Name: Otwarty kod źródłowy, w pełni konfigurowalny zestaw zadań czasu reakcji szeregowej do wyboru 5 do zautomatyzowanego treningu behawioralnego gryzoni (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-01-19T14:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 39 s
Description: Poznaj otwarty zestaw zadań czasu reakcji szeregowej 5-CSRTT do automatyzowanego treningu behawioralnego gryzoni. Ta konfigurowalna metoda umożliwia badanie uwagi i impulsywności z wykorzystaniem Arduino i Matlab.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca jest wspierana przez DFG WE 5469/3-1.

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
<ol>
	<li>Szczury domowe wraz z maksymalnie pięcioma rodzeństwem z miotu w standardowej klatce z odpowiednim materiałem ściółkowym, zgodnie z zaleceniami komisji ds. dobrostanu zwierząt.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Oznacz ogony zwierząt trwałym, nietoksycznym markerem atramentowym.</li>
	<li>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.</li>
</ol>
2. Przygotowanie sprzętu i oprogramowania sterującego
<ol>
	<li>Otwórz bezpłatnie dostępne oprogramowanie zintegrowanego środowiska programistycznego (IDE) (patrz Spis materiałów). Kliknij Plik > Otwórz i kliknij skrypt do sterowania sprzętem (Plik uzupełniający 1).</li>
	<li>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.</li>
	<li>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".</li>
	<li>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.</li>
</ol>
3. Przygotowanie oprogramowania do kontroli eksperymentu
<ol>
	<li>Upewnij się, że wszystkie cztery skrypty i funkcje kontroli eksperymentu znajdują się w tym samym folderze.
	<ol>
		<li>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.</li>
		<li>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).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Postępuj zgodnie z instrukcjami pobierania i instalowania oprogramowania Psychtoolbox, aby włączyć funkcję przycisku ESC używaną przez przybornik (patrz Spis materiałów dla linku dostępu).</li>
</ol>
4. Konfiguracja parametrów używanych w narzędziu 5-CSRTT
<ol>
	<li>Przygotuj zestaw narzędzi do habituacji. 
	UWAGA: <silna klasa="xfig">Rysunek 2 przedstawia aparat 5-CSRTT używany w obecnym badaniu.
	<ol>
		<li>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.</li>
		<li>Przeprowadź eksperyment behawioralny (krok 5).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotuj zestaw narzędzi do sesji eksperymentalnej.
	<ol>
		<li>Wybierz otwarty skrypt użytkownika. Upewnij się, że zmienna w wierszu 7 jest zdefiniowana jako "false".</li>
		<li>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.</li>
		<li>Wpisz dane identyfikacyjne obiektu w wierszu 13 (np. "red1").</li>
		<li>Upewnij się, że zmienna w wierszu 14 jest zdefiniowana jako "true", aby wygenerowane dane zostały automatycznie zapisane w ścieżce katalogu.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Skonfiguruj parametry dla standardowego paradygmatu 5-CSRTT.
		<ol>
			<li>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.</li>
			<li>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.</li>
			<li>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".</li>
			<li>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.</li>
			<li>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.</li>
			<li>Przeprowadź eksperyment behawioralny (krok 5).</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Skonfiguruj parametry dla niestandardowego paradygmatu 5-CSRTT. 
		UWAGA: Wszystkie kroki opisane w tym podrozdziale są opcjonalne.
		<ol>
			<li>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.</li>
			<li>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".</li>
			<li>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.).</li>
			<li>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.</li>
			<li>Aby upewnić się, że próby z przedwczesnymi odpowiedziami wpłyną na limit próbny sesji, wpisz "false" w wierszu 37.</li>
			<li>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.</li>
			<li>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.</li>
			<li>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)).</li>
			<li>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)).</li>
			<li>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.</li>
			<li>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.</li>
			<li>Jeśli pożądane jest stopniowanie nagrody na podstawie czasu reakcji, upewnij się, że zmienna w wierszu 65 jest ustawiona na "zależna".
			<ol>
				<li>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.</li>
				<li>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.</li>
			</ol>
			</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Skonfiguruj funkcję Schody, wykonując poniższe czynności. 
		UWAGA: Ten krok jest opcjonalny.
		<ol>
			<li>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.</li>
			<li>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.).</li>
			<li>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.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Skonfiguruj funkcję "DataProc".
		<ol>
			<li>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.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Eksperyment behawioralny
<ol>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>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").</li>
	<li>Delikatnie umieść szczury w komorze.</li>
	<li>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".</li>
	<li>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.</li>
	<li>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).</li>
	<li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Po zakończeniu dnia eksperymentu odłącz USB mikrokontrolera od komputera. Opcjonalnie zamknij oba skrypty dla sterowania sprzętem i eksperymentem.</li>
</ol>

