Name: training dogs for awake, unrestrained functional magnetic resonance imaging
Uploaded: 2019-10-13T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Training Dogs for Awake, Unrestrained Functional Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

Siamo grati a Canine Performance Sciences e auburn University Departments of Psychology and Electrical & Computer Engineering. Questo lavoro è stato sostenuto dall'Associazione dei professionisti degli allenatori di cani.

L'approvazione etica di questi metodi è stata ottenuta dal Comitato di cura e uso istituzionale degli animali dell'Università di Auburn e tutti i metodi sono stati eseguiti in conformità con le loro linee guida e regolamenti. Per l'esposizione uditiva, la progressione attraverso le sessioni si basa sul numero della settimana. Per le sessioni di stazionamento, è necessario soddisfare un criterio di prestazione specifico specificato dalla sessione (ad esempio, almeno undici secondi di targeting del mento), prima che l'...

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	<li>T&#243;th, L., G&#225;csi, M., Mikl&#243;si, &. #. 1. 9. 3. ;., Bogner, P., Repa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Awake+dog+brain+magnetic+resonance+imaging.">Awake dog brain magnetic resonance imaging.</a> Journal of Veterinary Behavior. 4 (2), (2009).</li><li>Berns, G. S., Brooks, A. 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M., Deshpande, G., Waggoner, P., Katz, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+Magnetic+Resonance+Imaging+of+the+Domestic+Dog:+Research,+Methodology,+and+Conceptual+Issues.">Functional Magnetic Resonance Imaging of the Domestic Dog: Research, Methodology, and Conceptual Issues.</a> Comparative Cognition &amp; Behavior Reviews. 11, 63-82 (2016).</li><li>Berns, G. S., Cook, P. 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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=Separate+brain+areas+for+processing+human+and+dog+faces+as+revealed+by+awake+fMRI+in+dogs+(Canis+familiaris).">Separate brain areas for processing human and dog faces as revealed by awake fMRI in dogs (Canis familiaris).</a> Learning &amp; Behavior. 46 (4), 561-573 (2018).</li><li>Lazarowski, L., 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=Investigation+of+the+Behavioral+Characteristics+of+Dogs+Purpose-Bred+and+Prepared+to+Perform+Vapor+Wake&#174;+Detection+of+Person-Borne+Explosives.">Investigation of the Behavioral Characteristics of Dogs Purpose-Bred and Prepared to Perform Vapor Wake&#174; Detection of Person-Borne Explosives.</a> Frontiers in Veterinary Science. 5 (50), (2018).</li><li>Lazarowski, L., Waggoner, P., Katz, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+future+of+detector+dog+research.">The future of detector dog research.</a> Comparative Cognition &amp; Behavior Reviews. 14, 77-80 (2019).</li><li>Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introducing+Clicker+Training+as+a+Cognitive+Enrichment+for+Laboratory+Mice.">Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).</li><li>Council, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).</li><li>Andics, A., G&#225;bor, A., Farag&#243;, T., Szab&#243;, D., Mikl&#243;si, &. #. 1. 9. 3. ;. <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+lexical+processing+in+dogs.">Neural mechanisms for lexical processing in dogs.</a> Science. 353 (6303), 1030-1032 (2016).</li><li>Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scent+of+the+familiar:+An+fMRI+study+of+canine+brain+responses+to+familiar+and+unfamiliar+human+and+dog+odors.">Scent of the familiar: An fMRI study of canine brain responses to familiar and unfamiliar human and dog odors.</a> Behavioural Processes. 110, 37-46 (2015).</li><li>Berns, G. S., Brooks, A., Spivak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replicability+and+Heterogeneity+of+Awake+Unrestrained+Canine+fMRI+Responses.">Replicability and Heterogeneity of Awake Unrestrained Canine fMRI Responses.</a> PLoS One. 8 (12), e81698 (2013).</li><li>Cook, P., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Jealousy+in+dogs?+Evidence+from+brain+imaging.">Jealousy in dogs? Evidence from brain imaging.</a> Animal Sentience. 117, 1-15 (2018).</li><li>Cook, P. F., Brooks, A., Spivak, M., Berns, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+brain+activations+in+awake+unrestrained+dogs.">Regional brain activations in awake unrestrained dogs.