Summary
إجراء تحليل التكلفة-الفائدة هو نهج مقياس وزنها يقوم الدماغ أثناء عملية صنع القرار. هنا، فإننا نقترح وضع بروتوكول لتدريب الجرذان على نموذج صنع القرار على أساس تكييف هواء فعال حيث تختار الفئران أعلى المكافآت على حساب الانتظار لمدة 15 ثانية لاستقبالهم.
Abstract
صنع القرار يسترشد التعزيز هي القدرة على الاختيار بين المنافسين مسارات العمل استناداً إلى القيمة النسبية للفوائد والنتائج المترتبة عليها. هذه العملية هو جزء لا يتجزأ من السلوك البشري العادي، وقد ثبت أن تتأثر بالاضطرابات العصبية والنفسية مثل الإدمان والفصام والاكتئاب. قد استخدمت القوارض منذ فترة طويلة للكشف عن بيولوجيا الأعصاب للإدراك البشري. وتحقيقا لهذه الغاية، وقد وضعت العديد من المهام السلوكية؛ ومع ذلك، معظم غير الآلي وكثيفة العمالة. التطور الأخير لمتحكم المصدر المفتوح قد مكن الباحثين لأتمتة المهام المستندة إلى تكييف هواء فعال لتقييم مجموعة متنوعة من المهام المعرفية، توحيد عرض الحوافز، تحسين تسجيل البيانات، ونتيجة لذلك، تحسين نتائج البحوث. هنا، يصف لنا بالالي المستندة إلى تأخير الموجهة بتعزيز اتخاذ القرارات مهمة، استخدام استثابي تمازي التي تسيطر عليها البرامج المكتوبة بالعرف. استخدام هذه المهام صنع القرار، ونحن تبين التغيرات في الأنشطة الميدانية المحلية المحتملة في القشرة cingulate الأمامي من الفئران في حين أنه يقوم بمهمة اتخاذ القرارات المستندة إلى تأخير التكاليف والفوائد.
Introduction
صنع القرار هو عملية التسليم وتحديد الخيارات على أساس القيم والتفضيلات لصانع القرار والنتائج المترتبة على الإجراء المحدد1. على الرغم من أن عملية صنع القرار درست على نطاق واسع في مختلف الميادين (أي، والاقتصاد، وعلم النفس، وعلم الأعصاب)، الآليات العصبية التي تستند إليها هذه القدرات الإدراكية ليست مفهومة تماما حتى الآن. فئتين فرعيتين لصنع القرار هي صنع القرار الإدراك الحسي وصنع القرارات الموجهة بالتعزيز. على الرغم من أنها تتضمن قدرا كبيرا من العناصر المتداخلة، والمفاهيم، الإدراك الحسي اتخاذ القرارات تعتمد على المعلومات الحسية المتوفرة1،2، بينما يسترشد تعزيز صنع القرار يتناول القيمة النسبية من الإجراءات التي اكتسبت على مدى مقياس الوقت محدد3. أحد الجوانب الهامة لتعزيز اتخاذ القرارات هو تحليل التكلفة-الفائدة التي يؤديها حدسي الدماغ الحوسبة فوائد خيارات معينة وطرح التكاليف المرتبطة بكل بديل1.
في تمازي (أو المتغير Y-المتاهة) واحد من متاهات الأكثر استخداماً في التجارب المعرفية باستخدام القوارض. الحيوانات توضع في بداية الذراع (قاعدة T) ويسمح لهم باختيار الجهاز الهدف (واحد من الأسلحة الجانبية). المهام مثل التناوب القسري أو التمييز اليمين تستخدم أساسا مع القوارض في تمازي لاختبار الذاكرة المرجعية والعامل4. T-متاهات تستخدم أيضا على نطاق واسع في صنع القرارات والتجارب5،،من67. في تصميم أبسط، يوضع المكافأة في الذراع سوى هدف واحد. الخيار يمكن التنبؤ به، والحيوانات يفضل التأكيد المكافأة بدلاً من لا شيء، بغض النظر عن قيمة المكافأة. خيار آخر هو وضع المكافآت في كلا ذراعيه والهدف ومن ثم تتيح الحيوانات جعل خيار للمسار الذي اتخاذ اعتماداً على العديد من المعلمات (أي، تفضيل الحيوان الطبيعية، الفرق في قيمة المكافآت، والتكاليف التي تدفع). في التصميم على أساس القيمة، هو المهمة أكثر تعقيداً بوجود خصائص مقياس وزنها. وبهذه الطريقة، يتلقى حيوان مكافآت قيمتها بطريقة مختلفة عن طريق اختيار بين البديلين، وكذلك بين تكاليف الأعمال [أيالكمية في انتظار (المستندة إلى التأخير) أو مقدار الجهد (على أساس الجهد) بحاجة إلى تلقي مكافآت]، يسهم كل منهم بالقرار الذي يرصد5،6.
