Name: Protocolli delloperatore per valutare lanalisi costi-benefici durante la risoluzione rinforzato dai roditori (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-10T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 5 s
Description: Impara un protocollo operante per valutare l'analisi costi-benefici nei ratti maschi adulti utilizzando un labirinto a T. Questo metodo permette di studiare i processi decisionali e le correlati neurali nella corteccia cingolata anteriore.

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

Questa ricerca è stata sostenuta dalla Fondazione neuroscienze di RMH, Australia; la Fondazione di cervello australiano; il RACP Thyne Reid Fellowship, Australia; e da un progetto di concedere le Scienze Cognitive e tecnologie Consiglio, l'Iran ad Abbas Haghparast.

Tutte le procedure descritte qui sono stati approvati, effettuate in conformità con la guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio e sono stati approvati dal comitato di etica animale Istituto Florey o centro di ricerca di neuroscienza.
1. alloggiamento, manipolazione e restrizione alimentare
<ol><li>Ratti del maschio adulto (normalmente 8 settimane) (eventuali ceppi) e conservatele in camera con un ciclo luce/buio di 12 h.</li>
	<li>Limitare il loro accesso al cibo per incoraggiare gli animali a svolgere il compito. Nota: Custodia animali singolarmente è suggerito, poiché fornisce un migliore controllo dell'ingestione di cibo di ciascuno.</li>
	<li>Nei giorni 1-3, gestire gli animali per circa 5 min, 2 volte al giorno. Nota: Gestione degli animali consente di acquisire familiarità con il contatto umano e diminuisce il livello di stress e ansia negli animali in tutto gli esperimenti.</li>
	<li>Pesare gli animali dopo ogni sessione di trattamento. Utilizzare peso del primo giorno come la quantità di alimentazione libero e tenere gli animali su circa 80-85% del loro importo libero-alimentazione.</li>
</ol>2. sperimentale
<ol><li>Utilizzare un t-labirinto equipaggiato con 3 partizioni o braccia, 2 altoparlanti di stimolo, 5 porte a scomparsa e 5 sensori di movimento a infrarossi o sensori a raggi infrarossi (IRB). Nota: Il t-labirinto può essere costruito di medium density fiberboard (MDF) o cloruro di polivinile (PVC).</li>
	<li>Controllare il labirinto costruito qui da un microcontrollore Arduino.</li>
	<li>Copiare il codice di Arduino al computer.</li>
	<li>Scarica il software Arduino dal sito Web del software e installarlo su un computer.</li>
	<li>Collegare il microcontrollore al computer tramite una porta USB.</li>
	<li>Sul computer, fare clic sull'icona del software, andare su strumentie quindi selezionare porta.</li>
	<li>Dal menu a discesa, scegliere la porta COM (porta di comunicazione) che collega il software al computer.</li>
	<li>Vai su strumenti e selezionare schede. Dal menu a discesa, selezionare il tipo di Arduino che controlla il t-labirinto.</li>
	<li>Fare clic su carica nella parte superiore sinistra della finestra di interfaccia. Selezionare il codice di Arduino. Attendere fino al termine del processo.</li>
	<li>Fare clic su monitor seriale nella parte superiore destra della finestra di interfaccia. Quindi, in una nuova finestra di pop-out, modificare la velocità in baud a 115200.</li>
</ol>3. l'assuefazione al labirinto
<ol><li>Prima di ogni sessione di assuefazione, portare gli animali in esperimento camera almeno 1 h prima dell'esperimento.</li>
	<li>Ogni braccio di obiettivo di lasciare 10 palline di zucchero e lasciare tutte le porte aperte. Nota: In questa fase, non c'è nessuna necessità di tenere traccia dei movimenti degli animali (Figura 1).</li>
	<li>Giorni 1-3: posizionare gli animali individualmente nel labirinto per periodi di 10 min, 1 x al giorno, per esplorare il labirinto senza restrizioni.</li>
	<li>Giorni 4-5: sistemare gli animali individualmente nel labirinto. Lasciare 2 pellet in ogni braccio e consentire loro di assaggiare il cibo da entrambi i lati. Rimuovere l'animale dal labirinto subito dopo aver mangiato pellet da entrambi i lati o dopo 5 min di essere nel labirinto. Nota: La differenza principale tra questa fase e la fase precedente è che gli animali devono essere rimossi dal labirinto subito dopo aver mangiato pellet da entrambi i lati. Questo sarebbe acquisire un animale con essere rimosso dal labirinto alla fine di una prova.</li>