</a> Journal of Veterinary Behavior-Clinical Applications and Research. 16, 104-112 (2016).</li><li>Cook, P. F., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Awake+canine+fMRI+predicts+dogs'+preference+for+praise+vs+food.">Awake canine fMRI predicts dogs' preference for praise vs food.</a> Social Cognitive and Affective Neuroscience. 11 (12), 1853-1862 (2016).</li><li>Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurobehavioral+evidence+for+individual+differences+in+canine+cognitive+control:+an+awake+fMRI+study.">Neurobehavioral evidence for individual differences in canine cognitive control: an awake fMRI study.</a> Animal Cognition. 19 (5), 867-878 (2016).</li><li>Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One+pair+of+hands+is+not+like+another:+caudate+BOLD+response+in+dogs+depends+on+signal+source+and+canine+temperament.">One pair of hands is not like another: caudate BOLD response in dogs depends on signal source and canine temperament.</a> PeerJ. 2, e596 (2014).</li><li>Dilks, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Awake+fMRI+reveals+a+specialized+region+in+dog+temporal+cortex+for+face+processing.">Awake fMRI reveals a specialized region in dog temporal cortex for face processing.</a> PeerJ. 3, e1115 (2015).</li><li>Prichard, A., Chhibber, R., Athanassiades, K., Spivak, M., Berns, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+neural+learning+in+dogs:+A+multimodal+sensory+fMRI+study.">Fast neural learning in dogs: A multimodal sensory fMRI study.</a> Scientific Reports. 8 (1), 14614 (2018).</li><li>Prichard, A., Cook, P. F., Spivak, M., Chhibber, R., Berns, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Awake+fMRI+Reveals+Brain+Regions+for+Novel+Word+Detection+in+Dogs.">Awake fMRI Reveals Brain Regions for Novel Word Detection in Dogs.</a> Frontiers in Neuroscience. 12, 737 (2018).</li><li>Ramaihgari, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zinc+Nanoparticles+Enhance+Brain+Connectivity+in+the+Canine+Olfactory+Network:+Evidence+From+an+fMRI+Study+in+Unrestrained+Awake+Dogs.">Zinc Nanoparticles Enhance Brain Connectivity in the Canine Olfactory Network: Evidence From an fMRI Study in Unrestrained Awake Dogs.</a> Frontiers in Veterinary Science. 5, 127 (2018).</li><li>Robinson, J. L., 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=Characterization+of+Structural+Connectivity+of+the+Default+Mode+Network+in+Dogs+using+Diffusion+Tensor+Imaging.">Characterization of Structural Connectivity of the Default Mode Network in Dogs using Diffusion Tensor Imaging.</a> Scientific Reports. 6, 36851 (2016).</li><li>Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M., Levy, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+in+Awake+Dogs+Predicts+Suitability+for+Assistance+Work.">Functional MRI in Awake Dogs Predicts Suitability for Assistance Work.</a> Scientific Reports. 7, 43704 (2017).</li><li>Berns, G. S., Spivak, M., Nemanic, S., Northrup, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+Findings+in+Dogs+Trained+for+Awake-MRI.">Clinical Findings in Dogs Trained for Awake-MRI.</a> Frontiers in Veterinary Science. 5, 209 (2018).</li><li>Jia, H., 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=Enhancement+of+odor-induced+activity+in+the+canine+brain+using+zinc+nanoparticles:+A+functional+MRI+study+in+fully+unrestrained+conscious+dogs.">Enhancement of odor-induced activity in the canine brain using zinc nanoparticles: A functional MRI study in fully unrestrained conscious dogs.</a> Chemical Senses. 41 (1), 53-67 (2016).</li><li>Kyathanahally, S. P., 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=Anterior-posterior+dissociation+of+the+default+mode+network+in+dogs.">Anterior-posterior dissociation of the default mode network in dogs.</a> Brain Structure and Function. 220 (2), 1063-1076 (2015).</li></ol>

Il protocollo descritto in precedenza separa la formazione del comportamento di stazionamento (mento rest) dalla desensibilizzazione all'ambiente di risonanza magnetica. Inoltre, utilizza una procedura di generalizzazione di stazionamento in diverse posizioni diverse, per aiutare nel trasferimento del comportamento di stazionamento all'ambiente di scansione RM reale; lo fa senza la necessità di un lungo tempo di formazione nell'ambiente di scansione RM, che può essere costoso. Nel complesso, la formazione e il test son...