في التقليدية المستندة إلى تأخير تمازي صنع القرار، يتم تدريب الحيوانات لتحديد الذراع مكافأة عالية (HRA) وتجنب العكس الذراع مكافأة منخفضة (جيش الرب للمقاومة). الجانبين المنظمة وجيش الرب للمقاومة لم تتغير طوال التجربة. على الرغم من أن المهمة المذكورة أعلاه قد تم توثيقه جيدا في الأدب، فإنه يعاني من عدة عيوب إجرائية. أولاً، بوجود ذراع هدف ثابت، فيعرف الحيوان الذي الذراع لاختيار من البداية لكل محاكمة. في هذا السيناريو، قد حدد الحيوانات الذراع الهدف تعتمد على الذاكرة الخاصة بهم بدلاً من التركيز على عملية صنع القرار. ومن ثم في نموذج اتخاذ القرارات المستندة إلى التأخير، إذا كان حيوان تحديد أجر منخفض بسبب تدخل الدراسة، لا سيكون واضحا ما إذا كان هذا سبب فقدان الذاكرة أو لتدخل الدراسة. يمكن النظر في مجموعة مراقبة ذاكرة لعزل السلوك الملاحظ من مشكلة الذاكرة، ولكن هذا يثقل كاهل الباحثين والحيوانات على حد سواء بسبب العمل الإضافي7. اهتمام ثاني هو لحظة اتخاذ القرار بالحيوان: حالما تصل الحيوانات إلى منطقة القرار (نقطة التقاء جميع الأسلحة الثلاثة)، أنهم عادة ما ننظر إلى اليسار وإلى اليمين، الموازنة بين التكاليف والفوائد المتعلقة بكل سلاح، وثم اتخاذ قرارهم. بيد أنه بعد محاكمات قليلة، أداء هذه عملية حسابية قبل وصوله إلى المنطقة المقرر وتشغيلها ببساطة مباشرة إلى الذراع مكافأة. نتيجة لذلك، هذه العيوب اثنين – تحيز المسبق بذراع واحدة، وإيجاد لحظة اتخاذ القرار – سواء المقاطعة جداً تفسير الكهربية والبيانات نيورويماجينج.
في الأسلوب الموضح في هذه الورقة، هو ملقن بجديلة السمع الذراع المفضل (HRA) وقد تختلف من المحاكمة للمحاكمة. الحيوانات بدء المحاكمات بدخول منطقة الاختبار (الشكل 1) وتحريك جديلة السمعية التي "دس الآنف" بوابة الأشعة تحت حمراء التي وضعت على مفترق الطرق للأسلحة الثلاثة. لعبت الإشارات الصوتية (20 ديسيبل، بين 500 و 1000 مللي ثانية) من أحد المتحدثين في نهاية الذراع الهدف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وشرح جميع الإجراءات هنا قد أقرت ونفذت وفقا للدليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية ووافقت عليها لجنة الأخلاقيات فلوري الحيوان معهد أو مركز أبحاث علم الأعصاب.
1-السكن، والمناولة، وتقييد الغذاء
- استخدام الفئران الذكور البالغين (عادة 8 أسابيع من العمر) (أي سلالات) والاحتفاظ بها في الغرفة مع دورة الضوء/الظلام 12-ح.
- تحد من وصولها الغذائية لتشجيع هذه الحيوانات للقيام بالمهمة.
ملاحظة: مساكن الحيوانات متفرد يقترح، حيث أنه يوفر عنصر تحكم أفضل لتناول الطعام كل واحد. - في الأيام 1-3، التعامل مع الحيوانات لحوالي 5 دقائق، 2 x يوم.
ملاحظة: التعامل مع يطلع الحيوانات مع الاتصال البشري، ويقلل من مستوى التوتر والقلق في الحيوانات في جميع أنحاء هذه التجارب. - وزن الحيوانات بعد كل دورة معالجة. استخدام الوزن في اليوم الأول كمقدار التغذية الحرة والحفاظ الحيوانات في حوالي 80-85% قيمتها مجاناً-تغذية.
