Une boîte à outils de tâches de temps de réaction série à 5 choix open source et entièrement personnalisable pour l’entraînement comportemental automatisé des rongeurs

Le protocole fournit une boîte à outils personnalisable et open-source pour la formation et l’exécution de la tâche de temps de réaction série à 5 choix. Il s’agit d’un test comportemental bien établi pour étudier l’attention visuospatiale et l’impulsivité chez les rongeurs. Le principal avantage de la boîte à outils est son faible coût et sa personnalisation.

Il offre une grande flexibilité en ce qui concerne les paramètres de stimulus spécifiques et la configuration de la récompense et encourage les conceptions de test non standard. La tâche de temps de réaction en série à 5 choix fournit des informations sur les processus attentionnels, l’impulsivité et la compulsivité chez les rongeurs. Notre boîte à outils permet une adaptation facile à d’autres modèles animaux non rongeurs.

Il permet également l’entraînement semi-automatisé des animaux par une procédure d’escalier optionnelle. Dans la vidéo, nous fournissons une introduction étape par étape à son utilisation. La procédure sera démontrée par Eva Strippelmann, une étudiante en biologie de notre laboratoire.

Commencez par ouvrir l’environnement de développement intégré ou le logiciel IDE disponible gratuitement. Allez dans les onglets Fichier et Ouvrir et cliquez sur le script pour le contrôle matériel. Ensuite, branchez le micro-contrôleur USB dans l’ordinateur.

Dans la moitié supérieure gauche de l’écran, accédez aux Outils pour vérifier si les informations de la carte et du processeur choisies automatiquement correspondent à la carte de microcontrôleur connectée. Après avoir confirmé les informations correspondantes sur la carte et le processeur, cliquez sur l’onglet Port pour choisir le port disponible. Dans la moitié supérieure gauche de l’écran, cliquez sur le bouton Vérifier pour éviter toute erreur de script.

Lorsque vous avez terminé, cliquez sur l’onglet Télécharger avec une flèche pour télécharger le script sur la carte du microcontrôleur. Après vous être assuré que les quatre scripts et fonctions du contrôle d’expérience se trouvent dans le même dossier, ouvrez la plate-forme de programmation et cliquez sur la barre d’outils Accueil et définir le chemin. Accédez ensuite au bouton Ajouter un dossier pour sélectionner le dossier contenant tous les scripts de contrôle d’expérience.

Lorsque vous avez terminé, cliquez sur le bouton Enregistrer et fermez la fenêtre Définir le chemin. Sous l’onglet Accueil de la barre d’outils, appuyez sur Ouvrir pour ouvrir les scripts et les fonctions. Pour préparer la boîte à outils pour l’accoutumance, sélectionnez le script utilisateur ouvert.

Après avoir confirmé que la variable d’accoutumance de la ligne sept est définie sur true, écrivez un nombre en minutes à la ligne huit pour définir une limite de temps pour l’accoutumance. À la ligne neuf, écrivez un nombre compris entre 0,01 et un pour choisir un niveau de luminosité pour la lumière de stimulation. Pour préparer la boîte à outils pour la session d’expérimentation, sélectionnez le script utilisateur ouvert et vérifiez que la variable de la ligne sept est définie comme false.

À la ligne 12, tapez le chemin d’accès au répertoire pour enregistrer automatiquement les données de l’expérience. Assurez-vous qu’un répertoire portant le nom exact existe. Tapez ensuite l’identification du sujet à la ligne 13.

Ensuite, assurez-vous que les variables des lignes 14 et 15 sont définies comme vraies. Lorsque vous avez terminé, tapez un nombre à la ligne 16 pour définir une version d’évaluation, et à la ligne 17, pour définir une limite de temps en minutes pour arrêter automatiquement le programme. Pour la configuration des paramètres d’une tâche de temps de réaction série standard à 5 choix ou d’un paradigme 5CSRTT, entrez une valeur numérique sur la ligne 45 qui correspond au nombre d’ouvertures pouvant être éclairées.

La variable de la ligne 46 doit être définie comme pseudo-aléatoire ou aléatoire. Réglez la durée du stimulus sur la ligne 47 en secondes. Vérifiez si la variable de la ligne 48 est indiquée comme unique et si la valeur numérique de la ligne 49 est une.

À la ligne 50, définissez la luminosité du stimulus cible en un nombre. La variable de la ligne 64 devrait être binaire, tandis qu’à la ligne 65, elle ne devrait pas dépendre. Entrez ensuite une valeur numérique à la ligne 71 correspondant au nombre de granulés alimentaires à libérer après un coup de nez correct.

