Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Обучение собак для пробуждения, безудержной функциональной магнитно-резонансной томографии

Published: October 13, 2019 doi: 10.3791/60192
Automatic Translation
*1, *2, *1,3,4,5, *1,3,4,5
1Department of Psychology, Auburn University, 2Canine Performance Sciences Program, College of Veterinary Medicine, Auburn University, 3AU MRI Research Center, Department of Electrical & Computer Engineering, Auburn University, 4Alabama Advanced Imaging Consortium, 5Center for Neuroscience, Auburn University
* These authors contributed equally

Summary

Магнитно-резонансная томография (МРТ) на безудержных бодрствующих собаках является новым методом с несколькими преимуществами по сравнению с визуализацией с физическим или химическим ограничением. Этот протокол вводит экономически эффективный метод обучения, который сводит к минимуму обучение в среде МРТ, которая может быть дорогим, и максимизирует пул объектов, доступных для функциональной МРТ для собачьих.

Abstract

Мы представляем собачьи функциональные магнитно-резонансной томографии (МРТ) учебный протокол, который может быть сделано в экономически эффективным образом, с высокой энергии собак, для приобретения функциональных и структурных данных. Этот метод тренировки собак для бодрствования, безудержной МРТ использует процедуру обобщения размещения в нескольких непохожих местах для облегчения передачи размещения поведение в реальной среде МРТ сканирования; он делает это без необходимости в течение длительного времени обучения в среде МРТ, которая может быть дорогостоящей. Кроме того, этот метод разделяет обучение размещения (т.е. подбородок отдыха) поведение от десенсибилизации в среде МРТ (т.е. 100 "децибел сканирования аудио), последний осуществляется во время специальных сеансов кондиционирования воздействия. Полный протокол обучения и тестирования потребовал 14 часов и привел к немедленной передаче в новые места. Мы также представляем примеры данных о МРТ, полученных из парадигм визуальной обработки лиц и обонятельной дискриминации.

Introduction

Магнитно-резонансная томография (МРТ), проводимая на безудержных бодрствующих собаках, является новым методом, создающим новый способ изучения функции и структуры в собачьем мозгу. Первые опубликованные отчеты о приобретении ИЗОБРАЖЕНИЯ MR у безудержных бодрствуемых собак были опубликованы в 2009 (структурных) и 2012 (функциональных)1,2. Есть несколько преимуществ функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) для изучения функции мозга у безудержных бодрствующих собак. Во-первых, сбор данных аналогичен сбору данных людей, и, следовательно, более легко обобщается по видам3. Во-вторых, нет необходимости в анестезии, устраняя любые нежелательные последствия. В-третьих, активность мозга изменяется анестезией и, следовательно, когнитивные функции могут быть лучше оценены без анестезии4. В-четвертых, в то время как лишение жидкости/пищи и физическая сдержанность позволяют исследователям исследовать неседатичные животные (например, модели грызунов, птиц и приматов), эти животные могут находиться в очень разных когнитивных состояниях от их нелишенных и неограниченных аналогов 3.

На данный момент в мире существует пять лабораторий, которые сканируют бодрствующие собаки (Атланта, США; Оберн, США; Будапешт, Венгрия; Керетаро, Мексика; Вена, Австрия), и нет стандартизированного метода для обучения собак умышленно пройти МРТ5,6,7. Все методы обучения разделяют общую цель обучения собак оставаться на месте в течение длительных периодов времени, что необходимо для качественного сканирования мозга. В то время как все методы работают на принципах обучения подкреплению, как именно она осуществляется варьируется, и мы еще не знаем, влияние этого расхождения на результатах. Поэтому, если предлагаемый метод обучения будет принят и будет широко использоваться, это может уменьшить некоторое количество нежелательных отклонений в данных. В этой статье мы сосредоточимся на методе обучения для размещения в МРТ сканере. МРТ-сканирование является дорогостоящим, и предлагаемый метод, который мы разработали имеет целью быть экономически эффективным и, таким образом, обобщаемым для тренеров по всему миру без регулярного доступа к МРТ сканер для обучения.

Метод состоит из двух основных компонентов: обучение и тестирование. Обучение состоит из двух этапов. Первый этап обучения собаки подбородок цели (т.е. станции) в открытой среде и второй этап подготовки собаки на станцию в макет МРТ. Десенсибилизация МРТ происходит на протяжении всего этапа обучения, во время отдельных, специализированных сеансов слухового воздействия. Тестирование состоит из размещения в переносной макет МРТ, в пяти различных местах тестирования. Полезность этого этапа тестирования заключается в обобщении поведения размещения, облегчая переход к реальной среде МРТ. Общий протокол обобщен на рисунке 1.

Figure 1
Рисунок 1: Сроки протокола. Хронология протокола разделена на два компонента: обучение и тестирование. Обучение также делится на два этапа: Открытая среда и МРТ Mock. Отдельные сеансы зрительного воздействия происходят во время обучения, а также. Тестирование состоит из размещения в переносной макет МРТ, в пяти различных местах передачи (T1-T5). После того, как собака обобщила поведение размещения к критерию в пяти различных местах передачи, собака готова к сбору данных в реальной среде МРТ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

В зависимости от фазы, обучение и тестирование занимает от 25 до 75 минут в неделю, на собаку: один 10-минутный сеанс слуховой экспозиции и два или более 5-30-минутных сеансов. Этот протокол может быть завершен в течение 25 недель. Во время тестирования передачи, собаки выполняют несколько приступов 5-минутный неподвижно вниз / пребывание и подбородок отдыха в портативный макет МРТ (отверстие, радиочастотная катушка, 90 "dB аудио, ухо обивка) в пяти непохожих местах. Сеансы перевода проводятся один раз в неделю в течение 30-60 минут, в течение пяти недель подряд. Во время МРТ-тестирования собаки выполняют несколько приступов окончательного поведения на месте во время 60-минутной сессии структурного и функционального сбора данных в реальном МРТ-сканере.

На протяжении обучения и тестирования, подбородок отдых поведение фокуса. Подбородок отдыха собака касаясь подбородка на поверхность объекта после некоторых сигнал к цели (т.е., остальные подбородок) на эту поверхность. Этот сигнал к цели может быть физическим (например, жест, приманка), словесным (например, произнесенное слово "отдых") или объектом (например, доступ к самому подбородку). Беглая производительность поведения на цели подбородка имеет решающее значение для ограничения движения головы. В этом протоколе поведение отдыха подбородка обусловлено, поддерживается и обобщается, чтобы происходить в нескольких контекстах (различные аппараты отдыха, в нескольких местах) с увеличением целевой продолжительности (до пяти минут). Кроме того, тренер условия и поддерживает сильную производительность поведения вниз и остаться, а также хороший контроль стимула над выпуском кий "Хорошо", условный усилитель и поведенческий маркер события "нажмите", и Keep Going Signal (KGS) "хороший" 8.В течение протокола, несколько стимулов и аппаратов вводятся на определенных этапах и для определенных интервалов. Эти материалы легко и недорого закупаются. Для получения подробной информации, см.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Этического одобрения для этих методов было получено от Обернского университета институционального ухода за животными и использования комитета и все методы были выполнены в соответствии с их руководящими принципами и правилами. Для слухового воздействия прогрессирование через сеансы основано на недельном номере. Для сеансов размещения, конкретный сессии определены критерий производительности (например, по крайней мере одиннадцать секунд продолжительности подбородка ориентации), должны быть выполнены, прежде чем тренер может продвинуть собаку к следующей сессии в этом этапе обучения. В противном случае этот шаг повторяется.

