Articolo metodologico

Automatizzato, Quantitative cognitivo / comportamentale Proiezione di topi: per la genetica, farmacologia, Animal Cognition e istruzione laurea

DOI:

10.3791/51047

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26 febbraio 2014

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1Department of Psychology, Rutgers University, 2Department of Psychology, Koç University, 3Center for Neural Science, New York University, 4Department of Mathematics & Computer Science, Fairfield University

In questo articolo

Sommario

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Sistema completamente automatico di misura di proprietà fisiologicamente significativi dei meccanismi che mediano la localizzazione spaziale, localizzazione temporale, la durata, il tasso e la stima di probabilità, la valutazione del rischio, impulsività e l'accuratezza e la precisione della memoria, al fine di valutare gli effetti delle manipolazioni genetiche e farmacologiche su meccanismi fondamentali della cognizione nei topi.

Abstract

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Descriviamo un throughput elevato, ad alto volume, completamente automatizzato, live-in 24/7 Sistema di test comportamentali per valutare gli effetti delle manipolazioni genetiche e farmacologiche sui meccanismi di base della cognizione e di apprendimento nei topi. Un mouse polipropilene custodia vasca standard è collegata tramite un tubo in acrilico a una casella di prova topo commerciale standard. Il test box ha 3 tramogge, 2 dei quali sono connessi a pellet alimentatori. Tutti sono internamente illuminabile con un LED e monitorato per le voci di testa da raggi infrarossi (IR) travi. I topi vivono nell'ambiente, che elimina la manipolazione durante lo screening. Ottengono il loro cibo per due o più periodi alimentazione quotidiana eseguendo in operante protocolli (classici) (strumentale) e pavloviano, per il quale abbiamo scritto il software del protocollo di controllo e software di analisi dei dati e la grafica quasi-real-time. Le routine di analisi dei dati e grafici sono scritti in un linguaggio basato su MATLAB creato per semplificare notevolmente l'analisi di grandi time-scostipato record comportamentali e fisiologiche degli eventi e di conservare una traccia completa dei dati dai dati grezzi attraverso tutte le analisi intermedie per i grafici e le statistiche pubblicate all'interno di una singola struttura dati. Il codice-analisi dei dati raccoglie i dati più volte al giorno e la sottopone ad analisi statistiche e grafici, che vengono memorizzati automaticamente nella "nuvola" e sul computer in laboratorio. Pertanto, il progresso di topi individuo è visualizzato e quantificato giornalmente. Il codice-analisi dei dati parla con il codice del protocollo di controllo, permettendo l'anticipo automatico dal protocollo protocollo di singoli soggetti. I protocolli comportamentali implementati sono corrispondenti, autoshaping, a tempo tramoggia-switching, la valutazione del rischio in temporizzata tramoggia-switching, misura impulsività, e l'anticipazione circadiano della disponibilità di cibo. Open-source protocollo di controllo e di code-analisi dei dati rende l'aggiunta di nuovi protocolli semplice. Ambienti di test Otto inseriscono in un 48 in x 24 in x 78 in armadietto, due come taxiinets (16 ambienti) possono essere comandate da un computer.

Introduzione

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Per portare le potenti tecniche della genetica, genetica molecolare, la biologia molecolare e della neurofarmacologia esercitate su chiarire i meccanismi cellulari e molecolari che mediano i meccanismi di base della cognizione, abbiamo bisogno di alto volume, alto-through messo metodi di screening psicofisici che quantificano fisiologicamente significativa proprietà dei meccanismi cognitivi. Un psicofisica misurabile, fisiologica di proprietà quantitativo significativo di un meccanismo che è una proprietà che può essere misurata per mezzo comportamentali e anche mediante elettrofisiologici e biochimici. Esempi sono lo spettro di assorbimento della rodopsina, il perio....

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Protocollo

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I tre protocolli completamente automatizzato in TSsystem (corrispondenza, appetitiva condizionamento strumentale e classica), e il protocollo di commutazione sono stati approvati dal Comitato di cura degli animali e Servizi alla Rutgers New Brunswick.

