Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Trainen van honden voor wakker, ongebreidelde functionele magnetische resonantie beeldvorming

7.4K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/60192

⸱

13 oktober 2019

 ,  ,  , 
1Department of Psychology, Auburn University, 2Canine Performance Sciences Program, College of Veterinary Medicine, Auburn University, 3AU MRI Research Center, Department of Electrical & Computer Engineering, Auburn University, 4Alabama Advanced Imaging Consortium, 5Center for Neuroscience, Auburn University

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Magnetische resonantie imaging (MRI) op ongebreidelde waakhonden is een nieuwe methode met verschillende voordelen ten opzichte van beeldvorming met fysieke of chemische terughoudendheid. Dit protocol introduceert een kosteneffectieve trainingsmethode die de training in de MRI-omgeving minimaliseert, wat duur kan zijn en maximaliseert de onderwerppool die beschikbaar is voor Canine functionele MRI.

Samenvatting

We presenteren een Canine functioneel magnetische resonantie imaging (fMRI) opleidings protocol dat kan worden gedaan op een kosteneffectieve manier, met High-Energy honden, voor de verwerving van functionele en structurele gegevens. Deze methode voor het trainen van honden voor wakker, ongebreidelde fMRI maakt gebruik van een generalisatie procedure van stationering in verschillende niet-vergelijkbare locaties om de overdracht van het stationgedrag naar de echte MRI-scan omgeving te vergemakkelijken; het doet dit zonder de noodzaak van uitgebreide trainingstijd in de MRI-scan omgeving, wat duur kan zijn. Verder splitst deze methode de training van een statieven (d.w.z. kinrust) gedrag van desensibilisatie naar de MRI-omgeving (d.w.z. 100 + decibel scan audio), de laatste volbracht tijdens speciale auditieve blootstellings sessies. Het volledige trainings-en testprotocol vereiste 14 uur en resulteerde in directe overdracht naar nieuwe locaties. We presenteren ook voorbeelden van Canine fMRI-gegevens die zijn verkregen van visuele gezichts verwerking en olfactorische discriminatie paradigma's.

Inleiding

Magnetische resonantie imaging (MRI) uitgevoerd op ongebreidelde waakhonden is een nieuwe methode, het creëren van een frisse manier om te onderzoeken functie en structuur in de hersenen van de hond. De eerste gepubliceerde rekeningen van de heer Image Acquisition van ongebreidelde waakhonden werden gepubliceerd in 2009 (structureel) en 2012 (functioneel)1,2. Er zijn verschillende voordelen van functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) voor het bestuderen van de hersenfunctie in ongebreidelde waakhonden. Ten eerste is het verzamelen van gegevens vergelijkbaar met die van mensen, en daarom gemakkelijker generaliseerbaar over soorten3. Ten tweede is er geen anesthesie nodig, waardoor ongewenste nawerkingen worden geëlimineerd. Derde, hersenactiviteit wordt gewijzigd door anesthesie en daarom cognitieve functie kan beter worden beoordeeld zonder anesthesie4. Ten vierde, terwijl de ontbering van vloeistoffen/voedsel en fysieke terughoudendheid onderzoekers toelaten om niet-geseste dieren te bedelen (bijv. knaagdier-, aviaire-en primaat modellen), kunnen die dieren in zeer verschillende cognitieve toestanden zijn van hun niet-achtergestelde en ongebreidelde tegenhangers 3.

Momenteel zijn er vijf laboratoria over de hele wereld die wakker honden scannen (Atlanta, USA; Auburn, Verenigde Staten; Budapest, Hungary; Querétaro, Mexico; Wenen, Oostenrijk), en er is geen gestandaardiseerde methode voor het trainen van honden om opzettelijk een MRI-scan te ondergaan5,6,7. Alle trainingsmethoden delen het gemeenschappelijke doel van het trainen van honden te blijven voor langere tijd, die nodig is voor kwaliteit hersenscans. Hoewel alle methoden werken via de principes van wapenings leren, hoe precies het wordt geïmplementeerd varieert, en we weten nog niet de impact van deze variantie op de resultaten. Dus als een voorgestelde opleidings methode wordt geaccepteerd en op grote schaal wordt gebruikt, kan dit een zekere mate van ongewenste variantie in de gegevens verminderen. In dit artikel richten we ons op de trainingsmethode voor het stationering in de MRI-scanner. MRI-scanning is duur en de voorgestelde methode die we ontwikkelden, heeft als doelkosten effectief te zijn en dus generaliseerbaar te zijn voor trainers over de hele wereld zonder regelmatige toegang tot een MRI-scanner voor training.

