Name: نظام آلي بالكامل وذات استخدامات متعددة لاختبار متعدد الوظائف المعرفية وتسجيل أنشطة الخلايا العصبية في القوارض (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-03T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: اكتشف نظامًا آليًا متعدد الاستخدامات لاختبار السلوكيات المعرفية وتسجيل نشاط الخلايا العصبية في القوارض. يتيح هذا الأسلوب دراسة وظائف الدماغ المتعددة أثناء أداء المهام السمعية والبصرية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة أبحاث العلوم العصبية والمنح المقدمة من الصندوق Blasker روز، مخاطبا مياه لمؤسسة سان دييغو، وهارولد ج. ومؤسسة ليلى يوسف ماذرز الخيرية.

<ol><li>Zheng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+map+reorganization+and+pitch+discrimination+in+adult+rats+chronically+exposed+to+low-level+ambient+noise%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Syst.Neurosci%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Auditory+frequency+discrimination+in+the+white+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+signal+detection+analysis+of+auditory-frequency+discrimination+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Frequency+discrimination+in+rats+measured+with+tone-step+stimuli+and+discrete+pure+tones%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Auditory+frequency+and+intensity+discrimination+in+pigmented+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((The+effects+of+motivation+on+response+rate%3A+A+hidden+semi-Markov+model+analysis+of+behavioral+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Learning+strategy+trumps+motivational+level+in+determining+learning-induced+auditory+cortical+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">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. mpulsiveness, overactivity, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((poorer+sustained+attention+improve+by+chronic+treatment+with+low+doses+of+l-amphetamine+in+an+animal+model+of+Attention-Deficit%2FHyperactivity+Disorder+%28ADHD%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Funct%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Rat+Models+of+ADHD%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Top+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Rat Models of ADHD.</a> Curr. Top Behav. Neurosci. , (2011).</li>
<li>Brown, D. C., Nichols, J. A. 2nd, Thomas, F., Dinh, L., Atzori, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nicotinic+modulation+of+auditory+attentional+shift+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+brain+research%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Sensory+discrimination%3A+neural+processes+preceding+discrimination+decision%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Sensory+discrimination%3A+decision+process%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Measuring+anxiety-+and+locomotion-related+behaviours+in+mice%3A+a+new+way+of+using+old+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Conditioned+tone+control+of+brain+reward+behavior+produces+highly+specific+representational+gain+in+the+primary+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Auditory+stimuli+enhance+MDMA-conditioned+reward+and+MDMA-induced+nucleus+accumbens+dopamine%2C+serotonin+and+locomotor+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Sound+sequence+discrimination+learning+motivated+by+reward+requires+dopaminergic+D2+receptor+activation+in+the+rat+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+%26+Memory%22%5BJournal%5D)">Sound sequence discrimination learning motivated by reward requires dopaminergic D2 receptor activation in the rat auditory cortex.</a> Learning & Memory. 13, 698-69 (2006).</li>
<li>Shiflett, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cue-elicited+reward-seeking+requires+extracellular+signal-regulated+kinase+activation+in+the+nucleus+accumbens%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cue-elicited reward-seeking requires extracellular signal-regulated kinase activation in the nucleus accumbens.</a> J. Neurosci. 28, 1434-1443 (2008).</li>
</ol>

وترعى الإنتاج وحرية الوصول من هذه المادة عن طريق الفيديو من قبل شركة ميد، أسوشيتس

