Geautomatiseerde Visual cognitieve taken voor opname neurale activiteit met behulp van een Vloerprojectie Maze

Het algemene doel van dit protocol is om geoptimaliseerde vormgeving en trainingsprocedures te demonstreren voor volledig geautomatiseerde visuele cognitieve taken en gelijktijdige neurale data-acquisitie bij ratten met behulp van een vloerprojectielabyrint. Dit wordt bereikt door videotracking- en neurale data-acquisitiesystemen te integreren met een gedragsbesturingssysteem dat in staat is om taakrelevante stimuli en intracraniële beloning te leveren op basis van het gedrag van het dier. Nadat ratten hebben geleerd om een stationaire klaarstand in het midden van de arena te houden, verschijnen doelabeeldingen die een relevant gedragsreactie vereisen volgens de takenregels.

Timestamped neurale data voor peri-evenementanalyses tonen neurale correlaten voor de klaarstand, de aanvang van doelbeeldpresentatie en andere taakrelevante gebeurtenissen. Wat er over deze techniek wordt gezegd, is dat de vloerprojectierace gebruikmaakt van gedrags- en anatomisch bewijs dat ratten visuele informatie verwerken in hun lagere visuele hemiveld. Ook maken taken die in dit apparaat zijn ontworpen gebruik van de natuurlijke neiging van ratten om de omgeving te verkennen.

Ten slotte kan een hele veelvoud van visueel geleide cognitieve taken worden ontworpen om cognitieve functie te onderzoeken in knaagdiermodellen. We ontwikkelden het vloerprojectielabyrinth voor betere validiteit en translationele relevantie voor studies die bij mensen en niet-menselijke primaten worden uitgevoerd. Deze techniek heeft een betere toepassing voor het begrijpen van menselijke stoornissen van geheugen en aandacht. Omdat deze stoornissen betrekking hebben op de verwerking van visuele informatie.

Het vloerprojectielabyrinth is een open veld zonder muren. Een achterprojectiescherm dient als de vloer van het apparaat. Elke vorm van labyrinthetarena kan op de vloer worden geplaatst, of virtuele visuele grenzen kunnen worden geprojecteerd.

Het achterprojectieschermvloer is gebouwd uit drie lagen. Dubbel zichtdoek wordt over een dik rechthoekig stuk plexiglas gespannen. Een dunne laag plexiglas wordt over het doek geplaatst om het schermmateriaal te beschermen.

Het schermmateriaal tussen dik, plexiglas onderaan en dun plexiglas bovenaan zorgt voor de meest effectieve beeldprojectie onder en aan de zijkant van het labyrint is een short throw projector, die beelden op de onderkant van de labyrintvloer projecteert. Een bovenliggende camera die is bevestigd aan een computer met de Cineplex basic gedragsmodule biedt videotracking en online analyse van positionele gegevens. Om de positie van de rat te volgen, bevestigt u leds aan de hoofdtrap van de rat of volgt u de OID van de contour van de rat. Met het videotrackingsysteem moet de testarena voor gedragstaken die op het plexiglas is geplaatst, zijn gemaakt van mat materiaal.

Zorg ervoor dat de vloerprojectielabyrint en het ICS-systeem worden geaard aan de pre-versterker om elektrische ruis te minimaliseren wanneer u het neurale data-acquisitiesysteem gebruikt. Gewen de rat eerst 10 minuten aan de gedragskamer met de apparatuur aan, en breng de rat de volgende dag terug naar de kolonie. Herhaal dit.

Stap op de derde dag, sluit de ICS en hoofdtrap verankeringen aan op de rat en gewenn de rat 10 minuten aan de testarena. Op de vierde dag bepaalt u de laagste ICS-amplitude om een plaatsvoorkeur vast te stellen. Gebruik een informeel plaatsvoorkeurconditioneringsprotocol.

Verhoog langzaam puls een en puls twee amplitudes totdat de rat is geconditioneerd op de plaats waar de ICS-beloning plaatsvindt. Typische amplitudewaarden liggen tussen de 20 en 80 micro ampère. Vanaf dag vijf en daarna, lever een ICS-beloning om de ratten te trainen naar de klaargebied en naar binnenkomst in de oost- en westbeeldgebieden.

Vervolg de training totdat de rat afwisselend tussen de twee beeldgebieden is. Het is van cruciaal belang om ratten te trainen om een stationaire klaarstand in het klaargebied te handhaven. De klaarstand bepaalt vanuit welke richting de rat de doelabeeldingen nadert en de afstanden van waaruit de rat de gepresenteerde afbeeldingen bekijkt.

Voor de tussenfase, introduceer 50 decibel witte ruis om het begin van een proef aan te geven. Schakel de witte ruis uit wanneer de rat het klaargebied binnengaat. Automatiseer de levering van een ICS-beloning aan de rat voor het binnengaan van het klaargebied en voor het succesvol voltooien van klaarstanden.

Verlaag geleidelijk de beloningskansen voor het binnengaan van het klaargebied en het succesvol voltooien van klaarstanden tot tussen nul en 10%. Tegelijkertijd verlaagt u de klaarstand. Verlaat in stappen van 100 milliseconden om de rat te trainen om te stoppen en te wachten in de klaarstand. In dit trainingsstadium is het belangrijk om ratten niet te veel te belonen in de klaarstand, omdat overtraining resulteert in een vertraagde overgang naar late vormgeving en taakspecifieke regels.

Als de rat voortijdig de klaarstand verbreekt, zet de witte ruis aan. De rat moet de proef opnieuw starten aan de andere kant van de arena. Ga verder met late vormgeving wanneer de rat de klaarstand betrouwbaar kan handhaven gedurende maximaal 1200 milliseconden voor elke proef.

Een nieuwe klaarstandduur bepaalt hoe lang de rat stil moet blijven staan voordat de doelabeeldingen verschijnen. Training tijdens late vormgeving is specifiek voor de taak en is geautomatiseerd in alle taakparameters. Met de flexibiliteit om ICS-beloningen handmatig te leveren voor de initiële training in de visuele door voorwaardelijke discriminatie taak, train ratten op een eenvoudige vorm- en luminantiediscriminatie.

Begin de proef door de witte ruis aan te zetten. Varieer de vereiste duur voor de rat om in de klaarstand te blijven tussen proeven. Als een rat niet betrouwbaar een stationaire klaarstand handhaaft, lever een ICS-beloning.

Presenteer handmatig een paar afbeeldingen in het beeldpresentatiegebied, presenteer pseudo willekeurig de juiste afbeelding aan de linker- of rechterkant van het beeldgebied. Lever een ICS-beloning. Wanneer de rat de juiste afbeelding nadert op de eerste trainingsdag.

Geef alleen een burst van 7