Name: Operant Protokolle für die Beurteilung der Kosten / Nutzen-Analyse während verstärkte Entscheidungsfindung durch Nagetiere (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-10T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 5 s
Description: Erfahren Sie ein operantes Protokoll zur Untersuchung von Kosten-Nutzen-Analysen bei Ratten. Diese Methode ermöglicht die systematische Analyse kognitiver Entscheidungsprozesse in der Verhaltensneurowissenschaft.

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Diese Forschung wurde unterstützt von RMH Neurowissenschaften Stiftung, Australien; der australische Gehirn-Stiftung; Das RACP Thyne Reid Fellowship, Australien; und von einem Projekt aus der kognitiven Wissenschaften und Technologien Rat, Iran, Abbas Haghparast zu gewähren.

Alle Verfahren erklärt hier wurden genehmigt und durchgeführt gemäß dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren und wurden von der Ethikkommission Florey Institute Tier oder Neuroscience Research Center genehmigt.
(1) Gehäuse, Bedienung und Essen Einschränkung
<ol><li>Verwenden Sie (normalerweise 8 Wochen alt) erwachsenen männlichen Ratten (alle Sorten) und halten sie in den Raum mit einem 12-h-Hell-Dunkel-Zyklus.</li>
	<li>Beschränken Sie ihre Lebensmittel-Zugang um die Tiere zur Erfüllung der Aufgaben zu fördern. Hinweis: Unterbringung der Tiere einzeln wird empfohlen, da sie eine bessere Kontrolle über die Nahrungsaufnahme bietet.</li>
	<li>An Tagen 1-3 behandeln Sie die Tiere für ca. 5 min, 2 x pro Tag. Hinweis: Handhabung vertraut macht die Tiere mit menschlichen Kontakt und sinkt das Niveau von Stress und Angst bei den Tieren während der Experimente.</li>
	<li>Wiegen der Tiere nach jeder Behandlung. Verwenden Sie am ersten Tag Gewicht als die freie Fütterung Menge und halten Sie die Tiere auf ca. 80-85 % ihrer gratis-Fütterung Höhe.</li>
</ol>2. Versuchsaufbau
<ol><li>Verwenden Sie ein T-maze mit 3 Partitionen oder Arme, 2 Impulse Lautsprecher, 5 versenkbaren Türen und 5 Infrarot-Bewegungsmelder oder Infrarot-Strahl (IRB) Sensoren ausgestattet. Hinweis: Die T-maze kann der mitteldichte Faserplatten (MDF) oder Polyvinylchlorid (PVC) aufgebaut werden.</li>
	<li>Das Labyrinth gebaut hier durch ein Arduino-Mikrocontroller zu steuern.</li>
	<li>Kopieren Sie den Arduino Code in den Computer.</li>
	<li>Herunterladen Sie die Arduino-Software von der Software-Website und installieren Sie es auf einem Computer.</li>
	<li>Schließen Sie den Mikrocontroller über einen USB-Anschluss an den Computer an.</li>
	<li>Klicken Sie auf dem Computer auf Software, gehen Sie auf Extrasund wählen Sie dann Port.</li>
	<li>Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü den com-Port (COM-Anschluss), der die Software an den Computer anschließt.</li>
	<li>Gehen Sie auf Extras und wählen Sie Boards. Wählen Sie aus dem Dropdown-Menü den Arduino, die die T-maze steuert.</li>
	<li>Klick hochladen , oben links im Fenster Schnittstelle. Wählen Sie den Arduino Code. Warten Sie, bis der Vorgang beendet ist.</li>
	<li>Klicken Sie auf Serial Monitor oben rechts des Fensters Schnittstelle. Danach in einem neuen Pop-Out-Fenster, müssen Sie die Baudrate 115200.</li>
</ol>3. die Gewöhnung an das Labyrinth
<ol><li>Bringen Sie vor jeder Tagung der Gewöhnung die Tiere zum Experiment Raum mindestens 1 h vor dem Experiment.</li>
	<li>10 Zucker-Pellets bei jedem Ziel Arm zu verlassen und alle Türen offen lassen. Hinweis: In diesem Stadium gibt es keine Notwendigkeit, die Tiere Bewegungen (Abbildung 1) zu verfolgen.</li>
	<li>Tage 1-3: Legen Sie die Tiere einzeln in das Labyrinth für einen Zeitraum von 10 min, 1 X pro Tag, um das Labyrinth ohne Einschränkungen zu erkunden.</li>
	<li>4-5 Tage: Legen Sie die Tiere einzeln in das Labyrinth. Lassen Sie 2 Pellets in jedem Arm und es ermöglichen Sie ihnen, probieren Sie das Essen von beiden Seiten. Entfernen Sie das Tier aus dem Labyrinth, sofort nach dem Essen Pellets aus beidseitig oder nach 5 min, in das Labyrinth. Hinweis: Der Hauptunterschied zwischen diesem Stadium und der vorherigen Stufe ist, dass Tiere aus dem Labyrinth sofort nach dem Essen Pellets aus beiden Seiten entfernt werden müssen. Dies würde ein Tier damit vertraut, aus dem Labyrinth am Ende eines Prozesses entfernt wird.</li>
