Name: a fully automated rodent conditioning protocol for sensorimotor integration and cognitive control experiments
Uploaded: 2014-04-15T18:00:00
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이 작품은 NINDS 부여 번호의 NS054148에 의해 지원되었다.

동물과 관련된 모든 절차는 미시간 주립 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었다. 1. 실험 설정 <ol><li> 한쪽에 다섯 홀 nosepoke 벽과 반대편에 음식 배달 통 구성 조건화 상자를 사용합니다. <ol><li> 센터 nosepoke 구멍이 &quot;고정&quot;구멍 4 개의 다른 구멍 (고정 구멍의 양쪽에 각각 2 개씩)로 간주됩니다는 모터 대상 구멍 간주됩니다. 각 구멍은 삼색 LED 및 ?...

<ol>
	<li>Goldstein, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cognitive psychology: Connecting mind, research, and everyday experience. , (2008).</li><li>Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=4th+edition.">4th edition.</a> Principles of neural science. , (2000).</li><li>Cisek, P., Kalaska, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+mechanisms+for+interacting+with+a+world+full+of+action+choices.">Neural mechanisms for interacting with a world full of action choices.</a> Ann. Rev. Neurosci. 33, 269-298 (2010).</li><li>Kalat, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biological psychology. , (2012).</li><li>Banich, M. T., Compton, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cognitive neuroscience. , (2010).</li><li>Carew, T. J., Pinsker, H. M., Kandel, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+habituation+of+a+defensive+withdrawal+reflex+in+aplysia.">Long-term habituation of a defensive withdrawal reflex in aplysia.</a> Science. 175, 451-454 (1972).</li><li>Hodgkin, A. L., Huxley, A. 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Neurosci. 4, 203-218 (2003).</li><li>Romo, R., de Lafuente, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conversion+of+sensory+signals+into+perceptual+decisions.">Conversion of sensory signals into perceptual decisions.</a> Prog. Neurobiol. 10, (2012).</li><li>Shadlen, M. N., Britten, K. H., Newsome, W. T., Movshon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+computational+analysis+of+the+relationship+between+neuronal+and+behavioral+responses+to+visual+motion.">A computational analysis of the relationship between neuronal and behavioral responses to visual motion.</a> J. Neurosci. 16, 1486-1510 (1996).</li><li>Beck, J. 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M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+to+control+a+brain--machine+interface+for+reaching+and+grasping+by+primates.">Learning to control a brain--machine interface for reaching and grasping by primates.</a> PLoS Biol. 1, e42 (2003).</li><li>Georgopoulos, A. P., Schwartz, A. B., Kettner, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+population+coding+of+movement+direction.">Neuronal population coding of movement direction.</a> Science. 233, 1416-1419 (1986).</li><li>Donoghue, J. P., Sanes, J. N., Hatsopoulos, N. G., Ga&#225;l, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+discharge+and+local+field+potential+oscillations+in+primate+motor+cortex+during+voluntary+movements.">Neural discharge and local field potential oscillations in primate motor cortex during voluntary movements.</a> J. Neurophysiol. 79, 159-173 (1998).</li><li>Abbott, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+animals:+the+Renaissance+rat.">Laboratory animals: the Renaissance rat.</a> Nature. 428, 464-466 (2004).</li><li>Fuster, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The prefrontal cortex. , (2008).</li><li>Britten, K. H., Shadlen, M. N., Newsome, W. T., Movshon, J. 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Opin. Neurobiol. 22, 243-250 (2012).</li><li>Raposo, D., Sheppard, J. P., Schrater, P. R., Churchland, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+decision-making+in+rats+and+humans.">Multisensory decision-making in rats and humans.</a> J. Neurosci. 32, 3726-3735 (2012).</li><li>Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+the+5-choice+serial+reaction+time+task+for+the+assessment+of+visual+attentional+processes+and+impulse+control+in+rats.">The application of the 5-choice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats.</a> Nat. Protoc. 3, 759-767 (2008).</li><li>Brasted, P. J., Dunnett, S. B., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unilateral+lesions+of+the+medial+agranular+cortex+impair+responding+on+a+lateralised+reaction+time+task.">Unilateral lesions of the medial agranular cortex impair responding on a lateralised reaction time task.</a> Behav. Brain Res. 111, 139-151 (2000).</li><li>Gage, G. J., Stoetzner, C. R., Wiltschko, A. B., Berke, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+activation+of+striatal+fast-spiking+interneurons+during+choice+execution.">Selective activation of striatal fast-spiking interneurons during choice execution.</a> Neuron. 67, 466-479 (2010).</li><li>Erlich, J. C., Bialek, M., Brody, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+cortical+substrate+for+memory-guided+orienting+in+the+rat.">A cortical substrate for memory-guided orienting in the rat.</a> Neuron. 72, 330-343 (2011).</li><li>Mohebi, A., Oweiss, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+ensemble+correlates+of+working+memory+in+the+rat+medial+prefrontal+cortex.">Neural ensemble correlates of working memory in the rat medial prefrontal cortex.</a> 41 st Ann. Meet. Soc. Neurosci. , (2011).</li><li>Oweiss, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Statistical signal processing for neuroscience and neurotechnology. , (2010).</li><li>Thorndike, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+intelligence:+An+experimental+study+of+the+associative+processes+in+animals.">Animal intelligence: An experimental study of the associative processes in animals.</a> Psychol. Monographs: Gen. Appl. 2, 1-109 (1898).</li></ol>

