Name: מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד עבור בדיקת ריבוי פונקציות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית במכרסמים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-03T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: חקור מערכת אוטומטית לחלוטין לבדיקת התנהגויות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית בעכברושים. השיטה מאפשרת חקר תפקודי מוח מרובים באמצעות משימות שמיעה וראייה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

עבודה זו נתמכה על ידי מחקר Neurosciences קרן מלגות מהקרן Blasker-Rose-מיאה של סן דייגו קרן הרולד ג&#39;ליילה י &#39;קרן הצדקה של מאת&#39;רס.

<ol><li>Zheng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+map+reorganization+and+pitch+discrimination+in+adult+rats+chronically+exposed+to+low-level+ambient+noise%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Syst.Neurosci%22%5BJournal%5D)">Auditory map reorganization and pitch discrimination in adult rats chronically exposed to low-level ambient noise.</a> Front. Syst.Neurosci. 6, 65(2012).</li>
<li>Talwar, S. K., Gerstein, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+frequency+discrimination+in+the+white+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Auditory frequency discrimination in the white rat.</a> Hear Res. 126, 135-150 (1998).</li>
<li>Talwar, S. K., Gerstein, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+signal+detection+analysis+of+auditory-frequency+discrimination+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">A signal detection analysis of auditory-frequency discrimination in the rat.</a> J. Acoust. Soc. Am. 105, 1784-1800 (1999).</li>
<li>Sloan, A. M., Dodd, O. T., Rennaker, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+discrimination+in+rats+measured+with+tone-step+stimuli+and+discrete+pure+tones%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Frequency discrimination in rats measured with tone-step stimuli and discrete pure tones.</a> Hear Res. 251, 60-69 (2009).</li>
<li>Syka, J., Rybalko, N., Brozek, G., Jilek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+frequency+and+intensity+discrimination+in+pigmented+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Hear+Res%22%5BJournal%5D)">Auditory frequency and intensity discrimination in pigmented rats.</a> Hear Res. 100, 107-113 (1996).</li>
<li>Eldar, E., Morris, G., Niv, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+motivation+on+response+rate%3A+A+hidden+semi-Markov+model+analysis+of+behavioral+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">The effects of motivation on response rate: A hidden semi-Markov model analysis of behavioral dynamics.</a> J. Neurosci. Methods. , (2011).</li>
<li>Bieszczad, K. M., Weinberger, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning+strategy+trumps+motivational+level+in+determining+learning-induced+auditory+cortical+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Learning strategy trumps motivational level in determining learning-induced auditory cortical plasticity.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 93, 229-239 (2010).</li>
<li>Sagvolden, T. I. mpulsiveness, overactivity, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((poorer+sustained+attention+improve+by+chronic+treatment+with+low+doses+of+l-amphetamine+in+an+animal+model+of+Attention-Deficit%2FHyperactivity+Disorder+%28ADHD%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Funct%22%5BJournal%5D)">poorer sustained attention improve by chronic treatment with low doses of l-amphetamine in an animal model of Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD).</a> Behav. Brain Funct. 7, 6(2011).</li>
<li>Sagvolden, T., Johansen, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rat+Models+of+ADHD%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Top+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Rat Models of ADHD.</a> Curr. Top Behav. Neurosci. , (2011).</li>
<li>Brown, D. C., Nichols, J. A. 2nd, Thomas, F., Dinh, L., Atzori, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nicotinic+modulation+of+auditory+attentional+shift+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+brain+research%22%5BJournal%5D)">Nicotinic modulation of auditory attentional shift in the rat.</a> Behavioural brain research. 210, 273-279 (2010).</li>
<li>Johnson, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+discrimination%3A+neural+processes+preceding+discrimination+decision%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Sensory discrimination: neural processes preceding discrimination decision.</a> J. Neurophysiol. 43, 1793-1815 (1980).</li>
<li>Johnson, K. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensory+discrimination%3A+decision+process%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Sensory discrimination: decision process.</a> J. Neurophysiol. 43, 1771-1792 (1980).</li>
<li>Fraser, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+anxiety-+and+locomotion-related+behaviours+in+mice%3A+a+new+way+of+using+old+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Measuring anxiety- and locomotion-related behaviours in mice: a new way of using old tests.</a> Psychopharmacology (Berl). 211, 99-112 (2010).</li>
<li>Hui, G. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conditioned+tone+control+of+brain+reward+behavior+produces+highly+specific+representational+gain+in+the+primary+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Conditioned tone control of brain reward behavior produces highly specific representational gain in the primary auditory cortex.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 92, 27-34 (2009).</li>
<li>Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+stimuli+enhance+MDMA-conditioned+reward+and+MDMA-induced+nucleus+accumbens+dopamine%2C+serotonin+and+locomotor+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">Auditory stimuli enhance MDMA-conditioned reward and MDMA-induced nucleus accumbens dopamine, serotonin and locomotor responses.</a> Brain Res. Bull. 77, 189-196 (2008).</li>
<li>Kudoh, M., Shibuki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sound+sequence+discrimination+learning+motivated+by+reward+requires+dopaminergic+D2+receptor+activation+in+the+rat+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+%26+Memory%22%5BJournal%5D)">Sound sequence discrimination learning motivated by reward requires dopaminergic D2 receptor activation in the rat auditory cortex.</a> Learning & Memory. 13, 698-69 (2006).</li>
<li>Shiflett, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cue-elicited+reward-seeking+requires+extracellular+signal-regulated+kinase+activation+in+the+nucleus+accumbens%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cue-elicited reward-seeking requires extracellular signal-regulated kinase activation in the nucleus accumbens.</a> J. Neurosci. 28, 1434-1443 (2008).</li>
</ol>

