Summary
En kost-nytte analyse er en veiing skala tilnærming som hjernen utfører i løpet av beslutningsprosesser. Her foreslår vi en protokoll for å trene rotter på en operant-baserte beslutninger paradigme der rotter velge høyere gevinster på bekostning av venter 15 s motta dem.
Abstract
Forsterkning-guidede beslutningsprosesser er muligheten til å velge mellom konkurrerende kurs av handlingen basert på den relative verdien av fordelene og deres konsekvenser. Denne prosessen er integrert i normal menneskelig atferd, og har vist seg å være forstyrret av nevrologiske og psykiske lidelser som avhengighet, schizofreni og depresjon. Red har lenge vært brukt å avdekke nevrobiologi av menneskelig kognisjon. Dette har blitt utviklet flere atferdsmessige aktiviteter; men de fleste er ikke-automatiske og arbeidskrevende. Den siste utviklingen av åpen kildekode microcontroller har aktivert forskere til å automatisere operant oppgaver for å vurdere en rekke kognitive oppgaver, standardisering stimulans presentasjonen, forbedre data innspillingen og dermed forbedre forskningspublikasjoner. Her beskriver vi en automatisert forsinkelse baserte forsterkning-guidede beslutningstaking oppgave, bruker en operant T-maze kontrollert av tilpasset skrevet programvare. Bruker oppgavene beslutningstaking, viser vi endringene i lokale feltet potensielle aktiviteter i anterior cingulate cortex av rotte mens den utfører en forsinkelse baserte kostnader og nytte beslutningstaking.
Introduction
Beslutningstaking er prosessen med å gjenkjenne og velge valg basert på verdier og preferansene til beslutningstaker og konsekvensene av den valgte handling1. Selv om beslutningsprosesser har vært grundig studert i ulike felt (dvs., økonomi, psykologi og nevrovitenskap), neural mekanismene bak slike kognitive evner ikke er ennå fullt ut forstått. To underkategorier av beslutningsprosesser er perseptuell beslutningsprosesser og forsterkning-guidede beslutningsprosesser. Selv om de innlemme betydelig overlappende elementer og konsepter, Perseptuell beslutningsprosesser er avhengig av tilgjengelig sensoriske informasjonen1,2, mens forsterkning-guidede beslutninger omhandler den relative verdien handlinger fått over en bestemt tidsskalaen3. Et viktig aspekt ved forsterket beslutningsprosesser er kost-nytte analysen utføres intuitivt av hjernen av databehandling fordelene gitt valg og trekke de tilhørende kostnadene av hver alternativ1.
T-maze (eller variant Y-labyrint) er en av de mest brukte labyrinter i kognitiv eksperimenter ved hjelp av gnagere. Dyr er plassert i starten armen (base t) og lov til å velge målet armen (en av side armene). Oppgaver som en tvungen veksling eller venstre-høyre diskriminering brukes hovedsakelig med Red i T-maze for å teste referanse og arbeider minne4. T-labyrinter er også mye brukt i beslutningsprosessen eksperimenter5,6,7. I enkleste design, er belønningen plassert i ett mål arm. Valget er forutsigbar, og dyr ville sikkert foretrekker belønning i stedet for ingenting, uavhengig av belønning verdien. Et annet alternativ er å plassere belønninger i begge mål armene og la dyr gjøre et utvalg av hvilken vei å ta avhengig av flere parametere (dvs., naturlig preferanse for dyret, forskjellen i belønning, og kostnadene skal betales). I verdi-basert design, er oppgaven mer komplisert ved veiing skala egenskaper. På denne måten får et dyr annerledes verdsatt belønninger ved å velge mellom de to alternativene og mellom kostnadene ved handlinger [dvs., mengden venter (forsinkelse-basert) eller mengden innsats (innsats-basert) for å motta belønninger] hver bidrar til valget som er gjort5,6.