쥐 널리 세기 이상 신경 과학 연구에 사용되었습니다. 고양이 34의 효과의 법칙의 개념 다이크의 도입 이후, 조건화는 동물의 행동의 다양한 측면을 테스트하는 표준 방식이다. 의사 결정과 모터 제조 관련된 많은 신경 과학 실험은 명령어 큐 및 작업 간격 사이의 지연 기간을 포함한다. 그것은 획득되고 뉴럴 데이터에 대한 혼동을 줄이기 위해 이러한 지연 기간 동안 움직임을 최소화하는...

<html> 신경 생리학과 행동 사이의 관계를 연구하는 것은 시스템 신경 과학의 궁극적 인 목표입니다. 역사적으로, 동물 모델의 선택과 행동 레퍼토리 1 ~ 5 사이의 트레이드 오프가 발생했습니다. 바다 슬러그 6 오징어 7 같은 단순한 생물이 하나의 이온 채널, 뉴런과 간단한 신경 회로의 특성을 연구하기 위해 광범위하게 사용되고 있지만, 높은 차수의 종은 같은 공간 탐색, 의사 결정 8-11을하고인지와 같은 더 복잡한 기능을 연구하는 데 필요한 12-14을 제어 할 수 있습니다. 동작 같은 인간을위한 표준 동물 모델에도 불구하고, 인간이 아닌 영장류의 사용은 15 ~ 18을 설정 한 실험실에서 실험의 넓은 범위에 걸쳐 사용을 배제 비용 및 윤리적 고려 사항을 묻는 메시지가 나타납니다. 설치류와 같은 간단한 동물 모델은 일반적으로 그들이 관심의 동작을 기본 유사한 신경 기판을 제공, 19 바람직하다. &quot;&gt; 설치류가 영장류 20-22에서 발견 된 것과 유사한 대뇌 피질 및 피질 하 구조를 공유 할 것을 제안 충분한 증거가있다. 설치류도 자신의 행동 23-25을 안내하는 여러 감각 양상에 걸쳐 정보를 통합하는 것으로 알려져 있습니다, 예를 들어, 내 쫓기 조정하고 찾아내어 답사의 행동 26시 또는 청각 및 시각 / 후각 이벤트 25, 27를 통합하여. 여기에 우리가인지 작업 28-32을 테스트하는 데 사용되는 설치류의 조건화를위한 프레임 워크를 설명합니다. 이 프레임 워크에서는, 주제는 nosepoke 구멍 안쪽에 흥분하고 이동 큐의 프리젠 테이션 때까지 구멍 안에 자신의 주둥이를 유지하기 위해 필요합니다. 행동 작업은 통상적으로 5 - 직렬 선택 반응 시간 작업 연구에 사용되는 다섯 홀 nosepoke 디자인입니다. 지연 기간 동안, 명령어 큐들의 범위는 액션을 수행하는 피사체를 안내하기 위해 제공된다. 이 프레임 워크는 쉽게 맞게 수정 될 수있다피사체를 훈련하는 짧은 간격 동안 그것의 명백한 이동을 최소화 할 수있는 실험의 넓은 범위가 필요하다. 이 개별 뉴런의 스파이크 활동이 간격 동안 특정 신호의 영향을받습니다 정도를 공부 허용합니다. 프로토콜은 훈련 시간을 최소화 할 수 있으며 맞은 피사체 학습 변동성을 감소시킬 수있다. 태스크의 개략적 인 흐름도가도 1에 도시된다.