1. Сеансы слухового воздействия

ПРИМЕЧАНИЕ: Эти сеансы представляют собой пассивное воздействие и активное классическое противодействие положительному кондиционированному эмоциональному ответу (CER) к шуму МРТ-сканера; сканер шум устанавливается в качестве стимула прогнозирования доступа к игрушкам играть или питание награды. Сеансы воздействия проводятся один раз в неделю в течение примерно 10 мин.

  1. Пассивная экспозиция (PE) сеансы являются окружающими, 40-70 децибел (дБ) воздействия мРТ сканера шумов. Транспорт собаки в знакомую область упражнений и позволить собаке ходить в то время как воспроизведение звука тихо слышно на сессии определены объем через портативный динамик Bluetooth (см. Таблица материалов). Проведите три сеанса PE по 10 минут воспроизведения шума сканера, один раз в неделю в течение трех недель (PE1 40-60 дБ, PE2 65 дБ, PE3 70 дБ).
  2. Сеансы Active Exposure (AE) используют стандартную классическую парадигму кондиционирования и проводятся после трех сеансов PE. Транспорт собаки в знакомый крытый тренировочный зал и запустить через десять испытаний краткосрочной задержки классической процедуры кондиционирования (см. Рисунок 2).
    1. Воспроизведение аудио сканирования на заданном сеансом томе в течение 10 с.
    2. После 10 s прошло, участвовать в 20 с игрушкой-игры (или непрерывное вознаграждение пищи) с собакой в то время как шум сканера по-прежнему слышен.
    3. После 20 с игры, получить игрушку от собаки и приостановить шум. Подождите с собакой (в тишине, собака без игрушки / пищи) в течение 10 с.
    4. После этой задержки начните следующее судебное разбирательство. Провести десять судебных процессов за сессию.
    5. Объем постепенно увеличивается в течение сеансов. Проводить сеанс АЕ один раз в неделю в течение двенадцати недель (AE1 45 дБ, AE2 50 дБ, AE3 55 дБ, AE4 60 дБ, AE5 65 дБ, AE6 70 дБ, AE775 дБ, AE80 дБ, AE9 85 дБ , AE10 90 дБ, AE11 100 дБ, AE12

Figure 2
Рисунок 2: Активная экспозиция. Активное воздействие (AE) является короткой задержкой классической процедуры кондиционирования. 10 s CS (т.е. сканирование аудио представлено сам по себе), 20 s CS США (т.е. мяч и сканирование аудио представлены вместе), 10 s задержки (без мяча, нет сканирования аудио). После этой задержки судебное разбирательство начинается. Есть десять испытаний за сессию, с постепенным увеличением объема в течение сессий. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

ПРИМЕЧАНИЕ: Соберите следующий звук: МРТ сканер базовый уровень, shim, локализатор (скаут), MPRAGE, GRE Field, EPI, Multiband EPI, DTI, и RESOLVE DTI, используя, например, приложение аудиозаписи смартфона через открытую дверь 3T МРТ Suite во время фантомного сканирования. Определите уровень громкости воспроизведения звука во время тренировок с помощью приложения для телефона decibel meter.

2. Сеансы размещения

ПРИМЕЧАНИЕ: Эти сеансы разделены на два этапа: открытая среда и МРТ Mock. После того, как цель «подбородок-объект» будет увеличена, продолжительность увеличивается по процентильному графику на 10%. По мере добавления в контекст ею новых элементов и оборудования некоторые критерии поведения (например, продолжительность) временно смягчаются:
1) В стационарных сессий, тренер тренирует нос касания поведение сложенное полотенце, а затем подбородок отдыха на сложенное полотенце. Это поведение отдыха подбородка обобщено происходит в пене подбородок отдыха и постепенно построен на 5 минут продолжительность боя.
2) Одновременно, надежные вниз и пребывание поведения строятся и поддерживаются.
3) Такое поведение затем обусловлено происходит в замкнутом пространстве (т.е. туннель) и на 3'высота.
4) Собака затем акклиматизироваться к голове корпуса (mock человеческой конечности РФ катушки).
5) Ухо обивка вводится, и сканирование аудио (повторно) введенв в контексте размещения поведения.
Собака в конечном счете, будет в состоянии выполнять надежный отдых подбородок с головой и телом прилагается на 3 'высота, с ухо обивка и сканирование аудио воспроизведения на 90 децибел (дБ), по крайней мере 5 мин боев. На подкрепление - некоторые собаки по своей сути более мотивированы пищей, в то время как другие более мотивированы игрой или похвалой9. В "нажмите то-лечить" (C / T), T не обязательно означает питание лечит, а это относится к процедуре вознаграждения, независимо от того, что может быть для этой конкретной собаки на данном этапе в его подготовке. Хотя пищевые награды поддаются более высокие ставки и неподвижноповторения повторения поведения, независимо от того, собака предпочитает могут быть использованы на начальном этапе, даже если это высокой скорости играть (например, мяч, буксир). По мере того как поведение цели подбородка будет более упругим против отвлечения и продолжительности, переход к использованию вознаграждений еды. В конце концов, игрушка играть могут быть сохранены для длительной или цепной приступы подбородка отдыха производительности.

