Поведенческие процедуры обучения виртуальной реальности с фиксированной головой у мышей

В этом исследовании подробно рассматриваются методологии обучения мышей в средах виртуальной реальности, уделяя особое внимание линейной навигации по треку и сложным задачам Y-лабиринта. Он направлен на устранение пробелов в протоколах обучения виртуальной реальности и оценку способности мышей выполнять сложные действия по принятию решений в виртуальной реальности. Протокол устраняет пробелы в подробных методологиях обучения виртуальной реальности для мышей, включая интеграцию хирургических процедур, ограничение жидкости и настройку системы. Он также обеспечивает основу для реализации сложных поведенческих задач, улучшения согласованности экспериментов и содействия внедрению виртуальной реальности для тонких поведенческих и когнитивных исследований на мышах.

Этот протокол виртуальной реальности позволяет точно контролировать условия эксперимента и сводит к минимуму шум, связанный с движением, что позволяет проводить подробный поведенческий анализ и нейрофизиологические записи у мышей с фиксированной головой. Он также поддерживает прогрессирующую сложность задач, улучшая изучение сложных форм поведения и когнитивных процессов, которые другие методы могли бы не зафиксировать эффективно.

[Рассказчик] Для начала установите исходные весовые коэффициенты для мышей через неделю после дня операции по имплантации головной балки. В первый, второй и третий дни обеспечьте мышей 15, 10 и 5 миллилитров воды на 100 граммов массы тела соответственно. Начните приучать мышей к сферической беговой дорожке, а также знакомьте их с регуляцией жидкости, чтобы связать трубку для облизывания с вознаграждением с помощью правильно подобранной физиологической мотивации. В первый день обрабатывайте мышей в течение пяти минут после их взвешивания. Осторожно возьмитесь за имплантат головной балки, пока они находятся в клетке, чтобы ознакомить их с этой манипуляцией. Познакомьте мышей с областью, где находится система виртуальной реальности, чтобы они могли предвидеть пространственную среду, в которой будут проводиться экспериментальные испытания. На второй день снова обработайте мышей в течение пяти минут. Прикрепите перекладину к держателю и позвольте мышам ознакомиться со сферической беговой дорожкой в течение 5–20 минут, либо на бесконечно повторяющейся дорожке, либо без активированной программы. На третий день, поработав с мышами в течение пяти минут, надежно прикрепите их к сферической беговой дорожке на воздушной подушке и введите их в жидкие награды через трубку для наград. Перед тем как расположить мышь, вытяните центрированную трубку вознаграждения с небольшой каплей награды на кончике. Поднимите трубку для вознаграждения на 5-15 миллиметров над сферической беговой дорожкой, чтобы для облизывания носика требовалось естественное положение головы вперед. Чтобы зафиксировать голову мыши, поместите мышь на доминирующей стороне сферической беговой дорожки. Используя доминирующую руку обработчика, потяните мышь за перекладину головы к платформе для фиксации головы. Затем поместите перекладину в паз, предназначенный для фиксации, и с помощью недоминирующей руки обработчика защелкните перекладину на место. Теперь выровняйте среднесагиттальную плоскость мыши с центром сферической беговой дорожки. Следите за тем, чтобы задние лапы мыши находились не более чем в 11 сантиметрах от вершины сферической беговой дорожки, а голова находилась за вершиной. Убедитесь, что все четыре лапы касаются беговой дорожки и что живот может касаться беговой дорожки, когда мышь находится в состоянии покоя. Кроме того, убедитесь, что любые боковые предпочтения, наблюдаемые у мыши, не связаны с асимметрией в том, как животное установлено на мяче. Чтобы направить мышь к расширенной трубке для облизывания, используйте метод kiss-it, при котором мышь осторожно маневрирует до тех пор, пока ее рот почти не коснется кончика носика. Когда мыши получат награды, установите продолжительность расширенной пробирки с наградами равной одной секунде. После того, как мыши привыкнут к экспериментальной парадигме, проводите ежедневный 30-минутный сеанс, в ходе которого мыши перемещаются по линейному виртуальному коридору, начиная с одного метра в длину. Достигнув конца коридора и получив в награду каплю сахара, телепортируйте мышей обратно в исходную точку. Документируйте ежедневные записи данных с отметками времени о получении вознаграждения и расстоянии, пройденном мышами на сферической беговой дорожке, для дальнейшего анализа. В парадигме Y-образного лабиринта убедитесь, что мыши движутся к точке выбора, где две руки вытягиваются под углом 45 градусов в любом направлении, образуя Y-образную форму. Отключите вращение от начальной точки лабиринта до достижения точки выбора, имея две руки с различными визуальными особенностями. Затем активируйте вращение в пределах зоны принятия решений, чтобы позволить мыши поворачиваться в нужном направлении. При входе в руку, ведущую в зону наград, снова деактивируйте вращение. Научите мышей двигаться к черной руке, чтобы получить награду в виде сахара, при этом каждое испытание заканчивается тем, что мыши телепортируются обратно в исходное место. Случайным образом перетасовывайте место награды между левой и правой сторонами, чтобы мыши ассоциировали награду с визуальными подсказками, а не с определенной стороной. Количество наград, получаемых мышами, постепенно увеличивалось по мере обучения на различных длинах дорожек в задаче VR, при этом более высокие скорости наблюдались по мере увеличения длины дорожки. Заметное увеличение средней скорости наблюдалось по мере увеличения длины гусеницы. Y-образный лабиринт показал превосходную случайную производительность в течение нескольких дней. Однако только часть из них успешно перешла на более сложные стадии дискриминации.