	<li>Nach jeder Sitzung das Labyrinth Böden mit 70 % Ethanol sauber und stellen Sie sicher, dass das Ethanol verdampft ist, vor dem Einlegen des nächsten Tieres in das Labyrinth.</li>
</ol>(4) Diskriminierung Training
<ol><li>
Labyrinth-Vorbereitung
	<ol>
<li>6. Tag: Bringen Sie die Tiere zum Experiment Raum mindestens 1 h vor dem Experiment.</li>
		<li>Führen Sie das Arduino Programm aus, und legen Sie die Prüfungsnummer auf 14 von denen die ersten 4 Prüfungen werden gezwungen-Wahl und des Rests wird Wahl Studien. Hinweis: Das Programm wird nach dem Zufallsprinzip generieren eine gleiche Anzahl von Studien, um den linken und rechten Seite von dem T-maze zugeordnet werden.</li>
		<li>Vor Beginn jeder Prüfung legen Sie 4 Pellets im Studienarm Ziel ist es, als der HRA und 2 Pellets in den anderen Arm ist die LRA vorgehört werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Gezwungen-Wahl Probetraining (4 Versuche)
	<ol>
<li>Pseudo-zufällig blockieren Sie einen Arm vor jeder Verhandlung, damit das Tier gezwungen ist, den anderen Arm auszuwählen. Bemerkung: Die blockierte Arm kann eine hohe Belohnung Arm oder einen niedrigen Lohn Arm während das akustische Signal die Seite der HRA unterstreicht.</li>
		<li>Legen Sie ein Tier in das Feld "Start" (Abbildung 1). Nach 5-7 s gleichzeitig öffnen Sie das Starttor zu und klicken Sie auf starten , in dem Arduino Schnittstelle Fenster.</li>
		<li>Sammeln Sie das Tier sofort nach dem Essen Pellets oder nach 5 min, in das Labyrinth.</li>
		<li>Lassen Sie das Tier im Hause Käfig für 2 min.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Andere Wahl Probetraining (10 Versuche)
	<ol>
<li>Schließen Sie vor jeder Verhandlung Tür-B in den Arm, die von der Software ausgewählt ist, werden die HRA. Lassen Sie Tür-A offen in den gegenüberliegenden Arm (LRA).</li>
		<li>Legen Sie ein Tier in das Feld "Start" (Abbildung 1). Nach 5-7 s gleichzeitig öffnen Sie das Starttor zu und klicken Sie auf Start.</li>
		<li>Lassen Sie das Tier entweder Arm frei wählen. Wählt das Tier die HFG, offene Tür-A, lassen Sie das Tier der Kammer geschlossen Tür-A und offene Tür-B sofort, den Tieren Zugang zu ausgewählten Lebensmitteln gut eingeben.</li>
		<li>Wählt das Tier die LRA, offene Tür-B um die tierischen zugreifen, das Essen gut.</li>
		<li>Entfernen Sie das Tier zu, nachdem sie alle Lebensmittel in das ausgewählte Essen gut gegessen hat und lassen Sie ihn in die Heimat Käfig für 2 min.</li>
		<li>Füllen Sie 10 Choice Prüfungen für jedes Tier und zeichnen Sie des Tieres Wahl (HRA oder LRA auf) in jeder Prüfung.</li>
		<li>Berechnen Sie den Prozentsatz der hohe Belohnung Wahl (HRC) für alle Wahl-Versuche nach jedem Training.</li>
		<li>Nach Abschluss der 14 Routen werden die einzelnen Zeiten durch jede Infrarot-Sensor erhalten im Fenster "Arduino-Schnittstelle" angezeigt.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Verzug Training
<ol><li>Jedes Tier 80 % der HRC in der Diskriminierung Ausbildung (Schritt 4) angekommen, beginnen Sie die Verzögerung Ausbildung von 10 Studien pro Tag für jedes Tier. In diesem Stadium ist Tür-B nach nur 5 s Verzögerung geöffnet werden, wenn das Tier die HRA auswählt.</li>
	<li>Wenn das Tier einen HRC von 80 % am Ende einer Trainingseinheit mit 5 s Verzögerung erreicht, erhöhen die Verzögerung auf 10 s für die nächste Trainingseinheit.</li>
	<li>Sobald das Tier einen HRC von 80 % mit 10 s Verzögerung erreicht hat, erhöhen die Verzögerung auf 15 s für die nächste Trainingseinheit.</li>
	<li>Notieren Sie das Tier Wahl für jeden Versuch, die HRC nach jedem Training zu berechnen.</li>
	<li>Nach Abschluss der Prüfungen werden die einzelnen Zeiten durch jede Infrarot-Sensor erhalten im Fenster "Arduino-Schnittstelle" angezeigt. Anmerkung 1: Der Timer startet, wenn Sie auf Enterklicken. Die "Time_decision" ist die Zeit nach der Nase-Poke die IRB-1. "Time_left_1" ist die Zeit, wann ein Tier bricht IRB - 1L und "Time_left_2" ist beim IRB - 2L gebrochen ist. Wenn die Verhaltensstörungen Studie mit Elektrophysiologie oder neuronale Bildgebung kombiniert wird (z. B.Kalzium Imaging) Methoden, Filmaufnahmen wird vorgeschlagen, für eine bessere Synchronisation von Verhalten des Tieres auf neuronale Signale.</li>