2-الإعداد تجريبي
- استخدام تمازي مجهزة 3 أقسام أو الأسلحة ومكبرات الصوت التحفيز 2، 5 أبواب قابل للطي، وأجهزة استشعار الحركة الأشعة تحت الحمراء 5 أو أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء (IRB).
ملاحظة: يمكن بناؤها في تمازي اللوح الليفي متوسط الكثافة (MDF) أو كلوريد البوليفينيل (PVC). - التحكم في متاهة شيدت هنا بمتحكم اردوينو.
- نسخ التعليمة البرمجية اردوينو إلى الكمبيوتر.
- تحميل برنامج Arduino من موقع البرنامج وتثبيته على جهاز كمبيوتر.
- قم بتوصيل متحكم دقيق إلى الكمبيوتر باستخدام منفذ USB.
- على جهاز الكمبيوتر، انقر فوق رمز البرنامج، الذهاب إلى أدوات، ومن ثم حدد المنفذ.
- من القائمة المنسدلة، اختر منفذ COM (منفذ الاتصال) الذي يربط البرنامج إلى الكمبيوتر.
- انتقل إلى أدوات وحدد المجالس. من القائمة المنسدلة، حدد نوع اردوينو الذي يتحكم في تمازي.
- انقر فوق تحميل في الجزء العلوي الأيسر من النافذة واجهة. تحديد التعليمة البرمجية Arduino. انتظر حتى تنتهي العملية.
- انقر فوق جهاز عرض المسلسل في الأعلى اليمين من النافذة واجهة. ثم في نافذة المنبثقة جديد، تغيير في سرعة البث بالباود إلى 115200.
3-التعود على المتاهة
- قبل كل دورة من التعود، جلب الحيوانات إلى غرفة التجربة على الأقل 1 ساعة قبل التجربة.
- اترك 10 السكر الكريات في كل ذراع الهدف وترك جميع الأبواب مفتوحة.
ملاحظة: في هذه المرحلة، ليست هناك حاجة لتعقب تحركات الحيوانات (الشكل 1). - الأيام 1-3: وضع الحيوانات فردياً في المتاهة لفترات من 10 دقيقة، 1 x يوميا، لاستكشاف المتاهة مع أي قيود.
- أيام 4-5: ضع الحيوانات فردياً في المتاهة. مغادرة 2 الكريات في كل ذراع، والسماح لهم بتذوق الطعام من كلا الجانبين. إزالة الحيوان من المتاهة فورا بعد تناول الكريات من كلا الجانبين أو بعد 5 دقائق من يجري في المتاهة.
ملاحظة: الفرق الرئيسي بين هذه المرحلة والمرحلة السابقة أن الحيوانات تحتاج إلى إزالته من المتاهة فورا بعد تناول الكريات من كلا الجانبين. أن هذا تعريف حيوان بإزالتها من المتاهة في نهاية المحاكمة. - بعد كل دورة، تنظيف الأرضيات في متاهات مع الإيثانول 70% وتأكد من الإيثانول قد تبخرت قبل وضع الحيوان القادم في المتاهة.
4-التمييز في التدريب
-
إعداد المتاهة
- يوم 6: جلب الحيوانات إلى غرفة التجربة على الأقل 1 ساعة قبل التجربة.
- قم بتشغيل برنامج Arduino وتعيين عدد المحاكمة إلى 14 منها المحاكمات الأولى 4 سيكون الاختيار القسري والباقي سيكون خيار المحاكمات.
ملاحظة: البرنامج سينشئ عشوائياً على عدد متساو من المحاكمات يجب تعيينه إلى اليسار والجانب الأيمن من تمازي. - قبل بدء كل محاكمة، ضع كريات 4 في الذراع والهدف هو تكون ملقن HRA والكريات 2 في الذراع الأخرى وهو جيش الرب للمقاومة.
-
التدريب القسري خيار المحاكمة (4 تجارب)
- منع ذراع واحدة قبل كل محاكمة الزائفة عشوائياً بحيث يضطر الحيوان تحديد الذراع الأخرى.