<ol><li>Bari, A., Dalley, J. W., Robbins, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+application+of+the+5-choice+serial+reaction+time+task+for+the+assessment+of+visual+attentional+processes+and+impulse+control+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">The application of the 5-choice serial reaction time task for the assessment of visual attentional processes and impulse control in rats.</a> Nature Protocols. 3 (5), 759-767 (2008).</li>
<li>Asinof, S. K., Paine, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+5-choice+serial+reaction+time+task%3A+a+task+of+attention+and+impulse+control+for+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">The 5-choice serial reaction time task: a task of attention and impulse control for rodents.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (90), e51574(2014).</li>
<li>Higgins, G. A., Silenieks, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rodent+Test+of+Attention+and+Impulsivity%3A+The+5-Choice+Serial+Reaction+Time+Task%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Rodent Test of Attention and Impulsivity: The 5-Choice Serial Reaction Time Task.</a> Current Protocols in Pharmacology. 78 (1), 1-34 (2017).</li>
<li>Humby, T., Wilkinson, L., Dawson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assaying+aspects+of+attention+and+impulse+control+in+mice+using+the+5-choice+serial+reaction+time+task%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Assaying aspects of attention and impulse control in mice using the 5-choice serial reaction time task.</a> Current Protocols in Neuroscience. 31 (1), 1-15 (2005).</li>
<li>Robbins, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+5-choice+serial+reaction+time+task%3A+behavioural+pharmacology+and+functional+neurochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">The 5-choice serial reaction time task: behavioural pharmacology and functional neurochemistry.</a> Psychopharmacology. 163 (3-4), 362-380 (2002).</li>
<li>Amitai, N., Markou, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+performance+in+the+five-choice+serial+reaction+time+task+induced+by+administration+of+N-methyl-D-aspartate+receptor+antagonists%3A+relevance+to+cognitive+dysfunction+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Disruption of performance in the five-choice serial reaction time task induced by administration of N-methyl-D-aspartate receptor antagonists: relevance to cognitive dysfunction in schizophrenia.</a> Biological Psychiatry. 68 (1), 5-16 (2010).</li>
<li>Fizet, J., Cassel, J. C., Kelche, C., Meunier, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+the+5-Choice+Serial+Reaction+Time+%285-CSRT%29+task+in+different+vertebrate+models%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+%26+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">A review of the 5-Choice Serial Reaction Time (5-CSRT) task in different vertebrate models.</a> Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 71, 135-153 (2016).</li>
<li>Spinelli, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+of+the+marmoset+monkey+on+computerized+tasks+of+attention+and+working+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Performance of the marmoset monkey on computerized tasks of attention and working memory.</a> Cognitive Brain Research. 19 (2), 123-137 (2004).</li>
<li>Parker, M. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+automation+of+a+test+of+impulse+control+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Systems+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Development and automation of a test of impulse control in zebrafish.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 7, 65(2013).</li>
<li>Birtalan, E., Bánhidi, A., Sanders, J. I., Balázsfi, D., Hangya, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+training+of+mice+on+the+5-choice+serial+reaction+time+task+in+an+automated+rodent+training+system%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Efficient training of mice on the 5-choice serial reaction time task in an automated rodent training system.</a> Scientific Reports. 10 (1), 1-8 (2020).</li>
<li>Fischer, B., Wegener, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emphasizing+the+%26%2334%3Bpositive%26%2334%3B+in+positive+reinforcement%3A+using+nonbinary+rewarding+for+training+monkeys+on+cognitive+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Emphasizing the &#34;positive&#34; in positive reinforcement: using nonbinary rewarding for training monkeys on cognitive tasks.</a> Journal of Neurophysiology. 120 (1), 115-128 (2018).</li>
</ol>

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

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.

