunit verilerini analiz etmek için sorunlu olabilir. Elektrik dışlayıcı etrafında aralığı önce sürekli veri analizi sinir kayıt veri dosyasından isimli kaldırılabilir. Yüksek geçişli filtrelenmiş başak veri ICS basmakalıp eserler kolayca tek başak analizleri etkilemeden isimli kaldırılabilir. Zemin Projeksiyon Labirent için protokoller Geleceği optimizasyonu optogen kullanarak içerirelektrik stimülasyonu ile ilişkili eserler en aza indirmek ve ortadan kaldırmak için iç ödül sunmak için etik araçları. Kat Projeksiyon Maze sıçanların görsel yetenekleri için optimize edilmiş ve böylece daha uygun görsel olarak yönlendirilen davranış görevler için olduğunu. Bu, doğrudan karşılaştırmalar, çünkü verilen bir görevin başarılı edinimi için kullanılan farklı deneysel protokollerin ve kriterinin farklı tanımları Zemin Projeksiyon labirent ve edimsel odalarına deneysel paradigmalar arasında yapılamaz dikkat edilmelidir. Biz daha önce fareler görüntüleri edimsel odalarına 3,10 dikey sunuldu diğer çalışmalarda&gt; 300 denemeleri ile karşılaştırıldığında Labirent 2 Kat Projeksiyon 50 çalışmalarda ~ basit 2-seçim görsel ayrımcılık görev edindiği, ancak göstermiştir. VSA görev (5-CSRT) görsel dikkatsel değerlendirmek için tasarlanmış klasik 5 seçenekli bir seri reaksiyon görevi 13 sonra modellenmiştirsüreçler. Tipik olarak 5-CSRT bir operant bir oda içinde gerçekleştirilmiştir ve bir ışık flash belirtilen uygun burun karıştırmak burun deliğine bir yumruk yapmak için hayvan gerektirir, burada VSA görev hayvanların kalmak zorunda açık bir alanda içinde gerçekleştirilmektedir arenada belirli bir yerde sabit, hedef yerlere onların dikkatini çekmeye ve hafif uyarıcı görünmesini bekleyin. Bizim tecrübelerimize göre, fareler Kat Projeksiyon Maze VSA görev ~ 800 denemeleri ile karşılaştırıldığında 5-CSRT 14&#39;te ölçütünü (iki gün üst üste% 75) ulaşmak için ~ 3.200 denemeler gereklidir. Zemin Projeksiyon Labirent üzerinde yapılan davranış görevler başka yararı görevleri onun bakışını düzeltmek için hayvan gerektiren işlere karşı, çevresini keşfetmek için sıçan doğal eğilimi yararlanan geniş bir açık alanda, yürütülen olmasıdır sabit bir hedef. Açık bir alanda ve serbestçe hareket eden fareler kullanan önemli bir avantajı# 160; Kat Projeksiyon Maze cihazında allocentric ve benmerkezci hem mekansal bilgi görsel bilgi ile tahsil edilebilir olmasıdır. Bizim paradigmanın diğer avantajı görevleri statik görüntülerin sunumu ile sınırlı olması gerekmez ki. Pozisyon ve dinamik görsel uyaranlara özellikleri gelecekteki görevleri kullanılabilir. Cineplex Davranış Araştırma Sisteminin izleme yeteneklerini kullanarak, görevler verilen bir beyin yapısının daha ayrıntılı işlevsel anlayış için geliştirilmiş olabilir. Görsel güdümlü bilişsel görevleri ile eşzamanlı elektrofizyolojik kayıtları birleştirerek, beyin aktivitesi, karar verme ve görsel ayrımcılık gibi bilişsel süreçlerle ilgili nasıl temel sorular araştırılmalıdır. Görsel güdümlü görevler kullanarak, sıçan çalışmalarının bulguları daha iyi insan bilişsel hastalıklar için tedaviler sağlamak nihai hedefi ile insanlara tercüme edilebilir.

Görsel görevler yaygın altında yatan mekanizmaları, öğrenme ve bellek incelemek için insan ve maymun çalışmalarında kullanılmaktadır. Kemirgen modeller, ancak, hali hazırda daha iyi kontrol çalışmaları daha büyük bir ölçek için araştırmacılar tarafından erişilebilir, invaziv elektrofizyolojik teknikler izin avantajına sahiptir. Serbestçe hareket gibi genetik manipülasyonlar gibi diğer yaklaşımlar, elektrofizyolojik kayıtları ile birlikte fareler tam mekanizmaları ve devreleri yatan bilişsel süreçler hedefleme için kullanışlı bir model sağlar. Sıçan görevleri bir çevre ile etkileşim konuları gerektirir oysa primat görsel işlerin, bir monitörde görsel uyaranlara bakışlarını doğrudan konuları gerektirir. Kat Projeksiyon Maze aynı zamanda görsel uyaranlara devam ederken aktif çevreyi keşfetmek için sıçanların doğal eğilimi kullanır. Kemirgenler için özel olarak tasarlanmış dokunmatik cihazları kullanarak bilişsel görevleri sağladıkemirgen modelleri insanlara 3 bulguların daha iyi bir çeviri. Dokunmatik görevleri genellikle duvarlara 3-7 üzerine dikey olarak sunulan iki boyutlu görsel uyaranlara bir odanın içinde yürütülmektedir. Bu dokunmatik görevler hedef görsel uyarana karşı arka konuyu gerektiren ve yanıtını kayıt basınç pad üzerinde bir kızılötesi photobeam basın veya kırmak. Anatomik ve davranışsal kanıt, ancak fareler davranışı 8-10 rehberlik için daha etkin daha düşük görsel yarı alanda görsel bilgi işleme öneririz. Bizim laboratuvar, iki boyutlu görsel uyaranlara tekrar test arena zemine yansıtılan hangi Kat Projeksiyon Labirent 2 kullanan bilişsel görevleri geliştirdi. Dokunmatik cihazı ile karşılaştırıldığında büyük bir açık alanda görevlerini yaparken Kat Đzdüşüm labirent fareler izlenebilir. Bu nedenle, kaydedilen nöral aktivitede uzamsal bilgiler, görsel bilgiler, bir nöral karşılıklarını ek olarak elde edilebilird karar verme. Biz ödül 11 olarak medial ön beyin demeti (MFB) intrakranial stimülasyon (ICS) teslim. Ödül teslim Bu metod, gıda ve içecek ödüller üzerinde avantajları vardır. Yiyecek ve içecek senin bir hayvan yapmak ve potansiyel eğitim sürecini yavaşlatan edecek çalışmaların sayısının sınırlandırılması, hatta gıda-yoksun farelerde, doygunluk yol açabilir. ICS görev performansı hakkında anında geri bildirim sağlayan anlık ödül sunar. Esasen acil ödül daha hızlı şekillendirme ve edinimi sonuçları ve eğitim protokolleri süresini azaltır. Ayrıca, çalışmaların daha çok sayıda toplanan verilerin miktarını artırarak ve görev ile ilgili davranış daha güvenilir bir numunede oluşan, bir oturum içinde tamamlanabilir. Zemin Projeksiyon Labirent kullanarak, karmaşık bilişsel görevleri gerçekleştirmek için farelerin davranışlarını şekillendirmek için genel bir protokol anlatacağız. This genel protokol şu anda dikkat ve görsel ayrımcılık 1 sinirsel kayıt için kullanılan çeşitli görevler genelinde fareleri eğitim için bir çerçeve sunmaktadır. Böylece, Zemin Projeksiyon Maze sıçanların görsel yetenekleri için optimize edilmiş ve insanlarda ve primatlarda görsel görevler ile daha güçlü karşılaştırmalar izin edilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="802">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">OmniPlex D Neural Data Acquisition System</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">DigiAmp Digitizing Amplifier</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Frame for Floor Projection Maze</td>
			<td style="width:127px;">80/20 Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>15 Series T-slot framing</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Short throw projector</td>
			<td style="width:127px;">NEC Display Solutions</td>
			<td style="width:119px;">WT610E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Da-Lite lace and grommet screen</td>
			<td style="width:127px;">Da-Lite Screen Company</td>
			<td style="width:119px;">81326C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:391px;">PlexiGlass</td>
			<td style="width:127px;">Modern Plastics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">SuperPort Input card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-713A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">SuperPort Output card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-726</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">SmartCtrl Interface module</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-716B</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Decoder card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-700F</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">PCI card</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">DIG-704PCI-2</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:391px;"></td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Programmable audio generator</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">ANL-926</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">Programmable Intracranial Self Stimulation Stimulator</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">PHM-150B</td>
			<td style="width:167px;">Operated by a PHM-152COM card</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">2 Channel electrode</td>
			<td style="width:127px;">Plastics1</td>
			<td style="width:119px;">MS303/13/SP</td>
			<td style="width:167px;">Cut 15 &#8211; 20 mm below the pedestal</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td colspan="4" height="20" style="height:20px;width:803px;">Software</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:391px;">MED-PC IV Software</td>
			<td style="width:127px;">Med Associates Inc</td>
			<td style="width:119px;">SOF-735</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:391px;">OmniPlex Software</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CinePlex Software: Tracking and Basic Behavior Modules</td>
			<td style="width:127px;">Plexon Inc</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automated visual cognitive tasks for recording neural activity using a floor projection maze

