Summary
एक लागत लाभ विश्लेषण एक वजन पैमाने दृष्टिकोण है कि मस्तिष्क निर्णय लेने के दौरान प्रदर्शन करता है । यहां, हम एक operant पर चूहों को प्रशिक्षित करने के लिए एक प्रोटोकॉल का प्रस्ताव आधारित निर्णय प्रतिमान बनाने जहां चूहों 15 के लिए प्रतीक्षा की कीमत पर उच्च पुरस्कार चुनने के लिए उंहें प्राप्त है ।
Abstract
सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय लेने के लाभ और उनके परिणामों के सापेक्ष मूल्य के आधार पर कार्रवाई की प्रतिस्पर्धा पाठ्यक्रमों के बीच चयन करने की क्षमता है । यह प्रक्रिया सामांय मानव व्यवहार का अभिंन अंग है और इस तरह की लत, एक प्रकार का पागलपन, और अवसाद के रूप में स्नायविक और मनोरोग विकारों द्वारा बाधित किया जा करने के लिए दिखाया गया है । कुतर लंबे समय तक मानव अनुभूति के तंत्रिका जीव विज्ञान को उजागर किया गया है । इस छोर तक कई व्यवहारिक कार्य विकसित किए गए हैं; हालांकि, ज्यादातर गैर स्वचालित रहे है और श्रम गहन हैं । खुले स्रोत microcontroller के हाल के विकास के शोधकर्ताओं सक्षम है operant को स्वचालित करने के लिए संज्ञानात्मक कार्यों की एक किस्म का आकलन करने के लिए आधारित कार्य, उत्तेजना प्रस्तुति मानकीकरण, डेटा रिकॉर्डिंग में सुधार और फलस्वरूप, में सुधार अनुसंधान उत्पादन । यहां, हम एक स्वचालित देरी-आधारित सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय लेने के कार्य का वर्णन करते हैं, जो कस्टम-लिखित सॉफ़्टवेयर प्रोग्रांस द्वारा नियंत्रित एक operant T-भूलभुलैया का उपयोग करते हैं । इन निर्णय लेने के कार्य का उपयोग करना, हम एक चूहे के पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था में स्थानीय क्षेत्र संभावित गतिविधियों में परिवर्तन दिखाने whilst यह एक देरी-आधारित लागत और लाभ निर्णय लेने के काम करता है ।
Introduction
निर्णय लेने और निर्णय निर्माता के मूल्यों और वरीयताओं के आधार पर चयन पहचानने और चयन की प्रक्रिया है और चयनित कार्रवाई के परिणाम1। हालांकि निर्णय लेने के बड़े पैमाने पर विभिंन क्षेत्रों में अध्ययन किया गया है (यानी, अर्थशास्त्र, मनोविज्ञान, और तंत्रिका विज्ञान), तंत्रिका ऐसी संज्ञानात्मक क्षमताओं अंतर्निहित तंत्र अभी तक पूरी तरह से समझ नहीं कर रहे हैं । निर्णय लेने के दो उपश्रेणियां है अवधारणात्मक निर्णय लेने और सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय लेने । हालांकि वे काफी अतिव्यापी तत्वों और अवधारणाओं को शामिल करने, अवधारणात्मक निर्णय उपलब्ध संवेदी जानकारी1,2पर निर्भर करता है, जबकि सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय रिश्तेदार मूल्य के साथ सौदों बनाने कार्यों की एक विशिष्ट टाइमस्केल3से अधिक प्राप्त की । प्रबलित निर्णय लेने का एक महत्वपूर्ण पहलू लागत लाभ विश्लेषण जो सहज रूप से दिया विकल्पों में से लाभ कंप्यूटिंग और प्रत्येक वैकल्पिक1के संबद्ध लागत घटाकर द्वारा किया जाता है है ।
टी-भूलभुलैया (या संस्करण Y-भूलभुलैया) कुतर का उपयोग कर संज्ञानात्मक प्रयोगों में सबसे अधिक इस्तेमाल भूलभुलैया में से एक है । पशु शुरू बांह (टी के आधार) में रखा जाता है और लक्ष्य हाथ (पक्ष बाहों में से एक) का चयन करने की अनुमति दी । एक मजबूर अदल-बदल या बाएँ-दाएँ भेदभाव के रूप में कार्य मुख्य रूप से संदर्भ और काम स्मृति4का परीक्षण करने के लिए टी-भूलभुलैया में कुतर के साथ प्रयोग किया जाता है । टी भूलभुलैया भी व्यापक रूप से निर्णय लेने में प्रयोग किया जाता है प्रयोग5,6,7। सरलतम डिजाइन में, इनाम केवल एक लक्ष्य हाथ में रखा गया है । चुनाव पूर्वानुमान है, और पशुओं निश्चित रूप से इनाम के बजाय कुछ भी नहीं, इनाम मूल्य की परवाह करना पसंद करेंगे । एक अंय विकल्प के लिए दोनों लक्ष्य हथियार में पुरस्कार जगह है और फिर जानवरों के एक विकल्प बनाने के लिए जो पथ के कई मापदंडों के आधार पर लेने के लिए (यानी, पशु के प्राकृतिक वरीयता, पुरस्कार के मूल्य में अंतर है, और लागत का भुगतान किया जाना है) । मूल्य आधारित डिजाइन में, कार्य वजनी पैमाने पर गुण होने से अधिक जटिल है । इस तरह, एक जानवर दो विकल्पों के बीच चयन करके अलग से मूल्यवान पुरस्कार प्राप्त करता है, साथ ही साथ कार्यों की लागत के बीच [यानी, प्रतीक्षा की राशि (देरी आधारित) या प्रयास की राशि (प्रयास आधारित) पुरस्कार प्राप्त करने की जरूरतहै, निर्णय है कि5,6बनाया है करने के लिए प्रत्येक योगदान ।