La risonanza magnetica (RM) condotta su cani svegli senza restrizioni è un nuovo metodo, creando un modo nuovo per esaminare la funzione e la struttura nel cervello del cane. I primi resoconti pubblicati dell'acquisizione di immagini MR da cani svegli sfrenati sono stati pubblicati nel 2009 (strutturali) e nel 2012 (funzionali)1,2. Ci sono diversi vantaggi della risonanza magnetica funzionale (fMRI) per studiare la funzione cerebrale in cani svegli senza restrizioni. In primo luogo, la raccolta dei dati è simile a quella degli esseri umani, e quindi più facilmente generalizzabile tra le specie3. In secondo luogo, non c'è bisogno di anestesia, eliminando eventuali effetti collaterali indesiderati. In terzo luogo, l'attività cerebrale è alterata dall'anestesia e quindi la funzione cognitiva può essere valutata meglio senza anestesia4. In quarto luogo, mentre la privazione di liquidi/alimenti e la moderazione fisica consentono ai ricercatori di sondare animali non sedati (ad esempio, modelli di roditori, aviari e primati), tali animali possono trovarsi in stati cognitivi molto diversi dalle loro controparti non svantaggiate e non addestrate 3.
Al momento, ci sono cinque laboratori in tutto il mondo che stanno scansionando cani svegli (Atlanta, Stati Uniti; Auburn, Stati Uniti; Budapest, Ungheria; Querétaro, Messico; Vienna, Austria), e non esiste un metodo standardizzato per addestrare i cani a sottoporsi volontariamente a una risonanza magnetica5,6,7. Tutti i metodi di allenamento condividono l'obiettivo comune di addestrare i cani a rimanere fermi per lunghi periodi di tempo, che è necessario per scansioni cerebrali di qualità. Mentre tutti i metodi funzionano attraverso i principi di apprendimento di rinforzo, come esattamente viene implementato varia, e non sappiamo ancora l'impatto di questa varianza sui risultati. Pertanto, se un metodo di formazione proposto viene accettato e viene ampiamente utilizzato, può ridurre una certa quantità di varianza indesiderabile nei dati. In questo articolo, ci concentriamo sul metodo di formazione per lo stazionamento nello scanner MRI. La scansione RM è costosa e il metodo proposto che abbiamo sviluppato ha lo scopo di essere conveniente e quindi generalizzabile per i formatori di tutto il mondo senza accesso regolare a uno scanner MRI per la formazione.
Il metodo è costituito da due componenti principali: formazione e test. La formazione è composta da due fasi. La prima fase sta addestrando il cane al bersaglio del mento (cioè la stazione) in un ambiente aperto e la fase due sta addestrando il cane alla stazione in una finta risonanza magnetica. La desensibilità alla risonanza magnetica si verifica durante le fasi di allenamento, durante sessioni separate e dedicate all'Esposizione Uditiva. I test consistono in uno stazionamento in una risonanza magnetica fittizia portatile, in cinque diverse posizioni di prova. L'utilità di questa fase di test è generalizzare il comportamento di stazionamento, facilitando il trasferimento nell'ambiente di risonanza magnetica reale. Il protocollo complessivo è riepilogato nella Figura 1.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60192/60192fig1a.jpg"> Figura 1: sequenza temporale del protocollo. La sequenza temporale del protocollo è suddivisa in due componenti, Training e Testing. La formazione è ulteriormente suddivisa in due fasi, Open Environment e Mock MRI. Durante l'allenamento si verificano sessioni separate di Esposizione Uditiva. I test consistono in uno stazionamento in una risonanza magnetica fittizia portatile, in cinque diverse posizioni di trasferimento (T1-T5). Una volta che il cane ha generalizzato il comportamento di stazionamento al criterio in cinque luoghi di trasferimento distinti, il cane è pronto per la raccolta dei dati nell'ambiente di risonanza magnetica reale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60192/60192fig1large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
A seconda della fase, l'allenamento e il test durano dai 25 ai 75 minuti a settimana, per cane: una sessione di Esposizione Udoridi di 10 minuti e due o più sessioni da 5 a 30 minuti di Stationing. Questo protocollo può essere completato in 25 settimane. Durante i test di trasferimento, i cani eseguono diversi colpi di un down/stay immobile di 5 minuti e del mento in una risonanza magnetica fittizia portatile (foro, coil a radiofrequenza, audio dB 90 o più, imbottitura dell'orecchio) in cinque luoghi diversi. Le sessioni di trasferimento si verificano una volta alla settimana per 30-60 minuti, per cinque settimane consecutive. Durante i test di risonanza magnetica, i cani eseguono diversi bout del comportamento di stazionamento finale durante una sessione di 60 minuti di acquisizione di dati strutturali e funzionali in un vero e proprio scanner MRI.