Alternativement, différentes procédures d’escalier peuvent être définies qui permettent une formation comportementale automatisée. Vérifiez si la variable de la ligne 26 est définie comme true. Ensuite, à la ligne 29, tapez le nom du premier ou du deuxième groupe.

Plus tard, sélectionnez la fonction d’escalier ouvert. Tapez le nom du premier groupe à la ligne quatre et tapez le nom du deuxième groupe à la ligne 77. Pour modifier les critères du premier groupe pour le deuxième niveau de formation, tapez l’un des paramètres calculés dans le contrôle de performance et une valeur numérique choisie à la ligne 17.

Les critères peuvent être ajoutés ou remplacés. Pour modifier les paramètres du premier groupe à mettre à jour dans le deuxième niveau de formation, par exemple, la durée d’un délai d’attente, tapez le paramètre et une valeur numérique choisie à la ligne 19. Procédez en conséquence si le deuxième groupe d’un sujet est défini.

Avant de commencer les séances d’entraînement comportemental, les animaux doivent s’habituer à la chambre. La boîte à outils fournit un protocole d’accoutumance. Pour commencer la séance d’accoutumance, préparez la chambre opérante en plaçant deux pastilles alimentaires de récompense dans chacune des ouvertures.

Collez la porte du rabat du magasin pour qu’elle reste ouverte pendant la première étape d’accoutumance. Dans la deuxième étape d’accoutumance, retirez le ruban adhésif sur la porte du rabat du magasin. Préparez la chambre opérante en plaçant cinq pastilles alimentaires dans la porte du magasin.

Avant de commencer les séances d’entraînement expérimentales, nettoyez les murs et le sol de la chambre de fonctionnement. Lorsque l’installation est prête, sélectionnez le script utilisateur ouvert, assurez-vous que la description COM sur la ligne 75 correspond au port disponible choisi. Si la description ne correspond pas, modifiez la valeur numérique dans le script de contrôle expérimental.

Placez le rat dans la chambre. Dans le script utilisateur ouvert, cliquez sur l’onglet de la barre d’outils de l’éditeur avant de sélectionner le bouton de lecture vert Exécuter. Vérifiez si le programme s’exécute correctement en lisant les informations de la fenêtre de commande.

La boîte à outils démarrera alors la tâche telle que définie précédemment par l’utilisateur. La session d’expérimentation sera automatiquement arrêtée après la période d’essai ou la limite de temps spécifiée. Si l’animal atteint un niveau de performance prédéfini avant la fin de la session et que l’utilisateur a défini une procédure d’escalier, la boîte à outils chargera le niveau d’entraînement suivant et poursuivra l’entraînement avec les nouveaux paramètres.

Le niveau se chargera automatiquement au début de la prochaine session de formation. Pour arrêter l’expérience, appuyez sur la touche Échap du clavier de l’ordinateur. Lorsque le message apparaît sur l’écran de la fenêtre de commande, tapez Y et appuyez sur la touche Entrée du clavier de l’ordinateur pour arrêter la session en cours et enregistrer les données acquises.

Ensuite, un simple graphique avec la vue d’ensemble de la session sera automatiquement affiché. 10 rats à capuchon Lister ont été entraînés à l’aide de la boîte à outils de tâches de temps de réaction en série à 5 choix. Le nombre de séances passées par niveau d’entraînement par chaque rat a été analysé et la moyenne pour tous les sujets a été déterminée.

La variance entre les sujets était la plus significative dans les niveaux initiaux et a diminué dans les niveaux ultérieurs. Au niveau quatre, lorsque les critères ont changé pour inclure un seuil pour les mesures de performance, le nombre moyen de séances passées et la variance entre les rats ont augmenté, deux rats prenant cinq et six jours pour conclure le niveau. Cependant, tous les rats ont atteint le huitième niveau en 14 à 22 séances.

L’analyse représentative montre la performance moyenne des sujets par niveau de formation et sur tous les jours de formation dans l’appareil 5CSRTT. Le pourcentage de précision et le pourcentage d’émission ont été calculés et le nombre total moyen de réponses correctes pour tous les essais de chaque niveau a été déterminé. Tous les sujets ont atteint une précision finale sur les huitième et dernier niveaux de formation de plus de 60%De nombreux sujets ont atteint une précision d’environ 80%.

La boîte à outils de tâches de temps de réaction série à 5 choix est entièrement personnalisable et en libre accès. Il fournit de nombreuses options supplémentaires pour spécifier la configuration du stimulus et la conception des tâches, ainsi qu’un ensemble complet de données comportementales enregistrées. La boîte à outils permet d’étudier des versions non standard du paradigme du temps de réaction en série à 5 choix, par exemple, pour obtenir des informations plus approfondies sur les processus de prise de décision ou le comportement lié à la récompense.