5-CSRTT jest testem behawioralnym, często stosowanym u gryzoni do badania procesów uwagi wzrokowej oraz impulsywności1,2,3,4,5,6, 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 motywacja1,2,3,4,5. Składa się ona z poziomego szeregu pięciu otworów wyposażonych w diody LED, podajnika pokarmu na ścianie komory przeciwległej do otworów oraz oświetlenia ogólnego2,5. 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 bodźca1,2,5. 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 nagroda1,2,5. 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 czas1,2,5 (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 kompulsywności1,4,5,6.
<img alt="Schemat warunkowania instrumentalnego; etapy próby, reakcje, nagroda, czas kary; eksperyment behawioralny." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63385/63385fig01.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="Rycina 1"> 
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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63385/63385fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
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 trwałej1,2,5,6. W tym celu zestaw eksperymentalny można rozbudować o głośniki, które mogą służyć jako bodźce rozpraszające lub nawet wzmacniające1,2,5,6. Ponadto obciążenie uwagi można bezpośrednio modulować poprzez zmianę prezentacji bodźca lub randomizację czasu ITI10. 5-CSRTT jest stosowany nie tylko u gryzoni3,7, ale został niedawno zaadaptowany do badania naczelnych niebędących ludźmi1,7,8 oraz ryb7,9, 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.

<table><tbody><tr>Rezystor <td></td><td></td><td>1200 Ohm</td><td>Już dostępny w laboratorium</td></tr><tr><td>8-bitowy potencjometr cyfrowy 10 K&Omega;</td><td>Microchip</td><td>MCP42010-I/P</td><td>Od Conrad.de: 1083205</td></tr><tr><td>ARD MEGA2560 KIT Arduino - Mega 2560 R3 Lernset</td><td>JOY-IT</td><td>ARD-set01</td><td>Od Reichelt.de: ZESTAW ARD MEGA2560</td></tr><tr><td>SILNIK ARD SHD Tarcza Arduino - Silnik</td><td>Adafruit</td><td>1438</td><td>Od Reichelt.de: ARD </td></tr><tr><td>ZESTAW NAGŁÓWKA DO UKŁADANIA W STOS ARDUINO SHD MOTOR - R3</td><td>Sparkfun Electronics</td><td>PRT-11417</td><td>Z Antratek.de: PRT-11417</td></tr><tr><td>Chow</td><td>Altromin</td><td>1324 N</td><td>Altromin chow produkty</td></tr><tr><td>Euro-Geh&auml; użyj</td><td>Hammond Electronics</td><td>1591EBK</td><td>Od Conrad.de: 520691</td></tr><tr><td>Granulki spożywcze</td><td>Bio-Serv</td><td>F0021</td><td>Od Bio-serv.com: Bezpyłowe precyzyjne pelety Gryzonie</td></tr><tr><td>Fritzing</td><td>Interakcja Design Lab Potsdam</td><td></td><td>Fritzing Pobieranie oprogramowania</td></tr><tr><td>Zintegrowane środowisko programistyczne</td><td>Arduino</td><td></td><td>Arduino IDE do pobrania (dostępne bezpłatnie)</td></tr><tr><td>Czujnik wiązki przerwanej IR - Diody LED 3mm</td><td>Adafruit</td><td>2167</td><td>Od Mouser.de: 485-2167</td></tr><tr><td>Dioda LED do laptopa lub komputera</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>biała okrągła 5mm 2000mcd 20mA</td><td>TruComponents</td><td>1573731</td><td>Od Conrad.de: 1573731</td></tr><tr><td>Mikroprzełącznik</td><td>Hartmann</td><td>MBB1 01 A 01 C 09 A</td><td>Od Conrad.com: 707243</td></tr><tr><td>NeoPixel Stick - 8 diod LED WS2812 5050 RGB</td><td>Adafruit</td><td>1426</td><td>Od Reichelt.de: DEBO LED NP8 2</td></tr><tr><td>Pasywny brzęczyk Głośnik</td><td>Conrad Components</td><td>93038c213a</td><td>Od Conrad.de: 1511468</td></tr><tr>Tarcza <td></td><td></td><td>zwalniająca granulki</td><td>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&nbsp; 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</td></tr><tr><td>Platforma programistyczna</td><td>Mathworks</td><td>R2019b lub młodsza</td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie Psychtoolbox</td><td></td><td>V3</td><td>Psychtoolbox-3 do pobrania</td></tr><tr><td>Motoreduktor czołowy z silnikiem szczotkowym prądu stałego</td><td>Mikrosilniki</td><td>B138F.12.208</td><td>Micromotos Series B138F Dane techniczne</td></tr></tbody></table>

