Summary
מערכת אוטומטית לחלוטין למדידת נכסים משמעותיים מבחינה פיזיולוגית של מנגנוני תיווך לוקליזציה המרחבית, לוקליזציה זמנית, משך, קצב והערכת הסתברות, הערכת סיכונים, אימפולסיביות, ואת הדיוק ואת הדיוק של זיכרון, כדי להעריך את ההשפעות של מניפולציות גנטיות ותרופתיות על מנגנונים בסיסיים של הכרה בעכברים.
Abstract
אנו מתארים תפוקה גבוהה, בנפח גבוה, אוטומטית לחלוטין, לחיות ב24/7 מערכת בדיקות התנהגותיות להערכת ההשפעות של מניפולציות גנטיות ותרופתיות על מנגנונים בסיסיים של הכרה ולמידה בעכברים. אמבטיה דיור עכבר פוליפרופילן סטנדרטית מחוברת באמצעות צינור אקרילי לתיבת מבחן סטנדרטי מסחרית עכבר. יש תיבת המבחן 3 מרזבים, 2 מהם מחוברים לגלולת מתקני האכלה. כולם באופן פנימי illuminable עם LED ופיקוח על ערכים בראש על ידי אינפרא אדום (IR) קורות. עכברים חיים בסביבה, אשר מבטלת טיפול בהקרנה. הם להשיג את האוכל שלהם בשתיים או יותר תקופות האכלה יומיות על ידי ביצוע באופרנטית פרוטוקולים (קלאסיים) (אינסטרומנטלי) והפבלובית, שעבורו יש לנו כתב תוכנת פרוטוקול בקרה ותוכנה לניתוח הנתונים וגרפים בזמן אמת מעין. שגרת ניתוח נתונים וגרפים כתובים בשפה המבוססת על MATLAB נוצרה כדי לפשט באופן משמעותי את הניתוח בזמן של גדולמהודק רשומות אירוע התנהגותיות ופיזיולוגיות ולשמר את שביל נתונים מלא מהנתונים גולמיים דרך כל ניתוחי ביניים לגרפים ונתונים הסטטיסטיים שפורסמו בתוך מבנה נתונים יחיד. קוד נתונים ניתוח יבול נתונים מספר פעמים ביום ונושאים אותו לניתוחים סטטיסטיים וגרפיים, שבו מאוחסנים באופן אוטומטי ב" הענן "ועל מחשבים במעבדה. לכן, ההתקדמות של עכברים בודדים היא מדמיין ולכמת יומי. קוד נתונים הניתוח מדבר לקוד פרוטוקול הבקרה, המאפשר את ההתקדמות האוטומטית מפרוטוקול לפרוטוקול של נושאים בודדים. הפרוטוקולים התנהגותי מיושמים הם תואמים, autoshaping, הופר מיתוג מתוזמן, הערכת סיכונים בהופר מיתוג מתוזמן, מדידת אימפולסיביות, ואת הציפייה היממה של זמינות מזון. קוד פתוח פרוטוקול בקרה וקוד נתונים ניתוח הופכים את התוספת של פרוטוקולים חדשים פשוטה. שמונה סביבות בדיקה להשתלב 48 בx 24 בx 78 בקבינט; שתי מונית כזוinets (16 סביבות) עשוי להיות נשלט על ידי מחשב אחד.
Introduction
כדי להביא את הטכניקות רבות עוצמה של גנטיקה, גנטיקה מולקולרית, ביולוגיה מולקולרית, וneuropharmacology לשאת על הבהרת המנגנונים התאיים ומולקולריים הלתווך מנגנונים בסיסיים של הכרה, אנחנו צריכים נפח גבוה, שיטות הקרנת פסיכו גבוה, לשים דרך שלכמת משמעותי מבחינה פיזיולוגית מאפיינים של מנגנונים קוגניטיביים. רכוש psychophysically מדיד, פיסיולוגי משמעותי כמותי של מנגנון הוא נכס שניתן למדוד באמצעים התנהגותיים וגם באמצעים אלקטרו או ביוכימי. דוגמאות לכך הן ספקטרום הספיגה של רודופסין, תקופת הרצה החופשית של השעון הביולוגי, והתקופה עקשן של אקסונים הגמול ב1,2 צרור המוח הקדמי המדיאלי. מדידות פסיכופיסיות שניתן להשוות למדידות תאיות ומולקולריים להניח יסוד לקישור מנגנונים תאיים ומולקולריים למנגנונים פסיכולוגיים דרך התכתבות כמותית. לexamplדואר, העובדה שבספקטרום ספיגה באתרו של רודופסין במגזרים החיצוניים של מוטות כופה על פונקצית הרגישות האנושית scotopic רפאים היא ראיות חזקות כי isomerization של רודופסין-מופעל על פוטון הוא הצעד הראשון בחזון scotopic. ההיבטים הכמותיים של דפוסי התנהגות מורכבים גם מרכזיים לשימוש בשיטות QTL בגנטיקה התנהגותית 3,4.
הביצועים של עכברים (וחולדות) על פרוטוקולי למידה אינסטרומנטלית והפבלובית מבוססים היטב תלויים במנגנונים במוח המודדים כמויות מופשטות כמו זמן, מספר, משך שיעור, הסתברות, סיכון, ומיקום במרחב. לדוגמא, המהירות של רכישה של תגובות מותנות הפבלובית תלויה ביחס שבין המרווח הממוצע בין אירועי חיזוק (בדרך כלל, משלוחי מזון) וההשהיה הממוצעת לחיזוק בעקבות תחילתה של האות לחיזוק הממשמש ובא 5-7. לexamp שניle, היחס בין משך החיים הממוצע של הביקורים בשני מרזבי האכלה בפרוטוקול התאמה כ שווה את היחס של שיעורי החיזוק בשני מרזבים אלו 8-10.
שיטות הבדיקה התנהגותית כיום בשימוש רחב על ידי חוקרי מוח מתעניינים במנגנונים הבסיסיים הן, על פי רוב, בנפח נמוך, לשים דרך נמוך, ו26 עתירי עבודה. יתר על כן, הם לא מודדים כמויות שניתן להשוות עם כמויות שנמדדו על ידי שיטות אלקטרו וביוכימיים, כמו, למשל, תקופות ושלבים נמדדו התנהגותית של מתנדים היממה עשויות להיות בהשוואה לאמצעים אלקטרו והביוכימי של תקופה ושלב היממה. שיטות בדיקה התנהגותית הנוכחיות מתמקדות בקטגוריות של למידה, כגון למידה מרחבית, למידת זמן, או פחד לימוד, ולא על מנגנונים שבבסיס. מבחן מבוך מים בשימוש נרחב של למידה מרחבית 11-15 הוא דוגמא לsh אלהortcomings. למידה מרחבית היא קטגוריה. לימוד בקטגוריה זו תלויה במנגנונים רבים, שאחד מהם הוא המנגנון של הסקה מחושבת 16,17. חשבון נפש המלח תלוי בתורו על מד המרחק, המנגנון המודד את מרחק ריצת 18. בדומה לכך, למידה זמנית היא לקטגוריה. שעון ביולוגי הוא בין המנגנונים שבו לומדים באותה קטגוריה תלויה, כי מתנד עם כ 24 תקופה שעות נדרש לבעלי חיים כדי ללמוד את השעה ביום שבו מתרחשים אירועים 17,19. השעון המאפשר ציפייה מזון עדיין לא גילה 19.
שעון הוא מנגנון למדידת זמן. מתנדים אנדוגני עם מגוון רחב של תקופות לאפשר למוח כדי לאתר אירועים בזמן על ידי הקלטת השלבים של שעונים אלה 16,17. יכולת מיקומים להקליט בזמן מאפשרת המדידה של משכי זמן, כלומר, מרחקים בין מיקומים בזמן. למידה אסוציאטיבית תלוי tהוא המדידות של המוח של משכי 5,6,20,21. מונים הם מנגנוני מדידת מספר. מדידת המספר מאפשרת הערכת הסתברות, כי הסתברות היא היחס בין numerosity של משנה וnumerosity של superset. מדידת מספר ומשך מדידה מאפשר הערכת שיעור, כי שיעור הוא מספר האירועים מחולקים במשך המרווח על איזה מספר שנמדד. מדידות של משך זמן, מספר, קצב, והסתברות לאפשר התאמות התנהגותיות לסיכונים משתנים. 22,23 השיטה שלנו מתמקדת במדידת הדיוק והדיוק של מנגנוני יסוד אלה. דיוק הוא המידה שבה המידה של המוח תואמת את קנה מידה אובייקטיבית. דיוק הוא הווריאציה או חוסר ודאות במידה של המוח של ערך אובייקטיבי קבוע, למשל, משך זמן קבוע. החוק של ובר הוא התוצאה הגדולה והוותיקה ביותר באופן מאובטח הוקמה בפסיכופיסיקה. זה טוען כי הדיוק שלהמדד של המוח של כמות הוא חלק קבוע של אותה כמות. הבר ובר, שהוא מקדם של הסטטיסטיקאי של וריאציה בהפצה (σ / μ), מודד את הדיוק. היחס של ממוצע פסיכו (למשל מתכוון משך להישפט) לממוצע האובייקטיבי (כלומר משך זמן אובייקטיבי) הוא המידה של דיוק.
השיטה המוצגת כאן למקסימום נפח (מספר בעלי החיים שהוקרנו בכל זמן נתון בכמות נתונה של חלל מעבדה) ותפוקה (כמות המידע המתקבל מחולק במח"מ של ההקרנה של חיה אחת) תוך מזעור כמות אנושית עבודה הנדרשת כדי לבצע את המדידות ולמקסם את המיידיות שבה התוצאות של ההקרנה הפכה ידוע.
ארכיטקטורת תוכנת ניתוח נתונים שהוצגה כאן באופן אוטומטי מכניסה את הנתונים הגולמיים ואת כל תוצאות הסיכום ונתונים סטטיסטיים הנגזרים מנתונים יחד בד יחיד מבנה אתא, עם כותרות שדה שיהפכו את הים העצום המובן של מספרים המופיע בו. התוכנה אנליטית פועלת רק על נתונים במבנה זה, ותמיד מאחסנת את תוצאות פעילותה בתחומים באותו מבנה. זה מבטיח שביל ללא פגע מהנתונים גולמיים לסיכומים וגרפים שפורסמו.