وثمة جانب بالغ الأهمية في تصميم أي مهمة السمعية السلوكي هو القضاء على الأصوات غير المرغوب فيها الناتجة عن تشتت وانحراف في بيئة الاختبار. يمكن أن ضعف السيطرة على الصوت يكون لها تأثير كبير على سلوك يجري اختبارها، وسوف تسفر عن نتائج مضللة أو حتى uninterpretable. وصفت غرفة السلوكية المستخدمة في النظام هنا، وهو مصمم خصيصا لتكون شفافة سمعيا من أجل تجنب انحراف الصوت من جدران الغرفة. في الواقع، كان انحراف الصوت عندما تقاس من مركز الدائرة، لا يمكن الكشف عنها على نحو فعال (لا تظهر البيانات). على الرغم من أننا تطوير هذا النظام أساسا لدراسة النظام السمعي، فإنه يمكن تكييفها بسهولة من قبل باحثين آخرين لدراسة النظم الحسية الأخرى. ويمكن إجراء تعديلات بسهولة على كل من البرامج والأجهزة لمختلف المهام من دون تغيير التكوين العام للنظام. لوحة تشغيل وحدات متنوعة بشكل يجعل النظام لا سيماجنيه من خلال السماح لإضافة و / أو استبدال الأجهزة المختلفة للمهام سلوكية جديدة. على سبيل المثال، يمكن زرعها المهام السلوكية حاسة الشم من خلال تقديم الحوافز الشمية في الأنف جهاز كزة. ويمكن الاختيار من خمسة يتدخل جدار مضيئة مع منبه حاسة الشم من المنتسبين MED (ENV-115A-OF) تركيبها بسهولة على لوحة التشغيل لأداء مهام معقدة حاسة الشم. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن كافة الأجهزة استثابي الاستعاضة عنها بسهولة مع تلك التي تم تصميمها للفئران من دون تغيير تكوين النظام. مراقبة الزمنية الدقيق لكل جهاز استثابي، فضلا عن ارتفاع تسجيل قرار من أحداث واحد في محاكمة معينة، تمكن تلاعب دقيق من الأجهزة لتخصيص تصميم المهام السلوكية للتصدي لمختلف وظائف المخ المعرفية (انظر أدناه). عند دمجها مع تسجيل نشاط الخلايا العصبية، ويمكن دراسة مجموعة متنوعة غنية من القضايا في مجال العلوم العصبية مع هذا النظام. على سبيل المثال، في 1مهمة uditory المذكورة أعلاه، يمكن أن يتم التحقيق على الأسئلة التالية المتعلقة الوظائف المعرفية في المخ في محاكمة واحدة: (1). الاندفاع: نظرا يبدأ كل محاكمة من قبل الحيوان &quot;لديهم دوافع ذاتية&quot; عمل الأنف كزة (الشكل 5A-A والشكل 3)، ويمكن بالتالي الدافع يمكن تقييمها كميا عن طريق قياس عدد من التجارب التي أجريت من قبل حيوان في دورة معينة، أو إجراء عدد من التجارب على التوالي 6،7. (2). انتباه: مفتاح للحصول على مكافأة في محاكمة هو الاعتراف بشكل صحيح الاشارات السمعية. في حوالي 25٪ من الفئران التي لا يمكن أن يتم تدريبهم لتنفيذ المهمة، وعدم السهر على منبهات السمعية وكان العامل الرئيسي. في المقابل، في الفئران الذين تعلموا هذه المهمة، وكان توقف لحظة من السلوكيات واضحة خلال عرض جديلة السمعية (انظر الشكل 5A-B، والشكل 3). باستخدام هذا النظام، وبالتالي فمن الممكن أن الفئران شاشة (ط) لDEFI اهتمام &quot;اتصالات وتكنولوجيا المعلومات &quot;، و (ثانيا) دراسة الآليات العصبية من الاهتمام عند دمجها مع تسجيلات الخلايا العصبية في حين أن الحيوان يشارك في السمع منبهات 8-10. (3). القرار: بعد الاعتراف الاشارات السمعية والحيوان أن يقرر أي اتجاه لتحويل من الاقتراب من رافعة الصحيح ضمن إطار ضيق الوقت (الشكل 5A-C). ومن ثم أيضا نموذج فعال لدراسة عملية صنع القرار 11،12. (4). الصبر: يمكن التحكم في توقيت تمديد رافعة مثل هذا الحيوان لديه لانتظار رافعة بعد وصوله الى المكان الذي سوف يمتد ذراع (الشكل 5A-D). من خلال تغيير طول انتظار، ويمكن اختبار مدى صبر الحيوان وكميا 13. (5). المكافآت: إن الهدف النهائي لهذه المهمة هو الحصول على مكافأة (الشكل 5A الإلكتروني والشكل 3). يمكن المهام السلوكية التي تستخدم هذا النظام وبالتاليأن تكون مصممة بسهولة لدراسة جوانب كثيرة من مكافأة القرارات القضايا وظيفة من وظائف نظم القيم في الدماغ 14-17.