  1. Фаза 1 - Открытая среда
    1. Заряжай кликер. Постройте связь между 'tic-toc' кликера и главной наградой собаки (например, едой) во время захвата внимания. Проведение быстрых повторений C/T-событий для внимания (ориентация тела на и/или зрительный контакт); бросить лечит, чтобы сбросить положение собаки. Проведите эту сессию один раз.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Эта сессия обычно занимает не более 3 минут. Это может быть больше или повторяется, если тренер не видит признаков того, что кликер в настоящее время устанавливается в качестве условных усиленной ориентации по отношению к тренеру и эмиссии вознаграждение ищет поведения, услышав щелчок являются хорошими признаками того, что кликер является становится значимым сигналом для собаки.
    2. Захват подбородок цель полотенце. С собакой, стоящей, сидя, или в вниз, C / T для глядя на, то расследование (т.е., нюхать) полотенце. После того, как это происходит надежно, C / T для любого носа к полотенце, а затем подбородок к полотенце контакта. Построить полотенце контакт продолжительность до 2 с.
      1. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель для 2 с; каждая сессия должна длиться около 5 минут.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Если собака борется с этим шагом, тренер может (а) руб лечения на полотенце, чтобы получить поведение началось через приманку запах пищи и / или (б) научить собаку нос цель (нос к ладони), то подбородок цель (подбородок до ладони), а затем кий для подбородка цель над полотенцем.
    3. Чин-к-полотенце цели с короткой продолжительностью и добавлением кий. С собакой, стоящей, сидя, или в вниз, C / T для 1-2 с подбородка контакт с полотенцем. Скажите "отдых", в то время как собака трогательно или собирается прикоснуться к полотенце. После многих повторений 1-2 с боев, C / T после 3, то 4, то 5, то 7 с.
      1. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель для 7 с; каждая сессия должна длиться около 5 минут.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Варьировать длину боя каждого подбородка отдыха так, чтобы следующее повторение не всегда дольше, чем предыдущее повторение (т.е., 1", 1", 3", 1", 5", 6", 6", 6", вместо, 1", 1", 1", 1", 2", 2", 3", 4", 6", , 7").
    4. Чин отдыха на полотенце в вниз и добавление отвлечения. С собакой в вниз, биток «отдых» и C/T для 1-5 s контакта подбородка к полотенцем. Постепенно добавляйте визуальные и акустические отвлекающие факторы в виде того, как тренер двигает руками и ногами (например, стучите по земле, шевелит пальцами, перетасовывает ноги и т.д.). Построить отподборо до полотенного контакта продолжительностью до 11 с. Приращения могут быть 1"-5", 6"-7", 8", 9-10", 11".
      1. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель 11 с; каждая сессия должна длиться около 5 минут.
    5. Чин отдыхает на полотенце с расстоянием. С собакой в вниз рядом со сложенным полотенцем или стопкой сложенных полотенец, кий "отдых" и C / T для 1-3 с подбородка к полотенце контакта. Cue поведение постепенно дальше (т.е., сидя на земле, на коленях, стоя). Построить контакт с подбородком к полотенцем продолжительностью до 16 с. Приращения могут быть 1"-3", 4"-8", 9"-11", 12 "-14", а затем 16".
      1. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель, по крайней мере 16 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 10 минут.
    6. Чин отдыхает на полотенце с увеличением продолжительности и расстояния. С собакой в вниз рядом со сложенным полотенцем или стопкой сложенных полотенец, кий "отдых" и C / T для 1-11 с подбородка контакта. Построить контакт с подбородком к полотенцем продолжительностью до 26 с. Приращения могут быть 1"-11", 12"-16", 17"-19", 21"-23", 26".
      1. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель, по крайней мере 26 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 10 минут.
    7. Ввести пены подбородок отдыха. C/T для любого исследования (т.е. нюхать, близость, ориентация на) аппарата отдыха пенного подбородка. После нескольких усиленных исследований аппарата, кий "отдых" и C/T для 1-10 с контакта подбородка. Длительность сборки до 40 с. Приращения могут быть подбородком, положив на высочить 1"-10", 11"-21", 23"-31", 40".
      1. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель, по крайней мере 40 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Построить проката пены подбородок остальные аппараты, чтобы соответствовать морды каждой отдельной собаки; для собаки размером с лабрадор, сделать пену подбородок отдыха измерения 6 "широкий с 4" широкий на 2,5 "глубокой вырезки вырезать из середины. Этот материал является безопасным для внесредек ИРТ.
    8. Подбородок отдыха в пене подбородок отдыха с увеличением отвлечения и продолжительности. С собакой в вниз рядом с пеной подбородок отдыха, биток "отдых" и C / T для 1"-23" подбородка контакта. Постепенно добавляйте визуальные и акустические отвлекающие факторы. Построить продолжительность до 73 с, с и без отвлечения. Приращения могут быть 1"-23", 26"-31", 34"-45", 50"-60" и 73".
      1. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель, по крайней мере 73 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
  2. Фаза 2 - Мок МРТ.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы собрать стационарные Mock МРТ, составить туннель (прокси МРТ родила, 70 см диаметром картонной бетонной формы трубки вырезать в длину шесть футов и повышенной на три фута высокий складной стол), фанеры платформы, акриловый макет радиочастоты (РФ) катушки , пенопластподборо молажий аппарат, и акустическая система (см.Таблица материалов). Стабилизировать макет родила на столе с двумя фанерой скобки. Affix буферные колодки, прикрепленные к интерьеру макета катушки RF, чтобы обеспечить обивку против ушей собак и дополнительные черепной стабилизации / обратной связи размещения.
    1. Введите скважину и высоту с уменьшенной продолжительностью. Проведите весь первый сеанс с макетом на земле. Cue собака войти в туннель и лечь на платформу, C / T. Cue собака "отдых" и C / T для любой продолжительности подбородка ориентации на пену подбородок отдыха внутри скважины на земле.
      1. Проведение последующих сессий с макетом родила повышенной 3'. Предложите собаке прыгнуть или поднять собаку в повышенную скважину, C/T.
      2. Cue собака лечь, C / T.
      3. Cue собака "отдых" и C / T для 1-12 с подбородка контакт с пеной подбородок отдыха в повышенной скважины.
      4. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель, по крайней мере 16 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15.
    2. Повышенный подбородок отдыхас с увеличением продолжительности. Предложите собаке прыгнуть или поднять собаку в макет скважины. Cue собака лечь, C / T.
      1. Cue собака "отдых" и C / T для 1-12 с подбородка ориентации на пену подбородок отдыха в повышенной скважины.
      2. Продолжительность сборки до 60 с. Приращения могут быть 1"-12", 16"-23", 26"-45", 60".
      3. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель, по крайней мере 60 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
    3. Ввести макет радиочастотной (РЧ) катушки без высоты и уменьшенной продолжительности. Сидя на земле рядом с макетом КАТушки РФ и пены подбородок отдыха, C / T собака для любого исследования (т.е., нюхать, близость, ориентация в сторону) аппарата.
      1. Cue собака "отдых" и использовать нос прикосновение или пищевой приманки для руководства головы собаки в и через макет КАТушки РФ на пену подбородок отдыха и C / T для 1-5 с подбородка контакта.
      2. Продолжительность сборки до 30 с. Приращения могут быть подбородком, положив на высочить 1"-5", 6"-12", 16"-26", 30".
      3. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель через макет КАТушки RF в течение 30 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
    4. Повышенный подбородок отдыхает в макете RF катушки. С макетом РФ катушки и пены подбородок отдыха внутри макет отверстие, предложить собаке прыгать или поднять собаку в отверстие.
      1. Cue собака лечь и "отдых", и C / T для 1-5 с подбородка контакта.
      2. Продолжительность сборки до 50 с. Приращения могут быть 1"-5", 6"-12", 16"-26", 28"-37", 50".
      3. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель пены подбородок отдыха через макет КАТушки RF в повышенной скважины в течение 50 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
    5. Повышенный подбородок отдыхавав в макете RF катушки с увеличением отвлечения и продолжительности. С макетом РФ катушки и пены подбородок отдыха внутри макет отверстие, предложить собаке прыгать или поднять собаку в отверстие.
      1. Cue собака лечь и "отдых", и C / T для 1-12 с подбородка контакта.
      2. Постепенно добавляйте визуальные и акустические отвлекающие факторы. Построить продолжительность до 100 с (1'40") с и без отвлечения.
      3. Приращения могут быть 1"-12", 16"-37", 41"-60", 66"-88" (1'6"-1'28"), 100" (1'40" ).
      4. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель 100 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
    6. Введите обивку уха, продолжительность первоначально уменьшена. Поднимите или предложите собаке прыгнуть в скважину, кий "вниз", нагнетать его на обивку уха, и C / T для любой продолжительности терпимого уха обивка без чрезмерного движения.
      1. Cue "отдых", и C / T для 1-5 с подбородка контакта. Длительность сборки до 60 с. Приращения могут быть 1"-5", 6"-26", 28"45", 60".
      2. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель в макет родила с ухом обивка для 60 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
    7. Повышенный подбородок отдыха в макет RF катушки с ухом обивка и увеличение продолжительности и отвлечение. Поднимите или предложите собаке прыгнуть в скважину, кий "вниз" и "отдых", нагнетать его на обивку уха, и C / T для 1-12 с подбородка контакта.
      1. Постепенно добавляйте визуальные и акустические отвлекающие факторы. Продолжительность сборки до 107 с. Приращения могут быть 1"-12", 16"-37", 41"-60", 66"-88", 107".
      2. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель в макет родила с ухом обивка для 107 с; каждая сессия должна длиться от 5 до 15 минут.
    8. Введите шум сканера. Поднимите или предложите собаке прыгнуть в скважину, кий "вниз" и "отдых", и снаряжение его с ухом обивка.
      1. Воспроизведение сканировать аудио на едва слышный объем между 0-40 дБ и C / T для 1-12 с подбородка контакта.
      2. Продолжительность сборки до 107 с. Приращения могут быть 1"-12", 16"-37", 41"-60", 66"-88", 107".
      3. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель в макет родила с ухом обивка и до 40 дБ сканирования аудио для 107 с; каждая сессия должна длиться от 15 до 30 минут.
    9. Сборка продолжительностью до 2 мин 30 с с увеличением расстояния. Поднимите или предложите собаке прыгнуть в скважину, кий "вниз" и "отдых", и снаряжение его ухо обивка.
      1. Воспроизведение сканировать аудио между 41 и 70 дБ и C / T для 1-37 с подбородка контакта. Постепенно добавляйте расстояние, перемещаясь по макету скважины, с глаз долой, затем обратно в поле зрения собаки.
      2. Продолжительность строительства до 142 с. Приращения могут быть 1"-37", 41"-88", 97"-107", 117"-129", 142".
      3. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель в макет родила с ухом обивка и 41-70 dB сканирования аудио для 142 с, с и без отвлечения и расстояние; каждая сессия должна длиться от 15 до 30 минут.
    10. Продолжительность сборки до 4 мин. Поднимите или предложите собаке прыгнуть в скважину, кий "вниз" и "отдых", и снаряжение его ухо обивка.
      1. Воспроизведение сканировать аудио между 60 и 90 дБ и C / T для 1-107 с подбородка контакта.
      2. Срок строительства до 240 с. Приращения могут быть 1"-107", 117"-142", 156"-189", 208"-229", 240".
      3. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель в макет родила с ухом обивка и 60-90 дБ сканирования аудио для 240 с, с и без отвлечения и расстояние; каждая сессия должна длиться от 15 до 30 минут.
    11. Длительность сборки до 5 мин. Поднимите или предложите собаке прыгнуть в скважину, кий "вниз" и "отдых", и снаряжение его с ухом обивка.
      1. Воспроизведение сканировать аудио между 80 и 110 дБ и C / T для 1-120 с подбородка контакта.
      2. Длительность сборки до 300 с. Приращения могут быть 1"-120", 129"-189", 208"-229", 252"-277", 300".
      3. Повторите эту сессию, пока собака будет подбородок цель в макет родила с ухом обивка и 80-110 dB сканирования аудио для 300 с, с и без отвлечения и расстояние; каждая сессия должна длиться от 15 до 30 минут.