</ol>(6) Elektrophysiologie (Elektrode Herstellung)
<ol><li>Verwenden Sie Einzel- oder bipolare Elektroden, um das lokale Feld-Potentiale (drängendere) aufzuzeichnen. Hinweis: Die Verwendung von bipolaren Elektroden wird vorgeschlagen, da es ermöglicht lokale Referenzierung wieder zur Verringerung der Auswirkungen der Lautstärke Wärmeleitung. Daher ist die aufgezeichneten LFP die differentielle Spannung zwischen 2 Elektroden mit einer ca. 200 μm Abstand zwischen den Spitzen.</li>
	<li>Um eine bipolare Elektrode, 2 Wolframelektroden zusammenkleben oder wind 2 Edelstahl-Drähte zusammen (in der Regel PFA-beschichtetem Edelstahl-Drähte mit einem Durchmesser von 50 μm verwendet werden).</li>
	<li>Löten Sie die Erdung und Aufnahme Kabel an eine Mini-Steckdose, einen Anschluss für die Elektrophysiologie recording-System werden.</li>
</ol>7. Narkose
<ol><li>Um die Elektroden zu implantieren, Betäuben Sie die Ratten durch eine intraperitoneale Injektion einer Mischung von Ketamin (100 mg/kg) und Xylazin (8 mg/kg), oder durch die Gabe von Isofluran wie in den folgenden Schritten beschrieben. Hinweis: Isofluran ist durch die verbesserte Steuerung der Narkose Tiefe empfohlen.</li>
	<li>Verwenden Sie eine Narkose-Maschine mit einem kontrollierten Sauerstoff und Narkose Dampf fließen.</li>
	<li>Um das Tier von Isofluran zu betäuben, legen Sie sie in die Kammer Induktion und Isofluran mit einer Rate von etwa 4 % und Sauerstoff mit 500-1.000 mL/min auf die Narkose Maschine.</li>
	<li>Die Induktion weiter, bis der aufrichtenden Reflex des Tieres verschwindet.</li>
	<li>1-2,5 % Isofluran und 300-400 mL/min Sauerstoff die Narkose Wartung-Rate auf der Maschine festgesetzt.</li>
	<li>Wärmekissen mit Isolierung (Watte) auf einem stereotaktischen Gerät zu platzieren und dann das Tier in der stereotaktischen Gerät zu immobilisieren.</li>
	<li>Messen Sie die Höhe der Anästhesie durch Kneifen die Zehen des Tieres.</li>
</ol>8. chirurgische Verfahren
<ol><li>Mit einen elektrischen Rasierer oder eine Schere, rasieren Sie den Kopf des Tieres, wo ist der Schnitt gemacht werden.</li>
	<li>Schrubben Sie den OP-Bereich mit Ethanol und dann mit Povidon-Jod, 4 %.</li>
	<li>Wenden Sie Auge Schmiermittel zum Schutz der Hornhaut des Tieres während der Operation.</li>
	<li>Mit Gewebe Pinzette, ziehen Sie die Haut zwischen Augen und Ohren des Tieres. Mit Schere, schneiden Sie die Haut, die zwischen der Zange eingeklemmt ist und entfernen Sie das Periost.</li>
	<li>Verwenden Sie Wasserstoffperoxid reinigen und Desinfizieren des Schädels.</li>
	<li>Suchen Sie die Position der Einfügemarke Elektrode mithilfe der stereotaktischen Koordinaten und markieren Sie ihn auf den Schädel mit einem wasserfesten Filzstift.</li>
	<li>Handheld-Bohrer ein Loch für die Erdung-Elektrode, einer für die Verankerung des Implantats und ein Loch pro Aufnahme Elektrode zu verwenden.</li>
	<li>Legen Sie die Elektroden mit einer sehr niedrigen Übertragungsrate möglichen kortikalen und subkortikalen Schaden gering zu halten.</li>
	<li>Verbinden Sie die Erdung Elektrode an den Schädel mit einer kleinen Schraube.</li>
	<li>Sichern der Stecker/Steckdose im Ort mit einer dünnen Schicht von dental Acryl Zement.</li>
	<li>Buprenorphin zu injizieren (15 µg/kg subkutan) oder Meloxicam (1-3 mg/kg subkutan) als Schmerzmittel.</li>
	<li>Lassen Sie das Tier in einem Käfig auf einer beheizten Matte zu erholen. Beobachten Sie das Tier mindestens alle 30 min, bis es von der Narkose erholt hat.</li>
</ol>9. nach dem Verfahren Training
<ol><li>Lassen Sie nach der Operation mindestens eine 10-tägige Erholungsphase. Die Tiere einzeln mit freiem Zugang zu Nahrung und Wasser Ad Libitum und auf einer täglichen Basis zu überwachen (siehe Rudebeck, Walton, Smyth, Bannerman und Rushworth7 für weitere Informationen).</li>
	<li>Beginnen Sie nach der Erholung das Tier Ernährung auf 85 % des frei-Fütterung Höhe zu beschränken.</li>
	<li>Trainieren Sie die Tiere in das Labyrinth die Diskriminierung Phase (Schritt 4) erinnern.</li>
	<li>Fahren Sie fort, die Mäuse Umschulung, bis sie 80 % der HRC erreicht haben.</li>
</ol>