ملاحظة: الذراع المحظورة يمكن أن تكون ذراع مكافأة عالية أو ذراع مكافأة منخفضة بينما الإشارات السمعية ويبرز الجانب للمنظمة. - مكان حيوان في المربع البدء (الشكل 1). بعد 5-7 ق، في نفس الوقت فتح البوابة ابدأ وانقر فوق بدء في إطار واجهة Arduino.
- جمع الحيوان فورا بعد تناول حبيبات أو بعد 5 دقائق من يجري في المتاهة.
- ترك الحيوان في قفص المنزل لمدة 2 دقيقة.
- منع ذراع واحدة قبل كل محاكمة الزائفة عشوائياً بحيث يضطر الحيوان تحديد الذراع الأخرى.
-
خيار التدريب التجريبي (10 تجارب)
- قبل كل محاكمة، أغلق الباب-ب في الذراع التي يتم تحديدها بالبرنامج يكون المنظمة. اترك فتح الباب-أ في الذراع الآخر جيش الرب للمقاومة.
- مكان حيوان في المربع البدء (الشكل 1). بعد 5-7 ق، في نفس الوقت فتح البوابة ابدأ وانقر فوق ابدأ.
- واسمحوا الحيوان بحرية اختيار أما الذراع. إذا كان الحيوان يختار HRA، من باب مفتوح، الحيوان أدخل الدائرة وإغلاق الباب-أ، وب فتح الباب فورا للحيوان الوصول إلى المواد الغذائية المحددة جيدا.
- وإذا اختار الحيوان جيش الرب للمقاومة، ب الباب مفتوحاً من أجل تمكين الحيوان من الحصول على الطعام جيدا.
- إزالة الحيوان بعد قد تؤكل جميع المواد الغذائية في الأغذية المختارة جيدا وتترك في القفص المنزل لمدة 2 دقيقة.
- إتمام محاكمات خيار 10 لكل الحيوانات وتسجيل اختيار الحيوان (HRA أو جيش الرب للمقاومة) في كل محاكمة.
- حساب النسبة المئوية لاختيار مكافأة عالية (HRC) لكل خيار-المحاكمات بعد كل دورة تدريبية.
- وعقب انتهاء مسارات 14، ترد الأوقات الفردية التي تم الحصول عليها من قبل كل جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء في نافذة واجهة اردوينو.
5-تأخير التدريب
- مرة واحدة كل الحيوانات وصلت إلى 80% من مجلس حقوق الإنسان في تدريب التمييز (الخطوة 4)، يبدأ تدريب التأخير عن طريق تشغيل 10 محاكمات يوميا لكل الحيوانات. في هذه المرحلة، ب الباب ليتم فتحه بعد تأخير s 5 فقط عندما يختار الحيوان المنظمة.
- إذا كان الحيوان تصل إلى مجلس حقوق الإنسان نسبة 80% في نهاية دورة تدريبية مع تأخير s 5، زيادة التأخير إلى 10 ق للدورة التدريبية المقبلة.
- متى وصلت الحيوان مجلس حقوق الإنسان من 80% مع تأخير 10 ثانية، زيادة تأخير 15 ثانية للدورة التدريبية المقبلة.
- تسجيل اختيار الحيوان لكل محاكمة لحساب لجنة حقوق الإنسان بعد كل دورة تدريبية.
- وعقب انتهاء المحاكمات، ترد الأوقات الفردية التي تم الحصول عليها من قبل كل جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء في نافذة واجهة اردوينو.
ملاحظة 1: بدء تشغيل جهاز ضبط الوقت عند النقر فوق Enter. 'Time_decision' الوقت بعد الآنف-الوخزة إلى مجلس الهجرة واللاجئين-1. 'Time_left_1' الوقت عندما حيوان فواصل الكندي-1 لتر و 'Time_left_2' عند الكندي-2L مكسورة. إذا كان يتم الجمع بين الدراسة السلوكية مع الكهربية أو تصوير العصبية (مثلاً، تصوير الكالسيوم) الأساليب، هو اقترح تسجيل الفيلم لمزامنة أفضل من سلوك الحيوان للإشارات العصبية.
6-الكهربية (القطب تلفيق)
- استخدام أقطاب أحادي أو ثنائي القطب لتسجيل الإمكانات الميدانية المحلية (لفبس).