Durante l'allenamento e il test, un mento resto è il comportamento di messa a fuoco. Un poggiamento del mento è il cane che tocca il mento sulla superficie di un oggetto seguendo un segnale da colpire (cioè, riposare il mento) su quella superficie. Tale cue al bersaglio può essere fisico (ad esempio, gesto, esca), verbale (ad esempio, parola parlata "riposo"), o un oggetto (ad esempio, l'accesso al mento stesso). Le prestazioni fluide del comportamento di puntamento del mento sono fondamentali per limitare il movimento della testa. In questo protocollo, il comportamento del resto del mento è condizionato, mantenuto e generalizzato per verificarsi in più contesti (diversi apparati di riposo, in più posizioni) con un aumento della durata del bersaglio (fino a cinque minuti). Inoltre, le condizioni del trainer e mantiene forti prestazioni dei comportamenti verso il basso e rimanere, così come un buon controllo di stimolo sul segnale di rilascio "Okay", il rinforzo condizionato e marcatore di evento comportamentale "click", e il Keep Going Signal (KGS) "buono" 8. Nel corso del protocollo, vengono introdotti stimoli e apparati multipli in fasi specifiche e per intervalli specifici. Questi materiali sono facilmente ed economicamente acquistati. Per i dettagli completi, vedere la Tabella dei materiali.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>Acrylic Mock Radiofrequency Coil</td>
			<td>Menards</td>
			<td>TU59018594</td>
			<td>Mock Radiofrequency (RF) Coil: 8&#34; diameter x 4&#39; Concrete Form Tube. Makes four mock RF coils; cut form tube in four even lengths for four 8&#34; diameter x 1&#39; mock RF coils.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agility Tunnel</td>
			<td>J&#38;J Dog Supplies</td>
			<td>TT053</td>
			<td>Open Agility Training Tunnel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bluetooth Speaker</td>
			<td>Sharkk</td>
			<td>SP-SK896WTR-GRY</td>
			<td>Portable Scan Audio Playback: Waterproof Bluetooth Speaker Sharkk 2O IP67 Bluetooth Speaker Outdoor Pool Beach and Shower Portable Wireless Speaker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cardboard Concrete Form Tube</td>
			<td>Menards</td>
			<td>TU10120014</td>
			<td>Stationary Mock MRI Bore: Sonotube 24&#34; diameter x 12&#39; Standard Wall Water-Resistant Concrete Form. Makes two mock bores; cut form tube in half for two 24&#34; diameter x 6&#39; bores.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chuckit Ball</td>
			<td>Chuckit!</td>
			<td>17030</td>
			<td>Toy Reward: Chuckit! Ultra Ball</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Decibel X</td>
			<td>Skypaw</td>
			<td></td>
			<td>Decibel meter phone app</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Exercise Mat</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Foam chin rest: cut mat in half lengthwise. Roll up, and secure roll with hot glue. Cut chin-size notch in center with X-ACTO knife. Hot-glue velcro to bottom surface.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Folding Table</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3&#39; x 6&#39; folding table</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microfiber Car Wax Applicator Pad</td>
			<td>Viking Car Care</td>
			<td>862400</td>
			<td>Viking Car Care Microfiber Applicator Pads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Natural Balance Treat Log</td>
			<td>Natual Balance</td>
			<td>236020</td>
			<td>Food Reward: E.g., Chicken Formula Dog Food Roll, 3.5-lb roll</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plywood</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Platform: 2&#34;x4&#34;x6&#39; length of wood affixed to 3&#39;x6&#39; plywood board. Hot glue exercise mat on plywood board for traction. Braces: 3 4x4x4&#34; cubes cut at 45-degree angle affixed to ends of 1&#34;x4&#34;x3&#39; lengths of wood. Makes 3 braces.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sand Bags</td>
			<td>J&#38;J Dog Supplies</td>
			<td>AG155</td>
			<td>J&#38;J Professional Quality Sandbags x 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Speaker System</td>
			<td>Pioneer Electrics</td>
			<td>HTD645DV</td>
			<td><a href="https://www.pioneerelectronics.com/pio/pe/images/portal/cit_11221/93327312Operating%20Instructions%20S-HTD630.pdf" target="_blank">Stationary Scan Audio Playback: Pioneer HTD645DV 5 Disk DVD Home Theater System with Wireless Surround Speakers. Operating Instructions.</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Towel</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>standard towel</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

