Uma caixa de ferramentas de tarefa de tempo de reação serial de 5 opções de código aberto e totalmente personalizável para treinamento comportamental automatizado de roedores

O protocolo fornece uma caixa de ferramentas personalizável de código aberto para treinamento e execução da tarefa de tempo de reação serial de 5 opções. Trata-se de um teste comportamental bem estabelecido para estudar a atenção visuosespacial e a impulsividade em roedores. A principal vantagem da caixa de ferramentas é seu baixo custo e personalização.

Ele fornece alta flexibilidade em relação aos parâmetros específicos de estímulo e configuração de recompensa e incentiva projetos de teste não padronizados. A tarefa de tempo de reação em série de 5 opções fornece insights sobre os processos de atenção, impulsividade e compulsividade nos roedores. Nossa caixa de ferramentas permite uma adaptação fácil para outros modelos animais não roedores.

Também permite o treinamento semi-automatizado de animais por um procedimento de escada opcional. No vídeo, fornecemos uma introdução passo a passo ao seu uso. O procedimento será demonstrado por Eva Strippelmann, estudante de biologia do nosso laboratório.

Comece abrindo o ambiente de desenvolvimento integrado livremente disponível ou software IDE. Vá para as guias Arquivo e Abrir e clique no script para controle de hardware. Em seguida, conecte o MICROcontrole USB no computador.

Na metade superior esquerda da tela, navegue até as Ferramentas para verificar se as informações da placa e do processador escolhidas automaticamente correspondem à placa de microcontrolador conectada. Depois de confirmar as informações correspondentes da placa e do processador, clique na guia Porta para escolher a porta disponível. Na metade superior esquerda da tela, clique no botão Verificar para garantir que não haja erros no script.

Quando terminar, clique na guia Upload com uma seta para carregar o script na placa de microcontrolador. Depois de garantir que todos os quatro scripts e funções para o controle de experimentos estejam localizados na mesma pasta, abra a plataforma de programação e clique na barra de ferramentas Home e set Path. Em seguida, vá para o botão Adicionar pasta para selecionar a pasta que contém todos os scripts de controle de experimento.

Quando terminar, clique no botão Salvar e feche a janela Definir caminho. Na guia Barra de ferramentas Home, pressione Abrir para abrir os scripts e funções. Para preparar a caixa de ferramentas para habitação, selecione o script de usuário aberto.

Depois de confirmar que a variável de habitação na linha sete está definida como verdadeira, escreva um número em minutos na linha oito para definir um prazo para a habitação. Na linha nove, escreva um número entre 0,01 e um para escolher um nível de brilho para a luz de estímulo. Para preparar a caixa de ferramentas para a sessão de experimento, selecione o script aberto do usuário e verifique se a variável na linha sete é definida como falsa.

Na linha 12, digite o caminho do diretório para salvar automaticamente os dados do experimento. Certifique-se de que existe um diretório com o nome exato. Em seguida, digite a identificação do sujeito na linha 13.

Em seguida, certifique-se de que as variáveis nas linhas 14 e 15 sejam definidas como verdadeiras. Quando terminar, digite um número na linha 16 para definir um teste e na linha 17, para definir um limite de tempo em minutos para parar o programa automaticamente. Para a configuração dos parâmetros para uma tarefa padrão de tempo de reação serial de 5 opções ou paradigma 5CSRTT, digite um valor numérico na linha 45 que corresponde ao número de aberturas que podem ser iluminadas.

A variável na linha 46 deve ser definida como pseudorandom ou aleatória. Defina o comprimento de duração do estímulo na linha 47 em segundos. Verifique se a variável na linha 48 é denotada como simples e o valor numérico na linha 49 é um.

Na linha 50, defina o brilho do estímulo alvo em um número. A variável na linha 64 deve ser binária, enquanto na linha 65, não é dependente. Em seguida, digite um valor numérico na linha 71 correspondente ao número de pelotas de alimentos a serem liberadas após uma cutucada correta no nariz.

Alternativamente, podem ser definidos diferentes procedimentos de escada que permitem treinamento comportamental automatizado. Verifique se a variável na linha 26 é definida como verdadeira. Em seguida, na linha 29, digite o nome do primeiro ou segundo grupo.