<ol><li>Gold, J. I., Shadlen, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+basis+of+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The neural basis of decision making.</a> Annual Review of Neuroscience. 30, 535-574 (2007).</li>
<li>Shi, Z., Müller, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multisensory+perception+and+action%3A+development%2C+decision-making%2C+and+neural+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Integrative+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Multisensory perception and action: development, decision-making, and neural mechanisms.</a> Frontiers in Integrative Neuroscience. 7, 81(2013).</li>
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<li>Khani, A., Rainer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+and+neurochemical+basis+of+reinforcement-guided+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Neural and neurochemical basis of reinforcement-guided decision making.</a> Journal of Neurophysiology. 116, 724-741 (2016).</li>
<li>Fatahi, Z., Haghparast, A., Khani, A., Kermani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+connectivity+between+anterior+cingulate+cortex+and+orbitofrontal+cortex+during+value-based+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Functional connectivity between anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex during value-based decision making.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 147, 74-78 (2018).</li>
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<li>Gage, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+implantation+of+chronic+neural+electrodes+for+recording+single+unit+activity+and+electrocorticographic+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals.</a> Journal of Visualized Experiments. (60), e3565(2012).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+Rat+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates%22">The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates</a>. , Academic Press. San Diego, CA. (1998).</li>
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<li>Cohen, M. X. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCohen%2C+MX+%22Analyzing+Neural+Time+Series+Data%3A+Theory+and+Practice%22">Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice</a>. , MIT Press. Cambridge, MA. (2014).</li>
<li>Luk, C. -H., Wallis, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Choice+coding+in+frontal+cortex+during+stimulus-guided+or+action-guided+decision-making%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Choice coding in frontal cortex during stimulus-guided or action-guided decision-making.</a> Journal of Neuroscience. 33, 1864-1871 (2013).</li>
<li>Rudebeck, P. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frontal+cortex+subregions+play+distinct+roles+in+choices+between+actions+and+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Frontal cortex subregions play distinct roles in choices between actions and stimuli.</a> Journal of Neuroscience. 28, 13775-13785 (2008).</li>
<li>Goshadrou, F., Kermani, M., Ronaghi, A., Sajjadi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+ghrelin+on+MK-801+induced+memory+impairment+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Peptides%22%5BJournal%5D)">The effect of ghrelin on MK-801 induced memory impairment in rats.</a> Peptides. 44, 60-65 (2013).</li>
<li>Haghparast, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrahippocampal+administration+of+D2+but+not+D1+dopamine+receptor+antagonist+suppresses+the+expression+of+conditioned+place+preference+induced+by+morphine+in+the+ventral+tegmental+area%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Intrahippocampal administration of D2 but not D1 dopamine receptor antagonist suppresses the expression of conditioned place preference induced by morphine in the ventral tegmental area.</a> Neuroscience Letters. 541, 138-143 (2013).</li>
<li>Esmaeili, M. -H., Kermani, M., Parvishan, A., Haghparast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+D1%2FD2+dopamine+receptors+in+the+CA1+region+of+the+rat+hippocampus+in+the+rewarding+effects+of+morphine+administered+into+the+ventral+tegmental+area%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Role of D1/D2 dopamine receptors in the CA1 region of the rat hippocampus in the rewarding effects of morphine administered into the ventral tegmental area.</a> Behavioural Brain Research. 231, 111-115 (2012).</li>
<li>Chaleek, N., Kermani, M., Eliassi, A., Haghparast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+orexin+and+glucose+microinjected+into+the+hypothalamic+paraventricular+nucleus+on+gastric+acid+secretion+in+conscious+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterology+%26+Motility%22%5BJournal%5D)">Effects of orexin and glucose microinjected into the hypothalamic paraventricular nucleus on gastric acid secretion in conscious rats.</a> Neurogastroenterology & Motility. 24, e94-e102 (2012).</li>
<li>Kermani, M., Eliassi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gastric+acid+secretion+induced+by+paraventricular+nucleus+microinjection+of+orexin+A+is+mediated+through+activation+of+neuropeptide+Yergic+system%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Gastric acid secretion induced by paraventricular nucleus microinjection of orexin A is mediated through activation of neuropeptide Yergic system.</a> Neuroscience. 226, 81-88 (2012).</li>
<li>Kermani, M., Azizi, P., Haghparast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+nitric+oxide+in+the+effects+of+cumin+%28Cuminum+Cyminum+L.%29+fruit+essential+oil+on+the+acquisition+of+morphine-induced+conditioned+place+preference+in+adult+male+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+Journal+of+Integrative+Medicine%22%5BJournal%5D)">The role of nitric oxide in the effects of cumin (Cuminum Cyminum L.) fruit essential oil on the acquisition of morphine-induced conditioned place preference in adult male mice.</a> Chinese Journal of Integrative Medicine. , 1-6 (2012).</li>
<li>Ahmadi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+antinociceptive+behaviors+of+new+methyl+and+hydroxyl+derivatives+of+phencyclidine%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Synthesis and antinociceptive behaviors of new methyl and hydroxyl derivatives of phencyclidine.</a> Current Medicinal Chemistry. 19, 763-769 (2012).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Nagetiere haben lange in neurowissenschaftlichen Studien verwendet wurde, die sich mit verschiedenen Themen, von kognitiven Fähigkeiten wie lernen und Gedächtnis2,14 und verstärkte Verhalten7,15,16 für die zentrale Steuerung der Organe17,18 und Neuropharmacology19,<sup class="xr...

