Zautomatyzowane urządzenie i protokół oparty na labiryncie T do analizy podejmowania decyzji w oparciu o opóźnienia i wysiłek u wolno poruszających się gryzoni

Tradycyjny labirynt T może być używany do testowania podejmowania decyzji zarówno w oparciu o opóźnienia, jak i wysiłki. W obecnej pracy wynaleźliśmy urządzenie T-labirynt z automatycznym dostarczaniem jedzenia, zarządzaniem drzwiami i nagrywaniem wyboru ramienia. Nasz protokół może radykalnie zaoszczędzić czas i pracę badaczy podczas analizy zdolności podejmowania decyzji przez gryzonie.

Protokół ten może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinach podejmowania decyzji, takie jak to, jakie są kluczowe obwody neuronalne i cząsteczki leżące u podstaw procedury podejmowania decyzji oraz jakie są neuropatologiczne przyczyny leżące u podstaw deficytów decyzyjnych w chorobach psychicznych? Implikacje tego protokołu rozciągają się na terapię chorób neuropsychiatrycznych, ponieważ wielu pacjentów wykazuje trudności lub deficyt w podejmowaniu decyzji. Przyzwyczajaj myszy do labiryntu przez 10 minut dziennie i całkowicie przez pięć dni.

Utrzymuj wszystkie drzwi labiryntu otwarte podczas przyzwyczajenia. Pierwszego dnia rozrzuć granulki jedzenia po całym labiryncie. Następnie umieść myszy w polu startowym labiryntu T w grupach po cztery i pozwól myszom eksplorować labirynt przez 10 minut.

W drugim i trzecim dniu rozsyp śrut wzdłuż dwóch ramion bramki. Pozwól myszom eksplorować labirynt przez 10 minut. Wreszcie, w czwartym i piątym dniu przyzwyczajenia, umieść granulki tylko bardzo blisko i przy dozownikach z jedzeniem przy dwóch skrzynkach bramkowych.

Pozwól myszom eksplorować labirynt przez 10 minut. W przypadku fazy wymuszonego wejścia ramienia należy rozpocząć od skonfigurowania parametrów oprogramowania sterującego. Ustaw czas trwania na 900 sekund.

Ustaw domyślny czas opóźnienia startu na trzy sekundy, liczbę granulek na jeden dla LRA i cztery dla HRA, a także ustaw czas opóźnienia na zero sekund. Zarejestruj identyfikator każdej myszy z osobna w oprogramowaniu i lokalizację HRA dla każdej myszy z osobna, po lewej lub prawej stronie. Następnie przejdź do okna interfejsu eksperymentu, umieść mysz w polu startowym i rozpocznij trening, naciskając przycisk start na pilocie.

Uwaga podczas każdej próby otwarte będą tylko drzwi prowadzące do jednego ramienia, podczas gdy drzwi na przeciwległym ramieniu nie będą otwarte, a drzwi automatycznie otwierają się lub zamykają w zależności od pozycji zwierzęcia. W pierwszym badaniu mysz została zmuszona do wejścia do HRA po lewej stronie i zjedzenia czterech granulek oraz do wejścia do prawego ramienia bocznego w drugiej próbie, aby zjeść jedną kulkę. Ta faza pozwala myszy nauczyć się pozycji HRA i LRA.

W przypadku fazy wejścia z wolnym ramieniem należy ustawić parametry przy użyciu tej samej metody, która jest używana w fazie wymuszonego wejścia. Umieść mysz w polu startowym, naciśnij przycisk start, a następnie pozwól myszy swobodnie wybrać jedno ramię, HRA lub LRA. Zacznij od ustawienia czasu opóźnienia HRA na pięć sekund, 10 sekund i 15 sekund odpowiednio w dniu pierwszym, drugim i trzecim.

Ustaw numer fazy. Ustaw wszystkie inne parametry w taki sam sposób, jak w fazie wymuszonego wejścia ramienia. Pozwól myszy swobodnie wybrać jedno ramię, HRA lub LRA.

W dwóch przedstawionych tutaj badaniach mysz wybrała LRA w pierwszym badaniu i wybrała HRA w drugim badaniu. Następnie, w teście podejmowania decyzji w oparciu o wysiłek, wprowadź barierę do HRA. Pozwól myszom swobodnie wybrać jedno ramię, HRA lub LRA.

Tutaj mysz zdecydowała się wspiąć na barierę, aby otrzymać wyższą nagrodę. Po zakończeniu eksperymentu uzyskaj dane i wyniki z oprogramowania sterującego. Poszukaj wszystkich danych eksperymentalnych w folderze danych.

Na koniec sprawdź pozycje w folderze wyników, czas trwania, numer badania, numer wyboru HRA, numer wyboru LRA, procent wyboru HRA, procent wyboru LRA, całkowitą odległość ruchu i całkowity czas skrzyżowania pod każdym identyfikatorem zwierzęcia.Wyniki pokazane tutaj pokazują różnice między zdolnością podejmowania decyzji opartą na opóźnieniu i wysiłku między myszami z ablacją przyśrodkową habenularną a ich rodzeństwem z miotu, myszami kontrolnymi typu dzikiego. W teście podejmowania decyzji na podstawie opóźnienia główny wpływ genotypu nie był istotny, gdy czas opóźnienia wynosił pięć sekund. Jednakże, gdy czas opóźnienia został wydłużony do 10 sekund i 15 sekund, myszy z ablacją przyśrodkową habenularną wykazały znaczne zmniejszenie odsetka wizyt HRA w porównaniu z myszami CT.

Wreszcie, w teście podejmowania decyzji opartym na wysiłku, odsetek wizyt HRA był znacznie zmniejszony u myszy z ablacją przyśrodkową, gdy w HRA umieszczono barierę, niezależnie od lokalizacji HRA po lewej/prawej stronie. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, że we wszystkich procedurach treningowych należy przestrzegać ograniczeń żywieniowych, aby zapewnić motywację gryzonia do wykonania zadania. Ponadto należy pamiętać, aby używać maleńkich 10-miligramowych granulek i używać żelu krzemionkowego w dozownikach żywności, aby granulki były suche.

Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak rejestracja elektrod in vivo, obrazowanie światłowodowe, manipulacje optogenetyczne i mikrodializa, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, na przykład dynamiczne zmiany pobudliwości określonych populacji komórek podczas dyskontowania opóźnienia i wysiłku oraz dynamiczne zmiany neuropeptydów, neuroprzekaźników i hormonów podczas podejmowania decyzji. Jednym słowem, obecna konfiguracja i opracowany przez nas protokół pozwalają naukowcom na efektywną analizę procesu podejmowania decyzji przez gryzonie, przy pełnej automatyzacji, standaryzacji i wysokiej przepustowości. Wierzymy, że nasz wynalazek może pomóc w wyjaśnieniu mechanizmu leżącego u podstaw podejmowania decyzji zarówno w przypadku stanów fizjologicznych, jak i patologicznych.