Öğrenme ve bellek mekanizmaları araştırmak için primatlarda kullanılan nöropsikolojik görevleri genellikle görsel bilişsel görevleri yönlendirilir. Biz diğer türler ile deneysel bulguların güçlü karşılaştırmalar izin sıçanların görsel yetenekleri için optimize edilmiş Zemin Projeksiyon Maze 1,2 kullanarak sıçan için görsel bilişsel görevler geliştirdik. Öğrenme ve hafızanın sinirsel araştırmak amacıyla, biz Kat Projeksiyon Labirent 1,2 tam otomatik bilişsel görevleri içine elektrofizyolojik kayıtları entegre etmiş. Bir hayvan takip sistemi ile arabirim davranışsal yazılım görüntü sunumu hassas kontrolü ile hayvanın davranışları izlenmesine olanak sağlar ve daha iyi eğitimli hayvanlar için beklenmedik ödüllendirmek. Bir in vivo elektrofizyolojik kayıt sistemi ile entegrasyon belirli bir bilişsel görevin seçilen epokta nöral aktivitenin davranış ögelerinden incelenmesini sağlar. &lt;/ P&gt; Biz kemirgenler ve elektrofizyolojik yaklaşımlar ile intrakranial ödül için bilgi otomatik görsel sunumunu birleştiren bir model sistem için protokolleri açıklar. Bizim model sistem daha iyi yalıtmak ve özellikle bilişsel süreçlere katkıda özgü mekanizmaları tanımlamak için diğer bilişsel görevler için bir çerçeve olarak araçları gelişmiş bir set sunuyor.