התוכנה כותבת באופן אוטומטי לתוך מבנה תוכניות ניסוי השליטה שנשלטות על הבדיקות אוטומטיות באופן מלא, וזה באופן אוטומטי מציין שנתונים גולמיים הגיעו מאיזו תכנית. לכן, היא שומרת על שביל נתונים ללא דופי, ללא ספק שבתנאי ניסוי היו בתוקף עבור כל חיה בכל נקודה בבדיקה ואין ספק על איך את סיכום הנתונים הסטטיסטיים נגזרו מהנתונים הגולמיים. שיטה זו של שימור נתונים מאוד מקלה את הפיתוח של בסיסי נתונים סטנדרטיים התנהגותיות הקרנה, מה שמאפשר למעבדות אחרות להמשיך לנתח ערכות נתונים עשירות האלה.
ass = "jove_content"> שיטה זו מקטינה את הסיכון לאובדן התמיכה בהקושחה והתוכנה בו הוא תלוי. מנגנון הבדיקה הוא שונה חסר חשיבות ממקור מסחרי שהוקם ארוכה. שפות תכנות הן השפה המותאמת אישית המסופקת על ידי יצרן החומרה, לבקרת פרוטוקול, וכן, לניתוח נתונים וגרפים,, ארגז כלים שנבנה למטרה לא מסחרי, קוד פתוח (TSsystem) נכתבו בתכנות נתמך באופן נרחב מאוד מסחרי מדעי, נתונים ניתוח ושפה גרפי. ארגז הכלים מכילים פקודות ברמה גבוהה לחילוץ מידע מבני וסיכום הנתונים הסטטיסטיים מרשומות אירוע חותם זמן ממושך. תוכניות יישום הפרוטוקול ותוכניות נתונים הניתוח הן בקוד פתוח ומתועדות היטב.
מערכת ההקרנה schematized באיור 1. עשרה ארונות, ניתן להגדיר כל 8 סביבות בדיקה המכילות עד בx 15 חדר מעבדה רגל 10 רגל, מה שמאפשר 80 עכברים to להפעיל בפעם אחת. כבלים עוברים דרך נמל בקיר צד צריכים לחבר את הסביבות לכרטיסים האלקטרוניים / החשמליים ממשק ומחשבים בחדר אחר. המחשבים להפעיל את תוכניות פרוטוקול שליטה. מחשב אחד נדרש לכל 2 ארונות (16 סביבות בדיקה). המחשבים צריכים להיות מחוברים באמצעות רשת תקשורת מקומית לשרת בו פועל תוכנת ניתוח נתונים וגרפים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
שלושה פרוטוקולים אוטומטיים לחלוטין בTSsystem (התאמה, appetitive אוויר אינסטרומנטלי והקלאסי) והפרוטוקול הבורר שאושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים ומתקנים באוניברסיטת ראטגרס בניו ברונסוויק.
1. הקמת המערכת פיסיקלית
- להגדיר את סביבות בדיקה בארונות (ראה איור 1).
- התקן את תוכנת ניסוי הבקרה מסופקת עם סביבות בדיקה במחשבי פרוטוקול השליטה.
שימו לב: אין להשתמש במחשבים אלה לכל מטרה אחרת!
2. הגדרת מערכת התוכנה
- הגדר את רשת ה-LAN (רשת תקשורת מקומית), כך שהשרת שבו תוכנת ניתוח נתונים מותקנת יכול לגשת לדיסקים הקשיחים של המחשב (ים) שליטה על סביבות הבדיקה (ראה איור 1).
- להקים חשבון סנכרון קבצים לאחסון נתונים ב" הענן ".
- פוt תיקיית TSsystem ותיקיות המשנה שלה בנתיב החיפוש של שפת תכנות המסחרית בתיקייה מסונכרנת בענן.
הערה: TSsystem הוא ארגז כלים תוכנה, כלומר, ספרייה של מעל 30 פונקציות ברמה גבוהה המאפשרות יצירה של קוד ניתוח נתונים ונתוני גרפים מורכב שאופן אוטומטי מעבדת את הנתונים בכל פעם שהוא שנקטפו מהקבצים הפלט שנוצרו על ידי תכנית ניסוי הבקרה. כל הפקודות פועלים על נתונים בתחומים של מבנה הניסוי ולשים את התוצאות בתחומים אחרים באותו המבנה (ראה איור 2). פקודות קוד פתוח אלה נכתבו באחת שפות תכנות וגרפים מדעיים המסחרית בשימוש נרחב ביותר. יש לו הרבה "ארגזי כלים" אחרים, כולל רוב מועיל ארגז כלים סטטיסטיים.
3. החל ניסוי
- התקשר TSbegin (ראה איור 3).
הערה: TSbegin הוא Interactive GUI (ser G raphic U אני nterface) בארגז הכלים TSsystem. זה מוביל את המשתמש לאורך התהליך של יצירת מבנה נתונים ההיררכי שאליו את הנתונים הגולמיים וכל התוצאות הנגזרות ממנה יוצבו על ידי הפונקציות האחרות בארגז הכלים TSsystem. - התקשר TSaddprotocol (ראה איור 4).
הערה: TSaddprotocol הוא GUI בארגז הכלים TSsystem. זה מוביל את המשתמש לאורך התהליך של הגדרת פרמטרים שליטה לפרוטוקול ניסוי, המפרט את קוד החלטה שתהיה להפוך את ההחלטה לסיים את הפרוטוקול ולעבור לבא אחריו, ומפרט את קריטריוני ההחלטה לשמש. - הנח עכברים ב24/7 סביבות הבדיקה לחיות ב, עכבר אחד לכל סביבה.
הערות: הקפד לציין את מספר תעודת הזהות של העכבר שנכנס לכל אחת מהסביבות ממוספרות הניסיוניות (1 התיבה, תיבת 2, וכו '). כמו כן, שים לב למכתב שמזהה את ניסוי הבקרהמחשב ברשת התקשורת המקומית (LAN) וכתובת ה-IP שלה. - התקשר TSstartsession (איור 5).
הערה: TSstartsession הוא GUI בארגז הכלים TSsystem. זה מוביל את המשתמש לאורך התהליך של הפעלת הפעלה ניסיונית. הפעלות ניסיוניות להימשך שבוע או שבועיים, שבמהלכו כמה פרוטוקולי בדיקות התנהגותיות שונים מנוהלים. TSstartsession חנויות המידע כי נכנס מאקרו שתוכנת פרוטוקול הבקרה קוראת כאשר פגישה הוא התחילה. כלל הוא הנתיב ולשם של קובץ הקוד שקוראת את פרוטוקול תוכנת השליטה. התוכנה אנליטית של TSsystem קוראת את הקוד הזה לתוך מבנה נתונים ההיררכי, ולכן אף פעם אין ספק באשר לפרוטוקול המדויק בתוקף בכל עת. - עבור למחשבי בקרה וקוראים לפקודות מאקרו בכתב לתיקיית MedPC, על מנת להתחיל בהפעלה לתיבות הנשלטות על ידי מחשב.
4. ניתוח נתונים
- אם יצר פרוטוקול חדש, לכתוב נתונים ניתוח מתאים וקוד גרפים באמצעות הפקודות בארגז הכלים TSsystem, אשר מאוד לפשט את היצירה של נתונים מורכבים מנתח.
הערה: נתונים ניתוח וקוד גרפים עבור שלושה הפרוטוקולים שתוצאותיה מתוארים להלן כלולים בארגז הכלים TSsystem. מכיוון, שהם קוד פתוח, הם עשויים להיות שונה בכל עת. הקוד עבור ניתוחים אלה הגיבו בהרחבה, מה שהופך אותו קל יותר ליצור קוד לניתוח התוצאות מפרוטוקולים למשתמש מסוים. - למשך תקופת הניסוי (שעה 24 לשבועות רבים), לעקוב אחר דואר אלקטרוני עבור התראות מהשרת מצביעים על תקלות בציוד אפשרי (הפסקות חשמל, אתחול מחדש ספונטני, שליטה במחשב, תקלות מזין גלולה, וכו '), אשר נתונים ניתוח TSsystem תכנית מזהה.
- ללמוד את החלקות של ביצועים שהקוד נתונים הניתוח נכתב בTSsystem מייצר בכל פעם שהוא נקרא על ידי הטיימר ניתוח דואר (בדרך כלל 2-4 פעמים / יום).
הערה: טיימר הניתוח מכנה את תכנית ניתוח נתונים וגרפים במרווחי משתמש שצוין. התכנית בשם כתובה עם פונקציות בTSsystem. הוא קורא למבנה נתונים ההיררכי נתונים הגולמיים שנקטפו מהקובץ שאליו את תוכנת פרוטוקול הבקרה כותבת. לאחר מכן, הוא מנתח את הנתונים וגרפים את התוצאות של הניתוחים. הקובץ המכיל את מבנה הנתונים ההיררכי מאוחסן בתיקיית קבצי סנכרון בענן. זה מספק גיבוי מחוץ לאתר באופן אוטומטי. העותקים האוטומטיים קבצי סנכרון החנויות של קובץ המבנה על המחשבים של כל האדם ומשתפי הפעולה שקבל גישה. גרפים שצוינו בדוא"ל באופן אוטומטי לאנשים ומשתפי פעולה שצוינו. חוקר ראשי יכול לעקוב אחר ההתקדמות של בדיקות מכל מקום בעולם בכל עת, ובמידת צורך, לשנות את פרוטוקול הניסוי, על קו, מרוחק מלשבתדואר שבו העכברים נבדקים. - השתמש TSbrowser ללמוד את הנתונים וסטטיסטיקות סיכום במבנה נתונים ההיררכי כפי שהם מתפרסמים, בזמן אמת מעין (ראו איור 2).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
המערכת יכולה וצריכה לשמש כדי להפעיל פרוטוקולים המותאמים למטרותיו של החוקר הפרטי או מורה בכיתה. עם זאת, פיתחנו חבילה של 3 פרוטוקולים שצריכות להיות שימושיים בהקרנה בקנה מידה גדולה של עכברי מניפולציות גנטי ובדיקות תרופתיים בקנה מידה גדולה: פרוטוקול ההתאמה, פרוטוקול autoshaping 2 הופר, ופרוטוקול מיתוג. פרוטוקול ההתאמה מודד את יכולתו של העכבר כדי להעריך הכנסות (כדורי מזון ליחידה זמן) בשני מקומות שונים, לזכור שמיקום תשואות שהכנסה, כדי להתאים את היחס בין משכי זמן הביקור הממוצע שלה ליחס של ההכנסות, והמהירות עם שהוא מזהה ומתאים את עוצמה לשינויים ביחס ההכנסה. צעדי פרוטוקול autoshaping 2 הופר שיעורי אוויר אינסטרומנטלי והקלאסי (שיעורי למידה אסוציאטיביים). דיוק אמצעי פרוטוקול מיתוג מרווח התזמון ודיוק, היכולת להעריך הסתברויות (תדרים יחסי)וכדי להסתגל לשינויים בהסתברויות (הערכת סיכון). זה גם נותן מידה של אימפולסיביות.