ملاحظة: اقترح استخدام أقطاب القطبين لأنه يمكن الرجوع إلى إعادة المحلية الحد من أثر التوصيل وحدة التخزين. ولذلك، طابعات الحجم الكبير المسجل هو الجهد التفاضلية بين أقطاب 2 مع ~ 200 ميكرومتر مسافة بين النصائح. - لجعل قطبين قطب، الصق 2 التنغستن الأقطاب معا أو ريح أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ 2 معا (عادة، تستخدم المغلفة بمنهاج عمل بيجين أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ قطرها 50 ميكرومتر).
- لحام أسس وتسجيل أسلاك لتوصيل/مأخذ توصيل مصغرة ليصبح موصل للكهربية نظام تسجيل.
7-التخدير
- زرع أقطاب كهربائية، تخدير الفئران بحقن داخل خليط من الكيتامين (100 مغ/كغ) وإكسيلازيني (8 ملغ/كغ)، أو بإدارة إيسوفلوراني كما هو موضح في الخطوات التالية.
ملاحظة: ينصح Isoflurane نظراً لتحسين الرقابة على عمقه مخدر. - استخدام جهاز تخدير مع الأكسجين الخاضعة للرقابة وتدفق بخار مخدر.
- تخدير الحيوان قبل isoflurane، وضعه في قاعة توجيهي وتعيين إيسوفلوراني بمعدل حوالي 4% والأكسجين في 500 1,000 مل/دقيقة على الجهاز مخدر.
- مواصلة تدريب حتى يختفي منعكس رايتينج للحيوان.
- تعيين معدل الصيانة مخدر في الأكسجين 1-2.5 في المائة إيسوفلوراني و 300-400 مل/دقيقة على الجهاز.
- ضع وسادة حرارة مع العزل (الصوف) على جهاز ستيريوتاكسيك وثم شل الحيوان في الجهاز ستيريوتاكسيك.
- قياس مستوى التخدير معسر أصابع القدم للحيوان.
8-الجراحة
- استخدام ماكينة حلاقة كهربائية أو زوج من مقص، يحلق رأس الحيوان حيث يتم الشق بذل.
- فرك منطقة الجراحة مع الإيثانول، ومن ثم مع البوفيدون – اليود، 4%.
- تطبيق مواد التشحيم العين لحماية القرنية الحيوان أثناء الجراحة.
- استخدام الملقط الأنسجة، سحب بلطف الجلد بين عيون وآذان الحيوان. باستخدام مقص، قطع الجلد التي يكون مقروص بين الملقط وإزالة في السمحاق.
- استخدام بيروكسيد الهيدروجين لتطهير الجمجمة.
- ابحث عن موقع نقطة الإدراج الكهربائي باستخدام الإحداثيات ستيريوتاكسيك ووضع علامة عليه في الجمجمة مع علامة دائمة.
- استخدام حفر المحمولة لجعل فتحه واحدة لقطب التأريض، واحدة لترسيخ عملية الزرع، وثقب واحد لتسجيل القطب الواحد.
- إدراج أقطاب كهربائية بمعدل بطيء جداً للتقليل من الضرر القشرية و subcortical المحتملة.
- قم بتوصيل قطب التأريض الجمجمة باستخدام برغي صغير.
- تأمين موصل التوصيل/مأخذ التوصيل في مكان باستخدام طبقة رقيقة من الأسمنت اﻷكريليك الأسنان.
- حقن البوبرينورفين (15 ميكروغرام/كغ، تحت الجلد) أو ميلوكسيكام (1-3 مغ/كغ، تحت الجلد) كمسكن لألم.
- ترك الحيوان في قفص على حصيرة ساخنة لاسترداد. مراقبة الحيوان على الأقل كل 30 دقيقة حتى أنه قد تعافي من المخدر.
9-إجراءات ما بعد التدريب
- وعقب الجراحة، تسمح على الأقل فترة استرداد 10 أيام. بيت الحيوانات فردياً مع حرية الوصول إلى الغذاء والمياه libitum الإعلانية ورصد لهم على أساس يومي (انظر روديبيك، والتون، سميث، بانرمان وروشفورث7 للحصول على مزيد من المعلومات).
- في أعقاب الانتعاش، وبدء تقييد النظام الغذائي للحيوان إلى 85% قيمتها مجاناً-تغذية.
- تدريب الحيوانات في المتاهة التذكير بمرحلة التمييز (الخطوة 4).
