Summary
En kostnads-nyttoanalys är en våg strategi som hjärnan utför under loppet av beslutsfattande. Här föreslår vi ett protokoll att träna råttor på ett operant-baserat beslutsfattande paradigm där råttor väljer högre belöningar på bekostnad av väntar 15 s ta emot dem.
Abstract
Förstärkning-guidad beslutsfattande är möjligheten att välja mellan konkurrerande handlingsalternativ utifrån det relativa värdet av förmånerna och deras konsekvenser. Denna process är viktig för att den normalt mänskligt beteenden och har visat sig störas av neurologiska och psykiatriska störningar, såsom missbruk, schizofreni och depression. Gnagare har länge använts för att avslöja neurobiologin av människans uppfattningsförmåga. I detta syfte har flera behavioral uppgifter utvecklats; men de flesta är icke-automatiserad och arbetsintensiva. Den senaste utvecklingen av öppen källkod mikrokontroller har gjort det möjligt för forskare att automatisera operant-baserade uppgifter för att bedöma en mängd kognitiva uppgifter, standardisera stimulans presentationen, förbättra dataregistrering och följaktligen förbättra forskning utdata. Här beskriver vi en automatisk försening-baserade förstärkning-guidad beslutsfattande uppgift, med en operant T-maze kontrolleras av custom skrivna program. Använder dessa beslutande uppgifter, visar vi ändringarna i de lokala potentiella fältverksamhet i anterior cingulate cortex av en råtta medan den utför en försening-baserade kostnads-och beslutsfattande uppgift.
Introduction
Beslutsfattande är processen att erkänna och välja valen baserat på värden och inställningar av beslutsfattaren och konsekvenserna av den valda åtgärd1. Även om beslutsfattande har studerats i olika fält (dvs, ekonomi, psykologi och neurovetenskap), neurala mekanismerna bakom sådana kognitiva förmågor inte är ännu helt förstått. Två underkategorier av beslutsfattande är perceptuella beslutsfattande och förstärkning-guidad beslutsfattande. Även om de innehåller betydande överlappande element och begrepp, perceptuella beslutsfattande är beroende av de tillgängliga sensoriska information1,2, medan förstärkning-guidad beslutsfattande behandlar det relativa värdet åtgärder som vunnits under en specifik tidsram3. En viktig aspekt av förstärkt beslutsfattande är den kostnadsnyttoanalys som utförs intuitivt av hjärnan genom computing fördelarna med de givna val och subtrahera kostnaderna för varje alternativ1.
T-maze (eller varianten Y-labyrint) är en av de vanligaste labyrinterna i kognitiv experiment med gnagare. Djur placeras i start-armen (basen av T) och välja målet armen (en sida armar). Uppgifter såsom en påtvingad alternationen eller vänster höger diskriminering används främst med gnagare i T-maze för att testa referens och fungerande minne4. T-labyrinter används också allmänt i beslutsfattandet experiment5,6,7. I den enklaste utformningen, är belöningen placerad i bara ett mål arm. Valet är förutsägbar, och djur skulle verkligen föredra belöningen i stället för ingenting, oavsett belöning värde. Ett annat alternativ är att placera belöningar i båda mål armarna och sedan låta djuren gör ett val av vilken väg att ta beroende på flera parametrar (dvs, naturliga preferensen av djuret, skillnaden i värdet av belöningar, och kostnaderna ska betalas). I värdebaserad design, är uppgiften mer komplicerat genom att ha våg boenden. På detta sätt får ett djur annorlunda värderas belöningar genom att välja mellan de två alternativen, liksom mellan kostnaderna för åtgärderna [dvs, mängden väntar (dröjsmål-baserat) eller mängden ansträngning (ansträngning-baserade) behövs för att få belöningar], varje bidrar till det beslut som görs5,6.