पारंपरिक देरी आधारित टी भूलभुलैया निर्णय लेने में, जानवरों उच्च इनाम हाथ (एचआरए) का चयन करें और विपरीत कम इनाम हाथ (LRA) से बचने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है । एचआरए के पक्ष और LRA पूरे प्रयोग में अपरिवर्तित रहते हैं । हालांकि ऊपर वर्णित कार्य अच्छी तरह से साहित्य में प्रलेखित किया गया है, यह कई प्रक्रियात्मक खामियों से ग्रस्त है । सबसे पहले, एक निश्चित लक्ष्य हाथ होने से, पशु जानता है जो हाथ प्रत्येक परीक्षण की शुरुआत से चुनने के लिए । इस परिदृश्य में, पशु निर्णय लेने के बजाय उनकी स्मृति के आधार पर लक्ष्य आर्म का चयन कर सकते हैं । इसलिए, एक देरी आधारित निर्णय प्रतिमान बनाने में, अगर एक जानवर क्योंकि अध्ययन के हस्तक्षेप के कम इनाम चुनता है, यह स्पष्ट नहीं होगा कि यह स्मृति की हानि के कारण है या अध्ययन के हस्तक्षेप के लिए । एक स्मृति नियंत्रण समूह को स्मृति समस्या से मनाया व्यवहार अलग विचार किया जा सकता है, लेकिन यह बोझ शोधकर्ताओं और जानवरों के एक जैसे अतिरिक्त काम7की वजह से । एक दूसरी चिंता पशु द्वारा निर्णय लेने के क्षण है: एक बार जानवरों के निर्णय क्षेत्र (सभी तीन हथियारों की जंक्शन) तक पहुंचने, वे आम तौर पर छोड़ दिया और सही करने के लिए देखो, लागत और प्रत्येक हाथ के बारे में लाभ वजन, और फिर अपने निर्णय करते हैं । हालांकि, कुछ परीक्षणों के बाद, वे इस तरह के एक अभिकलन प्रदर्शन करने के लिए निर्णय क्षेत्र में पहुंचने से पहले और बस सीधे इनाम हाथ चलाने के लिए । एक परिणाम के रूप में, इन दो कमियां-एक पूर्व एक हाथ से पूर्वाग्रह और निर्णय लेने के क्षण खोजने-दोनों अत्यधिक electrophysiological और neuroimaging डेटा की व्याख्या में बाधा ।
इस पत्र में बताया विधि में, पसंदीदा शाखा (एचआरए) एक श्रवण क्यू द्वारा cued है और परीक्षण के लिए परीक्षण से भिंन हो सकते हैं । पशु परीक्षण क्षेत्र में प्रवेश करके परीक्षण शुरू (चित्रा 1) और "नाक-poking" एक अवरक्त फाटक है कि तीन हथियारों के जंक्शन पर रखा गया है द्वारा श्रवण क्यू ट्रिगर । ऑडियो सिग्नल (20 dB, ५०० और १,००० ms के बीच) लक्ष्य बांह के अंत में एक वक्ता से खेला जाता है ।
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Protocol
यहां सभी प्रक्रियाओं को मंजूरी दी और देखभाल और प्रयोगशाला पशुओं के उपयोग के लिए गाइड के अनुसार किया और Florey संस्थान पशु नैतिकता समिति या तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान केंद्र द्वारा अनुमोदित किए गए थे ।
1. आवास, हैंडलिंग, और खाद्य प्रतिबंध
- वयस्क का प्रयोग करें (सामांय रूप से 8 सप्ताह पुराने) पुरुष चूहों (किसी भी उपभेदों) और उंहें एक 12 के साथ कमरे में रख-एच प्रकाश/
- जानवरों को कार्य करने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए उनके भोजन का उपयोग प्रतिबंधित ।
नोट: यह हर एक के भोजन के सेवन का एक बेहतर नियंत्रण प्रदान करता है, के रूप में जानवरों के आवास विलक्षण रूप से सुझाव दिया है । - दिन 1-3 पर, लगभग 5 मिनट, 2x एक दिन के लिए जानवरों को संभाल ।
नोट: हैंडलिंग मानव संपर्क के साथ जानवरों परिचित और प्रयोगों भर में जानवरों में तनाव और चिंता का स्तर कम हो जाती है. - प्रत्येक सत्र से निपटने के बाद जानवरों तौलना । पहले दिन के वजन के रूप में नि: शुल्क खिला राशि का उपयोग करें और पशुओं के बारे में ८०-८५% पर अपने मुक्त खिला राशि का रखें ।
2. प्रायोगिक सेट अप
- 3 विभाजन या हथियार, 2 उत्तेजना वक्ताओं, 5 त्यागने योग्य दरवाजे, और 5 अवरक्त गति सेंसरों या अवरक्त बीम (आईआरबी) सेंसर से सुसज्जित एक टी भूलभुलैया का प्रयोग करें ।
नोट: टी भूलभुलैया मध्यम घनत्व fiberboard (MDF) या polyvinyl क्लोराइड (पीवीसी) का निर्माण किया जा सकता है । - नियंत्रण भूलभुलैया एक Arduino microcontroller द्वारा यहां का निर्माण किया ।
- कंप्यूटर में Arduino कोड की प्रतिलिपि बनाएँ ।
- सॉफ्टवेयर वेबसाइट से Arduino सॉफ्टवेयर डाउनलोड करें और इसे एक कंप्यूटर पर स्थापित करें ।
- USB पोर्ट का उपयोग कर कंप्यूटर से microcontroller कनेक्ट करें ।
- कंप्यूटर पर, सॉफ़्टवेयर चिह्न क्लिक करें, उपकरणपर जाएं, और तब पोर्टका चयन करें ।
- ड्रॉप-डाउन मेनू से, उस COM पोर्ट (संचार पोर्ट) का चयन करें जो सॉफ़्टवेयर को कंप्यूटर से जोड़ता है ।
- टूल पर जाएं और बोर्डचुनें । ड्रॉप-डाउन मेनू से, Arduino के उस प्रकार का चयन करें जो टी-भूलभुलैया को नियंत्रित करता है.
