Name: 바닥 투사 미로를 사용하여 녹음 신경 활동에 대한 자동화 된 시각인지 작업 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-20T22:45:00.000+00:00
Duration: 11 min 15 s
Description: 배우세요 바닥 투사 미로를 활용한 쥐의 자동화된 시각인지 작업 및 동시 신경 기록 기법입니다. 이 방법은 학습, 기억, 주의의 신경 메커니즘을 정밀하게 연구할 수 있게 합니다.

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이 작품은 NSF IOS 1,146,334, NSF EFRI 0,937,848, DARPA N66001-10-C-2010 및 RDB에 NSF IOS 0,522,220에 의해 지원되었다. 우리는이 원고의 준비를 도와 Plexon Inc의에서 스테이시 하얏트 감사합니다.

모든 절차는 브라운 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회의 지침에 따라했다. 1. 시스템 개요 비디오 추적 시스템은 주어진 작업에 쥐의 진행 상황을 모니터링하기 위해 행동 제어 시스템과 상호 작용, 제어 자극 프레 젠 테이션을 대상 행동을 평가하고 쥐의 진행 상황에 따라 보상을 제공합니다. 생체 전기 생리학 기록 시스템 이벤트 관련 분석을위한 신경 데이터를 수집합니다. (그림 1A). <ol><li> 바닥 프로젝션 미로 <ol><li> 바닥 프로젝션 미로 2는 무색 투명 플렉시 유리 바닥 벽이없는 오픈 필드 (147.3 cm X 111.8 cm) (0.6 cm 두께)이다. 바닥의​​ 밑면은 단 초점 프로젝터를 사용하여 후방 영사에 플렉시 유리 조각의 두 번째 사각형 (147.3 cm X 111.8 cm × 1.25 cm)를 통해 뻗어 유니티 게인 듀얼 비전 직물 화면입니다. </li><li> 프로젝터를 연결합니다행동 시스템 PC의 비디오 카드에. 양극 처리 된 알루미늄 프레임을 사용하여 플렉시 유리, 스크린 직물, 및 프로젝터를 잡습니다. </li><li> 오버 헤드 카메라와 쥐에 ICS 및 headstage의 사슬을 인터페이스에 도르래 시스템을 마운트 오버 헤드 양극 처리 된 프레임을 설치합니다. 참고 : 프리 앰프에 전기 연속성과 지상을 보장하기 위해 바닥 투사 미로 오버 헤드 프레임을 들고 프레임을 연결합니다. </li></ol></li><li> 비디오 추적 <ol><li> 기록, 추적 및 단계 1.2.2 하나의 오버 헤드 카메라로 실시간 영상을 분석 할 수 있습니다. </li><li> 쥐를 모니터링 할 수있는 오버 헤드 양극 처리 된 알루미늄 프레임에 오버 헤드 카메라 (표준 VGA, 80 fps)를 장착 </li><li> 쥐의 위치를​​ 모니터하거나, 자동화 추적 시스템과 쥐의 형상의 중심을 추적하기 위해 래트의 headstage 장착 발광 다이오드 (LED) 중 하나를 사용한다. </li><li> ONL 위치 데이터를 분석하는 시네 플렉스 기본 동작 모듈을 사용하여또한, 오프라인 및 추가 오프라인 분석에 대한 데이터 파일을 저장한다. 참고 : 우리는 쥐의 위치를 추적하고 분석, 기록하는 시네 플렉스 행동 연구 시스템 3.4.1을 사용합니다. 시네 플렉스 추적 모듈은 쥐를 추적하는 데 사용됩니다. 동물의 진행을 효과적으로 추적, 작업의 의미가 미로의 해당 위치에 2 차원 공간에서 영역을 만들 시네 플렉스 기본 동작 모듈을 사용합니다. 영역 시퀀스로 결합 할 수 있습니다 (예 : 영역 및 서열의 이행에 항목으로) 시네 플렉스 논리 이벤트는 쥐가 이벤트에 대한 기준을 만족하는 경우, 해당 이벤트가 참이되도록 할당됩니다. 행동 시스템에 superport 입력 카드를 통해 디지털 출력 인터페이스와 이벤트를 지정합니다. </li></ol></li><li> 완전 자동화 된 행동 제어 시스템 <ol><li> 행동 테스트 분야 : 바닥 투사 미로의 행동 작업에 적합한 모양의 시험 무대를 사용합니다. 가 구성NA는 광택이없는 흰색 아크릴을 사용하고 바닥 투사 미로에 직접 배치합니다. 참고 : 크기가 사용 행동 작업에 대한 사용자 정의 할 수 있습니다. 벽은 일반적으로 높이 45-50cm 있습니다. 여기에서 우리는 (나비 넥타이 미로의 치수 그림 1B) 세션에서 수행 시험의 수를 최대화하기 위해 양면 테스트 경기장 (나비 넥타이 미로 12)를 사용합니다. 이스트 이미지 영역, 웨스트 이미지 영역, 동 시험 준비 공간, 웨스트 시험 준비 지역 (그림 1C) : 시험 분야는 추적 소프트웨어에 정의 된 네 개의 지정 영역이 있습니다. </li><li> 행동 체계 : MED-PC의 IV 소프트웨어에 의해 제어되는 행동 인터페이스 시스템 (부록 참조) 사내 MEDstate 표기법으로 작성된 프로그램을 실행합니다. 작업하는 동안 쥐의 진행 상황을 추적 이미지 프리젠 테이션을 제어, 오디오 신​​호를 전달하고 보상을 제공하는 시네 플렉스 행동 시스템에서 이벤트를 사용합니다. <ol><li> 시간 성을 확보하기 위해 옴니 플렉스 디지털 입력에 superport 출력 카드 인터페이스오프라인 PlexControl 소프트웨어 환경에서 겟앰프드 행동 이벤트 발생을 분석한다. 프로그램 가능한 오디오 생성기를 사용하여 청각 신호를 실행합니다. 참고 : 필요한 경우 여기에 제시된 장치에서 행동 이벤트 데이터 전송 보드를 통해 타사 장비 (optogenetic 자극에 대한 예를 들어 레이저)를 조작 할 수 있습니다. </li><li> 집 테이블 탑 인터페이스 캐비닛의 superport 출력 카드, superport 입력 카드와 프로그램 오디오 발전기. 탁상 캐비닛에 설치된 DIG-700F 디코더 카드를 사용하여 퍼스널 컴퓨터 (PC)에 설치 DIG-704PCI-2 PCI 카드를 카드 인터페이스. </li><li> 프로그램 두개 자기 자극의 자극을 사용하여 쥐에 양극성 구형파 ICS를 제공합니다. PHM152의 COM 카드를 통해 PC에 자극 장치를 연결합니다. 추천 ICS​​ 매개 변수 : 펄스 1, 2 시간 : 500 마이크로 초, 지연 펄스 1과 2 사이 : 500 마이크로 초, 주파수 : 100 Hz에서. 참고 : ICS 전달작업하는 동안 자동화되어 있지만 수동으로 SmartCtrl 모듈과 인터페이스 프로그램 버튼 상자를 사용하여 전달 될 수있다. </li></ol></li></ol></li><li> 신경 데이터 수집 시스템 <ol><li> 확인 바닥 투사 미로 프레임과 ICS 시스템은 신경 녹음에 전기 노이즈를 최소화하기 위해 옴니 플렉스 신경 데이터 수집 시스템의 프리 앰프에 접지된다. </li><li> 동시에 신경 데이터를 수집, 오프라인 데이터 파일의 행동 시스템에서 복합 상영관과 행동 이벤트 플래그의 위치 좌표를 분석한다. </li></ol></li></ol> 2. 동물 준비 <ol><li> 동물 <ol><li> 순진 이십이일 세 남자 긴 에반스 쥐를 얻습니다. </li><li> 한 쌍의 쥐를 수용하고 1 주간 동식물 사육장에 순응 할 수 있습니다. </li><li> ~ 5 분 동안 매일 쥐를 처리합니다. </li><li> 쥐가 250-275그램에 도달하면, 자신의 무료 공급 무게의 85~90%에 자신의 체중을 유지하는 식품 일정을 시작합니다. 대상 우리쥐가 350g에 도달 할 때까지 ights 10 G / 월 단위로 증가합니다. </li><li> 단독 주택 쥐와 자극과 기록 전극을 이식하는 수술을 시작하기 전에 적어도 1 주 동안 식품 일정을 계속합니다. </li></ol></li><li> 외과 이식 표준 무균 조건과 제도 및 규제 지침에 따라 수술 절차를 수행합니다. <ol><li> 이소 플루 란과 쥐를 마취. </li><li> 청소 및 브레 그마 및 람다의 식별을 위해 두개골을 나타 내기 위해 두피에 절개를합니다. </li><li> 관련 좌표 craniotomies을 확인합니다. </li><li> 두개골 고정 나사를 붙입니다. </li><li> 다음 좌표를 사용하여 MFB에 ICS 전극의 끝을 내립니다 : 전후면, 브레 그마에서 -2.7 mm를, 측면, 1.8 mm를 ±; dorsoventral, 두개골 표면에서 -8.5 mm입니다. 