De methode bestaat uit twee belangrijke componenten: training en testen. Training bestaat uit twee fasen. Fase één is de opleiding van de hond naar kin target (dat wil zeggen, station) in een open omgeving en fase twee is de opleiding van de hond naar station in een mock MRI. Desensibilisatie naar de MRI vindt plaats tijdens de trainings fasen, tijdens afzonderlijke, speciale auditieve blootstellings sessies. Testen bestaat uit het stationering in een draagbare mock MRI, in vijf verschillende testlocaties. Het nut van deze testfase is het generaliseren van het statische gedrag, het vergemakkelijken van overdracht naar de echte MRI-omgeving. Het algemene protocol is samengevat in Figuur 1.

figure-introduction-1
Figuur 1: protocol tijdlijn. De protocol tijdlijn is onderverdeeld in twee componenten, training en testen. Training is verder onderverdeeld in twee fasen, open omgeving en mock MRI. Tijdens de training worden ook afzonderlijke auditieve blootstellings sessies uitgevoerd. Het testen bestaat uit het stationering in een draagbare mock MRI, in vijf verschillende overdrachts locaties (T1-T5). Zodra de hond het statige gedrag heeft gegeneraliseerd naar criterium op vijf verschillende overdrachts locaties, is de hond klaar voor het verzamelen van gegevens in de echte MRI-omgeving. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Afhankelijk van de fase, training en testen duurt 25 tot 75 minuten per week, per hond: 1 10-minuut auditieve blootstellings sessie en twee of meer 5 tot 30-minuten Statietende sessies. Dit protocol kan in 25 weken worden voltooid. Tijdens het testen van de overdracht, honden uit te voeren verschillende aanvallen van een 5-minuten roerloos down/verblijf en kin rust in een draagbare mock MRI (boring, radiofrequentiespoel, 90 + dB audio, ear padding) in vijf ongelijksoortige locaties. Overdrachts sessies vinden eenmaal per week plaats gedurende 30-60 minuten, gedurende vijf opeenvolgende weken. Tijdens MRI-testen voeren honden verschillende aanvallen van het uiteindelijke statiegedrag uit tijdens een sessie van structurele en functionele gegevensverwerving van 60 minuten in een echte MRI-scanner.

Tijdens het trainen en testen, een kin rust is het gedrag van focus. Een kin rust is de hond het aanraken van zijn kin aan het oppervlak van een object na een hint te richten (dat wil zeggen, rusten zijn kin) naar dat oppervlak. Die hint om te targeten kan fysiek zijn (bijvoorbeeld gebaar, kunstaas), verbaal (bijvoorbeeld gesproken woord "rust"), of een object (bijv. toegang tot de kin-rust zelf). Vloeiend prestaties van de kin targeting gedrag is cruciaal voor het beperken van hoofd beweging. In dit protocol is het gedrag van de kin-rest geconditioneerd, onderhouden en gegeneraliseerd om in meerdere contexten (verschillende rest apparaten, op meerdere locaties) te worden uitgevoerd met een toenemende doel duur (maximaal vijf minuten). Bovendien, de trainer voorwaarden en onderhoudt sterke prestaties van het gedrag naar beneden en verblijf, evenals een goede stimulans controle over de release cue "Oke," de geconditioneerde bekracer en gedrags gebeurtenis marker "Klik," en het blijven gaan signaal (KGS) "goed" 8. in de loop van het protocol worden meerdere stimuli en toestellen in specifieke stadia en voor specifieke intervallen geïntroduceerd. Deze materialen worden gemakkelijk en voordelig aangekocht. Zie de tabel met materialenvoor volledige details.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Ethische goedkeuring voor deze methoden werd verkregen van het Auburn University institutioneel Dierenzorg-en gebruiks Comité en alle methoden werden uitgevoerd in overeenstemming met hun richtlijnen en verordeningen. Voor auditieve belichting is progressie door de sessies gebaseerd op het weeknummer. Voor het stationeren van sessies moet een specifiek door de sessie opgegeven prestatiecriterium (bijvoorbeeld ten minste elf seconden voor de kintargeting) worden voldaan voordat de trainer de hond kan doorgeven aan de volgende sessie in die trainingsfase. Anders wordt die stap herhaald.

1. auditieve blootstellings sessies

Opmerking: deze sessies vormen passieve belichting en actieve klassieke tegen conditionering van een positieve geconditioneerde emotionele respons (CER) op MRI-scanner ruis; de scanner ruis wordt vastgesteld als een stimulans voorspelt de toegang tot speelgoed spelen of voedsel beloningen. Blootstellings sessies vinden eenmaal per week plaats gedurende ongeveer 10 minuten.