- इंटरफ़ेस विंडो के ऊपर बाईं ओर अपलोड क्लिक करें । Arduino कोड का चयन करें. प्रक्रिया के पूरा होने तक प्रतीक्षा करें ।
- क्लिक करें सीरियल मॉनिटर इंटरफ़ेस विंडो के ऊपर दाईं ओर । फिर, एक नया पॉप-आउट विंडो में, बॉड दर ११५२०० करने के लिए परिवर्तित करें ।
3. भूलभुलैया को आदी होना
- आदी होना के प्रत्येक सत्र से पहले, प्रयोग करने से पहले जानवरों को प्रयोग कक्ष में कम से 1 h तक लाएं ।
- प्रत्येक लक्ष्य हाथ में 10 चीनी छर्रों छोड़ दो और खुले दरवाजे छोड़ दें ।
नोट: इस स्तर पर, जानवरों की गतिविधियों को ट्रैक करने की कोई जरूरत नहीं है (चित्रा 1). - दिन 1-3:10 मिनट की अवधि के लिए भूलभुलैया में व्यक्तिगत रूप से जानवरों प्लेस, प्रति दिन 1x, कोई प्रतिबंध के साथ भूलभुलैया का पता लगाने के लिए ।
- दिन 4-5: भूलभुलैया में जानवरों को व्यक्तिगत रूप से रखें । प्रत्येक हाथ में 2 छर्रों छोड़ दो और उन्हें दोनों पक्षों से भोजन के नमूने के लिए अनुमति देते हैं । भूलभुलैया से पशु तुरंत दोनों पक्षों से गोली खाने के बाद या भूलभुलैया में होने के 5 मिनट के बाद निकालें ।
नोट: इस चरण और पिछले चरण के बीच मुख्य अंतर यह है कि जानवरों भूलभुलैया से तुरंत दोनों पक्षों से गोली खाने के बाद हटा दिया जाना चाहिए । यह एक परीक्षण के अंत में भूलभुलैया से हटाया जा रहा है के साथ एक जानवर परिचित होगा । - प्रत्येक सत्र के बाद, ७०% इथेनॉल के साथ भूलभुलैया फर्श साफ और सुनिश्चित करें कि इथेनॉल भूलभुलैया में अगले जानवर रखने से पहले काफूर हो गया है ।
4. भेदभाव प्रशिक्षण
-
भूलभुलैया तैयारी
- 6 दिन: प्रयोग करने से पहले जानवरों को प्रयोग कक्ष में कम से 1 h पर लाएं ।
- Arduino कार्यक्रम चलाने के लिए और 14 जिसमें से पहले 4 परीक्षणों मजबूर किया जाएगा विकल्प और बाकी चुनाव परीक्षण किया जाएगा परीक्षण संख्या निर्धारित करें ।
नोट: कार्यक्रम बेतरतीब ढंग से परीक्षण के एक समान संख्या उत्पंन करने के लिए छोड़ दिया जाएगा और टी भूलभुलैया के दाईं ओर । - प्रत्येक परीक्षण शुरू होने से पहले, लक्ष्य हाथ में 4 छर्रों जगह है जो एचआरए के रूप में cued और दूसरे हाथ में 2 छर्रों जो LRA है होना है ।
-
मजबूर-च्वाइस परीक्षण प्रशिक्षण (4 परीक्षण)
- छद्म बेतरतीब ढंग से प्रत्येक परीक्षण से पहले एक हाथ ब्लॉक इतना है कि पशु को दूसरे हाथ का चयन करने के लिए मजबूर किया जाता है ।
नोट: ब्लॉक किए गए आर्म एक उच्च इनामी आर्म या कम इनामी हाथ हो सकता है, जबकि श्रवण संकेत एचआरए के पक्ष को हाइलाइट करता है. - प्रारंभ बॉक्स (चित्र 1) में एक जानवर रखें । 5-7 एस के बाद, एक साथ शुरू गेट खोलने के लिए और Arduino के इंटरफेस विंडो में शुरू क्लिक करें.