I tradisjonell forsinkelse baserte T-maze beslutningsprosesser, dyr er opplært til å velge høy lønn armen (HRA) og unngå motsatt lav belønning arm (LRA). Sidene av HRA og LRA uforandret gjennom hele eksperimentet. Selv om oppgaven beskrevet ovenfor har vært godt dokumentert i litteraturen, lider den av flere fremgangsmåter for ulemper. Først ved å ha en fast mål arm, vet dyret som arm for å velge fra begynnelsen av hvert forsøk. I dette scenariet kan dyr velge mål arm basert på deres minne i stedet for beslutningstaking. Derfor i en forsinkelse baserte beslutninger paradigme kan hvis et dyr velger lav belønning på grunn av studien intervensjon, det ikke klart om dette skyldes tap av minne eller studie intervensjon. En hukommelse kontrollgruppe å skille observert virkemåten minne problemet bli vurdert, men dette byrder forskere og dyr likt på grunn av det ekstra arbeid7. En andre bekymring er øyeblikk av beslutningsprosesser av dyret: når dyr når sonen beslutning (alle tre armene krysset), de vanligvis ser til venstre og til høyre, veier kostnader og fordeler når det gjelder hver arm, og deretter gjør sine vedtak. Men etter noen forsøk, de utfører slike en beregning før ankomst til sonen beslutning og bare går direkte til belønning armen. Som et resultat, disse to ulemper-en pre bias til en arm og finne øyeblikk av beslutningsprosesser – både svært avbryte tolkning av elektrofysiologiske og neuroimaging data.
I metoden beskrevet i dette dokumentet, foretrukne armen (HRA) er cued av en auditory stikkordet og kan variere fra prøveversjon til rettssaken. Dyr starte forsøk ved å angi sonen test (figur 1) og utløse auditiv bunken av "nese-poking" en infrarød port som er plassert i krysset av de tre armene. Lydsignalet (20 dB, mellom 500 og 1000 ms) spilles fra en høyttaler på slutten av målet armen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle prosedyrer forklart her var godkjent og utført i samsvar med veiledningen og bruk av forsøksdyr og ble godkjent av Florey Institute dyr etikk eller nevrovitenskap forskning Center.
1. boliger, håndtering og maten begrensningen
- Bruk voksen (vanligvis 8 uker gamle) hannrotter (noen stammer) og holde dem i rommet med en 12-h lys/mørke syklus.
- Begrense deres mat tilgang for å oppmuntre dyrene å utføre oppgaven.
Merk: Bolig dyrene særdeles foreslås som det gir en bedre styring av hver en matinntaket. - På dager 1-3, håndtere dyr ca 5 min, 2 x en dag.
Merk: Behandling kjent dyrene med menneskelig kontakt og reduserer nivået av stress og angst i dyr gjennom eksperimenter. - Veie dyrene etter hver handling samling. Hvis du vil bruke den første dagen vekt som gratis-fôring og holde dyrene på ca 80-85% av deres gratis-fôring.
2. eksperimentelle Set-up
- Bruk en T-maze utstyrt med 3 partisjoner eller armer, 2 stimulans høyttalere, 5 uttrekkbar dører, og 5 infrarød bevegelsesdetektorer eller infrarøde strålen (IRB) sensorer.
Merk: T-maze kan konstrueres av middels tetthet fibertre (MDF) eller polyvinylklorid (PVC). - Kontrollere labyrinten konstruert her av en Arduino mikrokontroller.
- Kopier Arduino koden inn i datamaskinen.
- Laste ned programmet Arduino fra webområdet programvaren og installere den på en datamaskin.
- Koble mikrokontrolleren til datamaskinen med en USB-port.
- På datamaskinen, klikker du ikonet programvare, gå til verktøyog velg porten.
- Rullegardinmenyen, Velg COM-porten (kommunikasjonsporten) som forbinder programvaren på datamaskinen.
- Gå til verktøy og velg Boards. Fra rullegardinmenyen, Velg Arduino som styrer T-maze.
- Klikk Last opp på toppen til venstre i vinduet grensesnitt. Velg Arduino koden. Vente til prosessen er fullført.
- Klikk Serial monitor øverst høyre i vinduet grensesnitt. Så, i et nytt utstående vindu, endre overføringshastigheten til 115200.
3. habituering til labyrinten
- Før hver økt om habituering, bringe dyrene eksperiment rommet minst 1 h før eksperimentet.
- La 10 sukker pellets hver målet arm og la alle dører åpne.
Merk: På dette stadiet er det ikke nødvendig å spore dyr bevegelser (figur 1). - Dager 1-3: plasserer dyrene individuelt i labyrinten i perioder 10 min, 1 x per dag, å utforske labyrinten uten restriksjoner.
- Dager 4-5: plasserer dyrene individuelt i labyrinten. La stå 2 pellets hver arm og tillate dem å smake maten fra begge sider. Fjerne dyret fra labyrinten umiddelbart etter spise pellets fra begge sider eller etter 5 min som i labyrinten.