I traditionella dröjsmål-baserade T-maze på beslutsfattande, djur är utbildade att välja hög belöning armen (HRA) och undvika motsatsen låg belöning arm (LRA). Sidorna av HRA och LRA oförändrade under hela försöket. Även om den uppgift som beskrivs ovan är väl dokumenterade i litteraturen, lider det flera processuella nackdelar. För det första genom att ha en fast mål arm, vet djuret som arm för att välja från början av varje prövning. I det här fallet kan djur Välj mål armen baserat på deras minne i stället för beslutsfattande. Därför i en försening-baserat beslutsfattande paradigm blir om ett djur väljer låga belöningen på grund av studie ingripande, det inte klar om detta är på grund av en förlust av minne eller till studie ingripande. En minne kontrollgrupp att segregera observerade beteendet från minnesproblemet kan övervägas, men detta bördor forskare och djur både på grund av det ytterligare arbete7. En andra bekymmer är tidpunkten för beslutsfattande av djur: när djur når zonen beslut (korsningen av alla tre armar), de brukar titta till vänster och till höger, väga kostnader och fördelar avseende varje arm och sedan fatta sitt beslut. Men efter några försök, de utföra sådan en beräkning innan anländer till zonen beslut och bara köra direkt till belöning armen. Som ett resultat av dessa två nackdelar — en pre bias till en arm och att hitta tidpunkten för beslutsfattande — båda mycket avbryta tolkningen av elektrofysiologiska och neuroimaging data.
I metoden förklaras i denna uppsats, rekommenderad armen (HRA) är cued av en auditiv cue och kan variera från rättegång till rättegång. Djur initiera prövningar genom att ange zonen test (figur 1) och utlöser den auditiva cue av ”näsa-peta” en infraröd port som har placerats vid korsningen av tre armar. Ljudsignalen (20 dB, mellan 500 och 1000 ms) spelas från en högtalare i slutet av målet armen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla förfaranden förklarade här var godkänts och genomförts i enlighet med guiden för skötsel och användning av försöksdjur och godkändes av Florey Institute djur etikkommittén eller Neuroscience Research Center.
1. bostäder, hantering och mat begränsning
- Använd vuxen (normalt 8 veckor gamla) hanråttor (några stammar) och hålla dem i rummet med en 12-h ljus/mörk cykel.
- Begränsa deras mat tillgång för att uppmuntra djuren att utföra uppgiften.
Obs: Bostäder djuren singularly föreslås, eftersom det ger en bättre kontroll av varje matintag. - På dagarna 1-3, klarar djuren för ca 5 min, 2 x per dag.
Obs: Hantering bekantar djuren med mänsklig kontakt och minskar nivån av stress och ångest i djuren under experimenten. - Väga djuren efter varje hantering session. Använd den första dagens vikt som fri-utfodring beloppet och hålla djuren på ungefär 80-85% av sin fri-utfodring belopp.
2. experimentella Set-up
- Använd en T-maze utrustad med 3 partitioner eller vapen, 2 stimulans högtalare, 5 infällbara dörrar, och 5 infraröda rörelsedetektorer eller infraröd stråle (IRB) sensorer.
Obs: T-maze kan konstrueras av mellanstorlek träfiberskiva (MDF) eller polyvinylklorid (PVC). - Styra labyrinten konstruerade här av en Arduino mikrokontroller.
- Kopiera den Arduino koden till datorn.
- Ladda ner Arduino mjukvaran från webbplatsen programvara och installera det på en dator.
- Anslut mikrokontroller till datorn med en USB-port.
- På datorn, klicka på ikonen för programvaran, gå till verktygoch välj sedan Port.
- Från den nedrullningsbara menyn, Välj den COM-port (kommunikationsport) som ansluter programvaran till datorn.
- Gå till verktyg och välj styrelser. Från den nedrullningsbara menyn, Välj typ av Arduino som styr T-maze.
- Klicka på Ladda upp längst upp till vänster i fönstret gränssnitt. Välj koden för Arduino. Vänta tills processen är klar.
- Klicka på Serial monitor överst höger i fönstret gränssnitt. Sedan, i en ny popup-fönstret Ändra överföringshastigheten till 115200.
3. tillvänjning till labyrinten
- Före varje session av tillvänjning, ta djuren till experiment rummet minst 1 h före försöket.
- Lämna 10 socker pellets vid varje mål arm och lämna alla dörrar öppna.
Obs: I nuläget finns det inget behov av att spåra djurens rörelser (figur 1). - 1-3 dagar: placera djuren individuellt i labyrinten för perioder på 10 min, 1 x per dag, att utforska labyrinten utan begränsningar.
- Dag 4-5: placera djuren individuellt i labyrinten. Lämna 2 pellets i varje arm och tillåta dem att prova maten från båda sidor. Ta bort djuret från labyrinten omedelbart efter äta pellets från båda sidor eller efter 5 min av att vara i labyrinten.
Obs: Den största skillnaden mellan denna etapp och den tidigare är att djur behöver tas bort från labyrinten omedelbart efter att ha ätit pellets från båda sidor. Detta skulle bekanta ett djur med tas bort från en labyrint i slutet av en rättegång. - Efter varje session, rengör labyrintens golv med 70% etanol och kontrollera etanolen har avdunstat innan du lägger nästa djuret i labyrinten.