3. Передача

ПРИМЕЧАНИЕ: 1) При достижении окончательного критерия размещения поведение в макет МРТ учебное место (5 мин вниз-остаться и подбородок отдыха в макет родила и макет РФ катушки во время ношения ухо обивка, со шумом сканера играет на 80-110 дБ), собака проходит пять различных месте сеансы передачи (обобщения). Во время этих сессий передачи собаки станций выше критериев в нескольких крытых и наружных местах, которые являются уникальными, насколько это возможно, с различными достопримечательностями, звуками и степенями социального отвлечения в разных условиях (например, уединенное травяное поле, тихое академический коридор здания, занятый академический вестибюль здания, переполненная автобусная остановка, громкая водоочистная станция)8.

  1. Чтобы собрать портативный Mock МРТ, используемый для передачи, составить туннель (регулирование ловкости туннель, стабилизированный с мешками песка), фанера платформы, акриловый макет RF приемник катушки, пены подбородок остальные аппарат, и портативный акустической системы (см. Таблица Материалы). Affix буферные колодки, прикрепленные к интерьеру макета катушки RF, чтобы обеспечить обивку против ушей собак и дополнительные черепной стабилизации / обратной связи размещения.
  2. Стенд или сидеть рядом с (портативный) макет родила с макетом КАТушки РФ и подбородок отдыха внутри. Высежывай собаку, чтобы войти в скважину, кий "вниз" и "отдых", и снаряжение его с ухом обивка.
  3. Воспроизведение аудио сканирования на 80-110 дБ и C/T для 1-30 с размещения в новом месте.
  4. Далее, зонд для продолжительности критерия (усилить на 5 мин или когда собака ломается).
  5. Проведение повторных поединков 1-5 мин подбородок остальные повторения в течение 30-60 мин.
  6. Проведите один сеанс 30-60 минут в каждом месте. После того, как собака обобщила поведение размещения к критерию в пяти различных местах передачи, собака готова к сбору данных в реальной среде МРТ.

4. МРТ

  1. Сеанс сбора данных МРТ занимает от 30 до 60 минут. Начните сеанс сбора данных с локализатором, а затем приобрести анатомические изображения высокого разрешения в качестве рецепта с использованием быстрого градиента, подготовленного 3D-намагничеством эхо (MPRAGE) последовательности. После анатомического сканирования выполните функциональное магнитно-резонансное сканирование (например, презентацию стимулов и состояние покоя). Этот протокол МРТ представляет собой примеры из предыдущей работы и является лишь наводящим (см. Jia et al.4 и Thompkins et al.10 о том, как выполнять протокол).
    1. Дайте собакам примерно 1 минуту перерывов с их наградой за пределами сканера между сканирования.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Среднее количество повторений каждого уровня сессии перечислено в таблице 1. Полный протокол обучения и тестирования требовал 14 ч (М 13,55 ч, диапазон 12-16 ч) и состоял из 90 сеансов (диапазон 87-93 сеансов). Открытая экологическая тренировка длилась 4,38 ч (диапазон 3-5 ч), инсценировка МРТ-тренировки длилась 5,4 ч (диапазон 4,2-6,5 ч), а передача составила 2,5 ч, разделенных на пять 30 мин. Во время перевода были проведены занятия по техническому обслуживанию на уровне 19, которые отражены в полном учебном периоде выше.