1. Installazione del sistema fisico

  1. Impostare gli ambienti di test negli armadi (vedi Figura 1).
  2. Installare il software esperimento di controllo fornito con gli ambienti di test sui computer protocollo di controllo.
    Nota: non utilizzare questi computer per altri scopi!

2. Installazione del software....

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Risultati

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Il sistema può e deve essere utilizzato per eseguire i protocolli di misura per gli obiettivi del ricercatore individuale o di insegnante. Tuttavia, abbiamo sviluppato una suite di tre protocolli che dovrebbero rivelarsi utile nello screening su larga scala di topi geneticamente manipolati e su larga scala test farmacologici: il protocollo di corrispondenza, il protocollo autoshaping 2-hopper, e il protocollo di commutazione. Il protocollo corrispondente misura la capacità del topo di stimare il reddito (granuli di cibo.......

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Discussione

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Il nostro metodo consente un'ampia gamma di fisiologici significativi, risultati quantitativi sul funzionamento di diversi meccanismi di cognizione, apprendimento e memoria, per molti topi in una volta, in un tempo minimo, con un minimo di lavoro umano, e senza manipolazione dei soggetti sperimentali nei giorni, settimane o mesi di test. Questi attributi adatti per programmi di screening genetici e farmacologici. Esso utilizza minimamente modificato hardware off-the-shelf (scatole di test e vasche nido). Produce più.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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La creazione di questo sistema è stato sostenuto da 5RO1MH77027.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Pannello di connessione SmartCtrlMed AssociatesSG-716B (115)di controllo per ingressi/uscite
Modulo di interfaccia SmartCtrlMed AssociatesDIG-716B (114)smart card per ogni camera
Cavo universaleMed AssociatesSG-210CB (115)cavo da smart card al pannello di controllo
Armadio di interfaccia da tavoloMed AssociatesSG-6080C (109)armadio per contenere smart card
Alimentatore per montaggio su rackMed AssociatesSG-500 (112)28 volt di alimentazione
Wide Mouse Test ChamberMed AssociatesENV-307W (31)camera di test
Pacchetto di pannelli di riempimentoMed AssociatesENV-307W-FP (32)pannelli di varie dimensioni per camera di test
Wide Mouse Modular Grid Floor MedAssociatesENV-307W-GF (31)griglia a pavimento per camera di prova
Rilevatore di ingresso della testaMed AssociatesENV-303HDW (62)ingresso della testa/ingresso del pellet nella tramoggia
Distributore di pelletMed AssociatesENV-203-20 (73)alimentatore
Recipiente per pelletMed AssociatesENV-303W (61)serbatoio
Recipiente per pellet LightMed AssociatesENV-303RL (62)luce
per tramoggiaHouse LightMed AssociatesENV-315W (43)per illuminazione domestica
Med AssociatesENV-253B (77)rilevatore di ingresso per tubo tra nido e
testFan Med AssociatesENV-025F28 (42)aspiratore per ogni camera
Polipropilene Nest Tubnest box
Acrilico Collegamento Tubodi collegamento tra nido e aree di prova
Armadioper contenere camere di prova (78"H, 48"W, 24"D)
Computercon software di controllo degli esperimenti MedPC
Servercon Matlab, collegato al computer di controllo esperto da LAN
Software
MedPC SoftwareMed Associateslinguaggio di programmazione proprietario per il controllo dei processi
Matlab w Statistics ToolboxSistema proprietario di programmazione per l'analisi dei dati e la grafica
TSsystemin Supplementary Material w aggiornamenti dall'autore seniorOpen-source Matlab Toolbox
Nota: Questo è l'elemento necessario per un cabinet, contenente 8 ambienti di test. L'hardware deve essere replicato per ciascuno di questi armadi. Tuttavia, un computer può controllare 2 armadi (16 ambienti di test)
pannello controller IR in acciaio Windows

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gallistel, C. R., Shizgal, P., Yeomans, J. S. A portrait of the substrate for self-stimulation. Psychol. Rev. 88, 228-273 (1981).
  2. Takahashi, J. S. Molecular neurobiology and genetics of circadian rhythms in mammals. Ann. Rev. Neurosci. 18, 531-553 (1995).
  3. M....

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