4. diskriminering utbildning
-
Maze förberedelse
- Dag 6: Ta djuren till experiment rummet minst 1 h före försöket.
- Kör programmet Arduino och anger antalet prov 14 varav de 4 första prövningarna blir Tvingad-val och resten kommer att val prövningar.
Obs: Programmet kommer att slumpmässigt generera ett lika stort antal prövningar ska tilldelas till vänster och höger sida av T-maze. - Innan varje rättegång inleds, placera 4 pellets i den mål-arm som är att vara cued HRA och 2 pellets i den andra armen som är LRA.
-
Tvingad-val rättegång utbildning (4 studier)
- Blockera pseudo slumpmässigt ena armen innan varje rättegång så att djuret tvingas välja andra armen.
Obs: Blockerade armen kan vara en hög belöning arm eller en låg belöning arm medan auditiv signalen framhäver sidan av HRA. - Placera ett djur i startrutan (figur 1). Efter 5-7 s, samtidigt öppna startgrinden och klicka på Starta i Arduinos gränssnitt fönster.
- Samla in djuret omedelbart efter äta pellets eller efter 5 min av att vara i labyrinten.
- Lämna djuret i buren i 2 min.
- Blockera pseudo slumpmässigt ena armen innan varje rättegång så att djuret tvingas välja andra armen.
-
Choice rättegång utbildning (10 försök)
- Före varje rättegång, Stäng dörren-B i den arm som väljs av programvaran att vara HRA. Lämna dörren-en öppen i motsatt arm (LRA).
- Placera ett djur i startrutan (figur 1). Efter 5-7 s, samtidigt öppna startgrinden och klicka på Starta.
- Låt djuret fritt välja antingen arm. Om djuret väljer HRA, öppna dörren-A, låt djuret ange kammare, Stäng dörren-A och öppna dörren-B omedelbart för att ge djur tillgång till valda maten väl.
- Om djuret väljer LRA, öppna dörren-B för att ge djur tillgång till maten väl.
- Ta bort djuret när det har ätit all mat i den valda mat väl och lämna den i buren i 2 min.
- Slutför 10 val prövningar för varje djur och registrera djurets val (HRA eller LRA) i varje studie.
- Beräkna procentandelen av hög belöning val (HRC) för alla val-prövningar efter varje träningspass.
- Efter avslutat 14 spår, de individuella tiderna erhålls genom varje infraröd sensor visas i fönstret Arduino gränssnitt.
5. dröjsmål utbildning
- När varje djur har nått 80% av HRC i diskriminering utbildning (steg 4), börja försening utbildningen genom att köra 10 försök per dag för varje djur. I detta skede är dörren-B öppnas efter bara en 5 s fördröjning när djuret väljer HRA.
- Om djuret når en HRC 80% i slutet av ett träningspass med 5 s fördröjning, öka tiden till 10 s för nästa träningspass.
- När djuret har nått en HRC 80% med 10 s fördröjning, öka tiden till 15 s för nästa träningspass.
- Spela in djurets val för varje försök att beräkna HRC efter varje träningspass.
- Efter slutförandet av prövningar, de individuella tiderna erhålls genom varje infraröd sensor visas i fönstret Arduino gränssnitt.
Anmärkning 1: Timern startar när du klickar på Enter. Den 'Time_decision' är tid efter den näsa-säcken till IRB-1. 'Time_left_1' är när ett djur bryter IRB - 1L och 'Time_left_2' är när IRB - 2L är bruten. Om beteendemässiga studien kombineras med elektrofysiologi eller neurala imaging (t.ex.kalcium imaging) metoder, filminspelning föreslås för en bättre synkronisering av djurets beteende till neurala signaler.
6. elektrofysiologi (elektrod Fabrication)
- Använda enkel eller bipolära elektroder för att registrera de lokala fält potentialerna (LFPs).
Obs: Användningen av bipolära elektroder föreslås eftersom det gör att lokala åter referera till att minska effekterna av volym överledning. Därför är den inspelade LFP differentiell spänning mellan 2 elektroder med ett ~ 200 μm avstånd mellan tips. - För att göra en bipolär elektrod, limma 2 volframelektroder ihop eller vind 2 rostfria trådar tillsammans (normalt, PFA-coated rostfritt stål sladdar med en diameter av 50 μm används).