הפקה וגישה חופשית של מאמר, סרט הווידאו הזה ממומן על ידי מד Associates, Inc

היבט חשוב בתכנון של פעילות כלשהי השמיעה התנהגותי הוא חיסול של צלילים לא רצויים כתוצאה פיזור סטיה בסביבת הבדיקה. בקרת קול נמוך עלולה להיות השפעה משמעותית על התנהגות נבדק ויהיה תוצאות מטעות או uninterpretable אפילו. תא התנהגותי בשימוש במערכת המתוארת כאן היא תוכננה במיוחד כדי להיות שקופים אקוסטית על מנת למנוע הטיה קול מן הקירות קאמריים. אכן, כאשר נמדד ממרכז החדר, סטיה הצליל היה בלתי ניתן לגילוי ביעילות (מידע לא מוצג). אמנם פיתחנו מערכת זו בעיקר ללימוד מערכת השמיעה, ניתן להתאים בקלות על ידי חוקרים אחרים לבחון מערכות חושיות אחרות. שינויים ניתן לבצע בקלות מבלי לשנות את התצורה הכוללת של המערכת על התוכנה והחומרה של משימות שונות. לוח המבצע מודולרית הופכת את המערכת במיוחד versatiלה על ידי מתן תוספת ו / או החלפה של מכשירים שונים עבור משימות התנהגותיות חדשות. למשל, משימות התנהגותיות חוש הריח יכול להיות מושתל על ידי מתן גירוי חוש הריח לתוך המכשיר לדחוף את האף. 5 האף מואר הבחירה דחיפה הקיר עם גירוי חוש הריח של Associates MED (ENV-115A-OF) ניתן להתקין בקלות בלוח מבצע משימות מורכבות חוש הריח. בנוסף, כל המכשירים אופרנטית ניתן להחליף בקלות עם אלה מיועדים עכברים מבלי לשנות את תצורת המערכת. השליטה הזמני המדויק של כל התקן אופרנטית, כמו גם הקלטה ברזולוציה גבוהה של אירועים בודדים במשפט נתון, לאפשר מניפולציה מדויקת של המכשירים עבור התאמה אישית של העיצוב של משימות התנהגותיות כדי לטפל שונים תפקודי המוח הקוגניטיביים (ראה להלן). בשילוב עם הקלטה הפעילות העצבית, במגוון עשיר של נושאים בתחום מדעי המוח אפשר ללמוד עם מערכת זו. למשל,המשימה uditory שתוארו לעיל, השאלות הבאות הקשורות לתפקודי המוח הקוגניטיביים ניתן לחקור במשפט אחד: (1). מוטיבציה: מאז ניסוי זה הוא שיזם פעולה של בעל החיים &quot;מוטיבציה עצמית&quot; האף דחיפה (איור 5 א, ו איור 3), המוטיבציה כך ניתן להעריך באופן כמותי על ידי מדידת את המספר הכולל של ניסויים שבוצעו על ידי בעל חיים בפגישה מסוימת, או מספר משפטים רצופים ביצע 6,7. (2). שימו לב: המפתח להשגת זכתה במשפט הוא נכון לזהות את הרמזים השמיעתיים. ב 25% של חולדות שלא ניתן היה שאומנו לבצע את המשימה, חוסר השתתפות על רמזים קוליים היה גורם מרכזי. לעומת זאת, חולדות שלמדו את המשימה, הפסקה רגעית של התנהגויות היה ברור במהלך המצגת אות השמע (ראה תרשים 5 א &#39;, ב&#39;, איור 3). באמצעות מערכת זו, הוא בכך שניתן (אני) בחולדות עבור מסך &quot;לב Deficits &quot;ו (ב) ללמוד המנגנונים העצביים של תשומת לב בשילוב עם הקלטות נוירונים בעוד החיה ללמוד על 8-10 סימנים השמיעה. (3). החלטה: על ההכרה של רמזים שמיעתיים, החיה צריכה להחליט לאיזה כיוון לפנות לפנות את הידית הנכונה בתוך חלון זמן מוגבל (איור 5 א, ג). לפיכך גם פרדיגמה יעילה ללימוד קבלת החלטות 11,12. (4). סבלנות: עיתוי הארכת המנוף ניתן לשלוט על כך שבעל החיים צריך לחכות המנוף, לאחר שהגיע אל המקום שבו המנוף תרחיב (איור 5 א, ד). על ידי שינוי אורך של המתנה, מידת הסבלנות של בעלי חיים, ניתן לבדוק לכמת 13. (5). פרסים: המטרה הסופית של המשימה היא להשיג את הפרס (איור 5 א אלקטרוני איור 3). משימות התנהגותיות באמצעות מערכת זו יכולים אפואלהיות מתוכנן בקלות ללמוד היבטים רבים של גמול ההחלטות בעיות תפקוד של מערכות ערכים של המוח 14-17.

מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד עבור בדיקת ריבוי פונקציות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית במכרסמים

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

פיתחנו מערכת אוטומטית לחלוטין לבדיקה התנהגות אופרנטית ורישום הפעילות העצבית שבו מספר רב של תפקודי מוח קוגניטיביים יכול להיחקר ברצף משימה אחת. תכונה ייחודית של מערכת זו הוא מחוייט, תא שקוף אקוסטית המבטל רבים של בעיות הקשורות בשליטה שמיעתי המקל בתאי ביותר זמינים מסחרית. הקלות שבה התקנים אופרנטית ניתן להוסיף או להחליף מערכת זו עושה צדדי למדי, המאפשר ביצוע של מגוון רחב של שמיעתי, חזותי, כמו גם משימות התנהגותיות חוש הריח. האוטומציה של המערכת מאפשרת שליטה בסדר הזמני (10 MS) ומדויק בזמן הטבעה של כל אירוע ברצף התנהגותי שעוצב מראש. בשילוב עם מערכת electrophysiology רב ערוצי הקלטה, מספר רב של תפקודי מוח קוגניטיביים, כגון מוטיבציה, קשב, קבלת החלטות, סבלנות, תגמולים, ניתן לבדוק ברצף או באופן עצמאי.

בדו&quot;ח זה, אנו מציעים מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד המסוגל בו זמנית בדיקות רב קוגניטיביים התנהגויות ורישום הפעילות העצבית של מכרסמים.

פיתחנו מערכת אוטומטית לחלוטין לבדיקת התנהגות אופרנטית ולהקלטת פעילות נוירונלית, שבאמצעותה ניתן לבחון מספר תפקודי מוח קוגניטיביים...

