En helautomatisk protokoll for gnager operant betinging er foreslått. Protokollen er avhengig av presis tidsmessig kontroll av atferdsmessige hendelser for å undersøke i hvilken grad denne kontroll påvirkninger nevrale aktiviteten underliggende sensorimotorisk integrasjon og kognitiv kontroll eksperimenter.
Gnagere har tradisjonelt blitt brukt som en standard dyremodell i laboratorieeksperimenter som involverer en myriade av sensoriske, kognitive og motoriske aktiviteter. Høyere kognitive funksjoner som krever presis kontroll over motoriske responser som beslutnings-og oppmerksomhetsmodulering, men er vanligvis vurdert i ikke-menneskelige primater. Til tross for rikdommen i primat atferd som gjør at flere varianter av disse funksjonene til å bli studert, forblir gnager modellen et attraktivt og kostnadseffektivt alternativ til primate modeller. Videre evnen til fullt automat operant betinging hos gnagere legger unike fordeler over arbeidsintensiv trening av ikke-menneskelige primater mens han studerte et bredt spekter av disse komplekse funksjoner.
Her introduserer vi en protokoll for operantly condition rotter på å utføre arbeidsminneoppgaver. Under kritiske epoker av oppgaven, sikrer protokollen som dyrets overt bevegelsen er minimert ved requIRING dyret til 'Fiksér' inntil en Go cue er levert, beslektet med ikke-menneskelige primater eksperimentell design. En enkel to alternative tvunget valg oppgave er gjennomført for å demonstrere ytelsen. Vi diskuterer anvendelsen av dette paradigmet til andre oppgaver.
Studerer forholdet mellom nevrofysiologi og adferd er det endelige målet i systemer nevrovitenskap. Historisk har det vært en avveining mellom dyremodell valg og atferdsmessige repertoar 1-5. Mens enkle organismer som sjøsnegler 6 eller blekksprut 7 har blitt brukt mye til å studere egenskapene til enkelt ionekanaler, nevroner og enkle nevrale kretser, er høyere ordre arter som trengs for å studere mer komplekse funksjoner som romlig navigasjon, beslutnings 8-11 og kognitiv kontrollere 12-14. Til tross for at en standard dyremodell for human lignende oppførsel, bruk av ikke-menneskelige primater ber kostnads-og etiske betraktninger som utelukker deres bruk i en lang rekke eksperimenter i et enkelt laboratorie innstilling 15-18. Enklere dyremodeller for eksempel gnagere er generelt foretrukket 19, forutsatt at de har lignende nevrale substrater underliggende atferd av interesse.
"> Det er rikelig med bevis som tyder på at gnagere dele lignende kortikale og subkortikale strukturer som de som finnes hos primater 20-22. Gnagere er også kjent for å integrere informasjon på tvers av flere sensoriske modaliteter å veilede sine handlinger 23-25, for eksempel ved å koordinere visping og sniffing under utforskende atferd 26 eller ved å integrere auditive og visuelle / lukte hendelser 25,27.Her beskriver vi et rammeverk for operant betinging av gnagere som brukes til å teste kognitive oppgaver 28-32. I denne rammen, er fagene som kreves for å fiksere inne i en nosepoke hull og opprettholde sin snute inni hullet til presentasjonen av en go kø. Den atferds oppgave er en fem-hulls nosepoke utforming som er konvensjonelt brukt for 5-choice serie reaksjonstid aktivitetsstudier. Under forsinkelsesperioden, er en rekke instruksjon signaler present å veilede faget til å utføre en handling. Dette rammeverket kan enkelt endres for å passeen lang rekke eksperimenter der trening faget for å minimalisere dens overt bevegelse over et kort intervall som er nødvendig. Dette gjør det mulig å studere hvorvidt spiking aktivitet av individuelle nevroner påvirkes av bestemte signaler i løpet av dette intervallet. Protokollen kan redusere opplæringstid og kan redusere over-faget læring variabilitet. Et skjematisk flytdiagram av oppgaven er vist i figur 1..
Rotter har vært mye brukt i nevrovitenskapelig forskning i over et århundre. Siden Thorndike introduksjon av begrepet loven om effekt hos katter 34, har operant betinging vært standardmetoden for å teste ulike aspekter av dyrs atferd. Mange nevrovitenskap forsøk med beslutningsprosesser og motor forberedelse inkluderer en forsinkelsesperiode mellom instruksjons signaler og handlingen intervall. Det er ønskelig å minimere bevegelser under disse forsinkelsesperiodene for å redusere eventuelle confounds …
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av den ninds tilskuddet # NS054148.
5-HOLED NOSE POKE WITH 3STIM CUE LIGHT – RAT CAGE | Coulbourn | H21-06M/R | |
TEST CAGE | Coulbourn | H10-11R-TC | |
Graphic State Software | Coulbourn | ||
PROGRAMMABLE TONE/NOISE GENERATOR | Coulbourn | A12-33 | |
Dustless Precision Pellets | Bio-Serv | F0165 | |
SPEAKER MODULE | Coulbourn | H12-01R |