一个多认知功能测试，并记录在啮齿动物的神经元活动的完全自动化和高度灵活的系统

该程序的总体目标是训练大鼠执行一系列任务，通过这些任务可以研究多种大脑功能。这是通过首先让大鼠适应行为室来实现的。第二步是训练老鼠推动杠杆以获得食物颗粒作为奖励。

接下来，训练大鼠通过将头探入鼻子戳孔来露出隐藏的杠杆。最后一步是训练老鼠识别感觉线索，然后按下队列指示的正确杠杆。最终，老鼠学会了旨在获得奖励的整个任务序列。

我们开发了一个全自动系统，用于正确的行为测试和神经元活动记录。使用该系统，可以研究多种大脑功能。该系统的独特未来是客户制造的透声室，非常适合听觉任务训练。

该系统的另一个特点是可以轻松添加不同的作设备，这使得该系统非常通用，允许实施各种听觉、视觉和视听行为任务。该系统由三个主要部分组成，一个双壁隔音室、一个多通道电生理记录系统和一个全自动行为测试系统。隔音室内设有定制设计的歌剧室内。

该暗室由三个透声壁和一个模块化作面板组成，用于监控和记录行为。歌剧院的室内上方安装了一台摄像机。接口盒在暗室和计算机之间来回传输信号。

听觉提示由校准的可编程音频发生器产生，并通过位于作面板上的三个扬声器提供视觉提示，一个刺激灯和两个三重刺激显示器位于中间和侧面面板上。中面板底部安装了一个带有三个彩色 LED 灯的鼻子戳装置。安装在鼻子戳装置内的红外探测器记录、戳鼻子和保持。

Period 两个可拆卸的可伸缩响应杆安装在作的每一侧。面板奖励由两个颗粒分配器提供，用于将食物放入颗粒容器中。四对红外光束放置在腔室底部，既可以指示动物的位置，也可以根据动物的位置控制设备。

最后，将来自头部平台的电缆连接到换向器以记录神经元活动。实验方案通过在 Med PC four 软件平台中创建的程序完全自动化。行为数据被保存并转换为 Microsoft Excel 文件，然后导入 MATLAB 并使用 MATLAB 进行分析。

训练前，限制食物摄入量，直到动物的体重达到基线的 90%。为了准备房间进行驯化，缩回杠杆，用橡胶塞堵住鼻子戳孔，然后将大约 20 个食物颗粒放入每个颗粒中。Receptacle 现在将一只天真的动物放入腔室中进行驯化。

老鼠很快就会开始探索食物杯并吃掉颗粒。当两个食物杯都空时，使用软件将单个颗粒分配到每个托盘中。在此过程中，老鼠将学会将食物与杯子联系起来。

通过将颗粒随机分配到每个食物杯中，迫使大鼠移动到腔室的两侧。一次会议通常足以建立食物杯协会 在新的会议中，将两个杠杆伸入腔室，让食物杯为空。接下来，将一只适应的老鼠放入腔室中。

当动物进入杠杆附近时，分配一个颗粒。当老鼠对杠杆表现出兴趣时，例如嗅探、触摸或攀爬，也提供奖励。意外的杠杆推动也应该触发奖励。

为了鼓励杠杆推动并强制探索两个杠杆，当达到极限时，让动物连续推动每个杠杆的有限次数，缩回杠杆。伸出两个控制杆以重复该过程。逐渐降低限位，直到每次推动杠杆时拉杆缩回。

一到两个疗程通常足以建立杠杆。推食品奖励协会。在新会话中，缩回拉杆。

从鼻子戳孔中取出橡胶塞，然后将几个食物颗粒放入鼻子中。戳设备。将动物重新引入腔室并随机伸出两个杠杆中的一个。

当老鼠嗅到食物颗粒的鼻子戳孔时，看到伸出的杠杆，老鼠会靠近并推动杠杆以获得食物颗粒。按下 并分配奖励后，缩回杠杆以鼓励大鼠探索鼻子戳装置。老鼠通常需要一个 30 分钟的课程来学习任务序列、鼻子、戳、杠杆、推动奖励。

在另一个新会话中，将动物放入腔室以开始 Q 训练。在动物执行 Poke Nose 事件后，播放一个独特的听觉提示。伸展左右拉杆。

每次听觉线索呈现后，只有当老鼠推动听觉提示指示的杠杆时，它才会奖励老鼠，动物会逐渐学会关联特定的听觉提示。带一个杠杆。动物现在应该能够执行预期的完整训练顺序，鼻子、戳、提示、杠杆、推、奖励或无奖励。

让老鼠练习新学到的任务，直到达到一致的性能水平。会话限制为 30 分钟。该系统可用于执行两个备选音高判别任务，该任务检查大鼠的频率判别阈值。

在训练大鼠快速推动听觉提示指示的正确杠杆后，获得听觉学习曲线。每条彩色线代表个体动物的辨别频率变化。黑线表示平均学习曲线。

平均而言，大约需要 7 次训练才能达到 75% 的命中率。标准。这项任务中的动物行为也可以通过几个测量来定量表征，包括相对于听觉队列开始的反应时间、试验间隔和表现的时间动态。也可以使用该系统研究多种认知大脑功能。

顶部标题按一次试验的顺序描述每项作。底部的标题表示与电生理学相结合时可以研究的认知行为功能。还可以研究记录认知行为功能的神经基础。

该图显示了在执行两个备选音高区分任务的大鼠的核空间 ssus 中记录的神经元。虽然该图显示了记录在腹侧节段区域的神经元，但当尝试此过程时，密切注意大鼠之间的差异及其行为特征和认知能力，训练程序和参数应个体化以获得最佳训练结果。虽然我们开发这个系统主要是为了研究审计系统，但它可以很容易地被其他研究适应，以研究视觉系统和多种认知大脑功能，如动机、注意力、患者和奖励。