- पशु तुरंत गोली खाने के बाद या भूलभुलैया में होने के 5 मिनट के बाद ले लीजिए ।
- 2 मिनट के लिए घर पिंजरे में पशु छोड़ दें ।
- छद्म बेतरतीब ढंग से प्रत्येक परीक्षण से पहले एक हाथ ब्लॉक इतना है कि पशु को दूसरे हाथ का चयन करने के लिए मजबूर किया जाता है ।
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च्वाइस परीक्षण प्रशिक्षण (10 परीक्षण)
- प्रत्येक परीक्षण से पहले, एआरएम में क्लोज डोर-बी जो कि सॉफ्टवेयर द्वारा चुना गया है वह एचआरए होना चाहिए । दरवाजा-एक खुला छोड़ विपरीत बांह (LRA) में ।
- प्रारंभ बॉक्स (चित्र 1) में एक जानवर रखें । 5-7 एस के बाद, एक साथ शुरू गेट खोलने के लिए और प्रारंभक्लिक करें ।
- पशु स्वतंत्र रूप से या तो हाथ का चयन करते हैं । यदि पशु एचआरए, खुले दरवाज़े-ए को चुनता है, तो पशु को कक्ष में प्रवेश करने दें, दरवाजा बंद करें-a, और खुले द्वार-B को तुरंत चयनित भोजन में अच्छी तरह से पशु पहुंच दें ।
- यदि पशु को LRA, खुले द्वार-बी को चुनता है ताकि पशु को भोजन के लिए अच्छी तरह से प्रवेश दे सके ।
- पशु निकालें के बाद यह चयनित भोजन में सभी खाना अच्छी तरह से खा लिया है और इसे 2 मिनट के लिए घर पिंजरे में छोड़ दें ।
- प्रत्येक पशु के लिए 10 विकल्प परीक्षण को पूरा करें और प्रत्येक परीक्षण में पशु की पसंद (एचआरए या LRA) रिकॉर्ड करे ।
- प्रत्येक प्रशिक्षण सत्र के बाद सभी चुनाव-परीक्षणों के लिए उच्च इनाम पसंद (एचआरसी) के प्रतिशत की गणना करें ।
- 14 ट्रेल्स के पूरा होने के बाद, व्यक्तिगत बार प्रत्येक अवरक्त संवेदक द्वारा प्राप्त Arduino इंटरफ़ेस विंडो में दिखाए जाते हैं.
5. विलंब प्रशिक्षण
- एक बार प्रत्येक जानवर भेदभाव प्रशिक्षण (चरण 4) में एचआरसी के ८०% तक पहुंच गया है, प्रत्येक जानवर के लिए प्रति दिन 10 परीक्षणों चलाकर देरी प्रशिक्षण शुरू करते हैं । इस अवस्था में डोर-बी को केवल 5 एस देरी के बाद खोला जाना है जब पशु एचआरए चुनता है ।
- यदि पशु एक 5 एस देरी के साथ एक प्रशिक्षण सत्र के अंत में ८०% की एक एचआरसी तक पहुंचता है, अगले प्रशिक्षण सत्र के लिए 10 एस के लिए देरी वृद्धि हुई है ।
- एक बार पशु 10 एस देरी के साथ ८०% की एक एचआरसी तक पहुंच गया है, अगले प्रशिक्षण सत्र के लिए 15 एस के लिए देरी वृद्धि हुई है ।
- प्रत्येक प्रशिक्षण सत्र के बाद एचआरसी की गणना करने के लिए प्रत्येक परीक्षण के लिए पशु की पसंद रिकॉर्ड करें ।
- परीक्षण के पूरा होने के बाद, व्यक्तिगत बार प्रत्येक अवरक्त संवेदक द्वारा प्राप्त Arduino इंटरफ़ेस विंडो में दिखाए जाते हैं.
नोट 1: टाइमर प्रारंभ होता है जब आप Enterक्लिक करें । ' Time_decision ' के बाद समय है नाक-प्रहार करने वाले आईआरबी-1. ' Time_left_1 ' वह समय है जब कोई पशु तोड़कर आईआरबी-1L और ' Time_left_2 ' होता है जब आईआरबी-2L टूट जाता है । यदि व्यवहार अध्ययन इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी या तंत्रिका इमेजिंग (जैसे, कैल्शियम इमेजिंग) तरीकों के साथ संयुक्त है, फिल्म रिकॉर्डिंग तंत्रिका संकेतों को पशुओं के व्यवहार का एक बेहतर तुल्यकालन के लिए सुझाव दिया है ।
6. इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी (इलेक्ट्रोड निर्माण)
- स्थानीय क्षेत्र संभावितों (LFPs) को रिकॉर्ड करने के लिए एकल या द्विध्रुवी इलेक्ट्रोड का उपयोग करें.
नोट: द्विध्रुवी इलेक्ट्रोड के उपयोग का सुझाव दिया है क्योंकि यह स्थानीय पुनः संदर्भित मात्रा के संचालन के प्रभाव को कम करने के लिए सक्षम बनाता है. इसलिए, दर्ज की गई LFP के बीच अंतर वोल्टेज है 2 इलेक्ट्रोड के साथ एक ~ २०० माइक्रोन दूरी के बीच युक्तियाँ. - एक द्विध्रुवी इलेक्ट्रोड बनाने के लिए, गोंद 2 टंगस्टन इलेक्ट्रोड एक साथ या हवा 2 स्टेनलेस स्टील के तारों एक साथ (सामान्य रूप से, एक ५० माइक्रोन व्यास के साथ पीएफए लेपित स्टेनलेस स्टील के तारों का उपयोग किया जाता है).
- इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी रिकॉर्डिंग सिस्टम के लिए एक कनेक्टर बनने के लिए एक मिनी प्लग/सॉकेट के लिए जमीनी और रिकॉर्डिंग तारों मिलाप.
7. संज्ञाहरण
- इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण करने के लिए, ketamine के एक मिश्रण का एक intraperitoneal इंजेक्शन द्वारा चूहों anesthetize (१०० मिलीग्राम/किग्रा) और xylazine (8 मिलीग्राम/किग्रा), या isoflurane व्यवस्थापन द्वारा निम्न चरणों में बताए गए के रूप में.
नोट: Isoflurane इसकी संवेदनाहारी गहराई के सुधार नियंत्रण के कारण की सिफारिश की है । - एक नियंत्रित ऑक्सीजन और संवेदनाहारी भाप प्रवाह के साथ एक संवेदनाहारी मशीन का प्रयोग करें ।
- isoflurane द्वारा पशु anesthetize करने के लिए, इसे प्रेरण कक्ष में रखें और संवेदनाहारी मशीन पर ५००-१,००० एमएल/मिनट में लगभग 4% और ऑक्सीजन की दर से isoflurane सेट करें ।
- तब तक प्रेरण जारी रखें जब तक पशु का लेकन पलटा गायब न हो जाए.
- संवेदनाहारी रखरखाव दर पर सेट करें 1-२.५% isoflurane और ३००-४०० मिलीलीटर/
- एक stereotaxic डिवाइस पर इंसुलेशन (कपास ऊन) के साथ एक गर्मी पैड प्लेस और फिर stereotaxic डिवाइस में पशु स्थिर ।
- पशु के पंजे चुटकी द्वारा संज्ञाहरण के स्तर को मापने ।
8. शल्य प्रक्रिया
- एक इलेक्ट्रिक शेविंग या कैंची की एक जोड़ी का उपयोग करना, जानवर के सिर दाढ़ी जहां चीरा किया जा रहा है ।
- हाथ धोने इथेनॉल के साथ और फिर povidone के साथ सर्जरी क्षेत्र-आयोडीन, 4% ।
- शल्य चिकित्सा के दौरान पशु के कॉर्निया की रक्षा के लिए नेत्र स्नेहक लागू करें ।
- ऊतक संदंश का प्रयोग, धीरे जानवर की आंखों और कानों के बीच त्वचा खींच । कैंची का प्रयोग, संदंश के बीच चुटकी ली है कि त्वचा को काट और periosteum को हटा दें ।
- खोपड़ी को साफ और संक्रमित करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग करें ।
- stereotaxic निर्देशांक का उपयोग करके इलेक्ट्रोड सम्मिलन बिंदु के स्थान का पता लगाएं और इसे एक स्थायी मार्कर के साथ खोपड़ी पर चिह्नित.
- एक handheld ड्रिल का उपयोग करने के लिए एक छेद बनाने के लिए इलेक्ट्रोड, एक प्रत्यारोपण एंकरिंग के लिए, और इलेक्ट्रोड रिकॉर्डिंग प्रति एक छेद ।
- संभव cortical और subcortical क्षति को कम करने के लिए एक बहुत ही धीमी दर पर इलेक्ट्रोड डालें ।
- एक छोटे से पेंच का उपयोग खोपड़ी के लिए जमीनी इलेक्ट्रोड कनेक्ट.
- दंत एक्रिलिक सीमेंट की एक पतली परत का उपयोग करके कनेक्टर प्लग/
- सुई buprenorphine (15 µ g/kg, चमड़े के नीचे) या meloxicam (1-3 मिलीग्राम/किलोग्राम, एक दर्द निवारक के रूप में) ।
- एक गर्म चटाई पर एक पिंजरे में पशु को ठीक करने के लिए छोड़ दें । यह संवेदनाहारी से बरामद किया गया है जब तक कम से कम हर 30 मिनट पशु का निरीक्षण ।
9. पद-प्रक्रिया प्रशिक्षण
- सर्जरी के बाद, एक 10 दिन की वसूली की अवधि कम करने की अनुमति दें । भोजन और पानी विज्ञापन libitum के लिए स्वतंत्र पहुँच के साथ व्यक्तिगत रूप से जानवरों के घर और एक दैनिक आधार पर उन पर नजर रखने (अधिक जानकारी के लिए Rudebeck, वाल्टन, सजल, Bannerman, और Rushworth7 देखें).
- वसूली के बाद, अपने नि: शुल्क खिला राशि के ८५% करने के लिए पशुओं के आहार सीमित शुरू करते हैं ।
- भेदभाव चरण (चरण 4) को याद करने के लिए भूलभुलैया में जानवरों को फिर से प्रशिक्षित ।
- चूहों जब तक वे एचआरसी के ८०% हासिल किया है फिर से प्रशिक्षण जारी रखें ।
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Representative Results
यहां प्रस्तुत डेटा बाएं orbitofrontal प्रांतस्था (ओएफसी) और पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था के छह पुरुष Wistar (पीएफए-लेपित स्टेनलेस स्टील) द्विध्रुवी इलेक्ट्रोड का उपयोग चूहों की (एसीसी) से दर्ज LFP है । तालिका 1 प्रत्येक प्रशिक्षण चरण के लिए व्यवहार प्राप्ति लंबाई दिखाता है । लक्ष्य स्थानों के लिए निर्देशांक एक चूहे ब्रेन एटलस9 से निर्धारित किया गया था और इस प्रकार हैं: AAC के लिए, १.२ mm पूर्वकाल के लिए bregma, ०.८ mm midline करने के लिए पार्श्व, और 2 मिमी ventral खोपड़ी के लिए; और के लिए ओएफसी, ३.५ मिमी पूर्वकाल करने के लिए bregma, २.३ mm पार्श्व करने के लिए midline, और ५.४ mm ventral खोपड़ी के लिए ।
रिकॉर्डिंग bandpass-फ़िल्टर किए गए थे (०.०१-२५० हर्ट्ज) LFPs निकालने के लिए और फिर १,००० हर्ट्ज पर नमूना. वर्णक्रमीय विश्लेषण बहु शंकु10का उपयोग कर LFPs पर प्रदर्शन किया गया था । पांच Slepian शंकुओं और तीन के एक समय बैंडविड्थ उत्पाद इष्टतम वर्णक्रमीय एकाग्रता प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया गया । समय आवृत्ति spectrograms ३०० ms कि 5 ms कदम पर डेटा पर स्थानांतरित कर दिया गया था की एक रपट खिड़की का उपयोग कर अनुमान लगाया गया । वर्णक्रमीय शक्तियों के कार्य पर निर्भर मॉडुलन के एक बेहतर अवलोकन के लिए और 1/एफ शक्ति-स्केलिंग समस्या क्षीण करना, सभी spectrograms आधारभूत थे और dBtf = 10log10 (एसtf/mSएफ) का उपयोग कर शोर में परिवर्तित, जहां एसtf समय टी और आवृत्ति एफ में स्पेक्ट्रम है और एमएसएफ एक आवृत्ति बैंड11के भीतर आधारभूत में सभी समय बिंदुओं का मतलब स्पेक्ट्रम है । वर्णक्रमीय शक्तियों आधार रेखा के लिए गणना की गई (३०० ms से पहले नाक-poking), उत्तेजना (१०० ms), पूर्व चैंबर (३०० ms चैंबर में प्रवेश करने से पहले), और चैंबर (६०० ms) समय खिड़कियां । सांख्यिकीय विश्लेषण का उपयोग एक गैर-पैरामीट्रिक परिवर्तन-आधारित t-परीक्षण किया गया था ।
के रूप में चित्रा 2aकी शीर्ष पंक्ति में दिखाया गया है, दोनों कम (4-12 हर्ट्ज) और एसीसी में उच्च (४५-८५ हर्ट्ज) आवृत्ति शक्तियों उत्तेजना के अंत करने के लिए शुरू से ही में कमी थी. समय की तुलना चैंबर में समय के साथ चैंबर के बाहर बिताया, वर्णक्रमीय विश्लेषण थरथरानवाला गतिविधियों में कोई बदलाव नहीं दिखाया (के रूप में चित्र बीके शीर्ष पंक्ति में देखा) एसीसी में ।
ओएफसी में कम आवृत्ति दोलनों भी वर्णक्रमीय शक्तियों में कमी दिखाई देता है, जबकि जानवरों आईआर गेट से संपर्क किया; हालांकि, यह पहले (-८० ms) दिखाई और एसीसी (५०-420ms) में कम आवृत्ति दोलनों की तुलना में अब तक चली । मध्य/उच्च आवृत्ति बैंड गतिविधियों (23-100 हर्ट्ज) में ओएफसी उत्तेजना शुरुआत (चित्रा 2a, नीचे पंक्ति) के बाद वृद्धि हुई है । कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन पूर्व में मनाया गया कक्ष और चैंबर समय खिड़कियों जब वे एक साथ तुलना कर रहे थे (चित्रा ए बी, नीचे पंक्ति) । ये परिणाम पिछले निष्कर्षों के साथ कतार में हैं जाना चाहिए कि ओएफसी और एसीसी दोनों मूल्य आधारित निर्णय लेने में2,12,13शामिल हैं ।
चित्रा 1: एक देरी आधारित निर्णय लेने के कार्य में एक विकल्प परीक्षण के योजनाबद्ध । भूलभुलैया के उपाय ६० cm x 10 cm x ४० cm. प्रारंभ बॉक्स एक त्यागने योग्य दरवाजे के माध्यम से शुरू बांह से जुड़ा है । दो अंय त्यागने योग्य दरवाजे दरवाजे (एक और दरवाजा-ख) प्रत्येक लक्ष्य हाथ में रखा और एक साथ वे एक चैंबर बनाने के लिए पुरस्कार के लिए जानवरों की पहुंच में देरी कर रहे हैं । दरवाजा-एक प्रवेश बिंदु से प्रत्येक हाथ और दरवाजा बी से १२.५ सेमी रखा है बस भोजन से पहले अच्छी तरह से रखा जाता है, बांह के अंत से 5 सेमी । एक उठाया धातु भोजन अच्छी तरह से, व्यास में 3 सेमी, प्रत्येक लक्ष्य हाथ के दूर के अंत में रखा गया है, भूलभुलैया तल से ऊपर 2 सेमी.
पशु शुरू बॉक्स में रखा गया है और दृष्टिकोण और नाक-प्रहार अवरक्त फाटक (आईआरबी-1) के श्रवण उत्तेजना कि (इस पैनल में, सही बांह एचआरए) ट्रिगर करने के लिए अनुमति दी है । आईआरबी-2L और आईआरबी-2R में जानवरों की पसंद का टाइमस्टैंप है । पशु सही बदल जाता है, दरवाजा-एक पशु हाथ (चैंबर) में प्रवेश करने के लिए खुला है और पशु में प्रवेश करती है के बाद तुरंत बंद कर दिया है । 15 एस के बाद, डोर-बी को इनाम में पशु पहुंच देने के लिए खोला जाता है । यदि पशु को बाएँ मुड़ने के लिए चुनता है, तो (डोर-ए बाईं ओर में खोला जाता है), दरवाजा-बी खोलने के तुरंत बाद इसे बाएँ चैम्बर में प्रवेश करता है. आईआरबी-3L और आईआरबी-3R के चैंबर में जानवरों के प्रवेश का टाइमस्टैंप है ।
चित्रा 2: अस्थायी और एसीसी और ओएफसी तंत्रिका गतिविधियों के वर्णक्रमीय गतिशीलता । (क) इस पैनल एसीसी (शीर्ष पंक्ति) और ओएफसी (नीचे पंक्ति) एक सफल उच्च इनाम भेदभाव के दौरान तंत्रिका गतिविधियों के समय आवृत्ति भूखंडों से पता चलता है । वर्णक्रमीय शक्तियों आधारभूत समय विंडो से पोस्ट-poking समय विंडो को घटा कर सामान्यीकृत कर रहे हैं । abscissa में मान 0 श्रवण उत्तेजना की शुरुआत का अर्थ है । (ख) इस पैनल के समय एसीसी (शीर्ष पंक्ति) और ओएफसी (नीचे पंक्ति) तंत्रिका गतिविधियों जब पशु चैंबर में प्रवेश की आवृत्ति भूखंडों से पता चलता है । चैंबर समय खिड़की से पूर्व चैंबर समय खिड़की से सामान्यीकृत है । abscissa में मान 0 को खोलने के समय का अर्थ है द्वार-सा. रंग बैग शोर पैमाने में वर्णक्रमीय परिवर्तन की हद तक दर्शाते हैं । काले आयतों मौका स्तर से महत्वपूर्ण विचलन का प्रदर्शन (p < ०.०५ दो पक्षीय परिवर्तन परीक्षण द्वारा) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
| आदी होना | भेदभाव प्रशिक्षण | विलंब प्रशिक्षण (5 एस) | विलंब प्रशिक्षण (10s) | विलंब प्रशिक्षण (15) | कुल | |
| चूहा 1 | 3 दिन | 15 दिन | 8 दिन | 6 दिन | 5 दिन | ३७ दिन |
| चूहा 2 | 3 दिन | 18 दिन | 9 दिन | 6 दिन | 5 दिन | ४१ दिन |
| चूहा 3 | 3 दिन | 13 दिन | 7 दिन | 5 दिन | 6 दिन | ३४ दिन |
| चूहा 4 | 3 दिन | 15 दिन | 9 दिन | 6 दिन | 6 दिन | ३९ दिन |
| चूहा 5 | 3 दिन | 17 दिन | 8 दिन | 7 दिन | 5 दिन | ४० दिन |
| चूहा ६ | 3 दिन | 16 दिन | 7 दिन | 6 दिन | 6 दिन | ३८ दिन |
तालिका 1: व्यवहार परिवर्तनशीलता और 6 चूहों के लिए सीखने का समय पाठ्यक्रम ।
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Discussion
कुतर लंबे समय से विभिंन विषयों के साथ सौदा है कि neuroscientific अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है, जैसे सीखने और स्मृति के रूप में संज्ञानात्मक क्षमताओं से2,14 और प्रबलित व्यवहार7,15,16 अंगों के मध्य नियंत्रण के लिए17,18 और neuropharmacology19,20. प्रस्तावित प्रोटोकॉल एक जटिल व्यवहार इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और neuroimaging के साथ जुड़े प्रयोगों के लिए उपयुक्त कार्य समझाया । हम चूहों के लिए देरी आधारित प्रबलित निर्देशित कार्य वर्णित है, लेकिन यह चूहों और चूहों शुष्क भूमि कार्यों पर इसी तरह प्रदर्शन के बाद से चूहों के लिए अनुकूलित किया जा सकता है.
