التحقيق عمليات التعلم المهارات الحركية مع الروبوتية Manipulandum

الهدف العام لتدريب الفئران على هذه المهمة التي تنطوي على مانيبولاندم آلي هو التحقيق في العمليات الكامنة وراء تعلم المهارات الحركية واستعادة الوظيفة الحركية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب السلوكي ، وتحديدا فيما يتعلق بالآليات الكامنة وراء التعلم الحركي وتكوين الذاكرة بالإضافة إلى فقدان واستعادة الوظيفة بعد تلف الدماغ أو السكتة الدماغية. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن تدريب الفئران وهذا التحليل سهل الأداء وأنه أكثر موضوعية من مهمة الوصول إلى الحبيبات المفردة التقليدية.

علاوة على ذلك ، يسمح manipulandum الآلي بتحليل أفضل للحركية. استعدادا ، اسمح دائما للفئران المكتسبة حديثا بالتعود على أقفاص منزلها الجديدة لمدة أسبوع على الأقل قبل تدريبها. خلال هذا الوقت ، تعامل مع الفئران بانتظام وأطعمها كريات المكافأة المستخدمة في بروتوكول التدريب.

لبدء عملية التدريب ، اقض أولا يومين أو ثلاثة أيام في تعويد الفئران على قفص الاختبار. تتمثل المهمة الأولى في تدريب الفئران على لمس المقبض الكروي ببساطة من خلال نافذة القفص ثم الانتقال إلى الجانب الآخر من القفص واسترداد مكافأة الطعام. أولا ، اضبط إعدادات البرنامج بحيث يكون المقبض خارج نافذة قفص الاختبار مباشرة.

الآن ، ضع الفئران في قفص التدريب وامسك حبيبات بالقرب من المقبض. وجه انتباه الفئران من خلال النقر على القفص حسب الحاجة. استمر في حث الجرذ على المقبض بهذه الطريقة حتى يصل بشكل مستقل من خلال نافذة القفص ويلمس المقبض أو حبيبات الطعام.

بعد ذلك ، قم بتشغيل الجلسة حتى تكتمل 100 لمسة أو حتى انقضاء 60 دقيقة ، أيهما يأتي أولا. استمر في تدريب الجرذ يوميا حتى يكمل 100 لمسة في غضون 30 دقيقة في يومين متتاليين. يحدث هذا عادة في أول جلستين.

بمجرد الحصول على هذه الكفاءة ، تابع مباشرة مع نموذج التدريب التالي. يمكن للفئران أن تؤدي بسرعة أكبر بكثير في هذه المهمة من المعايير المحددة ، ولكن من المهم عدم الإفراط في تدريبها لأن هذا قد يؤدي إلى الإفراط في توحيد السلوك وخنق تشكيل السلوك إلى الهدف النهائي. التحدي التالي هو أن تتعلم الفئران الخطوة المتوسطة المتمثلة في الوصول إلى المقبض وسحبه.

كما هو الحال مع التدريب بلمس المكافآت ، من المهم عدم الإفراط في التدريب لأن الهدف النهائي هو الانتقال إلى المرحلة التالية من التدريب. أولا ، اضبط إعداد البرنامج بحيث يضع الروبوت المقبض على بعد 18 ملم من النافذة في بداية كل تجربة. يجب سحب المقبض 10 ملم على الأقل دون انقطاع لتجربة ناجحة.

لا توجد قيود جانبية على حركة السحب. ثم قم بإجراء الجلسات كما كان من قبل مع 100 تجربة أو 60 دقيقة بمناسبة نهايتها. إذا لم يصل الفئران إلى مسافة كافية لأداء المهمة ، فقم بتشكيل السلوك الصحيح عن طريق إمساك حبيبات بالملقط بالقرب من المقبض.

إذا بدا أن الفئران فقدت الاهتمام بسحب المقبض ، فاضغط على القفص أو استغن عن حبيبات. حدد تفضيل مخلب الفئران من أول 20 محاولة لسحب المقبض. ما عليك سوى اختيار المخلب الذي يستخدم في كثير من الأحيان كمخلب مهيمن.

ستظهر معظم الفئران تفضيلا قويا واستخدمت مخلبا واحدا في 80٪ على الأقل من التجارب. بمجرد ملاحظة مخلب مهيمن ، اضبط موضع المقبض بشكل جانبي لصالح هذا المخلب. قم بمحاذاة المقبض على حافة النافذة واحتفظ به في هذا الوضع لجميع الجلسات المستقبلية مع هذا الفئران.

استمر في تدريب المهمة حتى يصل الجرذ إلى أداء الهضبة أو يؤدي المهمة 100 مرة في غضون 30 دقيقة في يومين متتاليين. عادة ما تكون هناك حاجة إلى جلستين فقط قبل الشروع في السحب المستقيم. المرحلة الأخيرة من التدريب هي تعليم الفئران سحب المقبض بشكل مستقيم للحصول على مكافأة.

قم بتغيير المعلمات في البرنامج بحيث تعتبر حركة السحب التي تنحرف بأكثر من ملليمترين عن خط الوسط فاشلة. كالعادة ، يجب تشغيل كل جلسة حتى يتم الانتهاء من 100 تجربة أو مرور 60 دقيقة. استمر في تدريب الفئران على هذه المهمة حتى يصل مستوى مهارتها إلى هضبة أو حتى تتجاوز الفئران معايير محددة.

باستخدام ذكور الفئران الذكور التي تتراوح أعمارها بين 10 و 12 أسبوعا ، تمت مقارنة ثلاث تقنيات تدريب مختلفة على مدار 22 يوما من التدريب. تم إعطاء كل مجموعة تدريبا على لمس المكافأة. ثم تغيرت المعلمات.

في إحدى المجموعات ، FP ، تم تدريب الفئران على سحب مقبض الروبوت دون أي قيود جانبية. في المجموعة التالية ، SP1 ، تم تدريب الفئران على سحب المقبض دون الانحراف أكثر من ملليمترين عن خط الوسط ولكن لم يتم إعطاؤها أي جلسات تدريب على السحب الحر. في المجموعة الأخيرة ، SP2 ، تلقت الفئران جلستين تدريبيتين مجانيتين بالضبط ثم انتقلت إلى تدريب السحب المستقيم.

الأهم من ذلك بالنسبة ل SP2 ، تم الحفاظ على المقبض محاذاة بالقرب من حافة واحدة من النافذة مما أدى إلى مهمة أكثر صعوبة. يمكن أن تحدث هذه الحالة عن طريق الصدفة إذا لم يتم محاذاة الروبوت باستمرار مع القفص من قبل المشغل. ربما بسبب هذا التحدي الإضافي ، استقر معدل نجاح المهمة لفئران SP1 في وقت أقرب مما كان عليه بالنسبة لفئران SP2.

خلال الجلسات ، تحسنت حركة المقبض من الجلسة الأولى إلى الأخيرة. البيانات المعروضة هي لفأر تمثيلي واحد من مجموعة SP2. وبالمثل ، أصبحت سرعة السحب أكثر انتظاما من الجلسة الأولى إلى الأخيرة مما يشير إلى تعلم حركة أكثر استقرارا.

هذه البيانات مأخوذة أيضا من فأر SP2 تمثيلي. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية أداء مهمة الوصول الماهر الآلي والعوامل التي قد تؤثر على نتائجك. كما أوضحنا ، فإن التغيير الطفيف في نمط التدريب سيؤثر على أداء.

لذلك عند محاولة هذا الإجراء ، من المهم الحفاظ على اتساق جميع الشروط لكل مثل موقع المقبض.