  1. Passieve blootstelling (PE)-sessies zijn Ambient, 40-70 decibel (dB) blootstelling aan MRI-scanner geluiden. Transporteer de hond naar een vertrouwd oefengebied en laat de hond rondlopen terwijl het afspelen van audio rustig hoorbaar is op het door de sessie opgegeven volume via een draagbare Bluetooth-Speaker (Zie tabel met materialen). Voer drie PE sessies van 10 min weergave van de scanner ruis, eenmaal per week gedurende drie weken (PE1 40-60 dB, pe2 65 db, PE3 70 dB).
  2. Actieve Exposure (AE)-sessies maken gebruik van een standaard klassiek conditionerings paradigma en worden uitgevoerd na de drie PE-sessies. Vervoer de hond naar een vertrouwde indoor trainingsruimte en loop door tien proeven van de korte vertragings procedure voor klassieke conditionering (Zie Figuur 2).
    1. Speel scan audio af op het door de sessie opgegeven volume voor 10 sec.
    2. Na 10 s zijn verstreken, deelnemen aan 20 s van Toy-Play (of continue voedsel beloning) met de hond, terwijl de scanner ruis is nog steeds hoorbaar.
    3. Na 20 s van het spel, haal het speelgoed van de hond en Pauzeer het lawaai. Wacht met de hond (in stilte, hond zonder speelgoed/eten) voor 10 s.
    4. Na deze vertraging start u de volgende proefperiode. Voer tien proeven per sessie uit.
    5. Het volume wordt incrementeel verhoogd tijdens sessies. Een AE-sessie één keer per week gedurende twaalf weken uitvoeren (AE1 45 dB, ae2 50 db, AE3 55 dB, AE4 60 dB, AE5 65 dB, AE6 70 dB, ae7 75 dB, AE8 80 dB, AE9 85 dB , AE10 90 dB, ae11 100 db, AE12 > 100 dB).

figure-protocol-1
Figuur 2: actieve blootstelling. Actieve blootstelling (AE) is een kortvertragende klassieke conditionerings procedure. 10 s CS (dat wil zeggen, scan audio gepresenteerd door zelf), 20 s CS + US (dat wil zeggen, bal en scan audio samen gepresenteerd), 10 s vertraging (geen bal, geen scan audio). Na deze vertraging begint de proefperiode. Er zijn tien tests per sessie, met incrementele volume verhogingen over sessies. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Opmerking: Verzamel de volgende audio: MRI scanner baseline, Shim, localizer (Scout), MPRAGE, GRE Field, EPI, multiband EPI, DTI, en RESOLVE DTI, met bijvoorbeeld een smartphone Audio Recording app via de open deur van een 3T MRI Suite tijdens Phantom scans. Bepaal het volume van het afspelen van audio tijdens trainingssessies via een telefoon-app van decibel meter.

2. stationering sessies

Opmerking: deze sessies zijn onderverdeeld in twee fasen: open omgeving en mock MRI. Na het doel van de kin-naar-object wordt geleerd, duur worden verhoogd op een percentiel schema van 10% toeneemt. Naarmate nieuwe elementen en uitrustingsstukken in de opleidings context worden toegevoegd, zijn bepaalde criteria van het gedrag (bijv. duur) tijdelijk ontspannen:
1) in de statige sessies traint de trainer een nose-Touch gedrag aan een gevouwen handdoek en vervolgens een kin rust op een gevouwen handdoek. Dat kin rest gedrag is gegeneraliseerd om voor te komen in een schuim kin rust en geleidelijk gebouwd om een 5 min bout duur.
2) tegelijkertijd worden robuuste down-en stay-gedragingen gebouwd en onderhouden.
3) deze gedragingen worden vervolgens geconditioneerd in een afgesloten ruimte (d.w.z. tunnel) en op een hoogte van 3 '.
4) de hond wordt vervolgens geacclimeerd aan de hoofdbehuizing (mock menselijke extremiteit RF-spoel).
5) ear padding wordt geïntroduceerd, en scan audio is (her) geïntroduceerd in de context van het stationering gedrag.
De hond zal uiteindelijk in staat zijn om een robuuste kin steun uit te voeren met hoofd en lichaam ingesloten op een 3 ' hoogte, met oor opvulling en scan audio spelen op 90 + decibel (dB), voor ten minste 5 min Bouts. Op wapening-sommige honden zijn inherent meer gemotiveerd door voedsel, terwijl anderen meer gemotiveerd doorspelen of lof9. In "Click-then-Treat" (C/T) betekent het T niet noodzakelijkerwijs voedsel traktaties, veeleer verwijst het naar de belonings procedure, wat dat ook voor die specifieke hond in die specifieke fase van zijn opleiding kan zijn. Hoewel voedsel beloningen zich lenen voor hogere tarieven en stiller repetities van gedrag, wat de hond de voorkeur in eerste instantie kan worden gebruikt, zelfs als het is High-Motion spelen (bijv., bal, sleepboot). Als de kin doel gedrag wordt veerkrachtiger tegen afleiding en duur, overgang naar het gebruik van voedsel beloningen. Uiteindelijk, Toy Play kan worden opgeslagen voor lange duur of geketend aanvallen van kin rust prestaties.

  1. Fase 1-open omgeving
    1. Laad de Clicker. Bouw een associatie op tussen de ' Tic-Toc ' van de Clicker en de primaire beloning van de hond (bijv. voedsel) terwijl de aandacht wordt vastgelegd. Het uitvoeren van snelle herhalingen van C/T-gebeurtenissen voor aandacht (lichaams oriëntatie richting en/of oogcontact); Gooi de traktaties om de positie van de hond te resetten. Deze sessie één keer uitvoeren.
      Opmerking: deze sessie duurt meestal niet langer dan 3 minuten. Het kan langer of herhaald zijn als de trainer geen tekenen ziet dat de Clicker wordt opgericht als een geconditioneerde bekracer-oriëntatie richting de trainer en de emissie van belonings gedrag bij het horen van de klik zijn goede aanwijzingen dat de Clicker een betekenisvol signaal voor de hond worden.
    2. Capture Chin doel om handdoek. Met de hond staande, zittend, of in een down, C/T om naar te kijken, dan onderzoeken (dat wil zeggen, snuiven) de handdoek. Zodra dat op betrouwbare wijze gebeurt, C/T voor elke neus-tot-handdoek, en dan kin-to-Towel contact. Bouw handdoek contactduur tot 2 s.
      1. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor 2 s; elke sessie moet ongeveer 5 minuten duren.
        Opmerking: als een hond worstelt met deze stap, de trainer kan (a) wrijf een traktatie op de handdoek om het gedrag gestart via een voedsel geur lokken en/of (b) het leren van de hond een neus doelwit (neus-naar-Palm), dan een kindoel (kin-to-Palm), en dan Cue voor een kin doelwit over de handdoek
    3. Chin-to-Towel target met korte duur en toevoeging van cue. Met de hond staande, zittend, of in een down, C/T voor 1-2 s van kin contact met de handdoek. Zeg "rust" terwijl de hond de handdoek aanraakt of gaat aanraken. Na vele herhalingen van 1-2 s Bouts, C/T na 3, dan 4, dan 5, dan 7 s.
      1. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor 7 s; elke sessie moet ongeveer 5 minuten duren.
        Opmerking: variëren de bout lengtes van elke kin rust, zodat de volgende herhaling is niet altijd langer dan de vorige herhaling (dat wil zeggen, 1 ", 1", 3 ", 1", 5 ", 2", 6 ", 4", 1 ", 2", 7 ", in plaats van, 1", 1 ", 1", 1 ", 2", 2 ", 3", 4 ", 5", 6 " , 7 ").
    4. Kin rusten op handdoek in een down en toevoeging van afleiding. Met de hond in een down, cue "rust" en C/T voor 1-5 s van kin-tot-handdoek contact. Voeg geleidelijk visuele en akoestische afleiding toe in de vorm van de trainer die haar handen en voeten beweegt (bijv. klop op de grond, wiggle vingers, Shuffle voet, enz.). Bouw Chin-to-Towel contactduur tot 11 s. stappen kunnen 1 "-5", 6 "-7", 8 ", 9-10", 11 "+ zijn.
      1. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor 11 s; elke sessie moet ongeveer 5 minuten duren.
    5. Kin rusten op handdoek met afstand. Met de hond in een beneden naast een gevouwen handdoek of stapel gevouwen handdoeken, cue "rust" en C/T voor 1-3 s van kin-tot-handdoek contact. Cue het gedrag van progressief verder weg (dat wil zeggen, zittend op de grond, knielende, staande). Bouw Chin-to-Towel contactduur tot 16 s. stappen kunnen 1 "-3", 4 "-8", 9 "-11", 12 "-14" en vervolgens 16 "+ zijn.
      1. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor ten minste 16 s; elke sessie moet tussen 5 en 10 minuten duren.
    6. Kin rusten op handdoek met toenemende duur en afstand. Met de hond in een beneden naast een gevouwen handdoek of stapel gevouwen handdoeken, cue "rust" en C/T voor 1-11 s van kin contact. Bouw Chin-to-Towel contactduur tot 26 s. stappen kunnen 1 "-11", 12 "-16", 17 "-19", 21 "-23", 26 "+.
      1. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor ten minste 26 s; elke sessie moet tussen 5 en 10 minuten duren.
    7. Introduceren schuim kin rust. C/T voor elk onderzoek (dat wil zeggen, snuiven, nabijheid, oriëntatie richting) van het schuim kinsteun apparaat. Na een aantal versterkte onderzoeken van het apparaat, cue "rust" en C/T voor 1-10 s van kin contact. Bouw duur tot 40 s. verhogingen kunnen kinsteun zijn voor 1 "-10", 11 "-21", 23 "-31", 40 "+.
      1. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor ten minste 40 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
        Opmerking: bouw de gerold Foam kin rust apparaat om te passen elke individuele hond muilkorf; voor een hond van Labrador formaat, maken een Foam kin rust meten 6 "breed met een 4" breed door 2,5 "diepe inkeping uit het midden. Dit materiaal is veilig te nemen in de MRI-omgeving.
    8. Kin rust in schuim kin rust met toenemende afleiding en duur. Met de hond in een beneden naast de schuim kin rust, cue "rust" en C/T voor 1 "-23" van kin contact. Voeg geleidelijk visuele en akoestische afleidingen toe. Bouw duur tot 73 s, met en zonder afleiding. Stappen kunnen worden 1 "-23", 26 "-31", 34 "-45", 50 "-60", en 73 "+.
      1. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor ten minste 73 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
  2. Fase 2-Mock MRI.
    Opmerking: voor het monteren van de stationaire mock MRI, compileren van een tunnel (volmacht MRI boring, 70 cm diameter kartonnen betonnen vorm buis gesneden tot een lengte van zes voet en verheven op een drie-voet hoge klaptafel), een multiplex platform, een acryl mock Radio Frequency (RF) ontvanger Coil , het schuim kinsteun apparaat en een luidsprekersysteem (ZieTabel met materialen). Stabiliseer de mock boring op de tafel met twee bretels van multiplex. Bevestig buffer pads aangebracht op het interieur van de mock RF-spoel om opvulling tegen de oren van de honden en extra craniale stabilisatie/plaatsings feedback te bieden.
    1. Breng de boring en hoogte met een gereduceerde duur in. Voer de hele eerste sessie uit met de mock boring op de grond. Cue de hond naar de tunnel en ga liggen op het platform, C/T. cue de hond naar "rust" en C/T voor elke duur van kin targeting op de schuim kin rusten in de boring op de grond.
      1. Volgende sessies uitvoeren met de mock Bore verhoogd 3 '. Nodig de hond uit om te springen of til de hond in de verhoogde boring, C/T.
      2. Cue de hond om te gaan liggen, C/T.
      3. Cue de hond naar "rust" en C/T voor 1-12 s van kin contact met de schuim kin rust in de verhoogde boring.
      4. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor ten minste 16 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 duren.
    2. Verhoogde kin rust met toenemende duur. Nodig de hond uit om te springen of til de hond in de mock boring. Cue de hond om te gaan liggen, C/T.
      1. Cue de hond naar "rust" en C/T voor 1-12 s van kin gericht op de schuim kin rust in de verhoogde boring.
      2. Bouw duur tot 60 SS. stappen kunnen 1 "-12", 16 "-23", 26 "-45", 60 "+ zijn.
      3. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor ten minste 60 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
    3. Introductie van mock Radio Frequency (RF) spoel zonder hoogte en kortere duur. Zittend op de grond naast de bespotten RF-spoel en schuim kinsteun, C/T de hond voor elk onderzoek (dat wil zeggen, snuiven, nabijheid, oriëntatie naar) van het apparaat.
      1. Cue de hond te "rusten" en gebruik een neus aanraking of voedsel lokken om het hoofd van de hond te begeleiden in en door de mock RF-spoel op de schuim kinsteun en C/T voor 1-5 s van kin contact.
      2. Duur van de build tot 30 s. verhogingen kunnen kinsteun zijn voor 1 "-5", 6 "-12", 16 "-26", 30 "+.
      3. Herhaal deze sessie totdat de hond zal het doelwit door de bespotten RF-spoel voor 30 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
    4. Verhoogde kinsteun in bespotten RF-spoel. Met de mock RF Coil en Foam kin rust in de mock boring, nodig de hond om te springen of til de hond in de boring.
      1. Cue de hond te gaan liggen en "rust", en C/T voor 1-5 s van kin contact.
      2. Bouw duur tot 50 s. stappen kunnen 1 "-5", 6 "-12", 16 "-26", 28 "-37", 50 "+ zijn.
      3. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kin doelwit naar de schuim kin rust via de mock RF-spoel in de verhoogde boring voor 50 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
    5. Verhoogde kinsteun in bespotten RF-spoel met toenemende afleiding en duur. Met de mock RF Coil en Foam kin rust in de mock boring, nodig de hond om te springen of til de hond in de boring.
      1. Cue de hond te gaan liggen en "rust", en C/T voor 1-12 s van kin contact.
      2. Voeg geleidelijk visuele en akoestische afleidingen toe. Bouw duur tot 100 s (1 ' 40 ") met en zonder afleiding.
      3. Stappen kunnen worden 1 "-12", 16 "-37", 41 "-60", 66 "-88" (1 ' 6 "-1 ' 28"), 100 "+ (1 ' 40" +).
      4. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel voor 100 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
    6. Introduceren oor opvulling, duur aanvankelijk verlaagd. Til of nodig de hond uit om in de boring te springen, "down", outfit hem met oor opvulling, en C/T voor elke duur van het tolereren van de oor opvulling zonder overmatige beweging.
      1. Cue "rest" en C/T voor 1-5 s van kin contact. Bouw duur tot 60 s. stappen kunnen 1 "-5", 6 "-26", 28 "45", 60 "+ zijn.
      2. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel in de mock boring met oor opvulling voor 60 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
    7. Verhoogde kin rust in bespotten RF-spoel met oor opvulling en toenemende duur en afleiding. Lift of nodig de hond om te springen in de boring, cue "down" en "rust," outfit hem met oor opvulling, en C/T voor 1-12 s van kin contact.
      1. Voeg geleidelijk visuele en akoestische afleidingen toe. Bouw duur tot 107 s. stappen kunnen worden 1 "-12", 16 "-37", 41 "-60", 66 "-88", 107 "+.
      2. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel in de mock boring met oor opvulling voor 107 s; elke sessie moet tussen 5 en 15 minuten duren.
    8. Introduceer scanner ruis. Til de hond op of nodig hem uit om in de boring te springen, "down" en "rest", en outfit met oorvulling.
      1. Play scan audio op een nauwelijks hoorbaar volume tussen 0-40 dB en C/T voor 1-12 s van kin contact.
      2. Bouw duur tot 107 s. stappen kunnen worden 1 "-12", 16 "-37", 41 "-60", 66 "-88", 107 "+.
      3. Herhaal deze sessie totdat de hond zal kindoel in de mock boring met oor opvulling en tot 40 dB scan audio voor 107 s; elke sessie moet tussen 15 en 30 minuten duren.
    9. Bouw duur tot 2 min 30 s met toenemende afstand. Til de hond op of nodig hem uit om in de boring te springen, "down" en "rest", en outfit hem met oorvulling.
      1. Play scan audio tussen 41 en 70 dB en C/T voor 1-37 s van kin contact. Geleidelijk toe te voegen afstand, bewegen rond de mock boring, uit het zicht dan weer in zicht van de hond.
      2. Bouw duur tot 142 s. stappen kunnen worden 1 "-37", 41 "-88", 97 "-107", 117 "-129", 142 "+.
      3. Herhaal deze sessie totdat de hond zal Chin target in de mock boring met oor opvulling en 41-70 dB scan audio voor 142 s, met en zonder afleiding en afstand; elke sessie moet tussen 15 en 30 minuten duren.
    10. Bouw duur tot 4 min. Til de hond op of nodig hem uit om in de boring te springen, "down" en "rest", en outfit hem met oorvulling.
      1. Play scan audio tussen 60 en 90 dB en C/T voor 1-107 s van kin contact.
      2. Bouw duur tot 240 s. stappen kunnen worden 1 "-107", 117 "-142", 156 "-189", 208 "-229", 240 "+.
      3. Herhaal deze sessie totdat de hond zal Chin target in de mock boring met oor opvulling en 60-90 dB scan audio voor 240 s, met en zonder afleiding en afstand; elke sessie moet tussen 15 en 30 minuten duren.
    11. Bouw duur tot 5 min. Til de hond op of nodig hem uit om in de boring te springen, "down" en "rest", en outfit met oorvulling.
      1. Play scan audio tussen 80 en 110 dB en C/T voor 1-120 s van kin contact.
      2. Bouw duur tot 300 s. stappen kunnen worden 1 "-120", 129 "-189", 208 "-229", 252 "-277", 300 "+.
      3. Herhaal deze sessie totdat de hond zal Chin target in de mock boring met oor opvulling en 80-110 dB scan audio voor 300 s, met en zonder afleiding en afstand; elke sessie moet tussen 15 en 30 minuten duren.

3. overdracht

Opmerking: 1) bij het bereiken van het uiteindelijke criterium van het statieven gedrag in de mock MRI training locatie (5 min down-stay en kin rust in mock boring en mock RF Coil terwijl het dragen van oor opvulling, met scanner lawaai spelen op 80-110 dB), de hond ondergaat vijf verschillende locatie overdracht (generalisatie)-sessies. Tijdens deze overdracht sessies de hond stations naar de bovenstaande criteria op verschillende indoor en outdoor locaties die zo uniek mogelijk zijn, met verschillende bezienswaardigheden, geluiden, en graden van sociale afleiding over de instellingen (bijv. afgelegen grasveld, rustige academische bouw gang, drukke academische gebouw lobby, drukke bushalte, luide waterzuiveringsinstallatie)8.

  1. Voor het monteren van de draagbare mock MRI gebruikt voor de overdracht, het compileren van een tunnel (regeling agility tunnel, gestabiliseerd met zandzakken), een multiplex platform, een acryl mock RF-ontvangerspoel, het schuim kinrust apparaat en een draagbaar luidsprekersysteem (Zie tabel van Materialen). Bevestig buffer pads aangebracht op het interieur van de mock RF-spoel om opvulling tegen de oren van de honden en extra craniale stabilisatie/plaatsings feedback te bieden.
  2. Staan of zitten naast de (draagbare) mock boring met de mock RF Coil en kin rust binnen. Gebaar de hond om de boring te betreden, cue "down" en "rest," en outfit het met oor opvulling.
  3. Speel scan audio af op 80-110 dB en C/T voor 1-30 s van het stationering op de nieuwe locatie.
  4. Vervolgens sonde voor criterium duur (versterken op 5 min of wanneer de hond breekt).
  5. Voeren herhaalde aanvallen van 1-5 min Chin rest herhalingen voor 30-60 min.
  6. Voer één sessie van 30-60 minuten uit op elke locatie. Zodra de hond het statige gedrag heeft gegeneraliseerd naar criterium op vijf verschillende overdrachts locaties, is de hond klaar voor het verzamelen van gegevens in de echte MRI-omgeving.

4. MRI

  1. Een MRI-gegevensverzamelings sessie duurt tussen 30 en 60-min. begin de gegevensverzamelings sessie met een localizer, gevolgd door acquisitie van anatomische afbeeldingen met hoge resolutie om te dienen als een recept referentie met behulp van de 3D magnetisatie-voorbereide snelle gradiënt reeks echo (MPRAGE). Volg de anatomische scan en voer de functionele magnetische resonantie imaging scans uit (bijv. stimulus presentatie en rusttoestand). Dit MRI-protocol vertegenwoordigt voorbeelden uit eerdere werken en is alleen suggestief (Zie Jia et al.4 en thompkins et al.10 voor het uitvoeren van het Protocol).
    1. Geef de honden ongeveer 1 min pauzes met hun beloning buiten de scanner tussen scans.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Het gemiddelde aantal herhalingen van elk sessie niveau wordt weergegeven in tabel 1. Het volledige trainings-en testprotocol vereist 14 h (M = 13,55 h, bereik 12-16 h) en bestond uit 90 sessies (Range 87-93 sessies). Open omgeving training duurde 4,38 h (bereik 3-5 h), mock MRI training duurde 5,4 h (bereik 4.2-6.5 h), en overdracht was 2,5 h verdeeld in 5 30 min sessies. Onderhouds sessies op niveau 19 werden uitgevoerd tijdens de overdracht en worden weerspiegeld in de...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Het hierboven beschreven protocol scheidt de training van het statische gedrag (kin-rest) van desensibilisatie naar de MRI-omgeving. Verder maakt het gebruik van een generalisatie procedure van stationering in verschillende niet-vergelijkbare locaties, om te helpen bij de overdracht van het statige gedrag naar de echte MRI-scan omgeving; het doet dit zonder de noodzaak van uitgebreide trainingstijd in de MRI-scan omgeving, wat duur kan zijn. Over het algemeen werd de training en het testen voltooid in 14 uur en resulteer...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

We zijn dankbaar voor Canine performance Sciences en Auburn University afdelingen van Psychology en Electrical & computer engineering. Dit werk werd gesteund door de vereniging van professionele honden trainers.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

```html
Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Acrylic Mock Radiofrequency CoilMenardsTU59018594Mock Radiofrequency (RF) Coil: 8" diameter x 4' Concrete Form Tube. Makes four mock RF coils; cut form tube in four even lengths for four 8" diameter x 1' mock RF coils.
Agility TunnelJ&J Dog SuppliesTT053Open Agility Training Tunnel
Bluetooth SpeakerSharkkSP-SK896WTR-GRYPortable Scan Audio Playback: Waterproof Bluetooth Speaker Sharkk 2O IP67 Bluetooth Speaker Outdoor Pool Beach and Shower Portable Wireless Speaker
Cardboard Concrete Form TubeMenardsTU10120014Stationary Mock MRI Bore: Sonotube 24" diameter x 12' Standard Wall Water-Resistant Concrete Form. Makes two mock bores; cut form tube in half for two 24" diameter x 6' bores.
Chuckit BallChuckit!17030Toy Reward: Chuckit! Ultra Ball
Decibel XSkypawDecibel meter phone app
Exercise MatFoam chin rest: cut mat in half lengthwise. Roll up, and secure roll with hot glue. Cut chin-size notch in center with X-ACTO knife. Hot-glue velcro to bottom surface.
Folding Table3' x 6' folding table
Microfiber Car Wax Applicator PadViking Car Care862400Viking Car Care Microfiber Applicator Pads
Natural Balance Treat LogNatual Balance236020Food Reward: E.g., Chicken Formula Dog Food Roll, 3.5-lb roll
PlywoodPlatform: 2"x4"x6' length of wood affixed to 3'x6' plywood board. Hot glue exercise mat on plywood board for traction. Braces: 3 4x4x4" cubes cut at 45-degree angle affixed to ends of 1"x4"x3' lengths of wood. Makes 3 braces.
Sand BagsJ&J Dog SuppliesAG155J&J Professional Quality Sandbags x 2
Speaker SystemPioneer ElectricsHTD645DVStationary Scan Audio Playback: Pioneer HTD645DV 5 Disk DVD Home Theater System with Wireless Surround Speakers. Operating Instructions.
Towelstandard towel
```

Referenties

  1. Tóth, L., Gácsi, M., Miklósi, Á, Bogner, P., Repa, I. Awake dog brain magnetic resonance imaging. Journal of Veterinary Behavior. 4 (2), (2009).
  2. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M. Functional MRI in awake unrestrained dogs. PLoS One. 7 (5), e38027(2012).
  3. Bunford, N., Andics, A., Kis, A., Miklosi, A., Gacsi, M. Canis familiaris As a Model for Non-Invasive Comparative Neuroscience. Trends in Neurosciences. 40 (7), 438-452 (2017).
  4. Jia, H., et al. Functional MRI of the Olfactory System in Conscious Dogs. Plos One. 9 (1), e86362(2014).
  5. Thompkins, A. M., Deshpande, G., Waggoner, P., Katz, J. S. Functional Magnetic Resonance Imaging of the Domestic Dog: Research, Methodology, and Conceptual Issues. Comparative Cognition & Behavior Reviews. 11, 63-82 (2016).
  6. Berns, G. S., Cook, P. F. Why Did the Dog Walk Into the MRI? Current Directions in Psychological Science. 25 (5), 363-369 (2016).
  7. Huber, L., Lamm, C. Understanding dog cognition by functional magnetic resonance imaging. Learning & Behavior. 45 (2), 101-102 (2017).
  8. Ramirez, K. Animal training: successful animal management through positive reinforcement. , Shedd Aquarium Chicago. (1999).
  9. Gerencser, L., Bunford, N., Moesta, A., Miklosi, A. Development and validation of the Canine Reward Responsiveness Scale -Examining individual differences in reward responsiveness of the domestic dog. Scientific Reports. 8 (1), 4421(2018).
  10. Thompkins, A. M., et al. Separate brain areas for processing human and dog faces as revealed by awake fMRI in dogs (Canis familiaris). Learning & Behavior. 46 (4), 561-573 (2018).
  11. Lazarowski, L., et al. Investigation of the Behavioral Characteristics of Dogs Purpose-Bred and Prepared to Perform Vapor Wake® Detection of Person-Borne Explosives. Frontiers in Veterinary Science. 5 (50), (2018).
  12. Lazarowski, L., Waggoner, P., Katz, J. S. The future of detector dog research. Comparative Cognition & Behavior Reviews. 14, 77-80 (2019).
  13. Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415(2017).
  14. Council, N. R. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8th ed, The National Academies Press. (2011).
  15. Andics, A., Gábor, A., Faragó, T., Szabó, D., Miklósi, Á Neural mechanisms for lexical processing in dogs. Science. 353 (6303), 1030-1032 (2016).
  16. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M. Scent of the familiar: An fMRI study of canine brain responses to familiar and unfamiliar human and dog odors. Behavioural Processes. 110, 37-46 (2015).
  17. Berns, G. S., Brooks, A., Spivak, M. Replicability and Heterogeneity of Awake Unrestrained Canine fMRI Responses. PLoS One. 8 (12), e81698(2013).
  18. Cook, P., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. Jealousy in dogs? Evidence from brain imaging. Animal Sentience. 117, 1-15 (2018).
  19. Cook, P. F., Brooks, A., Spivak, M., Berns, G. S. Regional brain activations in awake unrestrained dogs. Journal of Veterinary Behavior-Clinical Applications and Research. 16, 104-112 (2016).
  20. Cook, P. F., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. S. Awake canine fMRI predicts dogs' preference for praise vs food. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 11 (12), 1853-1862 (2016).
  21. Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. Neurobehavioral evidence for individual differences in canine cognitive control: an awake fMRI study. Animal Cognition. 19 (5), 867-878 (2016).
  22. Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. S. One pair of hands is not like another: caudate BOLD response in dogs depends on signal source and canine temperament. PeerJ. 2, e596(2014).
  23. Dilks, D. D., et al. Awake fMRI reveals a specialized region in dog temporal cortex for face processing. PeerJ. 3, e1115(2015).
  24. Prichard, A., Chhibber, R., Athanassiades, K., Spivak, M., Berns, G. S. Fast neural learning in dogs: A multimodal sensory fMRI study. Scientific Reports. 8 (1), 14614(2018).
  25. Prichard, A., Cook, P. F., Spivak, M., Chhibber, R., Berns, G. S. Awake fMRI Reveals Brain Regions for Novel Word Detection in Dogs. Frontiers in Neuroscience. 12, 737(2018).
  26. Ramaihgari, B., et al. Zinc Nanoparticles Enhance Brain Connectivity in the Canine Olfactory Network: Evidence From an fMRI Study in Unrestrained Awake Dogs. Frontiers in Veterinary Science. 5, 127(2018).
  27. Robinson, J. L., et al. Characterization of Structural Connectivity of the Default Mode Network in Dogs using Diffusion Tensor Imaging. Scientific Reports. 6, 36851(2016).
  28. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M., Levy, K. Functional MRI in Awake Dogs Predicts Suitability for Assistance Work. Scientific Reports. 7, 43704(2017).
  29. Berns, G. S., Spivak, M., Nemanic, S., Northrup, N. Clinical Findings in Dogs Trained for Awake-MRI. Frontiers in Veterinary Science. 5, 209(2018).
  30. Jia, H., et al. Enhancement of odor-induced activity in the canine brain using zinc nanoparticles: A functional MRI study in fully unrestrained conscious dogs. Chemical Senses. 41 (1), 53-67 (2016).
  31. Kyathanahally, S. P., et al. Anterior-posterior dissociation of the default mode network in dogs. Brain Structure and Function. 220 (2), 1063-1076 (2015).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Tags

Canine fMRIMRI bij wakkere onbeperkte hondenbeeldvorming van de hondenhersenentraining in stationeergedragconditionering door auditieve blootstellingkinsteun gedragmock MRI trainingfunctionele MRI datavisuele gezichtsverwerkingolfactorische discriminatieparadigma s
Trainen van honden voor wakker, ongebreidelde functionele magnetische resonantie beeldvorming
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.