התאמה. מתקני ההאכלה בכל אחד משני מינן לרוחב (מינן האכלה) חמושים באופן עצמאי במיסות באופן אקספוננציאלי משתנות לאחר כל משלוח גלולה. גלולה מועברת בכל פעם שהמזין הוא חמוש והעכבר מעורר שחרור גלולה על ידי חדירה לתוך הופר, ובכך לקטוע את אינפרא אדום קורה (IR). המרווחים שלחלוף לפני ההתחמשות הבאה נמשכים מהתפלגויות מעריכי, שציפיות מפורטות בקובץ הפרמטר (טבלת 1). בפרוטוקול זה, עכברים במהירות מתחילים מחזור בין שני מרזבי ההאכלה, מציצים לזמן לאחד, ואז עוברים לשנייה, ואז חזרה לראשון. היחס בין משכי הזמן של השהייה שלהם בממוצע בשני מרזבים כ תואם את היחס בין כדורים לדקה שהם השגתם משני המרזבים (NB פלטות לדקה בהסביבה, כלומר "ההכנסות" ממינן, לא כדורים לדקה לתחוב לתוך הופר, כי הוא "חוזר" מההשקעות שלהם בשני מרזבים). לכן, אם הם מקבלים על 3 פעמים בממוצע ככדורים רבים מ1 הופר כמהופר 2, ולאחר מכן את משך הזמן הממוצע של ביקור הופר 1 הוא כ 3 פעמים כל עוד משך הזמן הממוצע של ביקור הופר 2. אנו מפעילים פרוטוקול זה ראשון בגלל המהירות שבה התאמת ההתנהגות מופיעה 8. זה בדרך כלל למדידה בתוך 24 שעות הראשונות של בדיקות, למעט, כמובן, בעכבר מדי פעם כי הוא ביישן מדי כדי לבקר במינן בתוך שעות 24 הראשונות.
התאמת התנהגות מרמזת כי המנגנונים למדידת משך זמן ומספר ומחשוב שיעורים יחסית הם בשלמותה, כמו גם את מנגנוני הלוקליזציה המרחבית המאפשרים לעכבר כדי לשייך כראוי שני שיעורים שונים עם שני מקומות הופר שונים. לכן, זה הוא מהיר מצויןבדיקה של תפקוד קוגניטיבי בסיסי. הדיוק שבו עכבר תואם את היחס בין משכי זמן ביקורו הצפוי שלה ליחס של ההכנסות המנוסים הוא אינדיקציה לדיוק שבו העכבר יכול לייצג את הכמויות.
הדיוק שבו תואם את עכבר הוא מדמיין בצורה גרפית על ידי המידה שבה יש שני שיאים מצטברים זממו במקביל אותו המדרון (איור 6). שיא מצטבר הוא הסכום המצטבר מסדרה של מדידות. במקרה זה, מגרש אחד (אלה האדומים באיור 6) הוא השיא המצטבר של מדד ההכנסה חוסר איזון גלולה אחר גלולה, והשני (השחורות באיור 6) הוא השיא המצטבר של גלולה אחר מדד ביקור-חוסר איזון גלולה. למרווח בין האכלה אחת, חוסר איזון ההכנסה הוא או -1 או +1 תלוי אם גלולה שהושגה בסיומו של פרק הגיעה מהופר 1 (חוסר איזון = -1) או 2 (חוסר איזון =+1). השיפוע של השיא המצטבר של חוסר איזון אלה הוא חוסר איזון ממוצע הכנסות (חוסר איזון בכל האכלה). אם ב10 מרווחים, העכבר מקבל 5 כדורים מהופר 1 ו -5 מהופר 2, ולאחר מכן חוסר איזון ההכנסה הממוצע על פני ש10 מרווחים בין הזנה אלה הוא 
; אם כל 10 כדורים הגיעו מהופר 2, אז זה 
, ואם כל 10 הגיעו מ1 הופר, אז זה 
. לפיכך, חוסר איזון ההכנסה הממוצע יכול לנוע בין -1 ל 1, וזה 0 כאשר יש בממוצע אין חוסר איזון. חוסר איזון הביקור במרווח בין האכלה הוא הזמן בילה בהופר 2 (ט 2) פחות הזמן בילה בהופר 1 (ט 1), דivided ידי הכולל של שתי פעמים. למרווח בין האכלה אחת, מדד זה יכול לקחת על כל ערך בין -1 ו 1, בניגוד לחוסר איזון ההכנסה, אשר חייב להיות או 1 -1 או. עם זאת, השיפוע של השיא המצטבר של מדד זה משקף את הערך הממוצע שלה, בדיוק כמו במקרה של מדד ההכנסה. כאשר שני המדרונות של שני תקליטים המצטברים (אדום והשחור הרשומות באיור 6) שווים, חוסר איזון הביקור הממוצע שווה לחוסר איזון ההכנסה הממוצע, מה שאומר שהעכבר הוא התאמת היחס בין משכי זמן הביקור הממוצע שלה לכך שהיחס הכנסותיה משתי מינן.
לשלושה מהעכברים באיור 6 (5027, 5015, ו5024), השיפוע של העלילה המצטברת ביקור חוסר האיזון (השחורה) עוקב אחר השיפוע של חוסר האיזון מצטבר ההכנסה (אדום) בשיתוף פעולה הדוק, מה שמעיד התאמה כמעט מושלמת של היחס משך ביקור ממוצע ליחס שבין ההכנסות. שים לב איך במהירות את היחסמשך הביקור מסתגל לשינוי ביחסו של ההכנסה, בנקודתי פיתול כלפי מטה. מצד השני, 5034 (חלקה השמאלית תחתונה) העכבר לא הצליחה להתאים במהלך פגישת ההאכלה השנייה; השיפוע של העלילה המצטברת ביקור משך חוסר האיזון (השחורה) הוא 0 ואילו השיפוע של חוסר איזון ההכנסה (האדום) הוא באופן משמעותי חיובי. עם זאת, בשלב ההאכלה השלישי (לאחר אנכי השחור), המדרונות מקבילים, מה שאומר שהעכבר הזה התחיל בפתאומיות בתחילתו של שלב זה כדי להתאים את היחס שלה לביקור יחס ההכנסה. ברור, אם כן, זה לא היה מסוגל לעשות זאת, אך לא עשה זאת מסיבה כלשהי בחלק מהבדיקות. זה ממחיש את החשיבות של לדמיין את כל מהלך ביצוע ולא להסתמך אך ורק על כמה נתונים סטטיסטיים סיכום. עכבר 5028 מתאים דווקא ביחס ההכנסה הראשון, אבל כשזה היה הפוך, זה לא להפוך באופן מלא. עכבר 5025 "overmatched" במהלך feedin 3 rdשלב g (לאחר ירוק אנכי), כלומר, חוסר איזון הביקור הממוצע שלה היה גדול יותר מאשר חוסר איזון ההכנסה הממוצע שלה וזה לא להתאים באופן מלא להיפוך של חוסר איזון ההכנסה. שים לב, עם זאת, כי כל 6 עכברים, שניהם 3 סוגים פרועים ו3 heterozygotes מותאם בדייקנות בשלב ההאכלה 4 HR-מאוד הראשון. שים לב גם שרשומות אלה מכסות רק 36-48 שעה (מחזורי 1.5-2 יום / לילה עם 2 שלבים / מחזור האכלה), שבמהלכו אחד מתבוננת לא רק התאמה ראשונית אבל תגובה פתאומית להיפוך של יחס ההכנסה. כפי שהוסבר בעבר, זה ממחיש את תפקודו ללא פגע בheterozygotes של רבים מנגנונים בסיסיים של הכרה, לשנינות, להערכת משך זמן, להערכת מספר, להערכת שיעור, לוקליזציה המרחבית (על שיעורי הכנסה למינן), והיכולת לזכור כמויות מופשטות פשוטות. תוצאות כמותיות, שהם טיפוסיים, מתקבלות מבדיקות אוטומטיות בסביבה לחיות ב, ללא טיפול בעכברים מעבר הראשוני שלהם מיקום בסביבה.
כפי שניתן לראות באיור 6, עכברים להתאים את היחס בין משכי זמן ביקורם היחס של ההכנסות ברגע שהם מתחילים מחזור בין מינן. המהירות שבה העכבר מתחיל מחזור בין מינן היא מדד של מה שניתן לכנות תעוזה או הנטייה לחוקרו. זה הוא מדמיין על ידי התוויית השיא המצטבר של מחזורים, כלומר, מספר המחזורים הושלמו כפונקציה של זמן פגישה. איור 7 מראה מגרשים אלה לעכברים אותו כמו באיור 6. חמש מתוך שישה הראו כמה חיפושים לפני תחילת שלב ההאכלה הראשונה והתחילו בפתאומיות למחזור בין מינן ברגע שזה התחיל. עכבר אחד, עם זאת (למטה משמאל), לא הראה שום התנהגות גישוש בכלל (לא מחזור אחד) עד אמצע nd שלב האכלת 2, ובשלב זה, זה התחיל בפתאומיות למחזור בין מינן.