हम उत्तेजना के रूप में नाक poking इस्तेमाल के लिए एक ऑडियो उत्तेजना ट्रिगर । हालांकि, लीवर-दबाव और अंय दृश्य या घ्राण उत्तेजनाओं के रूप में उत्तेजना रूपरेखा भी इस्तेमाल किया जा सकता है, व्यक्तिगत या समवर्ती । प्रस्तावित operant कार्य मौजूदा गैर-operant तरीकों पर लाभ और लाभों की एक संख्या है । सबसे संमोहक है, जो अंयथा, बहुत मुश्किल है जानवरों के निर्णय के पाठ्यक्रम के स्वत: सटीक टाइमस्टैंप है । विधि विशेष रूप से अच्छी तरह से इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और neuroimaging अध्ययन के लिए अनुकूल है । एक और लाभ स्थानिक स्मृति नियंत्रण समूहों की आवश्यकता होती है जो कार्य के स्थानिक घटकों को हटा रहा है । एक अत्यधिक मांग कार्य के रूप में, यह बहुत संभावना है कि सभी चूहों प्रतिमान पर अच्छा प्रदर्शन नहीं है । पशु बदलें अगर यह शुरू बांह में निष्क्रिय रहता है, अधिक से अधिक 5 मिनट के लिए निर्णय क्षेत्र में प्रवेश करने में देरी या उच्च त्रुटि दरों का उत्पादन समूह में अंय जानवरों से तुलना करें ।
किसी भी निर्णय क्षण में, लागत और किसी भी विकल्प के मूल्यों को एक साथ मूल्यांकन किया जाना माना जाता है । इसलिए, इस कार्य में या तो एचआरए या LRA का चयन करने से लागतों की एंकोडिंग में, लाभों की एंकोडिंग में, या लागत-लाभ गणना में परिवर्तन के परिणाम हो सकते हैं । प्रस्तावित विधि का एक चेतावनी एंकोडिंग प्रक्रियाओं के बीच भेदभाव करने में असमर्थ किया जा रहा है ।
वहां कदम है कि पशुओं के प्रशिक्षण और उनके electrophysiological संकेतों रिकॉर्डिंग में सफलता को अधिकतम करने के लिए लिया जा सकता है की एक संख्या हैं । सबसे पहले, प्रशिक्षण से पहले जानवरों को संभालने महत्वपूर्ण है । रिकॉर्डिंग सत्र पशु के सिर-चरण के लिए रिकॉर्डिंग तारों को जोड़ने के साथ शुरू के रूप में, उन्हें acclimate ताकि वे आप अपने सिर को पकड़ने के लिए अनुमति देने के लिए प्रयास करें । यह बहुत महत्वपूर्ण है, के रूप में अक्सर संभाला जानवरों इस प्रक्रिया के दौरान चिंतित हो जाते है और सिर मंच या रिकॉर्डिंग केबल नुकसान हो सकता है । आम तौर पर, अच्छी तरह से संभाला जानवरों कम जोर दिया, के साथ काम करने के लिए आसान कर रहे हैं, और कम चर डेटा का उत्पादन करते हैं ।
दूसरे, कुतर (यानी, फेरोमोन-युक्त मूत्र और मल, अपनी मूंछ क्षेत्र से pheromones, और तरल पदार्थ में अपने पैर पैड से स्रावित) भूलभुलैया में गंध cues की एक किस्म के पीछे छोड़ दें । इसलिए, भूलभुलैया प्रत्येक व्यक्ति का उपयोग करने के बाद और परीक्षण के परिणामों पर इन अवशिष्ट गंध अणुओं के प्रभाव को कम करने के लिए एक प्रयोग के समापन पर मिटा दिया जाना चाहिए । इथेनॉल (७०%) एक आम संक्रमित परीक्षण उपकरणों को साफ करने के लिए इस्तेमाल किया है । हालांकि, कई कीटाणुनाशक की तरह, शराब ही एक गंध है कि कुतर व्यवहार को प्रभावित कर सकते है । इसलिए, यह सुनिश्चित करें कि यह भूलभुलैया में एक जानवर रखने से पहले पूरी तरह से काफूर हो गया है ।
तीसरे, हालांकि LFPs spikes से शोर करने के लिए कम संवेदनशील हैं, ठोस connectors का उपयोग कर और एक अच्छी तरह से सुरक्षित केबल आंदोलन शोर का स्तर घट जाती है. हल्के से भूलभुलैया फर्श पर पानी छिड़काव किसी भी स्थैतिक बिजली जो जानवर के फर और फर्श की सतह के बीच घर्षण के द्वारा बनाई गई है कम हो सकती है ।
अंत में, इस लेख में वर्णित प्रोटोकॉल में देरी-आधारित प्रबलित निर्णय प्रयोगों और रिकॉर्ड electrophysiological संकेतों को डिजाइन करने में मदद कर सकते हैं, जबकि पशु कार्य कर रहा है ।
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
इस अनुसंधान RMH तंत्रिका विज्ञान फाउंडेशन, ऑस्ट्रेलिया द्वारा समर्थित किया गया था; ऑस्ट्रेलियाई ब्रेन फाउंडेशन; RACP Thyne रीड फैलोशिप, ऑस्ट्रेलिया; और संज्ञानात्मक विज्ञान और प्रौद्योगिकी परिषद, ईरान से अब्बास Haghparast को एक परियोजना अनुदान द्वारा ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| T-maze | Self made | ||
| Dustless Precision Sugar Pellets | TSE Systems Intl. Group | F0023 | 45 mg, Sucrose |
| Ketamine Hydrochloride Injection, USP | Sigma-Aldrich | 6740-87-0 | |
| Xylazine | Sigma-Aldrich | 7361-61-7 | |
| stereotaxic device | Stoelting | ||
| Isofluran | Santa Cruz Biotechnology | sc-363629Rx | |
| PFA-coated stainless-steel wires | A-M systems | ||
| acrylic cement | Vertex, MA, USA | ||
| (wooden or PVC (polyvinyl chloride)-made) | local suppliers | ||
| Mini-Fit Power Connector | Molex | 15243048 | |
| ethannol 70% | Local suppliers | ||
| buprenorphine | diamondback drugs | ||
| Arduino UNO | Arduino | https://www.arduino.cc/ | |
| Infrared emitting diode | Sharp | GL480E00000F | http://www.sharp-world.com/ |
| Chronux Toolbox | Chronux.org | ||
| Arduino codes | https://github.com/dechuans/arduino-maze |
References
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