بافلوف التدريب نهج مشروطة في الجرذان

الهدف العام من هذا الإجراء هو استحثاث سلوك الاقتراب الشرطي البافلوفي في الجرذان. يمكن أن يساعد هذا الإجراء في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال العلوم العصبية السلوكية، مثل سبب قدرة بعض الأفراد على مقاومة الرغبة في متابعة إشارات المكافأة بينما لا يستطيع آخرون ذلك. والميزة الرئيسية لهذا الإجراء هي أنه يسمح لنا بقياس القيمة التحفيزية الحافزة للإشارات بشكل منفصل عن قيمتها التنبؤية.

سيقوم كريستوفر فيتزباتريك، وهو طالب دراسات عليا في علوم الأعصاب من مختبري، بتوضيح هذا الإجراء. يستخدم هذا البروتوكول غرف تكييف تشغيلي تجارية موضوعة في خزائن عازلة للصوت مع مراوح تهوية لتوفير ضوضاء محيطة. داخل كل غرفة، يتم تجهيز مخزن الكريات بمستشعر يعمل بالأشعة تحت الحمراء لرصد دخول الرأس.

ثبته في الجدار الأمامي لكل حجرة، على ارتفاع ثلاثة سنتيمترات فوق الأرضية، وقم بتركيب موزع لتقديم حبيبات غذائية بنكهة الموز بوزن 45-milligram. بعد ذلك، وبطريقة متوازنة، ثبت رافعة قابلة للسحب على بعد حوالي 2.5 سنتيمتر على أي من جانبي الوعاء وعلى ارتفاع حوالي 3 سنتيمترات فوق الأرضية. يجب أن تحتوي الرافعة على ضوء إشارة LED لجعلها أكثر جاذبية.

لمعايرة الذراع، ضع ثقلاً مقداره 10-gram عليه واضبط برغي المعايرة حتى يدفع الثقل الذراع لأسفل. بعد ذلك، ثبّت ضوءاً أحمر في سقف الحجرة فوق الوعاء؛ حيث سيعمل ذلك على زيادة وضوح الذراع المضاءة.

بهذا تكتمل تحضيرات الغرفة. اطلب جرذان Sprague Dawley ذكوراً بالغة تتراوح أوزانها بين 250 و300 جرام، وقم بإسكانها في أزواج عند وصولها. اترك الجرذان دونما إزعاج لمدة يومين على الأقل في مستعمرة الإسكان للتأقلم.

يجب الحفاظ على المستعمرة ضمن دورة ضوء-ظلام مدتها 12 ساعة، مع توفير الغذاء والماء للجرذان بشكل حر. بعد فترة تكيّف أولية، يتم التعامل مع كل جرذ لمدة دقيقة واحدة على الأقل يومياً، لمدة يومين. وفي اليومين السابقين للتدريب المسبق، يتم إعطاء كل جرذ 15 حبيبة بنكهة الموز يومياً.

قسّم هذه الكريات بالتساوي على جوانب منفصلة من القفص المنزلي. بالنسبة لهذا البروتوكول، قم بإنشاء برنامج تدريب مسبق. يتم تنفيذ البرمجة باستخدام تدوين MEDState.

الدليل متاح عبر الإنترنت. اكتب برنامجاً لتقديم 50 حبيبة غذائية وفق جدول زمني متغير مدته 30 ثانية بعد خمس دقائق من بدء البرنامج. يبلغ الفاصل الزمني في المتوسط 30 ثانية، ولكنه يتغير عشوائياً بين صفر و60 ثانية.

خلال هذا الوقت، يجب أن يكون ضوء المنزل الأحمر مضاءً، ولكن يجب أن يظل الذراع القابل للسحب متراجعاً طوال مدة البرنامج. قم بإجراء التدريب المسبق خلال دورة الضوء في اليوم السابق للتدريب على تحليل المكونات الرئيسية (PCA). ضع كل جرذ في غرفة تشغيل.

أغلق باب الحجرة وأحكم إغلاقه. ثم أغلق باب الخزانة العازلة للصوت، وقم بتشغيل البرنامج على الفور. وبمجرد اكتمال البرنامج، أخرج الجرذان من الحجرات.

سجل عدد الكريات المستهلكة. يجب استبعاد أي جرذان لا تستهلك جميع الكريات من الاختبارات اللاحقة. في البرنامج، قم بكتابة برنامج تدريبي لتشغيل 25 تجربة على مدار 40 دقيقة تقريبًا، على أن تبدأ بعد دقيقة واحدة من بداية البرنامج.

خلال كل تجربة، اجعل الرافعة تضيء وتمتد داخل الغرفة لمدة ثماني ثوانٍ. ويبقى الضوء الأحمر الداخلي مضاءً باستمرار. وعندما تتراجع الرافعة، اجعل كريّة طعام واحدة تُصرف بشكل مستقل عن استجابة الجرذ.

افصل بين كل محاولة وفق جدول زمني متغير القدر يبلغ 90 ثانية. يكون الفاصل الزمني في المتوسط 90 ثانية ولكنه يتغير عشوائيًا بين 30 و150 ثانية. قم بتشغيل برنامج PCA تمامًا كما تم تشغيل التدريب المسبق.

بعد إزالة الجرذان، سجل عدد الكريات المستهلكة، واستبعد الجرذان التي لم تستهلك جميع الكريات. الآن، وباستخدام البيانات التي جمعها البرنامج، احسب درجات مؤشر PCA. خضعت ذكور الجرذان لخمس جلسات تدريب على PCA، تم خلالها تسجيل عدد وزمن استجابة واحتمالية الدخول إلى مخزن الطعام والضغط على الرافعة.

لكل جلسة تدريب يومية على تحليل المكونات الرئيسية (PCA)، تم حساب درجات مؤشر PCA من هذه المتغيرات. واستُخدمت درجات مؤشر PCA من آخر جلستي تدريب لتصنيف الجرذان كمتتبعين للإشارة، أو متتبعين للهدف، أو كذوي نمط ظاهري متوسط. وقد توجه متتبعو الإشارة بشكل أساسي نحو إشارة الرافعة المرتبطة بالمكافأة ووجهوا سلوكهم نحوها.

في مؤشر PCA، تراوحت درجاتهم من 5 إلى 1. وفي المقابل، اتجه متتبعو الأهداف بشكل أساسي وسلكوا سلوكاً موجهاً نحو مصدر تقديم المكافأة، وهو مخزن الكريات. وفي مؤشر PCA، تراوحت درجاتهم من 5 إلى 1.

لا يؤدي النمط الظاهري المتوسط إلى انحياز في أي من السلوكين. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يتكون لديك فهم جيد لكيفية استحثاث الاقتراب الشرطي البافلوفي في الجرذان.