. T "> אינסטרומנטלי והתניה קלאסית תיאוריית למידה המסורתית מבחינה בין שני סוגים של למידה אסוציאטיבית:.. התניה קלאסית (המכונה גם אוויר הפבלובית) ואוויר אינסטרומנטלי (המכונה גם התניה אופרנטית) הפרמטר המשמעותי מבחינה פיזיולוגית בשני המקרים הוא קצב הלימוד זה הוא חשב על מנת למדוד את המהירות שחוזק הסינפטי מותאמים בתגובה לזיווג של שני אירועים חושיים בהתניה קלאסית (למשל הופר משלוח תאורה ומזון) או בתגובה לזיווג של אירוע SR ואירוע חיזוק באוויר אינסטרומנטלי. שיעור למידה נמדד בגומלין של ניסויים לרכישה, כלומר, את המספר של זיווגים לפני המראה של ההתנהגות המותנה. הפרוטוקול השני שלנו מודד שיעורים אלה. זה גם מלמד את נושאי שיהוי ההאכלה צפוי ב שני מרזבים ומספק-גלולה, בו ידע הוא נבדק בפרוטוקול השלישי.מקדימים בפרוטוקול זה מתחיל בתאורה של הופר באמצע, אחד שבו כדורים לא מועברים, בגלל שאין מזין גלולה לזה (ראה תרשים של מבחן כתיבה, ימני עליון באיור 1). כאשר העכבר דוקר לתוך הופר האמצע המואר, האור שם הולך החוצה, ונבחר באופן אקראי אחד משני מרזבי האיגוף נדלק. אם זה הופר השמאל שמאיר, ולאחר מכן גלולה מועברת שם 4 שניות אחרי ההארה, ולא משנה מה עושה העכבר. אם זה הופר הזכות שמדליק, ולאחר מכן גלולה מועברת שם 12 שניות אחרי ההארה, ללא קשר למה שעושה שוב את העכבר. לפיכך, תוקע לתוך הופר האמצע המואר הוא סייע בייזום ניסוי, כאשר הופר זה מואר, שום דבר לא קורה עוד יותר עד שהעכבר דוקר לתוכה; העכבר חייב לתקוע לתוך הופר זה על מנת לקבל את הכדור. ברגע שהעכבר הפך את תגובת אינסטרומנטלי זה, גלולה תהיה לספקאד לתוך לפי הופר אז נדלק, במשלוח השהיה מוזר הופר ש, ללא קשר אם העכבר הולך להופר או לא במהלך ההפסקה שעוברת עד שמשלוח גלולה.
התוכנה באופן אוטומטי הופכת את שלוש חלקות של ביצועים במשימה זו: 1) את השיא המצטבר של מהירות התחלת ניסוי (איור 8), ההתפלגות המצטברת של שיהוי ניסוי ייזום (איור 9) ואת הרשומות המצטברות של CS-ITI לתקוע בריבית הבדלים (איור 10). וכן, זה נובע מרשומות אלה שלושה סטים של נתונים סטטיסטיים סיכום: 1) ניסויים לרכישת תגובת אינסטרומנטלי (שיעור למידה אינסטרומנטלית); 2) ההשהיה של ניסוי ייזום החציון: 3) ניסויים לרכישת תוקע ציפייה לקצרה שני השהיה והמרזבים ארוכי חביון האכלה (autoshaped, כלומר, שיעורי למידה קלאסיים).
החלטות בעיתוי. הפרוטוקול השלישי הואהפרוטוקול "מתג" בשימוש ראשון עם יונים על ידי Fetterman ו24 קילין והותאם לעכבר על ידי באלסי et 22 אל. כמו בפרוטוקול הקודם, ניסויים הם יזמו כאשר העכבר דוקר לתוך הופר האמצע המואר. עם זאת, בפרוטוקול זה, לתקוע ייזום המשפט הזה מאיר שני מרזבי האיגוף, שאחד מהם בשקט ובאופן אקראי שנבחרה על ידי המחשב כהופר "החם" למשפט זה. שיהוי ההאכלה הקשורים לשני מינן הוא אותו הדבר כמו בפרוטוקול הקודם (4 שניות ושניות 12). עם זאת, הופר החם רק מספק, והיא מספקת רק בתגובה לתקוע עשיתי שם באו אחרי ההשהיה ההאכלה "שלה". אם הופר הקצר חביון הוא חם, ולאחר מכן, אם העכבר הוא בהופר שבסופו של זמן האחזור הקצר, השק הראשון שנעשה שם באו אחרי השהיה המספקת גלולה להופר ש. אם הופר חביון הארוך הוא הופר החם, ולאחר מכן השק הראשון שנעשה שם באו אחרי l הארוךatency מספק גלולה להופר ש. עכברים במהירות ללמוד ללכת ראשון הופר קצר חביון על רוב הניסויים ולאחר מכן, על ניסויים "ארוכים", יעברו להופר ארוך ההשהיה כאשר תוקעים בהופר קצר חביון אינו מצליח לספק גלולה בסיומו של קצר השהיה של 4 שניות. העכבר מקבל כדוריו על הרוב הגדול של ניסויים. עם זאת, אם הוא נשאר זמן רב מדי בהופר הקצר חביון במשפט ארוך, והתוצאה הוא שהשק הראשון באו אחרי חביון הארוכה הוא בהופר לא נכון, המשפט מסתיים ללא משלוח גלולה. בדומה לכך, אם זה עובר בטרם עת במשפט קצר חביון, כך שהשק הראשון באו אחרי ההשהיה הקצרה הוא בהלא הנכון (ארוך חביון) הופר, המשפט מסתיים ללא משלוח גלולה. נתונים של ריבית הם השיהוי של המתגים בניסויים ארוכים, שהוגדר כסיום השהיה של השק האחרון להופר הקצר לפני הדקירה הראשונה לתוך הופר הארוך.
ברשות זוradigm, אנו להשתנות הארוך חביון. אנחנו מתחילים עם השהיה של 12 שניות, שזה 3 פעמים ההשהיה קצרה 4 שניות ארוכות, כי עכברים לומדים כדי לעבור דייסה מהר יותר, כאשר המשימה מורכבת כל כך קלה. לאחר מכן, אנו לקצר את זמן האחזור הארוך עד 8 שניות או אפילו ל 7 שניות או 6 שניות כדי לבדוק כמה חזק העכברים יכולים לתזמן את המיתוג שלהם (ראה איור 11). המידה של דיוק עיתוי היא מקדם שונה ברכיב גאוס של התפלגות שיהוי מתג. מקדם גאוס של וריאציה הוא היחס בין סטיית התקן והממוצע (σ / μ באיור 11).
אנחנו גם להשתנות ההסתברות של משפט ארוך, ובכך משנה את הסיכון היחסי של מיתוג בטרם עת לעומת מיתוג מאוחר מדי. כאשר ההסתברות למשפט ארוך הוא גבוהה, הסיכון שנגרם על ידי היציאה מוקדמת מקצר הופר מצטמצם, כי במשפט ארוך, זה לא משנה כמה מהר מתגי העכבר. יתר על כן, הסיכון incurred על ידי היציאה מדי מאוחר הוא גבוה בהתאם. לעומת זאת, כאשר ההסתברות למשפט ארוך היא נמוכה, הסיכון היחסי של היציאה מוקדמת מול היציאה מדי מאוחר משמרות בכיוון ההפוך. מקבלת החלטות רציונלים אמורות להעביר את ההפצה של המתגים שלה כדי כ משווה את הסיכונים, וזה מה שעכברים למעשה לעשות 22,23 (איור 12). מדידת המשמרות הנגרמות על ידי שינוי בהסתברות למשפט ארוך מעריכה את יכולתו של העכבר כדי להעריך הסתברות (של ארוך לעומת ניסיון קצר), כדי להעריך את השונות בחלוקת המתגים שלהם, וכדי לחשב את הסיכון היחסי משתמע משני אלה מקורות של חוסר ודאות.
אימפולסיביות. ההפצה של שיהוי בורר היא הפצת תערובת. ברוב רובם של עכברים תחת רוב התנאים, ההפצה נשלטת על ידי מתג שיהוי מהפצת גאוס, כמו באיור 11. איךאי פעם, לעתים קרובות יש מרכיב קטן של "מתגי אימפולסיבי", שמתרחשים הרבה יותר מוקדם מדי, מופיע לא להיות מתוזמן היטב, והם בבירור לא אופטימליים (בניגוד למרכיב גאוס, שהם כ בצורה אופטימלית ממוקם בין הודעות מטרה זמניות, כפי ניתן לראות באיור 11). התדירות של מתגים אימפולסיבית אלה משתנה בצורה בולטת בין עכברים ועם תנאים. מה שהופך את המשפט ארוך סבירות גבוהה מגביר את תדירותם ברוב העכברים, כפי שעושה מה שהופך את המשימה קשה יותר על ידי הזזת חביון הארוכה יותר קרובה לזמן האחזור הקצר (ראה איור 11). ההפצה של שיהוי מתג כמעט תמיד ניתן להתאים בדייקנות מרשימה על ידי פונקציה "weibgauss", שהוא התערובת של התפלגות Weibull והפצת גאוס. המדד של אימפולסיביות הוא את החלק היחסי של המתגים נזקפו להתפלגות Weibull.
זיכרון היממה. בעלי חיים להקליט בזיכרון הזמןמיום (שלב של השעון הביולוגי שלהם) שבו אירועים חשובים motivationally יקרו 17. כאשר את אותו האירוע באופן שיגרתי חוזר בערך באותו שלב היממה, ההתנהגות שלהם מתחילה לצפות את הישנותה. אינדיקציה למדה בדרך כלל ביכולת זו כדי לזכור ובכך לחזות הישנות יומית האכלה מקדימה התנהגות 25. אנו מודדים את זה בזמן הריצה שתוארה לעיל (או כמעט כל דבר אחרים) פרוטוקולים, פשוט על ידי הגבלת המרווחים שבמהלכו העכברים יכולים לקבל כדורים לשני מרווחים 4 שעות סביב שעת בין הערביים (אור מתוך הבית) ושחר (בית אור על). בהפסקות אחרות, העכברים הם עדיין בסביבת הבדיקה, אך אין פרוטוקול הוא אופרטיבי. לפיכך, הם לקבל כדורים רק במרווחי זמן האכלה מתוזמנת. באיפשהו בין 6-15 ימים לאחר תחילת הבדיקה, פעילות תוקע מקדימה מופיעה בשעה בערך לפני הפסקת ההאכלה בין הערביים (איור 13). האכלת בסביבות שעת בין הערביים ב-terval מתחיל ללא כל שעה אחת אות לפני הכיבוי של האור בבית (דמדומים).