Уровень сессии Критерии Длительность Повторы сеансов (M, SE)
Открытая среда 1. Зарядите кликер Постройте связь между 'tic-toc' кликера и главной наградой собаки (например, еда) в то время как захват внимания. 3 мин. 1, 0
2. Захват подбородок цель полотенце Постройте контакт от подбородка к полотенцем до 2 секунд. * 5 мин. 3.75, .75
3. Чин-к-полотенец цель с короткой продолжительностью и добавлением и кий Контакт подбородов в течение 7 секунд. * 5 мин. 8.25, 2.8
4. Чин отдыха на полотенце в вниз и добавление отвлечения Контакт Чин в течение 11 секунд, с и без отвлечения. 5-10 мин 2.75, .25
5. Чин отдых на полотенце с расстоянием Контакт чина в течение 16 секунд, cued от постепенно дальше (т.е., сидя на земле, стоя на коленях, стоя). 5-10 мин 3.5, .87
6. Чин отдых на полотенце с увеличением продолжительности и расстояния Контакт подбородов в течение 26 секунд. 5-10 мин 5.5, 1.5
7. Ввести пены подбородок отдыха, продолжительность первоначально сокращена Контакт подбородов к пене подбородок отдыха в течение 40 секунд. 5-15 мин 4.75, .75
8. Подбородок отдыха в пене подбородок отдыха с увеличением продолжительности и отвлечение Контакт чина в течение 73 секунд. 5-15 мин 6, 1.2
Мок МРТ 9. Ввести скважину и высоту с уменьшенной продолжительностью Контакт подборода в скважине на столе в течение 16 секунд. ** 5-15 мин 2.5, .5
10. Повышенный подбородок отдыха с увеличением продолжительности Контакт подборода в скважине на столе в течение 60 секунд. 5-15 мин 3, 0
11. Ввести макет радиочастотной (РЧ) катушки без высоты и пониженной продолжительности Контакт подборода в катушке RF на земле в течение 30 секунд. 5-15 мин 2.75, .25
12. Повышенный подбородок отдыха в макет RF катушки Контакт подбородок пены подбородок отдыха через макет КАТушки RF в повышенной скважины в течение 50 "секунд. 5-15 мин 2, 0
13. Повышенный подбородок отдыха в макет RF катушки с увеличением отвлечения и продолжительность Контакт Чин в течение 100 секунд, с и без отвлечения. 5-15 мин 2.5, .29
14. Ввести обивку уха, продолжительность первоначально уменьшена Контакт подборода в макет ели и RF катушки (mock МРТ) с ухом обивка в течение 60 "секунд. 5-15 мин 3, .41
15. Повышенный подбородок отдыха в макет RF катушки с ухом обивка и увеличение продолжительности и отвлечения Чин контакт в течение 107 секунд, с и без отвлекающих факторов. 5-15 мин 2.5, .29
16. Ввести шум сканера Контакт Подбородов в макет МРТ с ушной обивкой и до 40 dB сканирования аудио в течение 107 "секунд. 10-30 мин. 2.5, .5
17. Продолжительность сборки до 2 минут 30 секунд с увеличением расстояния Контакт Чин в макет МРТ с ухом обивка и 41-70 dB сканирования аудио в течение 142 "секунд, с и без отвлечения и расстояния. 10-30 мин. 2.5, .5
18. Продолжительность сборки до 4 минут Контакт Чин в макет МРТ с ухом обивка и 60-90 dB сканирования аудио в течение 240 "секунд, с и без отвлечения и расстояния. 10-30 мин. 2.75, .75
19. Продолжительность сборки до 5 минут Контакт Чин в макет МРТ с ухом обивка и 80-110 dB сканирования аудио в течение 300 "секунд, с и без отвлечения и расстояния. 10-30 мин. 10, 1.8
Передачи 20. Пять различных сессий передачи местоположения (обобщения) Во время этих сессий передачи собаки к вышеуказанным критериям в нескольких крытых и наружных местах, которые являются уникальными, насколько это возможно, с различными достопримечательностями, звуками и степенями социального отвлечения в разных условиях. 30 мин. 5, 0
Все Окончательное поведение (ы) Собака выполняет подбородок отдыха с головой и телом прилагается на 3 'высота, с обивкой уха и сканирования аудио воспроизведения на 90 дБ, по крайней мере пять минут. 12-16 ч (МЗ 13,55, СЕ-0,94) 87-93 сеанса (МЗ90, СЭ-1.5)

Таблица 1: Уровни сессии. «Смотрите заметку в рукописи. «Проведите первую сессию с макетом на земле.

Обучение и тестирование на размещение
На рисунке 3 показана максимальная продолжительность четырех собак, обученных в протоколе за последние три сессии в конце обучения и различных местах обучения. Производительность была стабильной в конце обучения, F(2, 6) йlt; 1, и более 5 мин (М 311 секунд, SEM 1,9). Все собаки переведены в макет местах обучения с максимальной продолжительностью, эквивалентной обучению, F(1,3) злт; 1. Три собаки перешли на МРТ сканер и продемонстрировали повторные приступы максимально возможной продолжительности (206 с). Одна собака, которая не переходила на МРТ сканер, имела большую голову, чем другие собаки, и не могла удобно поместиться в катушке. Этот дискомфорт, вероятно, привел к собаке не охотно участвует в сканировании.

Figure 3
Рисунок 3: Максимальная продолжительность четырех собак, обученных в протоколе в течение последних трех сессий в конце обучения и различных местах обучения. Всех собак перевели в места инсценировки, а трех собак перевели на МРТ-сканер, демонстрируя максимально возможную продолжительность (206 с). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Представитель МРТ стимул управляемых сканирования
В этих сканирований, визуальные или запах стимулы были представлены собаке в то время как собака остается еще. Визуальные стимулы проецировались на экран, расположенный в скважине сканера. Каждое сканирование длилось 140 с и содержало 12 различных изображений (например, лица человека и собаки). Стимул был представлен для 5 с следуют переменные 3-11 с межстимулирующей интервал (см. Рисунок 4 для визуального изображения и Thompkins et al. 2018 для дополнительных деталей)10.

Figure 4
Рисунок 4: Визуальные стимулы. Верхняя панель показывает пример бега собачьих лиц. Нижняя панель показывает пример пробега человеческих лиц. Раздражители лица были показаны в течение 5 с, с 3-11 с межстимулирующих интервалов. Двенадцать раздражителей лица были показаны за пробег. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Проверка внимания
Чтобы определить, были ли собаки присутствовали на визуальные стимулы, независимые raters рассматривать видео глаз собаки внутри родила МРТ сканер синхронизированы с стимулом презентации. Основываясь на том, были ли глаза собак открытыми, а их зрачки видны, оценщики присвоили соответствующую оценку для каждого стимула(рисунок 5). Данные МРТ использовались только тогда, когда существовало идеальное межтарифное соглашение.