- مواصلة إعادة تدريب الفئران حتى أنها حققت 80% من مجلس حقوق الإنسان.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
البيانات المقدمة هنا هو طابعات الحجم الكبير المسجل من قشرة أوربيتوفرونتال اليسرى (OFC) وقشرة الأمامي cingulate (ACC) ستة ذكور الفئران ويستار استخدام أقطاب القطبين (من الفولاذ المقاوم للصدأ المغلفة بمنهاج عمل بيجين). ويبين الجدول 1 طول اقتناء السلوكية لكل مرحلة من مراحل التدريب. الإحداثيات للمواقع المستهدفة التي حددت من الفئران الدماغ أطلس9 وهي كما يلي: الجميح للسيارات، 1.2 مم عرفت بريجما، 0.8 ملم الأفقي لخط الوسط، والبطني للجمجمة؛ 2 مم وأن أوقيانوسيا، 3.5 مم عرفت بريجما، 2.3 مم الأفقي لخط الوسط، و 5.4 مم البطني في الجمجمة.
التسجيلات التي تمت تصفيتها ممر الموجه (0.01-250 هرتز) لاستخراج لفبس وثم أخذ عينات في 1,000 هرتز. وأجرى التحليل الطيفي في لفبس استخدام تفتق متعددة10. استخدمت خمس سليبيان إضاءة ونتاج الوقت--عرض النطاق الترددي لثلاثة لتحقيق تركيز الطيفية الأمثل. قدرت سبيكتروجرامس الوقت التردد باستخدام منزلقة-نافذة من 300 مرض التصلب العصبي المتعدد التي نقلت عبر البيانات في الخطوات 5 مللي ثانية. المراقبة أفضل للتحوير مهمة تعتمد على القوى الطيفية وتخفيف مشكلة توسيع نطاق السلطة 1/واو، سبيكتروجرامس جميع كانت الأساس تطبيع وتحويلها إلى ديسيبل ديسيبلtf باستخدام = 10log10 (Stf/mSو)، أين هو Stf الطيف في الوقت t والتردد f ومرض التصلب العصبي المتعددو هو الطيف يعني جميع النقاط الزمنية في الأساس داخل فرقة تردد11. حسبت صلاحيات الطيفية لخط الأساس (300 مللي ثانية قبل دس الآنف) والتحفيز (100 مللي ثانية)، والدائرة السابقة (300 مللي ثانية قبل الدخول إلى قاعة)، والإطارات الزمنية الدائرة (600 مللي ثانية). تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام المستندة إلى التقليب غير حدودي تي-اختبار.
كما هو موضح في الصف العلوي من الشكل 2 ألف، كان هناك انخفاض المنخفضة (4-12 هرتز) والارتفاع (45-85 هرتز) تردد الدول في لجنة التنسيق الإدارية من البداية إلى نهاية التحفيز. مقارنة الوقت الذي يقضيه خارج الدائرة مع الوقت في الدائرة، التحليل الطيفي لم تظهر أي تغييرات في أنشطة متذبذبة (كما رأينا في الصف العلوي من الشكل 2B) في لجنة التنسيق الإدارية.
ذبذبات منخفضة التردد في أوقيانوسيا كما أظهرت انخفاضات في صلاحيات الطيفية حين اقترب الحيوانات بوابة الأشعة تحت الحمراء؛ ومع ذلك، هذا فيما يبدو سابقة (ms-80)، واستمرت لفترة أطول مقارنة بذبذبات منخفضة التردد في لجنة التنسيق الإدارية (50-420ms). زيادة أنشطة الفرقة منتصف/عالية التردد (23-100 هرتز) في أوقيانوسيا عقب بدء التحفيز (الشكل 2 (أ)، الصف السفلي). كبيرة لم تلاحظ أي تغييرات في قاعة وغرفة ما قبل windows الوقت عندما كانوا مقارنة معا (الشكل 2B، الصف السفلي). هذه النتائج تتوافق مع النتائج السابقة نفترض أن أوقيانوسيا، ولجنة التنسيق الإدارية على حد سواء المشاركة في صنع القرار على أساس القيمة2،،من1213.
رقم 1: التخطيطي لخيار المحاكمة في مهمة صنع القرار القائم على تأخير. تدابير المتاهة 60 سم × 10 سم × 40 سم. مربع بدء متصل بذراع ابدأ من خلال باب قابل للطي. اثنين من الأبواب الأخرى قابل للطي (الباب-أ والباب-ب) توضع في كل ذراع الهدف ومعا أنها تجعل لدائرة بتأخير وصول الحيوانات إلى المكافآت. الباب-أ هو وضع 12.5 سم من نقطة الدخول إلى كل سلاح وب الباب هو فقط قبل الطعام جيدا، 5 سم من نهاية الذراع. آثار معدنية لغذاء جيدا، 3 سم في القطر، ويوضع في نهاية بكثير من كل 2 سم فوق الأرض المتاهة، الجهاز الهدف.
يتم وضعها في المربع البدء الحيوان ويسمح له بالاقتراب والأنف-كزة بوابة الأشعة تحت الحمراء (مجلس الهجرة واللاجئين-1) لتحريك التحفيز السمعية التي العظة HRA (في هذا الفريق، الذراع الأيمن). الطابع الزمني الكندي-2 لتر والكندي-2R خيار الحيوان. إذا كان الحيوان يتحول الحق، وهو باب مفتوح للسماح للحيوان أدخل الذراع (الدائرة) ويغلق فورا بعد أن يدخل الحيوان. بعد 15 ثانية، يتم فتح الباب-ب تمكين الحيوان من الحصول على المكافأة. إذا اختار الحيوان يساراً، (يتم فتح الباب-أ في الجانب الأيسر)، يتم فتح الباب-ب فور دخوله قاعة الأيسر. الطابع الزمني الكندي-3 لتر والكندي-3R مدخل الحيوان إلى الدائرة.
رقم 2: ديناميات الزمانية والطيفية لأنشطة لجنة التنسيق الإدارية واوقيانوسيا العصبية. (أ) هذا الفريق يظهر التردد الوقت قطعا من أوقيانوسيا (الصف السفلي) الأنشطة العصبية أثناء تمييز مكافأة عالية ناجحة ولجنة التنسيق الإدارية (الصف العلوي). القوى الطيفية تطبيع خط الأساس عن طريق طرح الإطار الزمني بعد دس من النافذة وقت خط الأساس. تدل القيمة 0 في اﻻحداثي السيني ظهور حافز سمعي. (ب) هذا الفريق يظهر قطع الوقت التردد من أوقيانوسيا (الصف السفلي) ولجنة التنسيق الإدارية (الصف العلوي) الأنشطة العصبية عند الحيوان يدخل في الدائرة. هو تطبيع النافذة وقت الدائرة بنافذة غرفة ما قبل الوقت. تدل القيمة 0 في اﻻحداثي السيني وقت فتح الباب-ألف. أكياس ملونة تصور مدى التغيرات الطيفية في مقياس ديسيبل. مستطيلات سوداء تظهر انحرافات عن المستوى فرصة (ف < 0.05 اثنين-اختبار التباديل الوجهين). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
| التعود | تدريب التمييز | تأخير التدريب (5s) | تأخير التدريب (10s) | تأخير التدريب (15) | المجموع | |
| فأر 1 | 3 أيام | 15 يوما | 8 أيام | 6 أيام | 5 أيام | 37 يوما |
| فأر 2 | 3 أيام | 18 يوما | 9 أيام | 6 أيام | 5 أيام | 41 يوما |
| فأر 3 | 3 أيام | 13 يوما | 7 أيام | 5 أيام | 6 أيام | 34 يوما |
| الجرذ 4 | 3 أيام | 15 يوما | 9 أيام | 6 أيام | 6 أيام | 39 يوما |
| فأر 5 | 3 أيام | 17 يوما | 8 أيام | 7 أيام | 5 أيام | 40 يوما |
| الجرذ 6 | 3 أيام | 16 يوما | 7 أيام | 6 أيام | 6 أيام | 38 يوما |
الجدول 1: التغيرات السلوكية والدورة الزمنية للتعلم بالنسبة للفئران 6.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
واستخدمت منذ فترة طويلة القوارض في الدراسات العصبية التي تتناول مواضيع مختلفة، من القدرات الإدراكية مثل التعلم والذاكرة2،14 وعزز السلوك7،،من1516 للسيطرة المركزية لأجهزة17،18 والأعصاب19،20. وأوضح البروتوكول المقترح مهمة معقدة سلوكية مناسبة لتجارب المشاركين مع الكهربية ونيورويماجينج. لقد قمنا بوصف المهمة الإرشادية معززة للفئران، المستندة إلى تأخير لكن يمكن تكييفها للفئران منذ الجرذان والفئران القيام بالمثل في الأراضي الجافة المهام.