המטרה הכללית של הליך זה היא לאמן חולדה לבצע רצף של משימות שבאמצעותן ניתן לחקור תפקודי מוח מרובים. דבר זה מושג תחילה על ידי אקלימציה של החולדות לתא ההתנהגותי. השלב השני הוא אימון החולדה ללחוץ על מנוף כדי לקבל כופתאות מזון כגמול.בשלב הבא, החולדות מאומנות לחשוף ידית נסתרת על ידי דחיפת ראשן לתוך חור ה-nose poke. השלב הסופי הוא אימון החולדות לזהות רמז חושי ולאחר מכן ללחוץ על הידית הנכונה שהורתה על ידי הרמז. בסופו של דבר, החולדות לומדות את כל רצף המטלות שמטרתן היא השגת הגמולים.פיתחנו מערכת אוטומטית לחלוטין לבדיקות התנהגותיות ולהקלטת פעילות עצבית. באמצעות מערכת זו, ניתן לחקור תפקודי מוח מרובים. המאפיין הייחודי של מערכת זו הוא תא שקוף אקוסטית שהוזמן בהתאמה אישית, אשר אידיאלי לאימון במשימות שמיעתיות.מאפיין נוסף של מערכת זו הוא שניתן להוסיף בקלות התקני תגובה (operant devices) שונים, מה שהופך את המערכת לגמישה למדי ומאפשר יישום של מגוון משימות התנהגותיות שמיעתיות, חזותיות ואודיו-ויזואליות. המערכת מורכבת משלושה רכיבים עיקריים: חדר אקוסטי בעל דפנות כפולות, מערכת הקלטה אלקטרופיזיולוגית רב-ערוצית ומערכת בדיקה התנהגותית אוטומטית לחלוטין. בתוך החדר האקוסטי ממוקמת תא תגובה (operant chamber) בעיצוב מותאם אישית.התא מורכב משלושה קירות שקופים אקוסטית ומלוח פניעת תפעול מודולרי לניטור והקלטת התנהגות. מצלמה מותקנת מעל התא. קופסת ממשק מעבירה אותים הלוך וחזור בין התא לבין מחשב.רמזים קוליים מופקים על ידי מחולל שמע תכנותי ומכויל, והם מועברים באמצעות שלושה רמקולים הממוקמים על פאנל התפעול עבור רמזים חזותיים; נורית גירוי ושני תצוגות גירוי משולשות ממוקמות בפנלים המרכזי והצדדיים. התקן דחיקת אף (nose poke) בעל שלוש נורות LED צבעוניות מותקן בתחתית הפאנל המרכזי. גלאי אינפרא-אדום המותקן בתוך יחידת דחיקת האף מתעד את פעולת דחיקת האף וההחזקה.שני מנופי תגובה נשלפים וניתנים להסרה מותקנים בכל צד של אזור הפעולה. תגמולים בלוח מוענקים על ידי שני מדפי pellets המפילים מזון אל תוך קולטני ה-pellets. ארבעה זוגות של קרני אינפרא-אדום ממוקמים בתחתית התא כדי להצביע על מיקומו של בעל החיים ולשלוט במכשירים בהתבסס על מיקומו.לבסוף, כבלים מהבמה הראשית (head stage) מחוברים למסובב (commutator) להקלטת פעילות עצבית. הפרוטוקול הניסיוני ממוטב באופן מלא באמצעות תוכניות שנוצרו בתוך פלטפורמת התוכנה Med PC four. נתונים התנהגותיים נשמרים ומומרים לקובצי Microsoft Excel, ולאחר מכן מיובאים ומנותחים באמצעות matlab.לפני האימון, הגביל את צריכת המזון עד שמשקל בעל החיים יהיה 90% מהמשקל הבסיסי. כדי להכין את התא להסתגלות, הגבה את המנופים, חסום את חור הנקירה של האף עם פקק גומי, והנח כ-20 כופתית מזון לתוך כל קולטן כופתיות. כעת הנח בעל חיים נאיבי בתא לצורך הסתגלות.החולדה תתחיל במהרה לחקור את כוסות האוכל ולאכול את הגרגירים. כאשר שתי כוסות האוכל יהיו ריקות, השתמש בתוכנה כדי להנפיק גרגיר בודד לכל תבנית. באופן זה, החולדה תלמד לקשר בין האוכל לבין הכוס.הכריחו את החולדה לנוע לשני צדי התא על ידי חלוקה אקראית של כופתיות לכל אחד מכוסות האוכל. סשן אחד בדרך כלל מספיק כדי לבסס את ההקשר של כוס האוכל (Food Cup Association). בסשן חדש, הניחו את שני המנופים בתוך התא והשאירו את כוס האוכל ריקה. לאחר מכן, הכניסו חולדה שהתאקלמה אל התא.