training dogs for awake, unrestrained functional magnetic resonance imaging

Presentiamo un protocollo di formazione integrato a risonanza magnetica (fMRI) funzionale canino che può essere fatto in modo conveniente, con cani ad alta energia, per l'acquisizione di dati funzionali e strutturali. Questo metodo di addestramento dei cani per il risveglio, fMRI sfrenato, impiega una procedura di generalizzazione di stazionamento in diversi luoghi diversi per facilitare il trasferimento del comportamento di stazionamento all'ambiente di risonanza magnetica reale; lo fa senza la necessità di un lungo tempo di formazione nell'ambiente di scansione RM, che può essere costoso. Inoltre, questo metodo suddivide la formazione di un comportamento di stazionamento (ad esempio, mento resto) dalla desensibilizzazione all'ambiente di risonanza magnetica (cioè oltre 100 decibel scan audio), quest'ultimo realizzato durante le sessioni di condizionamento dell'esposizione uditiva dedicata. Il protocollo completo di formazione e test ha richiesto 14 ore e ha portato al trasferimento immediato in nuove posizioni. Presentiamo anche esempi di dati canini fMRI che sono stati acquisiti da paradigmi di elaborazione visiva del volto e discriminazione olfattiva.

Il numero medio di ripetizioni di ogni livello di sessione è elencato nella Tabella 1. Il protocollo completo di addestramento e test richiedeva 14 ore (M - 13,55 h, intervallo 12-16 h) e consisteva in 90 sessioni (intervallo 87-93 sessioni). La formazione in ambiente aperto è durata 4,38 h (gamma 3-5 h), la pratica simulata della risonanza magnetica di 5,4 h (gamma 4,2-6,5 h), e il trasferimento è stato di 2,5 h diviso in cinque sessioni da 30 minuti. Le sessioni di m...

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Training Dogs for Awake, Unrestrained Functional Magnetic Resonance Imaging

La risonanza magnetica (RMI) sui cani svegli senza restrizioni è un nuovo metodo con diversi vantaggi rispetto all'imaging con moderazione fisica o chimica. Questo protocollo introduce un metodo di formazione conveniente che riduce al minimo la formazione nell'ambiente MRI, che può essere costoso, e massimizza il pool di soggetti disponibile per la risonanza magnetica funzionale canina.

Cani da addestramento per l'imaging a risonanza magnetica funzionale ascia di ascia di tempo e senza restrizioni

We present a canine functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) training protocol that can be done in a cost-effective manner, with high-energy dogs, for ...

La risonanza magnetica condotta in cani senza freni è un nuovo metodo che crea un nuovo modo di esaminare la funzione e la struttura nel cervello del cane. Il metodo è umano, economico e funziona, non solo per i cani in questo contesto di ricerca, ma come impalcatura per altri programmi di allenamento del comportamento di allevamento. Le classiche strategie di contro-condizionamento trasverso aiutano i cani ad acclimatarsi rapidamente a un robusto comportamento di stazionazione nell'ambiente dello scanner.Poiché il protocollo è conveniente, è generalizzabile per i formatori di tutto il mondo senza accesso regolare a uno scanner MRI. Per sessioni di esposizione attiva e uditive, trasporta il cane in una familiare sala di allenamento interna. E riprodurre l'audio di scansione nel volume specificato della sessione.Dopo dieci secondi, impegnarsi in 20 secondi di gioco giocattolo con il cane mentre il rumore dello scanner è ancora udibile. Dopo 20 secondi di gioco, recupera il giocattolo dal cane e metti in pausa il rumore. Quindi attendere con il cane in silenzio senza la ricompensa per 10 secondi prima di iniziare la prova successiva.Condurre una sessione di 10 prove alla settimana per 12 settimane aumentando il volume dei decibel durante le sessioni per tutta la durata del periodo di allenamento. Per catturare il bersaglio del mento sull'asciugamano con il cane in piedi, seduto o in posizione in giù, fare clic, quindi trattare per consentire al cane di indagare sull'asciugamano. Una volta che il cane indagherà l'asciugamano in modo affidabile, fare clic per qualsiasi naso all'asciugamano e successivo contatto con il mento dell'asciugamano fino a quando la durata del contatto dell'asciugamano raggiunge almeno due secondi per un massimo di cinque minuti per sessione.Quando il cane chin target per almeno 26 secondi, fare clic quindi trattare per qualsiasi indagine dell'apparato di riposo del mento di schiuma. Dopo diverse indagini rinforzate sull'apparecchio, cue rest e click quindi trattare per uno o due secondi di contatto con il mento per cinque o 15 minuti di allenamento fino a quando non si ottengono 40 secondi di contatto. Per finte sessioni di stazionazione della risonanza prima, invita il cane a saltare o sollevare il cane nel foro finto e cue il cane a sdraiarsi, facendo clic e poi trattando.Cue il cane a riposare. E fare clic quindi trattare per uno o 12 secondi di mira del mento al poggiamento in schiuma nel foro elevato in sessioni da 5 a 15 minuti fino a quando la durata aumenta a 60 secondi. Rinforza inizialmente approssimazioni meno precise del comportamento, poiché l'allenatore avrà l'opportunità di rinforzare selettivamente per una migliore precisione di allineamento nei rappresentanti successivi.Quando il cane può colpire il mento nel foro finto per almeno 60 secondi, spunti e riposa e equipaggia il cane con imbottitura per le orecchie. Posizionare l'audio di scansione a un volume appena udibile compreso tra zero e 40 decibel. Quindi fai clic per trattare da uno a 12 secondi di contatto con il mento in sessioni di allenamento da 15 a 30 minuti fino a quando la durata dura almeno 107 secondi.Quando il cane può sostenere cinque minuti di permanenza nel mento, riposare nel foro finto e nella finta bobina RF, mentre indossa imbottitura dell'orecchio con il rumore dello scanner che suona da 80 a 110 decibel, stare in piedi o sedersi accanto al foro finto portatile con la finta bobina RF e fare un gesto al cane per entrare nel nuovo foro. Cue down e riposo, e vestire l'animale con imbottitura per le orecchie. Posizionare l'audio di scansione da 80 a 110 decibel.Quindi fai clic per trattare da 1 a 30 secondi di stazionazione nella nuova posizione. Sonda successiva per la durata del criterio, rinforzante a 5 minuti o quando il cane si rompe. Una volta che il cane ha generalizzato il comportamento di stazionazione in base al criterio in cinque posizioni di trasferimento distinte, il cane è pronto per la raccolta dei dati nel vero ambiente della risonanza prima della risonanza.Qui viene mostrata la durata massima di quattro cani addestrati in questo protocollo, come dimostrato per le ultime tre sessioni al termine dell'allenamento e le diverse sedi di allenamento. Le prestazioni erano stabili al termine dell'allenamento di stazionazione e tutti i cani sono stati trasferiti nei finti luoghi di allenamento con una durata massima equivalente all'allenamento. Tre dei cani sono stati trasferiti allo scanner mri e hanno dimostrato ripetuti attacchi della durata massima possibile di 206 secondi.L'unico cane che non si è trasferito allo scanner MRI aveva una testa più grande degli altri cani e non poteva stare comodamente all'interno della bobina, contribuendo probabilmente alla sua riluttanza a partecipare alle scansioni. Una volta addestrati a partecipare alle scansioni mri funzionali, possiamo raccogliere informazioni di elaborazione sensoriale all'interno di diverse modalità. Ad esempio, aree cerebrali adiacenti ma diverse alla corteccia temporale nel cervello del cane sono attive per l'elaborazione di volti di cani e umani.Le regioni verdi rappresentano aree del cervello più attive per i volti umani in contrasto con le facce dei cani. Mentre le regioni rosse rappresentano aree del cervello più attive per le facce dei cani, in contrasto con i volti umani. Mentre il bulbo olfattivo, la periamigdala, la corteccia olfattiva anteriore, la corteccia entorinale e i lobi piriformi sono attivi sia nei cani svegli che in quello anestetizzato, le regioni che implicano un'elaborazione cognitiva di ordine superiore vengono attivate principalmente nei cani svegli.Il protocollo è progettato intorno all'idea che il movimento della testa è incompatibile con un robusto comportamento di riposo del mento, che è generalizzato per verificarsi in più impostazioni. Mentre la risonanza magnetica funzionale canina è nelle sue fasi di naissance, il futuro è promettente per l'uso continuato del migliore amico dell'umanità nella comprensione delle relazioni di comportamento cerebrale. Ad esempio, i nostri risultati possono far progredire la comprensione di come selezionare, addestrare e impiegare meglio i cani per compiti che avvantaggiano la società come l'individuazione di minacce pericolose come gli esplosivi.Con il robusto metodo di acclimatazione dello scanner, i limiti dell'utilità dello scanner sono legati solo dalla creatività delle domande e dei progetti sperimentali del ricercatore.

Research

JoVE Journal

Behavior

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

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Ricerca

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