自動化における遅延および努力ベース無料移動齧歯動物における意思決定を分析するための装置およびプロトコルのベース

従来のT迷路は、遅延と労力に基づく意思決定の両方をテストするために使用できます。現在の研究では、自動フードデリバリー、ドア管理、アーム選択録音を備えたT迷路装置を発明しました。ここでの私たちのプロトコルは、げっ歯類の意思決定能力を分析しながら、研究者の時間と労力を劇的に節約できます。

このプロトコルは、意思決定手順の根底にある主要な神経回路と分子は何か、精神疾患における意思決定の欠陥の根底にある神経病理学的原因は何かなど、意思決定分野における重要な質問に答えるのに役立ちますか?このプロトコルの意味は、多くの患者が意思決定の困難さや欠陥を示しているため、神経精神疾患の治療にまで及びます。マウスを迷路に慣れさせるのは、1日10分、合計5日間です。

慣れている間は、すべての迷路のドアを開けたままにしてください。初日は、餌のペレットを迷路全体に散らばらせます。次に、マウスを T 迷路のスタート ボックスに 4 人ずつのグループで配置し、マウスが迷路を 10 分間探索できるようにします。

2日目と3日目は、2つのゴールアームに沿ってペレットを散らします。マウスが迷路を10分間探索できるようにします。最後に、慣れの4日目と5日目に、ペレットを2つのゴールボックスのフードディスペンサーのすぐ近くとところに置きます。

マウスが迷路を10分間探索できるようにします。強制アームエントリーフェーズでは、制御ソフトウェアパラメータの設定から始めます。期間を 900 秒に設定します。

デフォルトの開始遅延時間を 3 秒に、ペレット番号を LRA の場合は 1 に、HRA には 4 に設定し、遅延時間を 0 秒に設定します。個々のマウスのIDをソフトウェアに登録し、個々のマウスのHRAの位置を左側または右側に登録します。次に、実験インターフェースウィンドウに入り、マウスをスタートボックスに入れ、リモコンのスタートボタンを押してトレーニングを開始します。

各試行中、片方のアームに通じるドアのみが開いており、反対側のアームのドアは開かず、ドアは動物の位置に応じて自動的に開閉することに注意してください。ここでは、マウスを1回目の試行で左側のHRAに入力して4個のペレットを食べさせ、2回目の試行で右側のアームに1個のペレットを食べさせることを強制しました。このフェーズにより、マウスはHRAとLRAの位置を学習できます。

フリーアームのエントリーフェーズでは、強制エントリーフェーズと同じ方法を使用してパラメーターを設定します。マウスをスタートボックスに置き、スタートボタンを押してから、マウスがHRAまたはLRAのいずれかの片方のアームを自由に選択できるようにします。まず、HRA の遅延時間を 1 日目、2 日目、3 日目にそれぞれ 5 秒、10 秒、15 秒に設定します。

フェーズ番号を設定します。他のすべてのパラメータは、強制アームエントリフェーズと同じ方法で設定します。マウスが HRA または LRA のいずれかの片方のアームを自由に選択できるようにします。

ここに示す2つの試験では、マウスは最初の試行でLRAを選択し、2番目の試行でHRAを選択しました。次に、努力ベースの意思決定テストでは、HRAの障壁を紹介します。マウスがHRAまたはLRAのいずれかのアームを自由に選択できるようにします。

ここでは、ネズミはより高い報酬を得るために障壁を登ることを選択しました。実験終了後、制御ソフトウェアからデータと結果を取得します。データフォルダですべての実験データを探します。

最後に、結果フォルダ内の項目、期間、試行回数、HRA選択番号、LRA選択番号、HRA選択率、LRA選択率、LRA選択率、総移動距離、および各動物IDの合計ジャンクション時間を確認します。ここに示す結果は、内側手綱アブレーションマウスとその同腹仔である野生型対照マウスとの間の遅延および努力に基づく意思決定能力の違いを示しています。遅延に基づく意思決定テストでは、遅延時間が5秒の場合、遺伝子型の主効果は有意ではありませんでした。しかし、遅延時間を10秒と15秒に延長すると、内側手綱アブレーションマウスはCTマウスと比較してHRA訪問の割合が有意に減少したことを示しました。

最後に、努力に基づく意思決定テストでは、HRAにバリアが配置された場合、HRAの左右の局在に関係なく、内側手綱切除マウスのHRA訪問の割合が有意に減少しました。この手順を試行する際は、げっ歯類がタスクを実行する動機を確保するために、すべてのトレーニング手順で食物制限を行う必要があることを覚えておくことが重要です。さらに、ペレットを乾燥させるために、小さなサイズの10ミリグラムのペレットを使用し、フードディスペンサーでシリカゲルを使用することを忘れないでください。

この手順に続いて、in vivo電極記録、光ファイバーイメージング、光遺伝学操作、マイクロダイアリシスなどの他の方法を実行して、追加の質問に答えることができます。たとえば、遅延や努力の割引による特定の細胞集団の興奮性の動的変化や、意思決定中の神経ペプチド、神経伝達物質、ホルモンの動的変化などです。一言で言えば、私たちが開発した現在のセットアップとプロトコルにより、研究者は完全な自動化、標準化、および高スループット能力で、げっ歯類の意思決定を効率的に分析することができます。本発明は、生理学的および病理学的疾患の意思決定の根底にあるメカニズムの解明に役立つと考えています。