כאשר בעל החיים נכנס לסביבת המנוף, יש להגיש כדור מזון (pellet). יש להעניק תגמולים גם כאשר החולדה מגלה עניין במנוף, כגון הרחה, נגיעה או טיפוס. לחיצה מקרית על המנוף צריכה אף היא להוביל לתגמול.כדי לעודד לחיצה על המנופים ולהכריח חקירה של שני המנופים, אפשרו לבעל החיים ללחוץ על כל מנוף באופן עקבי מספר מוגבל של פעמים; כאשר הגבלה זו הושגה, הסיגו את המנוף. הוציאו את שני המנופים כדי לחזור על הפרוצדורה. הפחיתו בהדרגה את הגבלה עד שהמנוף יסוג בכל פעם שילחצו עליו.בדרך כלל מספיקים מפגש אחד או שניים כדי לבסס את הקשר בין הלחיצה על המנוף לבין קבלת התגמול במזון. במפגש חדש, החזירו את המנופים.הסיר את פקק הגומי מחור ה-nose poke, והנח מספר כופליות מזון בתוך מכשיר ה-nose poke. החזר את בעל החיים לתא והוצא באופן אקראי את אחד משני המנופים.כאשר החולדה מריחה את חור ה-nose poke כדי לקבל כופליות מזון, ובראותה את המנוף המוסט, היא תגש ותדחף את המנוף כדי להשיג כופליית מזון. לאחר הלחיצה והגשת התגמול, החזר את המנוף למקומו כדי לעודד את החולדה לחקור את התקן ה-nose poke. בדרך כלל נדרש מפגש אחד של 30 דקות כדי שהחולדה תלמד את רצף המטלה: nose poke, דחיפת מנוף ותגמולים.בסשן חדש נוסף, הכניסו את בעל החיים לתא כדי להתחיל באימון Q. לאחר שבעל החיים יבצע אירוע של דחיפת אף (nose poke), השמיעו רמז שמע מובחן. הרחיבו הן את המנוף הימני והן את המנוף השמאלי.לאחר כל הצגת רמז שמיעתי, גמלו את החולדה רק כאשר היא לוחצת על המנוף המצוין על ידי הרמז השמיעתי; בעל החיים ילמד בהדרגה לקשר רמז שמיעתי ספציפי למנוף אחד. כעת בעל החיים אמור להיות מסוגל לבצע את רצף האימון המלא המיועד: נגיעה באף (nose poke), רמז, לחיצה על המנוף, גמול או אי-גמול.אפשרו לחולדה לתרגל את המשימה שנלמדה עד להשגה של רמת ביצועים עקבית. המפגש מוגבל ל-30 דקות. ניתן להשתמש במערכת זו לביצוע משימה של בחירה בין שתי חלופות להבחנה בין גבהים (pitch discrimination), הבוחנת את סף ההבחנה בתדר של החולדה.לאחר אימון החולדות ללחוץ במהירות על המנוף הנכון כפי שהוצג על ידי רמז שמיעתי, מתקבלת עקומת למידה שמיעתית. כל קו צבעוני מייצג את וריאציות תדר ההבחנה של חיה בודדת. הקו הכהה מייצג את עקומת הלמידה הממוצעת.בממוצע, נדרשו כמעט שבעה מפגשי אימון כדי להגיע לשיעור פגיעה של 75% כקריטריון. ניתן לאפיין כמותית את התנהגות החיה במטלה זו באמצעות מספר מדדים, כולל זמן התגובה ביחס לתחילת הרמז השמיעתי, המרווח בין ניסויים, והדינמיקה הזמנית של הביצועים. ניתן לחקור באמצעות מערכת זו גם תפקודי מוח קוגניטיביים מרובים.הכתוביות העליונות מתארות כל פעולה ברצף של ניסוי אחד. הכתוביות התחתונות מצביעות על התפקודים הקוגניטיביים-התנהגותיים שניתן לחקור בשילוב עם אלקטרופיזיולוגיה. ניתן להגדיר גם את הבסיס העצבי של התפקודים הקוגניטיביים-התנהגותיים באמצעות הקלטה.תרשים זה מציג נוירון שנמדד בגרעין ה-space ssus של חולדה המבצעת את משימת הבחנה בין שני גווני צליל (two alternative choice pitch discrimination). בעוד שתרשים זה מציג נוירון שנמדד באזור הסגמנטלי הוונטרלי, בעת ניסיון לבצע הליך זה חשוב להקדיש תשומת לב רבה להבדלים בין החולדות למאפייני ההתנהגות והיכולת הקוגניטיבית שלהן; יש להתאים את נהלי האימון והפרמטרים באופן פרטני כדי להשיג את תוצאות האימון הטובות ביותר. למרות שפיתחנו מערכת זו בעיקר למחקר של מערכת השמיעה, היא יכולה להיות מותאמת בקלות על ידי חוקרים אחרים למחקר של מערכת חזותית ותפקודי מוח קוגניטיביים מרובים, כגון מוטיבציה, קשב, סבלנות ותגמולים.

a-fully-automated-highly-versatile-system-for-testing-multi-cognitive

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

הליך מתואר למניפולציה של פעילות תאי עצב בקליפת מוח פירמידליים מוחיים optogenetically תוך אלקטרו, electromyogram, וריכוז חומצת חלב מוחות המנוטרים. הקלטות ניסיוניות מבוצעות על עכברי כבלים-כבולים בזמן שהם עוברים מחזורי שינה / בעקבות ספונטניים. Optogenetic ציוד מורכב במעבדה שלנו; ציוד הקלטה זמין מסחרי.

Electroencephalography סימולטני, מדידה בזמן אמת של הריכוז לקטט ומניפולצית Optogenetic של פעילות עצבית בקליפת המוח המכרסמת

מערכת אוטומטית לחלוטין למדידת נכסים משמעותיים מבחינה פיזיולוגית של מנגנוני תיווך לוקליזציה המרחבית, לוקליזציה זמנית, משך, קצב והערכת הסתברות, הערכת סיכונים, אימפולסיביות, ואת הדיוק ואת הדיוק של זיכרון, כדי להעריך את ההשפעות של מניפולציות גנטיות ותרופתיות על מנגנונים בסיסיים של הכרה בעכברים.

אוטומטי, כמותי קוגניטיבי / הקרנת התנהגות של עכברים: לגנטיקה, פרמקולוגיה, בעלי החיים קוגניציה והוראה לתואר ראשון

פרוטוקול אוטומטי לחלוטין לתניה אופרנטית מכרסמים מוצע. הפרוטוקול מסתמך על שליטה זמנית מדויקת של אירועים התנהגותיים לחקור כדי שניסויי השפעות שליטה זו אינטגרציה עצבית שבבסיס פעילות הסנסורית ושליטה קוגניטיבית המידה.

מכרסמים אוויר פרוטוקול אוטומטי לחלוטין עבור הסנסורית אינטגרציה וניסויי בקרה קוגניטיבית

אנו מתארים פרוטוקולים להכשרת חולדות עבור קלטות אלקטרו כרוניות במשימות קוגניטיביות אוטומטיות לחלוטין בהקרנה מקיר לקיר מבוך.

משימות אוטומטיות חזותית קוגניטיבית להקלטה עצבית פעילות באמצעות הקרנה מקיר לקיר מבוך

חיבור אלחוטי, מערכת דו-כיווני הקלטות עצבית רב ערוצית גירוי ב להתנהג בחופשיות חולדות הוא הציג. המערכת היא קל וקומפקטי, וכך יש השפעה מינימלית על הרפרטואר ההתנהגותי animal´s. יתר על כן, מערכת דו-כיוונית זו מספקת כלי מתוחכם כדי להעריך את קשרי הגומלין סיבתי בין תבניות ההפעלה מוח והתנהגות.

