Methodenartikel

Eine vollautomatische Nageranlage Protokoll für die Integration sensorischer und kognitiver Kontrollexperimente

DOI:

10.3791/51128

⸱

15. April 2014

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1Electrical and Computer Engineering, Michigan State University, 2Neuroscience Program, Michigan State University, 3Cognitive Science Program, Michigan State University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Eine vollautomatische Protokoll für Nager operante Konditionierung vorgeschlagen. Das Protokoll stützt sich auf genaue zeitliche Steuerung der Verhaltens Ereignisse, um das Ausmaß, zu dem diese Steuer Einflüsse zugrunde liegenden neuronalen Aktivität sensomotorische Integration und kognitive Kontrollexperimenten zu untersuchen.

Zusammenfassung

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Nagetiere wurden traditionell als Standardtiermodell in Laborversuchen mit einer Vielzahl von sensorischen, kognitiven und motorischen Aufgaben eingesetzt. Höhere kognitive Funktionen, die präzise Kontrolle über sensomotorische Reaktionen wie Entscheidungs-und Aufmerksamkeitsmodulation erfordern, sind jedoch in der Regel in nicht-menschlichen Primaten bewertet. Trotz der Fülle der Primatenverhalten, die mehrere Varianten dieser Funktionen untersucht werden können, bleibt die Nagetier-Modell eine attraktive, kostengünstige Alternative zu Primatenmodelle. Außerdem, fügt die Fähigkeit, vollständig zu automatisieren operante Konditionierung in Nagetieren einzigartige Vorteile gegenüber dem Arbeits intensive Schulung der nicht-menschlichen Primaten während des Studiums ein breites Spektrum dieser komplexen Funktionen.

Hier stellen wir ein Protokoll für operant Anlage Ratten auf Durchführung von Arbeitsgedächtnisaufgaben. Während kritische Zeiten der Aufgabe, stellt das Protokoll, das offene Bewegung des Tieres durch requ minimiertiring das Tier zu "fixieren", bis ein Go Cue geliefert wird, ähnlich wie nicht-menschliche Primaten experimentelles Design. Eine einfache zwei alternative forced choice Aufgabe wird implementiert, um die Leistung zu demonstrieren. Wir diskutieren die Anwendung dieses Paradigma für andere Aufgaben.

Einleitung

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Die Untersuchung der Beziehung zwischen Neurophysiologie und Verhalten ist das ultimative Ziel in Systems Neuroscience. Historisch gesehen, hat es einen Kompromiss zwischen Tiermodell Auswahl und Verhaltensrepertoire 1-5. Während einfache Organismen wie Nacktschnecken 6 oder 7 Tintenfische wurden ausgiebig genutzt, um Eigenschaften von einzelnen Ionenkanälen, Neuronen und einfachen neuronalen Schaltkreisen zu untersuchen, um höhere Spezies benötigt werden, um komplexere Funktionen wie die räumliche Navigation, Entscheidungs ​​8-11 und kognitive studieren 12-14 steuern. Obwohl er ein Standardtiermodell für d....

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Protokoll

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Alle Verfahren, die Tiere wurden von der Michigan State University Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) zugelassen.

1. Versuchsaufbau

  1. Verwenden Sie eine Box, die operante Konditionierung eines Fünf-Loch-nosepoke Wand auf der einen Seite und ein Lebensmittel-Liefertrog auf der gegenüberliegenden Seite besteht.
    1. Das Zentrum nosepoke Loch wird als "Fixierung" Loch und die vier anderen Bohrungen (zwei auf jeder Seite des Befestigungsloch) betrachtet werden als Motorzielbohrungen. Jedes Loch ist mit einem Drei-Farben-Leuchtdiode und einem Infrarotstrahl-Emitter-Detektor-System, wenn das Tier eintritt, un....

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Ergebnisse

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Die vorgeschlagene Framework ermöglicht die Ausbildung das Thema auf einer Reihe von kognitiven Aufgaben. Hier werden wir eine Verzögerung angewiesen Aufgabe entwickelt, um die Mechanismen der zielgerichteten Handeln bei der Nager präfrontalen Kortex untersuchen implementiert. Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des experimentellen Designs.

Um sicherzustellen, dass das Thema die Aufgabe, Anforderung bei jedem Schritt versteht, sollte Kennzahlen kontinuierlich bewertet werden kan.......

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Diskussion

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Ratten sind weit verbreitet in der neurowissenschaftlichen Forschung seit über einem Jahrhundert. Seit Thorndikes Einführung des Konzepts des Gesetzes der Effekt bei Katzen 34 wurde operante Konditionierung der Standard-Ansatz, um verschiedene Aspekte des Verhaltens von Tieren zu testen. Viele Neurowissenschaften Experimente mit Entscheidungs-und Motor Vorbereitung eine Verzögerungszeit zwischen der Befehls Cues und der Aktion Intervall. Es ist wünschenswert, Bewegungen während dieser Verzögerungszeiten zu mi.......

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Offenlegungen

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Die Autoren erklären, keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde von der NINDS Zuschuss # NS054148 unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
5-Loch Nose Poke mit 3 Stim Cue Light RattenkäfigCoulbournH21-06M/R
Test CageCoulbournH10-11R-TC 
Grafik-State-SoftwareCoulbourn 
Programmierbarer Ton-/RauschgeneratorCoulbournA12-33 
Staubfreie PräzisionspelletsBio-ServF0165
LautsprechermodulCoulbournH12-01R 

Referenzen

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  1. Goldstein, E. B. Cognitive psychology: Connecting mind, research, and everyday experience. , Wadsworth Publishing Company. (2008).
  2. Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., et al. 4th edition. Principles of neural science. , McGraw-Hill. New York. (2000).
  3. Cisek, P., Kalaska, J. F.

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Schlagwörter

Rodent ConditioningOperant ConditioningSensorimotor IntegrationCognitive ControlFive Hole Nose PokeWorking Memory TaskAuditory Instruction CueFixation Hole TrainingBehavioral Tracking SystemMicro Electrode Array

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