	<li>Dopo ogni sessione, pulire i pavimenti di labirinto con etanolo al 70% e assicurarsi che l'etanolo evaporato prima di mettere il prossimo animale nel labirinto.</li>
</ol>4. discriminazione formazione
<ol><li>
Preparazione del labirinto
	<ol>
<li>Giorno 6: Portare gli animali in esperimento camera almeno 1 h prima dell'esperimento.</li>
		<li>Eseguire il programma di Arduino e impostare il numero prova a 14 di cui le prime 4 prove sarà forzato-scelta e il resto sarà prove di scelta. Nota: È possibile che il programma genererà casualmente un numero uguale di prove per essere assegnato a sinistra e a destra il t-labirinto.</li>
		<li>Prima dell'inizio di ogni prova, inserire 4 pellet nel braccio obiettivo che è quello di ripassato come l'Autorità registrazione integrità e 2 pellet in altro braccio che è il LRA.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Formazione di forzato-scelta trial (4 prove)
	<ol>
<li>In modo pseudo-casuale di bloccare un braccio prima di ogni prova in modo che l'animale è costretto a selezionare l'altro braccio. Nota: Il braccio bloccato può essere un braccio di alta ricompensa o un braccio basso ricompensa mentre il segnale uditivo mette in evidenza il lato dell'Autorità registrazione integrità.</li>
		<li>Metti un animale nella casella inizio (Figura 1). Dopo 5-7 s, aprire il cancelletto di partenza e contemporaneamente fare clic su Start nella finestra di interfaccia di Arduino.</li>
		<li>Subito dopo aver mangiato pellet o dopo 5 min di essere nel labirinto, raccogliere l'animale.</li>
		<li>Lasciare l'animale dalla gabbia per 2 min.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Formazione di prova scelta (10 prove)
	<ol>
<li>Prima di ogni prova, chiudere la porta-B nel braccio che viene selezionato dal software di essere l'Autorità registrazione integrità. Lasciare aperto porta-A nel braccio opposto (LRA).</li>
		<li>Metti un animale nella casella inizio (Figura 1). Dopo 5-7 s, aprire il cancelletto di partenza e contemporaneamente fare clic su Start.</li>
		<li>Lasciate che l'animale liberamente scegliere entrambi i bracci. Se l'animale sceglie il HRA, porta aperta-A, lasciare l'animale entrare il camera e chiusa porta-A porta aperta-B immediatamente a dare l'accesso degli animali al cibo selezionato.</li>
		<li>Se l'animale sceglie il LRA, porta aperta-B al fine di dare l'accesso degli animali per il cibo ben.</li>
		<li>Rimuovere l'animale dopo che ha mangiato tutto il cibo nell'alimento selezionato bene e lasciarlo in dalla gabbia per 2 min.</li>
		<li>Completare le 10 prove di scelta per ogni animale e registrare la scelta dell'animale (HRA o LRA) in ogni prova.</li>
		<li>Calcolare la percentuale di scelta alta ricompensa (HRC) per tutte le prove a scelta dopo ogni sessione di allenamento.</li>
		<li>A seguito del completamento dei 14 percorsi, i tempi individuali ottenuti da ciascun sensore a raggi infrarossi sono mostrati nella finestra di interfaccia di Arduino.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. ritardo formazione
<ol><li>Una volta che ogni animale ha raggiunto 80% di HRC nella formazione di discriminazione (passaggio 4), è possibile iniziare l'addestramento di ritardo eseguendo 10 prove al giorno per ogni animale. In questa fase, porta-B deve essere aperto dopo solo un ritardo di 5 s, quando l'animale sceglie l'Autorità registrazione integrità.</li>
	<li>Se l'animale raggiunge un HRC di 80% alla fine di una sessione di allenamento con un ritardo di 5 s, aumentare il ritardo di 10 s per la prossima sessione di formazione.</li>
	<li>Una volta che l'animale ha raggiunto un HRC di 80% con un ritardo di 10 s, aumentare il ritardo a 15 s per il prossimo allenamento.</li>
	<li>Registrare la scelta dell'animale per ogni prova calcolare l'HRC dopo ogni sessione di allenamento.</li>
	<li>A seguito del completamento delle prove, i tempi individuali ottenuti da ciascun sensore a raggi infrarossi sono mostrati nella finestra di interfaccia di Arduino. Nota 1: Il timer viene avviato quando si fa clic su invio. Il 'Time_decision' è il tempo dopo il naso-poke al IRB-1. 'Time_left_1' è il tempo quando un animale si rompe IRB - 1L e 'Time_left_2' è quando IRB - 2L è rotto. Se lo studio comportamentale è combinato con elettrofisiologia o imaging neurale (per esempio, formazione immagine del calcio) metodi, registrazione pellicola è suggerito per una migliore sincronizzazione del comportamento dell'animale per segnali neurali.</li>