Entscheidungsfindung ist der Prozess zu erkennen und Entscheidungen basierend auf die Werte und Präferenzen der Entscheidungsträger und die Folgen von der ausgewählten Aktion1auswählen. Obwohl Entscheidungsfindung ausgiebig in verschiedenen Bereichen untersucht wurde, (d.h., Ökonomie, Psychologie und Neurowissenschaften), neuronalen Mechanismen, die solche kognitiven Fähigkeiten noch nicht vollständig geklärt sind. Zwei Unterkategorien der Entscheidungsfindung sind Wahrnehmungs Entscheidungsfindung und Verstärkung-geführte Entscheidungsfindung. Obwohl sie erhebliche Überlappende Elemente und Konzepte zu integrieren, setzt Wahrnehmungs Entscheidungsfindung auf die sensorischen Informationen1,2, während Verstärkung-geführte Entscheidungsfindung beschäftigt sich mit den relativen Wert Aktionen in einem bestimmten zeitlichen Rahmen3gewonnen. Ein wichtiger Aspekt der verstärkten Entscheidungsfindung ist die Kosten-/ Nutzenanalyse, die intuitiv durch das Gehirn erfolgt durch die Vorteile der gegebenen Möglichkeiten computing und die damit verbundenen Kosten für jede alternative1subtrahieren.
Die T-maze (oder die Y-Maze-Variante) ist eines der am häufigsten verwendeten Labyrinthe in kognitiven Experimente mit Nagetieren. Tiere sind in der Start-Arm (die Basis des T) platziert und durften Studienarm mit Tor (eines der Seitenarme) wählen. Aufgaben wie eine erzwungene Wechsel oder rechts-links-Diskriminierung dienen hauptsächlich mit Nagetieren in der T-maze, um Referenz- und Arbeits-Speicher4zu testen. T-Labyrinthe sind auch weit verbreitet in Entscheidungsprozessen Experimente5,6,7. In der einfachsten Ausführung steht die Belohnung nur ein Ziel-Arm. Die Wahl ist berechenbar, und Tiere würden sicherlich lieber die Belohnung als nichts, ohne Rücksicht auf die Belohnung Wert. Eine weitere Möglichkeit ist es, Belohnungen in beiden Behandlungsarmen Ziel und dann lassen die Tiere, die sich entscheiden welchen Weg zu nehmen abhängig von mehreren Parametern (d.h., die natürliche Vorliebe des Tieres und der Unterschied in der Wert der Prämien und die Kosten zu entrichten). Im Value based Design ist die Aufgabe komplizierter, indem er mit einem Gewicht von Waage-Eigenschaften. Auf diese Weise erhält ein Tier anders bewertet Belohnungen durch die Wahl zwischen zwei Alternativen sowie die Kosten der Maßnahmen [d.h., den Betrag des Wartens (Verzögerung-basiert) oder die Menge von Bemühung (Aufwand-basiert) benötigt, um Belohnungen zu erhalten], jeder bei der Entscheidung, die5,6gemacht wird.
Bei der traditionellen Verzögerung-basierte T-maze Entscheidungsfindung, Tiere werden ausgebildet, um wählen die hohe Belohnung Arm (HfG) und vermeiden das Gegenteil niedrigen Lohn Arm (LRA). Die Seiten der HRA und die LRA bleiben unverändert, während das Experiment. Obwohl die Aufgabe, die oben beschrieben in der Literatur gut dokumentiert ist, leidet es mehrere prozessuale Nachteile. Erstens, indem man einen festes Ziel Arm, weiß das Tier die arm, um von Anfang an jede Prüfung zu wählen. In diesem Szenario können die Tiere den Ziel Arm basierten auf ihr Gedächtnis nicht auf Entscheidungsfindung auswählen. Daher in einem Verzögerung-basierte Entscheidungsfindung Paradigma, wird wählt ein Tier den niedrige Lohn wegen der Studie Intervention, es nicht klar sein ob dies durch einen Verlust des Gedächtnisses oder der Studie Intervention ist. Eine Speicher-Kontrollgruppe das beobachtete Verhalten von das Speicherproblem zu trennen könnte angesehen werden, aber dies belastet Forscher und Tiere gleichermaßen wegen der zusätzlichen Arbeit7. Ein zweites Anliegen ist der Moment der Entscheidungsfindung durch das Tier: angekommen Tiere die Entscheidung-Zone (die Kreuzung von allen drei Waffen), sie sehen in der Regel nach links und nach rechts, wiegen die Kosten und Vorteile für jeden Arm und dann ihre Entscheidung treffen. Aber nach ein paar versuchen, führen Sie solch eine Berechnung vor der Ankunft an der Entscheidung und führen Sie einfach direkt auf die Belohnung Arm. Infolgedessen wurden diese beiden Nachteile — ein Pre-Bias auf einen Arm und die Suche nach dem Moment der Entscheidungsfindung – beide sehr unterbrechen die Interpretation der elektrophysiologischen und Neuroimaging Daten.
Bei der Methode erklärt in diesem Papier die bevorzugte Arm (HfG) ist durch eine auditive Cue vorgehört und variieren von Studie zu Studie. Tiere zu initiieren die Prüfungen durch die Eingabe der Testzone (Abbildung 1) und Auslösung des auditiven Cues durch "Nase stossen" ein Infrarot-Tor, das an der Kreuzung der drei Arme gelegt wurde. Das Audio-Signal (20 dB, zwischen 500 und 1000 ms) wird am Ende der Ziel-Arm von einem Lautsprecher gespielt.

