마우스의 머리 고정 가상 현실을 위한 행동 훈련 절차

이 연구는 가상 현실 환경에서 마우스를 훈련하기 위한 자세한 방법론을 탐구하며, 특히 선형 트랙 탐색과 복잡한 Y-미로 작업에 중점을 둡니다. 가상 현실 훈련 프로토콜의 격차를 해결하고 가상 현실 내에서 복잡한 의사 결정 행동을 수행하는 마우스의 능력을 평가하는 것을 목표로 합니다. 이 프로토콜은 수술 절차의 통합, 체액 제한 및 시스템 설정을 포함하여 마우스를 위한 상세한 가상 현실 훈련 방법론의 격차를 해결합니다. 또한 복잡한 행동 작업을 구현하고, 실험 일관성을 개선하며, 생쥐의 미묘한 행동 및 인지 연구를 위한 가상 현실 채택을 촉진하기 위한 프레임워크를 제공합니다.

이 VR 프로토콜을 사용하면 실험 조건을 정밀하게 제어할 수 있고 움직임 관련 소음을 최소화하여 머리 고정 마우스에서 상세한 행동 분석 및 신경생리학적 기록이 가능합니다. 또한 작업의 점진적인 복잡성을 지원하여 다른 방법으로는 효과적으로 포착할 수 없는 복잡한 행동과 인지 과정에 대한 연구를 향상시킵니다.

[해설자] 우선, 헤드 바 이식 수술일로부터 일주일 동안 마우스의 기본 체중을 설정합니다. 1일, 2일, 3일째에 생쥐에게 체중 100g당 각각 15, 10, 5밀리리터의 물을 제공한다. 쥐를 구형 런닝머신에 익숙하게 만드는 동시에 정확한 타이밍의 생리적 동기를 통해 핥기 튜브를 보상과 연관시키기 위해 체액 조절을 도입합니다. 첫날에는 체중을 잰 후 5분 동안 쥐를 만집니다. 케이지에 있는 동안 헤드 바 임플란트를 부드럽게 잡아 이 조작에 익숙해지도록 하십시오. 실험 시험이 일어날 공간 환경을 예측할 수 있도록 가상 현실 시스템이 있는 영역에 마우스를 소개합니다. 둘째 날에는 다시 5분 동안 쥐를 만집니다. 헤드 바를 홀더에 부착하고 마우스가 무한 반복 트랙에서 또는 소프트웨어 프로그램을 활성화하지 않고 5-20분 동안 구형 런닝머신에 익숙해지도록 합니다. 셋째 날에는 쥐를 5분 동안 만진 후 에어쿠션이 있는 구형 런닝머신에 단단히 부착하고 보상 튜브를 통해 액체 보상을 제공합니다. 마우스를 배치하기 전에 끝에 작은 보상 방울이 있는 중앙에 있는 보상 튜브를 확장합니다. 보상 튜브를 구형 런닝머신 위로 5-15mm 들어 올려 주둥이를 핥을 때 머리가 자연스럽게 앞쪽을 향하는 자세가 필요하도록 합니다. 마우스를 머리로 고정하려면 마우스를 구형 런닝머신의 핸들러의 우세한 쪽에 놓습니다. 핸들러의 주로 사용하는 손을 사용하여 마우스의 헤드 바를 머리 고정 플랫폼 쪽으로 당깁니다. 그런 다음 핸들러의 주로 사용하지 않는 손을 고정하고 사용하기 위한 슬롯에 헤드 바를 놓고 헤드 바를 제자리에 클릭합니다. 이제 마우스의 중간 시상면을 구형 런닝머신의 중심에 정렬합니다. 마우스의 뒷발이 구형 런닝머신의 정점에서 11cm 이상 떨어져 있지 않고 머리가 정점 뒤에 있는지 확인하십시오. 네 발이 모두 런닝머신에 닿고 있는지, 마우스가 쉬고 있을 때 복부가 런닝머신에 닿을 수 있는지 확인합니다. 또한 마우스에서 관찰되는 측면 선호도가 동물이 공에 장착되는 방식의 비대칭으로 인한 것이 아닌지 확인하십시오. 마우스를 확장된 핥기 튜브 쪽으로 안내하려면 마우스의 입이 끝에 거의 닿을 때까지 마우스를 부드럽게 조작하는 키스잇 방법을 사용합니다. 쥐가 보상을 받으면 연장된 보상 튜브의 지속 시간을 1초로 설정합니다. 생쥐가 실험 패러다임에 적응하면 생쥐가 1미터 길이부터 시작하는 선형 가상 복도를 따라 이동하는 매일 30분 세션을 수행합니다. 복도 끝에 도달하고 설탕 방울 보상을 받으면 쥐를 시작 지점으로 다시 순간이동하세요. 추가 분석을 위해 보상 검색 및 구형 런닝머신에서 마우스가 이동한 거리에 관한 타임스탬프가 찍힌 데이터의 일일 기록을 문서화합니다. Y-미로 패러다임에서 마우스가 두 팔이 어느 방향으로든 45도 각도로 뻗어 Y 모양을 형성하는 선택 지점을 향해 탐색하는지 확인합니다. 미로의 시작점에서 선택 지점에 도달할 때까지 회전을 비활성화하고 다양한 시각적 특징을 가진 두 개의 팔을 가지고 있습니다. 그런 다음 결정 영역 내에서 회전을 활성화하여 마우스가 원하는 방향으로 회전할 수 있도록 합니다. 보상 영역으로 이어지는 팔에 들어가면 회전을 다시 한 번 비활성화하세요. 설탕 보상을 얻기 위해 검은 팔 쪽으로 이동하도록 생쥐를 훈련시키고, 각 시도는 생쥐가 시작 위치로 다시 순간이동하는 것으로 끝납니다. 왼쪽과 오른쪽 사이의 보상 위치를 무작위로 섞어 쥐가 보상을 특정 측면이 아닌 시각적 단서와 연관시키도록 합니다. 쥐가 획득한 보상의 수는 VR 작업의 다양한 트랙 길이에 걸쳐 학습하면서 점진적으로 증가했으며, 트랙 길이가 증가할수록 더 빠른 속도가 관찰되었습니다. 트랙 길이가 증가함에 따라 평균 속도의 눈에 띄는 증가가 관찰되었습니다. Y-미로는 며칠 동안 우연한 이상의 성능을 보여주었습니다. 그러나 하위 집합만이 더 어려운 차별 단계로 성공적으로 진행되었습니다.