פיתוח קופסה התנהגותית להערכת עיכוב קדם-דופק ופעילות עצבית במודלים של בעלי חיים פסיכיאטריים

פרוטוקול זה מתאר שיטה פשוטה להערכת מודלים של סכיזופרניה בבעלי חיים המיועדת לחוקרי התנהגות ללא מומחיות בתכנות או אלקטרוניקה. יצרנו קופסה התנהגותית חסכונית להערכת עיכוב קדם-דופק בחולדות המושפעות מבעיות נוירו-התפתחותיות הנובעות ממצוקה מוקדמת בחיים. ההתקדמות האחרונה במודלים של בעלי חיים פסיכיאטריים המשתמשים במבחן עיכוב קדם-דופק מתמקדת בהבנת ליקויים חושיים הנראים בהפרעות כמו סכיזופרניה.

זה כולל שינויים גנטיים, הדמיה מוחית והתערבויות פרמקולוגיות כדי לחקור שיבושים בעיכוב קדם-דופק, ובסופו של דבר לשפר את האבחון והטיפולים. אנו מקווים שהפרוטוקול שלנו יהפוך את המחקר של עיכוב קדם-דחף לפופולרי במודלים של סכיזופרניה בבעלי חיים, ומעבדות שחוקרות היבטים מולקולריים, התנהגותיים ופיזיולוגיים של המחלה יוכלו להשתמש בו כדי לתרום להבנת ההפרעה הפסיכיאטרית המורכבת הזו. כדי להתחיל, הכינו קופסה שקופה אקרילית כדי להכיל חולדה שמתנהגת בחופשיות המצוידת בבמה קווית.

השתמש ברפידות גומי דביקות כדי לבודד את קופסת האקריליק מרעידות ולאבטח את מד התאוצה למטה ללא מגע עם חלקים אחרים. בעזרת מלחם, הלחמו כבל סרט ישירות לארבעת החורים בלוח מד התאוצה. VCC, GND, SCL ו-SDA.

נקה את מרכז האקריליק ואת לוח הפנים השטוח של מד התאוצה. לאחר מכן, חבר את הקצה הנגדי של כבל הסרט למיקרו-בקר על ידי חיבור VCC ל-3.3 וולט, GND ל-GND, SCL ל-SCL ו-SDA ל-SDA. לאחר מכן, בנה תא אטום לרעש עם דלת קדמית באמצעות קצוות של 80 סנטימטר של סיבית בצפיפות בינונית בעובי 15 מילימטרים.

מקם רמקול 20 סנטימטרים מעל קופסת האקריליק, וודא שלראש הבמה ולכבל יש טווח תנועה מלא. חבר את יציאת השמע מהמחשב ללוח המיקרו-בקר. באמצעות כבל אפיק טורי אוניברסלי, חבר את לוח המיקרו-בקר למחשב.

לאחר מכן, פתח את תוכנת סביבת הפיתוח המשולבת עבור לוח המיקרו-בקר במחשב. לאחר בחירת לוח המיקרו-בקר המתאים, יציאת ה-COM וקצב השידור, פתח את סקיצה של הקובץ, הידור והעלה את הקוד ללוח המיקרו-בקר. לחץ על היציאה הטורית של הצג כדי לבדוק אם יש נתונים נכנסים.

לאחר מכן, סגור את תוכנת סביבת הפיתוח. כעת, מקם מד רמת קול דיגיטלי בתוך קופסת האקריליק שבה תוצב החיה. הפעל את הגירויים האקוסטיים והתאם את טווח הזיהוי במד רמת הקול כדי לכייל את רמות הגירוי הנשלחות על ידי המחשב.

לאחר מכן, פתח את תוכנת הקוד הפתוח המועדפת לרכישה ושמירה של נתונים מהיציאה הטורית. הגדר את הגדרות התוכנה, כולל יציאת ה-COM, לוח המיקרו-בקר וקצב השידור. לחץ על התחבר כדי לקרוא נתונים גולמיים או את תצוגת התרשים.

לאחר מכן, לחץ על שמור כדי להתחיל להקליט את נתוני הניסויים. לאחר השתלת מערך האלקטרודות במוח החולדה, חבר בזהירות את ה-headstage לשתל המחבר בגולגולת החולדה. לאחר מכן, הפעל את מערכת רכישת הנתונים העצבית ואשר שהיא מקבלת נתונים מהגירויים האקוסטיים דרך המיקרו-בקר או מחולל TTL המחובר לגלאי השמע או למיקרופון.

הפעל את מקליט היציאות הטוריות בקוד פתוח שהוגדר קודם לכן. כעת, השתמש בתוכנת רכישת אלקטרופיזיולוגיה כדי לאסוף נתונים אלקטרופיזיולוגיים ומד תאוצה. חשוף את החיה לרעשי רקע לבנים למשך שבע דקות, עם הצגה אקראית של כל סוגי הפולסים, וחזור על כל סוג פולס 10 פעמים.

בתום סשן ההקלטה, כבה את תוכנת הרכישה. לאחר מכן, נתק בזהירות את מחבר ה-headstage מהשתל על גולגולת החיה. כדי לבצע ניתוח אלקטרופיזיולוגי והתנהגותי, ייבא את הנתונים הגולמיים המכילים פעילות מוחית, תאוצה וגירויים אקוסטיים לפלטפורמת עיבוד אותות.

חלץ EPICS שבמרכזו כל גירוי אקוסטי. לאחר מכן, נרמל את האמצעים כדי לאפשר השוואה בין בעלי חיים. הגדר את התגובה לדופק בודד כתגובה המקסימלית ונרמל את תגובות הרפלקס לפולסים אחרים ביחס לערך זה.

לבסוף, הגדירו את משרעת ההבהלה עבור פולס 5 כ-100% ומייצגים תגובות לפולסים אחרים כפונקציה של משרעת הפולס 5. ניתוח פוטנציאל השדה המקומי הצביע על אפנון כוח משמעותי בקליפת המוח הקדם-לימבית והאינפרה-לימבית לאחר הגירוי, בעוד שאזורים כמו האזור הטגמנטלי הגחוני, האמיגדלה, גרעין האקומבנס וההיפוקמפוס הראו ירידה בצפיפות ספקטרום הכוח ברצועות דלתא, תטא ואלפא, עם אפנון בטא בולט. גם מדי תאוצה מסחריים וגם "עשה זאת בעצמך" הדגימו נתונים עקביים מבוססי משרעת וזמן, עם קריאות בסיסיות ואמפליטודות תגובת בהלה הראו יישור הדוק בין התקנים.