Figure 5
Рисунок 5: Проверка внимания. Для того чтобы обеспечить каждую собаку посмотрела каждый стимул представленный во время сканировать, стимул-синхронизированное видео глаза собаки внутри сканера было проанализировано 2 тарифами столб-hoc; для каждого испытания, если глаз собаки был заметно открыт, оценщик присвоил счет "да", и если глаз собаки был закрыт, оценщик присвоил счет "нет". Эта цифра была изменена из Thompkins et al.10Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Обработка собаки и человеческого лица
На рисунке 6 показаны смежные, но различные области мозга височной коры в мозге собаки активны для обработки собак и человеческих лиц. Зеленые области представляют области мозга более активны для человеческих лиц, контрастирующих с лицами собак(p qlt; 0.05, FDR (ложный уровень обнаружения исправлено)). Красные области представляют области мозга более активны для лица собак контрастирует с человеческими лицами(p qlt; 0.05, FDR).

Figure 6
Рисунок 6: Результаты контрастов лица человека и собаки. Регионы в зеленом представляют области, которые значительно более активны при обработке человеческих лиц по сравнению с лицами собак (т.е. область лица человека, HFA). Регионы в красном цвете представляют области, которые значительно активнее при обработке лиц собак по сравнению с человеческими лицами (т.е. область лица собаки, DFA). Эта цифра была изменена из Thompkins et al.10Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Стимулы Одора
Стимулы Одора были доставлены через олфактометр(рисунок 7); высокие (0,16 мМ) и низкие (0,016 мМ) концентрации этилового бутилова для зондирования параметрической модуляции обонятельных областей концентрацией запаха. Каждое сканирование длилось 200 с и содержало 5 блоков из 10 s запаха стимуляции, каждый из которых сопровождался 30 s межстимулирующей интервал (см. Рисунок 8 для визуального изображения и Цзя и др. 2014 для дополнительной информации)4.

Figure 7
Рисунок 7: Обонятельная система визуализации. Компоненты системы обонятельной визуализации собаки за пределами комнаты МРТ, показывающие орорант-аппликатор, воздушный бак, запись параметра движения, ладонь, видеомонитор, ноутбук с программным обеспечением VT-8 и входной порт в комнату МРТ. Эта цифра была изменена из Jia et al.4Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 8
Рисунок 8: Доставка Одоранта. Доставка Odorant контролировалась программным обеспечением VT-8 Warner Timer в конструкции блока МРТ. Первый ряд показывает последовательность доставки запаха с зелеными стрелками, указывающими на начало стимула, и красными стрелками, указывающими на смещение стимулов. Второй ряд показывает зазор одора, с зелеными стрелками, указывающими на начало одуванта и красными стрелками, указывающими на смещение одуманного клиренса. В третьем ряду показана конструкция блока МРТ, соответствующая первому ряду, с "0" и "1", обозначающими запах "выключенный" и "на" условиях, соответственно. Эта цифра была изменена из Jia et al.4Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Исследователи доставили высокие (0,16 мМ) и низкие (0,016 мм) концентрации этилового бутирата раствора для шести обученных клыков обнаружения (лабрадоров) во время бодрствования и анестезии. Параметрическое увеличение величины активации до низких и высоких концентраций одоранта в обонятельных регионах (обонятельная лампочка, двусторонние пириформные доли, мозжечок) было в соответствии с законом Вебера (трехкратное увеличение в десять раз увеличение концентрации). Кроме того, в то время как обонятельная лампа, периамигдала, передняя обонятельная кора, энторинальное кора и пириформные доли были активны как у бодрствования, так и в анестезии собак, регионы, вовлекающие когнитивную обработку более высокого порядка (превосходная, медиальная и орбитальная части лобной коры) были активированы в основном в бодрствуя собак(рисунок 9).

Figure 9
Рисунок 9: Карты групповой активации для обезечиненных собак. Три ортогоналки представлений отображаются в каждом подрисунке. Colormap используется для интенсивности активации, а важные области указаны стрелками с метками (Общий ФДР - 0,05, кластерный порог 15 вокселей с использованием AlphaSim, t-contrast). О: Передняя, П: Задняя, С: начальник, Я: низший, Л: слева, Р: справа. Подфигура(A) соответствует низкой концентрации запаха (0,016 мМ), подфигура (B) соответствует высокой концентрации запаха (0,16 мМ), подфигура (C) соответствует анестезии собаки обонятельной обработки, и подфигура (D ) соответствует бодрствующим обонятельной обработке собаки. Эта цифра была изменена из Jia et al.4Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Описанный выше протокол отделяет обучение поведению на станции (подбородок) от десенсибилизации к среде МРТ. Кроме того, он использует процедуру обобщения размещения в нескольких разных местах, чтобы помочь в передаче поведения размещения в реальной среде МРТ; он делает это без необходимости в течение длительного времени обучения в среде МРТ, которая может быть дорогостоящей. В целом подготовка и тестирование были завершены в течение 14 часов и привели к немедленной передаче в новые места. Хотя трудно сравнить методы в лабораториях в значимым образом в это время, мы представляем собачий протокол обучения МРТ, которые могут быть завершены в экономически эффективным образом, с высокой энергии собак.

Что касается обобщения этого протокола обучения для других тренеров, в то время как мы использовали питомник целевых воспитанных собак обнаружения, этот протокол должен сулит хорошо для других популяций собак. Обнаружение собак, как правило, перепрофилированы американского полевого суда, охота испытаний, и нагорье игры собак с внутренне высокой энергией и "высокий диск"11. Термин "драйв", относящийся к внутренней мотивации собаки к работе, является как трудной для эксплуатации и измерения, так и широко распространенным в его использовании для характеристики собак, которые наиболее подходят для работы по обнаружению; промышленность выступает и выбирает для смелых, возбудимых, высокоэнергетических собак, с более высоким базовым уровнем возбуждения (т.е. волнение, тревога), чем другие виды рабочих собак и домашних животных12. Если такие собаки могут быть обучены станции, другие популяции должны быть успешными тоже. Кроме того, собаки были в состоянии разместить сявав в различных местах, в том числе реальный МРТ сканер. Что касается домашних собак, то является ли протокол обучения успешным является эмпирическим вопросом. Примечательно, что при надлежащей инструкции, все учебные шаги могут быть реализованы в домашней среде с портативным макет родила.