Merk: Den største forskjellen mellom denne scenen og stadiet er at dyr skal fjernes fra labyrinten umiddelbart etter spise pellets fra begge sider. Dette ville gjøre kjent et dyr med fjernes fra labyrinten på slutten av en rettssak. - Etter hver økt, ren labyrintens etasjer med 70% etanol og kontroller etanol har fordampet før du plasserer neste dyret i labyrinten.
4. diskriminering opplæring
-
Labyrinten forberedelse
- Dag 6: Ta dyrene i eksperimentet rommet minst 1 h før eksperimentet.
- Kjøre programmet Arduino og angir prøve 14 som de 4 første forsøkene blir tvunget valg og resten vil være valg prøvelser.
Merk: Programmet vil tilfeldig generere samme antall forsøk som skal tilordnes til venstre og høyre side av T-maze. - Før hvert forsøk begynner, plassere 4 pellets i målet armen som skal være cued HRA og 2 pellets i den andre armen som LRA.
-
Tvunget valg prøveperiode (4 forsøk)
- Pseudo-tilfeldig blokkere en arm før hvert forsøk slik at dyret er tvunget til å velge den andre armen.
Merk: Blokkerte armen kan være en høy lønn arm eller en lav belønning arm mens auditiv signalet høydepunkter siden av HRA. - Plass et dyr i boksen (figur 1). Etter 5-7 s, samtidig åpne startgrinden og klikk Start i Arduinos grenseflaten vindu.
- Samle dyret umiddelbart etter spise pellets eller etter 5 min som i labyrinten.
- La dyret i hjem buret i 2 minutter.
- Pseudo-tilfeldig blokkere en arm før hvert forsøk slik at dyret er tvunget til å velge den andre armen.
-
Valg prøveperiode (10 forsøk)
- Før hver prøve, lukke døren-B i armen som velges av programvaren skal HRA. La døren-en åpen i den andre armen (LRA).
- Plass et dyr i boksen (figur 1). Etter 5-7 s, samtidig åpne startgrinden og klikker Start.
- La dyret fritt velge enten arm. Hvis dyret velger HRA, åpne døren-A, la dyret kammer, lukke døren-A og åpne døren-B umiddelbart å gi dyr tilgang til valgte maten godt.
- Hvis dyret velger LRA, åpne døren-B for å gi dyr tilgang til maten godt.
- Fjerne dyret etter det har spist all maten i valgte maten godt og la den i hjem buret i 2 minutter.
- Fullføre 10 valg prøvelser for hvert dyr og Registrer dyrets valg (HRA eller LRA) i hvert forsøk.
- Beregne prosentandelen av høy lønn valg (HRC) for alle valg-forsøk etter hver treningsøkt.
- Etter fullføringen av 14 stier, enkelte ganger ved hver infrarød sensor vises i vinduet Arduino grensesnitt.
5. forsinkelse opplæring
- Når hvert dyr har nådd 80% av HRC i diskriminering trening (trinn 4), begynn forsinkelse treningen ved å kjøre 10 prøver per dag for hvert dyr. I denne fasen skal dør-B åpnes etter bare en 5 s forsinkelse når dyret velger HRA.
- Hvis dyret når en HRC 80% på slutten av en treningsøkt med en 5 s forsinkelse, øke forsinkelsen til 10 s neste treningsøkt.
- Når Dyret har nådd en HRC 80% med en 10 s forsinkelse, øke forsinkelsen til 15 s neste treningsøkt.
- Registrere dyrets valg for hvert forsøk å beregne HRC etter hver treningsøkt.
- Etter fullføringen av, enkelte ganger ved hver infrarød sensor vises i vinduet Arduino grensesnitt.
Merk 1: Stoppeklokken starter når du klikker Enter. 'Time_decision' er tiden etter nese-rote til IRB-1. 'Time_left_1' er tiden når et dyr bryter IRB - 1L og 'Time_left_2' er når IRB - 2L er brutt. Hvis behavioral studien er kombinert med elektrofysiologi eller nevrale imaging (f.ekskalsium imaging) metoder, film innspillingen er foreslått for en bedre synkronisering av dyr opptreden å nevrale signaler.
6. elektrofysiologi (elektrode produksjon)
- Bruk enkelt eller bipolare elektroder vil registrere lokale feltet potensial (LFPs).