نظام آلي بالكامل وذات استخدامات متعددة لاختبار متعدد الوظائف المعرفية وتسجيل أنشطة الخلايا العصبية في القوارض

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

قمنا بتطوير نظام آلي بالكامل للاختبار سلوك استثابي والعصبية تسجيل النشاط التي يمكن من خلالها تحقيق العديد من وظائف المخ المعرفية في تسلسل مهمة واحدة. الميزة الفريدة لهذا النظام هو حسب الطلب، غرفة شفافة سمعيا يقضي على الكثير من القضايا المرتبطة سيطرة جديلة السمعية في غرف معظم المتاحة تجاريا. السهولة التي يمكن أن تضاف أجهزة استثابي أو استبدالها يجعل هذا النظام تنوعا تماما، مما يتيح لتنفيذ مجموعة متنوعة من السمعي، البصري، والمهام السلوكية حاسة الشم. أتمتة نظام يسمح غرامة الزمنية (10 مللي) مراقبة دقيقة وختم الوقت من كل حدث في تسلسل السلوكية المصممة مسبقا. عند دمجها مع نظام متعدد القنوات تسجيل الكهربية، عدة وظائف المخ المعرفية، مثل الدافع، والانتباه، وصنع القرار، والصبر، والمكافآت، ويمكن النظر بشكل تسلسلي أو بشكل مستقل.

في هذا التقرير، نقدم نظام آلي بالكامل وتنوعا للغاية قادرة على اختبار واحد متعدد السلوكيات المعرفية وتسجيل أنشطة الخلايا العصبية للقوارض.

لقد قمنا بتطوير نظام مؤتمت بالكامل لاختبار السلوك الإجرائي وتسجيل النشاط العصبي، والذي يمكن من خلاله ... العديد من الوظائف الإدراكية للدماغ.

الهدف العام من هذا الإجراء هو تدريب جرذ على أداء سلسلة من المهام التي يمكن من خلالها استقصاء وظائف دماغية متعددة. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق تأقلم الجرذان مع غرفة السلوك، ثم تتمثل الخطوة الثانية في تدريب الجرذ على ضغط رافعة للحصول على كرات الطعام كمكافآت.بعد ذلك، يتم تدريب الجرذان على كشف رافعة مخفية عن طريق إدخال رؤوسها في فتحة poking الأنف. وتتمثل الخطوة النهائية في تدريب الجرذان على التعرف على إشارة حسية ومن ثم الضغط على الرافعة الصحيحة التي تشير إليها تلك الإشارة. وفي النهاية، تتعلم الجرذان التسلسل الكامل للمهام التي تهدف إلى الحصول على المكافآت.لقد قمنا بتطوير نظام مؤتمت بالكامل لإجراء الاختبارات السلوكية وتسجيل النشاط العصبي. وباستخدام هذا النظام، يمكن استقصاء وظائف دماغية متعددة. وتتمثل الميزة الفريدة لهذا النظام في غرفة شفافة صوتياً مصنعة حسب الطلب، والتي تعد مثالية للتدريب على المهام السمعية.وتتمثل ميزة أخرى لهذا النظام في إمكانية إضافة أجهزة تشغيل مختلفة بسهولة، مما يجعل النظام متعدد الاستخدامات للغاية، ويسمح بتنفيذ مجموعة متنوعة من المهام السلوكية السمعية والبصرية والسمعية البصرية. يتكون النظام من ثلاثة مكونات رئيسية: غرفة عازلة للصوت مزدوجة الجدران، ونظام تسجيل فيزيولوجيا كهربائية متعدد القنوات، ونظام اختبار سلوكي مؤتمت بالكامل. وتوجد غرفة تشغيل مصممة خصيصاً داخل الغرفة العازلة للصوت.تتكون الحجرة من ثلاثة جدران شفافة صوتياً ولوحة تشغيل نمطية واحدة لمراقبة السلوك وتسجيله. كما ثُبِّتت كاميرا فيديو فوق لوحة التشغيل في الحجرة. ويقوم صندوق واجهة بنقل الإشارات ذهاباً وإياباً بين الحجرة وجهاز الكمبيوتر.يتم توليد الإشارات السمعية بواسطة مولد صوتي قابل للبرمجة ومعاير، وتُنقل عبر ثلاث مكبرات صوت تقع على لوحة التشغيل المخصصة للإشارات البصرية، بينما يوجد ضوء تحفيزي وشاشتا عرض ثلاثية التحفيز على اللوحتين الوسطى والجانبية. كما تم تركيب جهاز وخز الأنف المزود بثلاثة مصابيح LED ملونة في الجزء السفلي من اللوحة الوسطى. ويقوم كاشف الأشعة تحت الحمراء المثبت داخل وحدة وخز الأنف بتسجيل عمليات وخز الأنف والانتظار.يتم تركيب رافعتي استجابة قابلتين للسحب والإزالة للفترة الثانية على كل جانب من جانبي منطقة التشغيل. ويتم تقديم مكافآت اللوحة بواسطة موزعين للكريات يقومان بإسقاط الطعام في مستقبلات الكريات. كما وُضع أربعة أزواج من الأشعة تحت الحمراء في أسفل الغرفة لتحديد موقع الحيوان والتحكم في الأجهزة بناءً على هذا الموقع.وأخيراً، يتم توصيل الكابلات من مرحلة الرأس (head stage) بمبدل (commutator) لتسجيل النشاط العصبي. يتم أتمتة البروتوكول التجريبي بالكامل عبر برامج تم إنشاؤها ضمن منصة برمجيات Med PC four. يتم حفظ البيانات السلوكية وتحويلها إلى ملفات Microsoft Excel، ثم استيرادها وتحليلها باستخدام matlab.قبل البدء في التدريب، قلل كمية الغذاء المتناولة حتى يصل وزن الحيوان إلى 90% من الوزن المرجعي. ولتجهيز الغرفة لعملية التأقلم، اسحب الروافع، وسد فتحة وخز الأنف بسدادة مطاطية، وضع حوالي 20 كريّة من الغذاء في كل وعاء للكريّات. الآن، ضع حيواناً غير خاضع للتجربة في الغرفة من أجل التأقلم.سيبدأ الجرذ قريبًا في استكشاف أكواب الطعام وتناول الكريات. عندما يفرغ كلا كوبي الطعام، استخدم البرنامج لتوزيع كرية واحدة في كل صينية. وبذلك، سيتعلم الجرذ ربط الطعام بالكوب.اجبر الجرذ على التحرك نحو كلا جانبي الغرفة عن طريق توزيع الكريات عشوائياً في كل كوب طعام. عادةً ما تكون جلسة واحدة كافية لإنشاء الارتباط بكوب الطعام. وفي جلسة جديدة، قم بمد كلا الرافعتين داخل الغرفة واترك كوب الطعام فارغاً. بعد ذلك، ضع جرذاً متأقلمًا في الغرفة.عندما يدخل الحيوان في محيط الرافعة، قم بصرف كريّة غذائية. كما يجب تقديم المكافآت عندما يظهر الجرذ اهتماماً بالرافعة، مثل الشم أو اللمس أو التسلق. كما ينبغي أن يؤدي الضغط العرضي على الرافعة إلى تحفيز صرف مكافأة أيضاً.لتحفيز ضغط الروافع وفرض استكشاف كلتا الروافع، اسمح للحيوان بضغط كل رافعة بالتتابع لعدد محدود من المرات، وعند الوصول إلى هذا الحد، اسحب الرافعة. قم بمد كلتا الروافع لتكرار الإجراء. قلل هذا الحد تدريجياً حتى يتم سحب الرافعة في كل مرة يتم ضغطها فيها.عادة ما تكون جلسة واحدة إلى جلستين كافيتين لترسيخ عملية الربط بين الرافعة ومكافأة الطعام. في جلسة جديدة، قم بسحب الروافع.قم بإزالة السدادة المطاطية من ثقب وخز الأنف، وضع عدة حبيبات غذائية داخل جهاز وخز الأنف. أعد الحيوان إلى الغرفة وقم بمد أحد الرافعتين عشوائياً.عندما يشم الجرذ فتحة غرز الأنف بحثاً عن حبيبات الطعام، ورؤيته للرافعة الممتدة، سيقترب الجرذ ويدفع الرافعة للحصول على حبيبة طعام. بعد الضغط على الرافعة وصرف المكافأة، يتم سحب الرافعة لتشجيع الجرذ على استكشاف جهاز غرز الأنف. وعادة ما تستغرق الجلسة الواحدة ومدتها 30 دقيقة لكي يتعلم الجرذ تسلسل المهمة: الأنف، الغرز، الرافعة، دفع المكافآت.في جلسة جديدة أخرى، ضع الحيوان داخل الغرفة لبدء تدريب Q. بعد قيام الحيوان بحدث وخز الأنف، قم بتشغيل إشارة سمعية مميزة. قم بمد كل من الرافعتين اليمنى واليسرى.بعد كل عرض لإشارة سمعية، كافئ الجرذ فقط عندما يضغط على الرافعة التي تشير إليها الإشارة السمعية، حيث سيتعلم الحيوان تدريجياً ربط إشارة سمعية محددة برافعة واحدة. يجب أن يكون الحيوان الآن قادراً على تنفيذ التسلسل التدريبي الكامل المطلوب: وضع الأنف في الفتحة، الإشارة، ضغط الرافعة، المكافأة، أو عدم الحصول على مكافأة.اترك الجرذ يتدرب على المهمة التي تعلمها حديثاً حتى يصل إلى مستوى أداء ثابت. تقتصر الجلسة على 30 دقيقة. يمكن استخدام هذا النظام لإجراء مهمة التمييز بين طبقتين صوتيتين بخيارين بديلين، والتي تفحص عتبة التمييز الترددي لدى الجرذ.بعد تدريب الجرذان على الضغط بسرعة على الرافعة الصحيحة التي تشير إليها إشارة سمعية، يتم الحصول على منحنى تعلم سمعي. يمثل كل خط ملون تغيرات تردد التمييز لحيوان فردي. ويمثل الخط الداكن منحنى التعلم المتوسط.في المتوسط، استغرق الأمر حوالي سبع جلسات تدريبية لتحقيق معدل إصابة بنسبة 75% كمعيار. كما يمكن توصيف السلوك الحيواني في هذه المهمة كمياً من خلال عدة قياسات، بما في ذلك وقت الاستجابة بالنسبة لبداية الإشارة السمعية، والفاصل الزمني بين التجارب، والديناميكيات الزمنية للأداء. كما يمكن استقصاء وظائف دماغية معرفية متعددة باستخدام هذا النظام.تصف التعليقات العلوية كل إجراء بالتسلسل خلال تجربة واحدة. وتشير التعليقات السفلية إلى الوظائف السلوكية المعرفية التي يمكن دراستها عند دمجها مع الفيزيولوجيا الكهربائية. كما يمكن أيضاً دراسة تسجيل الأساس العصبي للوظائف السلوكية المعرفية.يُظهر هذا المخطط عصبوناً تم تسجيله في النواة السطحية للسطح (nucleus space ssus) لجرذ يؤدي مهمة التمييز بين نغمتين من خيارين بديلين. وبينما يُظهر هذا المخطط عصبوناً تم تسجيله في المنطقة القطاعية البطنية، فمن المهم عند محاولة تنفيذ هذا الإجراء إيلاء اهتمام وثيق للفروق بين الجرذان وخصائصها السلوكية وقدراتها المعرفية؛ لذا يجب تخصيص إجراءات ومعايير التدريب لكل حالة على حدة لتحقيق أفضل نتائج التدريب. وعلى الرغم من أننا طورنا هذا النظام بشكل أساسي لدراسة النظام السمعي، إلا أنه يمكن تكييفه بسهولة من قبل باحثين آخرين لدراسة النظام البصري ووظائف دماغية معرفية متعددة مثل الدافع، والانتباه، والصبر، والمكافآت.