<table><tbody><tr><td>T-Maze</td><td></td><td></td><td>Self made</td></tr><tr><td>Dustless Precision Sugar Pellets</td><td>TSE Systems Intl. Gruppe</td><td>F0023</td><td>45 mg, Saccharose-Ketamin-Hydrochlorid-Injektion</td></tr><tr><td>, USP</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>6740-87-0</td><td></td></tr><tr><td>Xylazin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7361-61-7</td><td></td></tr><tr><td>stereotaktisches Gerät</td><td>Stoelting</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Santa Cruz Biotechnology</td><td>sc-363629Rx</td><td></td></tr><tr><td>PFA-beschichtete Edelstahldrähte</td><td>A-M Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acrylzement</td><td>Vertex, MA, USA</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>(aus Holz oder PVC (Polyvinylchlorid)-hergestellt)</td><td>Lokale Lieferanten</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mini-Fit Power Connector</td><td>Molex</td><td>15243048</td><td></td></tr><tr><td>Ethannol 70%</td><td>Lokale Lieferanten</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphin</td><td>Diamondback Drogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Arduino UNO</td><td>Arduino</td><td></td><td>https://www.arduino.cc/</td></tr> <tr><td>Infrarot-emittierende Diode</td><td>Sharp</td><td>GL480E00000F</td><td>http://www.sharp-world.com/</td></tr> <tr><td>Chronux Toolbox</td><td></td><td></td><td>Chronux.org</td></tr><tr><td>Arduino Codes</td><td></td><td></td><td>https://github.com/dechuans/arduino-maze</td></tr></tbody></table>