두 번째 ICS 전극은 전극 고장의 경우 백업으로 반대 반구에 이식 할 수 있습니다. </li><li> t에 ICS 전극을 고정골 시멘트를 가진 그는 두개골과 고정 나사. 받침대 전극 (자극 전극에 플라스틱 하우징) 시멘트하지 마십시오. </li><li> 관심의 사이트에 기록 전극을 낮추고 뼈 시멘트로 장치를 고정합니다. </li><li> 멀리 기록 장치로부터 ICS 페데스탈을 위치시키고 뼈 시멘트 앵커 나사에 ICS 전극 및 기록 장치를 고정. </li><li> 성형 프로토콜 습관을 시작하기 전에 7 일 이상 복구 할 수 있습니다. </li></ol></li></ol> 3. 행동 형성 : 초기, 중간, 그리고 늦은 형성 (그림 2) : 일반 형성은 세 단계로 구성되어 있습니다. 참고 : 초기 및 중간 형성의 목적은 각 시험에 대한 준비 지역 고정 &#39;준비 자세&#39;를 유지하고, 세션에서 다양한 시험을 수행하기 위해 쥐를 양성하는 것입니다. 행동 형성을 반 자동화 그래서 교육은 쥐의 개인의 학습 속도에 적용 할 수 있습니다. ONCEA 쥐가 정확하고 공정한 행동 제어를위한 완전 자동화 된 프로토콜 (그림 2)에 쥐를 전송하는 목적으로 특정 형성 (늦은 형성을) 태스크를 진행, 성공적인 &#39;준비 자세&#39;를 유지하고있다. <ol><li> 초기 형성 (그림 2A) <ol><li> 1 일 : 장비가 후 식민지로 돌아에 전환과 함께 10 분 동안 행동 방에 쥐를 길들. </li><li> 주 2 : 1 단계를 반복 한 다음 10 분 동안 테스트 분야에 동물을 길들. </li><li> 3 일 : 쥐에 ICS 및 headstage의 테더를 연결하고 10 분 동안 테스트 분야에 쥐를 길들. </li><li> 4 일 : 비공식적 인 장소 환경 조절 프로토콜을 사용하는 장소의 환경을 설정하는 가장 ICS 진폭을 결정합니다. 펄스 1, 2 진폭을 적정한다. 전형적인 진폭 값은 20 ~ 80 μA이다. </li><li> 5 일에서 : I와 함께 준비 지역과 동쪽과 서쪽 이미지 프리젠 테이션을 연결하는 쥐를 훈련 ICS 보상을 제공CS 보상. 쥐가 동양과 서양의 이미지 영역 사이에 교류 될 때까지 계속합니다. </li></ol></li><li> 중급 형성 (그림 2B). <ol><li> 재판의 시작을 알리기 위해 백색 소음 (50dB)을 소개합니다. 쥐가 준비 지역을 입력하면 백색 잡음의 전원을 끄십시오. </li><li> 준비 영역에 항목에 대한 ICS 전달을 자동화하고, 성공적인 &#39;준비 위치를&#39;완료하십시오. 항목과 행동을 강화하는 성공적인 &#39;준비 자세&#39;에 ICS 전달의 확률을 조정합니다. 참고 : 성형하는 동안 개별 쥐의 성능에 맞게 수동으로 보상 확률을 조정합니다. 준비 영역에 항목에 대한 보상 확률을 감소하고 성공적인 준비 위치를 유지. 성공적인 &#39;준비 위치를 이행하기위한 보상의 추천 최종 확률은 10 %입니다. 쥐가 모두 올바른 선택에 대한 보상을하고 있습니다. </li><li> 짧은 &#39;준비 자세&#39;기간 (예를 들어 200 밀리 초)로 시작합니다. 점차적으로 &#39;준비 자세&#39;경질을 증가100 밀리 단계 행사 상황. </li><li> 쥐가 재판을 다시 시작해야합니다, 그래서 쥐가 중간에 &#39;준비 자세&#39;를 파괴하면 화이트 노이즈를 켭니다. </li><li> 쥐가 최대 1,200 밀리의 &#39;준비 자세&#39;에 들고 때 늦은 형성로 이동합니다. </li></ol></li><li> 늦은 형성 (그림 2C). 참고 : 늦은 형성에 훈련하는 것은 쥐가 수행하는 작업에 따라 다릅니다. 모든 작업 매개 변수의 정확하고 공정한 컨트롤이 형성 단계에서 훈련을 자동화하지만 수동으로 ICS의 보상을 제공 할 수있는 유연성을 유지한다. 두 가지 작업에 대한 교육 프로토콜이 설명되어 있습니다. <ol><li> 시각 biconditional 차별 (vBCD) 작업 : 간단한 모양과 휘도 discriminence에 쥐를 훈련하는 독특한 시각적 자극을 사용합니다. <ol><li> 백색 잡음을 설정하여 시험을 시작합니다. </li><li> 1,200 밀리 초 - 무작위로 700의 &#39;준비 자세&#39;대기 시간을 부과. </li><li> 성공적인 &#39;준비 PO를 강화하기 위해 필요한 경우 수동으로 ICS를 제공sitions &#39;. </li><li> 이미지 프리젠 테이션 영역에서 이미지의 쌍을 제시한다. 의사 난수 화상 영역의 좌측 또는 우측에 올바른 화상을 제시한다. </li><li> 올바른 응답을 ICS를 제공하고 바닥을 취소합니다. 쥐가 올바른 이미지가 위치하는 영역에 진입 할 때 올바른 응답이 등록된다. 훈련 첫 날에만, 잘못된 응답 방어벽의 백색 잡음의 75dB 버스트를 실행합니다. </li><li> 잘못된 재판 후 보정 시험을 실행합니다. 교정 시험은 이전의 잘못된 재판으로 동일한 매개 변수 (왼쪽 또는 오른쪽 측면과 &#39;준비 자세&#39;지연)가있다. </li><li> 쥐가 성공적 간단한 판별을 실행할 수있다 일단 biconditional 판정 규칙을 훈련하는 다른 바닥 패턴을 소개한다. </li><li> 상황에 맞는 역할을하는 이미지와 두 가지 바닥 패턴의 새로운 쌍을 제시한다. 올바른 이미지가 바닥 패턴에 따라 조건이며, 검은 역 예바닥이 회색 바닥 (그림 3C) 스트라이프 때 흰색 원이 올 때 R은 올바른 것입니다. </li><li> 의사 난수 바닥 패턴과 시련이 카운터 것을 보장 각 시험에 대한 올바른 이미지의 위치 (왼쪽 또는 오른쪽)에 할당합니다. </li><li> 시험 매개 변수는 이전 시험과 동일한있는 잘못된 재판 후 보정 실험을 구현합니다. </li></ol></li><li> 시공간주의 (VSA) 작업 : 경기장에서 정의 된 공간 위치에서 현재 조명 흰색 원이 대상 원의 공간 위치에 접근하는 쥐를 훈련. 참고 :이 작업을 위해 경기장은 동쪽과 서쪽 이미지 영역에서 서로 다른 공간 위치에 회색 원이 있습니다. 성공적인 &#39;준비 자세&#39;후 대상 원 (하얗게) 조명하고, 쥐가 그 대상 위치 (그림 3B)를 접근해야합니다. <ol><li> 무작위 1,000-1,60의 &#39;준비 자세&#39;대기 시간을 부과시험 기준에 의한 시험에서 0 밀리 초. </li><li> 성공적인 &#39;준비 위치&#39;를 강화하기 위해 필요한 경우 수동으로 ICS를 제공합니다. </li><li> &#39;현재 위치&#39;종료 후, 무작위로 회색 원 중 하나를 밝히는. </li><li> 쥐가 조명 원의 영역을 입력하면 ICS를 제공합니다. </li><li> 조명을 끄고 반대 (동쪽 또는 서쪽) 측에서 다음 시험을 시작. </li><li> 재판 (원을 조명 한 후 5 초) 종료 될 때까지 쥐가 접근 할 때까지 또는 늦게 형성의 시작에서, 원을 조명. 수정하거나 누락 시험 중 하나를 각 시험 점수. 누락 시험의 경우, 전체 층 (흰색 바닥 제시)를 조명하고 더 보상은 다음 시험 때까지 사용할 수 없습니다. </li><li> 쥐의 성능은 80 % 정확한 도달 할 때, 원은 1 초까지 계속 켜져있는 시간을 감소시킨다. 쥐 선택을 5 초 있습니다. </li><li> 잘못된 재판에 대해 보상하지 않습니다. 다음 시험을 시작합니다. </li><li> 만약 누락 트라이알은 바닥을 조명​​하고 새로운 시도를 시작합니다. </li><li> 80 %에서 더 정확한 대상 원 500 밀리 초에 조사되는 시간을 감소시킵니다. </li><li> 무작위로 각 시험하기 전에 대상 위치를 선택합니다. 전체 바닥이 그 재판의 끝을 신호로 점등하기 전에 쥐 선택을 5 초를 할 것입니다. </li><li> 잘못되거나 누락 시험에 대해 보상하지 않습니다. 쥐 경기장의 반대편에 새로운 시도를 시작해야합니다. </li><li> 주 : 추가 원이 추가 작업의 어려움을 높이기 위해 각각의 이미지 영역에 추가 할 수있다. </li></ol></li></ol></li></ol>