- Löda grundstötningen och inspelning sladdar till en mini plug/uttag att bli en koppling till den elektrofysiologi inspelning system.
7. anestesi
- För att implantat elektroderna, söva råttorna genom en intraperitoneal injektion av en blandning av ketamin (100 mg/kg) och xylazin (8 mg/kg) eller genom administrering av isofluran som beskrivs i följande steg.
Obs: Isofluran rekommenderas på grund av förbättrad kontroll av dess bedövningsmedel djup. - Använd en narkos maskin med en kontrollerad syre och bedövningsmedel vapor flöde.
- För att söva djuret av isofluran, placera den i induktion kammaren och isofluran i en takt av cirka 4% och syre på 500-1000 mL/min på narkos maskinen.
- Fortsätt induktion tills den rätande reflexen av djuret försvinner.
- Ange bedövningsmedel underhåll på 1-2,5% isofluran och 300-400 mL/min syre på maskinen.
- Placera en värme-pad med isolering (bomull) på en stereotaxic enhet och sedan immobilisera djur i stereotaxic enheten.
- Mäta graden av anestesi genom att nypa tårna av djuret.
8. kirurgiska ingrepp
- Använda en rakapparat eller ett par sax, raka djurets huvud där snittet är att göras.
- Skrubba området kirurgi med etanol och sedan med povidon – jod, 4%.
- Tillämpa öga smörjmedel för att skydda djurens hornhinnan under operationen.
- Använda vävnad tång, dra försiktigt huden mellan djurets ögon och öron. Sax, skära huden som kläms mellan Tången och ta bort periostet.
- Använda väteperoxid för att rengöra och desinficera skallen.
- Hitta platsen för elektrod insättningspunkten genom att använda stereotaxic koordinater och markera den på skallen med en permanent spritpenna.
- Använda en handhållen borrmaskin för att göra ett hål för jordning elektroden, en för att förankra implantatet och ett hål per inspelning elektrod.
- Sätt elektroderna i mycket långsam takt och minimera eventuella kortikala och subkortikala skador.
- Anslut jordning elektroden till skallen med en liten skruv.
- Säkra den plug/kontakten på plats med hjälp av ett tunt lager av dental akryl cement.
- Injicera buprenorfin (15 µg/kg subkutant) eller meloxikam (1-3 mg/kg subkutant) som ett smärtstillande medel.
- Lämna djuret i en bur på en uppvärmd matta för att återställa. Iaktta djuret minst var 30 min tills den har återhämtat sig från bedövningsmedlet.
9. efter ingreppet utbildning
- Efter operationen, att minst en 10-dagars återhämtningsperiod. Hus djuren individuellt med fri tillgång till mat och vatten ad libitum och övervaka dem på daglig basis (se Rudebeck, Walton, Smyth, Bannerman och Rushworth7 för mer information).
- Efter återhämtningen, börja begränsa djurets kost till 85% av sin fri-utfodring belopp.
- Omskola djuren i labyrinten för att påminna om den diskriminering fasen (steg 4).
- Fortsätt omskolning möss tills de har uppnått 80% av HRC.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De data som presenteras här är de inspelade LFP från vänster orbitofrontal cortex (OFC) och främre cingulum cortex (ACC) av sex manliga Wistar råttor med bipolära elektroder (av PFA-coated rostfritt stål). Tabell 1 visar beteendemässiga förvärv längd för varje utbildning. Koordinaterna för de mål platserna bestämdes från en råtta brain atlas9 och är följande: för AAC, 1,2 mm anterior bregma, 0,8 mm i sidled till mittlinjen och 2 mm ventrala till skallen; och för OFC, 3,5 mm anterior bregma, 2,3 mm i sidled med mittlinjen och 5.4 mm ventrala till skallen.
Inspelningarna var bandpass-filtrerad (0,01 - 250 Hz) att extrahera LFPs och sedan provtas vid 1000 Hz. Den spektrala analysen utfördes på LFPs med flera Kona10. Fem Slepian vaxljus och en tid-bandbredd produkt tre användes för att uppnå den optimala spektrala koncentrationen. Tid-frekvens spektrogram uppskattades med hjälp av ett rörligt-fönster 300 MS som skiftades över data på 5 ms steg. För en bättre observation av uppgift-beroende moduleringen spektrala befogenheter och att dämpa 1/f power-skalning problemet, alla spektrogram var baslinjen normaliserats och omvandlas till decibel med dBtf = 10log10 (Stf/mSf), där Stf är spectrumen vid tiden t och frekvens f och mSf är medelvärdet spectrumen av alla tidpunkter i baslinjen inom en frekvens band11. De spektrala befogenheterna beräknades för baslinje (300 ms innan näsan-PETA), stimulans (100 ms), pre-kammare (300 ms innan kammaren) och kammare (600 ms) tidsfönster. Den statistiska analysen utfördes med hjälp av en icke-parametrisk permutation-baserade t-test.