Genel şekillendirme adımlarının amacı, test arenasına sıçan ACCLIMATE hedef görsel uyaranlara sunumu için sabit bir &#39;hazır konumda&#39; kalmasını sıçan eğitmek ve doğru görsel uyaranın yerini yaklaşmaktır. Sıçanlar arena Doğu ve Batı taraf arasında değişen kadar test odası, arena, ve iplerini için alışkanlık sonra, Erken şekillendirme genellikle 100-150 denemeler gerektirir. Erken şekillendirme sırasında fareler genellikle arenada merkezinde hazır Alanı ile çalıştırın ve arena (Şekil 4A) çevresini keşfetmek çoğu zaman harcamak. Intermediate şekillendirme aşamasında Rats yavaş yavaş 600-700 denemeler gerektiren Hazır Bölgesindeki sabit bir &#39;hazır konumunu&#39; korumak için öğrenmek. Bu noktada, hayvanların yolları labirent çevresini keşfetmek harcanan az zaman görüntü Alanına Hazır Alanından döngüler kalıplaşmış vardır. Ancak, fareler sabit, &#39;hazır po muhafaza edilmezsıçanlar, merkezi Ready Alan (Şekil 4B) hareket hızına ile gösterilen sition &#39;. Intermediate şekillendirme sonunda, sıçanlar hedef görsel uyarana yaklaşmadan önce Hazır Bölgesindeki bir sabit &#39;hazır konumunu&#39; korumak. Sıçan daha sonra alanda (Şekil 4C) karşı tarafında bir sonraki deneme başlatır. Davranışsal kontrol sistemi ile izleme yazılımı ve Sinir Veri Toplama Sistemi entegrasyonu nöral veri olaya ilişkin analizler sağlar. Sürülebilen elektrot dizileri stratejik tek ünite ve yerel alan potansiyel aktivitesini kaydetmek için yerleştirilebilir. Sıçanlar vBCD görevi yapıldığında Kayıtlar postrhinal korteks gerçekleştirilmiştir. Perievent histogramlar ve raster araziler postrhinal korteks hücreleri hedef görsel uyarının başlamasından ve zemin desen (Şekil 5A) başlangıcından yanıt olduğunu göstermektedir. R posterior parietal korteksseçim hedef görüntü (Şekil 5B) tanımlanan bölgeyi girerek yapıldığı VSA görev hücreler görüntü sunum yanıt ve performans ats. Sıçanlar görüntü sunumu (Şekil 5C) önce &#39;hazır konumda&#39; olduğunda VSA görev ifası sırasında posterior parietal korteks yerel alan potansiyel etkinlik teta aralığında (~ 8 Hz) güçlü gücünü gösterir. <img alt="Şekil 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig1.jpg" width="400" /> Şekil 1.. Deneysel kurulum. Davranışsal ve kontrol odalarının A. şematik. Kat Projeksiyon Maze davranışsal odada muhafaza edilir. Sıçanlar bir havai kamera ile izlenmektedir. Kontrol odası görevi denetlemek ve nöral veri toplamak için ekipman evler. B. ÖlçülerCineplex Studio papyon labirent. C. Ekran yakalama. Bölgeleri kullanıcı tarafından tanımlanır. Mantıksal olaylar sıçan ilerlemeyi izlemek için davranışsal kontrol sistemi (Med Associates) ile Cineplex dijital çıkış olarak gönderilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig1highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> <img alt="Şekil 2," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig2.jpg" /> Şekil 2. Sıçan şekillendirme erken şekillendirme adımı. A. şematik hazır Alan giren için ICS alır ve giren Doğu ve Batı Görüntü Alanları. Amaç. B. Aracı şekillendirme Hazır Bölgesindeki sabit bir &#39;hazır konumunu&#39; korumak için fareleri eğitimi üzerinde duruluyor ICS ödül ile bu alanlarda ilişkilendirmek için sıçan yetiştirmektir. Görüntüler onl sunulmuştury başarılı bir &quot;hazır pozisyonu &#39;muhafaza sonra. Sıçanlar Geç şekillendirme At Görüntü alanında. C. görüntüyü yaklaşan için ICS almaya devam, sıçan başarıyla sabit bir &#39;hazır konumunu&#39; sürdürüyor. Eğitim görevi özeldir ve sıçan belirli bir görevi gerçekleştirmek için belirli kuralları öğrenmek için eğitilmiştir. Yıldırım ICS teslim gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig2highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> <img alt="Şekil 3," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig3.jpg" /> Şekil 3,. A. VBCD görevin şematik kat gri olduğunda, siyah yıldız ödüllendirilir,.. Taban çizgili olduğunda, beyaz daire ödüllendirilir B. VSA görev şematik. Gri çevreler Görüntü alanlarda hedef yerleri gösterir.Hedef uyaran çevrelerin birinin kısa (500 msn) aydınlatma (beyaz) olduğunu. Sıçanlar doğru hedef konumunu yaklaşıyor için ödüllendirilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig3highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> <img alt="Şekil 4," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig4.jpg" /> Şekil 4. Farklı şekillendirme adımları gerçekleştirmeden bir sıçan iki dakikalık bölümleri. Pozisyonu verilerini şekillendirme sırasında örnek yolları. Hayvanın hızı ısı harita ile temsil edilir. Soğuk renkler yavaş hızını göstermek ve sıcak renkler Erken sıçanlar keşfetmek ve arka kadar Doğu ve Batı görüntü alanlarının dış duvarlarında ve Hazır Alanı. B bitmiyor şekillendirilmesi sırasında hızlı hızları. A. temsil eder. Bir kalıplaşmış yol Intermediate sh ortaya çıkmaya başlarAping. Yollar geri Hazır Alanına Görüntü alanları doğru bir döngü oluşturur. Sıçanlar başarıyla Hazır Alanı. C bir &#39;hazır pozisyonunu&#39; korumak başlar. Sıçanlar Geç şekillendirme üzerine ilerleme olduğunda, fareler hareketsiz &#39;hazır pozisyonlarını&#39; korumak ve sıçanların yolları daha kalıplaşmış vardır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig4highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> <img alt="Şekil 5," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig5.jpg" /> Şekil 5,. Perievent ilgili analizlerin örnekleri,. Bir. Hedef görüntü (solda) sunumu farklı tepkiler ile vBCD görev ve katta (sağ). B sunumu sırasında postrhinal korteksten kaydedilen hücreleri. Sırasında posterior parietal korteksten hücreler kaydedildidairenin (sol) aydınlatma farklı tepkiler ile VSA görev. Hedef daire (sağda). C ışıklı hangi uzamsal konumu seçtikten sonra ateş arttı. &#39;Hazır pozisyona&#39; sırasında posterior parietal korteks güçlü teta gücü gösteren spectrogram. Kırmızı dikey çizgi başarılı &#39;hazır pozisyona&#39; ve görüntülerin sunum sonunu gösterir. Mavi dikey çizgi davasında 1. Katında sunumu vBCD göreve başlar gösterir. Yeşil renkli dikey çizgi bir seçim VSA görev kayıtlı olduğunu gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig5highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze at JoVE.com

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

Biz Zemin Projeksiyon Labirent tam otomatik bilişsel görevler kronik elektrofizyolojik kayıtlar için fareleri eğitim için protokolleri açıklar.

Zemin Projeksiyon Maze kullanma Kayıt Sinir Aktivitesi otomatik Görsel Bilişsel Görevler

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

automated-visual-cognitive-tasks-for-recording-neural-activity-using

Research

JoVE Journal

Behavior

13.0K Görüntüleme.  Brown University.  Biz Zemin Projeksiyon Labirent tam otomatik bilişsel görevler kronik elektrofizyolojik kayıtlar için fareleri eğitim için protokolleri açıklar. 

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

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

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and pharmacological manipulations on basic mechanisms of cognition and learning in mice. A standard polypropylene mouse housing tub is connected through an acrylic tube to a standard commercial mouse test box. The test box has 3 hoppers, 2 of which are connected to pellet feeders. All are internally illuminable with an LED and monitored for head entries by infrared (IR) beams. Mice live in the environment, which eliminates handling during screening. They obtain their food during two or more daily feeding periods by performing in operant (instrumental) and Pavlovian (classical) protocols, for which we have written protocol-control software and quasi-real-time data analysis and graphing software. The data analysis and graphing routines are written in a MATLAB-based language created to simplify greatly the analysis of large time-stamped behavioral and physiological event records and to preserve a full data trail from raw data through all intermediate analyses to the published graphs and statistics within a single data structure. The data-analysis code harvests the data several times a day and subjects it to statistical and graphical analyses, which are automatically stored in the &#34;cloud&#34; and on in-lab computers. Thus, the progress of individual mice is visualized and quantified daily. The data-analysis code talks to the protocol-control code, permitting the automated advance from protocol to protocol of individual subjects. The behavioral protocols implemented are matching, autoshaping, timed hopper-switching, risk assessment in timed hopper-switching, impulsivity measurement, and the circadian anticipation of food availability. Open-source protocol-control and data-analysis code makes the addition of new protocols simple. Eight test environments fit in a 48 in x 24 in x 78 in&#160;cabinet; two such cabinets (16 environments) may be controlled by one computer.

Fully automated system for measuring physiologically meaningful properties of the mechanisms mediating spatial localization, temporal localization, duration, rate&#160;and probability estimation, risk assessment, impulsivity, and the accuracy and precision of memory, in order to assess the effects of genetic and pharmacological manipulations on foundational mechanisms of cognition in mice.

Farelerin Otomatik, Kantitatif / Bilişsel Davranışçı Tarama: Genetik, Farmakoloji, Hayvan Biliş ve Lisans Öğretim İçin

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

Davranış

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

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. Higher cognitive functions that require precise control over sensorimotor responses such as decision-making and attentional modulation, however, are typically assessed in nonhuman primates. Despite the richness of primate behavior that allows multiple variants of these functions to be studied, the rodent model remains an attractive, cost-effective alternative to primate models. Furthermore, the ability to fully automate operant conditioning in rodents adds unique advantages over the labor intensive training of nonhuman primates while studying a broad range of these complex functions.
Here, we introduce a protocol for operantly conditioning rats on performing working memory tasks. During critical epochs of the task, the protocol ensures that the animal's overt movement is minimized by requiring the animal to 'fixate' until a Go cue is delivered, akin to nonhuman primate experimental design. A simple two alternative forced choice task is implemented to demonstrate the performance. We discuss the application of this paradigm to other tasks.

A fully automated protocol for rodent operant conditioning is proposed. The protocol relies on precise temporal control of behavioral events to investigate the extent to which this control influences neural activity underlying sensorimotor integration and cognitive control experiments.

Duyusal Entegrasyon ve Bilişsel Kontrol Deney için tam otomatik Kemirgen Yastıkları Protokolü

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

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

The Beat Sağırlık Uncovering: Algılama Ritim Bozuklukları Vurma Senkronize Finger ve algısal Zamanlama Görevleri ile

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Practical Methodology of Cognitive Tasks Within a Navigational Assessment

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be clearly outlined in a step-by-step manner. Navigational skills are important when trying to find symbols within a speech-generating device (SGD) that has a dynamic screen and taxonomical organization. The following skills have been found to impact children&#8217;s ability to find symbols when navigating within the levels of an SGD: sustained attention, categorization, cognitive flexibility, and fluid reasoning1,2. According to past studies, working memory was not correlated with navigation1,2.
The materials needed for this method include a computerized tablet, an augmentative and alternative communication application, a booklet of symbols, and the Leiter International Performance Scale-Revised (Leiter-R)3. This method has been used in two previous studies. Robillard, Mayer-Crittenden, Roy-Charland, Minor-Corriveau and B&#233;langer1 assessed typically developing children, while Rondeau, Robillard and Roy-Charland2 assessed children and adolescents with a diagnosis of Autism Spectrum Disorder. The direct observation of this method will facilitate the replication of this study for researchers. It will also help clinicians that work with children who have complex communication needs to determine the children&#8217;s ability to navigate an SGD with taxonomical categorization.

Children who have complex communication needs can benefit from the use of a speech-generating device (SGD). Cognitive skills were identified as having an impact on the ability to navigate between levels of SGDs. This protocol describes the steps needed for Speech-language Pathologists to assess cognitive skills and navigational abilities.

Bir Seyir Değerlendirilmesi içinde Bilişsel Görevler Pratik Yöntem

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be ...

Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A challenging illness to treat, due to the lack of understanding of the underlying neurobiology, AN has the highest mortality rate among psychiatric illnesses. To address this need, neuroscientists are using an animal model to study how neural circuits may contribute toward vulnerability to AN and may be affected by AN. Activity-based anorexia (ABA) is a bio-behavioral phenomenon described in rodents that models the key symptoms of anorexia nervosa. When rodents with free access to voluntary exercise on a running wheel experience food restriction, they become hyperactive &#8211; running more than animals with free access to food. Here, we describe the procedures by which ABA is induced in adolescent female C57BL/6 mice. On postnatal day 36 (P36), the animal is housed with access to voluntary exercise on a running wheel. After 4 days of acclimation to the running wheel, on P40, all food is removed from the cage. For the next 3 days, food is returned to the cage (allowing animals free food access) for 2 hr daily. After the fourth day of food restriction, free access to food is returned and the running wheel is removed from the cage to allow the animals to recover. Continuous multi-day analysis of running wheel activity shows that mice become hyperactive within 24 hr following the onset of food restriction. The mice run even during the limited time during which they have access to food. Additionally, the circadian pattern of wheel running becomes disrupted by the experience of food restriction. We have been able to correlate neurobiological changes with various aspects of the animals&#8217; wheel running behavior to implicate particular brain regions and neurochemical changes with resilience and vulnerability to food-restriction induced hyperactivity.

Here we present a protocol to induce activity-based anorexia (ABA) in female adolescent mice. ABA is a condition of hyperactivity evoked by imposing food restriction on rodents with access to a running wheel. This phenomenon is being used as a model to study the underlying neurobiology of anorexia nervosa.

Faaliyet tabanlı Anoreksiya Kemirgen Modeli Kullanılarak Anoreksiya Nervoza nörobiyolojik temellerinin Eğitim için

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A ...

Using Fiberless, Wearable fNIRS to Monitor Brain Activity in Real-world Cognitive Tasks

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular coupling, fNIRS is able to measure the haemoglobin concentration changes secondary to neuronal activity. Compared to other neuroimaging techniques, fNIRS represents a good compromise in terms of spatial and temporal resolution. Moreover, it is portable, lightweight, less sensitive to motion artifacts and does not impose significant physical restraints. It is therefore appropriate to monitor a wide range of cognitive tasks (e.g., auditory, gait analysis, social interaction) and different age populations (e.g., new-borns, adults, elderly people). The recent development of fiberless fNIRS devices has opened the way to new applications in neuroscience research. This represents a unique opportunity to study functional activity during real-world tests, which can be more sensitive and accurate in assessing cognitive function and dysfunction than lab-based tests. This study explored the use of fiberless fNIRS to monitor brain activity during a real-world prospective memory task. This protocol is performed outside the lab and brain haemoglobin concentration changes are continuously measured over the prefrontal cortex while the subject walks around in order to accomplish several different tasks.

Monitoring brain activity outside the lab without physical constraints presents methodological challenges. A fiberless, wearable functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) system was used to measure brain activity during an ecological prospective memory task. It was demonstrated that this system could be used to monitor brain activity during non-lab based experiments.

Gerçek dünya Bilişsel Görevler Beyin Aktivite Monitör lifsiz, Giyilebilir fNIRS kullanma

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

Kablosuz, Vivo içinde kayıt ve fareler serbestçe davranışlar içinde sinirsel aktivite uyarılması için çift yönlü arayüzü

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

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.

Otomatik, Alzheimer hastalığının IntelliCage kullanarak, birden çok genetik modellerinde bilişsel işlevler için uzun vadeli davranış tahlil

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

Integrating Visual Psychophysical Assays within a Y-Maze to Isolate the Role that Visual Features Play in Navigational Decisions

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired investigations into collective motion, specifically, their ability to integrate environmental and social information across ecological contexts. This demonstration illustrates techniques used for quantifying behavioral responses of fish, in this case, Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas), to visual stimuli using computer visualization and digital image analysis. Recent advancements in computer visualization allow for empirical testing in the lab where visual features can be controlled and finely manipulated to isolate the mechanisms of social interactions. The purpose of this method is to isolate visual features that can influence the directional decisions of the individual, whether solitary or with groups. This protocol provides specifics on the physical Y-maze domain, recording equipment, settings and calibrations of the projector and animation, experimental steps and data analyses. These techniques demonstrate that computer animation can elicit biologically-meaningful responses. Moreover, the techniques are easily adaptable to test alternative hypotheses, domains, and species for a broad range of experimental applications. The use of virtual stimuli allows for the reduction and replacement of the number of live animals required, and consequently reduces laboratory overhead.
This demonstration tests the hypothesis that small relative differences in the movement speeds (2 body lengths per second) of virtual conspecifics will improve the speed and accuracy with which shiners follow the directional cues provided by the virtual silhouettes. Results show that shiners directional decisions are significantly affected by increases in the speed of the visual cues, even in the presence of background noise (67% image coherency). In the absence of any motion cues, subjects chose their directions at random. The relationship between decision speed and cue speed was variable and increases in cue speed had a modestly disproportionate influence on directional accuracy.

Here, we present a protocol to demonstrate a behavioral assay that quantifies how alternative visual features, such as motion cues, influence directional decisions in fish. Representative data are presented on the speed and accuracy where Golden Shiner (Notemigonus crysoleucas) follow virtual fish movements.

Görsel unsurların gezinme kararlarında oynatın rolünü Izole etmek için Y-labirent içinde görsel psikoterapist analizlerine entegrasyon

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired ...

Behavioral Assessment of Visual Function via Optomotor Response and Cognitive Function via Y-Maze in Diabetic Rats

The optomotor response and the Y-maze are behavioral tests useful for assessing visual and cognitive function, respectively. The optomotor response is a valuable tool to track changes in spatial frequency (SF) and contrast sensitivity (CS) thresholds over time in a number of retinal disease models, including diabetic retinopathy. Similarly, the Y-maze can be used to monitor spatial cognition (as measured by spontaneous alternation) and exploratory behavior (as measured by a number of entries) in a number of disease models that affect the central nervous system. Advantages of the optomotor response and the Y-maze include sensitivity, speed of testing, the use of innate responses (training is not needed), and the ability to be performed on awake (non-anesthetized) animals. Here, protocols are described for both the optomotor response and the Y-maze and examples of their use shown in models of Type I and Type II diabetes. Methods include preparation of rodents and equipment, performance of the optomotor response and the Y-maze, and post-test data analysis.

Neural degeneration in both eyes and brain as a result of diabetes can be observed through behavioral tests carried out on rodents. The Y-maze, a measure of spatial cognition, and the optomotor response, a measure of visual function, both provide insight into potential diagnoses and treatments.

Diyabetik Sıçanlarda Y-Labirenti Yoluyla Optomotor Yanıtı ve Bilişsel İşlev Yoluyla Görsel İşlevin Davranışsal Değerlendirmesi

The optomotor response and the Y-maze are behavioral tests useful for assessing visual and cognitive function, respectively. The optomotor response is a ...