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우리는 공식적으로 바닥 투사 미로에 완전히 자동화 된 복잡한 시각인지 적 업무에 쥐를 훈련하는 프로토콜을 설명합니다. 바닥 프로젝션 미로는 2 선택 시각적 차별 작업 1의 성능 동안 postrhinal 피질의 객체 위치 접속사 및 오류 신호의 신경 상관 관계를 설정하는 데 성공적으로 사용되어왔다. 행동 성형 프로토콜이 개별 쥐의 학습 속도에 맞게 적용 할 수 있도록 변경할 수 있도록 설계된다. 행동 시스템 용으로 작성된 사용자 지정 코드는 실험이 훈련 도중 중요한 단계에서 자동화 된 ICS 전달의 가능성을 제어 할 수 있습니다, 예를 들어 &#39;준비 자세&#39;를 교육. 또한이 코드는 동안 프로그램 버튼 상자를 사용하여 ICS를 수동으로 전송을 허용해야합니다. 초기 형성의 목적은 행동을 강화하는 보상 제공을 위해 효과적인 ICS 자극을 설정하는 것입니다. 우리는 STI를 주입하는 것이 좋습니다 가능하면한 반구의 효과 자극의 경우 양측 MFB에 전극을 mulating. 우리의 경험은, 그러나, 이식 ICS 전극 보람 자극을 제공 할 기능되었는지 거의 모든왔다. 중간 성형 단계는 준비 지역 &#39;준비 자세&#39;를 유지하기 위해 쥐를 훈련을 위해 중요하다. &#39;준비 자세&#39;에서 쥐의 코를 선택 이미지가 표시됩니다 이미지 분야를 가리키는 고정해야합니다. &#39;준비 자세&#39;는 이미지가 나타날 때 제어, 쥐가 이미지와 쥐가 이미지를 볼있는 거리에 접근되는 방향. 우리는 쥐의 머리가 행동의 더 나은 제어 및 목표 이미지 프리젠 테이션을 좀더 정확히 가리키는 방향을 모니터링하는 쥐의 headstage에 장착 된 추적 LED를 추천합니다. ICS 수동 배송은 해당 &#39;준비 자세 &amp; #을 유지하기 위해 쥐를 훈련을 발행 할 수 있습니다8217;. 쥐가 각 시험에서 만족 &#39;준비 위치&#39;를 유지하는 경우, 늦은 형성 교육은 특정 작업입니다. 늦은 형성에 쥐가 주어진 작업을 수행하기 위해 특정 규칙을 배우고 훈련을하고 있습니다. 이 방법은 행동 형성하는 동안 빠른 학습의 결과로 쥐에 즉각적인 피드백을 제공하고, 자동화 된 작업에 신경 데이터를 수집 할 때 더 많은 세션에서 시험을 완료로 우리는 보상 전달의 우리의 방법으로 ICS를 사용합니다. ICS 우편 그러나 신경 레코딩 전기 아티팩트가 발생하고, 연속 또는 LFP multiunit 데이터를 분석하는 데 문제가 될 수있다. 전기 아티팩트 주변 간격은 종래의 연속 데이터 분석 신경 기록 데이터 파일에서 오프라인으로 제거 될 수있다. 하이 패스 필터링 스파이크 데이터의 ICS에서 베타 유물은 쉽게 하나의 스파이크를 분석에 영향을주지 않고 오프라인으로 제거 할 수 있습니다. 바닥 투사 미로에 대한 프로토콜의 미래 최적화 optogen를 사용하여 포함전기 자극과 관련된 유물을 최소화하고 제거하기위한 내부 보상을 제공하는 ETIC 도구를 제공합니다. 바닥 프로젝션 미로 쥐의 시각적 기능에 최적화되어 있으며, 따라서 더 적합 시각적으로 안내 행동 작업입니다. 그것은 직접적인 비교 때문에 주어진 작업의 성공적인 인수를위한 고용 다른 실험 프로토콜과 기준의 다른 정의의 바닥 투사 미로와 조작 적 챔버 실험 패러다임 사이가 아니라는 점에 유의해야한다. 우리는 이전에 쥐가 이미지를 조작 적 챔버 3,10 수직으로 제시했다 다른 연구&gt; 300 시험에 비해 미로 2 층 프로젝션 50 시련 ~에 간단한 2 - 선택 시각적 차별 작업을 획득, 그러나, 보여 주었다. VSA의 작업은 (5-CSRT) 시각적 주의력을 평가하기위한 고전적인 5 - 선택 직렬 반응 작업 (13)을 모델로 하였다프로세스. 일반적으로 5-CSRT은 조작 적 챔버에서 수행하고 가벼운 플래시로 표시된 적절한 코 구멍이 구멍에 코를 찌르기를 만들기 위해 동물을 필요로합니다, 여기 VSA 작업은 동물이 남아 있어야 오픈 경기장에서 실시 경기장의 특정 위치에 고정, 대상 위치에주의를 지시하고 빛 자극이 나타날 때까지 기다립니다. 우리의 경험에서, 쥐가 바닥 프로젝션 미로에서 VSA 태스크 ~ 800 시험에 비해 5-CSRT 14 기준 (이틀 연속 75 %)에 도달 할 수 ~ 3,200 실험이 필요합니다. 바닥 투사 미로에서 수행 행동 작업의 또 다른 이점은 작업이 그것의 시선을 해결하기 위해 동물을 필요로하는 작업에 반대, 그 환경을 탐험하는 쥐의 자연적인 경향을 악용하는 대형 오픈 경기장에서 실시되는 것입니다 정지 대상입니다. 오픈 경기장 및 자유 자재로 움직이는 쥐를 이용하여의 주요 장점# 160; 층 프로젝션 미로 장치에 allocentric과 자기 중심적인 두 공간 정보는 시각 정보를 수집 할 수 있다는 것입니다. 우리의 패러다임의 또 다른 장점은 작업이 정적 인 이미지의 표현에 국한 될 필요가 있다는 것입니다. 위치 및 동적 인 시각적 자극의 특징은 향후 작업에 사용될 수있다. CINEPLEX 행동 연구 시스템의 추적 기능을 이용하여 작업 관련 뇌 구조의보다 상세한 기능의 이해를 위해 개발 될 수있다. 시각적으로 안내인지 작업과 동시에 전기 생리학 녹음을 결합, 뇌의 활동이 이러한 의사 결정과 시각적 인 차별 등의인지 과정과 관련이 방법의 근본적인 문제는 탐구 할 수있다. 시각적 안내 태스크를 사용 랫트 연구에서 연구 결과는 더 나은 인간인지 질환 치료를 제공하는 궁극적 인 목적으로 인간에게 번역 될 수있다.

비주얼 작업은 일반적 기전 학습과 기억을 검사하는 인간과 원숭이 연구에 사용됩니다. 설치류 모델은, 그러나, 더 쉽게 더 나은 제어 연구 큰 규모에 대한 연구에 액세스 할 수 있으며 더 많은 침략 전기 생리학 기술을 허용하는 추가 장점이 있습니다. 자유롭게 움직일 수있는 유전 적 조작과 같은 다른 접근 방법, 전기 생리학 녹음과 함께 쥐 정밀 메커니즘과 회로를 기본인지 과정을 대상으로하는 유용한 모델을 제공합니다. 쥐의 작업 환경과 상호 작용하는 주체를 필요로하는 반면 영장류 시각 작업은 모니터에 시각적 자극에 대한 시선을 직접 주제를 필요로합니다. 바닥 프로젝션 미로 동시에 시각적 인 자극에 참석하고있는 동안 적극적으로 환경을 탐구하는 쥐의 자연적인 경향을 이용한다. 설치류를 위해 특별히 설계된 터치 스크린 장치를 사용하여인지 작업을 허용 할쥐 모델에서 인간 3 연구 결과의 더 나은 번역. 터치 스크린은 일반적으로 작업 벽 3-7에 수직되게 이차원 시각적 자극과 함께 챔버에서 수행된다. 이 터치 스크린 작업은 대상 시각적 자극을 향해 뒤쪽으로 피사체를 요구하고 응답을 등록하는 압력 패드에 적외선 photobeam 누르거나 휴식. 해부학과 행동의 증거는, 그러나, 쥐의 행동 8-10을 안내하기위한보다 효과적으로 낮은 시각 hemifield에서 시각 정보를 처리하는 것이 좋습니다. 우리 연구소는 두 가지 차원 시각적 자극이 다시 시험 무대의 바닥에 투사되는 바닥 투사 미로 2를 이용하여인지 작업을 개발했다. 터치 스크린 장치에 비해 큰 열려있는 분야에서 작업을 수행 할 때 바닥 투영 미로 쥐를 추적 할 수 있습니다. 따라서, 기록 된 신경 활동의 공간 정보는 시각 정보의 신경 상관물 이외에 얻을 수있다D 의사 결정. 우리는 보상 11로 내측 전뇌 다발 (MFB)에 두개 자극 (ICS)를 제공합니다. 보상 전달이 방법은 음식과 음료 보상에 장점이 있습니다. 음식과 음료 보상은 동물이 수행하고 잠재적 교육 과정을 느리게 할 시험의 수를 제한, 심지어 음식 박탈 쥐에서, 포만을 초래할 수 있습니다. ICS는 작업 성능에 대한 즉각적인 피드백을 제공하는 즉각적인 보상을 제공합니다. 실질적으로 즉시 보상 빠르게 형성 및 수집 결과 및 훈련 프로토콜의 지속 시간을 감소시킨다. 또한, 시험의 큰 수는 수집 된 데이터의 양을 증가시키고, 작업 성의 문제의보다 안정적인 샘플의 결과 세션에서 완료 될 수있다. 플로어 추정치 미로를 사용하여, 우리는 복잡한인지 작업을 수행하는 래트의 거동을 형성하는 일반적인 프로토콜을 설명한다. 생의 일반적인 프로토콜은 현재의 관심과 시각적 차별 1의 신경 상관 관계를 기록하기 위해 사용하여 다양한 작업을 통해 쥐를 훈련하기위한 프레임 워크를 제공합니다. 따라서, 바닥 투사 미로는 쥐의 시각 능력에 최적화되어 있으며 인간과 인간이 아닌 영장류의 시각적 작업과 강한 비교를 허용하고 있습니다.

<table><tbody><tr><td>OmniPlex D 신경 데이터 수집 시스템</td><td>Plexon Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DigiAmp 디지털화 증폭기</td><td>Plexon Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>프레임 바닥 프로젝션 미로</td><td>80/20 Inc</td><td></td><td>15 시리즈 T-슬롯 프레이밍</td></tr><tr><td>단초점 프로젝터</td><td>NEC 디스플레이 솔루션</td><td>WT610E</td><td></td></tr><tr><td>Da-Lite 레이스 및 그로밋 스크린</td><td>Da-Lite Screen Company</td><td>81326C</td><td></td></tr><tr><td>플렉시글라스</td><td>모던 플라스틱</td><td></td><td></td></tr>스 <tr><td>SuperPort 입력 카드</td><td>Med Associates Inc</td><td>DIG-713A</td><td></td></tr><tr><td>SuperPort 출력 카드</td><td>Med Associates Inc</td><td>DIG-726</td><td></td></tr><tr><td>SmartCtrl 인터페이스 모듈</td><td>Med Associates Inc</td><td>DIG-716B</td><td></td></tr><tr><td>디코더 카드</td><td>Med Associates Inc</td><td>DIG-700F</td><td></td></tr><tr><td>PCI 카드</td><td>Med Associates Inc</td><td>DIG-704PCI-2</td><td></td></tr><tr><td>프로그래밍 가능한 오디오 생성기</td><td>Med Associates Inc</td><td>ANL-926</td><td></td></tr><tr><td>프로그래밍 가능한 두개내 자기 자극 자극기</td><td>Med Associates Inc</td><td>PHM-150B</td><td>PHM-152COM 카드</td></tr><tr><td>2 채널 전극</td><td>플라스틱1</td><td>MS303/13/SP</td><td>받침대 아래 15-20mm 절단</td></tr><tr><td>MED-PC IV 소프트웨어</td><td>Med Associates Inc</td><td>SOF-735</td><td></td></tr><tr><td>OmniPlex 소프트웨어</td><td>Plexon Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CinePlex 소프트웨어: 추적 및 기본 동작 모듈</td><td>Plexon Inc</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

바닥 투사 미로를 사용하여 녹음 신경 활동에 대한 자동화 된 시각인지 작업

Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

학습과 기억의 메커니즘을 조사하기 위해 영장류에 사용되는 신경 심리학 적 작업은 일반적으로 시각적으로인지 적 작업을 안내합니다. 우리는 다른 종과 실험 결과의 강한 비교를 허용하는 쥐의 시각 능력에 최적화 된 바닥 투사 미로 1,2를 사용하여 쥐에 대한 시각적 인식 작업을 개발했다. 학습과 기억의 신경 상관 관계를 조사하기 위해, 우리는 바닥 프로젝션 미로 1,2에 완전 자동화 된인지 적 작업으로 전기 생리학 기록을 통합했다. 동물 추적 시스템과 인터페이스 행동 소프트웨어는 이미지 프리젠 테이션의 정확한 컨트롤과 함께 동물의 행동을 모니터링 할 수 있으며, 더 나은 교육을받은 동물을위한 비상 사태를 보상. 생체 전기 생리학 기록 시스템과의 통합은 주어진인지 작업의 선택 신 (新) 시대에 신경 활동의 행동 상관 관계를 조사 할 수 있습니다. &lt;/ P&gt; 우리는 설치류 및 전기 생리학 방법과 두개 내 보상에 대한 정보를 자동 시각적 표현을 결합하는 모델 시스템을위한 프로토콜을 설명합니다. 우리의 모델 시스템은 더 나은 분리하고 특정인지 과정에 기여하는 특정 메커니즘을 식별하는 다른인지 적 작업을위한 프레임 워크로 복잡한 도구 세트를 제공합니다.