operant protokolle für die beurteilung der kosten / nutzen-analyse während verstärkte entscheidungsfindung durch nagetiere

Operant Protocols for Assessing the Cost-benefit Analysis During Reinforced Decision Making by Rodents

Verstärkung-geführte Entscheidungsfindung ist die Fähigkeit, zwischen konkurrierenden Vorgehensweisen basierend auf dem relativen Wert der Leistungen und deren Folgen zu wählen. Dieser Prozess ist ein wesentlicher Bestandteil der normalen menschlichen Verhaltens und hat gezeigt, dass durch neurologische und psychiatrische Erkrankungen wie z. B. sucht, Schizophrenie und Depression gestört werden. Nagetiere haben lange verwendet, um die Neurobiologie der menschlichen Wahrnehmung zu entdecken. Zu diesem Zweck wurden mehrere Verhaltens Aufgaben entwickelt; aber die meisten sind nicht-automatisierte und arbeitsintensiv. Die jüngste Entwicklung des OpenSource-Mikrocontrollers ermöglichte Forscher operanten-basierte Aufgaben für die Bewertung einer Vielzahl von kognitiven Aufgaben, Standardisierung der reizdarbietung automatisieren verbessern die Datenaufzeichnung und infolgedessen die Forschungsergebnisse. Hier beschreiben wir eine automatisierte Verzögerung-basierte Verstärkung-geführte Entscheidungsfindung Aufgabe, mit Hilfe eines operanten T-maze durch individuell geschriebenen Software-Programme gesteuert. Anhand dieser Entscheidungsfindungen Aufgaben zeigen wir die Änderungen in das lokale Feld mögliche Aktivitäten in der anterioren cingulären Cortex einer Ratte, während es eine Verzögerung-basierte Kosten-Nutzen-Analyse und Entscheidungsfindung Aufgabe ausführt.

Die hier vorgestellten Daten ist die aufgezeichneten LFP aus den linken orbitofrontalen Kortex (OFC) und der anterioren cingulären Cortex (ACC) von sechs männliche Wistar-Ratten mit bipolaren Elektroden (der PFA-beschichteter Edelstahl). Tabelle 1 zeigt die Verhaltensstörungen Erwerb Länge für jede Ausbildungsstufe. Die Koordinaten für die Zielregionen von einer Ratte bestimmt waren brain Atlas9 und sind wie folgt: für die AAC, 1,2 mm anterior Breg...

Eine Kosten / Nutzen-Analyse ist ein mit einem Gewicht von Waage-Ansatz, den das Gehirn im Laufe der Entscheidungsfindung führt. Hier schlagen wir ein Protokoll zum trainieren auf einer operanten-basierte Entscheidungsfindung Paradigma wo Ratten wählen höhere Gewinne auf Kosten von 15 warten Ratten s, sie zu empfangen.

Operant Protokolle für die Beurteilung der Kosten / Nutzen-Analyse während verstärkte Entscheidungsfindung durch Nagetiere

Reinforcement-guided decision making is the ability to choose between competing courses of action based on the relative value of the benefits and their ...

Diese Technik kann wichtige Fragen der kognitiven Neurowissenschaften beantworten, z. B. wie sich der Vergleich von Konsequenzen und Ursachen auf die Entscheidungsfindung auswirken kann. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass die speziellen Elemente wie die Position des Brettes die Entscheidung des Tieres nicht beeinflussen. Beginnen Sie damit, den Zugang zu Nahrung für erwachsene männliche Ratten in einem Raum mit einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus einzuschränken.Fassen Sie die Tiere an den Tagen eins bis drei zweimal täglich fünf Minuten lang an. Wiegen Sie die Tiere dann nach jeder Handhabungssitzung, um die Freifütterungsmenge zu bestimmen. Als nächstes besorgen Sie sich ein T-Labyrinth, das mit drei Trennwänden oder Armen, zwei Stimulus-Lautsprechern, fünf versenkbaren Türen und fünf Infrarot-Bewegungssensoren oder Infrarotstrahl- oder IRB-Sensoren ausgestattet ist.Kopieren Sie den experimentellen Softwarecode auf den Computer. Laden Sie dann die experimentelle Software herunter und installieren Sie sie auf einem Computer. Verbinden Sie den Mikrocontroller über einen USB-Anschluss mit dem Computer.Klicken Sie anschließend auf dem Computer auf das Softwaresymbol

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Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowissenschaften

In diesem Bericht präsentieren wir eine voll automatisierte und äußerst vielseitige System kann gleichzeitig testen Multi-kognitive Verhalten und die Aufnahme neuronaler Aktivitäten für Nagetiere.

Ein vollautomatisiertes und vielseitig verwendbares System zum Testen von Multi-kognitiven Funktionen und Aufnahme neuronaler Aktivitäten bei Nagetieren

Die aktuelle Studie untersucht ein neues Verfahren für die Beurteilung der verstärkenden Effekte von schmackhaften Lösungen im Laborratten: intraorale Selbstverwaltung. Zu diesem Zweck operante reagiert (also Hebelpressen) für die intraorale Infusionen von süß-Lösungen in unterschiedlichen Konzentrationen wurde die kontinuierliche und progressive Verhältnisse Verstärkungspläne gemessen.