</ol>6. elettrofisiologia (elettrodo Fabrication)
<ol><li>Utilizzare elettrodi bipolari o singoli per registrare i potenziali di campo locale (LFPs). Nota: L'uso di elettrodi bipolari è suggerito perché consente locale ri-riferimento per ridurre l'impatto della conduzione volume. Di conseguenza, la LFP registrata è la tensione differenziale tra 2 elettrodi con ~ 200 μm distanza tra le punte.</li>
	<li>Per rendere un elettrodo bipolare, incollare insieme 2 elettrodi di tungsteno o vento insieme 2 fili di acciaio (in genere, vengono utilizzati fili di acciaio rivestiti in PFA con diametro di 50 μm).</li>
	<li>Registrazione cavi una spina/presa mini per diventare un connettore per il sistema di registrazione di elettrofisiologia e saldare la messa a terra.</li>
</ol>7. anestesia
<ol><li>Per impiantare elettrodi, anestetizzare i ratti tramite un'iniezione intraperitoneale di una miscela di ketamina (100 mg/kg) e xilazina (8 mg/kg), o con la somministrazione di isoflurano come descritto nei passaggi seguenti. Nota: Isoflurane è consigliata per il migliore controllo della sua profondità anestetica.</li>
	<li>Utilizzare una macchina dell'anestetico con un ossigeno controllata e il flusso di vapore anestetico.</li>
	<li>Per anestetizzare l'animale da isoflurane, posizionarlo nella camera di induzione e impostare isoflurano ad un tasso di circa il 4% ed ossigeno a 500-1.000 mL/min la macchina dell'anestetico.</li>
	<li>Continuare l'induzione fino a quando non scomparirà il riflesso di raddrizzamento dell'animale.</li>
	<li>Impostare la frequenza di manutenzione anestetico a 1-2,5% di isoflurano e 300-400 mL/min di ossigeno sulla macchina.</li>
	<li>Posizionare un termoforo con isolante (lana di cotone) su un dispositivo stereotassica e quindi immobilizzare l'animale nel dispositivo stereotassica.</li>
	<li>Misurare il livello di anestesia di pizzicare le dita dell'animale.</li>
</ol>8. intervento chirurgico
<ol><li>Utilizza un rasoio elettrico o un paio di forbici, radersi la testa dell'animale dove l'incisione deve essere fatta.</li>
	<li>Strofinare l'area di chirurgia con etanolo e poi con povidone-iodio, 4%.</li>
	<li>Applicare il lubrificante di occhio per proteggere cornea dell'animale durante l'intervento chirurgico.</li>
	<li>Utilizzando tessuto forcipe, tirare delicatamente la pelle tra gli occhi e le orecchie dell'animale. Utilizzando le forbici, tagliare la pelle che è schiacciata tra il forcipe e rimuovere il periostio.</li>
	<li>Utilizzare acqua ossigenata per pulire e disinfettare il cranio.</li>
	<li>Trovare la posizione del punto di inserimento dell'elettrodo utilizzando coordinate stereotassiche e segnarlo sul cranio con un pennarello indelebile.</li>
	<li>Utilizzare un trapano palmare per fare un foro per l'elettrodo di messa a terra, uno per l'ancoraggio dell'impianto e un foro per elettrodo di registrazione.</li>
	<li>Inserire gli elettrodi ad un ritmo molto lento per ridurre al minimo i possibili danni corticali e subcortical.</li>
	<li>Collegare l'elettrodo di messa a terra al cranio mediante una piccola vite.</li>
	<li>Fissare il connettore spina/presa in luogo utilizzando un sottile strato di cemento acrilico dentale.</li>
	<li>Iniettare la buprenorfina (15 µ g/kg per via sottocutanea) o meloxicam (1-3 mg/kg, per via sottocutanea) come antidolorifico.</li>
	<li>Lasciare l'animale in una gabbia su una stuoia riscaldata per recuperare. Osservare l'animale almeno ogni 30 min fino a quando non ha recuperato dall'anestetico.</li>
</ol>9. post-procedura di formazione
<ol><li>A seguito della chirurgia, consentire almeno un periodo di recupero di 10 giorni. Casa animali individualmente con libero accesso al cibo e acqua ad libitum e monitorarli su base giornaliera (vedere Rudebeck, Walton, Smyth, Bannerman e Rushworth7 per ulteriori informazioni).</li>
	<li>Dopo il recupero, iniziare limitando la dieta dell'animale all'85% del loro importo libero-alimentazione.</li>
	<li>Riqualificare gli animali nel labirinto di ricordare la fase di discriminazione (passaggio 4).</li>
	<li>Continuare a ri-formazione i topi fino a quando non hanno raggiunto l'80% di HRC.</li>
</ol>

<ol><li>Gold, J. I., Shadlen, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+basis+of+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The neural basis of decision making.</a> Annual Review of Neuroscience. 30, 535-574 (2007).</li>
<li>Shi, Z., Müller, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multisensory+perception+and+action%3A+development%2C+decision-making%2C+and+neural+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Integrative+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Multisensory perception and action: development, decision-making, and neural mechanisms.</a> Frontiers in Integrative Neuroscience. 7, 81(2013).</li>
<li>Sutton, R. S., Barto, A. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSutton%2C+RS+%22Reinforcement+Learning%3A+An+Introduction%22">Reinforcement Learning: An Introduction</a>. 1, MIT Press. Cambridge, MA. (1998).</li>
<li>Khani, A., Rainer, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+and+neurochemical+basis+of+reinforcement-guided+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Neural and neurochemical basis of reinforcement-guided decision making.</a> Journal of Neurophysiology. 116, 724-741 (2016).</li>
<li>Fatahi, Z., Haghparast, A., Khani, A., Kermani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+connectivity+between+anterior+cingulate+cortex+and+orbitofrontal+cortex+during+value-based+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Functional connectivity between anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex during value-based decision making.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 147, 74-78 (2018).</li>
<li>Khani, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+cannabinoid+system+in+anterior+cingulate+cortex+and+orbitofrontal+cortex+modulates+cost-benefit+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Activation of cannabinoid system in anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex modulates cost-benefit decision making.</a> Psychopharmacology. 232, 2097-2112 (2015).</li>
<li>Rudebeck, P. H., Walton, M. E., Smyth, A. N., Bannerman, D. M., Rushworth, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separate+neural+pathways+process+different+decision+costs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Separate neural pathways process different decision costs.</a> Nature Neuroscience. 9, 1161-1168 (2006).</li>
<li>Gage, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+implantation+of+chronic+neural+electrodes+for+recording+single+unit+activity+and+electrocorticographic+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals.</a> Journal of Visualized Experiments. (60), e3565(2012).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+Rat+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates%22">The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates</a>. , Academic Press. San Diego, CA. (1998).</li>
<li>Bokil, H., Andrews, P., Kulkarni, J. E., Mehta, S., Mitra, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronux%3A+a+platform+for+analyzing+neural+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Chronux: a platform for analyzing neural signals.</a> Journal of Neuroscience Methods. 192, 146-151 (2010).</li>
<li>Cohen, M. X. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCohen%2C+MX+%22Analyzing+Neural+Time+Series+Data%3A+Theory+and+Practice%22">Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice</a>. , MIT Press. Cambridge, MA. (2014).</li>
<li>Luk, C. -H., Wallis, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Choice+coding+in+frontal+cortex+during+stimulus-guided+or+action-guided+decision-making%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Choice coding in frontal cortex during stimulus-guided or action-guided decision-making.</a> Journal of Neuroscience. 33, 1864-1871 (2013).</li>
<li>Rudebeck, P. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frontal+cortex+subregions+play+distinct+roles+in+choices+between+actions+and+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Frontal cortex subregions play distinct roles in choices between actions and stimuli.</a> Journal of Neuroscience. 28, 13775-13785 (2008).</li>
<li>Goshadrou, F., Kermani, M., Ronaghi, A., Sajjadi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+ghrelin+on+MK-801+induced+memory+impairment+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Peptides%22%5BJournal%5D)">The effect of ghrelin on MK-801 induced memory impairment in rats.</a> Peptides. 44, 60-65 (2013).</li>
<li>Haghparast, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrahippocampal+administration+of+D2+but+not+D1+dopamine+receptor+antagonist+suppresses+the+expression+of+conditioned+place+preference+induced+by+morphine+in+the+ventral+tegmental+area%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Intrahippocampal administration of D2 but not D1 dopamine receptor antagonist suppresses the expression of conditioned place preference induced by morphine in the ventral tegmental area.</a> Neuroscience Letters. 541, 138-143 (2013).</li>
<li>Esmaeili, M. -H., Kermani, M., Parvishan, A., Haghparast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+D1%2FD2+dopamine+receptors+in+the+CA1+region+of+the+rat+hippocampus+in+the+rewarding+effects+of+morphine+administered+into+the+ventral+tegmental+area%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Role of D1/D2 dopamine receptors in the CA1 region of the rat hippocampus in the rewarding effects of morphine administered into the ventral tegmental area.</a> Behavioural Brain Research. 231, 111-115 (2012).</li>
<li>Chaleek, N., Kermani, M., Eliassi, A., Haghparast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+orexin+and+glucose+microinjected+into+the+hypothalamic+paraventricular+nucleus+on+gastric+acid+secretion+in+conscious+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neurogastroenterology+%26+Motility%22%5BJournal%5D)">Effects of orexin and glucose microinjected into the hypothalamic paraventricular nucleus on gastric acid secretion in conscious rats.</a> Neurogastroenterology & Motility. 24, e94-e102 (2012).</li>
<li>Kermani, M., Eliassi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gastric+acid+secretion+induced+by+paraventricular+nucleus+microinjection+of+orexin+A+is+mediated+through+activation+of+neuropeptide+Yergic+system%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Gastric acid secretion induced by paraventricular nucleus microinjection of orexin A is mediated through activation of neuropeptide Yergic system.</a> Neuroscience. 226, 81-88 (2012).</li>
<li>Kermani, M., Azizi, P., Haghparast, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+nitric+oxide+in+the+effects+of+cumin+%28Cuminum+Cyminum+L.%29+fruit+essential+oil+on+the+acquisition+of+morphine-induced+conditioned+place+preference+in+adult+male+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+Journal+of+Integrative+Medicine%22%5BJournal%5D)">The role of nitric oxide in the effects of cumin (Cuminum Cyminum L.) fruit essential oil on the acquisition of morphine-induced conditioned place preference in adult male mice.</a> Chinese Journal of Integrative Medicine. , 1-6 (2012).</li>
<li>Ahmadi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+antinociceptive+behaviors+of+new+methyl+and+hydroxyl+derivatives+of+phencyclidine%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Synthesis and antinociceptive behaviors of new methyl and hydroxyl derivatives of phencyclidine.</a> Current Medicinal Chemistry. 19, 763-769 (2012).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Roditori lungamente sono stati usati negli studi sulle neuroscienze che trattano diversi argomenti, da abilità cognitive quali apprendimento e memoria2,14 e comportamento rinforzato7,15,16 al controllo centrale di organi17,18 e neurofarmacologia19,20. Pro...

Processo decisionale è il processo di riconoscimento e selezione di scelte basate sui valori e le preferenze del decisore e le conseguenze dell' azione selezionata1. Anche se il processo decisionale è stato ampiamente studiato in diversi campi (cioè, economia, psicologia e neuroscienze), i meccanismi neurali alla base di tali capacità cognitive ancora completamente non sono capiti. Due sottocategorie del processo decisionale sono decisioni percettive e rinforzo-guida del processo decisionale. Anche se essi incorporano concetti e considerevole degli elementi sovrapposti, percettivo processo decisionale si basa su informazioni sensoriali disponibili1,2, considerando che il processo decisionale di rinforzo-guida offerte con il valore relativo delle azioni maturate nel corso di una specifica scala cronologica3. Un aspetto importante del rinforzo processo decisionale è l'analisi costi-benefici che viene eseguita in modo intuitivo dal cervello calcolando i benefici delle scelte determinate e sottraendo i costi di ogni alternativa1.
Il t-labirinto (o la variante Y-labirinto) è uno dei labirinti più utilizzati in esperimenti cognitivi usando i roditori. Gli animali sono collocati nel braccio di inizio (la base della T) e consentiti di scegliere il braccio di obiettivo (uno dei bracci laterali). Attività come un forzato alternanza o sinistra-destra discriminazione sono usata principalmente con i roditori nel t-labirinto per testare riferimento e lavoro memoria4. T-labirinti sono anche ampiamente utilizzati nel processo decisionale esperimenti5,6,7. Nel modello più semplice, la ricompensa viene inserita nel braccio un solo obiettivo. La scelta è prevedibile, e animali certamente preferirebbe la ricompensa piuttosto che niente, indipendentemente dal valore di ricompensa. Un'altra opzione è di posizionare ricompense in entrambi i bracci obiettivo e poi lasciare che gli animali fanno una scelta di quale percorso a prendere a seconda di diversi parametri (cioè, la preferenza naturale dell'animale, la differenza nel valore di ricompense e i costi da pagare). Nella progettazione basata sul valore, il compito è più complicato avendo proprietà scala di pesatura. In questo modo, un animale riceve premi valutati in modo diverso, scegliendo tra le due alternative, nonché tra i costi delle azioni [cioè, la quantità di attesa (ritardo-base) o la quantità di sforzo (sforzo-basato) necessario per ricevere ricompense], ciascuno contribuendo alla decisione che è stata effettuata5,6.
Nel tradizionale basato su ritardo t-labirinto processo decisionale, gli animali sono addestrati per selezionare il braccio alta ricompensa (HRA) ed evitare l'opposto braccio basso ricompensa (LRA). I lati dell'Autorità registrazione integrità e il LRA rimangono invariati in tutto l'esperimento. Anche se l'attività descritta sopra è stata ben documentata nella letteratura, soffre di diversi inconvenienti procedurali. In primo luogo, avendo un braccio di obiettivo fisso, l'animale sa che braccio da scegliere all'inizio di ogni prova. In questo scenario, gli animali possono selezionare il braccio di obiettivo basato sulla loro memoria, piuttosto che il processo decisionale. Quindi, in un paradigma decisionale basato su ritardo, se un animale seleziona la ricompensa bassa a causa dell'intervento di studio, non sarà chiaro se questo è a causa di una perdita di memoria o l'intervento di studio. Un gruppo di controllo di memoria per segregare il comportamento osservato dal problema di memoria potrebbe essere considerato, ma questo oneri ricercatori e animali simili a causa del lavoro aggiuntivo7. Una seconda preoccupazione è il momento del processo decisionale da parte dell'animale: una volta che gli animali raggiungono la zona di decisione (incrocio di tutte le tre armi), di solito guardare a sinistra e a destra, pesano i costi e i benefici per quanto riguarda ogni braccio e quindi la loro decisione. Tuttavia, dopo un paio di prove, calcoli prima di arrivare alla zona della decisione e semplicemente eseguire direttamente al braccio ricompensa. Di conseguenza, questi due inconvenienti — una pre-distorsione per un braccio e trovare il momento del processo decisionale — entrambi altamente interrompere l'interpretazione di elettrofisiologici e dati di neuroimaging.
Nel metodo spiegato in questo documento, il braccio comodo (HRA) viene ricercato da un segnale uditivo e può variare da prova a prova. Animali avviare le prove di entrare nella zona di test (Figura 1) e innescando il cue uditivo da "naso-frugando" un cancello a infrarossi che è stato inserito all'incrocio delle tre armi. Il segnale audio (20 dB, tra 500 e 1.000 ms) viene riprodotto da un altoparlante all'estremità del braccio obiettivo.