Som visas i den översta raden i figur 2A, fanns det en minskning av både låga (4-12 Hz) och höga (45-85 Hz) frekvens befogenheter i ACC från början till slutet av stimulans. Jämföra den tid utanför kammaren med tiden i kammaren, den spektrala analysen visade inga förändringar i de oscillerande aktiviteterna (som sett i den översta raden i figur 2B) i ACC.
Lågfrekventa svängningar i OFC visade också minskningar i de spektrala befogenheterna medan djuren närmade sig den IR-porten. Detta verkade tidigare (-80 ms) och varade längre jämfört med lågfrekventa svängningar i ACC (50-420ms). Mid/high-frekvensbandet verksamhet (23-100 Hz) i OFC ökade efter stimulans uppkomsten (figur 2A, nedersta raden). Inga signifikanta förändringar observerades i Fönstren pre-kammare och kammare tid när de var jämfört med grupp (figur 2B, nedersta raden). Dessa resultat är i linje med tidigare fynd anta att OFC och ACC är båda inblandade i värdebaserad beslutsfattande2,12,13.
Figur 1: Schematisk av en rättegång i en försening-baserat beslutsfattande uppgift val. Labyrinten mäter 60 x 10 cm x 40 cm. Rutan är ansluten till start armen genom en infällbar dörr. Två andra infällbara dörrar (dörr-A och dörr-B) placeras på varje mål arm och tillsammans gör de en kammare att fördröja djurens tillgång till belöningar. Dörr-A placeras 12,5 cm från startpunkten till varje arm och dörr-B är placerad strax före maten väl, 5 cm från slutet av armen. En upphöjd metall mat väl, 3 cm i diameter, är placerad vid den bortre änden av varje mål arm, 2 cm ovanför golvet labyrint.
Djuret är placerat i startrutan och tillåts närma och näsa-poke den infraröda porten (IRB-1) för att utlösa den auditiva stimulus som ledtrådar HRA (i denna panel, höger arm). IRB - 2L och IRB-2R tidsstämpeln djurets val. Om djuret visar rätt, dörr-A öppnas för att låta djuret ange armen (avdelningen) och stängs omedelbart efter att djuret kommer in. Efter 15 s, dörr-B öppnas för att ge djur tillgång till belöningen. Om djuret väljer att svänga vänster, (dörr-A öppnas i vänster sida), dörren-B öppnas omedelbart efter sitt vänstra kammaren. IRB - 3L och IRB-3R tidsstämpeln djurets ingången till kammaren.
Figur 2: Temporal och spektrala dynamiken i ACC och OFC neurala verksamhet. (A) denna panel visar tidsfrekvens tomter ACC (översta raden) och OFC (nedersta raden) neurala verksamhet under en framgångsrik hög belöning diskriminering. De spektrala befogenheterna är baseline-normaliseras genom att subtrahera efter peta tidsfönstret från fönstret baslinjen tid. Värdet 0 i abskissan betecknar uppkomsten av den auditiva stimulansen. (B) denna panel visar tidsfrekvens tomter ACC (översta raden) och OFC (nedersta raden) neurala verksamhet när djuret går in i kammaren. Fönstret kammare tid är normaliserat av fönstret pre-kammare tid. Värdet 0 i abskissan betecknar tiden för öppnandet dörren-A. Färg påsar skildra omfattningen av spektrala ändringarna i decibel skala. Svart rektanglarna visar betydande avvikelser från nivån chans (p < 0,05 av två-sidig permutation test). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Tillvänjning | Diskriminering utbildning | Dröjsmål utbildning (5s) | Dröjsmål utbildning (10s) | Dröjsmål utbildning (15) | Totalt | |
| Rat 1 | 3 dagar | 15 dagar | 8 dagar | 6 dagar | 5 dagar | 37 dagar |
| Rat 2 | 3 dagar | 18 dagar | 9 dagar | 6 dagar | 5 dagar | 41 dagar |
| Rat 3 | 3 dagar | 13 dagar | 7 dagar | 5 dagar | 6 dagar | 34 dagar |
| Råtta 4 | 3 dagar | 15 dagar | 9 dagar | 6 dagar | 6 dagar | 39 dagar |
| Rat 5 | 3 dagar | 17 dagar | 8 dagar | 7 dagar | 5 dagar | 40 dagar |
| Råtta 6 | 3 dagar | 16 dagar | 7 dagar | 6 dagar | 6 dagar | 38 dagar |
Tabell 1: Beteendemässiga variationer och tidsförloppet för lärande för 6 råtta.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Gnagare har länge använts i neurovetenskapliga studier som behandlar olika ämnen, från kognitiva förmågor såsom lärande och minne2,14 och förstärkt beteende7,15,16 central kontroll av organ17,18 och neurofarmakologi19,20. Föreslagna protokollet förklarade en komplicerad beteendemässiga uppgift lämplig för experiment med elektrofysiologi och neuroimaging. Vi har beskrivit den fördröjning-baserade förstärkt guidad uppgiften för råttor, men det kan anpassas för möss sen råttor och möss utföra likaså på torra land uppgifter.
Vi brukade näsa-peta som stimulus utlöser en ljud stimulans. Spak-pressning och andra stimulans metoder såsom visuella eller lukt stimuli kan dock också vara används individuellt eller samtidigt. Föreslagna operant aktiviteten har ett antal fördelar och fördelar jämfört med befintliga icke-operant metoder. Mest övertygande är den automatiska exakt timestamping av jaga av djurens beslut som annars är mycket svårt. Metoden passar särskilt bra till elektrofysiologi och neuroradiologiska studier. En annan fördel är att ta bort de rumsliga komponenterna i uppgiften som kräver rumsliga minne kontrollgrupper. Som en mycket krävande uppgift är det ganska troligt att inte alla råttor utför väl på paradigm. Byt ut djuret om det förblir inaktiv i start armen, förseningar in zonen beslut för mer än 5 min eller producerar högre fel priser jämfört med andra djur i gruppen.
När som helst beslut antas de kostnader och värden för något val utvärderas samtidigt. Därför välja antingen HRA eller LRA i denna uppgift kan vara resultatet av förändringar i kodningen av kostnaderna, i kodningen av fördelarna eller kostnads-uträkningen. En varning av den föreslagna metoden att inte kunna diskriminera mellan kodning processer.
I området i närheten finns det ett antal åtgärder som kan vidtas för att maximera framgång i utbildning djuren och inspelning deras elektrofysiologiska signaler. För det första, hantering av djuren före utbildningen är avgörande. När inspelningarna börjar med att ansluta inspelning trådarna till djurets huvud-scenen, försöka vänja dem så att de tillåter dig att hålla huvudet. Detta är mycket viktigt, vilket sällan hanteras djur blir orolig under detta förfarande och kan skada huvud-scenen eller inspelning kabeln. Generellt väl hanterade djur är mindre stressad, lättare att arbeta med, och tenderar att producera mindre variabeldata.
För det andra lämna gnagare bakom en mängd luktämnet ledtrådar i labyrinten (dvs, feromon-innehållande urin och avföring, utsöndrar feromoner från regionens morrhår och vätskor från deras fot kuddar). Labyrinten måste därför torkas av efter varje enskild användning och vid ingåendet av ett experiment för att minimera effekterna av dessa återstående luktämnet molekyler på testresultaten. Etanol (70%) är ett vanligt desinfektionsmedel som används för att rengöra testutrustning. Men liksom många desinfektionsmedel har alkoholen i sig en lukt som kan påverka gnagare beteende. Kontrollera därför att det helt har avdunstat innan du placerar ett djur i labyrinten.
För det tredje, även om LFPs är mindre känsliga för buller än spikar, fasta kopplingar och en väl säkrade kabeln minskar rörligheten ljudnivån. Lätt att spraya vatten på golvet labyrint kan minska eventuell statisk elektricitet som skapas av friktion mellan djurets päls och golvytan.
Sammanfattningsvis kan det protokoll som beskrivs i denna artikel hjälpa till att utforma dröjsmål-baserade förstärkt beslutsfattande experiment och registrera elektrofysiologiska signaler medan djuret utför uppgiften.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Denna forskning stöddes av RMH neurovetenskap Foundation, Australien; Australiska hjärnan stiftelsen; RACP Thyne Reid gemenskap, Australien; och genom ett projekt ger från kognitiva vetenskaper och teknik rådet, Iran att 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).