Mais tarde, selecione a função de escada aberta. Digite o nome do primeiro grupo na linha quatro e digite o nome do segundo grupo na linha 77. Para alterar os critérios do primeiro grupo para o segundo nível de treinamento, digite um dos parâmetros calculados na verificação de desempenho e um valor numérico escolhido na linha 17.

Os critérios podem ser adicionados ou substituídos. Para alterar os parâmetros do primeiro grupo a ser atualizado no segundo nível de treinamento, por exemplo, a duração de um tempo limite, digite o parâmetro e um valor numérico escolhido na linha 19. Proceda de acordo se o segundo grupo de um sujeito for definido.

Antes de iniciar as sessões de treinamento comportamental, os animais precisam se habituar à câmara. A caixa de ferramentas fornece um protocolo de habitação. Para iniciar a sessão de habituação, prepare a câmara operante colocando duas pelotas de comida de recompensa em cada uma das aberturas.

Grave a porta da aba da revista para permanecer aberta para a primeira fase de habitação. No segundo estágio de habitação, remova a fita na porta da aba da revista. Prepare a câmara operante colocando cinco pelotas de comida na porta da revista.

Antes de iniciar as sessões de treinamento experimentais, limpe as paredes e o chão da câmara operante. À medida que a configuração estiver pronta, selecione o script de usuário aberto, certifique-se de que a descrição COM na linha 75 corresponda à porta disponível escolhida. Se a descrição não corresponder, altere o valor numérico no script de controle experimental.

Coloque o rato na câmara. No script aberto do usuário, clique na guia Barra de ferramentas do Editor antes de selecionar o botão de reprodução verde Executar. Verifique se o programa está sendo executado corretamente lendo as informações da janela de comando.

Em seguida, a caixa de ferramentas iniciará a tarefa como definido anteriormente pelo usuário. A sessão de experimento será automaticamente interrompida após o teste especificado ou o prazo. Se o animal atingir um nível de desempenho pré-especificado antes da sessão ser encerrada e o usuário definir um procedimento de escada, a caixa de ferramentas carregará o próximo nível de treinamento e continuará o treinamento com as novas configurações.

O nível será carregado automaticamente no início da próxima sessão de treinamento. Para parar o experimento, pressione a tecla Escape no teclado do computador. Quando a mensagem for exibida na tela da janela de comando, digite Y e pressione a tecla Enter no teclado do computador para interromper a sessão atual e salvar os dados adquiridos.

Em seguida, um gráfico simples com a visão geral da sessão será exibido automaticamente. 10 Ratos encapuzados lister foram treinados usando a caixa de ferramentas de tempo de reação serial de 5 opções. O número de sessões gastas por nível de treinamento por cada rato foi analisado e a média entre todos os sujeitos foi determinada.

A variância entre os sujeitos foi mais significativa nos níveis iniciais e diminuiu em níveis posteriores. No nível quatro, quando os critérios mudaram para incluir um limite para medidas de desempenho, o número médio de sessões gastas e a variância entre ratos aumentaram, com dois ratos levando cinco e seis dias para concluir o nível. No entanto, todos os ratos atingiram o oitavo nível dentro de 14 a 22 sessões.

A análise representativa mostra o desempenho médio dos sujeitos por nível de treinamento e em todos os dias de treinamento no aparelho 5CSRTT. Calculou-se o percentual de precisão e o percentual de emissão e o número médio total de respostas corretas em todos os ensaios em cada nível. Todos os sujeitos obtiveram uma precisão final nos níveis de treinamento final de mais de 60% Muitos sujeitos obtiveram cerca de 80% de precisão.

A caixa de ferramentas de tempo de reação serial de 5 opções é totalmente personalizável e de acesso aberto. Ele fornece muitas opções adicionais para especificar a configuração de estímulo e o design de tarefas e um conjunto abrangente de dados comportamentais registrados. A caixa de ferramentas permite investigar versões não padronizadas do paradigma do tempo de reação serial de 5 opções, por exemplo, para obter insights mais profundos sobre processos de tomada de decisão ou comportamento relacionado à recompensa.