Clicker обучение, последовательное приближение, и классический счетчик кондиционирования методы, используемые для условий поведения в различных видов, от лабораторных мышей до диких животных в неволе8. Методы прощают в отношении небольших ошибок, допущенных на протяжении всего тренировочного процесса (например, маркировки и укрепления неправильного поведения, отсутствие интереса к награде)13. Те же измерения, которые делают методы более прощать для начинающих учителей также сделать их более универсальными для животных учащихся; путем увеличения успеха большего числа собак в предметном бассейне и большего числа видов собак (например, специальных собак обнаружения популяции), можно начать бороться с присущей смещения выбора из-за субъекта и потенциально уменьшить истощение данных. Эта предвзятость затрагивает экспериментальные образцы и проистекает из неспособности метода адаптироваться к индивидуальной изменчивости темперамента и уступчивости для аппарата-ориентированной задачи, которая требует высокого уровня терпения и контроля импульсов, как это требуется для размещение для МРТ. В уменьшении истощения, этот метод обеспечивает поддержку для двух из трех R (замена, сокращение и уточнение) для передовой практики экспериментального проектирования с животными субъектов14. Меньше предметов необходимо, когда меньше закупленных предметного пула, как ожидается, attrite из подготовки, и меньше сеансов сканирования необходимы с меньшим количеством данных, подлежащих цензуре из-за высокой амплитуды или частые движения артефактов, потенциально примечательный сокращение. Обучение сводит к минимуму боль и страдания животного ученика в приобретении этой задачи, потенциально примечательно уточнение.

Учебные материалы легко и недорого закупаются. Классические элементы контркондизации и обобщения этого метода снижают стресс и новизну среды сканера, без необходимости нескольких дорогостоящих учебных часов в арендованной среде сканера. Без обучения в среде МРТ, тренер не в состоянии воспроизвести статическое магнитное поле в сканере отверстие или необычно высокой / низкой частоты звуковых выбросов сканированных последовательностей; это ограничение потенциально устраняется, поскольку теоретически эти измерения сваливаются в компонент «изменчивости» от выполнения поведения в различных условиях во время обучения.

Другим ограничением является то, что этот протокол не оптимизирован для скорости. Поведение на станции может быть обусловлено тринадцатью часами тренировок, что в течение шести месяцев приравнивается примерно к 80 пяти-пятнадцатиминутным тренировкам. Методологический подход является "медленным и правильным", а не "быстрый и исправить его позже". Менталитет "быстро и исправить это позже" приводит к потенциальной сенсибилизации среды сканирования, а также последующее истощение данных или целых предметов. В исследовании лексической обработки у собак, исследователи смогли собрать данные с успехом 80% на первой попытке данной собаки. Если собака нуждается во второй попытке, успех упал до 16%, и только 4%, если собака нуждается в третьей попытке, предполагая, что эти собаки стали пагубно сенсибилизированы для сканирования окружающей среды с повторнымвоздействием 15. Протокол, описанный выше, скорее всего, не будет работать на всех собак, и методологические альтернативы включают в себя использование носа к цели поведение палки вместо подбородка отдыха поведение, осуществление более длительных учебных занятий, а также увеличение частоты обучения Сеансов. Можно было бы предварительно проверить для более подходящих предметов (например, уступчивость, темперамент, размер головы), хотя компромисс с выбором смещения сохраняется, и далее, более труднымдля для обучения собак может быть модель патологии интереса: расстройство тревоги, агрессия, специальные рабочие собаки населения (например, те, выбранные для высокого привода /энергии). Чтобы лучше сравнить методы акклиматизации и подготовки для размещения в МРТ, нам потребуется больше собак и больше тренеров. Сила работы, проделанной в Университете Оберн является доступ исследователя к "Оберн Собака" населения через собак производительности наук (CPS). Обнаружение собак, используемых в этих исследованиях имеют аналогичные генетики и почти идентичные воспитания и подготовки истории.

Независимо от метода обучения, некоторые технологические усовершенствования могут повысить точность данных МРТ для собачьих, включая улучшение конструкции радиочастотной катушки для облегчения визуализации анатомии черепа, а также улучшенное оборудование и последовательности для утихомирить сканера при получении данных7. Пробуждение, безудержная МРТ предоставил когнитивные идеи в собачьей психике в отношении мультимодального обучения, исполнительной функции, обработки стимулов, и вознаграждение обработки6,16,17,18 ,19,20,21,22,23,24,25,26,27 ,30,31. Сравнительные и переводческие исследователи могут изучить несколько сенсорных методов с помощью этого метода визуализации. Техника может быть использована для зондирования обработки информации в специальных рабочих популяциях (например, обработка сигналов у служебных собак и обработка параметрического запаха у собак-обнаружение)4,28. Эти методы имеют переводческую полезность, когда дело доходит до определения оперативного потенциала и пригодности к рабочей роли; как конвергентный метод наряду с генетическим и поведенческим анализом, информация, полученная от МР стимул-презентации парадигмы могут информировать выбор подходящих рабочих фенотипов собаки для целей размножения.

Многие стратегии обучения приходят из морских млекопитающих и зоопарк животных практики обучения, адаптированные от Скиннер, чтобы приблизить процедуры животноводства через подкрепление на основе обогащения и подготовки8. Регулярные ветеринарные процедуры (взятие веса, отсечение ногтей, анализ крови), или что-нибудь неудобное или тревожно-провоцируя, может быть облегчено с подкреплением последовательным приближением следуя за преданным планом тренировки, смоделированных по образцу одного предложил здесь для собачьих МРТ. Пробуждение, безудержной МРТ даже обсуждается как имеющие клинические полезности в своем собственном праве наэпилептическиесобаки 29 .

Таким образом, собачья МРТ находится в зарождающейся стадии. Мы представили гуманную программу обучения, которая может быть успешно реализована экономически эффективным образом. Будущее является многообещающим для дальнейшего использования "лучший друг человека" в понимании, мозг-поведение отношений, как область когнитивной нейронауки продолжает развиваться.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgments

Мы благодарны Собачьим Наукам и департаментам психологии и электротехники и вычислительной техники Университета Оберна. Эта работа была поддержана Ассоциацией профессиональных дрессировщиков собак.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acrylic Mock Radiofrequency Coil Menards TU59018594 Mock Radiofrequency (RF) Coil: 8" diameter x 4' Concrete Form Tube. Makes four mock RF coils; cut form tube in four even lengths for four 8" diameter x 1' mock RF coils.
Agility Tunnel J&J Dog Supplies TT053 Open Agility Training Tunnel
Bluetooth Speaker Sharkk SP-SK896WTR-GRY Portable Scan Audio Playback: Waterproof Bluetooth Speaker Sharkk 2O IP67 Bluetooth Speaker Outdoor Pool Beach and Shower Portable Wireless Speaker
Cardboard Concrete Form Tube Menards TU10120014 Stationary Mock MRI Bore: Sonotube 24" diameter x 12' Standard Wall Water-Resistant Concrete Form. Makes two mock bores; cut form tube in half for two 24" diameter x 6' bores.
Chuckit Ball Chuckit! 17030 Toy Reward: Chuckit! Ultra Ball
Decibel X Skypaw Decibel meter phone app
Exercise Mat Foam chin rest: cut mat in half lengthwise. Roll up, and secure roll with hot glue. Cut chin-size notch in center with X-ACTO knife. Hot-glue velcro to bottom surface.
Folding Table 3' x 6' folding table
Microfiber Car Wax Applicator Pad Viking Car Care 862400 Viking Car Care Microfiber Applicator Pads
Natural Balance Treat Log Natual Balance 236020 Food Reward: E.g., Chicken Formula Dog Food Roll, 3.5-lb roll
Plywood Platform: 2"x4"x6' length of wood affixed to 3'x6' plywood board. Hot glue exercise mat on plywood board for traction. Braces: 3 4x4x4" cubes cut at 45-degree angle affixed to ends of 1"x4"x3' lengths of wood. Makes 3 braces.
Sand Bags J&J Dog Supplies AG155 J&J Professional Quality Sandbags x 2
Speaker System Pioneer Electrics HTD645DV Stationary Scan Audio Playback: Pioneer HTD645DV 5 Disk DVD Home Theater System with Wireless Surround Speakers. Operating Instructions.
Towel standard towel