באותם ימים, כאשר 3/4 מהאירועים התנהגותיים להתרחש במהלך 1/3 האחרונים של שלב 9-HR של זמינות ללא מזון שקדמה לתחילתו של שלב ההאכלה בין הערביים, אנחנו סומכים שכמופע של פעילות מזון מקדים. פעילות מקדימה ובכך הבקיע (כוכביות כחולות באיור 13) אינה מתרחשות במהלך מספר הימים הראשונים של בדיקה. המדד של "ניסויים" (ימים) לרכישת פעילות מזון מקדים היממה שלנו הוא ביום שאחרי שבו התדירות של פעילות מקדימה מראה העלייה הראשונה משמעותית מבחינה סטטיסטית.
איור 1. סכמטי של מערכת הקרנה. כל ארון מכיל8 סביבות בדיקה, כל אחד בהיקף של אמבטיה עכבר פוליפרופילן המחוברת על ידי צינור אקרילי לתיבת מבחן מאוס עם 3 מינן (H) במעקב על ידי קורות IR, שתיים מהן הופר צירפו ניזונים גלולה (P). מחשב אחד (מחשבים במעבדה) מפעיל תכנית פרוטוקול בקרה ששולטת בסביבות בשני ארונות כאלה (16 סביבות) ויומני רשומות חותם זמן של אירועי גירוי ותגובה. תכנית פרוטוקול שליטה יחידה מיישמת את כל הפרוטוקולים השונים. באיזה פרוטוקול הוא אופרטיבי ואשר עם הפרמטרים נקבע על ידי התוכן של קובץ טקסט (קובץ פרמטר), אשר קורא באופן קבוע על ידי תכנית פרוטוקול השליטה. שינוי התוכן של קובץ טקסט זה משנה את הפרוטוקול האופרטיבי. תכנית פרוטוקול הבקרה כותבת שיא האירוע כל 10 דקות לקובץ טקסט אחר. תוכנת TSsystem נתונים ניתוח, פועל על שרת מרוחק, יבולי נתונים כל 15 דקות. במרווחי זמן קבועים (בדרך כלל בכל שעות 8 או 12), הוא מבצע סטטיסטי נרחבוניתוח גרפי של הנתונים שהתקבלו עד כה ומכניס את התוצאות לקבצים באתר אחסון בענן, קלי קלות, שבו הם עשויים להיות נגישים לכולם במעבדה בכל עת מכל מקום. התוכנה לניתוח באופן אוטומטי מעבירה עכברים בודדים לפרוטוקול הבא בסדרה מסוימת של פרוטוקולים על ידי כתיבת פרמטרים חדשים לקובץ הפרמטר (קובץ פרמטר) נקרא על ידי תכנית פרוטוקול השליטה. היא עושה זאת כאשר הנתונים שמקריטריוני ההחלטה למשתמש מסוימים נפגש עכבר. LAN = רשת מקומית. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 2 א. צילום מסך של GUI TSbroswer. הדפדפן מאפשר גלישה באמצעות f נתונים ההיררכי המורכבאיל שמכיל את הנתונים הגולמיים ואת כל התוצאות הנגזרות ממנה. הפונקציות בTSsystem פועלות על נתונים בתחומים של מבנה זה ולאחסן את התוצאות בתחומים אחרים בתוך אותו המבנה. כפוף לשדות בכל הרמות, אך הנמוך ביותר הם שדות נתונים מסוף המכילים נתונים סטטיסטיים סיכום, הערות ורמות נמוכות יותר באינדקס מספרי: קרן אינדקס מספרי רמות נמוכות יותר הן: רמת נושא, רמת המושב, והערכאה הדיונית (ראה לוחות הבאים ב נתון זה). לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
2B איור. צילום מסך של הדפדפן לאחר הבחירה של נושא. בחלון השמאלי התחתון הוא f נתונים ields כפוף ישירות לנושא זה. הם מכילים סיכום הנתונים הסטטיסטיים עבור נושא זה. בחלון הפעלות הפעלות אינדקס המספרי לנושא זה ובתחומים אחרים, שבדומה לתחום המושב, יש לי שדות כפופים משלהם. יש שדה MacroInfo תת תחומים נותנים מידע על מאקרו פרוטוקול הבקרה, כולל הנתיב ולשם קובץ של קובץ הקוד לקריאה על ידי תוכנת תהליך הבקרה בתחילת פגישה. פרוטוקולי השדה תת תחומים נותנים את הפרמטרים של הפרוטוקולים השונים יש להפעיל בפגישה שנבחרה, שדות ההחלטה המכילים את הנתונים שבהחלטה לסיים את פרוטוקול מבוססת, קוד שעושה את ההחלטה הזאת, וקריטריוני ההחלטה. בחירת שדה נתונים בחלון השמאלי התחתון מציגה את הנתונים בתחום זה בחלון הימני התחתון. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
-Together.within-page = "תמיד"> 
איור 2 ג. צילום מסך לאחר הבחירה של פגישה. השדות כפופים באופן מיידי לפגישה שנבחרה מוצגים בחלון השמאלי התחתון. בין תחומים אלה אלה המכילים את הנתונים ומחוזות גלם ממנו ואלה המכילים סיכום של נתונים סטטיסטיים המופקים מהנתונים הגולמיים האלה. כאשר שדה הנתונים בחלון זה נבחר, התוכן שלה מוצגים בחלון בפינה ימנית תחתונה. בצילום מסך זה, השדה המכיל את הנתונים הגולמיים מפרוטוקול ההתאמה כבר נבחר. בחלון סוג המשפט בצד הימין של חלון ההפעלה מוצגים סוגי המשפט להפעיל במהלך הפגישה שנבחרה. "משפט" הוא כל רצף למשתמש מסוים של אירועים לא בהכרח רציפים-המגדירים מתיחות מרובות של נתונים, כי הם להיות מנותחים ללאני תוכן r. המשתמש יכול להגדיר סוגים שונים באופן שרירותי רבים של ניסויים. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 2 ד. צילום מסך של הדפדפן לאחר הבחירה של סוג משפט. הניסויים באינדקס מספרי מסוג שמוצגים בחלון הניסויים. כמו תמיד, את שדות הנתונים כפופים באופן מיידי לשדה שנבחר מוצגים בחלון השמאלי התחתון, ואם אחד מהשדות אלה נבחר, התוכן שלה מוצגים בחלון הימני התחתון. לחצו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
2E איור. צילום מסך של הדפדפן לאחר הבחירה של משפט בודד. שדות נתונים הכפופים לה מוצגים בחלון השמאלי התחתון, ואם אחד מהשדות אלה נבחר, התוכן שלה מוצגים בחלון הימני התחתון. בין השדות כלולים באופן אוטומטי בכל משפט שדות המפרטים את זמן ישיבה שבתחילת המשפט הם, זמן המפגש שבו סיים אותו, משך הזמן שלה, ומספרי השורות בקובץ נתונים הגולמיים שסבו את הדין. תחומים האחרים (כאן 'דוקר', 'NumPks', ו 'AutoLngPkRate' הם מוגדרים על ידי המשתמש. התוכן של כל השדות מחושבים מהנתונים הגולמיים מאוחסנים בשדה ברמת ההפעלה. לחצו כאן לצפייה גדולה יותרתמונה.