일반 성형 단계의 목표는 테스트 분야에 쥐를 적응 대상 시각적 자극의 프레 젠 테이션을위한 정지 &#39;준비 자세&#39;를 유지하기 위해 쥐를 훈련하고 올바른 시각 자극의 위치를​​ 접근하는 것입니다. 쥐가 경기장의 동쪽과 서쪽 양쪽 번갈아 될 때까지 시험 장소, 경기장 및 테더에 습관화하면 초기 형성은 일반적으로 100 ~ 150 시험을 필요로한다. 초기 형성 중에 쥐가 일반적으로 무대의 중심에있는 준비 영역을 실행하고 경기장 (그림 4A)의 경계를 탐구하는 대부분의 시간을 보낸다. 중간 성형 단계에서 쥐가 점차 600-700 시험을 필요로하는 준비 지역 고정 &#39;준비 자세&#39;를 유지하기 위해 배운다. 이 시점에서, 동물의 경로는 미로의 경계를 탐험 적은 시간 소비와 이미지 영역을 준비 지역에서 루프를 틀에 박힌 있습니다. 그러나 쥐가 정지 &#39;준비 PO를 유지하지 않습니다쥐 센터 준비 위치 (도 4b)를 통과하는 속도로 나타낸 구성비 &#39;. 중간 형성의 말, 쥐를 대상 시각적 자극에 접근하기 전에 준비 지역 고정 &#39;준비 자세&#39;를 유지한다. 쥐은 경기장 (그림 4C)의 반대편에 다음 재판을 시작합니다. 행동 제어 시스템 소프트웨어를 추적 및 신경 데이터 수집 시스템의 통합은 신경의 데이터 이벤트에 관련된 분석을 허용한다. 구동 가능한 전극 배열은 전략적으로 하나의 단위 및 지역 현장 잠재적 인 활동을 기록하기 위해 배치 할 수 있습니다. 쥐 vBCD 작업을 수행 할 때 녹음은 postrhinal 외피 실시 하였다. Perievent 히스토그램 및 래스터 플롯 postrhinal 피질 세포가 대상 시각적 자극의 개시와 바닥 패턴 (그림 5A)의 발병에 응답을 보여준다. R 후방 정수리 피질선택은 대상 화상 (도 5b)에 정의 영역을 입력하여 만들어진 때 VSA 태스크 세포 이미지 프레젠테이션에 반응하고, 수행 ATS는. 쥐가 이미지 프리젠 테이션 (그림 5C) 전에 &#39;준비 자세&#39;에있을 때 VSA 작업의 성능 동안 뒤 정수리 피질에서 지역 필드 잠재적 인 활동은 세타 범위 (~ 8 Hz) 단위로 강한 힘을 보여줍니다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig1.jpg" width="400" /> 그림 1. 실험 설정. 행동 제어 객실 A. 도식. 바닥 프로젝션 미로는 행동 방에 보관되어 있습니다. 쥐가 오버 헤드 카메라를 통해 감시된다. 컨트롤 룸은 작업을 제어하는 신경 데이터를 수집하는 장비를 전시하고 있습니다. B. 치수시네 플렉스 스튜디오의 나비 넥타이 모양의 미로. C. 화면 캡처. 영역은 사용자에 의해 정의됩니다. 논리 이벤트는 쥐의 진행 상황을 모니터링 할 행동 제어 시스템 (메드 어소)에 시네마 디지털 출력으로 전송됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig1highres.jpg" target="_blank">더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig2.jpg" /> 그림 2. 쥐를 형성 초기에 형성 단계. A. 회로도 준비 지역을 입력하는 ICS를 수신하고, 입력 동양과 서양의 이미지 영역. 목표는. B. 중간 형성이 준비 지역 고정 &#39;준비 자세&#39;를 유지하기 위해 쥐를 훈련에 초점을 맞추고 ICS 보상과이 지역을 연결하는 쥐를 양성하는 것입니다. 이미지가 ONL 제시Y 성공 &#39;준비 자세&#39;를 유지 한 후. 쥐가 늦게 형성에서 이미지 영역입니다. C.의 이미지를 접근에 대해 ICS가 계속, 쥐가 성공적으로 정지 &#39;준비 자세&#39;를 유지하고있다. 교육은 작업을 특정하고, 쥐가 주어진 작업을 수행하기 위해 특정 규칙을 배울 수 있도록 훈련한다. 번개 ICS 전달을 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig2highres.jpg" target="_blank">더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig3.jpg" /> 그림 3. A. vBCD 작업의 도식 바닥이 회색 인 경우, 블랙 스타가 보상된다.. 바닥이 스트라이프 때, 흰색 원은 보상을 B. VSA 작업의 개략도. 회색 동그라미 이미지 분야에서 대상의 위치를​​ 나타냅니다.타겟 자극 원의 하나의 짧은 (500 밀리 초) 조명 (화이트)이다. 쥐가 올바른 대상 위치를 접근에 대한 보상을하고 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig3highres.jpg" target="_blank">더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig4.jpg" /> 그림 4. 다른 성형 단계에서 수행하는 쥐 두 분 세그먼트에서. 위치 데이터를 형성하는 동안 예를 들어 경로. 동물의 속도는 열지도로 표시됩니다. 차가운 색상은 가장 느린 속도를 나타내며 뜨거운 색깔은 조기 쥐 탐구 및 후면까지 동서양 이미지 영역의 외부 벽과 준비 지역. B에서 멈추지 않는다 형성하는 동안 가장 빠른 속도. A.를 나타냅니다. 틀에 박힌 경로는 중간 쉬에 등장하기 시작APING. 경로 다시 준비 지역으로 이미지 영역으로 루프를 형성한다. 쥐가 성공적으로 준비 지역. C의 &#39;준비 자세&#39;를 유지하기 시작합니다. 쥐가 늦게 형성에 진행되면, 쥐 정지 &#39;준비 위치&#39;를 유지하고 쥐의 경로는 더 박힌 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig4highres.jpg" target="_blank">더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51316/51316fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51316/51316fig5.jpg" /> 그림 5. perievent 관련 분석의 예.. 대상 이미지 (왼쪽)의 프리젠 테이션에 다른 반응과 vBCD 작업, 바닥 (오른쪽). B의 프리젠 테이션 동안 postrhinal 피질에서 기록 된 세포. 시 후방 정수리 피질에서 기록 된 세포원 (왼쪽)의 조명에 다른 반응과 함께 VSA 작업. 대상 동그라미 (오른쪽). C를 조명하는 공간 위치를 선택한 후 발사 증가했다. &#39;준비 자세&#39;중 후방 정수리 피질에서 강력한 세타 파워를 보여주는 스펙트로. 수직 빨간색 선은 성공적으로 &#39;준비 자세&#39;와 이미지의 프레 젠 테이션의 끝을 나타냅니다. 수직 블루 라인은 재판에서 1 층의 프레 젠 테이션 vBCD 작업의 시작을 나타냅니다. 수직 녹색 선은 선택이 VSA 작업에 등록되었음을 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51316/51316fig5highres.jpg" target="_blank">더 큰 이미지를 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

우리는 바닥 투사 미로에 완전히 자동화 된인지 적 작업에 만성 전기 생리학 레코딩을위한 쥐를 훈련을 위해 프로토콜을 설명합니다.

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have ...

