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

이 프로토콜의 전반적인 목표는 바닥 투영 미로를 사용하여 쥐에서 완전 자동화된 시각적 인지 작업 및 동시 신경 데이터 수집을 위한 최적화된 성형 및 훈련 절차를 시연하는 것입니다. 이는 비디오 추적 및 신경 데이터 수집 시스템을 동물의 행동에 따라 작업 관련 자극 및 두개내 보상을 제공할 수 있는 행동 제어 시스템과 통합함으로써 달성됩니다. 쥐가 경기장 중앙에서 정지 준비 자세를 유지하는 방법을 배운 후, 과제 규칙에 따라 적절한 행동 반응을 요구하는 대상 이미지가 나타납니다.

peri event 분석을 위한 타임스탬프가 지정된 신경 데이터는 준비 위치, 대상 이미지 표시의 시작 및 기타 작업 관련 이벤트와의 신경 상관 관계를 보여줍니다. 이 기술에서 긁힌 것은 바닥 투영 경주가 쥐가 낮은 시각 반장에서 시각 정보를 처리한다는 행동 및 해부학적 증거를 이용한다는 것입니다. 또한 이 장치에서 설계된 작업은 환경을 탐색하기 위해 쥐의 자연 특성을 활용합니다.

마지막으로, 인지 기능을 탐구하기 위해 수많은 시각적 안내 인지 작업을 설계할 수 있습니다.설치류 모델에서는 인간과 비인간 영장류에서 수행된 연구에 대한 더 나은 타당성과 번역 관련성을 위해 바닥 투영 미로를 개발했습니다. 이 기술은 인간의 기억 및 주의력 장애를 이해하는 데 더 잘 적용됩니다. 이러한 장애는 시각 정보의 처리와 관련이 있기 때문입니다.

바닥 투영 미로는 벽이 없는 열린 들판입니다. 리어 프로젝션 스크린은 장치의 바닥 역할을 합니다. 모든 형태의 마조 아레나를 바닥에 배치하거나 가상 시각적 경계를 투사할 수 있습니다.

리어 프로젝션 스크린 바닥은 3개의 레이어로 구성되어 있습니다. 듀얼 비전 패브릭은 두꺼운 직사각형 플렉시 유리 조각 위로 뻗어 있습니다. 플렉시 유리의 얇은 층이 패브릭 위에 놓여 스크린 재료 샌드위치를 보호합니다.

아래의 두꺼운 플렉시 유리와 상단의 얇은 플렉시 유리 사이의 스크린 재료는 아래에서 가장 효과적인 이미지 투사를 제공하고 미로 측면에는 미로 바닥의 아래쪽에 이미지를 투사하는 단거리 프로젝터가 있습니다. Cineplex 기본 동작 모듈이 있는 컴퓨터에 연결된 오버헤드 카메라는 위치 데이터의 비디오 추적 및 온라인 분석을 제공합니다. 쥐의 위치를 따라가려면 쥐의 머리 스테이지에 LED를 부착하거나 쥐의 OID를 추적하십시오.비디오 추적 시스템을 사용하여 플렉시 유리에 배치된 행동 작업을 위한 테스트 경기장은 매트 재질로 구성되어야 합니다.

신경 데이터 수집 시스템을 사용할 때 바닥 프로젝션 미로와 ICS 시스템이 사전 증폭기에 접지되어 전기 노이즈를 최소화하는지 확인하십시오. 먼저 장비를 켠 상태에서 10분 동안 쥐를 행동실에 습관화한 다음 다음 날 쥐를 군집으로 되돌려 보냅니다. 이 작업을 반복합니다.

셋째 날에 발을 들여놓고 ICS와 헤드 스테이지 밧줄을 쥐에 연결하고 10분 동안 쥐를 시험장에 습관화합니다. 넷째 날에는 가장 낮은 ICS 진폭을 결정하여 선호 순위를 설정합니다. 비공식적 인 장소 선호 컨디셔닝 프로토콜 사용.

쥐가 ICS 보상이 발생하는 위치에 조건화될 때까지 펄스 1을 천천히 증가시키고 두 진폭을 펄스합니다. 일반적인 진폭 값은 20에서 80 마이크로 암페어 사이입니다. 5일차 이후에는 ICS 보상을 제공하여 쥐를 준비 구역으로 훈련시키고 동쪽 및 서쪽 이미지 구역으로 진입하도록 합니다.

쥐가 두 이미지 영역 사이를 번갈아 가며 이동할 때까지 훈련을 계속합니다. 준비 영역에서 고정된 준비 위치를 유지하기 위해 쥐를 훈련시키는 것이 중요합니다. 준비 위치는 쥐가 대상 이미지에 접근하는 방향과 쥐가 제시된 이미지를 보는 거리를 제어합니다.

중간 단계에서는 50데시벨의 백색 잡음을 도입하여 시험의 시작을 알립니다. 쥐가 준비 영역에 들어갈 때 백색 소음을 끕니다. 준비 영역에 들어가고 준비 위치를 성공적으로 완료한 쥐에게 ICS 보상 전달을 자동화합니다.

준비 영역에 진입하고 준비 포지션을 성공적으로 완료할 수 있는 보상 확률을 점차적으로 0에서 10% 사이로 줄입니다.동시에 준비 포지션을 점진적으로 높입니다. 100밀리초 단위로 대기 시간을 설정하여 쥐가 준비 위치에서 멈추고 기다리도록 훈련합니다. 이 훈련 단계에서는 준비 위치에 있는 쥐에게 과도하게 보상하지 않는 것이 중요한데, 과도한 훈련은 늦은 형성 및 작업별 규칙으로의 전환이 지연되기 때문입니다.

쥐가 준비 위치를 조기에 깨뜨리면 백색 소음을 켜십시오. 쥐는 경기장 반대편에서 재판을 다시 시작해야 합니다. 랫트가 각 시도에 대해 최대 1200밀리초 동안 준비 위치를 안정적으로 유지할 수 있는 경우 후기 성형으로 이동합니다.

새로운 준비 위치 지속 시간은 대상 이미지가 나타나기 전에 랫드가 가만히 있어야 하는 시간을 결정합니다. 후반 형성 중 학습은 작업에 따라 다르며 모든 작업 매개 변수에서 자동화됩니다. 조건부 판별 작업에 의한 시각 학습의 초기 훈련에 대한 ICS 보상을 수동으로 전달할 수 있는 유연성을 통해 쥐에게 간단한 모양과 휘도 판별을 훈련시킵니다.

백색 소음을 켜서 평가판을 시작합니다. 실험 사이에 쥐가 준비 자세를 유지하는 데 필요한 기간을 변경합니다. 쥐가 고정된 준비 자세를 안정적으로 유지하지 못하는 경우 ICS 보상을 제공합니다.

이미지 표시 영역에 한 쌍의 이미지를 수동으로 표시하고, 이미지 영역의 왼쪽 또는 오른쪽에 올바른 이미지를 무작위로 의사 표시합니다. ICS 보상을 제공합니다. 쥐가 훈련 첫날에 올바른 이미지에 접근할 때.

오응답 문제에 대한 억제책으로 75데시벨의 백색 소음 버스트만 발행하십시오. 잘못된 재판 후 교정 재판. 교정 시험은 경기장 반대편에서 진행됩니다.

이전의 잘못된 시도와 동일한 올바른 왼쪽 또는 오른쪽 및 준비 위치 대기 시간을 사용합니다. 쥐가 단순 휘도 판별을 성공적으로 수행하면, bicon 조건부 판별 작업을 소개합니다. 잘못된 평가판에 대해 노이즈 버스트를 발행하지 마십시오.

이중 조건부 판별 작업의 경우 올바른 이미지는 바닥 패턴에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 바닥에 줄무늬가 있고 흰색 원이 맞을 때 검은색 별이 맞습니다. 바닥이 회색이면 올바른 이미지가 제시된 상태에서 동쪽과 서쪽을 번갈아 가며 시험이 진행됩니다.

이미지 영역의 왼쪽 또는 오른쪽에 무작위로 의사 는 잘못된 시도 후 수정 시도를 구현합니다. 시각적 공간 주의 작업의 경우: 정의된 공간 위치에 회색 원을 표시합니다. 백색 소음으로 시험을 시작하고 쥐가 준비 영역에 들어가면 끕니다.

쥐가 필요한 시간 동안 준비 위치를 유지한 후 대상 원을 흰색으로 만들어 조명을 비춥니다. 올바른 위치는 의사가 무작위로 할당됩니다. 쥐가 준비 위치를 성공적으로 완료한 후 목표 원을 비추고 ICS 보상을 제공합니다.

쥐가 5초 이내에 올바른 원에 접근했을 때 다른 원에 접근하면 보상이 제공되지 않습니다. 쥐는 투기장 반대편에서 새로운 시험을 시작합니다. 쥐가 5초 이내에 어떤 원에도 접근하지 못하면 이를 누락 시험으로 점수를 매깁니다.

바닥 전체를 비추고 처음에는 보상을 제공하지 마십시오. 쥐가 접근할 때까지 목표 원을 밝게 유지하십시오. 학습이 진행됨에 따라 대상 원이 계속 켜져 있는 시간이 줄어듭니다.

쥐가 80%의 정확도에 도달하면 대상 서클의 조명 시간을 1초로 줄이고 다른 변경은 하지 마십시오. 쥐가 1초 조명 조건에서 80% 정확도를 달성하면 큐 시간을 500밀리초로 줄입니다. 초기 형성에는 일반적으로 쥐가 경기장의 동쪽과 서쪽 이미지 영역을 번갈아 가며 100-150번의 시도가 필요합니다.

초기 형성 과정에서 쥐는 일반적으로 경기장 중앙의 준비 구역을 뛰어다니며 경기장 주변을 탐험하는 데 대부분의 시간을 보냅니다. 중간 성형의 경우, 랫드는 필요한 정지 준비 자세를 안정적으로 유지하기 위해 600-700번의 시도가 필요합니다. 해당 경로는 준비 영역에서 이미지 영역까지의 고정 관념 루프입니다.

경기장 주변을 탐험하는 데 소요되는 시간이 줄어듭니다. 중간 형성이 끝날 때까지 쥐는 준비 영역에서 고정된 준비 위치를 안정적으로 유지합니다. 목표 시각적 자극에 접근하기 전에 쥐는 경기장 반대편에서 다음 시험을 시작합니다.

늦은 형성이 끝나면 단일 단위 및 국소 필드 전위 활동이 신경 데이터 수집 시스템에 의해 수집되었습니다. VBCD 과제를 수행하는 쥐의 우편 피질에서 세포는 표적 제시가 시작될 때 발사 속도가 증가했고 바닥 패턴 발표가 시작될 때 감소했습니다. VSA 작업을 수행하는 쥐의 후두정엽 피질에서 세포는 원형 조명에 대한 반응으로 발화 속도를 증가시켰습니다.

그리고 쥐가 VSA 작업에서 목표 원에 접근했을 때, 쥐는 원 조명 전후 두정엽 피질의 국소 필드 전위 활동 전에 준비 위치에 있었습니다. VSA 작업에서 수행하는 동안 약 8Hz의 세타 범위에서 강력한 출력을 보여주었습니다. 이러한 형성 및 훈련 프로토콜을 따르면 설치류 모델에서 인지 기능과 시각 처리를 탐구하기 위한 다양한 작업을 설계할 수 있습니다.

이 기술은 학습, 기억 및 주의력 분야의 연구자에게 정교한 행동 패러다임을 제공하여 설치류 모델의 연구 결과를 인간에게 더 나은 번역 관련성을 제공합니다.