a-fully-automated-highly-versatile-system-for-testing-multi-cognitive

Research

JoVE Journal

Neuroscience

علم الأعصاب

ووصف الإجراء لمعالجة النشاط الدماغي من الخلايا العصبية الهرمية القشرية optogenetically بينما رصد الكهربائي، مخطط كهربية العضل، وتركيز اللاكتات الدماغي. يتم تنفيذ تسجيلات تجريبية على الفئران، في حين أنها المربوطة الكابل الخضوع عفوية النوم / اعقاب دورات. يتم تجميع معدات Optogenetic في مختبرنا، ومعدات التسجيل متاح تجاريا.

في وقت واحد رسم المخ، في الوقت الحقيقي قياس تركيز اللاكتات والتلاعب Optogenetic من نشاط الخلايا العصبية في القشرة الدماغية القوارض

نظام آلي بالكامل لقياس الخصائص ذات مغزى من الناحية الفسيولوجية للآليات التوسط توطين المكانية، الزمانية التعريب، والمدة، ومعدل وتقدير الاحتمالات، تقييم المخاطر، والاندفاع، والدقة والإحكام من الذاكرة، من أجل تقييم آثار التلاعب الجيني والدوائي على آليات التأسيسية الإدراك في الفئران.

الآلي، الكمي المعرفي / الفحص السلوكية من الفئران: للحصول على الوراثة، الصيدلة، الإدراك الحيوانية والتعليمات الجامعية

ويقترح بروتوكول مؤتمتة بالكامل لالقوارض تكييف هواء فعال. يعتمد بروتوكول بشأن التحكم الزمني الدقيق للأحداث السلوكية للتحقيق في مدى هذه التأثيرات العصبية تحكم النشاط الكامنة وراء التكامل الحسي والسيطرة المعرفية التجارب.

A الآلي بالكامل بروتوكول تكييف القوارض للتكامل حسي حركي والتجارب تحكم المعرفي

نحن تصف بروتوكولات لتدريب الفئران للالتسجيلات الكهربية المزمنة في المهام الإدراكية مؤتمتة بالكامل على إسقاط الدور المتاهة.

الآلي المهام البصرية المعرفي للتسجيل العصبية آخر باستخدام الإسقاط الطابق المتاهة

هو عرض الاتصالات لاسلكية، ونظام ثنائي الاتجاه لتسجيلات متعددة القنوات العصبية والتحفيز في التصرف بحرية الفئران. هذا النظام خفيفة وصغيرة الحجم، وبالتالي لها تأثير ضئيل على مرجع السلوكية animal´s. وعلاوة على ذلك، يوفر هذا النظام ثنائية الاتجاه أداة متطورة لتقييم العلاقات السببية بين أنماط تنشيط الدماغ والسلوك.

جهاز لاسلكي، واجهة ثنائية الاتجاه للتسجيل في فيفو وحفز النشاط العصبي في التصرف بحرية الفئران

يقدم هذه الدراسة أسلوب التسجيل المتزامن للإمكانات الميدانية المحلية في الدماغ، كهربية، اليكتروميوجرامس، وإشارات للفئران تتحرك بحرية في التنفس. هذا الأسلوب، مما يقلل من تكاليف التجريبية ويبسط تحليل البيانات، سوف تسهم في فهم التفاعلات بين الدماغ والأجهزة الطرفية.

التسجيلات المتزامنة الإمكانات الميدانية المحلية القشرية، ورسم القلب، اليكتروميوجرام وإيقاع من الفئران تتحرك بحرية في التنفس

وتصف هذه الورقة وضع بروتوكول للتقييم المعرفي للنماذج الوراثية مرض الزهايمر باستخدام نظام إينتيليكاجي، ونظام مراقبة سلوكية عالية إنتاجية الآلي مع تكييف هواء فعال.

الآلي، التحليل السلوكي طويلة الأجل للوظائف المعرفية في عدة نماذج الوراثية لمرض الزهايمر، باستخدام إينتيليكاجي

يوفر البروتوكول المقدم هنا معلومات عن تخطيط كهربية الدماغ المتزامن (EEG) والتقييم السلوكي في الوقت الفعلي. لقد ناقشنا جميع الخطوات المتضمنة في هذا البروتوكول كحل جذاب للباحثين في العديد من مجالات علم الأعصاب ، لا سيما في مجالات التعلم والذاكرة.

المراقبة المتزامنة للفيزيولوجيا الكهربية اللاسلكية والاختبار السلوكي للذاكرة كأداة لدراسة تكوين الخلايا العصبية في الحصين

نقدم طريقة للتحفيز الكيميائي والمتعدد الوسائط المرن وتسجيل النشاط العصبي المتزامن من العديد من ديدان Caenorhabditis elegans . تستخدم هذه الطريقة الموائع الدقيقة والأجهزة والبرامج مفتوحة المصدر وتحليل البيانات الآلي الخاضع للإشراف لتمكين قياس الظواهر العصبية مثل التكيف والتثبيط الزمني والحديث المتبادل للتحفيز.

التحفيز الآلي متعدد الوسائط والتسجيل العصبي المتزامن من كائنات صغيرة متعددة

هنا ، نقدم غرسة فريدة من نوعها قابلة للطباعة 3D للفئران ، تسمى TD Drive ، قادرة على تسجيلات قطب سلكي ثنائية متناظرة ، حاليا في ما يصل إلى عشر مناطق دماغية موزعة في وقت واحد.

محرك TD: غرسة بارامترية مفتوحة المصدر للتسجيلات الكهربية متعددة المناطق في الفئران الناقلة والنائمة

هنا ، نستخدم HD-MEA للتعمق في الديناميات الحسابية للمجموعات العصبية واسعة النطاق ، لا سيما في الحصين ، ودوائر البصلة الشمية ، والشبكات العصبية البشرية. يوفر التقاط النشاط الزماني المكاني ، جنبا إلى جنب مع الأدوات الحسابية ، نظرة ثاقبة لتعقيد المجموعة العصبية. تعزز هذه الطريقة فهم وظائف الدماغ ، ويحتمل أن تحدد المؤشرات الحيوية وعلاجات الاضطرابات العصبية.

تسجيل وتحليل ديناميكيات المجموعة العصبية متعددة الوسائط واسعة النطاق على صفيف الأقطاب الكهربائية الدقيقة عالية الكثافة المدمجة CMOS

اكتشف نظامًا آليًا متعدد الاستخدامات لاختبار السلوكيات المعرفية وتسجيل نشاط الخلايا العصبية في القوارض. يتيح هذا الأسلوب دراسة وظائف الدماغ المتعددة أثناء أداء المهام السمعية والبصرية.

نظام آلي بالكامل وذات استخدامات متعددة لاختبار متعدد الوظائف المعرفية وتسجيل أنشطة الخلايا العصبية في القوارض

استكشف المزيد من الفيديوهات