Otwarty kod źródłowy, w pełni konfigurowalny zestaw zadań czasu reakcji szeregowej do wyboru 5 do zautomatyzowanego treningu behawioralnego gryzoni

Summary

Obecny protokół opisuje rozwój open-source'owego zestawu narzędzi do szeregowego czasu reakcji 5 wyborów dla modeli gryzoni, przy użyciu Arduino i pokrewnego sprzętu oraz wszechstronnego zestawu narzędzi Matlab, w tym opcjonalnego skryptu do automatycznego treningu behawioralnego. Skrypty są konfigurowalne i ułatwiają wdrażanie różnych projektów próbnych i testowych.

Abstract

Zadanie z czasem reakcji serii 5 wyborów (5-CSRTT) jest testem behawioralnym często używanym do badania uwagi wzrokowo-przestrzennej i impulsywności u gryzoni. Zadanie wymaga od zwierząt skupienia uwagi na poziomym układzie pięciu małych otworów wyposażonych w źródła światła, a następnie w ograniczonym czasie wytknięcia nosem jednego podświetlanego otworu docelowego, aby otrzymać nagrodę w postaci jedzenia w magazynie żywności znajdującym się w przeciwnej ścianie komory. Zadanie uwzględnia środki kontroli behawioralnej, takie jak dokładność odpowiedzi i czas reakcji, a także pozwala wywnioskować selektywną uwagę i impulsywność. Trudność zadania można kontrolować, modyfikując czas trwania bodźca i ogólny projekt zadania. Dostępna na rynku aparatura zwykle składa się z komory doświadczalnej i specjalnego oprogramowania do określania parametrów zadania, ale ze względu na stały sprzęt i oprogramowanie, stwarzają one wiele ograniczeń w zakresie zmian w ogólnym projekcie eksperymentu i specyficznych wymaganiach dotyczących zadań oraz związanych z tym danych wyjściowych. W tym artykule wyjaśniono w pełni konfigurowalną alternatywę opartą odpowiednio na łatwym w użyciu jednopłytkowym mikrokontrolerze i standardowych komponentach elektrotechnicznych, ogólnodostępnym skrypcie Arduino oraz zestawie narzędzi Matlab do sterowania sprzętem i specyfikacji zadań behawioralnych. Zestaw narzędzi zawiera opcjonalną procedurę schodową, umożliwiającą zautomatyzowany trening behawioralny. Kompletna konfiguracja sprzętowa, którą można zainstalować w niestandardowych studzienkach, oraz dowolnie adaptowane oprogramowanie zachęcają do niestandardowych zadań i projektowania studzienek. Opisano projekt systemu i kod open source do sterowania sprzętem i konfiguracji eksperymentalnej.

Introduction

5-CSRTT to test behawioralny, często stosowany u gryzoni do badania procesów uwagi wzrokowej i impulsywności^1,2,3,4,5,6, takie jak określenie roli układu cholinergicznego w koncentracji i wpływu inhibitorów wychwytu zwrotnego noradrenaliny na impulsywność behaviors⁷. Standardowe urządzenie pozwala na obserwację różnych środków kontrolnych, takich jak dokładność odpowiedzi, czas reakcji, zachowania impulsywne i kompulsywne, zdolności motoryczne i motywacja^1,2,3,4,5. Składa się z poziomego układu pięciu otworów wyposażonych w diody LED, magazynu żywności na ścianach komory naprzeciwko otworów oraz oświetlenia domu^2,5. W typowym zadaniu światło w domu jest podświetlane, a początek sesji wyznacza iluminacja magazynu żywności, do którego dostarczany jest darmowy pellet. Kurs próbny rozpoczyna się, gdy zwierzę szturchnie nos magazynkiem, aby odzyskać pellet¹. Następnie lampka magazynu żywności jest gaszona i rozpoczyna się interwał między próbami (ITI), podczas którego zwierzę ma skierować swoją uwagę w stronę otworów. Po upływie ITI w jednym z otworów wyświetlane jest oświetlenie bodźcem^1,2,5. Bodziec jest podawany przez określoną długość, znaną jako czas trwania bodźca (StD). Zwierzę może reagować na bodziec podczas jego prezentacji lub w ograniczonym oknie czasowym po zakończeniu StD, znanym jako ograniczone zatrzymanie (LH). Aby zareagować, zwierzę musi przyłożyć nos do docelowego otworu i, jeśli zostanie to zrobione poprawnie, w magazynie żywności uwalniana jest nagroda^1,2,5. W przeciwnym razie, każda nieprawidłowa odpowiedź, a także wszelkie reakcje przed wystąpieniem bodźca (antycypacyjne lub przedwczesne) lub brak odpowiedzi (pominięcie) skutkują przekroczeniem limitu czasu (TO), podczas którego światło w domu jest wyłączane na określony czas^1,2,5 (Rysunek 1). Ogólnie rzecz biorąc, dokładność bodźca dyskryminacyjnego mierzy funkcjonowanie uwagi, podczas gdy reakcje przedwczesne i perseweratywne (powtarzające się odpowiedzi na aperturach po prezentacji bodźca) są uważane za miary odpowiednio zachowania impulsywnego i kompulsywności^1,4,5^,6.

Rysunek 1: Możliwe sekwencje próbne typowego 5-CSRTT. Po interwale międzypróbnym światło bodźca jest włączane na określony czas, a następnie wyłączane w interwale ograniczonego wstrzymania. Szczur może albo odpowiedzieć poprawnie i otrzymać nagrodę, albo odpowiedzieć niepoprawnie i otrzymać przerwę w tym czasie. Jeśli szczur nie odpowie na czas, jego pominięcie powoduje przekroczenie limitu czasu. Podobnie, jeśli zareaguje przed prezentacją bodźca świetlnego, jego przedwczesna reakcja powoduje przekroczenie limitu czasu. Kolejny okres próbny rozpoczyna się po odebraniu nagrody lub zakończeniu okresu limitu czasu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

5-CSRTT jest szeroko stosowany ze względu na swoją elastyczność: zmieniając parametry projektu badania, można badać różne podkategorie uwagi. Na przykład, podczas gdy zwierzę powinno dzielić swoją uwagę na pięć różnych otworów (uwaga wzrokowo-przestrzenna), użycie nieistotnych bodźców (np. bodźców słuchowych) umożliwia testowanie selektywnej lub długotrwałej uwagi^1,2,5,6. W tym celu konfiguracja eksperymentalna może zostać rozszerzona o głośniki, które mogą być używane jako bodźce rozpraszające lub nawet wzmacniające^1,2,5^,6. Co więcej, obciążenie uwagi może być bezpośrednio modulowane poprzez zmianę prezentacji bodźca lub losowe losowanie czasu trwania ITI¹⁰. 5-CSRTT jest używany nie tylko w gryzoniach^3,7, ale ostatnio został zaadaptowany do testowania naczelnych innych niż ludzie^1,7,8 i fish^7,9, co jeszcze bardziej pokazuje jego wykonalność. W pełni konfigurowalny zestaw narzędzi 5-CSRTT pozwala na łatwą adaptację standardowego paradygmatu gryzoni do innych modeli zwierzęcych. Co więcej, elastyczność dostosowywania zestawu narzędzi 5-CSRTT zachęca również do badań przy użyciu niestandardowych projektów zadań.