איור 3. צילום מסך של הפקודה הראשונית מTSbegin. TSbegin משתמש בהנחיות כדי להוביל את המשתמש בתהליך של יצירת מבנה נתונים ההיררכי שאליו את הנתונים הגולמיים ואת כל הנתונים הסטטיסטיים הסיכום ותוצאות אחרות הנגזרים מנתונים אלה ילכו. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 4. צילום מסך של עזרה לTSaddprotocol. ממשק אינטראקטיבי זה מוביל את המשתמש לאורך process של יצירת גרסה חדשה של פרוטוקול אחד ניסיוני. כדי לעשות זאת, המשתמש חייב לציין ערכים חדשים לפרמטרים של שפרוטוקול (לדוגמא, ערכים חדשים ללוחות זמני מרווח משתנים במקביל בפרוטוקול המתאים). גם המשתמש חייב לציין (או לבחור שצוין קודם לכן) קוד לקבלת ההחלטה לסיים את הפרוטוקול ולעבור לפרוטוקול הבא. גם המשתמש חייב לציין (או לבחור שצוינו קודם לכן) שדות החלטות וקריטריוני החלטה. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 5. הנחיה ראשונית מTSstartsession. TSstartsession היא ממשק אינטראקטיבי שמוביל את המשתמש לאורך התהליך של הפעלת expמפגש erimental. פגישה אחת בדרך כלל יוצאת מיום או ימים עד מספר שבועות, עם מספר פרוטוקולים שונים (משימות) שבוצעו במהלך שהפגישה אחת. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 6. חלקות חוסר איזון מצטברות עבור הכנסות (כדורים שהושגו, באדום) ולבקר במשך (בשחור) עבור 3 עכברי סוג בר ו3 heterozygotes L1. העושר היחסי של שני לוחות הזמנים השישי במקביל התהפך בנקודה שבי המדרונות פונים כלפי מטה (מסומנים בקו אדום מקווקו אנכי). מספרי תעודות זהות של עכבר על כל חלקה. האנכיים הירוק מסמן את תחילתו של שלב ההאכלה בין הערביים; האנכיים השחור לסמן את תחילתה של phas האכלת השחרדואר. ערכי Er (לטעויות) הם ההבדלים במדרון בין עלילת ההכנסה ועלילת ביקור המשך. שגיאות חוסר איזון אלה הן פעמיים השגיאה בשבריר Herrnstein. חלק ההכנסה Herrnstein הוא את החלק היחסי של סך הכנסות שהתקבלו מהופר; שבריר ביקור משך הוא את החלק היחסי של סך כל הזמן בילה בהופר (יחסית לזמן בשילוב בילה בשני המרזבים). סימן חיובי מציין "overmatching", כלומר, שבריר הזמן הוא יותר קיצוני מחלק ההכנסה; סימן שלילי מציין "undermatching", כלומר, שבריר הזמן הוא פחות קיצוני מחלק ההכנסה. לפרטים על ניסויים אלה רואים אל Gallistel et 28. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 7. מחזורים מצטברים (ביקור הופר 1, ואחריו הופר 2 ביקור, ואחריו חזרה ל1 הופר) לעומת בדיקות אצל אותו 6 העכברים כמו באיור 6. אנכיים ירוק מקווקו לסמן onsets של שלבי האכלה;. האנכיים אדום מוצק, הקיזוזים לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 8. רשומות המצטברות של מהירויות ניסוי ייזום במהלך פרוטוקול אינסטרומנטלי / הקלאסי האוויר, אותה 6 עכברים כמו באיורים 6 ו -7. הקווים האנכיים הכבדים קצרים המקווקו לסמן את משפט הרכישה בכל רשומה, שהוגדר כניסוי הראשון שבו היה significa תוספת NT במהירות ממוצעת לערך גדול יותר מהמהירות הממוצעת בקטע הראשון של הרשומה. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 9. התפלגויות מצטברות של שיהוי התחלת ניסוי, עכברים אותו כמו בדמויות קודמות. ההפצות כבר ייחתכו ב0.7, כי יש שיהוי חניכה ארוך מאוד מניסויים כאשר העכבר לא היה נוכח בתיבת הבדיקה כאשר הופר ניסוי ייזום אורו, או העכבר היה שבע. הנקודה מעל ציר ה-x שבשורה אופקית ב0.5 מצטלבת ההתפלגות המצטברת היא חביון החציון ליזום משפט.51047/51047fig9highres.jpg "target =" _blank "> לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 10. רשומות מצטברות של ההפרשים בין השיעור תוקע בהארת הופר האכלה והשיעור תוקע במהלך הפסקת intertrial הקודמת. אותו עכברים כמו בדמויות קודמות. בתחילה, השיפוע של התקליט הזה הוא 0 או שלילי, משום שהעכבר דוקר פחות במהלך תאורת הופר מאשר במרווח intertrial. המדרון הופך חיובי כאשר העכבר מתחיל לתקוע לתוך הופר המואר בציפייה ללידה הממשמשת ובאה לגלולה. תוקע ציפייה זו קלאסית התנתה כי גלולה מועברת בסוף ההשהיה משלוח הופר ספציפי אם העכבר דוקר להופלאו לא. הנקודות מוצקות לסמן את הנקודה שבה השיפוע הופך להיות חיובי, וזה המשפט שבו התגובה המותנה מופיעה לראשונה באופן אמין (משפט לרכישה). זהו צעד מאוד רועש (משתנה), כפי שבא לידי ביטוי במדגם זה. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 11. הקווים הכחולים הכבדים מעט המרופטים הם פונקציות התפלגות מצטברות אמפיריות, המראה את ההתפלגות המצטברת של שיהוי מתג לעכבר # 5024 בשלוש הגדרות שונות של חביון ההזנה בהופר הארוך (אנכיים שחור כבד ב12, 8, ו -7 שניות מעלילה עליונה לעלילה תחתונה, בהתאמה). חביון ההזנה הקצר תמיד היה 4 שניות (מקווקו כבד אנכי). העקומות האדומות דקות שלהרכיב כמעט בדיוק על הפונקציות האמפיריות הן 6-פרמטר פונקציות Weibull גאוס נכון לנתונים אלה. ההפצות האדומות הכבדות הן פונקציות צפיפות ההסתברות המתאימות לחלוקת תערובת Weibull-גאוס. (הם הנגזרים של פונקציות התפלגות המצטברות.) הפרמטרים של רכיב גאוס של הפצות תערובת אלו מוצגים במגרשים. קיצור חביון ההזנה הארוך גרם לעכבר כדי לקצר את הממוצע של שיהוי המתג שלה (μ) ולהגדיל את הדיוק שלהם (σ / μ). זה גם גרם להופעתם של כמה מתגים אימפולסיבית (הבליטה בזנב השמאלי של פונקצית צפיפות הסתברות בעלילה התחתונה). המדד של אימפולסיביות זה הוא חלק קטן מהתערובת שיוחסה לרכיב Weibull ידי הגרסה הטובה ביותר לגוף של הפצת תערובת Weibull-גאוס.target = "_blank"> לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 12. שיהוי החלף (עיגולים קטנים ופתוחים) לעבור בפתאומיות מייד לאחר שינויים בשכיחות היחסית של ניסויים קצרים וארוכים. הניסויים קצרים מסומנים בפלוסים אדומים זעירים בתחתית של העלילה, ואילו הניסויים ארוכים מסומנים בפלוסים אדומים זעירים בחלק העליון של העלילה. השינוי בצפיפות של הפסים אדומים וכתוצאה מכך בחלק תחתון ועליון לציין את השינוי בשכיחות היחסית (הסתברות) של ניסויים קצרים וארוכים. שימו לב שכאשר האדום בתחתית הופכת להיות צפוף יותר (כאשר הניסויים קצרים הפכו סביר יותר), עיגולים הקטנים (שיהוי מתג) להסיט כלפי מעלה וכשאדום בחלק העליון הופך להיות צפוף יותר (עלייה בהסתברות לזמן משפט), החוגיםהמשמרת כלפי מטה. הקווים הכחולים הם החציונים של ההפצות. קטעים מתוך איור 2 בKheifets וGallistel 23. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
איור 13. עלילת 24 שעות סריקה של אירועים התנהגותיים וסביבתיים על פני תקופה מבחן 90 יום תקע שיא נקודות שחורה;. נקודות אדומות וירוקות משלוחי גלולה שיא בשני מרזבי ההאכלה. משולשים שחורים מצביע ימין offs בית האור השיא; שחורה עזבו מצביעים משולשים פיירפוקס בית האור השיא; ציאן משולשים להקליט (unsignaled) מצביע לשמאל onsets של מרווח האכלת הערב, אשר מתרחש 1 שעות לפני הדמדומים עצמו; ציאן ימני משולשים מצביעים להקליטקיזוז של רווח ההאכלה בין הערביים (3 שעות אחרי בית האור כבוי); משולשי מגנטה ימנית מצביעים להקליט את הקיזוז; משולשי מגנטה להקליט (unsignaled) onsets של מרווחי האכלת שחר (2 שעות לפני בית האור ב) מצביע לשמאל של האכלות השחר. ציר הזמן 24 שעות חצות עד החצות קונבנציונלית שלנו, לא פעם ההפך המחזור של סביבת הבדיקה שבה חי בעכבר. Onsets פעילות האכלה מקדימה לפני האכלת הדמדומים מסומנים בכוכביות כחולות. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
השיטה שלנו מניבה מגוון רחב של תוצאות פיסיולוגיות משמעותיות, כמוני על תפקודם של מספר מנגנונים השונים של קוגניציה, למידה וזיכרון, לעכברים רבים בבת אחת, במינימום זמן, עם מינימום של עבודת אדם, וללא טיפול של הנבדקים בניסוי בימים, שבועות או חודשים של בדיקות. תכונות אלה להתאימו לתוכניות סינון גנטיות ותרופתיות. היא משתמשת שונה מינימאלי חומרת ה-off-המדף (תיבות מבחן ואמבטיות קן). הוא מייצר יותר נתונים של יותר עכברים על יותר היבטים של הכרה בסיסית בפחות זמן מאשר שיטות המשמשות כיום אחרות לבדיקת היכולות הקוגניטיביות של עכברי מניפולציות גנטית ו / או פרמקולוגית.
זה תלוי בשני סוגים של תוכנות קוד פתוח, שנכתבו בשפות זמינות באופן מסחרי, נתמכות היטב: 1) שפה שסופקה על ידי היצרן של ציוד הבדיקה (ראה חומרים) לביצוע של פרוטוקולי ניסוי וההקלטה של נתונים; 2) ארגז כלים בקוד פתוח, TSsystem, לאינטרנט, ניתוח נתונים בזמן אמת מעין, גרפים, וקבלת החלטות. ארגז הכלים שכתוב באחד בשימוש נרחב ביותר ונתמך באופן יסודי שפות ניתוח נתונים מדעיים וגרפי קניינית (ראה חומרים).
ארגז הכלים TSsystem מבטיח שביל נתונים ברור ובטוח, כי את קוד ניסוי השליטה שנשלט על פרוטוקולי הניסוי, יחד עם הנתונים הגולמיים, ואת כל התוצאות המשתמעות מהמידע הגולמי, נשמרים במבנה נתונים יחיד. יש מבנה נתונים היררכי זה שדה שמות, המתפקדים בדומה הכותרות בגיליון אלקטרוני בכך שהם מצביעים על תוכנו של השדה. בניגוד לכותרות בגיליון אלקטרוני, את שמות השדות במבנה נתונים זה הם לאינדקס. פקודות מסכמות נתונים וגרפים יכולות לגשת לנתונים בכל מקום במבנה על ידי ציון נתיב דרך הכותרות, למשל:
"Experiment.Subject (3).מושב (2). TrialTypeCS.Trial (5). NumPokes ".
פקודות בארגז הכלים המותאמים אישית, TSsystem, פועלות על נתונים בתחומים אלה ולאחסן את התוצאות בתחום או בתחומים אחר באותו המבנה. בדרך כלל את השדה או שדות שבתוצאות של פעולה מאוחסנות נוצרים על ידי פקודת TSsystem. קוד נתונים הניתוח עצמו עשוי להיות מאוחסן באותו מבנה זה. רמות המבנה השונות מכילות שדות הערות, שבו דברי הסבר באורך שרירותי ניתן לשים. המשתמש יכול להפוך את שדות הערות נוספות, להסביר ולפרש את התוכן של שדות נתונים. לפיכך, ארכיון המבנה או לשים את זה באינטרנט בחנויות באתר בפומבי נגישות כל היבט רלוונטי של הניסוי וניתוח נתונים בקובץ אחד. בעוד שהניסוי פועל, הקובץ המכיל את מבנה הנתונים הוא בתיקייה מסונכרנת ב" הענן ". הסדר זה מבטיח אחסון מחוץ לאתר והמדינה של גיבוי האמנות. זה נותן גישה להגרסה העדכנית ביותר של ניתוח נתונים וגרפיקה בכל פעם ובכל המקום יש חוקר גישה לאינטרנט.
שלבים קריטיים. השלבים הקריטיים בבניית פרוטוקול בדיקה הם:
- הכתיבה והניפוי של קוד תהליך השליטה בשפה הניתנת על ידי הספק המסחרי של מנגנון עכבר בדיקות מבוקר מחשב (ראו ציוד ואספקה). משתמש שמקלות עם הפרוטוקולים שנציג תוצאות נסקרו לעיל יכול להשתמש בקוד שסופק בחומר המשלים. קובץ קוד יחיד זה מיישם את כל פרוטוקולי בדיקה מעל תוארו או כל. הפרוטוקול האופרטיבי לנושא נתון בנקודת נתונה בבדיקה תלויה באיזה טור של ערכי פרמטרי פרוטוקול הינו בתוקף באותה העת. המשתמש קובע אילו מהפרוטוקולים הללו מנוהלים בי רצף באמצעות TSaddprotocol לפני הבדיקה מתחילה. נכלל בחומר המשלים הם דצמבר פרוטוקול ספציפיision קודים ושדות החלטה. המשתמש צריך רק לציין את קריטריוני ההחלטה. קריטריוני החלטה אלה חלים כמה נתונים שנאספו מפרוטוקול שניתן לנושא נתון. משום שהתוצאות מכל נושא הן גרפית הציגו מספר פעמים בכל תקופת 24 שעות, המשתמש יכול להתאים את הקריטריונים כלפי מעלה או כלפי מטה על בסיס עכבר על ידי עכבר לאור התוצאות שהושגו עד כה מכל עכבר.
- הכתיבה והניפוי של הקוד למחצה בזמן אמת ניתוח נתונים וגרפים תוך שימוש בספרייה של פקודות בארגז הכלים TSsystem. משתמש שמקלות עם הפרוטוקולים שנציג תוצאות נסקרו לעיל יכול להשתמש בקוד שסופק בחומרים המשלימים. יש פונקצית הניתוח ראשי אחד לכל פרוטוקול בדיקה (התאמה, אוויר אינסטרומנטלי והקלאסי, ומיתוג הופר מתוזמן). פונקציה אחרת שנייה (DailyAnalysis.m), אשר עושה ניתוחי בעיות ירי פרוטוקול עצמאי וקוראת analy הפרוטוקול ספציפיפונקציות sis כאשר השלים בעיות הירי שלה.
- המעקב היומי של גרפים המיוצרים על ידי קוד ניתוח נתונים כדי להיות בטוח כי הפרוטוקול פועל כראוי וכי כל העכברים קבלת מספיק כדורים כדי לשמור אותם במצב בריאותי טוב.
פתרון בעיות. פונקצית DailyAnalysis.m נקראת 2 פעמים או יותר בכל שעה 24 ידי פונקצית טיימר בכל פעם ניסויים אחד או יותר פועלים. בכל פעם שהוא קורא לזה, הוא טוען את הקובץ המכיל את מבנה הנתונים ההיררכי וקורא למבנה שקבצי הנתונים הגולמיים לכל נושאים הפעילים. קבצי נתונים גולמיים אלה נכתבים לכל 10 דקות על ידי תוכנת תהליך בקרה. פונקצית DailyAnalysis פועלת סדרה של בדיקות בסיסיות. היא מייצרת גרפים המאפשרים למשתמש כדי לוודא שמכשירי גלולה פועלים כשורה, שכל עכבר הוא פעיל, וכי כל עכבר השיג כמות מספקת של כדורים בתוך 24 שעות האחרונות. העדרו של דאתא מעכבר למספר שצוין משתמש כמה שעות, מספר כדורים שהושג שנופל מתחת לערך משתמש שצוין קריטי, או תוצאות מספריות המצביעות על כך מנפק גלולה אינו פועל כהלכה, התראות דוא"ל הדק.
שינויים. בגלל קוד תהליך הבקרה וקוד TSsystem הוא קוד פתוח וציין בהרחבה, משתמשים יכולים להמציא פרוטוקולים שלהם. הפרוטוקולים שלקוד מסופק בחומרים המשלימים הם רק פרוטוקולי תיאבון. הם משתמשים בגמול מזון כדי לעורר התנהגות ההיבטים הכמותיים של אשר תלוי בתפקודם של המנגנונים קוגניטיביים היעד. עם זאת, חדרי בדיקת העכבר המסחריים ניתן להזמין בתצורה המאפשרת לאוויר הפחד באמצעות הלם רגל. כך, המערכת יכולה ליישם גם קשר, רמז, ומיזוג פחד בזמן של היום עבור משתמשים יוכלו לכתוב קוד המחשב הנדרש עבור שניהם שליטה בתהליך ואנאלי נתונים בזמן אמת מעיןיסיס. קבצי הקוד הגיבו בכבדות הניתנים בחומר המשלים צריכים להקל על יצירת הקוד החדש הנדרש.
מגבלות. המנגנונים הבסיסיים של הכרה הם אלה המאפשרים לבעלי חיים כדי לאתר את עצמם במרחב ובזמן ולהעריך הסתברויות אירוע וסיכונים נלווים. מערכת הבדיקות האוטומטית באופן מלא שתוארה כאן מספקת בדיקות מקיפות של המנגנונים המאפשרים לעכברים כדי לאתר את עצמם בזמן, ולהעריך הסתברויות וסיכונים נלווים. עם זאת, הוא מספק מידע מוגבל מאוד על המנגנונים המאפשרים להם לאתר את עצמם בחלל. שני הפרוטוקול המתאים ובדיקת פרוטוקול מיתוג מתוזמן אם העכבר יכול להבחין מינן בדרך אחרת זהה על בסיס המיקום שלהם בתוך תיבת הבדיקה. עם זאת, אף אחת מבדיקות הפרוטוקולים הללו, למשל, המנגנון המאפשר לבעלי חיים להתמצא באמצעות הגיאומטריה של מרחב מוכר 26 ולא המד מרחק אלקטרוני שמודד עד כמה עכבר יש להפעיל ושמשחק תפקיד מרכזי בהסקה המחושבת 18.
. משמעות של טכניקת טכניקת הבדיקות התנהגותיות שתוארה כאן שונה מרוב הטכניקות אחרות בשימוש נפוץ בפרמקולוגיה התנהגות וגנטיקה התנהגותית בחמש דרכים חשובות:
ראשית, הוא עושה מדידות משמעותיות מבחינה פיזיולוגית. אלה הם מדידות, כגון הדיוק ודיוק של הייצוג של משך מרווח, שניתן לחזור ברמות אלקטרו והביוכימי של ניתוח עם תוצאות דומות. מדידות התנהגותיות משמעותיות מבחינה פיזיולוגית לשחק תפקיד מכריע בביסוס השערות הצמדה מאובטחת של הטופס המנגנון המולקולרי או תאי או ברמת המעגל הזה הוא המימוש הנוירוביולוגי של שמנגנון התנהגותית המניפסט. דוגמאות לכך הן המדידה התנהגותית של פונקציות רפאים רגישות והתקופות וphases של מתנדים, כגון שעון הביולוגי. דוגמאות מגוונות של מדידות התנהגותיות שאינן משמעותיים מבחינה פיזיולוגית הן כמות הזמן שעכבר יכול לתלות על rotarod, ממוצע חביון למצוא פלטפורמה שקועה במבוך מים, אחוז מסלול השחייה ברבע שבו הפלטפורמה הייתה בעבר מצא, ואת החלק היחסי של זמן שקופא עכבר בחדר בדיקה בו כבר בעבר בהלם.
שנית, הוא בנפח גבוה, הליך אוטומטי, תפוקה גבוהה. העכברים אינם מטופלים במהלך בדיקות. ניתן לבדוק עכברים רבים בו זמנית בכמות מוגבלת של שטח במעבדה, עם השקעת זמן מינימאלי, במהלך הריצה של מספר פרוטוקולים שונים נותנים מידע כמוני על מנגנונים הקוגניטיביים בסיסיים. הבדיקות התנהגותיות ביותר דורשת טיפול יומיומי של העכברים כדי למקם אותם ובלהסיר אותם ממנגנון הבדיקה. חלק מההליכים הפופולריים ביותר (במבוך המים וקונטה אוויר xtual פחד, לדוגמא) דורש טיפול העכבר מייד לפני ומייד אחרי כל צעד הוא נלקח וניקוד של רשומות וידאו זמן רב.
שלישית, התוצאות מנותחות וגרף בזמן אמת מעין, וההתקדמות ממבחן למבחן מתרחשת באופן אוטומטי עבור כל עכבר בנפרד. זה מאפשר כוונון ההליך (על ידי, למשל, שינוי קריטריוני החלטה) עכבר על ידי עכבר לאור הנתונים ל- up-השעות ביממה מכל עכבר. נתונים מבדיקות נפוצות לעתים קרובות ניתחו ארוך לאחר הבדיקה כבר לרוץ. זה דורש הפעלת עכברים באופן קולקטיבי לאותה כמות של זמן בכל הליך. זה בזבזני כי עכברים שונים לשלוט בהליכים שונים לאחר כמויות שונות לגמרי של זמן. אם זמן בדיקה הקולקטיבי נעשה קצר מדי, כמה עכברים לא להשתלט על המשימה, ואם הוא עשה מספיק זמן, כך שכמעט כל עכברים להשתלט על המשימה, כמה עכברים לרוץ הרבה יותר מהנחוץ.
אף אוזן גרון "> רביעית, את העיצוב של ארגז הכלים TSsystem מבטיחה שובל שלם, למעקב בקלות מסיכום הנתונים הסטטיסטיים שפורסמו והגרפים חזרה לנתונים הגולמיים, ללא חוסר ודאות לגבי באיזה פרוטוקול ושפרמטרים היו אופרטיביים בכל נקודת הבדיקה של כל עכבר. בדיקות הנוכחיות רבות לקבל נתונים מעט מאוד עבור כל עכבר, ובמקרה כזה, השביל הנתונים הוא קצר ואחריו בקלות. כאשר בדיקות להשיג נפח גבוה של נתונים (אלפי אירועים חותם זמן) מכל עכבר, ולאחר מכן את נתיב המידע עלול להיות ארוך, קשה מקוטעים וקשה לעקוב במשך זמן, קבצי קוד תהליך בקרה שונים במקצת נוצרים;. קבצי קוד ניתוח נתונים רבים ושונים נכתבים; קבצי הקוד השונים מייצרים קבצי תוצאות רבות ושונות על ידי הפועל על קבצי תוצאות מוקדמות שונים. זה הופך להיות קשה כדי לעקוב אחר היחסים המורכבים בין הקבצים שונים אלקטרוניים וקשה כדי לוודא שכולם נשמרים יחד. בTSsystem, את הנתונים הגולמיים וכל מה שנובע מהם מאוחסנים באותו מבנה נתונים היררכי. לכן, תוצאות שפורסמו לא יכולות להיות מופרדות מהנתונים הגולמיים הבסיסיים. קוד תהליך הבקרה עבור כל פגישה הוא לקריאה באופן אוטומטי על ידי תוכנת TSsystem ואופי בהשוואה ידי אופי לכל קוד תהליך השליטה הקודם באותו הניסוי. אם יש הבדל, את הקוד להפעלה החדשה מאוחסן במבנה יחד עם הנתונים ומספר זיהוי שגרסת תהליך הבקרה הוא נכנס באופן אוטומטי לשדה למושב כי בעכבר זה. לפיכך, בכל גרסה של קוד תהליך הבקרה מאוחסנת באופן אוטומטי באותו המבנה כמו נתונים המתקבלים מביצוע של קוד זה. עם מערכת זו, אחד היא לא בטוח לגבי שנתונים הגיעו מאיזו גרסה של פרוטוקול רב גרסאות. קבצי קוד ניתוח נתונים, שהם בדרך כלל כמה במספר, יכולים גם להיות מאוחסנים במבנה זה עם השלמת הניתוח. זה מעמיד בד בודד הכלמבנה אתא, המצביע גם על ידי מבנה ההסתעפות שלה (מה כפוף למה) ושמות שדותיה היחסים בין הסוגים שונים של מידע.חמישית, מבנה נתונים ההיררכי בליבה של TSsystem, שבו כל המידע הרלוונטי מאוחסן, יחד עם פקודות ניתוח נתונים ברמה גבוהה מאוד בשימוש כדי לחלץ סיכומים ולבנות גרפים, גורם אפשרי לשיתוף של נתונים phenotyping התנהגותיות מורכבים בין מעבדות . קובץ אלקטרוני יחיד נותן חוקרים אחרים גישה מובנת, לניצול לכל הרמות של עיבוד נתונים, ולקוד המחשב שמתעכל, מסוכם וגרף נתונים. זה הופך את הניתוח המחודש מאוחר יותר של הנתונים מעלה עשירים מגדיר אפשרי. זה גם מאפשר יצירה של מסדי נתונים גדולים שמיש ציבור התנהגותיות וקוגניטיביות phenotyping.
יישומים עתידיים. המערכת אוטומטית לחלוטין עשויה להיות שימושית בקורסי מעבדה in התנהגות בעלי חיים. זה עידוני הסוגיה בעייתית יותר ויותר של מורה למספר גדול של תלמידים בטיפול נאות של עכברים וחששות דיילת על איומים אפשריים לבריאותם מלעשות זאת. הוא מאפשר למספר גדול של תלמידים לתכנן ולבצע ניסויים עם עכברים אמיתיים בלי הטיפול בהם. לשימוש לימודי, אחד אולי כדאי לך לשים מצלמות וידאו קטנות זולות אינפרא אדום בתיבות הבדיקה, כך שתלמידים יוכלו לצפות בביצועי העכבר בפרוטוקול שהם פיתחו. הצבה של הנתונים הגולמיים במבנה נתונים היררכי אחת מאוחסנים בענן מאפשרת לתלמידים רבים ושונים כדי לנתח את אותם נתונים כמו הנתונים להיכנס
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
יש המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
יצירתה של מערכת זו נתמכה על ידי 5RO1MH77027.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| SmartCtrl Connection Panel | Med Associates | SG-716B (115) | control panel for inputs/outputs |
| SmartCtrl Interface Module | Med Associates | DIG-716B (114) | smart card for each chamber |
| Universal Cable | Med Associates | SG-210CB (115) | cable from smart card to control panel |
| Tabletop Interface Cabinet | Med Associates | SG-6080C (109) | cabinet to hold smart cards |
| Rack Mount Power Supply | Med Associates | SG-500 (112) | 28 volt power |
| Wide Mouse Test Chamber | Med Associates | ENV-307W (31) | test chamber |
| Filler Panel Package | Med Associates | ENV-307W-FP (32) | various-size panels for test chamber |
| Wide Mouse Modular Grid Floor | Med Associates | ENV-307W-GF (31) | test chamber floor grid |
| Head Entry Detector | Med Associates | ENV-303HDW (62) | head entry/pellet entry into hopper |
| Pellet Dispenser | Med Associates | ENV-203-20 (73) | feeder |
| Pellet Receptacle | Med Associates | ENV-303W (61) | hopper |
| Pellet Receptacle Light | Med Associates | ENV-303RL (62) | hopper light |
| House Light | Med Associates | ENV-315W (43) | house light |
| IR Controller | Med Associates | ENV-253B (77) | entry detector for tube between nest and test |
| Fan | Med Associates | ENV-025F28 (42) | exhaust fan for each chamber |
| Polypropylene Nest Tub | nest box | ||
| Acrylic Connection Tube | connection between nest and test areas | ||
| Steel Cabinet | cabinet to hold test chambers (78"H, 48"W, 24"D) | ||
| Windows computer | running MedPC experiment-control software | ||
| Server | running Matlab, linked to exper-control computer by LAN | ||
| Software | |||
| MedPC software | Med Associates | proprietary process-control programming language | |
| Matlab w Statistics Toolbox | Matlab | proprietary data analysis and graphing programing system | |
| TSsystem | in Supplementary Material w updates from senior author | Open-source Matlab Toolbox | |
| Note: This is the euipment needed for one cabinet, containing 8 test environments. Hardware must be replicated for each such cabinet. However one computer can control 2 cabinets (16 test environments) |
References
- Gallistel, C. R., Shizgal, P., Yeomans, J. S. A portrait of the substrate for self-stimulation. Psychol. Rev. 88, 228-273 (1981).
- Takahashi, J. S. Molecular neurobiology and genetics of circadian rhythms in mammals. Ann. Rev. Neurosci. 18, 531-553 (1995).
- Mackay, T. F. C., Stone, E. A., Ayroles, J. F. The genetics of quantitative traits: challenges and prospects. 10, 565-577 (2009).
- Weber, J. N., Peterson, B. K., Hoekstra, H. E. Discrete genetic modules are responsible for complex burrow evolution in Peromyscus mice. Nature. 493, 402-405 (2013).
- Balsam, P. D., Drew, M. R., Gallistel, C. R. Time and Associative Learning. Compar. Cogn. Behav. Rev. 5, 1-22 (2010).
- Gallistel, C. R., Gibbon, J. Psychol Rev. Psychol Rev. 107, 289-344 (2000).
- Ward, R. D., et al. Conditional Stimulus Informativeness Governs Conditioned Stimulus—Unconditioned Stimulus Associability. J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 38, 217-232 (2012).
- Gallistel, C. R., et al. Is matching innate. J. Exp. Anal. Behav. 87, 161-199 (2007).
- Herrnstein, R. J. Derivatives of matching. Psychol. Rev. 86, 486-495 (1979).
- Mark, T. A., Gallistel, C. R. Kinetics of matching. J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 20, 79-95 (1994).
- Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. The use of the Morris water maze in the study of memory and learning. Int. J. Neurosci. 48, 29-69 (1989).
- Foucaud, J., Burns, J. G., Mery, F. Use of spatial information and search strategies in a water maze analog in Drosophila melanogaster. PLoS ONE. 5, (2010).
- Logue, S. F., Paylor, R., Wehner, J. M. Hippocampal lesions cause learning deficits in inbred mice in the Morris water maze and conditioned-fear task. Behav. Neurosci. 111, 104-113 (1997).
- Upchurch, M., Wehner, J. M. Differences between inbred strains of mice in Morris water maze performance. Behav. Genet. 18, 55-68 (1988).
- Zilles, K., Wu, J., Crusio, W. E., Schwegler, H. Water maze and radial maze learning and the density of binding sites of glutamate, GABA, and serotonin receptors in the hippocampus of inbred mouse strains. Hippocampus. 10, 213-225 (2000).
- Chen, G., King, J. A., Burgess, N., O'Keefe, J. How vision and movement combine in the hippocampal place code. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 378-383 (2013).
- Gallistel, C. R. The organization of learning. , Bradford Books/MIT Press. (1990).
- Wittlinger, M., Wehner, R., Wolf, H. The desert ant odometer: a stride integrator that accounts for stride length and walking speed. J. Exp. Biol. 210, (2007).
- Challet, E., Mendoza, J., Dardente, H., Pevet, P. Neurogenetics of food anticipation. Eur. J. Neurosci. 30, 1676-1687 (2009).
- Arcediano, F., Miller, R. R. Some constraints for models of timing: A temporal coding hypothesis perspective. Learn. Mot. 33, 105-123 (2002).
- Denniston, J. C., Blaisdell, A. P., Miller, R. R. Temporal Coding in Conditioned Inhibition: Analysis of Associative Structure of Inhibition. J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 30, 190-202 (2004).
- Balci, F., Freestone, D., Gallistel, C. R. Risk assessment in man and mouse. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 2459-2463 (2009).
- Kheifets, A., Gallistel, C. R. Mice take calculated risks. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 8776-8779 (2012).
- Fetterman, J. G., Killeen, P. R. Categorical scaling of time: Implications for clock-counter models. J. Exp. Psychol. Animal Behav. Process. 21, 43-63 (1995).
- Luby, M., et al. Food anticipatory activity behavior of mice across a wide range of circadian and non-circadian intervals. PLoS One. 7, (2012).
- Lee, S. A., Vallortigara, G., Ruga, V., Sovrano, V. A. Independent effects of geometry and landmark in a spontaneous reorientation task: a study of two species of fish. Animal Cogn. 15, 861-870 (2012).
- Rodriguiz, R., Wetsel, W. C. Animal Models of Cognitive Impairment Ch. 12. Levin, E. D., Buccafusco, J. J. , CRC Press. (2006).
- Gallistel, C. R., et al. Fully Automated Cognitive Assessment of Mice Strains Heterozygous for Cell--Adhesion Genes Reveals Strain--Specific Alterations in Timing Precision. Philosoph. Trans. Royal Soc. B. , (2013).
