Procedure di addestramento comportamentale per la realtà virtuale con testa fissa nei topi

Questa ricerca esplora metodologie dettagliate per l'addestramento di topi in ambienti di realtà virtuale, concentrandosi in particolare sulla navigazione lineare su tracce e su complesse attività di labirinto a Y. Mira a colmare le lacune nei protocolli di formazione in realtà virtuale e a valutare la capacità dei topi di eseguire comportamenti decisionali complessi all'interno della realtà virtuale. Il protocollo affronta le lacune nelle metodologie dettagliate di formazione in realtà virtuale per i topi, tra cui l'integrazione delle procedure chirurgiche, la restrizione dei fluidi e la configurazione del sistema. Fornisce inoltre un quadro per l'implementazione di compiti comportamentali complessi, migliorando la coerenza sperimentale e facilitando l'adozione della realtà virtuale per studi comportamentali e cognitivi sfumati nei topi.

Questo protocollo VR consente un controllo preciso delle condizioni sperimentali e riduce al minimo il rumore correlato al movimento, consentendo un'analisi comportamentale dettagliata e registrazioni neurofisiologiche nei topi con testa fissa. Supporta anche la complessità progressiva dei compiti, migliorando lo studio di comportamenti intricati e processi cognitivi che altri metodi potrebbero non catturare efficacemente.

[Narratore] Per cominciare, stabilisci i pesi di base per i topi una settimana dal giorno dell'intervento di impianto della barra per la testa. Nei giorni uno, due e tre, fornisci ai topi rispettivamente 15, 10 e cinque millilitri di acqua per 100 grammi di massa corporea. Inizia ad abituare i topi al tapis roulant sferico introducendoli anche alla regolazione dei fluidi per associare il tubo da leccare alla ricompensa attraverso una motivazione fisiologica correttamente sincronizzata. Il primo giorno, maneggia i topi per cinque minuti dopo averli pesati. Afferra delicatamente l'impianto della barra per la testa mentre sono nella loro gabbia per familiarizzare con questa manipolazione. Introduci i topi nell'area in cui è ospitato il sistema di realtà virtuale per consentire loro di anticipare l'ambiente spaziale in cui si svolgeranno le prove sperimentali. Il secondo giorno, maneggia di nuovo i topi per cinque minuti. Fissare la barra della testa al supporto e consentire ai mouse di familiarizzare con il tapis roulant sferico per 5-20 minuti, su una pista che si ripete all'infinito o senza il programma software attivato. Il terzo giorno, dopo aver maneggiato i topi per cinque minuti, attaccali saldamente al tapis roulant sferico con cuscino d'aria e introducili alle ricompense liquide attraverso il tubo della ricompensa. Prima di posizionare il mouse, estendi il tubo di ricompensa centrato con una piccola goccia di ricompensa sulla punta. Sollevare il tubo di ricompensa da 5 a 15 millimetri sopra il tapis roulant sferico in modo che leccare il beccuccio richieda una postura naturale della testa rivolta in avanti. Per fissare la testa del mouse, posizionare il mouse sul lato dominante del gestore del tapis roulant sferico. Usando la mano dominante del conduttore, tirare il mouse per la barra della testa verso la piattaforma di fissaggio della testa. Quindi posizionare la barra della testa nella fessura destinata al fissaggio e utilizzando la mano non dominante del conduttore, fare clic sulla barra della testa in posizione. Ora allinea il piano sagittale medio del topo con il centro del tapis roulant sferico. Assicurarsi che le zampe posteriori del topo non siano a più di 11 centimetri dall'apice del tapis roulant sferico e che la testa sia dietro l'apice. Verificare che tutte e quattro le zampe tocchino il tapis roulant e che l'addome possa toccare il tapis roulant quando il mouse è a riposo. Inoltre, assicurati che qualsiasi preferenza laterale osservata nel mouse non sia dovuta a un'asimmetria nel modo in cui l'animale è montato sulla palla. Per guidare il mouse verso il tubo da leccare esteso, utilizzare il metodo kiss-it in cui il mouse viene manovrato delicatamente fino a quando la sua bocca non tocca quasi la punta del beccuccio. Quando i topi ricevono le ricompense, imposta la durata del tubo di ricompensa esteso su un secondo. Una volta che i topi si sono acclimatati al paradigma sperimentale, eseguire una sessione giornaliera di 30 minuti in cui i topi si muovono lungo un corridoio virtuale lineare a partire da un metro di lunghezza. Dopo aver raggiunto la fine del corridoio e aver ricevuto la ricompensa della goccia di zucchero, teletrasporta i topi al punto di partenza. Documentare le registrazioni giornaliere dei dati con data e ora riguardanti il recupero della ricompensa e la distanza percorsa dai topi sul tapis roulant sferico per ulteriori analisi. Nel paradigma del labirinto a Y, assicurati che i topi navighino verso un punto di scelta in cui due braccia si estendono con un angolo di 45 gradi in entrambe le direzioni, formando una forma a Y. Disattiva la rotazione dal punto iniziale del labirinto fino a raggiungere il punto di scelta, con due bracci con caratteristiche visive diverse. Quindi attivare la rotazione all'interno della zona di decisione per consentire al mouse di ruotare verso la direzione desiderata. All'ingresso nel braccio che porta alla zona di ricompensa, disattiva nuovamente la rotazione. Addestra i topi a navigare verso il braccio nero per ottenere una ricompensa di zucchero, con ogni prova che si conclude con il teletrasporto dei topi alla posizione di partenza. Mescola casualmente la posizione della ricompensa tra i lati sinistro e destro per assicurarti che i topi associno la ricompensa a segnali visivi piuttosto che a un lato specifico. Il numero di ricompense acquisite dai topi è aumentato progressivamente con l'apprendimento delle diverse lunghezze della traccia nell'attività VR, con velocità più elevate osservate all'aumentare della lunghezza della pista. Un notevole aumento della velocità media è stato osservato all'aumentare della lunghezza della pista. Il labirinto a Y ha mostrato prestazioni superiori alle possibilità per giorni. Tuttavia, solo un sottogruppo è riuscito a passare alle fasi di discriminazione più difficili.