Merk: Bruk av bipolar elektrodene er foreslått fordi lokale re henviser å redusere virkningen av volum gjennomføring. Derfor er den innspilte LFP differensial spenningen mellom 2 elektrodene med ~ 200 μm avstand mellom tips. - For å gjøre en bipolar elektrode, lim 2 tungsten elektroder sammen eller vind 2 rustfritt stål ledninger sammen (vanligvis PFA-belagt rustfritt stål ledninger med 50 μm diameter brukes).
- Loddetinn jording og opptak kabler til en mini plugg/socket å bli en kobling til elektrofysiologi opptak systemet.
7. anestesi
- For å implantatet elektrodene, bedøve rotter ved en intraperitoneal injeksjon av en blanding av ketamin (100 mg/kg) og xylazine (8 mg/kg) eller administrere isoflurane som beskrevet i fremgangsmåten nedenfor.
Merk: Isoflurane anbefales på grunn av forbedret kontroll av bedøvende dybden. - Bruk en anesthetic maskin med en kontrollert oksygen og bedøvende damp.
- For å bedøve dyret av isoflurane, plasserer den i induksjon kammeret og valgt isoflurane med en hastighet på rundt 4% og oksygen på 500-1000 mL/min på bedøvende maskinen.
- Fortsett innledningen til rettende refleks av dyret forsvinner.
- Angi bedøvende vedlikeholdet rate på 1-2.5% isoflurane og 300-400 mL/min oksygen på maskinen.
- Plasser en heten pute med isolasjon (bomull) på en stereotaxic enhet og deretter nakkens dyr i stereotaxic enheten.
- Måle nivået av anestesi av klemming tærne på dyret.
8. kirurgisk prosedyre
- Bruker en elektrisk barbermaskin eller et par saks, barbere at dyret der innsnitt er å bli gjort.
- Skrubbe kirurgi området med etanol og deretter med povidon-jod, 4%.
- Bruk øye smøremiddel for å beskytte dyr hornhinnen under operasjonen.
- Bruker tissue tang, trekk forsiktig huden mellom dyrets øyne og ører. Ved hjelp av saks, kuttet huden som er klemt mellom tang og fjerne periosteum.
- Bruk hydrogenperoksid å rengjøre og desinfisere skallen.
- Finne plasseringen til innsettingspunktet elektrode ved stereotaxic koordinater og merke det på skallen med en permanent penn.
- Bruke en håndholdt drill vil gjøre ett hull for jordelektroden, en for feste implantatet, og ett hull per opptak elektroden.
- Sett inn elektrodene frekvensen meget langsom å minimere mulig kortikale og subkortikal skaden.
- Koble jordelektroden til skallen med en liten skrue.
- Sikre kontakt plug/socket på plass ved hjelp av et tynt lag av dental akryl sement.
- Injisere buprenorfin (15 µg/kg, subcutaneously) eller har meloksikam (1 til 3 mg/kg, subcutaneously) som smertestillende middel.
- La dyr i et bur på en oppvarmet mat å gjenopprette. Observere dyret hver 30 min før det er gjenopprettet etter anesthetic.
9. etter prosedyren opplæring
- Etter operasjonen, la minst en 10 dagers restitusjonsperiode. Huset dyrene individuelt med fri tilgang til mat og vann annonsen libitum og overvåke dem på daglig basis (se Rudebeck, Walton, Smyth, Bannerman og Rushworth7 for mer informasjon).
- Etter utvinning, starter du begrense dyrets kosthold til 85% av deres gratis-fôring.
- Omskolere dyrene i labyrinten å huske diskriminering fasen (trinn 4).
- Fortsette omskolering musene før de har oppnådd 80% av HRC.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Dataene som presenteres her er den innspilte LFP fra venstre orbitofrontal cortex (OFC) og anterior cingulate cortex (ACC) på seks Wistar hannrotter med bipolar elektroder (av PFA-belagt stål). Tabell 1 viser atferdsmessige oppkjøpet lengden for hver trening etappe. Koordinatene for mål plasseringene var bestemt fra rotte hjernen atlas9 og er som følger: for AAC, 1.2 mm fremre bregma, 0,8 mm lateral midtlinjen og 2 mm ventrale til skallen; og for OFC, 3,5 anterior til bregma, 2,3 mm lateral midtlinjen og 5.4 mm ventrale til skallen.
