Name: a fully automated and highly versatile system for testing multi-cognitive functions and recording neuronal activities in rodents
Uploaded: 2012-05-03T12:00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents at JoVE.com

Bu çalışma Nörobilim Araştırma Vakfı ve San Diego Vakfı ve Harold G. ve Leyla Y. Mathers Vakfı ile Blasker-Rose-Miah Fonundan hibe ile desteklenmiştir.

<ol>
	<li>Zheng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+map+reorganization+and+pitch+discrimination+in+adult+rats+chronically+exposed+to+low-level+ambient+noise.">Auditory map reorganization and pitch discrimination in adult rats chronically exposed to low-level ambient noise.</a> Front. Syst.Neurosci. 6, 65 (2012).</li><li>Talwar, S. K., Gerstein, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+frequency+discrimination+in+the+white+rat.">Auditory frequency discrimination in the white rat.</a> Hear Res. 126, 135-150 (1998).</li><li>Talwar, S. K., Gerstein, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+signal+detection+analysis+of+auditory-frequency+discrimination+in+the+rat.">A signal detection analysis of auditory-frequency discrimination in the rat.</a> J. Acoust. Soc. Am. 105, 1784-1800 (1999).</li><li>Sloan, A. M., Dodd, O. T., Rennaker, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+discrimination+in+rats+measured+with+tone-step+stimuli+and+discrete+pure+tones.">Frequency discrimination in rats measured with tone-step stimuli and discrete pure tones.</a> Hear Res. 251, 60-69 (2009).</li><li>Syka, J., Rybalko, N., Brozek, G., Jilek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+frequency+and+intensity+discrimination+in+pigmented+rats.">Auditory frequency and intensity discrimination in pigmented rats.</a> Hear Res. 100, 107-113 (1996).</li><li>Eldar, E., Morris, G., Niv, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+motivation+on+response+rate:+A+hidden+semi-Markov+model+analysis+of+behavioral+dynamics.">The effects of motivation on response rate: A hidden semi-Markov model analysis of behavioral dynamics.</a> J. Neurosci. Methods. , (2011).</li><li>Bieszczad, K. M., Weinberger, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+strategy+trumps+motivational+level+in+determining+learning-induced+auditory+cortical+plasticity.">Learning strategy trumps motivational level in determining learning-induced auditory cortical plasticity.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 93, 229-239 (2010).</li><li>Sagvolden, T. I. m. p. u. l. s. i. v. e. n. e. s. s., overactivity, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=poorer+sustained+attention+improve+by+chronic+treatment+with+low+doses+of+l-amphetamine+in+an+animal+model+of+Attention-Deficit/Hyperactivity+Disorder+(ADHD).">poorer sustained attention improve by chronic treatment with low doses of l-amphetamine in an animal model of Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD).</a> Behav. Brain Funct. 7, 6 (2011).</li><li>Sagvolden, T., Johansen, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rat+Models+of+ADHD.">Rat Models of ADHD.</a> Curr. Top Behav. Neurosci. , (2011).</li><li>Brown, D. C., Nichols, J. A., Thomas, F., Dinh, L., Atzori, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nicotinic+modulation+of+auditory+attentional+shift+in+the+rat.">Nicotinic modulation of auditory attentional shift in the rat.</a> Behavioural brain research. 210, 273-279 (2010).</li><li>Johnson, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+discrimination:+neural+processes+preceding+discrimination+decision.">Sensory discrimination: neural processes preceding discrimination decision.</a> J. Neurophysiol. 43, 1793-1815 (1980).</li><li>Johnson, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensory+discrimination:+decision+process.">Sensory discrimination: decision process.</a> J. Neurophysiol. 43, 1771-1792 (1980).</li><li>Fraser, L. 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=Measuring+anxiety-+and+locomotion-related+behaviours+in+mice:+a+new+way+of+using+old+tests.">Measuring anxiety- and locomotion-related behaviours in mice: a new way of using old tests.</a> Psychopharmacology (Berl). 211, 99-112 (2010).</li><li>Hui, G. K., 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=Conditioned+tone+control+of+brain+reward+behavior+produces+highly+specific+representational+gain+in+the+primary+auditory+cortex.">Conditioned tone control of brain reward behavior produces highly specific representational gain in the primary auditory cortex.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 92, 27-34 (2009).</li><li>Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+stimuli+enhance+MDMA-conditioned+reward+and+MDMA-induced+nucleus+accumbens+dopamine,+serotonin+and+locomotor+responses.">Auditory stimuli enhance MDMA-conditioned reward and MDMA-induced nucleus accumbens dopamine, serotonin and locomotor responses.</a> Brain Res. Bull. 77, 189-196 (2008).</li><li>Kudoh, M., Shibuki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sound+sequence+discrimination+learning+motivated+by+reward+requires+dopaminergic+D2+receptor+activation+in+the+rat+auditory+cortex.">Sound sequence discrimination learning motivated by reward requires dopaminergic D2 receptor activation in the rat auditory cortex.</a> Learning &amp; Memory. 13, 698-69 (2006).</li><li>Shiflett, M. W., 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=Cue-elicited+reward-seeking+requires+extracellular+signal-regulated+kinase+activation+in+the+nucleus+accumbens.">Cue-elicited reward-seeking requires extracellular signal-regulated kinase activation in the nucleus accumbens.</a> J. Neurosci. 28, 1434-1443 (2008).</li></ol>

Üretim ve bu video-makale Ücretsiz Erişim Med Associates, Inc tarafından desteklenmektedir

Herhangi bir işitsel davranışsal görevin tasarım kritik bir yönü test ortamında saçılma ve saptırma kaynaklanan istenmeyen sesleri ortadan kaldırmasıdır. Kötü ses kontrolü davranışı test edilen önemli bir etkisi olabilir ve yanıltıcı ve hatta yorumlanamayan sonuçlar üretecektir. Sisteminde kullanılan davranışsal haznesi burada açıklanan belirli haznesi duvarlarından ses saptırma önlemek için akustik olarak transparan olması tasarlanmıştır. Gerçekten de, odanın ortasına kadar ölçüldüğünde, ses saptırma (veriler gösterilmemiştir) etkili saptanamayan. Biz ağırlıklı olarak işitme sistemi eğitim için bu sistem geliştirilmiş olsa da, kolayca diğer duyu sistemleri incelemek için diğer araştırmacılar tarafından adapte edilebilir. Modifikasyon sisteminin genel konfigürasyon değiştirmeden farklı işlemler için yazılım ve donanım hem kolay hale getirilebilir. Modüler çalışma paneli sistem özellikle Versati yaparYeni davranış görevler için farklı cihazlar ek ve / veya ikame sağlayarak le. Örneğin, koku davranışsal görevleri burun açıkta cihazın içine koku uyarıcı sunarak implante edilebilir. MED Associates (ENV-115a-OF) gelen koku uyaran ile beş seçim ışıklı burun açıkta duvara kolayca karmaşık koku görevler için operasyon paneli monte edilebilir. Buna ek olarak, tüm edimsel cihazlar kolaylıkla sisteminin konfigürasyon değiştirmeden, fareler için tasarlanmış olanlar ile değiştirilebilir. Her bir cihazın edimsel hassas zamansal kontrolü gibi, belirli bir denemede tek olayların yüksek çözünürlüklü kayıt, (bkz. aşağıda) farklı kognitif işlevleri beyin ele davranışsal görevlerin tasarım özelleştirmek için aygıtlar doğru manipülasyon sağlar. Nöronal aktivite kaydı ile kombine edildiğinde, sinir bilimleri alanındaki konularda zengin bir çeşitlilik bu sistem ile ele alınabilir. Örneğin, bir inuditory görevi yukarıda açıklanan, beynin bilişsel fonksiyonları ile ilgili şu soruları tek bir dava içinde incelenebilir: (1). Motivasyon: her denemede hayvanın &quot;kendiliğinden motive&quot; burun-gedikler eylem (Şekil 5A-a ve Şekil 3), motivasyon, böylece belirli bir oturum bir hayvan tarafından yapılan çalışmaların toplam sayısının ölçülmesi ile kantitatif olarak değerlendirilebilir, edilmesiyle başlatılır yana veya ardışık denemelerin sayısı 6,7 yapıldı. (2). Dikkat: deneme bir ödül almak için anahtarı doğru işitsel ipuçları tanımaktır. Görevi gerçekleştirmek için eğitilmiş olamazdı sıçan, işitsel ipuçları katılıyor eksikliği yaklaşık% 25&#39;i en önemli faktör oldu. Buna karşılık, görev öğrendim sıçanlarda, davranışların bir anlık duraklama (Şekil 5A-b ve bkz. Şekil 3), işitsel cue sunum sırasında belirgin oldu. Bu sistemi kullanarak, bu &quot;dikkat defi için böylece (i) ekran sıçanlarda mümkündürCITS &quot;ve hayvan işitsel ipuçları 8-10 katılıyor iken nöronal kayıtları ile kombine edildiğinde (ii) ilgi nöral mekanizmaların incelenmesi. (3). Karar: işitsel ipuçları tanınması üzerine, hayvan sınırlı bir zaman penceresi (Şekil 5A-c) içinde doğru kolu yaklaşım açmak için hangi yönde karar almak zorundadır. Ayrıca böylece karar verme 11,12 eğitim için etkili bir paradigma olduğunu. (4). Sabır: kol uzatması zamanlaması hayvan kolu uzatacaktır nokta (Şekil 5A-d) geldikten sonra kolu için beklemek zorunda olduğu gibi kontrol edilebilir. Bekleme süresini değiştirerek, bir hayvanın sabır ölçüde test edilmiş ve 13 ölçülebilir. (5). Ödüller: görevin nihai hedefi ödül (Şekil 5A-e ve Şekil 3) elde etmektir. Bu sistemi kullanarak Davranış görevleri dolayısıyla cankolayca birçok mükâfat-karar sorunları yönleri ve beynin 14-17 arasında bir değer sistemlerinin fonksiyonu incelemek için dizayn edilebilir.

a fully automated and highly versatile system for testing multi-cognitive functions and recording neuronal activities in rodents

Biz birden çok bilişsel beyin fonksiyonları tek bir görev sırası incelenmiştir edilmesini sağlayacak edimsel davranış test ve nöronal aktivite kayıt için tam otomatik bir sistem geliştirdik. Bu sistemin benzersiz özelliği, piyasada bulunan normal odalarında işitsel cue kontrolü ile ilişkili sorunların çoğu ortadan kaldıran bir ısmarlama, akustik şeffaf odasıdır. Edimsel cihazlar eklenebilir veya değiştirilebilir hangi ile kolaylığı işitsel, görsel ve koku davranışsal çeşitli görevleri uygulanması için izin, bu sistem çok amaçlı kılmaktadır. Sistemin Otomasyon sağlar ince zamansal (10 ms) kontrol ve önceden tasarlanmış bir davranış sırayla her olayın zaman damgası hassas. Çok kanallı bir elektrofizyoloji kayıt sistemi, çoklu bilişsel beyin fonksiyonları, örneğin motivasyon, dikkat, karar verme, sabır ve ödülleri ile birlikte, sıralı veya bağımsız incelenebilir.

Watch this Scientific Journal Video about A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents at JoVE.com

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

Bu yazıda, aynı anda çoklu bilişsel davranışları test ve kemirgenler için nöronal aktiviteleri kayıt yeteneğine sahip tam otomatik ve çok yönlü bir sistem sunuyoruz.

Multi-bilişsel işlevler Test ve Kemirgenler Nöronal Etkinlikler kayıt için Tam Otomatik ve Çok Yönlü Sistemi

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Çoklu Ölçeklerde Sayısallaştırılmış Nöronal Morfoloji Otomatik Sholl Analizi

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

Cryopreservation of Cortical Tissue Blocks for the Generation of Highly Enriched Neuronal Cultures

Yüksek zenginleştirilmiş Nöronal Kültürlerin Üretimi için Kortikal Doku Blokları, Kriyoprezervasyon

In this study, we outline a standardized protocol for the successful cryopreservation and thawing of cortical brain tissue blocks to generate highly ...

Efficient Derivation of Human Neuronal Progenitors and Neurons from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

Küçük Molekül İndüksiyon Pluripotent İnsan Embriyonik Kök Hücreleri İnsan Nöronal atalarıdır ve Nöronlar Verimli türetilmesi

There is a large unfulfilled need for a clinically-suitable human neuronal cell source for repair or regeneration of the damaged central nervous system ...

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

Kemirgenler davranmak yılında Hareketli Silikon Problar tarafından Nöronlar Büyük ölçekli Kaydı

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

Kemirgenler Faaliyet teker Running kayıt ve Sirkadiyen Rhythms Analizi

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

Glutamat ve GABA hızlı Micro-iyontoforez: Synaptic Entegrasyon Araştırma yararlı bir araç

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Eşzamanlı<em&gt; Ex vivo</emİki retina&gt; Fonksiyonel Test tarafından<em&gt; In vivo</em&gt; Elektroretinogram Sistemi

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise ...

Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice

Uyanık Farelerde Nöroaktif Maddelerin Microiontophoretic Uygulaması ile birlikte Nöronal Faaliyet dışı Kaydı

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Kronik Transkraniyal elektriksel stimülasyon ve Sıçanlarda Intracortical kayıt

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Ablation of a Neuronal Population Using a Two-photon Laser and Its Assessment Using Calcium Imaging and Behavioral Recording in Zebrafish Larvae

Ablasyon nöronal nüfusunun iki fotonlu lazer ve kalsiyum görüntüleme ve davranış kayıt zebra balığı larva kullanarak kendi değerlendirme kullanma

To identify the role of a subpopulation of neurons in behavior, it is essential to test the consequences of blocking its activity in living animals. Laser ...