<table><tbody><tr><td>T-maze</td><td></td><td></td><td>Pellet</td></tr> di <tr><td>zucchero di precisione senza polvere</td> autoprodotti <td>TSE Systems Intl. Gruppo</td><td>F0023</td><td>45 mg,</td></tr><tr><td>iniezione di ketamina cloridrato di saccarosio, USP</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>6740-87-0</td><td></td></tr><tr><td>Xilazina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7361-61-7</td><td></td></tr><tr><td>dispositivo stereotassico</td><td>Stoelting</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>Santa Cruz Biotechnology</td><td>sc-363629Rx</td><td></td></tr><tr><td>Fili in acciaio inossidabile rivestiti in PFA</td><td>Sistemi</td><td></td><td></td>A-M</tr> cemento <tr><td>acrilico</td><td>Vertex, MA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>(legno o PVC (cloruro di polivinile) -made)fornitori</td> <td>locali</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mini-Fit Power</td><td>Connector Molex</td><td>15243048</td><td></td></tr><tr><td>ethannol 70%</td><td>Fornitori locali</td><td></td><td></td></tr><tr><td>buprenorfina</td><td>diamondback farmaci</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Arduino UNO</td><td>Arduino</td><td></td><td>https://www.arduino.cc/</td></tr> <tr><td>Diodo a emissione infrarossa</td><td>Sharp</td><td>GL480E00000F</td><td>http://www.sharp-world.com/</td></tr> <tr><td>Chronux Toolbox</td><td></td><td></td><td>Chronux.org</td></tr><tr><td>Arduino codici</td><td></td><td></td><td>https://github.com/dechuans/arduino-maze</td></tr></tbody></table>

protocolli dell'operatore per valutare l'analisi costi-benefici durante la risoluzione rinforzato dai roditori

Operant Protocols for Assessing the Cost-benefit Analysis During Reinforced Decision Making by Rodents

Rinforzo-guidato processo decisionale è la possibilità di scegliere tra concorrenti corsi d'azione basato sul valore relativo i benefici e le loro conseguenze. Questo processo è parte integrante del comportamento umano normale e ha dimostrato di essere disturbato da disturbi neurologici e psichiatrici quali dipendenza, schizofrenia e la depressione. Roditori sono stati utilizzati a lungo per scoprire la neurobiologia della cognizione umana. A tal fine, sono state sviluppate diverse attività comportamentali; Tuttavia, la maggior parte sono non automatizzati e sono alta intensità di lavoro. Il recente sviluppo del microcontrollore open source ha permesso ai ricercatori di automatizzare attività basate su strumentale per valutare una gamma di compiti cognitivi, standardizzando la presentazione dello stimolo, migliorandone la registrazione di dati e di conseguenza, l'output di ricerca. Qui, descriviamo una ritardo-base rinforzo-guida decisionale operazione automatica, usando un operant t-labirinto controllato da programmi software personalizzato. Utilizzando questi compiti decisionali, mostriamo le modifiche alle attività potenziali di campo locale nella corteccia anteriore del cingulate di un ratto mentre esegue un compito decisionale basato su ritardo costi e benefici.

I dati qui presentati sono la LFP registrate dalla corteccia orbitofrontal di sinistra (OFC) e la corteccia cingolata anteriore (ACC) di sei ratti maschii di Wistar utilizzando elettrodi bipolari (di acciaio con rivestimento PFA). La tabella 1 Mostra la lunghezza di acquisizione comportamentale per ogni fase di formazione. Le coordinate per la località di destinazione sono state determinate da un ratto Atlante9 del cervello e sono come segue: per l...

Un'analisi costi-benefici è un approccio di scala di pesatura che il cervello esegue nel corso del processo decisionale. Qui, vi proponiamo un protocollo per addestrare i ratti su un paradigma decisionale basato su operant dove ratti scegliere premi più elevati, a scapito in attesa per 15 s a riceverli.

Protocolli dell'operatore per valutare l'analisi costi-benefici durante la risoluzione rinforzato dai roditori

Reinforcement-guided decision making is the ability to choose between competing courses of action based on the relative value of the benefits and their ...

Questa tecnica può rispondere a domande chiave nelle neuroscienze cognitive, come ad esempio come il confronto di conseguenze e cause può influenzare il processo decisionale. Il vantaggio principale di questa tecnica è che gli elementi speciali come la posizione della tavola non influenzano la decisione dell'animale. Inizia limitando l'accesso al cibo ai ratti maschi adulti in una stanza con un ciclo luce/buio di 12 ore.Dal primo al terzo giorno, maneggiare gli animali per cinque minuti due volte al giorno. Quindi, pesare gli animali dopo ogni sessione di manipolazione per determinare la quantità di alimentazione libera. Successivamente, procurati un labirinto a T dotato di tre partizioni o bracci, due altoparlanti di stimolo, cinque porte retrattili e cinque sensori di movimento a infrarossi o raggi infrarossi o sensori IRB.Copiare il codice del software sperimentale nel computer. Quindi, scarica il software sperimentale e installalo su un computer. Collegare il microcontrollore al computer utilizzando una porta USB.Successivamente, sul computer, fai clic sull'icona del software, vai su Strumenti e quindi seleziona Porta. Dal menu a discesa, scegli la porta COM che collega il soft

operant-protocols-for-assessing-cost-benefit-analysis-during

Research

Ricerca

JoVE Journal

Neuroscience

Neuroscienze

In questo rapporto, presentiamo un sistema completamente automatico ed estremamente versatile in grado di testare contemporaneamente multi-cognitive comportamenti e registrare le attività neuronali per i roditori.

Un sistema completamente automatizzato ed altamente versatile per test multi-funzioni cognitive e di registrare le attività neuronali in roditori

L'attuale studio valuta una nuova procedura per la valutazione degli effetti di rinforzo delle soluzioni appetibili in topi di laboratorio: intraorale auto-amministrazione. A tal fine, rispondendo operante (cioè leva pressione) per gli infusi endorali di soluzioni dolci a diverse concentrazioni è stata misurata sui rapporti continui e progressivi orari di rinforzo.

Una nuova procedura per valutare le proprietà di rinforzo di Tastants nei ratti di laboratorio: operante intraorale autosomministrazione

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.

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

Viene proposto un protocollo completamente automatizzato per roditori condizionamento operante. Il protocollo si basa su un preciso controllo temporale degli eventi comportamentali per indagare in che misura influenza il controllo dell'attività sottostante neurale integrazione sensomotoria e di controllo cognitivo esperimenti.

Un completamente automatizzata Roditore condizionata Protocollo per Sensomotoria Integrazione e esperimenti di controllo cognitive

La capacità di valutare le funzioni esecutive come la flessibilità comportamentale nei ratti è utile per studiare la neurobiologia della cognizione sia negli animali intatti che nei modelli di malattia. Qui descriviamo le attività automatizzate per valutare il cambiamento di strategia e l'apprendimento inverso, che sono particolarmente sensibili alle interruzioni nelle reti corticali prefrontali.

Procedure operante per la Valutazione di flessibilità comportamentale in Rats

Questo articolo introduce un apparato di t-labirinto automatizzato che abbiamo inventato e un protocollo basato su questo apparecchio per l'analisi decisionale basato su ritardo e sforzo processo decisionale nei roditori di movimento liberi.

Un t-labirinto automatizzato basato apparato e protocollo per l'analisi basate su ritardo e sforzo decisionale nei roditori in movimento libero

Presentiamo tre protocolli che valutano le diverse forme di impulsività nei ratti e altri piccoli mammiferi. Le procedure intertemporali valutano la tendenza a sconto il valore dei risultati in ritardo. Rinforzo differenziale di tassi bassi e caratteristica negativa discriminazione valutare capacità di inibizione di risposta con e senza punizione per risposte inadeguate, rispettivamente.

Tre procedure di laboratorio per valutare diverse manifestazioni di impulsività in ratti

Questo modello di conflitto viene utilizzato per misurare il danno di controllo inibitorio dopo l'esposizione a sostanze d'abuso, o altri fattori che possono influenzare il controllo inibitorio. Uno stimolo sessuale e un ostacolo che ha avversione sono presentati simultaneamente, così ratti maschii hanno conquistare l'ostacolo per approcciare la ricompensa sessuale.

Un modello di conflitto di ricompensa in cerca di comportamento in ratti maschii

Eventi di vita stressanti compromettono la funzione cognitiva, aumentando il rischio di disturbi psichiatrici. Questo protocollo illustra come lo stress influisce sulla flessibilità cognitiva utilizzando un paradigma automatizzato di cambiamento della strategia operante nei ratti Sprague Dawley maschi e femmine. Vengono discusse aree cerebrali specifiche alla base di particolari comportamenti e viene esplorata la rilevanza traslazionale dei risultati.

Valutazione degli effetti dello stress sulla flessibilità cognitiva utilizzando un paradigma di cambiamento della strategia operante

Viene presentato un sistema per l'acquisizione di dati da sessioni di comportamento individuale auto-avviate all'interno di un ambiente di gabbia di colonia sociale. L'efficacia di questo sistema è dimostrata utilizzando una valutazione automatizzata della portata qualificata, che consente la caratterizzazione di disturbi motori post-ictus, potenziali alterazioni comportamentali legate alla motivazione, variazioni circadiane e altre variabili dipendenti innovative.

Raccolta di dati comportamentali sui ratti auto-avviati per caratterizzare i deficit post-ictus

Impara un protocollo operante per valutare l'analisi costi-benefici nei ratti maschi adulti utilizzando un labirinto a T. Questo metodo permette di studiare i processi decisionali e le correlati neurali nella corteccia cingolata anteriore.

Protocolli dell'operatore per valutare l'analisi costi-benefici durante la risoluzione rinforzato dai roditori

Esplora altri video