Opptakene var Båndpassdesign-filtrert (0,01 - 250 Hz) å trekke LFPs og deretter samplet på 1000 Hz. Spektrale analysen ble utført på LFPs bruker flere taper10. Fem Slepian smalner og et-båndbredden produkt av tre ble brukt for å oppnå optimal spectral konsentrasjonen. Tid-frekvens spectrograms ble beregnet en skyve-vinduet på 300 ms som ble flyttet over dataene på 5 ms skritt. For en bedre observasjon av oppgave-avhengige modulering spectral krefter og attenuere 1/f makt skalering problemet, alle spectrograms var opprinnelig normalisert og konvertert til desibel med dBtf = 10log10 (Stf/mSf), hvor Stf er spekteret tid t og frekvens f og mSf er mener spekteret av tiden punkter i den opprinnelige planen i en frekvens bandet11. Spectral krefter var beregnet for grunnlinjen (300 ms før nese-poking), stimulans (100 ms), pre kammer (300 ms før kammeret) og kammer (600 ms) tidsvinduer. Den statistiske analysen ble utført ved hjelp av en ikke-parametriske permutasjon-baserte t-test.
Som vist i den øverste raden i figur 2A, var det en nedgang i både lav (4-12 Hz) og høye (45-85 Hz) frekvensen krefter i ACC fra starten til slutten av stimulans. Sammenligne tiden utenfor kammeret tid i kammeret, spektrale analysen viste ingen endringer i oscillasjon aktiviteter (som sett i toppraden i figur 2B) i det
Lavfrekvent svingninger i OFC viste også nedgang i spektral krefter mens dyrene nærmet IR-port. imidlertid dette dukket opp tidligere (-80 ms) og varte lenger enn lavfrekvente svingninger i ACC (50-420ms). Midten av/høyfrekvens band aktiviteter (23-100 Hz) i OFC økt etter stimulans utbruddet (figur 2A, nederste rad). Ingen betydelige endringer ble observert i tidsvinduer pre kammer og chamber da de ble sammenlignet sammen (figur 2B, nederste rad). Disse resultatene er i tråd med tidligere funn anta at OFC og ACC er begge involvert i verdibasert beslutningsprosesser2,12,13.
Figur 1: skjematisk valgfrihet en prøveperiode i en forsinkelse baserte beslutninger oppgave. Labyrinten måler 60 cm x 10 cm x 40 cm. Boksen er koblet til start armen gjennom en uttrekkbar dør. To andre uttrekkbar dører (døren-A og døren-B) plasseres på hver målet arm og sammen de gjør et kammer å forsinke dyrenes tilgang til belønninger. Dør-A plasseres 12,5 cm fra inngangspunkt til hver arm og døren-B er plassert like før maten godt, 5 cm fra enden av armen. Hevet metall mat godt, 3 cm i diameter, plassert på enden av hver målet arm, 2 cm over gulvet labyrint.
Dyret er plassert i boksen og kan tilnærming og nese-poke den infrarøde porten (IRB-1) for å utløse auditiv stimulus som pekepinner HRA (i dette panelet, den høyre armen). IRB - 2L og IRB-2R tidsstempelet dyrets valg. Hvis dyret viser høyre, dør-A er åpnet for å la dyr angi armen (kammer) og lukkes straks dyret kommer. Etter 15 s, dør-B åpnes for å gi dyr tilgang til belønningen. Velger dyret til venstre, (døren-A åpnes til venstre), dør-B åpnes umiddelbart etter det inn i venstre kammer. IRB - 3L og IRB-3R tidsstempelet dyrets inngangen til kammeret.
Figur 2: timelige og spectral dynamikk av ACC og OFC nevrale. (A) dette panelet viser tid-frekvens tomter ACC (øverste rad) og OFC (nederste rad) nevrale aktiviteter under en vellykket høy-belønning diskriminering. Spectral krefter er planlagt-normalisert ved å trekke etter poking tidsvinduet fra det opprinnelige vinduet. Verdien 0 i abscissa angir utbruddet av auditory stimulans. (B) dette panelet viser tid-frekvens tomter ACC (øverste rad) og OFC (nederste rad) nevrale aktiviteter når dyret kommer inn i kammeret. Tidsvinduet kammeret er normalisert av pre kammer tidsvinduet. Verdien 0 i abscissa angir tidspunktet for åpning døren-A. Farge poser viser omfanget av spectral endringene i desibel. Svart rektanglene viser betydelig avvik fra hvilket sjanse (p < 0,05 to-sidede permutasjon test). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
| Habituering | Diskriminering opplæring | Forsinkelse trening (5s) | Forsinkelse trening (10s) | Forsinkelse trening (15) | Totalt | |
| Rotte 1 | 3 dager | 15 dager | 8 dager | 6 dager | 5 dager | 37 dager |
| Rotten 2 | 3 dager | 18 dager | 9 dager | 6 dager | 5 dager | 41 dager |
| Rotte 3 | 3 dager | 13 dager | 7 dager | 5 dager | 6 dager | 34 dager |
| Rotte 4 | 3 dager | 15 dager | 9 dager | 6 dager | 6 dager | 39 dager |
| Rotte 5 | 3 dager | 17 dager | 8 dager | 7 dager | 5 dager | 40 dager |
| Rotte 6 | 3 dager | 16 dager | 7 dager | 6 dager | 6 dager | 38 dager |
Tabell 1: Atferdsmessige variasjon og tid selvfølgelig læring for 6 rotter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Red har lenge vært brukt i neuroscientific studier som omhandler forskjellige emner, fra kognitive evner som læring og hukommelse2,14 og forsterket atferd7,15,16 til en sentral kontroll av organer17,18 og neuropharmacology19,20. Den foreslåtte protokollen forklarte en komplisert opptreden oppgave egnet for eksperimenter med electrophysiology og neuroimaging. Vi har beskrevet forsinkelse baserte forsterket guidede oppgaven for rotter, men det kan være tilpasset mus siden rotter og mus utføre tilsvarende på tørt land oppgaver.
Vi brukte nese-poking som stimulans til å utløse en lyd stimulans. Men å trykke spaken og andre stimulans modaliteter som visuelle eller olfactory stimuli kan også være brukt, enkeltvis eller samtidig. Den foreslåtte operant aktiviteten har en rekke fordeler og fordelene over eksisterende ikke-operant metoder. Mest overbevisende er den automatiske presis timestamping i løpet av dyr beslutninger som ellers er svært vanskelig. Metoden er spesielt godt egnet til electrophysiology og neuroimaging studier. En annen fordel er å fjerne romlige komponentene av oppgaven som krever romlig minne kontroll grupper. Som en svært krevende oppgave er det ganske sannsynlig at ikke alle rotter prestere bra på paradigmet. Erstatte dyr hvis den forblir inaktiv i starten armen, forsinkelser inn sonen beslutning for mer enn 5 min eller produserer høyere feil priser i forhold til andre dyr i gruppen.
Når som helst beslutning antas kostnader og verdier av valg vurderes samtidig. Velge HRA eller LRA i denne oppgaven kan derfor være resultatene av endringer i kodingen av kostnader, koding av fordelene eller i kost-nytte beregning. En påminnelse om den foreslåtte metoden blir ikke diskriminerer mellom koding prosesser.
Det finnes en rekke tiltak som kan iverksettes for å maksimere suksessen dyrene og registrere sine elektrofysiologiske signaler. Først er håndtering dyrene før treningen avgjørende. Innspillingene begynner med tilkobling opptak ledningene til dyrets hodet-scene, prøv å acclimate dem slik at de tillater deg å holde hodet. Dette er svært viktig, som sjelden behandlet dyr bli engstelig under denne prosedyren og skade hodet-scenen eller opptak kabelen. Vanligvis godt håndtert dyr er mindre stresset, enklere å arbeide med, og har en tendens til å produsere mindre variabel.
Dernest etterlater gnagere en rekke odorant signaler i labyrinten (dvs., feromon inneholder urin og avføring, skiller feromoner i sin bakkenbarter region og væske fra deres fot pads). Derfor må labyrinten tørkes etter personlige bruk og ved avslutningen av et eksperiment for å minimere virkningen av disse gjenværende odorant molekyler på testresultatene. Etanol (70%) er en vanlig desinfiserende brukt til å rense testutstyr. Men som mange desinfeksjonsmidler har alkoholen i seg selv en lukt som kan påvirke gnager atferd. Derfor må du kontrollere at det har fullt fordampet før du plasserer et dyr i labyrinten.
For det tredje, selv om LFPs er mindre sensitive for støy enn toppene, solid kontakter og en godt sikret kabel reduserer bevegelsen støynivå. Lett sprøyte vann på labyrinten gulvet kan redusere eventuell statisk elektrisitet som opprettes av friksjon mellom dyrets pels og gulvflaten.
Avslutningsvis kan protokollen beskrevet i denne artikkelen hjelpe å utforme forsinkelse baserte forsterket beslutningstaking eksperimenter og registrere elektrofysiologiske signaler mens dyret utfører oppgaven.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Denne forskningen ble støttet av RMH nevrovitenskap Foundation, Australia; den australske hjernen Foundation; RACP Thyne Reid fellesskap, Australia; og av et prosjekt fra kognitiv vitenskap og teknologi råd, Iran til Abbas Haghparast.
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
- Gold, J. I., Shadlen, M. N. The neural basis of decision making. Annual Review of Neuroscience. 30, 535-574 (2007).
- Shi, Z., Müller, H. J. Multisensory perception and action: development, decision-making, and neural mechanisms. Frontiers in Integrative Neuroscience. 7, 81 (2013).
- Sutton, R. S., Barto, A. G. Reinforcement Learning: An Introduction. 1, MIT Press. Cambridge, MA. (1998).
- Khani, A., Rainer, G. Neural and neurochemical basis of reinforcement-guided decision making. Journal of Neurophysiology. 116, 724-741 (2016).
- Fatahi, Z., Haghparast, A., Khani, A., Kermani, M. Functional connectivity between anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex during value-based decision making. Neurobiology of Learning and Memory. 147, 74-78 (2018).
- Khani, A., et al. Activation of cannabinoid system in anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex modulates cost-benefit decision making. Psychopharmacology. 232, 2097-2112 (2015).
- Rudebeck, P. H., Walton, M. E., Smyth, A. N., Bannerman, D. M., Rushworth, M. F. Separate neural pathways process different decision costs. Nature Neuroscience. 9, 1161-1168 (2006).
- Gage, G. J., et al. Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals. Journal of Visualized Experiments. (60), e3565 (2012).
- Paxinos, G., Watson, C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , Academic Press. San Diego, CA. (1998).
- Bokil, H., Andrews, P., Kulkarni, J. E., Mehta, S., Mitra, P. P. Chronux: a platform for analyzing neural signals. Journal of Neuroscience Methods. 192, 146-151 (2010).
- Cohen, M. X. Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice. , MIT Press. Cambridge, MA. (2014).
- Luk, C. -H., Wallis, J. D. Choice coding in frontal cortex during stimulus-guided or action-guided decision-making. Journal of Neuroscience. 33, 1864-1871 (2013).
- Rudebeck, P. H., et al. Frontal cortex subregions play distinct roles in choices between actions and stimuli. Journal of Neuroscience. 28, 13775-13785 (2008).
- Goshadrou, F., Kermani, M., Ronaghi, A., Sajjadi, S. The effect of ghrelin on MK-801 induced memory impairment in rats. Peptides. 44, 60-65 (2013).
- Haghparast, A., et al. Intrahippocampal administration of D2 but not D1 dopamine receptor antagonist suppresses the expression of conditioned place preference induced by morphine in the ventral tegmental area. Neuroscience Letters. 541, 138-143 (2013).
- Esmaeili, M. -H., Kermani, M., Parvishan, A., Haghparast, A. Role of D1/D2 dopamine receptors in the CA1 region of the rat hippocampus in the rewarding effects of morphine administered into the ventral tegmental area. Behavioural Brain Research. 231, 111-115 (2012).
- Chaleek, N., Kermani, M., Eliassi, A., Haghparast, A. Effects of orexin and glucose microinjected into the hypothalamic paraventricular nucleus on gastric acid secretion in conscious rats. Neurogastroenterology & Motility. 24, e94-e102 (2012).
- Kermani, M., Eliassi, A. Gastric acid secretion induced by paraventricular nucleus microinjection of orexin A is mediated through activation of neuropeptide Yergic system. Neuroscience. 226, 81-88 (2012).
- Kermani, M., Azizi, P., Haghparast, A. The role of nitric oxide in the effects of cumin (Cuminum Cyminum L.) fruit essential oil on the acquisition of morphine-induced conditioned place preference in adult male mice. Chinese Journal of Integrative Medicine. , 1-6 (2012).
- Ahmadi, A., et al. Synthesis and antinociceptive behaviors of new methyl and hydroxyl derivatives of phencyclidine. Current Medicinal Chemistry. 19, 763-769 (2012).