חיבור אלחוטי, ממשק דו-כיווני ההקלטה In Vivo גירוי של פעילות עצבית להתנהג בחופשיות חולדות

מחקר זה מציג שיטה עבור ההקלטה סימולטני של שדה מקומי פוטנציאל המוח, electrocardiograms, electromyograms, ונשימה אותות של חולדה נעה בחופשיות. טכניקה זו, אשר מפחית את עלויות ניסיוני ומפשטת את ניתוח הנתונים, יתרום להבנה של אינטראקציות בין המוח לבין איברים היקפיים בגוף.

הקלטות סימולטני של פוטנציאל קורטיקלית שדה מקומי, רל, Electromyogram נושם קצב מעכברוש נעה בחופשיות

מאמר זה מתאר פרוטוקול עבור הערכות קוגניטיביות של דגמים גנטיים של אלצהיימר באמצעות מערכת IntelliCage, אשר הוא מערכת התנהגותית תפוקה גבוהה אוטומטית ניטור עם התניה אופרנטית.

אוטומטית, וזמינותו התנהגות לטווח ארוך עבור פונקציות קוגניטיביות במודלים גנטיות מרובות של מחלת אלצהיימר, באמצעות IntelliCage

הפרוטוקול המוצג כאן מספק מידע על אלקטרואנצפלוגרפיה בו זמנית (EEG) והערכה התנהגותית בזמן אמת. דנו בכל השלבים הכרוכים בפרוטוקול זה כפתרון אטרקטיבי לחוקרים בתחומים רבים של מדעי המוח, במיוחד בתחומי למידה וזיכרון.

ניטור סימולטני של אלקטרופיזיולוגיה אלחוטית ומבחן התנהגותי של זיכרון ככלי לחקר נוירוגנזה בהיפוקמפוס

אנו מציגים שיטה לגירוי כימי גמיש ורב-מודאלי ורישום של פעילות עצבית בו זמנית מתולעים רבות של Caenorhabditis elegans . שיטה זו משתמשת במיקרופלואידיקה, חומרה ותוכנה בקוד פתוח, וניתוח נתונים אוטומטי מפוקח כדי לאפשר מדידה של תופעות עצביות כגון הסתגלות, עיכוב זמני וגירוי crosstalk.

גירוי רב-מודאלי אוטומטי והקלטה עצבית סימולטנית מאורגניזמים קטנים מרובים

כאן, אנו מציגים שתל ייחודי הניתן להדפסה בתלת-ממד עבור חולדות, בשם TD Drive, המסוגל להקליט אלקטרודות תיל סימטריות דו-צדדיות, כיום בעד עשרה אזורי מוח מבוזרים בו זמנית.

כונן TD: שתל פרמטרי בקוד פתוח לרישומים אלקטרופיזיולוגיים רב-אזוריים בחולדות מתנהגים וישנים

כאן, אנו משתמשים ב- HD-MEA כדי להתעמק בדינמיקה חישובית של הרכבים עצביים בקנה מידה גדול, במיוחד בהיפוקמפוס, מעגלי פקעות ריח ורשתות נוירונים אנושיות. לכידת פעילות מרחבית-זמנית, בשילוב עם כלים חישוביים, מספקת תובנות לגבי מורכבות ההרכב העצבי. השיטה משפרת את ההבנה של תפקודי המוח, ועשויה לזהות סמנים ביולוגיים וטיפולים להפרעות נוירולוגיות.

הקלטה וניתוח של דינמיקה של אנסמבל עצבי רב-מודאלי בקנה מידה גדול במערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה משולב CMOS

חקור מערכת אוטומטית לחלוטין לבדיקת התנהגויות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית בעכברושים. השיטה מאפשרת חקר תפקודי מוח מרובים באמצעות משימות שמיעה וראייה.

מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד עבור בדיקת ריבוי פונקציות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית במכרסמים

גלה סרטונים נוספים