W pełni konfigurowalny zestaw narzędzi 5-CSRTT prezentowany tutaj zawiera skrypt Arduino do sterowania sprzętem, zaprogramowany w zintegrowanym środowisku programistycznym. Składa się również z zestawu narzędzi Matlab (wersja R2019b lub nowsza) do kontroli eksperymentów. Poniższy protokół wyjaśnia, jak skonfigurować zestaw narzędzi 5-CSRTT z powszechnie używanym paradygmatem standardowym i pokazuje opcjonalne konfiguracje dla niestandardowych paradygmatów.

Protocol

Procedura eksperymentalna w tym protokole została przeprowadzona zgodnie z zaleceniami dyrektywy UE 2010/63 dotyczącej dobrostanu zwierząt doświadczalnych oraz zgodnie z ustawą o dobrostanie zwierząt wydaną przez rząd federalny Niemiec i została zatwierdzona przez lokalne władze. Ponieważ badania wymagały jedynie treningu behawioralnego, żadne zwierzę nie zostało poddane eutanazji, a wszystkie zostały utrzymane w hodowli po przeprowadzeniu badań. Badania przeprowadzono na dziesięciu samcach szczurów z kapturem Lister (w wieku 4 miesięcy na początku treningu behawioralnego).

1. Trzymanie, hodowla i obchodzenie się ze zwierzętami

1. Szczury domowe wraz z maksymalnie pięcioma rodzeństwem z miotu w standardowej klatce z odpowiednim materiałem ściółkowym, zgodnie z zaleceniami komisji ds. dobrostanu zwierząt.
2. Szczury należy przechowywać w wentylowanym pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze 20 ± 2 °C i wilgotności względnej wynoszącej maksymalnie 50% w cyklu 12:12 godzin światła/ciemności lub zgodnie z zaleceniami komitetu ds. dobrostanu zwierząt. Ogranicz dostęp do pożywienia (12 g karmy dziennie na szczura, patrz Tabela Materiałów) i zapewnij nieograniczony dostęp do wody.
3. Oznacz ogony zwierząt trwałym, nietoksycznym markerem atramentowym.
4. Przed rozpoczęciem eksperymentu behawioralnego zajmij się szczurami przez co najmniej tydzień, aż przyzwyczają się do bycia dotykanym przez eksperymentatorów, i zapoznaj szczury z satysfakcjonującymi granulkami pokarmu, aby zmniejszyć neofobię żywieniową.

2. Przygotowanie sprzętu i oprogramowania sterującego

1. Otwórz bezpłatnie dostępne oprogramowanie zintegrowanego środowiska programistycznego (IDE) (patrz Spis materiałów). Kliknij Plik > Otwórz i kliknij skrypt do sterowania sprzętem (Plik uzupełniający 1).
2. Podłącz mikrokontroler USB do komputera. Sprawdź, czy automatycznie wybrane informacje o płytce głównej i procesorze odpowiadają podłączonej płytce mikrokontrolera, klikając Narzędzia w lewej górnej połowie ekranu. Wybierz odpowiednie informacje o płycie głównej i procesorze, a następnie kliknij Port, aby wybrać dostępny port.
3. W lewej górnej połowie ekranu kliknij Szkicuj > Dołącz bibliotekę > Zarządzaj bibliotekami. W nowo otwartym oknie Library Manager wpisz termin "Adafruit Motor Shield V2" w pasku wyszukiwania i kliknij przycisk Instaluj w odpowiedniej bibliotece. Powtórz ten sam proces dla wyszukiwanego hasła "Adafruit Neopixel".
4. W lewej górnej połowie ekranu kliknij Zweryfikuj (przycisk ze znacznikiem wyboru), aby upewnić się, że w skrypcie nie ma błędów. Kliknij na Upload (przycisk ze strzałką w prawo), aby wgrać skrypt na płytkę mikrokontrolera.

3. Przygotowanie oprogramowania do kontroli eksperymentu

1. Upewnij się, że wszystkie cztery skrypty i funkcje kontroli eksperymentu znajdują się w tym samym folderze.
   1. Otwórz platformę programistyczną, kliknij zakładkę HOME toolbar w górnej połowie ekranu i kliknij Ustaw ścieżkę. Kliknij pozycję Dodaj folder i wybierz folder zawierający wszystkie skrypty kontrolne eksperymentu.
   2. Kliknij Zapisz i zamknij okno Ustaw ścieżkę. Kliknij Otwórz na karcie HOME toolbar w górnej połowie ekranu i otwórz następujące skrypty i funkcje: User (Plik uzupełniający 2), Staircase (Plik uzupełniający 3) i DataProc (Plik uzupełniający 4).
2. Postępuj zgodnie z instrukcjami pobierania i instalowania oprogramowania Psychtoolbox, aby włączyć funkcję przycisku ESC używaną przez przybornik (patrz Spis materiałów dla linku dostępu).

4. Konfiguracja parametrów używanych w narzędziu 5-CSRTT

1. Przygotuj zestaw narzędzi do habituacji.
   UWAGA: Rysunek 2 przedstawia aparat 5-CSRTT używany w obecnym badaniu.
   1. Wybierz otwarty skrypt użytkownika. Upewnij się, że zmienna habituation w wierszu 7 jest ustawiona na wartość "true". Wpisz liczbę w minutach (np. "30" przez 30 minut) w wierszu 8, aby ustawić limit czasu na przyzwyczajenie. W wierszu 9 wpisz liczbę z przedziału od 0,01 do 1 (pełna jasność), aby wybrać poziom jasności światła bodźca.
      UWAGA: Poziom jasności używany w tym projekcie jest ustawiony na 0,2.
   2. Przeprowadź eksperyment behawioralny (krok 5).
2. Przygotuj zestaw narzędzi do sesji eksperymentalnej.
   1. Wybierz otwarty skrypt użytkownika. Upewnij się, że zmienna w wierszu 7 jest zdefiniowana jako "false".
   2. W wierszu 12 wpisz ścieżkę do katalogu, w którym dane eksperymentu zostaną automatycznie zapisane (np. 'C:\Users\trainer\Desktop\5CSRTT'). Upewnij się, że istnieje katalog o tej samej nazwie.
   3. Wpisz dane identyfikacyjne obiektu w wierszu 13 (np. "red1").
   4. Upewnij się, że zmienna w wierszu 14 jest zdefiniowana jako "true", aby wygenerowane dane zostały automatycznie zapisane w ścieżce katalogu.
   5. Upewnij się, że zmienna w wierszu 15 jest zdefiniowana jako "true" i wpisz liczbę w wierszach 16 i 17, aby ustawić odpowiednio limit próbny i czasowy (w min), po którym program zostanie automatycznie zatrzymany.
   6. Skonfiguruj parametry dla standardowego paradygmatu 5-CSRTT.
      1. Sprawdź, czy zmienna w wierszu 32 jest ustawiona na "true" dla darmowej dostawy granulatu przed pierwszą próbą. Zdefiniuj zmienną w wierszu 33 jako "true", aby zapewnić wpis w magazynie przed rozpoczęciem każdej próby. Sprawdź, czy zmienna w wierszu 34 jest ustawiona jako "zdefiniowana" i wpisz liczbę w wierszu 35, aby określić długość ITI w sekundach.
      2. Upewnij się, że zmienna zdefiniowana w wierszu 37 jest ustawiona na wartość "true", aby próby z przedwczesnymi odpowiedziami nie wpływały na limit próbny sesji. Wpisz wartość liczbową w wierszu 38, która zdefiniuje długość ograniczonego wstrzymania (LH) w sekundach.
      3. Upewnij się, że zmienna w wierszu 39 jest ustawiona na wartość "none", a zmienna w wierszu 40 jest zdefiniowana jako "false". Wpisz liczbę w wierszu 41, aby zdefiniować długość TO w sekundach i upewnij się, że zmienna w wierszu 42 jest ustawiona na wartość "false".
      4. Wpisz wartość liczbową w wierszu 45, która odpowiada liczbie otworów, które można podświetlić (np. "5"). Upewnij się, że zmienna w wierszu 46 jest zdefiniowana jako "pseudolosowa" lub "losowa" i wpisz liczbę w wierszu 47, ustawiając długość StD w sekundach. Sprawdź, czy zmienna w wierszu 48 jest zdefiniowana jako "pojedyncza", a wartość liczbowa w wierszu 49 to "1". W wierszu 50 wpisz liczbę, aby określić jasność bodźca docelowego.
      5. Sprawdź, czy zmienne w wierszach 64 i 65 są zdefiniowane odpowiednio jako "binarne" i "niezależne". Wpisz wartość liczbową w wierszu 71 odpowiadającą liczbie granulek żywności, które mają zostać uwolnione po prawidłowym wbiciu w nos.
      6. Przeprowadź eksperyment behawioralny (krok 5).
   7. Skonfiguruj parametry dla niestandardowego paradygmatu 5-CSRTT.
      UWAGA: Wszystkie kroki opisane w tym podrozdziale są opcjonalne.
      1. Jeśli w przypadku korzystania z procedury automatycznego szkolenia na klatce schodowej wymagana jest automatyczna kontrola działania, upewnij się, że zmienna w wierszu 18 jest zdefiniowana jako "true" i wpisz wartość liczbową w wierszu 20 określającą częstotliwość kontroli działania. Wpisz liczbę w wierszu 21, aby określić minimalną liczbę prób, które należy wykonać podczas bieżącej sesji przed obliczeniem wydajności uczestnika. Upewnij się, że zmienna w wierszu 21 jest zdefiniowana jako "all", tak aby wszystkie próby bieżącej sesji były uwzględniane w kontroli wydajności.
      2. Upewnij się, że zmienna w wierszu 22 jest ustawiona na wartość "true", aby program zaktualizował parametry bieżącej sesji tak, aby pasowały do poprzednio zakończonej sesji. W wierszu 23 wpisz "najnowsza", aby ustalić, że ostatnia sesja zostanie przesłana.
         UWAGA: Program zaktualizuje parametry na podstawie specyfikacji w funkcji "Schody", przeskakując do poprzednio ukończonego poziomu. Konkretny zestaw danych do przesłania można również wybrać, wpisując dokładną ścieżkę do pliku danych z końcówką ".mat".
      3. Jeśli pożądane jest zautomatyzowane trenowanie behawioralne, upewnij się, że zmienna w wierszu 26 jest ustawiona na wartość "true". Wpisz wartość liczbową w wierszach 27 i 28, aby zdefiniować odpowiednio poziom szkolenia, od którego należy zacząć, oraz łączną liczbę dostępnych poziomów. Jeśli podział kohort jest pożądany, wpisz nazwę (np. 'grupa1') w wierszu 29, który określa grupę.
         UWAGA: Każda grupa może korzystać z własnego zestawu poziomów szkolenia i kryteriów aktualizacji poziomów. Parametry dla każdej grupy są zdefiniowane w funkcji "Schody" (krok 4.2.8.).
      4. W wierszu 34 wpisz "losowy", jeśli pożądany jest losowy czas trwania ITI. Wpisz interwał numeryczny (np. "[0,2]"), aby zdefiniować interwał zawierający losową liczbę, która zostanie dodana do ustalonego czasu trwania ITI.
      5. Aby upewnić się, że próby z przedwczesnymi odpowiedziami wpłyną na limit próbny sesji, wpisz "false" w wierszu 37.
      6. Aby zdefiniować okno czasowe, w którym dodatkowe szturchnięcia nosem będą liczone jako odpowiedzi perseweratywne, wpisz wartość liczbową w wierszu 39. Wpisz "true" w wierszu 40, aby przedwczesne odpowiedzi powodowały przekroczenie limitu czasu.
      7. Aby zdefiniować różne grupy przysłon docelowych, wpisz "sąsiad", "przesunięty" lub "wszystkie" w wierszu 48. Wpisz wartość liczbową w wierszu 49, określając całkowitą liczbę przysłon celu. Jeśli pożądane są przyciemnione bodźce, wpisz wartość liczbową w wierszach 51 i 52, określając odpowiednio całkowitą liczbę przyciemnionych otworów i ich jasność.
      8. Jeśli pożądana jest emisja krótkiego tonu (ton C4, 262 Hz (naukowa notacja tonu)) przed prezentacją bodźca, upewnij się, że zmienna w wierszu 55 jest ustawiona na "true". Wpisz wartości liczbowe w wierszach 56, 57 i 58, aby zdefiniować okno czasowe (w milisekundach) między tonem mówcy a prezentacją bodźca, czas trwania tonu (w milisekundach) i głośność tonu (dozwolone są liczby od 0 (brak tonu) do 1 (pełna głośność)).
      9. Jeśli pożądana jest emisja krótkiego tonu (ton C6, 1047 Hz) po udanym szturchnięciu nosem, upewnij się, że zmienna w wierszu 59 jest ustawiona na "true". Wpisz wartość liczbową w wierszach 60 i 61, które definiują czas trwania tonu (w milisekundach) i głośność tonu (dozwolone są liczby od 0 (brak tonu) do 1 (pełna głośność)).
      10. Jeśli odpowiedzi w przyciemnionych podświetlonych przysłonach mają być nagradzane, upewnij się, że zmienna w wierszu 64 jest ustawiona na "niebinarna". Wpisz wartość liczbową w wierszu 73, aby określić liczbę granulek żywności dostarczanych do szturchania nosem w przyciemnionych oświetlonych otworach.
      11. Jeśli używasz więcej niż jednego dozownika granulek, wpisz odpowiedni numer silnika w liniach 70 i 72 dla szturchnięć nosem w otworach docelowych i przyciemnionych podświetlanych otworach.
          UWAGA: Numer silnika może wynosić 1 lub 2. Zaciski śrubowe M3 i M4 odpowiedniej osłony silnika są zdefiniowane w skrypcie do sterowania sprzętem.
      12. Jeśli pożądane jest stopniowanie nagrody na podstawie czasu reakcji, upewnij się, że zmienna w wierszu 65 jest ustawiona na "zależna".
          1. Zdefiniuj zależność szturchnięć nosem w otworach docelowych, wpisując wartości liczbowe w wierszu 67, które podzielą czas reakcji (w sekundach), liczbę silnika i liczbę granulek żywności, które mają być dostarczone, na różne kategorie, tak aby określony przedział czasu reakcji odpowiadał wybranej liczbie silnika i liczbie granulek.
          2. Wpisz liczby w wierszu 68, aby zdefiniować różne kategorie czasu reakcji (w sekundach), numer silnika i liczbę granulek żywności, które mają być dostarczone do szturchania nosa w przyciemnionych oświetlonych otworach.
   8. Skonfiguruj funkcję Schody, wykonując poniższe czynności.
      UWAGA: Ten krok jest opcjonalny.
      1. Wybierz otwartą funkcję Schody. W wierszu 4 wpisz nazwę pierwszej grupy (np. 'grupa1'). W stosownych przypadkach należy wpisać nazwę drugiej grupy (np. "grupa2") w wierszu 77.
      2. Aby zmienić parametry dla drugiego poziomu szkolenia dla pierwszej grupy, wpisz jeden z parametrów obliczanych w teście sprawdzania wydajności w wierszu 17 (np. PerformanceCheck.NumCorrect >= 30, jeśli kryteria odpowiadają poprawnie na 30 uderzeń nosem).
         UWAGA: Nie zmieniaj parametru "Config_trigger == 2" podczas korzystania z automatycznego ładowania poprzedniej sesji (krok 4.2.7.2.).
      3. W wierszu 19 wpisz zmienną, którą chcesz zaktualizować, oraz wartość liczbową, jeśli ma to zastosowanie (np. "Config.LED.StimDuration = 30", aby ustawić długość StD na 30 s).
         UWAGA: Ilość parametrów, które mają zostać zmienione oraz ich nową wartość można dowolnie wybrać. Jedynym wymaganiem jest to, że parametr, który ma zostać zaktualizowany, musi być wpisany po zmiennej "UpdateTrigger = 1" na każdym poziomie, na którym żądana jest aktualizacja.
   9. Skonfiguruj funkcję "DataProc".
      1. Wybierz otwartą funkcję DataProc. Jeśli wykres z przeglądem sesji musi zostać wykreślony i zapisany automatycznie, wpisz polecenia dla żądanego wykresu od wiersza 83 wzwyż.
         UWAGA: Obecne polecenia w wierszu 83 i następnych kreślą przegląd wyników sesji i niektórych niezbędnych środków kontrolnych, takich jak całkowita liczba przedwczesnych odpowiedzi lub liczba pchnięć panelu żywnościowego podczas ITI.

5. Eksperyment behawioralny

1. Przetransportować klatkę dla szczurów z wiwarium do pomieszczenia doświadczalnego co najmniej 30 minut przed sesją habituacyjną lub doświadczalną w celu zapoznania zwierząt z pomieszczeniem badawczym.
2. Do sesji habituacyjnej przygotuj komorę operacyjną, umieszczając dwie granulki pokarmu nagrody w każdym z otworów i pięć granulek pokarmu w drzwiczkach magazynka. Skonfiguruj parametry sesji, wykonując kroki 2-4.1.
   UWAGA: Komora operacyjna użyta w tym protokole była zmodyfikowaną skrzynką PVC Skinner o wymiarach 30 x 30 x 45 cm.
   UWAGA: W pierwszym etapie przyzwyczajenia przyklej taśmą drzwiczki klapy magazynka, aby pozostały otwarte. W drugim etapie habituacji usuń taśmę z drzwiczek klapy magazynka.
3. Wybierz otwarty skrypt użytkownika. Upewnij się, że opis "COM" w wierszu 75 jest zgodny z wybranym dostępnym portem w kroku 2.2. Jeśli nie pasuje, zmień wartość liczbową w skrypcie kontrolnym eksperymentu (np. z "COM3" na "COM4").
4. Delikatnie umieść szczury w komorze.
5. W otwartym skrypcie użytkownika kliknij zakładkę EDYTOR na pasku narzędzi w górnej połowie ekranu, a następnie kliknij zielony przycisk odtwarzania Uruchom. Sprawdź, czy program działa poprawnie, czytając informacje "Okno poleceń".
6. Aby przerwać eksperyment w dowolnym momencie, naciśnij Esc ESC na klawiaturze komputera. Poczekaj, aż na ekranie okna poleceń pojawi się komunikat. Wpisz "y" i naciśnij Enter na klawiaturze komputera, aby zatrzymać bieżącą sesję i zapisać pozyskane dane.
7. Po osiągnięciu limitu czasu przyzwyczajenia, sesji lub limitu próbnego (odpowiednio krok 4.1.1 lub 4.2.5) sprawdź komunikat, który pojawia się na ekranie okna poleceń. Wpisz "y" i naciśnij Enter na klawiaturze komputera, aby zatrzymać bieżącą sesję.
   UWAGA: Komunikat zostanie wyświetlony tylko na początku nowego badania klinicznego i zatrzyma trwającą sesję do momentu wpisania odpowiedzi ("y", aby zatrzymać sesję lub "n", aby kontynuować eksperyment).
8. W przypadku sesji habituacyjnej sprawdź, czy szczur zjadł wszystkie granulki pokarmu. Powtarzaj etap habituacji, aż wszystkie granulki zostaną zużyte, zanim przejdziesz do następnego etapu habituacji lub, po drugim etapie, rozpocznij trening 5-CSRTT.
9. Po sesji należy oczyścić ściany i podłogę komory operacyjnej, np. 70% roztworem etanolu i ręcznikiem papierowym. Przed wprowadzeniem kolejnego szczura odczekaj 2-3 minuty, aż zapach etanolu zniknie.
10. Po zakończeniu dnia eksperymentu odłącz USB mikrokontrolera od komputera. Opcjonalnie zamknij oba skrypty dla sterowania sprzętem i eksperymentem.

Results

Rysunek 2: Aparatura 5-CSRTT używana w obecnym badaniu. Aparatura działa na laptopie wyposażonym w zestaw narzędzi 5-CSRTT, który udostępnia skrypt do sterowania mikrokontrolerem i całym powiązanym sprzętem oraz wiele skryptów do sterowania eksperymentem 5-CSRTT. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

W pełni konfigurowalny zestaw narzędzi jest łatwy w użyciu i oparty na jednopłytkowym mikrokontrolerze i standardowych komponentach elektrotechnicznych. Rysunek 3 pokazuje uproszczony schemat obwodu i połączeń. Cała przysłona składa się z 5 diod LED jako bodźców świetlnych i pięciu czujników podczerwieni do wykrywania szturchnięć nosa. Oświetlenie domu składa się z jednego paska z ośmioma diodami LED, a magazynek żywności wykonany jest z otworu z klapką drzwiową z mikroprzełącznikiem, napędzanego silnikiem dozownika pelletu oraz listwy z ośmioma diodami LED do oświetlenia. Obwód jest również przykładem połączeń dla opcjonalnych komponentów, takich jak pasywny głośnik brzęczykowy do dźwiękowego sprzężenia zwrotnego i cyfrowy potencjometr do regulacji głośności. Listę sprzętu użytego do opracowania tego zestawu narzędzi można znaleźć w Tabeli materiałów.

Rysunek 3: Uproszczony obwód sprzętowy mikrokontrolera. Aby można go było łatwo i szybko dostosować, sprzęt mikrokontrolera jest podłączony za pomocą płytki stykowej. Od lewego górnego rogu do lewego dolnego rogu, zgodnie z ruchem wskazówek zegara: Płytka mikrokontrolera jest podłączona do osłony silnika i silnika prądu stałego (reprezentującego silnik dozownika pelletu). Po prawej stronie znajdują się paski LED zarówno dla oświetlenia domu, jak i magazynu żywności, a pośrodku znajduje się wszystkie pięć białych diod LED dla światła stymulującego i pięć par czujników podczerwieni używanych w otworach. Pod płytką mikrokontrolera znajduje się prosty mikroprzełącznik (reprezentujący przełącznik używany w drzwiach klapy magazynu żywności). Wreszcie, pośrodku znajduje się pasywny głośnik brzęczyka i potencjometr cyfrowy. Ten obraz został wykonany przy użyciu oprogramowania open source Fritzing. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Powiązania i funkcje wszystkich komponentów skryptów kontrolnych eksperymentu oraz uproszczony diagram funkcji "Kod". (A) Skrypt "Użytkownik" wysyła swoje parametry do funkcji "Kod", która z kolei łączy się bezpośrednio z funkcją "Schody", co pozwala na aktualizację dowolnego parametru użytego w funkcji "Kod" podczas trwania eksperymentu. Funkcja "Code" następnie wysyła swoje wyniki do funkcji "DataProc" na końcu sesji. (B) Przed rozpoczęciem sesji eksperymentalnej, funkcja "Kod" najpierw sprawdza, czy ma uruchomić protokół habituacji. Jeśli nie, ustawia parametry na podstawie definicji wybranych w skrypcie "User". Przed rozpoczęciem każdej próby funkcja sprawdza, czy ESC na klawiaturze został naciśnięty. Jeśli nie, kontynuuje nową próbę. W przeciwnym razie zatrzymuje sesję eksperymentu i przekazuje zebrane dane do funkcji DataProc. Ta krytyczna kontrola przed każdym uruchomieniem próby pozwala programowi zatrzymać się przed osiągnięciem wybranego limitu czasu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Interakcje między różnymi skryptami kontrolnymi eksperymentu można zobaczyć w Rysunek 4A. Skrypt "User" zawiera wszystkie parametry, które definiują eksperyment. Tam zmienne, które decydują o czasie eksperymentu, liczbie i jasności oświetlonych bodźców, czasie trwania ITI i tym podobnych, mogą być dowolnie wybierane. Funkcja Code (plik uzupełniający 5) zawiera szczegółowy opis pojedynczego badania i wszystkich możliwych wyników, który jest powtarzany przez cały czas trwania eksperymentu, jak pokazano w Rysunek 4B. Ponadto składa się z protokołu przyzwyczajania zwierzęcia do aparatury. Funkcja Kodu regularnie sprawdza również wydajność zwierzęcia. Ponadto funkcja Schody jest opcjonalna. Wydajność obiektu jest porównywana z wcześniej ustawionymi kryteriami, a pożądane parametry są automatycznie aktualizowane, jeśli wydajność zwierzęcia spełnia te kryteria. Funkcja Schody może również uwzględniać uzyskane wyniki z sesji z poprzedniego dnia. Gdy eksperyment jest w toku, kontrola wydajności na końcu próby obliczy dokładność, pominięcia i łączną liczbę poprawnych odpowiedzi w ukończonych próbach, a następnie porówna wynik z pożądanymi kryteriami aktualizacji poziomu, jak określono w funkcji Schody. Na koniec funkcja DataProc przetwarza wszystkie zebrane dane i generuje proste wykresy do szybkiej analizy. Na koniec sesji przybornik automatycznie zapisuje wszystkie dane w pliku *.mat i generuje dodatkowy plik *.xlsx z niezbędnymi informacjami z eksperymentu.

Rysunek 5: Przykład różnych konfiguracji bodźców w zestawie narzędzi 5-CSRTT. Na schemacie przedstawiono możliwe kombinacje bodźców docelowych w zależności od wybranej konfiguracji. Zarówno konfiguracje "wszystkie", jak i "pojedyncze" są używane w standardowym paradygmacie (do eksperymentu habituacyjnego i behawioralnego). Konfiguracje "sąsiadujące" i "przesunięte" pokazują niestandardowe konfiguracje bodźców, pozwalające na zastosowanie innych liczb bodźców świetlnych, które również mogą mieć inny kontrast niż bodziec docelowy. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Krok 4.2.7.7 protokołu wspomina o opcjonalnej funkcji: zmianie grupowania przysłon docelowych. Standardowy paradygmat 5-CSRTT wykorzystuje jeden bodziec docelowy. W tym miejscu pokazujemy, w jaki sposób prezentowany zestaw narzędzi pozwala na modyfikacje standardowego paradygmatu. Rysunek 5 pokazuje kilka możliwych kombinacji grup z łącznej liczby pięciu otworów dotyczących wybranej konfiguracji. Konfiguracja "wszystkie" podświetla wszystkie dostępne przysłony, dzięki czemu każda przysłona jest teraz przysłoną docelową, co może być pomocne w początkowych etapach treningu. Konfiguracja sąsiadująca zapewnia, że (dowolnie wybrana) liczba apertur docelowych będzie ze sobą sąsiadować. Ustawienia można określić w taki sposób, aby sąsiedzi nie byli identyczni z przysłoną celu, ale byli oświetloni z niższym (lub nawet wyższym) kontrastem. Zastosowanie przysłon o różnych kontrastach oświetlenia pozwala na testowanie nowych paradygmatów, takich jak stosowanie różnie stopniowanych nagród za szturchanie nosa w aperturach o wysokim lub niskim kontraście. Rysunek 5 pokazuje przykład z trzema otworami docelowymi o identycznym oświetleniu. Pojedyncza konfiguracja jest zwykle używana w standardowym 5-CSRTT, gdzie podświetlany jest tylko jeden cel. Na koniec przesunięta konfiguracja rozszerza konfigurację sąsiednią. Przesuwa bodziec sąsiedni w kierunku ostatniej lub pierwszej przysłony w przypadku, gdy przysłona docelowa znajduje się odpowiednio w pierwszej lub ostatniej pozycji. Podobnie jak w konfiguracji sąsiadów, siła oświetlenia sąsiadów może być dowolnie wybierana, taka sama lub różna od apertury docelowej. Również ilość ogólnych bodźców świetlnych może być dowolnie dobrana. Następnie zestaw narzędzi automatycznie oblicza wszystkie możliwe bodźce. Jednak parametr "Config.LED.NumHighLED" musi być ustawiony na wartość "1" dla tej konfiguracji.

Zgodnie z protokołem, szkolenie szczurów (N = 10) dla 5-CSRTT zostało przeprowadzone zgodnie z etapami szkolenia przedstawionymi w Tabeli 1.

Tabela 1: Harmonogram treningów 5-CSRTT i kryteria przejścia do następnego poziomu. (A) Interwał między próbami był utrzymywany na stałym poziomie 5 s na każdym poziomie treningu. (B) Czas trwania bodźca dla każdego poziomu wytrenowania. (C) Ograniczone okno czasowe wstrzymania (LH), maksymalny tolerowany czas między wyłączeniem bodźca a jakąkolwiek reakcją szturchnięcia nosem. (D) Łączna liczba poprawnych odpowiedzi potrzebnych do zaliczenia odpowiedniego poziomu szkolenia. (E) Procent dokładności jest obliczany jako . (F) Procent błędów pominięcia jest zdefiniowany jako . Kryterium to nie obejmuje przedwczesnych odpowiedzi. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Wydajność szczurów została porównana z liczbą dni treningowych (sesji) wymaganych do ukończenia każdego poziomu szkolenia podanego w Tabeli 1. Wszystkie zwierzęta rozpoczęły szkolenie na poziomie 1 z StD i LH wynoszącymi 60 s każde. Jednak niektóre szczury (N = 5) otrzymały wzmocniony trening habituacyjny w celu przetestowania niektórych dodatkowych opcji bodźców opisanych wcześniej, co wyjaśnia różnicę w liczbie sesji, w których poszczególne zwierzęta pozostały na poziomie treningu 1. Ukończenie poziomu oznaczało osiągnięcie łącznie 30 lub więcej poprawnych odpowiedzi. StD i LH zmniejszyły się na kolejnych poziomach, podczas gdy kryteria awansu do następnego poziomu szkolenia stały się bardziej rygorystyczne, zwiększając zapotrzebowanie na uwagę task^1,6.

Tabela 2 pokazuje automatycznie wygenerowany arkusz kalkulacyjny *.xlsx jednego przykładowego szczura podczas jednej sesji. Szczur rozpoczął z konfiguracją określoną na poziomie szkolenia 5. Po czterech próbach szczur awansował na poziom 6, biorąc pod uwagę próby przeprowadzone w bieżącej sesji oraz dokładność osiągniętą w poprzedniej sesji. Liczba prób, które należy wykonać co najmniej w bieżącej sesji, aby przejść do następnego poziomu szkolenia, jest określona w zmiennej "Config.Experiment.MinNumTrials". W tej samej sesji szczur awansował do poziomu szkolenia 7 po ukończeniu 66 prób na poziomie 6 i osiągnięciu wymogu > dokładności 80% i < 20% pominięcia. W sumie szczury były trenowane przez 26 dni przy użyciu konfiguracji poziomów wyszkolenia zgodnie z tabelą 1. Liczba sesji spędzonych na każdym poziomie treningowym jest podana w Rysunek 6A. linia pokazuje średnią dla wszystkich obiektów, a każda kolorowa linia wyświetla dane jednego szczura. Wszystkie szczury osiągnęły ósmy poziom w ciągu 14-22 sesji (Ryc. 6B). Rysunek 6C pokazuje średnią wydajność osób na poziomie treningu i we wszystkich dniach treningowych w aparacie 5-CSRTT. Przerywana linia reprezentuje procent dokładności, a prosta linia reprezentuje procent pominięcia. Dokładność została obliczona jako stosunek liczby poprawnych odpowiedzi do całkowitej liczby odpowiedzi. Pominięcia obliczono jako stosunek liczby pominięć do całkowitej liczby prób (tj. sumy prawidłowych odpowiedzi, nieprawidłowych odpowiedzi i pominięć). Szara linia wskazuje średnią łączną liczbę poprawnych odpowiedzi we wszystkich badaniach na każdym poziomie. Rysunek 6D pokazuje końcową dokładność osiągniętą przez każdego z badanych na ósmym i ostatnim poziomie szkolenia.

Średnio, szczury spędzały 5,9 (±1,03 SEM) sesji, aby ukończyć poziom 1, od 1,5 (±0,17) do 3,5 (±0,5) sesji, aby ukończyć poziom od 2 do 6, oraz 1,7 (±0,16) sesji, aby ukończyć poziom 7, zanim osiągnęły ostatni poziom 8. Jak wynika z Rysunek 6A, wariancja między badanymi była najbardziej znacząca na początkowych poziomach (SD = 3,25 na poziomie 1, 1,58 na poziomie 2) i zmniejszyła się na późniejszych poziomach (odpowiednio 0,47 i 0,48 na poziomach 6 i 7). Na poziomie 4, gdy czas trwania bodźca został jeszcze bardziej skrócony, średnia liczba spędzonych sesji (2,6 ± 0,52) i wariancja między szczurami (1,64) wzrosła, przy czym dwa szczury potrzebowały 5 i 6 dni, aby zakończyć poziom.

Rysunek 6: Wyniki eksperymentu behawioralnego z zestawem narzędzi 5-CSRTT. (A) Liczba sesji wykonanych na każdym poziomie treningu. linia przedstawia średnią liczbę sesji wszystkich przedmiotów na każdym poziomie (średnia ± SEM), a kolorowe linie reprezentują dane poszczególnych uczestników. (B) Bezwzględna liczba sesji potrzebnych do osiągnięcia końcowego poziomu, dla każdego przedmiotu. (C) Uśrednione miary wyników w trakcie szkolenia (średnia ± SEM). Przerywana linia przedstawia dokładność wszystkich badanych we wszystkich udzielonych odpowiedziach we wszystkich sesjach na poziomie treningu, a linia pokazuje odpowiedni procent pominięć. Szara linia przedstawia średnią bezwzględną liczbę poprawnych odpowiedzi ze wszystkich przedmiotów na każdym poziomie szkolenia. (D) Dokładność na przedmiot podczas ósmego i ostatniego poziomu szkolenia. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Tabela 2: Zebrane dane od jednego przykładowego szczura podczas jednej sesji treningowej. Kolumna A wyświetla liczbę prób w sesji w odniesieniu do bieżącego poziomu treningu, jak pokazano w kolumnie B. Kolumna C wyświetla czas trwania ITI, a kolumna D wyświetla czas rozpoczęcia próby. Kolumny od E do I pokazują poziom jasności bodźca LED odpowiednio w otworach od 1 do 5. Poziom jasności 0 oznacza, że bodziec był wyłączony, a poziom jasności 0,2 oznacza, że bodziec był włączony z 20% jego maksymalnej intensywności. Kolumny J i K pokazują dokładny czas, w którym bodziec był odpowiednio włączany i wyłączany. Kolumna L wyświetla wynik próby: 0 oznacza "pominięcie", 1 oznacza "prawidłową odpowiedź", 3 oznacza "nieprawidłową odpowiedź" (wbicie nosa w otwór niebędący celem), a 4 oznacza "przedwczesne". Kolumna M pokazuje, który otwór został przekłuty nosem podczas próby, podczas gdy kolumna N przedstawia dokładny czas wkłucia nosa. Kolumny O, P i Q pokazują odpowiednio czas, w którym silnik dozownika peletów został włączony, odpowiadający mu numer silnika i czas, w którym szczur otworzył dozownik granulek, aby otrzymać nagrodę. W kolumnie R wyświetlany jest czas zakończenia okresu próbnego. Kolumny S, T, U, V i W pokazują odpowiednio łączną liczbę przedwczesnych odpowiedzi, przekroczeń limitu czasu, wypchnięć panelu podczas ITI, łączną liczbę odpowiedzi perseweracyjnych oraz całkowity czas trwania sesji w minutach. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Plik uzupełniający 1: Skrypt do sterowania sprzętowego oprogramowania IDE (kod Arduino). Obejmuje to wszystkie polecenia do sterowania sprzętem i komponentami elektrotechnicznymi zestawu narzędzi. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Plik uzupełniający 2: Skrypt dla funkcji "Użytkownik" w oprogramowaniu do kontroli eksperymentu. Obejmuje to wszystkie parametry definiujące eksperyment. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Plik uzupełniający 3: Skrypt dla funkcji "Schody" w oprogramowaniu do kontroli eksperymentu. Monitoruje on wydajność obiektu i porównuje ją z wcześniej ustalonymi kryteriami. Żądane parametry są automatycznie aktualizowane, jeśli wydajność zwierzęcia spełnia te kryteria. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Plik uzupełniający 4: Skrypt dla funkcji "DataProc" w oprogramowaniu do kontroli eksperymentu. Przetwarza on wszystkie zebrane dane i generuje proste wykresy do szybkiej analizy. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Plik uzupełniający 5: Skrypt dla funkcji "Kod". Obejmuje to szczegółowy opis pojedynczego badania i wszystkich możliwych wyników, który jest powtarzany przez cały czas trwania eksperymentu. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Discussion

Obecny protokół ma na celu opracowanie i przetestowanie taniej i w pełni konfigurowalnej alternatywy dla standardowej, dostępnej na rynku aparatury do zadań czasu reakcji szeregowej 5 wyborów. Zazwyczaj dostępne na rynku typy aparatury zapewniają ograniczony zestaw funkcji potrzebnych do przeprowadzenia standardowych badań 5-CSRTT. Z tego powodu niestandardowe modyfikacje w konkretnym projekcie badania, takie jak zmiany w sekwencji badania lub kombinacje bodźców docelowych, zwykle nie są możliwe. Ponadto wiele z dostępnych typów aparatury jest dostarczanych ze specyficznym, zamkniętym oprogramowaniem, które może nie zapewniać dostępu do wszystkich danych behawioralnych eksperymentu, takich jak czas i liczba apertur przedwczesnych i perseweracyjnych odpowiedzi. Natomiast istotną zaletą prezentowanego tu zestawu narzędzi jest - oprócz jego niskich kosztów - możliwość wdrożenia wielu różnych projektów prób i paradygmatów badawczych. Obecnie zestaw narzędzi obsługuje definicję wielu projektów bodźców, takich jak zezwalanie na przyciemnione bodźce i stosowanie dwóch systemów dostarczania granulek oraz zależność nagrody od czasu reakcji. Obsługuje również użycie miniaturowego głośnika do słuchowego sprzężenia zwrotnego. Jednak głównym celem jest umożliwienie łatwej modyfikacji sekwencji próbnej zgodnie z celem użytkownika, takim jak wprowadzenie przyciemnionych przysłon i harmonogramów nagradzania za zadania decyzyjne lub integracja najnowocześniejszych podejść do treningu pozytywnego wzmocnienia¹¹. Dodatkowo wszystkie surowe dane pozyskane w trakcie sesji są udostępniane do dalszej analizy. Przybornik zapewnia funkcję Schody do zautomatyzowanego treningu behawioralnego, która jest również w pełni konfigurowalna i pozwala użytkownikowi zmienić kryteria dla każdej aktualizacji poziomu, liczbę poziomów szkolenia i parametry, które mają zostać zaktualizowane. Co więcej, sama aparatura jest wysoce elastyczna, a zmiany w projekcie próby i układzie komory są łatwo wykonalne, co umożliwia zastosowanie paradygmatu 5-CSRTT do gatunków zwierząt, które wymagają innego projektu badawczego niż to, co oferują dostępne na rynku typy aparatury.

Określone części protokołu konfiguracji oprogramowania mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia płynnego przepływu pracy: szczególnie w pierwszym dniu eksperymentu kluczowe znaczenie ma przygotowanie zarówno sprzętu, jak i oprogramowania sterującego eksperymentem (kroki 2 i 3) oraz konfiguracja kroku 5.3. Upewnienie się, że połączenie portu szeregowego między sprzętem mikrokontrolera, jego oprogramowaniem i oprogramowaniem do kontroli eksperymentu działa prawidłowo, ma kluczowe znaczenie dla ustanowienia w pełni funkcjonalnego zestawu narzędzi 5-CSRTT. Na początku każdego dnia eksperymentu zaleca się powtórzenie trzech kroków wymienionych powyżej, aby upewnić się, że skrypty sprzętowe i kontrolne eksperymentu są poprawnie skonfigurowane.

Wreszcie, obecnym ograniczeniem zestawu narzędzi jest jego implementacja na jednej wyłącznej platformie programistycznej, co niestety utrudnia jego wykorzystanie jako kompletnego zestawu narzędzi typu open source. Niemniej jednak, w zasadzie, zestaw narzędzi powinien być łatwy do dostosowania do innych języków programowania, takich jak Python, ponieważ przebieg jednej próby pozostaje niezmieniony.

W porównaniu z istniejącymi metodami alternatywnymi, wprowadzony tutaj zestaw narzędzi 5-CSRTT pozwala na implementację standardowego paradygmatu 5-CSRTT i jego modyfikacje, takie jak zdefiniowanie ustalonego okna czasowego dla persewerywnych odpowiedzi lub wprowadzenie rozpraszających lub wzmacniających bodźców, takich jak głośniki lub światła. Oprócz tego, że jest łatwy w użyciu i wysoce elastyczny, aparatura jest tania i może być łatwo powielana, a także zachęca do badań z wykorzystaniem modeli zwierzęcych innych niż gryzonie.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
		1200 Ohm	Już dostępny w laboratorium
8-bitowy potencjometr cyfrowy 10 KΩ	Microchip	MCP42010-I/P	Od Conrad.de: 1083205
ARD MEGA2560 KIT Arduino - Mega 2560 R3 Lernset	JOY-IT	ARD-set01	Od Reichelt.de: ZESTAW ARD MEGA2560
SILNIK ARD SHD Tarcza Arduino - Silnik	Adafruit	1438	Od Reichelt.de: ARD
ZESTAW NAGŁÓWKA DO UKŁADANIA W STOS ARDUINO SHD MOTOR - R3	Sparkfun Electronics	PRT-11417	Z Antratek.de: PRT-11417
Chow	Altromin	1324 N	Altromin chow produkty
Euro-Gehä użyj	Hammond Electronics	1591EBK	Od Conrad.de: 520691
Granulki spożywcze	Bio-Serv	F0021	Od Bio-serv.com: Bezpyłowe precyzyjne pelety Gryzonie
Fritzing	Interakcja Design Lab Potsdam		Fritzing Pobieranie oprogramowania
Zintegrowane środowisko programistyczne	Arduino		Arduino IDE do pobrania (dostępne bezpłatnie)
Czujnik wiązki przerwanej IR - Diody LED 3mm	Adafruit	2167	Od Mouser.de: 485-2167
Dioda LED do laptopa lub komputera
biała okrągła 5mm 2000mcd 20mA	TruComponents	1573731	Od Conrad.de: 1573731
Mikroprzełącznik	Hartmann	MBB1 01 A 01 C 09 A	Od Conrad.com: 707243
NeoPixel Stick - 8 diod LED WS2812 5050 RGB	Adafruit	1426	Od Reichelt.de: DEBO LED NP8 2
Pasywny brzęczyk Głośnik	Conrad Components	93038c213a	Od Conrad.de: 1511468
		zwalniająca granulki	Już dostępne w laboratorium. Podobne produkty przedstawione poniżej. Należy pamiętać, że niektóre z tych produktów wykorzystują różne (i mocniejsze) silniki i czujniki podczerwieni. Zastosowanie mikroprzełącznika (rząd 7) i  Arduino Motor Shield (rząd 3) musi zostać dostosowany, aby pasował do tych nowych specyfikacji. Zalecamy drukowanie dysku w 3D do pracy z dostarczonymi materiałami i oprogramowaniem. Uniwersalna płyta bazowa Carbatec Open Science Framework Open Feeder Open Ephys 3d Model Dozownik granulatu spożywczego Dozownik peletów Campden Instruments 45 mg
Platforma programistyczna	Mathworks	R2019b lub młodsza
Oprogramowanie Psychtoolbox		V3	Psychtoolbox-3 do pobrania
Motoreduktor czołowy z silnikiem szczotkowym prądu stałego	Mikrosilniki	B138F.12.208	Micromotos Series B138F Dane techniczne