본 프로토콜의 전반적인 목표는 바닥 투사 미로를 이용하여 쥐를 대상으로 한 완전 자동화된 시각 인지 과제 수행 및 동시 신경 데이터 수집을 위한 최적화된 셰이핑(shaping)과 훈련 절차를 입증하는 것입니다. 이는 비디오 트래킹 및 신경 데이터 수집 시스템을, 동물의 행동에 따라 과제 관련 자극과 두개내 보상을 제공할 수 있는 행동 제어 시스템과 통합함으로써 달성됩니다. 쥐가 아레나 중앙에서 정지된 준비 자세를 유지하는 법을 학습하면, 과제 규칙에 따라 적절한 행동 반응이 요구되는 표적 이미지가 나타납니다.이벤트 주변 분석을 위한 타임스탬프가 찍힌 신경 데이터는 준비 자세, 표적 이미지 제시의 시작 및 기타 작업 관련 이벤트에 대한 신경 상관관계를 보여줍니다. 이 기술의 특징은 바닥 투사 경주가 쥐가 하단 시야 반야에서 시각 정보를 처리한다는 행동 및 해부학적 근거를 활용한다는 점입니다. 또한, 이 장치에서 설계된 작업은 환경을 탐색하려는 쥐의 자연스러운 성향을 이용합니다.마지막으로, 설치류 모델에서 인지 기능을 탐구하기 위해 시각 유도 인지 과제를 다양하게 설계할 수 있습니다. 본 연구진은 인간 및 비인간 영장류를 대상으로 수행되는 연구와의 타당성과 중개 관련성을 높이기 위해 바닥 투사 미로(floor projection maze)를 개발하였습니다. 이러한 질환들은 시각 정보 처리를 수반하기 때문에, 이 기술은 인간의 기억 및 주의력 장애를 이해하는 데 더 효과적으로 적용될 수 있습니다.바닥 투사 미로는 벽이 없는 오픈 필드입니다. 후면 투사 스크린이 장치의 바닥 역할을 합니다. 바닥에 어떤 모양의 미로 아레나든 배치할 수 있으며, 가상의 시각적 경계선을 투사할 수도 있습니다.후방 투사 스크린 바닥은 세 개의 층으로 구성됩니다. 두꺼운 직사각형 플렉시글라스 조각 위에 듀얼 비전 패브릭을 팽팽하게 펴서 고정합니다. 그 후, 스크린 재질을 보호하기 위해 패브릭 위에 얇은 플렉시글라스 층을 덮어 샌드위치 구조로 배치합니다.두꺼운 플렉시글라스 하단과 얇은 플렉시글라스 상단 사이의 스크린 소재는 가장 효과적인 이미지 투사를 가능하게 하며, 미로의 아래쪽과 측면에는 단초점 프로젝터가 배치되어 미로 바닥면의 아래쪽으로 이미지를 후면 투사합니다. Cineplex 기본 행동 모듈이 탑재된 컴퓨터에 연결된 오버헤드 카메라는 비디오 트래킹과 위치 데이터의 온라인 분석을 제공합니다. 쥐의 위치를 추적하려면 쥐의 헤드 스테이지에 LED를 부착하거나 비디오 트래킹 시스템을 사용하여 쥐 윤곽의 OID를 추적하십시오. 행동 과제를 위해 플렉시글라스 위에 배치되는 테스트 아레나는 매트 소재로 제작해야 합니다.신경 데이터 수집 시스템을 사용할 때, 전기적 노이즈를 최소화하기 위해 바닥 투사 미로와 ICS 시스템이 프리앰플리파이어에 접지되었는지 확인하십시오. 먼저 장비를 켠 상태에서 쥐를 행동 실험실에 10분 동안 적응시킨 후, 다음 날 쥐를 사육실로 돌려보냅니다. 이 과정을 반복하십시오.셋째 날 단계에서는, ICS와 헤드 스테이지 테더를 쥐에 연결하고 10분 동안 쥐를 테스트 아레나에 적응시킵니다. 넷째 날에는 비정식 장소 선호 조건화 프로토콜을 사용하여 장소 선호를 형성하기 위한 최저 ICS 진폭을 결정합니다.쥐가 ICS 보상이 발생하는 위치에 조건화될 때까지 펄스 1과 펄스 2의 진폭을 천천히 높입니다. 일반적인 진폭 값은 20에서 80 micro ampers 사이입니다. 5일째부터는 쥐가 준비 영역으로 이동하고 동쪽 및 서쪽 이미지 영역으로 진입하도록 훈련시키기 위해 ICS 보상을 제공합니다.쥐가 두 이미지 영역 사이를 번갈아 이동할 때까지 훈련을 계속하십시오. 쥐가 준비 영역에서 정지된 준비 자세를 유지하도록 훈련시키는 것이 매우 중요합니다. 준비 자세는 쥐가 표적 이미지에 접근하는 방향과 제시된 이미지를 보는 거리를 제어합니다.중간 단계에서는 시행의 시작을 알리기 위해 50 decibels의 백색 소음을 들려줍니다. 쥐가 준비 구역에 진입하면 백색 소음을 끕니다. 쥐가 준비 구역에 진입하고 준비 자세를 성공적으로 완료했을 때 ICS 보상을 제공하도록 자동화합니다.준비 구역 진입 및 준비 자세의 성공적인 완료에 대한 보상 확률을 0%에서 10% 사이로 서서히 낮춥니다. 동시에, 쥐가 준비 자세에서 멈춰 기다리도록 훈련시키기 위해 준비 자세 유지 대기 시간을 100 millisecond 단계로 점차 늘립니다. 훈련의 이 단계에서는 준비 자세에 있는 쥐에게 과도한 보상을 주지 않는 것이 중요한데, 과도한 훈련은 후기 셰이핑(shaping) 및 과제 특이적 규칙으로의 전이를 지연시키기 때문입니다.쥐가 준비 자세를 조기에 이탈하는 경우, 백색 소음을 켭니다. 쥐는 아레나의 반대편에서 시행을 다시 시작해야 합니다. 쥐가 매 시행마다 최대 1200 milliseconds 동안 준비 자세를 안정적으로 유지할 수 있게 되면 후기 쉐이핑 단계로 넘어갑니다.새로운 준비 자세 지속 시간은 표적 이미지가 나타나기 전까지 쥐가 정지 상태를 유지해야 하는 시간을 결정합니다. 후기 셰이핑(shaping) 기간 동안의 훈련은 과제에 특화되어 있으며 모든 과제 매개변수에서 자동화됩니다. 시각적 조건부 변별 과제의 초기 훈련 시 ICS 보상을 수동으로 제공할 수 있는 유연성을 활용하여, 쥐가 단순한 모양 및 휘도 변별을 수행하도록 훈련시키십시오.백색 소음을 켜서 시험을 시작합니다. 시험 간에 쥐가 준비 자세를 유지해야 하는 요구 시간을 다르게 설정하십시오. 쥐가 정지된 준비 자세를 안정적으로 유지하지 못하는 경우, ICS 보상을 제공하십시오.이미지 제시 영역에 한 쌍의 이미지를 수동으로 제시하며, 정답 이미지를 이미지 영역의 왼쪽 또는 오른쪽에 유사 무작위로 제시합니다. 훈련 첫째 날에 쥐가 정답 이미지에 접근하면 ICS 보상을 제공합니다.오답 반응이 나타난 경우에만 저지 수단으로 75 decibel의 화이트 노이즈 버스트를 출력합니다. 오답 시행 후에는 수정 시행을 진행합니다. 수정 시행은 아레나의 반대편에서 수행됩니다.이전의 오답 시행과 동일한 정답 방향(좌측 또는 우측) 및 준비 자세 대기 시간을 사용하십시오. 쥐가 단순 휘도 구별을 성공적으로 수행하면, 이분 조건 구별 과제를 도입하십시오. 오답 시행 시에는 소음 자극을 주지 마십시오.이중 조건 변별 과제에서 정답 이미지는 바닥 패턴에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 바닥이 줄무늬일 때는 검은색 별이 정답이며, 흰색 원이 정답일 때도 있습니다. 바닥이 회색일 때는 정답 이미지가 제시되는 위치가 동쪽과 서쪽 사이에서 교대로 바뀝니다.오답 시행 후에는 이미지 영역의 왼쪽 또는 오른쪽 중 한 곳에 무작위로 보정 시행을 실시합니다. 시각 공간 주의력 과제의 경우, 정의된 공간 위치에 회색 원을 제시합니다. 백색 소음으로 시행을 시작하고, 쥐가 준비 영역에 진입하면 소음을 끕니다.쥐가 정해진 시간 동안 준비 자세를 유지하면, 타겟 원을 흰색으로 밝혀 표시합니다. 정확한 위치는 의사 랜덤(pseudo randomly) 방식으로 지정됩니다. 쥐가 준비 자세를 성공적으로 완료하면, 타겟 원을 점등하고 ICS 보상을 제공합니다.쥐가 5초 이내에 정답 원으로 접근하면 보상이 제공되지만, 다른 원으로 접근하는 경우에는 보상이 제공되지 않습니다. 그 후 쥐는 아레나의 반대편에서 새로운 시행을 시작합니다. 만약 쥐가 5초 이내에 어떤 원으로도 접근하지 못하면, 이를 누락 시행(omission trial)으로 기록합니다.바닥 전체를 조명하고 초기에는 보상을 제공하지 마십시오. 쥐가 타겟 원으로 접근할 때까지 해당 원의 조명을 유지하십시오. 학습이 진행됨에 따라 타겟 원의 조명이 유지되는 시간을 점진적으로 줄이십시오.쥐의 정답률이 80%에 도달하면, 타겟 원의 조명 시간을 1초로 줄이고 다른 조건은 변경하지 않습니다. 1초 조명 조건에서 쥐가 80%의 정답률을 달성하면, 큐(cue) 시간을 500 밀리초로 단축합니다. 초기 쉐이핑(shaping) 단계에서 쥐가 아레나의 동쪽과 서쪽 이미지 영역을 번갈아 선택하게 하려면 보통 100~150회의 시행이 필요합니다.초기 쉐이핑(shaping) 단계에서 쥐들은 일반적으로 아레나 중앙의 준비 구역을 가로질러 달리며, 대부분의 시간을 아레나의 외곽을 탐색하는 데 보냅니다. 중간 쉐이핑 단계의 경우, 쥐들이 요구되는 정지 준비 자세를 안정적으로 유지하기 위해서는 600~700회의 시행이 필요합니다. 이들의 이동 경로는 준비 구역에서 이미지 구역으로 이어지는 정형화된 루프 형태를 띱니다.아레나의 외곽을 탐색하는 시간이 줄어들면서, 중간 단계의 셰이핑(shaping)이 끝날 무렵에는 쥐들이 준비 구역에서 안정적으로 정지된 준비 자세를 유지하게 됩니다. 그 후 쥐는 표적 시각 자극에 접근하기 전, 아레나의 반대편에서 다음 시행을 시작합니다.후기 셰이핑 단계의 끝에서 단일 유닛 및 국소 전위 활동을 신경 데이터 수집 시스템으로 수집하였습니다. VBCD 과제를 수행하는 쥐의 후두 피질에서 세포들은 표적 제시 시작 시 발화율이 증가하였으며, 바닥 패턴 제시 시작 시 발화율이 감소하였습니다. VSA 과제를 수행하는 쥐의 후두두정피질에서는 원형 조명에 반응하여 세포들의 발화율이 증가하였습니다.VSA 과제에서 쥐가 목표 원에 접근했을 때, 즉 원에 불이 들어오기 전 준비 자세를 취하고 있는 동안 후두정피질의 국소 전위 활동을 측정하였습니다. VSA 과제 수행 중에 약 8 Hz의 세타 범위에서 강한 파워가 나타났습니다. 이러한 쉐이핑 및 훈련 프로토콜을 따르면, 설치류 모델에서 인지 기능과 시각 처리를 탐구하기 위한 다양한 과제를 설계할 수 있습니다.이 기술은 학습, 기억 및 주의력 분야의 연구자들에게 정교한 행동 패러다임을 제공하며, 설치류 모델에서 얻은 발견 결과의 인간에 대한 중개적 관련성을 높여줍니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

MazeSuite는 준비 현재 및 탐색과 공간적 실험을 분석하는 완벽한 도구 모음입니다. 기능성 가까운 적외선 분광법 (fNIR)은 대뇌 혈액 산소 변경 비침 투 및 휴대용 모니터링을 가능하게 광학 두뇌 이미징 기법입니다. 본 논문은인지 처리 학습 패러다임 내에서 MazeSuite 및 fNIR의 집단적 사용을 요약한 것입니다.

공간 탐색 구역에서 &#39;학습 연구에 적외선 분광학 가까이 MazeSuite 및 기능 사용

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여러인지 기능을 테스트 및 설치류에의 연결 활동을 녹음하기위한 완전 자동화된 고도 다목적 시스템

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목표는 신경질환 연구 및 관리에 가상현실의 역할을 확대하는 것이 목표인 일방적인 공간 태만, 급성 뇌졸중 생존자의 23~46%에 영향을 미치는 증후군을 감지하고 특성화하는 새로운 가상현실 과제를 설계, 구축 및 시범운용하는 것이었다.

일방적인 공간 방치 평가를 위한 가상 현실 도구: 데이터 수집을 위한 새로운 기회

현재 프로토콜은 설치류의 공간 탐색 및 행동 표현형을 테스트하기 위한 고유한 시스템인 재구성 가능한 미로를 설명합니다. 이 미로 시스템의 적응성은 단일 물리적 환경에서 다양한 실험을 실행할 수 있습니다. 구조적 재배열의 용이성은 신뢰할 수 있고 재현 가능한 실험 결과를 생성합니다.

재구성 가능한 미로 시스템을 활용하여 설치류에서 공간 탐색 테스트의 재현성 향상

설치류에 대한 대부분의 행동 실험은 원래 쥐를 위해 고안되었습니다. 쥐와 생쥐의 행동 차이로 인해 때때로 생쥐에 대한 수정이 필요합니다. 우리는 생쥐의 공간 작업 기억을 테스트하여 작업 기억 작업 중 스트레스를 최소화하는 방법을 제시합니다.

반자동 8팔 방사형 미로에서 마우스를 위한 식욕을 유발하는 공간 작업 기억 작업, 미로에서 두려운 기억 연관성 감소

배우세요 바닥 투사 미로를 활용한 쥐의 자동화된 시각인지 작업 및 동시 신경 기록 기법입니다. 이 방법은 학습, 기억, 주의의 신경 메커니즘을 정밀하게 연구할 수 있게 합니다.

바닥 투사 미로를 사용하여 녹음 신경 활동에 대한 자동화 된 시각인지 작업

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