كنا دس الآنف الحافز لتحريك حافز صوت. ومع ذلك، يمكن أيضا رافعة الضغط وطرائق التحفيز الأخرى مثل المحفزات البصرية أو حاسة الشم تستخدم، بصورة فردية أو في نفس الوقت. مهمة استثابي المقترح يحتوي على عدد من الفوائد والمزايا أكثر الأساليب الموجودة في هواء غير فعال. معظم قاهرة هو الطابع الزمني دقيقة التلقائي من خلال القرارات الحيوانات التي، خلاف ذلك، من الصعب جداً. الأسلوب جيد وخاصة تلائم الدراسات الكهربية ونيورويماجينج. وهناك ميزة أخرى هو إزالة المكونات المكانية للمهمة التي تتطلب مجموعات مراقبة الذاكرة المكانية. أنها مهمة شاقة جداً، فمن المحتمل جداً أن الفئران ليست كلها أداء جيدا في النموذج. استبدال الحيوان إذا كان يبقى خاملاً في الذراع ابدأ، وتأخر دخول المنطقة المقرر لأكثر من 5 دقائق أو ينتج خطأ أعلى المعدلات مقارنة بغيرها من الحيوانات في المجموعة.
في أي لحظة اتخاذ قرار، يفترض بالتكاليف وقيم أي خيار يمكن تقييمها في وقت واحد. ولذلك، يمكن اختيار أما HRA أو جيش الرب للمقاومة في هذه المهمة نتائج التغييرات في ترميز للتكاليف، في ترميز للفوائد، أو في حساب التكاليف والفوائد. ويجري أحد المحاذير الأسلوب المقترح غير قادر على التمييز بين عمليات الترميز.
وهناك عدد من الخطوات التي يمكن اتخاذها لتحقيق أقصى قدر من النجاح في تدريب الحيوانات وتسجيل هذه الإشارات الكهربية. أولاً، من المهم التعامل مع الحيوانات قبل التدريب. كما تبدأ جلسات تسجيل مع توصيل الأسلاك تسجيل الرئيس-المرحلة الحيوان، محاولة تأقلم لهم ذلك أنها تسمح لك بعقد رؤوسهم. وهذا مهم جداً، كمعالجة الحيوانات أصبحت حريصة أثناء هذا الإجراء إلا نادراً وقد تضر الرأس-المرحلة أو الكبل تسجيل. عموما، حسن التعامل مع الحيوانات أكد أقل وأسهل للعمل مع، وتميل إلى إنتاج بيانات المتغير أقل.
وثانيا، القوارض تترك وراءها العديد من الإشارات الرائحة في المتاهة (أي، المحتوية على فرمون البول والبراز، إفراز الفيرومونات من منطقتهم الخط الطولي، وفي السوائل من على منصات القدم). ولذا يلزم المتاهة تزول بعد كل استعمال الفردية وفي ختام تجربة للتقليل من تأثير هذه الجزيئات الرائحة المتبقية في نتائج الاختبار. الإيثانول (70 في المائة) مطهر شائعة المستخدمة لتنظيف معدات الاختبار. ومع ذلك، قد الكحول نفسها مثل العديد من المطهرات، رائحة التي يمكن أن تؤثر في سلوك القوارض. ولذلك، تأكد من أن أنها قد تبخرت تماما قبل وضع حيوان في المتاهة.
ثالثا، على الرغم من أن لفبس أقل حساسية للضوضاء من المسامير، باستخدام موصلات الصلبة وكبل مضمون جيدا يقلل من مستوى الضوضاء حركة. طفيفة رش المياه على الأرض المتاهة قد إنقاص أي الكهرباء الاستاتيكية التي يتم إنشاؤها بواسطة الاحتكاك بين الفراء للحيوان وعلى سطح الأرض.
وفي الختام، البروتوكول الموضحة في هذه المقالة قد تساعد على تصميم تجارب صنع القرار عزز المستندة إلى التأخير وتسجيل الإشارات الكهربية بينما الحيوان هو أداء المهمة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Acknowledgments
هذا البحث كان تدعمها "مؤسسة علم الأعصاب في المستشفى"، أستراليا؛ المؤسسة الأسترالية المخ؛ الزمالة ريد Thyne راكب، أستراليا؛ وعن طريق مشروع منح من العلوم المعرفية وتكنولوجيات المجلس، إيران إلى هاغباراست عباس.
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).