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tóth, L., Gácsi, M., Miklósi, Á, Bogner, P., Repa, I. Awake dog brain magnetic resonance imaging. Journal of Veterinary Behavior. 4 (2), (2009).
  2. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M. Functional MRI in awake unrestrained dogs. PLoS One. 7 (5), e38027 (2012).
  3. Bunford, N., Andics, A., Kis, A., Miklosi, A., Gacsi, M. Canis familiaris As a Model for Non-Invasive Comparative Neuroscience. Trends in Neurosciences. 40 (7), 438-452 (2017).
  4. Jia, H., et al. Functional MRI of the Olfactory System in Conscious Dogs. Plos One. 9 (1), e86362 (2014).
  5. Thompkins, A. M., Deshpande, G., Waggoner, P., Katz, J. S. Functional Magnetic Resonance Imaging of the Domestic Dog: Research, Methodology, and Conceptual Issues. Comparative Cognition & Behavior Reviews. 11, 63-82 (2016).
  6. Berns, G. S., Cook, P. F. Why Did the Dog Walk Into the MRI? Current Directions in Psychological Science. 25 (5), 363-369 (2016).
  7. Huber, L., Lamm, C. Understanding dog cognition by functional magnetic resonance imaging. Learning & Behavior. 45 (2), 101-102 (2017).
  8. Ramirez, K. Animal training: successful animal management through positive reinforcement. , Shedd Aquarium Chicago. (1999).
  9. Gerencser, L., Bunford, N., Moesta, A., Miklosi, A. Development and validation of the Canine Reward Responsiveness Scale -Examining individual differences in reward responsiveness of the domestic dog. Scientific Reports. 8 (1), 4421 (2018).
  10. Thompkins, A. M., et al. Separate brain areas for processing human and dog faces as revealed by awake fMRI in dogs (Canis familiaris). Learning & Behavior. 46 (4), 561-573 (2018).
  11. Lazarowski, L., et al. Investigation of the Behavioral Characteristics of Dogs Purpose-Bred and Prepared to Perform Vapor Wake® Detection of Person-Borne Explosives. Frontiers in Veterinary Science. 5 (50), (2018).
  12. Lazarowski, L., Waggoner, P., Katz, J. S. The future of detector dog research. Comparative Cognition & Behavior Reviews. 14, 77-80 (2019).
  13. Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).
  14. Council, N. R. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8th ed, The National Academies Press. (2011).
  15. Andics, A., Gábor, A., Faragó, T., Szabó, D., Miklósi, Á Neural mechanisms for lexical processing in dogs. Science. 353 (6303), 1030-1032 (2016).
  16. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M. Scent of the familiar: An fMRI study of canine brain responses to familiar and unfamiliar human and dog odors. Behavioural Processes. 110, 37-46 (2015).
  17. Berns, G. S., Brooks, A., Spivak, M. Replicability and Heterogeneity of Awake Unrestrained Canine fMRI Responses. PLoS One. 8 (12), e81698 (2013).
  18. Cook, P., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. Jealousy in dogs? Evidence from brain imaging. Animal Sentience. 117, 1-15 (2018).
  19. Cook, P. F., Brooks, A., Spivak, M., Berns, G. S. Regional brain activations in awake unrestrained dogs. Journal of Veterinary Behavior-Clinical Applications and Research. 16, 104-112 (2016).
  20. Cook, P. F., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. S. Awake canine fMRI predicts dogs' preference for praise vs food. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 11 (12), 1853-1862 (2016).
  21. Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. Neurobehavioral evidence for individual differences in canine cognitive control: an awake fMRI study. Animal Cognition. 19 (5), 867-878 (2016).
  22. Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. S. One pair of hands is not like another: caudate BOLD response in dogs depends on signal source and canine temperament. PeerJ. 2, e596 (2014).
  23. Dilks, D. D., et al. Awake fMRI reveals a specialized region in dog temporal cortex for face processing. PeerJ. 3, e1115 (2015).
  24. Prichard, A., Chhibber, R., Athanassiades, K., Spivak, M., Berns, G. S. Fast neural learning in dogs: A multimodal sensory fMRI study. Scientific Reports. 8 (1), 14614 (2018).
  25. Prichard, A., Cook, P. F., Spivak, M., Chhibber, R., Berns, G. S. Awake fMRI Reveals Brain Regions for Novel Word Detection in Dogs. Frontiers in Neuroscience. 12, 737 (2018).
  26. Ramaihgari, B., et al. Zinc Nanoparticles Enhance Brain Connectivity in the Canine Olfactory Network: Evidence From an fMRI Study in Unrestrained Awake Dogs. Frontiers in Veterinary Science. 5, 127 (2018).
  27. Robinson, J. L., et al. Characterization of Structural Connectivity of the Default Mode Network in Dogs using Diffusion Tensor Imaging. Scientific Reports. 6, 36851 (2016).
  28. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M., Levy, K. Functional MRI in Awake Dogs Predicts Suitability for Assistance Work. Scientific Reports. 7, 43704 (2017).
  29. Berns, G. S., Spivak, M., Nemanic, S., Northrup, N. Clinical Findings in Dogs Trained for Awake-MRI. Frontiers in Veterinary Science. 5, 209 (2018).
  30. Jia, H., et al. Enhancement of odor-induced activity in the canine brain using zinc nanoparticles: A functional MRI study in fully unrestrained conscious dogs. Chemical Senses. 41 (1), 53-67 (2016).
  31. Kyathanahally, S. P., et al. Anterior-posterior dissociation of the default mode network in dogs. Brain Structure and Function. 220 (2), 1063-1076 (2015).

Tags

Поведение Выпуск 152 МРТ МРТ собака обнаружение собаки обучение обобщение десенсибилизация olfaction face-processing последовательное приближение обучение кликера
Обучение собак для пробуждения, безудержной функциональной магнитно-резонансной томографии
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Strassberg, L. R., Waggoner, L. P.,… More

Strassberg, L. R., Waggoner, L. P., Deshpande, G., Katz, J. S. Training Dogs for Awake, Unrestrained Functional Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (152), e60192, doi:10.3791/60192 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter