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

Podsumowanie

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.

Streszczenie

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.

Wprowadzenie

5-CSRTT jest testem behawioralnym, często stosowanym u gryzoni do badania procesów uwagi wzrokowej oraz impulsywności^1,2,3,4,5,6, na przykład w celu określenia roli układu cholinergicznego w uwadze oraz wpływu inhibitorów wychwytu zwrotnego norepinefryny na zachowania impulsywne⁷. Standardowa aparatura umożliwia obserwację różnych parametrów kontrolnych, takich jak dokładność odpowiedzi, czas reakcji, zachowania impulsywne i kompulsywne, sprawność motoryczna oraz motywacja^1,2,3,4,5. Składa się ona z poziomego szeregu pięciu otworów wyposażonych w diody LED, podajnika pokarmu na ścianie komory przeciwległej do otworów oraz oświetlenia ogólnego^2,5. W typowym zadaniu zapala się światło ogólne, a początek sesji sygnalizowane jest podświetleniem podajnika pokarmu, do którego dostarczana jest darmowa granulka. Przebieg próby rozpoczyna się, gdy zwierzę włoży nos do podajnika (nose-poke), aby pobrać granulkę¹. Następnie światło podajnika gaśnie i rozpoczyna się interwał międzypróbny (ITI), podczas którego zwierzę powinno skierować uwagę w stronę otworów. Po upływie ITI w jednym z otworów pojawia się podświetlenie bodźca^1,2,5. Bodziec jest prezentowany przez określony czas, znany jako czas trwania bodźca (StD). Zwierzę może odpowiedzieć na bodziec w czasie jego prezentacji lub w ograniczonym oknie czasowym po zakończeniu StD, zwanym ograniczonym czasem odpowiedzi (LH). Aby odpowiedzieć, zwierzę musi włożyć nos do docelowego otworu; jeśli zrobi to prawidłowo, w podajniku pokarmu zostanie wydzielona nagroda^1,2,5. W przeciwnym razie każda błędna odpowiedź, jak również wszelkie odpowiedzi przed prezentacją bodźca (antycypacyjne lub przedwczesne) lub brak odpowiedzi (pominięcie), skutkuje przerwą (timeout, TO), podczas której światło ogólne zostaje wyłączone na określony czas^1,2,5 (Rycina 1). Ogólnie dokładność odpowiedzi na bodziec dyskryminacyjny mierzy funkcjonowanie uwagi, natomiast odpowiedzi przedwczesne i perseveracyjne (powtarzane odpowiedzi w otworach po prezentacji bodźca) są uznawane odpowiednio za miary zachowań impulsywnych i kompulsywności^1,4,5,6.

Rycina 1: Możliwe sekwencje prób w typowym 5-CSRTT. Po odstępie międzypróbowym światło bodźca jest zapalone przez określony czas, a następnie gaszone w trakcie przedziału Limited Hold. W tym czasie szczur może odpowiedzieć poprawnie i otrzymać nagrodę lub odpowiedzieć błędnie i otrzymać karę czasu (timeout). Jeśli szczur nie odpowie na czas, pominięcie reakcji skutkuje karą czasu. Podobnie, jeśli zareaguje przed prezentacją bodźca świetlnego, jego przedwczesna reakcja skutkuje karą czasu. Kolejna próba rozpoczyna się po odebraniu nagrody lub po zakończeniu okresu kary czasu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Test 5-CSRTT jest szeroko stosowany ze względu na swoją elastyczność: poprzez zmianę parametrów projektu próby można badać różne podkategorie uwagi. Na przykład, podczas gdy zwierzę ma za zadanie podzielić swoją uwagę pomiędzy pięć różnych otworów (uwaga wizualno-przestrzenna), zastosowanie nieistotnych bodźców (np. bodźców słuchowych) umożliwia testowanie uwagi selektywnej lub trwałej^1,2,5,6. W tym celu zestaw eksperymentalny można rozbudować o głośniki, które mogą służyć jako bodźce rozpraszające lub nawet wzmacniające^1,2,5,6. Ponadto obciążenie uwagi można bezpośrednio modulować poprzez zmianę prezentacji bodźca lub randomizację czasu ITI¹⁰. 5-CSRTT jest stosowany nie tylko u gryzoni^3,7, ale został niedawno zaadaptowany do badania naczelnych niebędących ludźmi^1,7,8 oraz ryb^7,9, co dodatkowo potwierdza jego użyteczność. W pełni konfigurowalny zestaw narzędzi 5-CSRTT pozwala na łatwą adaptację standardowego paradygmatu dla gryzoni do innych modeli zwierzęcych. Ponadto elastyczność konfiguracji zestawu narzędzi 5-CSRTT zachęca do prowadzenia badań z wykorzystaniem niestandardowych projektów zadań.

Przedstawiony tutaj w pełni konfigurowalny zestaw narzędzi 5-CSRTT zawiera skrypt Arduino do sterowania sprzętem, zaprogramowany w zintegrowanym środowisku programistycznym. Składa się on również z zestawu narzędzi Matlab (wersja R2019b lub nowsza) do sterowania eksperymentem. Poniższy protokół wyjaśnia, jak skonfigurować zestaw narzędzi 5-CSRTT zgodnie z powszechnie stosowanym standardowym paradygmatem i przedstawia opcjonalne konfiguracje dla paradygmatów niestandardowych.

Protokół

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.

Wyniki

Rycina 2: Aparatura 5-CSRTT wykorzystana w niniejszym badaniu. Aparatura jest obsługiwana przez laptop wyposażony w zestaw narzędzi 5-CSRTT, który zawiera skrypt do sterowania mikrokontrolerem i całym powiązanym sprzętem oraz wiele skryptów do sterowania eksperymentem 5-CSRTT. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

W pełni konfigurowalny zestaw narzędzi jest łatwy w obsłudze i opiera się na jednopłytkowym mikrokontrolerze oraz standardowych komponentach elektrotechnicznych. Rycina 3 przedstawia uproszczony schemat obwodu i okablowania. Cała apertura składa się z 5 diod LED służących jako bodźce świetlne oraz pięciu czujników podczerwieni do wykrywania wkładania nosa. Oświetlenie pomieszczenia składa się z jednego paska z ośmioma diodami LED, a magazyn pokarmu wykonany jest z apertury z klapą wyposażoną w mikrowyłącznik, napędzanym silnikiem dozownikiem peletu oraz paska z ośmioma diodami LED do oświetlenia. Obwód egzemplifikuje również połączenia dla opcjonalnych komponentów, takich jak pasywny brzęczyk do sprzężenia zwrotnego w formie słuchowej oraz potencjometr cyfrowy do regulacji głośności. Listę sprzętu wykorzystanego do opracowania tego zestawu narzędzi znajduje się w Tabeli materiałów.

Rycina 3Uproszczony schemat układu sprzętowego mikrokontrolera. W celu zapewnienia łatwej i szybkiej konfiguracji, sprzęt mikrokontrolera zostaje podłączony poprzez płytka stykowa. Od górnego lewego do dolnego lewego rogu, zgodnie z ruchem wskazówek zegara: płyta mikrokontrolera jest połączona z ekranem silnika (motor shield) i silnikiem prądu stałego (reprezentującym silnik dozownika peletu). Po prawej stronie znajdują się taśmy LED dla oświetlenia domu i magazynu z pokarmem, a w środku wszystkie pięć białych diod LED dla światła bodźca oraz pięć par czujników podczerwieni użytych w otworach. Poniżej płyty mikrokontrolera znajduje się prosty mikroprzełącznik (reprezentujący przełącznik użyty w klapce drzwi magazynu z pokarmem). Na koniec, w środku przedstawiono pasywny brzęczyk oraz potencjometr cyfrowy. Obraz ten został wykonany przy użyciu oprogramowania open-source Fritzing. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 4: Powiązania i funkcje wszystkich komponentów skryptów sterujących eksperymentem oraz uproszczony schemat funkcji „Code”. (A) Skrypt „User” przesyła swoje parametry do funkcji „Code”, która z kolei łączy się bezpośrednio z funkcją „Staircase”, umożliwiając aktualizację dowolnego parametru używanego w funkcji „Code” podczas trwania eksperymentu. Następnie funkcja „Code” przesyła swoje wyniki do funkcji „DataProc” na koniec sesji. (B) Przed rozpoczęciem sesji eksperymentalnej funkcja „Code” sprawdza najpierw, czy ma uruchomić protokół habituacji. Jeśli nie, konfiguruje parametry na podstawie definicji wybranych w skrypcie „User”. Przed rozpoczęciem każdej próby funkcja sprawdza następnie, czy naciśnięto klawisz ESC na klawiaturze. Jeśli nie, kontynuuje nową próbę. W przeciwnym razie zatrzymuje sesję eksperymentalną i przekazuje zebrane dane do funkcji DataProc. Ta krytyczna kontrola przed rozpoczęciem każdej próby pozwala programowi zatrzymać się przed osiągnięciem jakiegokolwiek wybranego limitu czasu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Interakcje między różnymi skryptami sterującymi eksperymentem przedstawiono na Rysunku 4A. Skrypt „User” zawiera wszystkie parametry definiujące eksperyment. W tym miejscu można dowolnie wybierać zmienne określające czas trwania eksperymentu, liczbę i jasność stymulacji świetlnych, czas trwania ITI i podobne parametry. Funkcja Code (Plik uzupełniający 5) zawiera szczegółowy opis pojedynczej próby oraz wszystkich możliwych wyników, co jest powtarzane w trakcie całego eksperymentu, jak pokazano na Rysunku 4B. Ponadto obejmuje ona protokół habituacji zwierzęcia do aparatury. Funkcja Code regularnie sprawdza również wyniki zwierzęcia. Co więcej, funkcja Staircase jest opcjonalna. Wyniki badanego obiektu są porównywane z wcześniej ustalonymi kryteriami, a pożądane parametry są automatycznie aktualizowane, jeśli wyniki zwierzęcia spełniają te kryteria. Funkcja Staircase może również uwzględniać wyniki uzyskane podczas sesji z dnia poprzedniego. Podczas trwania eksperymentu kontrola wyników na koniec próby oblicza dokładność, liczbę pominięć oraz całkowitą liczbę poprawnych odpowiedzi w zakończonych próbach i porównuje wynik z pożądanymi kryteriami w celu aktualizacji poziomu, zgodnie z określeniami w funkcji Staircase. Na koniec funkcja DataProc przetwarza wszystkie zgromadzone dane i generuje proste wykresy do szybkiej analizy. Po zakończeniu sesji zestaw narzędzi automatycznie zapisuje wszystkie dane w pliku *.mat i generuje dodatkowy plik *.xlsx z kluczowymi informacjami z eksperymentu.

Rycina 5: Przykład różnych konfiguracji bodźców w zestawie narzędzi 5-CSRTT. Schemat przedstawia możliwe kombinacje bodźców docelowych w zależności od wybranej konfiguracji. Zarówno konfiguracja „wszystkie”, jak i „pojedyncze” są stosowane w standardowym paradygmacie (podczas habituacji i eksperymentu behawioralnego). Konfiguracje „sąsiednie” i „przesunięte” prezentują niestandardowe układy bodźców, umożliwiające zastosowanie innej liczby podświetlonych bodźców, które mogą również posiadać inny kontrast niż bodziec docelowy. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Krok protokołu 4.2.7.7 wspomina o opcjonalnej funkcji: zmianie grupowania apertur docelowych. Standardowy paradygmat 5-CSRTT wykorzystuje jeden pojedynczy bodziec docelowy. Tutaj pokazujemy, w jaki sposób prezentowany zestaw narzędzi pozwala na modyfikacje standardowego paradygmatu. Rycina 5 przedstawia niektóre możliwe kombinacje grup z całkowitej liczby pięciu apertur dla wybranej konfiguracji. Konfiguracja „all” zapala wszystkie dostępne apertury, dzięki czemu każda z nich staje się aperturą docelową, co może być pomocne w początkowych etapach treningu. Konfiguracja „neighbour” zapewnia, że (swobodnie wybrana) liczba apertur docelowych będzie znajdować się obok siebie. Ustawienia można określić w taki sposób, aby sąsiednie apertury nie były identyczne z aperturą docelową, lecz były podświetlone z niższym (lub nawet wyższym) kontrastem. Stosowanie apertur o różnych kontrastach podświetlenia pozwala na testowanie nowych paradygmatów, np. stosowanie zróżnicowanych nagród za włożenie nosa (nose-poke) do apertur o wysokim lub niskim kontraście. Rycina 5 pokazuje przykład z trzema aperturami docelowymi o identycznym podświetleniu. Konfiguracja „single” jest zazwyczaj stosowana w standardowym 5-CSRTT, gdzie podświetlony jest tylko jeden cel. Wreszcie, konfiguracja „shifted” rozszerza konfigurację „neighbour”. Przesuwa ona bodziec sąsiedni w stronę ostatniej lub pierwszej apertury w przypadku, gdy apertura docelowa znajduje się odpowiednio na pierwszej lub ostatniej pozycji. Podobnie jak w konfiguracji „neighbour”, natężenie podświetlenia sąsiadów można dowolnie wybierać, tak aby było ono takie samo lub inne niż w przypadku apertury docelowej. Można również dowolnie wybrać całkowitą liczbę podświetlonych bodźców. Zestaw narzędzi oblicza wtedy automatycznie wszystkie możliwe bodźce. Jednak dla tej konfiguracji parametr „Config.LED.NumHighLED” musi być ustawiony na „1”.

Zgodnie z protokołem, trening szczurów (N = 10) w teście 5-CSRTT przeprowadzono zgodnie z etapami szkolenia przedstawionymi w Tabeli 1.

Tabela 1: Harmonogram treningu 5-CSRTT oraz kryteria przejścia na kolejny poziom. (A) Odstęp między próbami utrzymywano na stałym poziomie 5 s na każdym etapie treningu. (B) Czas trwania bodźca dla każdego poziomu treningu. (C) Okno czasu Limited Hold (LH), czyli maksymalny dopuszczalny czas między wyłączeniem bodźca a jakąkolwiek reakcją w postaci nose-poke. (D) Całkowita liczba poprawnych odpowiedzi wymagana do zaliczenia odpowiedniego poziomu treningu. (E) Procentowa dokładność jest obliczana zgodnie z . (F) Procent błędów pominięcia jest definiowany jako . Kryterium to nie obejmuje odpowiedzi przedwczesnych. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

Wyniki szczurów porównano z liczbą dni treningowych (sesji) wymaganych do ukończenia każdego poziomu treningu podanego w Tabeli 1. Wszystkie zwierzęta rozpoczęły trening na poziomie 1 z StD i LH wynoszącymi po 60 s. Jednak niektóre szczury (N = 5) przeszły rozszerzone treningi habituacji w celu przetestowania niektórych dodatkowych opcji bodźców opisanych wcześniej, co wyjaśnia różnicę w liczbie sesji, przez które poszczególne zwierzęta pozostawały na poziomie treningowym 1. Ukończenie poziomu odnotowywano po uzyskaniu łącznie 30 lub więcej poprawnych reakcji. StD i LH ulegały zmniejszeniu na kolejnych poziomach, podczas gdy kryteria przejścia na następny poziom treningowy stawały się bardziej rygorystyczne, co zwiększało wymagania dotyczące uwagi podczas wykonywania zadania^1,6.

Tabela 2 przedstawia automatycznie wygenerowany arkusz *.xlsx dla jednego przykładowego szczura podczas jednej sesji. Szczur rozpoczął z konfiguracją określoną dla poziomu treningowego 5. Po czterech próbach szczur przeszedł na poziom 6, biorąc pod uwagę próby wykonane w bieżącej sesji oraz dokładność osiągniętą w poprzedniej sesji. Minimalna liczba prób, które muszą zostać wykonane w bieżącej sesji, aby przejść na kolejny poziom treningowy, jest określona w zmiennej „Config.Experiment.MinNumTrials”. W tej samej sesji szczur przeszedł na poziom treningowy 7 po wykonaniu 66 prób na poziomie 6 i spełnieniu wymogu dokładności > 80% oraz pominięć < 20%. Łącznie szczury były trenowane przez 26 dni z zastosowaniem konfiguracji poziomów treningowych przedstawionej w Tabeli 1. Liczba sesji spędzonych na każdym poziomie treningowym przedstawiona jest na Rysunku 6A. Czarna linia pokazuje średnią dla wszystkich osobników, a każda kolorowa linia wyświetla dane jednego szczura. Wszystkie szczury osiągnęły ósmy poziom w ciągu 14–22 sesji (Rysunek 6B). Rysunek 6C przedstawia średnie wyniki osobników na każdym poziomie treningowym oraz we wszystkich dniach treningu w aparacie 5-CSRTT. Przerywana czarna linia reprezentuje procentową dokładność, a ciągła czarna linia reprezentuje procent pominięć. Dokładność obliczano jako stosunek liczby poprawnych reakcji do całkowitej liczby reakcji. Pominięcia obliczano jako stosunek liczby pominięć do całkowitej liczby prób (tj. sumy poprawnych reakcji, błędnych reakcji i pominięć). Szara linia wskazuje średnią całkowitą liczbę poprawnych reakcji we wszystkich próbach na każdym poziomie. Rysunek 6D przedstawia końcową dokładność osiągniętą przez każdego osobnika na ósmym i ostatnim poziomie treningowym.

Średnio szczury potrzebowały 5,9 (±1,03 SEM) sesji na ukończenie poziomu 1, od 1,5 (±0,17) do 3,5 (±0,5) sesji na ukończenie poziomów od 2 do 6 oraz 1,7 (±0,16) sesji na ukończenie poziomu 7, zanim osiągnęły końcowy poziom 8. Jak wynika z Rysunku 6A, wariancja między osobnikami była najbardziej znacząca na poziomach początkowych (SD = 3,25 na poziomie 1, 1,58 na poziomie 2) i malała na poziomach późniejszych (odpowiednio 0,47 i 0,48 na poziomach 6 i 7). Na poziomie 4, gdy czas trwania bodźca został dalej skrócony, średnia liczba poświęconych sesji (2,6 ± 0,52) oraz wariancja między szczurami (1,64) wzrosły, przy czym dwa szczury potrzebowały 5 i 6 dni na ukończenie tego poziomu.

Rycina 6: Wyniki eksperymentu behawioralnego z wykorzystaniem zestawu narzędzi 5-CSRTT. (A) Liczba sesji przeprowadzonych na każdym poziomie treningowym. Czarna linia przedstawia średnią liczbę sesji dla wszystkich osobników na każdym poziomie (średnia ± SEM), a kolorowe linie reprezentują dane poszczególnych osobników. (B) Bezwzględna liczba sesji potrzebnych do osiągnięcia poziomu końcowego w przeliczeniu na osobnika. (C) Średnie miary efektywności w trakcie treningu (średnia ± SEM). Czarna przerywana linia przedstawia dokładność wszystkich osobników dla wszystkich udzielonych odpowiedzi we wszystkich sesjach na dany poziom treningowy, a czarna linia pokazuje odpowiadający jej procent pominięć. Szara linia przedstawia średnią bezwzględną liczbę poprawnych odpowiedzi wszystkich osobników na każdym poziomie treningowym. (D) Dokładność poszczególnych osobników podczas ósmego i końcowego poziomu treningowego. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Tabela 2: Dane zebrane od jednego przykładowego szczura podczas jednej sesji treningowej. Kolumna A przedstawia liczbę prób w trakcie sesji w odniesieniu do aktualnego poziomu treningu, wskazanego w kolumnie B. Kolumna C przedstawia czas trwania ITI, a kolumna D czas rozpoczęcia próby. Kolumny E–I pokazują poziom jasności bodźca LED w otworach od 1 do 5, odpowiednio. Poziom jasności 0 oznacza, że bodziec był wyłączony, a poziom jasności 0,2 oznacza, że bodziec został włączony z 20% maksymalnej intensywności. Kolumny J i K pokazują dokładny czas włączenia i wyłączenia bodźca, odpowiednio. Kolumna L przedstawia wynik próby: 0 oznacza „pominięcie”, 1 oznacza „poprawną odpowiedź”, 3 oznacza „błędną odpowiedź” (włożenie nosa do otworu niebędącego celem), a 4 oznacza „przedwczesną odpowiedź”. Kolumna M wskazuje, w który otwór włożono nos podczas próby, natomiast kolumna N przedstawia dokładny czas włożenia nosa. Kolumny O, P i Q pokazują odpowiednio czas włączenia silnika dozownika peletu, odpowiadający numer silnika oraz czas, w którym szczur otworzył dozownik peletu, aby otrzymać nagrodę. Kolumna R przedstawia czas zakończenia próby. Kolumny S, T, U, V i W pokazują odpowiednio całkowitą liczbę odpowiedzi przedwczesnych, przekroczeń czasu (timeouts), pchnięć panelu podczas ITI, całkowitą liczbę odpowiedzi perseveracyjnych oraz całkowity czas trwania sesji w minutach. Kliknij tutaj, aby pobrać tę tabelę.

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

Plik uzupełniający 2: Skrypt dla funkcji „User” w oprogramowaniu sterującym eksperymentem. Zawiera on wszystkie parametry definiujące eksperyment. Aby pobrać ten plik, kliknij tutaj.

Plik uzupełniający 3: Skrypt funkcji „Staircase” w oprogramowaniu sterującym eksperymentem. Służy on do monitorowania wyników obiektu badanego i porównywania ich z wcześniej ustalonymi kryteriami. Pożądane parametry są automatycznie aktualizowane, jeśli wyniki zwierzęcia spełniają te kryteria. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Plik uzupełniający 4: Skrypt dla funkcji „DataProc” w oprogramowaniu sterującym eksperymentem. Służy on do przetwarzania wszystkich zebranych danych i generowania prostych wykresów do szybkiej analizy. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.

Plik uzupełniający 5: Skrypt dla funkcji „Kod”. Zawiera on szczegółowy opis pojedynczej próby oraz wszystkich możliwych wyników, który jest powtarzany w trakcie całego eksperymentu. Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.

Dyskusja

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.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
		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

Rezystor Tarcza