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

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

설치류는 전통적으로, 감각인지, 그리고 모터 무수한 업무를 포함하는 실험실 실험에서 표준 동물 모델로 사용되었습니다. 이러한 의사 결정과 주의력 변조 등의 감각 반응에 대한 정밀한 제어를 필요로하는 고등인지 기능은, 그러나, 일반적으로 인간이 아닌 영장류에서 평가됩니다. 공부하는 이러한 기능의 여러 변종을 수 영장류 행동의 풍요 로움에도 불구하고, 설치류 모델은 영장류 모델 매력적인, 비용 효율적인 대안 남아있다. 이러한 복잡한 기능의 넓은 범위를 공부하는 동안 또한, 완전히 설치류 조건화를 자동화 할 수있는 능력은 인간이 아닌 영장류의 노동 집약적 인 훈련을 통해 독특한 장점을 추가합니다. 여기, 우리는 작업 메모리 작업을 수행하는 방법에 대한 operantly 조절 쥐를위한 프로토콜을 소개합니다. 태스크의 임계 에포크 동안 프로토콜은 동물의 명백한 requ의 움직임이 최소화되도록이동 큐가, 인간이 아닌 영장류 실험 설계에 가깝다 전달 될 때까지 &#39;흥분&#39;에 동물을 iring. 간단한 두 가지 대체 강제 선택 작업은 성능을 보여주기 위해 구현됩니다. 우리는 다른 작업이 패러다임의 응용 프로그램에 대해 설명합니다.

제안 된 프레임 워크는인지 작업의 범위에 따라 훈련을 할 수 있습니다. 여기에서 우리는 쥐의 전두엽 피질에서 목표 지향적 행동의 메커니즘을 조사하기 위해 설계된 지시 지연 작업을 구현했습니다. 그림 1은 실험 설계의 흐름도를 보여줍니다. 피사체가 모든 단계에서 작업 요구 사항을 이해하고 있는지 확인하기 위해, 성과 측정은 지속적으로 평가해야한다. ...

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

설치류 조건화에 대한 완전 자동화 된 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은이 컨트롤의 영향을 신경 활동 기본 감각 통합,인지 제어 실험에 대한 정도를 조사하기 위해 행동 사건의 정확한 시간 제어에 의존합니다.

감각 운동 통합 및인지 제어 실험을 위해 완전 자동화 된 설치류 컨디셔닝 프로토콜

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

Research

JoVE Journal

Behavior

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

치수 변경 카드 정렬 성능인지 제어 네트워크 관련의 기능 연결에서 연령 관련 차이점을 조사하는 방법

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

연구

행동분석학

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

바닥 투사 미로를 사용하여 녹음 신경 활동에 대한 자동화 된 시각인지 작업

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

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

개선 된 다기능 보철 제어를위한 구조적 재활 프로토콜 : 사례 연구

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

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

관능 평가를위한 데이터 수집 및 자동화 표정 분석 기술에 대한 분석 응용 및 시간적 분석을위한 프로토콜

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

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

눈 - 추적 제어 루게릭 병 환자의인지 기능을 평가하는

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

Automated, Long-term Behavioral Assay for Cognitive Functions in Multiple Genetic Models of Alzheimer's Disease, Using IntelliCage

자동화, Alzheimer의 질병, IntelliCage를 사용 하 여 여러 유전자 모델에서 인지 기능에 대 한 장기적인 행동 분석 결과

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

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

여러 참가자와 탐색 실험 결정 과학에 대 한 네트워크로 연결 된 데스크톱 가상 현실 설정

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

Virtual Reality Experiments with Physiological Measures

가상 현실 생리 측정 실험

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

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

나무 개미에 비주얼 고전 컨디셔닝

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, ...

Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects

레이스 모델 부등식을 사용하여 행동 다감각 통합 효과를 정량화

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) ...