Ein neues Verfahren zur Bewertung der verstärkenden Eigenschaften von Geschmacksstoffe in Labor-Ratten: Operante Intraorale Selbstverwaltung

Vollautomatisches System zur Messung physiologisch sinnvollen Eigenschaften der Mechanismen der Vermittlung räumliche Lokalisierung, zeitliche Lokalisierung, Dauer, Geschwindigkeit und Wahrscheinlichkeitsschätzung, Risikobewertung, Impulsivität und die Genauigkeit und Präzision der Erinnerung, um die Auswirkungen der genetischen und pharmakologischen Manipulationen bewerten grundlegenden Mechanismen der Kognition bei Mäusen.

Automatisierte, Quantitative Kognition / Verhalten Screening der Mäuse: Für Genetik, Pharmakologie, Animal Cognition und Undergraduate-Unterricht

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.

Eine vollautomatische Nageranlage Protokoll für die Integration sensorischer und kognitiver Kontrollexperimente

Die Fähigkeit, exekutive Funktionen wie Verhaltensflexibilität bei Ratten zu beurteilen, ist nützlich, um die Neurobiologie der Kognition sowohl bei intakten Tieren als auch bei Krankheitsmodellen zu untersuchen. Hier beschreiben wir automatisierte Aufgaben zur Bewertung von Strategiewechsel und Reversal Learning, die besonders empfindlich auf Störungen in präfrontalen kortikalen Netzwerken reagieren.

Operante Verfahren zur Bewertung der Verhaltensflexibilität bei Ratten

Dieser Artikel stellt eine automatisierte T-maze-Vorrichtung, die wir erfunden, und ein Protokoll basierend auf diesen Apparat zur Analyse der Verzögerung-basierte Entscheidungsfindung und Aufwand-basierte Entscheidungsfindung bei frei beweglichen Nagetieren.

Eine automatisierte T-maze basierte Apparat und Protokoll für die Analyse von Verzögerung und Aufwand-basierte Entscheidungsfindung bei frei beweglichen Nagetieren

Wir präsentieren Ihnen drei Protokolle, die verschiedene Formen der Impulsivität bei Ratten und andere Kleinsäuger zu bewerten. Intertemporale Wahl Verfahren bewerten die Tendenz, den Wert der verspäteten Ergebnisse Rabatt. Differentielle Verstärkung von niedrigen Zinsen und Feature-Negative Diskriminierung bewerten bzw. Hemmung der Reaktionsfähigkeit mit und ohne Strafe für unangemessene Reaktionen.

Drei Laborverfahren für die Beurteilung der unterschiedliche Erscheinungsformen von Impulsivität bei Ratten

Dieser Konflikt-Modell dient zur Messung der Beeinträchtigung der inhibitorischen Kontrolle nach Exposition gegenüber Suchtmitteln oder andere Faktoren, die inhibitorische Kontrolle beeinflussen können. Einen sexuellen Reiz und aversive Hindernis werden gleichzeitig dargestellt, damit männliche Ratten, das Hindernis zu nähern sich die sexuelle Belohnung zu erobern.

Ein Konflikt-Modell der Belohnung-suchende Verhalten bei männlichen Ratten

Stressige Lebensereignisse beeinträchtigen die kognitive Funktion und erhöhen das Risiko psychiatrischer Störungen. Dieses Protokoll veranschaulicht, wie Stress die kognitive Flexibilität beeinflusst, indem ein automatisiertes paradigmatisches Paradigma der operanten Strategie bei männlichen und weiblichen Sprague-Dawley-Ratten verwendet wird. Spezifische Gehirnbereiche, die bestimmten Verhaltensweisen zugrunde liegen, werden diskutiert und die translationale Relevanz der Ergebnisse untersucht.

Bewertung von Stresseffekten auf die kognitive Flexibilität anhand eines operanten Strategiewechsel-Paradigmas

Es wird ein System zur Erfassung von Daten aus selbstinitiierten individuellen Verhaltenssitzungen innerhalb eines sozialen Koloniekäfigs vorgestellt. Die Wirksamkeit dieses Systems wird anhand einer automatisierten qualifizierten Reichweitenbewertung demonstriert, die die Charakterisierung von motorischen Beeinträchtigungen nach einem Schlaganfall, potenziellen Verhaltensänderungen im Zusammenhang mit der Motivation, zirkadianen Schwankungen und anderen innovativen abhängigen Variablen...

Sammeln von selbstinitiierten Verhaltensdaten von Ratten zur Charakterisierung von Defiziten nach einem Schlaganfall

Erfahren Sie ein operantes Protokoll zur Untersuchung von Kosten-Nutzen-Analysen bei Ratten. Diese Methode ermöglicht die systematische Analyse kognitiver Entscheidungsprozesse in der Verhaltensneurowissenschaft.

Operant Protokolle für die Beurteilung der Kosten / Nutzen-Analyse während verstärkte Entscheidungsfindung durch Nagetiere

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