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

An Open-Source, Fully Customizable 5-Choice Serial Reaction Time Task Toolbox for Automated Behavioral Training of Rodents

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.

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.

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

The 5-choice serial reaction time task (5-CSRTT) is a behavioral test often used to study visuospatial attention and impulsiveness in rodents. The task ...

Protokół zapewnia konfigurowalny zestaw narzędzi typu open source do trenowania i wykonywania zadania czasu reakcji szeregowej 5 wyborów. Jest to dobrze ugruntowany test behawioralny do badania uwagi wzrokowo-przestrzennej i impulsywności u gryzoni. Główną zaletą zestawu narzędzi jest jego niski koszt i możliwość dostosowania.Zapewnia wysoką elastyczność w odniesieniu do określonych parametrów bodźca i konfiguracji nagrody oraz zachęca do niestandardowych projektów testów. Zadanie z czasem reakcji seryjnej do wyboru 5 zapewnia wgląd w procesy uwagi, impulsywność i kompulsywność u gryzoni. Nasz zestaw narzędzi pozwala na łatwą adaptację do innych modeli zwierząt niebędących gryzoniami.Umożliwia również półautomatyczne szkolenie zwierząt za pomocą opcjonalnej procedury schodowej. W filmie przedstawiamy krok po kroku wprowadzenie do jego użytkowania. Procedura zostanie zademonstrowana przez Evę Strippelmann, studentkę biologii z naszego laboratorium.Zacznij od otwarcia swobodnie dostępnego zintegrowanego środowiska programistycznego lub oprogramowania IDE. Przejdź do zakładek Plik i Otwórz i kliknij skrypt do kontroli sprzętu. Następnie podłącz USB mikrokontrolera do komputera.W lewej górnej połowie ekranu przejdź do Narzędzi, aby sprawdzić, czy automatycznie wybrana płyta i informacje o procesorze odpowiadają podłączonej płytce mikrokontrolera. Po potwierdzeniu odpowiednich informacji o płycie głównej i procesorze, kliknij kartę Port, aby wybrać dostępny port. W lewej górnej połowie ekranu kliknij przycisk Zweryfikuj, aby upewnić się, że nie ma błędów w skrypcie.Po zakończeniu kliknij zakładkę Upload ze strzałką, aby wgrać skrypt na płytkę mikrokontrolera. Po upewnieniu się, że wszystkie cztery skrypty i funkcje kontrolki eksperymentu znajdują się w tym samym folderze, otwórz platformę programistyczną i kliknij pasek narzędzi Strona główna i Ustaw ścieżkę. Następnie przejdź do przycisku Dodaj folder, aby wybrać folder zawierający wszystkie skrypty kontrolne eksperymentu.Po zakończeniu kliknij przycisk Zapisz i zamknij okno Ustaw ścieżkę. Na karcie Pasek narzędzi narzędzia głównego naciśnij przycisk Otwórz, aby otworzyć skrypty i funkcje. Aby przygotować przybornik do przyzwyczajenia, wybierz otwarty skrypt użytkownika.Po potwierdzeniu, że zmienna habituacji w wierszu siódmym jest ustawiona na wartość true, wpisz liczbę w ciągu minut w wierszu ósmym, aby ustawić limit czasu dla habituacji. W wierszu dziewiątym wpisz liczbę z przedziału od 0,01 do jeden, aby wybrać poziom jasności światła stymulacyjnego. Aby przygotować przybornik do sesji eksperymentu, wybierz otwarty skrypt użytkownika i sprawdź, czy zmienna w wierszu siódmym jest zdefiniowana jako false.W wierszu 12 wpisz ścieżkę katalogu, aby automatycznie zapisać dane eksperymentu. Upewnij się, że istnieje katalog o dokładnej nazwie. Następnie wpisz dane identyfikacyjne tematu w wierszu 13.Następnie upewnij się, że zmienne w wierszach 14 i 15 są zdefiniowane jako prawdziwe. Po zakończeniu wpisz liczbę w wierszu 16, aby ustawić próbę, a w wierszu 17, aby ustawić limit czasu w minutach, aby automatycznie zatrzymać program. W celu skonfigurowania parametrów dla standardowego zadania czasu reakcji szeregowej 5 wyborów lub paradygmatu 5CSRTT należy wprowadzić wartość liczbową w wierszu 45, która odpowiada liczbie otworów, które można podświetlić.Zmienna w wierszu 46 powinna być zdefiniowana jako pseudolosowa lub losowa. Ustaw długość czasu trwania bodźca w wierszu 47 w sekundach. Sprawdź, czy zmienna w wierszu 48 jest oznaczona jako pojedyncza, a wartość liczbowa w wierszu 49 to jeden.W wierszu 50 zdefiniuj jasność bodźca docelowego za pomocą liczby. Zmienna w wierszu 64 powinna być binarna, podczas gdy w wierszu 65 powinna być niezależna. Następnie wprowadź wartość liczbową w wierszu 71 odpowiadającą liczbie granulek żywności, które mają zostać uwolnione po prawidłowym szturchnięciu nosem.Alternatywnie można zdefiniować różne procedury schodowe, które pozwalają na zautomatyzowany trening behawioralny. Sprawdź, czy zmienna w wierszu 26 jest zdefiniowana jako true. Następnie w wierszu 29 wpisz nazwę pierwszej lub drugiej grupy.Później wybierz funkcję otwartej klatki schodowej. Wpisz nazwę pierwszej grupy w wierszu czwartym i wpisz nazwę drugiej grupy w wierszu 77. Aby zmienić kryteria pierwszej grupy dla drugiego poziomu szkolenia, wpisz jeden z parametrów obliczanych w teście wydajności oraz wybraną wartość liczbową w wierszu 17.Kryteria można dodawać lub zastępować. Aby zmienić parametry pierwszej grupy, która ma być aktualizowana na drugim poziomie trenowania, na przykład czas trwania limitu czasu, wpisz parametr i wybraną wartość liczbową w wierszu 19. Postępuj odpowiednio, jeśli zdefiniowana jest druga grupa tematu.Przed rozpoczęciem treningów behawioralnych zwierzęta muszą przyzwyczaić się do komory. Zestaw narzędzi zawiera protokół przyzwyczajenia. Aby rozpocząć sesję habituacji, przygotuj komorę operacyjną, umieszczając dwa granulki pokarmu nagrody w każdym z otworów.Zaklej taśmą drzwiczki klapy magazynka, aby pozostały otwarte do pierwszego etapu przyzwyczajenia. W drugim etapie habituacji należy usunąć taśmę z drzwiczek klapy magazynka. Przygotuj komorę operacyjną, umieszczając pięć granulek spożywczych w drzwiczkach magazynka.Przed rozpoczęciem eksperymentalnych sesji treningowych należy oczyścić ściany i podłogę komory operacyjnej. Gdy konfiguracja jest gotowa, wybierz otwarty skrypt użytkownika, upewnij się, że opis COM w wierszu 75 jest zgodny z wybranym dostępnym portem. Jeśli opis nie jest zgodny, zmień wartość liczbową w eksperymentalnym skrypcie kontrolnym.Umieść szczura w komorze. W otwartym skrypcie użytkownika kliknij zakładkę Edytor paska narzędzi przed wybraniem zielonego przycisku odtwarzania Uruchom. Sprawdź, czy program działa poprawnie, odczytując informacje w oknie poleceń.Przybornik uruchomi wtedy zadanie zgodnie z wcześniejszymi definicjami użytkownika. Sesja eksperymentu zostanie automatycznie zatrzymana po upływie określonego okresu próbnego lub limitu czasu. Jeśli zwierzę osiągnie wcześniej określony poziom wydajności przed zakończeniem sesji, a użytkownik zdefiniował procedurę schodową, zestaw narzędzi załaduje następny poziom treningu i będzie kontynuował trening z nowymi ustawieniami.Poziom zostanie automatycznie załadowany na początku następnej sesji treningowej. Aby zatrzymać eksperyment, naciśnij Esc na klawiaturze komputera. Gdy komunikat pojawi się na ekranie okna poleceń, wpisz Y i naciśnij Enter na klawiaturze komputera, aby zatrzymać bieżącą sesję i zapisać uzyskane dane.Następnie automatycznie zostanie wyświetlony prosty wykres z przeglądem sesji. 10 zakapturzonych szczurów Lister zostało przeszkolonych przy użyciu zestawu narzędzi do zadań czasu reakcji seryjnej do wyboru 5 opcji. Przeanalizowano liczbę sesji spędzonych na każdym poziomie treningowym przez każdego szczura i określono średnią dla wszystkich badanych.Wariancja między badanymi była najbardziej znacząca na początkowych poziomach i zmniejszała się na późniejszych poziomach. Na poziomie czwartym, kiedy kryteria zmieniły się, aby uwzględnić próg dla miar wydajności, średnia liczba spędzonych sesji i wariancja między szczurami wzrosły, przy czym dwa szczury potrzebowały pięciu i sześciu dni, aby osiągnąć poziom. Jednak wszystkie szczury osiągnęły ósmy poziom w ciągu 14 do 22 sesji.Reprezentatywna analiza pokazuje średnie wyniki osób badanych na poziomie wyszkolenia i we wszystkich dniach treningowych w aparacie 5CSRTT. Obliczono procentową dokładność i procentową emisję oraz określono średnią łączną liczbę prawidłowych odpowiedzi we wszystkich badaniach na każdym poziomie. Wszyscy badani osiągnęli końcową dokładność na ósmym i ostatnim poziomie szkolenia wynoszącą ponad 60%Wielu badanych osiągnęło około 80% dokładności.Zestaw narzędzi do zadań czasu reakcji szeregowej do wyboru 5 opcji jest w pełni konfigurowalny i ma otwarty dostęp. Zapewnia wiele dodatkowych opcji określania konfiguracji bodźca i projektu zadania oraz kompleksowy zestaw zarejestrowanych danych behawioralnych. Zestaw narzędzi pozwala na badanie niestandardowych wersji paradygmatu czasu reakcji szeregowej 5 wyborów, na przykład w celu uzyskania głębszego wglądu w procesy decyzyjne lub zachowania związane z nagrodami.

an-open-source-fully-customizable-5-choice-serial-reaction-time-task

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

W niniejszym raporcie przedstawiamy w pełni zautomatyzowany i wysoce wszechstronny system umożliwiający jednoczesne badanie wielu zachowań poznawczych oraz rejestrację aktywności neuronów u gryzoni.

W pełni zautomatyzowany i wysoce wszechstronny system do badania wielorakich funkcji poznawczych i rejestracji aktywności neuronalnej u gryzoni

W pełni zautomatyzowany system do pomiaru fizjologicznie istotnych właściwości mechanizmów pośredniczących w lokalizacji przestrzennej, lokalizacji czasowej, czasie trwania, szacowaniu szybkości i prawdopodobieństwa, ocenie ryzyka, impulsywności oraz dokładności i precyzji pamięci, w celu oceny wpływu manipulacji genetycznych i farmakologicznych na podstawowe mechanizmy poznawcze u myszy.

Zautomatyzowane, ilościowe badania poznawczo-behawioralne myszy: do genetyki, farmakologii, poznania zwierząt i nauczania na studiach licencjackich

Zaproponowano w pełni zautomatyzowany protokół warunkowania działania gryzoni. Protokół opiera się na precyzyjnej kontroli czasowej zdarzeń behawioralnych w celu zbadania zakresu, w jakim ta kontrola wpływa na aktywność neuronalną leżącą u podstaw integracji sensomotorycznej i eksperymentów kontroli poznawczej.

W pełni zautomatyzowany protokół kondycjonowania gryzoni do eksperymentów z integracją sensomotoryczną i kontrolą poznawczą

Ten protokół opisuje zadanie czasu reakcji szeregowej do wyboru 5 opcji, które jest zadaniem opartym na instrumentacji, używanym do badania uwagi i kontroli impulsów u gryzoni. Wyzwania dnia testowego, które są modyfikacjami standardowego zadania, zwiększają elastyczność zadania i mogą być łączone z innymi manipulacjami, aby pełniej scharakteryzować zachowanie.

Zadanie 5-Choice Serial Reaction Time Task: zadanie skupienia uwagi i kontroli impulsów dla gryzoni

Zdolność do oceny funkcji wykonawczych, takich jak elastyczność behawioralna u szczurów, jest przydatna do badania neurobiologii funkcji poznawczych zarówno u nienaruszonych zwierząt, jak i w modelach chorób. W tym miejscu opisujemy zautomatyzowane zadania do oceny zmiany strategii i odwróconego uczenia się, które są szczególnie wrażliwe na zakłócenia w sieciach kory przedczołowej.

Procedury instrumentalne do oceny elastyczności behawioralnej u szczurów

Zmiana zestawu, forma elastyczności behawioralnej, wymaga przeniesienia uwagi z jednego wymiaru bodźca na drugi. Rozszerzyliśmy znane zadanie zmiany ustawienia gryzoni1, wymagając zwrócenia uwagi na różne bodźce w zależności od kontekstu. Zadanie połączono z konkretnymi zmianami chorobowymi w celu zidentyfikowania podtypów neuronów leżących u podstaw udanej zmiany.

Nowe warianty zmiany zestawu strategii u Szczura

Ten artykuł przedstawia zautomatyzowany labirynt T, który wynaleźliśmy, oraz protokół oparty na tym urządzeniu do analizy podejmowania decyzji na podstawie opóźnień i podejmowania decyzji opartych na wysiłku u swobodnie poruszających się gryzoni.

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

Analiza kosztów i korzyści to podejście oparte na skali ważenia, które mózg wykonuje w trakcie podejmowania decyzji. W tym miejscu proponujemy protokół szkolenia szczurów w zakresie paradygmatu podejmowania decyzji opartego na instrumentach, w którym szczury wybierają wyższe nagrody kosztem czekania przez 15 sekund, aby je otrzymać.

Protokoły operacyjne do oceny analizy kosztów i korzyści podczas wzmocnionego procesu decyzyjnego przez gryzonie

Ten artykuł opisuje protokół oceny funkcji poznawczych dla modeli genetycznych choroby Alzheimera przy użyciu systemu IntelliCage, który jest wysokowydajnym zautomatyzowanym systemem monitorowania zachowań z warunkowaniem instrumentalnym.

Zautomatyzowany, długoterminowy test behawioralny funkcji poznawczych w wielu modelach genetycznych choroby Alzheimera z wykorzystaniem IntelliCage

Przedstawiamy trzy protokoły, które oceniają różne formy impulsywności u szczurów i innych małych ssaków. Procedury wyboru międzyokresowego oceniają tendencję do dyskontowania wartości opóźnionych wyników. Zróżnicowane wzmocnienie niskich wskaźników i dyskryminacja cechowo-negatywna oceniają zdolność hamowania reakcji odpowiednio z karą i bez kary za niewłaściwe reakcje.

Trzy procedury laboratoryjne do oceny różnych objawów impulsywności u szczurów

Opisany tutaj jest nowatorski zautomatyzowany system eksperymentalny, który stanowi alternatywę dla testu trzykomorowego, a także rozwiązuje kilka zastrzeżeń. System ten dostarcza wielu parametrów behawioralnych, które umożliwiają rygorystyczną analizę dynamiki zachowania małych gryzoni podczas testów preferencji społecznych i preferencji nowości społecznych.

System do śledzenia dynamiki zachowań preferencji społecznych u małych gryzoni

Poznaj otwarty zestaw zadań czasu reakcji szeregowej 5-CSRTT do automatyzowanego treningu behawioralnego gryzoni. Ta konfigurowalna metoda umożliwia badanie uwagi i impulsywności z wykorzystaniem Arduino i Matlab.

Otwarty kod źródłowy, w pełni konfigurowalny zestaw zadań czasu reakcji szeregowej do wyboru 5 do zautomatyzowanego treningu behawioralnego gryzoni (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów