Behavior

हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस का अध्ययन करने के लिए एक उपकरण के रूप में वायरलेस इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी और मेमोरी बिहेवियरल टेस्ट की एक साथ निगरानी

Published: August 20, 2020 doi: 10.3791/61494

Mario Buenrostro-Jáuregui*¹, Luis Miguel Rodríguez-Serrano¹, María Elena Chávez-Hernández¹, Alejandro Tapia-de-Jesús¹, Jesus Mata-Luevanos¹, Florencia Mata¹, Oscar Galicia-Castillo¹, Daniel Tirado-Martínez¹, Sylvia Ortega-Martinez², Erik Bojorges-Valdez*³

¹Laboratorio de Neurociencias, Departamento de Psicología, Universidad Iberoamericana Ciudad de México, ²Stoeling Co., ³Departamento de Estudios en Ingeniería para la Innovación, Universidad Iberoamericana Ciudad de México

* These authors contributed equally

Summary

यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल वास्तविक समय में एक साथ इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (ईईजी) और व्यवहार मूल्यांकन पर जानकारी प्रदान करता है। हमने तंत्रिका विज्ञान के कई क्षेत्रों में शोधकर्ताओं के लिए एक आकर्षक समाधान के रूप में इस प्रोटोकॉल में शामिल सभी चरणों पर चर्चा की है, विशेष रूप से सीखने और स्मृति क्षेत्रों में।

Abstract

इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (ईईजी) से प्राप्त ब्रेनवेव्स आयाम को जानवरों और मनुष्यों पर संज्ञानात्मक क्षमता, स्मृति और सीखने के आधार के रूप में अच्छी तरह से मान्यता प्राप्त है। वयस्क न्यूरोजेनेसिस तंत्र भी स्मृति और सीखने के सुधार से जुड़ा हुआ है। परंपरागत रूप से, शोधकर्ता व्यवहार कार्यों द्वारा कृंतक मॉडल में सीखने और स्मृति मापदंडों का आकलन करते थे। इसलिए, व्यवहार परिवर्तन और ईईजी की एक साथ निगरानी मस्तिष्क गतिविधि और कार्य से संबंधित व्यवहारों के बीच डेटा को सहसंबंधित करने में विशेष रूप से दिलचस्प है। हालांकि, दोनों अध्ययनों को करने के लिए आवश्यक अधिकांश उपकरण या तो जटिल, महंगे हैं, या एक वायर्ड सेटअप नेटवर्क का उपयोग करते हैं जो प्राकृतिक जानवरों के आंदोलन में बाधा डालता है। इस अध्ययन में, ईईजी को एक नवीन वस्तु पहचान कार्य (एनओआरटी) के निष्पादन के साथ एक वायरलेस इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी डिवाइस के साथ दर्ज किया गया था। एक वीडियो ट्रैकिंग सिस्टम द्वारा एक साथ जानवर के व्यवहार की निगरानी की गई थी। दोनों रिकॉर्डिंग का विश्लेषण उनके टाइमस्टैम्प द्वारा ऑफ़लाइन किया गया था जो ईईजी संकेतों को जानवर के कार्यों के साथ जोड़ने के लिए सिंक किए गए थे। विषयों में मध्यम अवधि के पर्यावरण संवर्धन उपचार के बाद वयस्क विस्टार चूहे शामिल हैं। छह खोपड़ी स्क्रू इलेक्ट्रोड को ललाट, मध्य और पार्श्विका क्षेत्रों में दोनों गोलार्धों पर जोड़े में तय किया गया था और नाक की हड्डी के पीछे स्थित इलेक्ट्रोड को संदर्भित किया गया था। एनओआरटी प्रोटोकॉल में जानवर को 10 मिनट के लिए दो समान वस्तुओं को उजागर करना शामिल है। 2 घंटे और 24 घंटे के बाद, वस्तुओं में से एक को एक उपन्यास के साथ बदल दिया गया था। प्रत्येक ऑब्जेक्ट के लिए अन्वेषण समय की निगरानी एक व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर (बीटीएस) और ईईजी डेटा रिकॉर्डिंग द्वारा की गई थी। व्यवहार डेटा के साथ सिंक किए गए ईईजी के विश्लेषण में अल्फा और बीटा सापेक्ष बैंड शक्ति के अनुमान और तीन प्रयोगात्मक चरणों के बीच उपन्यास वस्तु पहचान बनाम परिचित वस्तु अन्वेषण के बीच तुलना शामिल है। इस पांडुलिपि में, हमने इलेक्ट्रोड निर्माण प्रक्रिया, एपिड्यूरल इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण सर्जरी, पर्यावरण संवर्धन प्रोटोकॉल, एनओआरटी प्रोटोकॉल, बीटीएस सेटअप, ईईजी - बीटीएस युग्मन वास्तविक समय में एक साथ निगरानी के लिए और स्वचालित घटनाओं का पता लगाने के आधार पर ईईजी डेटा विश्लेषण पर चर्चा की है।

Introduction

विवो संदर्भ में उत्पन्न जानकारी की एक बड़ी मात्रा के लिए तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान में व्यवहार परीक्षण महत्वपूर्ण है। इस संबंध में, शोधकर्ता संवेदी-मोटर फ़ंक्शन, सामाजिक बातचीत, चिंता जैसे और अवसादग्रस्तता जैसे व्यवहार, पदार्थ निर्भरता और^{संज्ञानात्मक कार्यों के} विभिन्न रूपों का विश्लेषण करने के लिए विभिन्न व्यवहार परीक्षणों का व्यापक रूप से उपयोग कर रहे हैं। व्यवहार परीक्षणों की मैनुअल रिकॉर्डिंग अधिकांश विशेषज्ञ पर्यवेक्षकों के लिए भी कठिन, थकाऊ और गलत हो सकती है। भले ही व्यवहार पंजीकरण के लिए मुफ्त और ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर विकसित करने के लिए कुछ प्रयास किए गए हैं (उदाहरण के लिए, यौन व्यवहार के लिए सेक्सरैट मेल² ऐप), कई विकल्प मछली³ से कृन्तकों ^4,5,6 तक विभिन्न पशु प्रजातियों की स्वचालित और वास्तविक समय व्यवहार रिकॉर्डिंग की अनुमति देते हैं। वीडियो ट्रैकिंग विभिन्न प्रकार^{के अनुप्रयोगों में} उपयोग की जाने वाली त्वरित और सटीक व्यवहार रिकॉर्डिंग के लिए एक मूल्यवान विधि है। व्यवहार रिकॉर्डिंग क्षेत्र में एक और संभावित विशेषता व्यवहार अभिव्यक्ति के दौरान तंत्रिका गतिविधि का पता लगाना है। न्यूरोनल गतिविधि (एकल कोशिकाओं से प्रमुख मस्तिष्क क्षेत्रों तक) और व्यवहार संबंधी कार्यों की एक साथ रिकॉर्डिंग हमें दिखा सकती है कि मस्तिष्क विशिष्ट व्यवहार पैटर्न^कैसे उत्पन्न करता है। व्यवहार मामूली घटकों का एक अनुक्रम है जो तंत्रिका गतिविधि और आंदोलनों या कार्यों के बीच संबंधों को प्रकट कर सकता है। यदि न्यूरोनल गतिविधि और व्यवहार पैटर्न को एक साथ कई टाइमस्केल के माध्यम से दर्ज किया जा सकता है, तो वे समझा सकते हैं कि प्रत्येक मस्तिष्क की स्थिति प्रत्येक विशेष व्यवहार से कैसे संबंधित है (व्यवहार रिकॉर्डिंग की अधिक गहन जांच के लिए, दत्ता एट अल। इसलिए, वांछित पैमाने पर व्यवहार और न्यूरोनल गतिविधि की सिंक्रनाइज़ रिकॉर्डिंग (न्यूरॉन्स से मस्तिष्क के बड़े क्षेत्रों तक) को एक अत्यंत उपयोगी उपकरण माना जाता है। तंत्रिका गतिविधि ^4,5 के रूप में अन्य मापों के साथ व्यवहार रिकॉर्डिंग को एकीकृत करने के उद्देश्य से कई प्रणालियां हैं।

यद्यपि इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी को नैदानिक और अनुसंधान तंत्रिका विज्ञान के क्षेत्र में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तकनीकों में से एक माना जाता है, अपेक्षाकृत उच्च गतिशीलता, साथ ही ईईजी रिकॉर्डिंग डिवाइस का आकार, इस तकनीक को विवो मॉडल⁹ के मामले में पता लगाने के लिए अद्वितीय और चुनौतीपूर्ण बनाता है। इस समस्या के कुछ समाधान विकसित किए गए हैं जैसे, केबल और स्विवेल-उपकरणों का उपयोग जो जानवरों को क्षेत्र में स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। फिर भी, केबल-आधारित सिस्टम अक्सर अध्ययन करने के लिए समस्याएं लागू करते हैं, उदाहरण के लिए, एक पिंजरे से दूसरे पिंजरे में जानवर के स्थानांतरण के दौरान, केबल के साथ जानवर की बाधा या उलझाव देखा जाता है। रिकॉर्डिंग स्थिति^10,11 के लचीलेपन को बढ़ाने के लिए वायरलेस इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग के लिए टेलीमेट्रिक डिवाइस विकसित किए गए ^हैं। हालांकि, इस तरह की प्रणालियों ने रिकॉर्डिंग चैनलों की कम संख्या और कम नमूना दर¹¹ के कारण काफी सीमाएं दिखाई हैं। इस अध्ययन में, हमने एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध वायरलेस सिस्टम का उपयोग किया जो स्वतंत्र रूप से चलने वाले कृन्तकों प्रणाली¹² के साथ वाई-फाई कनेक्शन के माध्यम से जानवर से ईईजी सिग्नल भेजता है। उपकरण का वजन 6 ग्राम है और 1 kSps पर दर्ज 16 चैनलों तक खड़ा है। यह प्रणाली कम गड़बड़ी के साथ पशु पर्यावरण में ईईजी या स्पाइक रिकॉर्डिंग की अनुमति देती है, जो बाजार में पारंपरिक इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल सिस्टम की तुलना में एक किफायती समाधान के रूप में कार्य करती है। इसके अलावा, हमने ईईजी और व्यवहार पैटर्न के बीच सहसंबंध प्रदान करने के लिए एक वीडियो ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करके इस डेटा को सिंक्रनाइज़ किया है। यह सिंक्रनाइज़ेशन दोनों प्रणालियों द्वारा उत्पन्न टाइमस्टैम्प के आधार पर डेटा और घटनाओं के संरेखण और प्रक्षेप द्वारा ऑफ़लाइन किया जाता है और MATLAB पर संसाधित किया जाता है।

वयस्क न्यूरोजेनेसिस^{को जानवरों के} डेंटेट गाइरस में नई उत्पन्न कोशिकाओं के न्यूरॉन्स में प्रसार, अस्तित्व और भेदभाव के रूप में परिभाषित किया गया ^है। यह प्रक्रिया स्मृति और सीखने के सुधार से जुड़ी हुई है जो समृद्ध वातावरण (ईई^{) स्थितियों के} माध्यम से कृन्तकों में वयस्क न्यूरोजेनेसिस को बढ़ाती है। ईई में खिलौनों और ट्यूबों के साथ प्रदान किए गए एक बड़े पिंजरे के अंदर छोटे समूहों में कृन्तकों को रखा जाता है, जहां जानवरों के पास उपन्यास और जटिल होते हैं लेकिन कोई जैविक प्रासंगिकता नहीं होती^है। यद्यपि ईई हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस को उत्तेजित करता है, यह उम्र, पशु तनाव, विशिष्ट उत्तेजना की स्थिति, या न्यूरोजेनेसिस का पता लगाने की प्रक्रिया जैसे कई कारकों में भी भिन्न होता है। सात दिनों के लिए ईई आवास के संपर्क में आने वाले मध्यम आयु वर्ग के चूहों में, हिप्पोकैम्पल डेंटेट गाइरस (डीजी) में नई दानेदार कोशिकाओं (जीसी) के जन्म^{की सूचना दी} गई है। वयस्क चूहों में वयस्क न्यूरोजेनेसिस को चुनिंदा रूप से समाप्त करने का प्रयास करने वाले अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि सीखी गई प्रतिक्रिया¹⁷ में लगभग 1 - 2 सप्ताह की उम्र की नई दानेदार कोशिकाओं की आवश्यकता होती है। वयस्कों डीजी में जीसी के जन्म के लगभग 2 या 3 सप्ताह बाद, डेंड्राइटिक स्पाइन जैसी कई विशिष्ट विशेषताएं, जो उत्तेजक सिनैप्टिक ट्रांसमिशन¹⁸ के लिए आवश्यक हैं, दिखाई देने लगती हैं। झाओ एट अल ने यह दिखाने के लिए एक मात्रात्मक विश्लेषण किया कि रीढ़ की वृद्धि का चरम पहले 3 - 4 सप्ताह¹⁹ के दौरान होता है। विवो अध्ययनों में कई इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल बताते हैं कि ईई आवास की स्थिति के केवल तीन सप्ताह डीजी के सिनैप्टिक ट्रांसमिशन में परिवर्तन पैदा करते हैं और सेल उत्तेजना²⁰ को बढ़ाते हैं। इसके अलावा, यह बताया गया है कि बीआरडीयू इंजेक्शन के 1-4 सप्ताह बाद एक समृद्ध वातावरण के संपर्क में आने^{से चूहों में} डीजी दानेदार परत में बीआरडीयू / न्यून कोशिकाओं के घनत्व में काफी वृद्धि हुई है। इन लेखकों का सुझाव है कि ईई एक्सपोजर के बाद एक से तीन सप्ताह के बीच एक महत्वपूर्ण अवधि मौजूद है क्योंकि नए न्यूरॉन्स की संख्या में पर्याप्त^{वृद्धि देखी गई} थी। मनुष्यों में वयस्क हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस (एएचएन) का अध्ययन विवादास्पद रहा है क्योंकि कोई प्रत्यक्ष सबूत नहीं था। हालांकि, एक हालिया रिपोर्ट ने मानव वयस्क मस्तिष्क में एएचएन के विकास के चरणों का वर्णन किया, डीजी में हजारों अपरिपक्व न्यूरॉन्स की पहचान की, और इस^{तरह मनुष्यों में} उम्र बढ़ने के दौरान एएचएन के महत्व का प्रदर्शन किया। पहले उल्लिखित सबूतों के आधार पर, पशु मॉडल में एएचएन का अध्ययन पहले से कहीं अधिक महत्वपूर्ण है (एएचएन की अधिक गहन परीक्षा के लिए, देखें लील-गैलिसिया एट^अल।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, हिप्पोकैम्पस को सीखने और स्मृति क्षमताओं में एक मौलिक कार्य से जोड़ा गया है। यादों का गठन तीन अलग-अलग प्रक्रियाओं से गुजरता है: एन्कोडिंग (मेमोरी अधिग्रहण), समेकन (मेमोरी स्टोरेज), और पुनर्प्राप्ति (मेमोरी मान्यता)²³। मनुष्यों में पहचान स्मृति का परीक्षण दृश्य युग्मित तुलना कार्य²⁴ का उपयोग करके किया जाता है। स्मृति और भूलने की बीमारी के मानव और पशु मॉडल के मूल सिद्धांत व्यवहार परीक्षण हैं जो पहले से प्रस्तुत उत्तेजनाओं^25,26 को पहचानने की क्षमता का आकलन करते हैं^, जैसा कि मनुष्यों में दृश्य युग्मित तुलना कार्य करता है। इसलिए, पहले से प्रस्तुत उत्तेजना को पहचानने के लिए एक कृंतक की क्षमता का आकलन करने के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले व्यवहार परीक्षणों में से एक, अर्थात्, सीखने और स्मृति क्षमता सहज उपन्यास वस्तु पहचान कार्य (एनओआरटी) ^23,27 है। एनओआरटी प्रोटोकॉल में अधिग्रहण परीक्षण में 10 मिनट के लिए एक परिचित क्षेत्र में दो समान उपन्यास वस्तुएं होती हैं। 0²⁸ और 48 घंटे²⁹ (प्रत्येक प्रोटोकॉल के अनुसार परिवर्तनीय समय) के बीच एक विशिष्ट समय के बाद, जानवर को उसी क्षेत्र में वापस कर दिया जाता है जिसमें एक ही परिचित वस्तु और एक उपन्यास वस्तु होती है। जानवर अनायास उपन्यास वस्तु की खोज करता है यदि परिचित वस्तु को याद किया गया था²⁶। वरीयता अनुपात आमतौर पर अन्वेषण प्रदर्शन का आकलन करने में उपयोग किया जाता है। यह उपन्यास या परिचित वस्तु के अन्वेषण समय से कुल वस्तु अन्वेषण समय को विभाजित करके निर्धारित किया जाता है। अन्य मान्यता स्मृति परीक्षणों की तुलना में एनओआरटी के कुछ फायदे हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात, इसके लिए कोई बाहरी प्रेरणा, इनाम या सजा की आवश्यकता नहीं है। यह तनावपूर्ण परिस्थितियों को उत्पन्न नहीं करता है। अंत में, वस्तुओं की खोज के व्यवहार को जगाने के लिए किसी प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं है (एनओआरटी की अधिक गहन जांच के लिए, देखें ^ref.23)।

इसलिए, वयस्क हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस के प्रभाव के रूप में सीखने और स्मृति के अध्ययन में कई डेटा तौर-तरीकों और उनके एकीकरण की एक साथ रिकॉर्डिंग अत्यधिक आकर्षक है और क्षेत्र में शोधकर्ताओं के लिए एक सम्मोहक समाधान प्रदान करती है। वर्तमान कार्य एक साथ व्यवहार वीडियो-ट्रैकिंग मूल्यांकन (उपन्यास वस्तु पहचान कार्य) और वायरलेस इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी रिकॉर्डिंग में शामिल सभी प्रक्रियाओं को उजागर करेगा। यहां हमने इलेक्ट्रोड विनिर्माण प्रक्रिया, एपिड्यूरल (खोपड़ी स्क्रू) इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण सर्जरी, पर्यावरण संवर्धन प्रोटोकॉल (हिप्पोकैम्पल न्यूरोजेनेसिस प्रेरण के लिए), एनओआरटी प्रोटोकॉल का पालन करते हुए, बीटीएस सेटअप, ईईजी - बीटीएस युग्मन वास्तविक समय में एक साथ निगरानी के लिए, और ईईजी और व्यवहार डेटा विश्लेषण की समीक्षा की है।

Protocol

सभी प्रक्रियाएं पशु कल्याण और पशु पीड़ा के निषेध के लिए उपयोग किए जाने वाले जानवरों की संख्या को कम करने के लिए राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों और स्थानीय मैक्सिकन कानूनों द्वारा लागू प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए गाइड (एनआईएच प्रकाशन एन ° 8023, 1978 में संशोधित) का पालन करती हैं। Universidad Iberoamericana की आचार समिति ने इस अध्ययन में जानवरों के उपयोग के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल को मंजूरी दी।

1. सामान्य सेटअप

विनिर्माण निर्देशों के अनुसार कंप्यूटर पर व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर स्थापित करें।
कैमरे को सीधे डिवाइस के ऊपर माउंट करें, ताकि यह नीचे की ओर हो। कैमरा कंप्यूटर से जुड़ा होना चाहिए।
कैमरे द्वारा आवश्यक ड्राइवर के सॉफ़्टवेयर को स्थापित करें (विनिर्माण निर्देशों का पालन करें)।
यदि कैमरे में ज़ूम लेंस शामिल हैं, तो उन्हें कैमरे के डिस्प्ले में पूरी तरह से फिट करने के लिए समायोजित करें।
विनिर्माण सॉफ्टवेयर के बाद कैमरा ऑटोफोकस (एएफ) मोड बंद करें।
सुनिश्चित करें कि कैमरा वास्तविक समय में सही ढंग से काम कर रहा है और वीडियो कैप्चर मोड का परीक्षण करें जब तक कि यह उपयोग करने के लिए तैयार न हो।

2. पर्यावरण संवर्धन प्रोटोकॉल (चित्रा 1 देखें)

नोट: इस प्रयोग के लिए तीन महीने के नर विस्टार चूहों का उपयोग किया गया था और प्राकृतिक अंधेरे-प्रकाश स्थितियों के तहत बनाए रखा गया था।

एक पारदर्शी ऐक्रेलिक वर्ग क्षेत्र (500 x 500 x 500 मिमी) में चूरा बिस्तर रखें।
कृन्तकों के साथ बातचीत करने के लिए अखाड़े पर तीन अलग-अलग प्रकार के खिलौने रखें (जैसे, गतिविधि पहिए, डबल डेक, सीढ़ियां, आदि)।
चार 2-इंच और चार घुमावदार ग्रे अपारदर्शी पीवीसी ट्यूब जोड़ें।
जानवरों के लिए एड लिबिटम पहुंच के साथ भोजन और पानी डिस्पेंसर प्रदान करें।
नियमित परिस्थितियों में विवेरियम कमरे के अंदर प्रति पिंजरे में तीन कृन्तकों को रखें।
संबंधित प्रोटोकॉल के अनुसार आवश्यक समय के लिए जानवरों को इस क्षेत्र में छोड़ दें। इस प्रयोग में, जानवरों को 20 दिनों के लिए अखाड़े के अंदर रहना चाहिए।
नोट: इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण सर्जरी के बाद, जानवर पर्यावरण संवर्धन उपचार के लिए वापस नहीं जाते हैं। इसके बजाय, उन्हें उपन्यास वस्तु पहचान परीक्षण पूरा होने तक एकल पिंजरों में रखा गया था।

3. इलेक्ट्रोड निर्माण प्रक्रिया

तांबे के तार के एक टुकड़े को लगभग 2 सेमी पर काटें और प्रत्येक छोर से लगभग 0.5 सेमी रगड़ने के लिए सैंडपेपर का उपयोग करें।
तांबे के तार के एक छोर को एक छोटे आकार के स्क्रू (इलेक्ट्रोड) के सिर पर रोल करें और सुनिश्चित करें कि यह मजबूती से तय है क्योंकि यह एक महत्वपूर्ण कदम है। ईईजी संकेतों में कलाकृतियों से बचने के लिए दोनों सामग्रियों के बीच सही संपर्क की गारंटी दी जानी चाहिए।
कनेक्टर के टर्मिनल टिप पर दूसरा छोर डालें और सुनिश्चित करें कि यह ठीक से बल का उपयोग करके ठीक से तय किया गया है। इस टिप को एम्पलीफायर केबल से कनेक्ट करना चाहिए।
मल्टीमीटर का उपयोग करके टिप से पेंच तक उपयुक्त चालकता को मापें। यह प्रक्रिया गारंटी देती है कि इलेक्ट्रोड कनेक्शन ठीक से स्थापित है।

4. एपिड्यूरल (खोपड़ी स्क्रू) इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण सर्जरी

नोट: पर्यावरण संवर्धन उपचार के 20 दिनों के बाद, जानवरों को नीचे वर्णित प्रक्रिया के बाद सर्जरी से गुजरना होगा:

जानवर को केटामाइन / ज़ाइलेज़िन (90/10 मिलीग्राम / किग्रा, यानी) का कॉकटेल इंजेक्ट करें।
नोट: वायुमार्ग की रुकावट से बचने के लिए, तब तक प्रतीक्षा करें जब तक कि चूहा हिलना बंद न कर दे, फिर इसे आवास पिंजरे से बाहर निकालें और जानवर को एक सपाट सतह पर रखें। प्री-इप्टिव एनाल्जेसिया के रूप में एक नॉनस्टेरॉइडल एंटी-इंफ्लेमेटरी (मेलॉक्सिकैम 1 मिलीग्राम / किग्रा, एससी) और एक एंटीबायोटिक (एनरोफ्लोक्सासिन 2.5 मिलीग्राम / किग्रा, पी.ओ.) इंजेक्ट करें।
एक बार जब चूहे को पूरी तरह से एनेस्थेटाइज कर दिया जाता है, तो चूहे के सिर के क्षेत्र को शेव करें।
नोट: सुनिश्चित करें कि सर्जरी जारी रखने से पहले जानवर को पूरी तरह से एनेस्थेटाइज किया गया है। ध्यान से पैर या पूंछ में से एक को पिंच करें। यदि जानवर उत्तेजना पर प्रतिक्रिया करता है, तो कुछ और मिनट प्रतीक्षा करें और इसे फिर से चुटकी लें। यदि जानवर चुटकी पर प्रतिक्रिया नहीं करता है, तो अगले चरण पर जाएं। यदि आवश्यक उपकरण उपलब्ध है, तो गैस संज्ञाहरण (जैसे आइसोफ्लुरेन) का उपयोग अत्यधिक अनुशंसित है, क्योंकि यह सुरक्षा के लिए अधिक आसानी से टाइट किया जाता है।
कान की सलाखों के साथ पहले दोनों कानों को ठीक करके जानवर को स्टीरियोटैक्सिक उपकरण पर रखें (सावधान रहें कि जानवर के आंतरिक कान को चोट न पहुंचे)। अंत में, काटने की पट्टी के ऊपर सामने के दांत रखें और नाक बार को सुरक्षित करें।
नोट: सभी सर्जरी के लिए जानवर को हीटिंग पैड प्रदान करें क्योंकि इस प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले संज्ञाहरण आमतौर पर हाइपोथर्मिया और सांस लेने की समस्याओं का कारण बनते हैं।
क्लोरहेक्सिडाइन या आयोडीन आधारित स्क्रब के तीन वैकल्पिक राउंड का उपयोग करके सिर क्षेत्र के शीर्ष को साफ करें, इसके बाद खारा या अल्कोहल कुल्ला करें।
सिर क्षेत्र (0.5 एमएल) की त्वचा के नीचे (20 मिलीग्राम / एमएल) लिडोकेन का प्रबंधन करें।
प्रत्येक जानवर की आंखों में हर 5-10 मिनट में नेत्र समाधान या नमकीन की एक बूंद डालें ताकि उन्हें सूखने में मदद न मिले।
एक स्केलपेल का उपयोग करके, खोपड़ी के शीर्ष क्षेत्र को ठीक से उजागर करने के लिए पूर्वकाल से पीछे की दिशा तक लगभग 2 सेमी का चीरा लगाएं।
बुलडॉग क्लैंप का उपयोग करके त्वचा को वापस लें और खोपड़ी के ऊपर के ऊतक को खुरचें।
प्राप्त किए गए ब्रेग्मा निर्देशांक को पहचानें और रिकॉर्ड करें।
ब्रेग्मा से शुरू करते हुए, स्टीरियोटैक्सिक पैक्सिनोस और वाटसन एटलस³⁰ का उपयोग करके, सात बिंदुओं (निर्देशांक) में से प्रत्येक की स्थिति का पता लगाएं और चिह्नित करें जहां इलेक्ट्रोड को तय किया जाएगा।
नोट: इस प्रयोग में, एफ 3, एफ 4 स्क्रू (ब्रेग्मा से + 2.0 मिमी, मध्य रेखा से 2.25 मिमी पार्श्व); सी 3, सी 4 स्क्रू (ब्रेग्मा से -3.0 मिमी, मध्य रेखा से 2.75 मिमी पार्श्व); और पी 3, पी 4 स्क्रू (ब्रेग्मा से -7.0 मिमी, मध्य रेखा से 2.75 मिमी पार्श्व) स्थापित किए गए थे। एक सातवां पेंच नाक की हड्डी (एनजेड) के पीछे स्थित था, जमीन के संदर्भ के रूप में ( चित्रा 2 देखें)।
एक चर गति ड्रिल उपकरण का उपयोग करके, प्रत्येक निशान पर टिप आकार 2 (लंबाई 44.5 मिमी) के साथ एक छेद बनाएं, सावधान रहें कि खोपड़ी को पूरी तरह से प्रवेश न करें।
इलेक्ट्रोड को छेद में डालें और इसे सावधानी से खोपड़ी में पेंच करें।
चरण 4.10 और 4.11 को तब तक दोहराएं जब तक कि सभी सात स्क्रू उचित रूप से ठीक न हो जाएं।
डेंटल सीमेंट की पहली परत के साथ सभी 7 स्क्रू को ठीक करें। प्रत्येक इलेक्ट्रोड को एक कनेक्टर में डालें। तारों को पूरी तरह से दंत सीमेंट की दूसरी परत के साथ कवर करें (यह जानवर को पेंच खींचने से रोक देगा), और कनेक्टर का निचला। यदि आवश्यक हो, तो दंत सीमेंट की तीसरी परत के साथ कवर करें, ईईजी कनेक्टर को उचित कनेक्शन के लिए साफ छोड़ दें, ताकि ईईजी डिवाइस को उचित रूप से जोड़ा जा सके ( चित्रा 3 देखें)।
नोट: द्विपक्षीय स्क्रू की प्रत्येक जोड़ी को रखने के बाद, इन्हें डेंटल सीमेंट (वैकल्पिक चरण) के साथ तय किया जा सकता है।
चूहे को रात भर पोस्ट-ऑपरेटिव देखभाल में छोड़ दें। जानवर का निरीक्षण करें और सर्जरी के बाद 1-2 घंटे के लिए जानवर को हीटिंग पैड प्रदान करें क्योंकि इस प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले संज्ञाहरण आमतौर पर हाइपोथर्मिया और सांस लेने की समस्याओं का कारण बनते हैं।
निर्जलीकरण को रोकने के लिए चमड़े के नीचे खारा घोल के 50 एमएल / किग्रा / 24 एच (रखरखाव खुराक) का उपयोग करें। सर्जरी के बाद और अगले 24 घंटे के लिए एक नॉनस्टेरॉइडल एंटी-इंफ्लेमेटरी (मेलॉक्सिकैम 2 मिलीग्राम / किग्रा, एससी) और एक एंटीबायोटिक (एनरोफ्लोक्सासिन 5 मिलीग्राम / किग्रा, पी.ओ.) इंजेक्ट करें।
सर्जरी के बाद, व्यवहार परीक्षण करने से पहले सात दिनों के दौरान चूहों को पूरी तरह से ठीक होने के लिए एकल पिंजरों में रखें।
भविष्य के जोड़तोड़ में तनाव को कम करने में मदद करने के लिए आवधिक आधार पर (दिन में कम से कम एक बार) जानवर को धीरे से हेरफेर करें। एक हाथ से चूहे को पकड़ते समय, उंगली के दबाव को धीरे से जानवर की पीठ पर लागू किया जाता है, उंगलियों को फर के माध्यम से स्लाइड किया जाता है। सर्जरी के बाद एक सप्ताह की अवधि के लिए सिर के घाव, स्वास्थ्य की स्थिति, सामान्य रूप से व्यवहार और शरीर के वजन की जांच करें।
नोट: यदि जानवर में कोई असामान्यता या बीमारी / तनाव के संकेत पाए जाते हैं, तो जिम्मेदार पशु चिकित्सा चिकित्सक को सूचित करें। इस अवधि के बाद, नोवेल ऑब्जेक्ट रिकग्निशन टेस्ट और ईईजी रिकॉर्डिंग तकनीक का प्रदर्शन करें।

5. नोवेल ऑब्जेक्ट रिकग्निशन टेस्ट (एनओआरटी)

नोट: सर्जरी के सात दिन बाद, व्यवहार परीक्षणों के लिए आगे बढ़ें। प्रस्तुत प्रयोग में सभी व्यवहार प्रक्रियाएं 14 घंटे 00 मिनट और 16 घंटे 00 मिनट के बीच की गईं, जो चूहे के प्रकाश चक्र से मेल खाती हैं।

चूहे पर नरम कपड़े से बना एक बनियान रखें (जिसमें व्यवहार परीक्षण के दौरान ईईजी डिवाइस रखा जाएगा)। व्यवहार परीक्षण करने से पहले 2-3 दिनों के लिए आदत की अनुमति दें।
एक मंद प्रकाश रोशन रिकॉर्डिंग रूम में एक काला ऐक्रेलिक वर्ग क्षेत्र (500 x 500 x 500 मिमी) रखें।
दो तरफा टेप का उपयोग करके अखाड़े के फर्श केंद्र में दो समान उपन्यास वस्तुओं को फिक्स करें (जानवरों द्वारा इसके विस्थापन को रोकने के लिए)। वस्तुओं को एक दूसरे और अखाड़े की दीवारों से समान दूरी पर होना चाहिए।
प्रत्येक वस्तु को 50% इथेनॉल के साथ पहले से अच्छी तरह से साफ करें, साथ ही प्रत्येक परीक्षण के बाद अखाड़े के फर्श को भी (घ्राण संकेतों से बचने के लिए)।
नोट: प्रत्येक सत्र शुरू करने से कम से कम आधे घंटे पहले जानवरों को हमेशा आवास कक्ष (विवेरियम कमरे से प्रयोगात्मक कमरे तक) में स्थानांतरित करें। रिकॉर्डिंग सत्र पूरा करने के बाद, जानवरों को एक अतिरिक्त घंटे के लिए प्रयोगात्मक कमरे में छोड़ दें। यह तनाव से बचने के लिए है जो इस परीक्षण के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।
प्रत्येक परीक्षण शुरू करने से पहले ईईजी डिवाइस कनेक्ट करें। धीरे से जानवर को नियंत्रित करें और जानवर की पीठ से जुड़ी ईईजी किट के साथ जानवर के सिर पर कनेक्टर में केबल को मजबूती से डालें ( चित्रा 4 देखें)। केवल एक पद की अनुमति है।
नोट: जानवर के कोमल पिछले हेरफेर कनेक्शन प्रक्रिया के दौरान जानवरों में तनाव को कम करने में मदद कर सकते हैं। अन्यथा, डिवाइस या जानवरों को नुकसान का खतरा बढ़ जाता है। यूएसबी-पोर्ट का उपयोग करके डिवाइस बैटरी को पूरी तरह से प्री-चार्ज करें।
नोवेल ऑब्जेक्ट रिकग्निशन परीक्षण चरण।
1. आदत: लगातार दो दिनों के लिए 5-मिनट के अंतराल पर जानवर को संभालें, और तुरंत बाद, जानवर को अखाड़े पर रखें (बिना किसी वस्तु के) और उन्हें 10 मिनट के लिए स्वतंत्र रूप से पता लगाने की अनुमति दें।
  नोट: किसी भी अधिग्रहण और स्मृति परीक्षण सत्र ों को निष्पादित करने से पहले, चूहों को सावधानीपूर्वक संभाला गया और संबंधित ईईजी डिवाइस से जोड़ा गया, जिसे परीक्षण शुरू करने से पहले ठीक से ठीक से तय किया गया था।
2. अधिग्रहण सत्र: जानवरों को वस्तुओं के विपरीत दीवारों में से एक के सामने अखाड़े पर रखें। जानवरों को 10 मिनट के लिए स्वतंत्र रूप से अन्वेषण करने की अनुमति दें। व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर परीक्षण रिकॉर्डिंग के लिए चरण 6.13 पर जाएं।
  नोट: सुनिश्चित करें कि ईईजी डिवाइस चूहे की पीठ से जुड़ी बनियान को ठीक से रखता है (जानवर की उचित ट्रैकिंग सुनिश्चित करने के लिए)। अतिरिक्त सुदृढीकरण के लिए, मास्किंग टेप का उपयोग करें।
3. अल्पकालिक स्मृति परीक्षण (एसएमटी): आकार, रंग और बनावट में पूरी तरह से अलग किसी भी वस्तु के साथ वस्तुओं में से एक को बदलें। अधिग्रहण सत्र के 2 घंटे बाद, जानवरों को वस्तुओं के विपरीत दीवारों में से एक के सामने अखाड़े में रखें। जानवर को 10 मिनट के लिए स्वतंत्र रूप से तलाशने की अनुमति दें। व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके परीक्षण रिकॉर्डिंग के लिए चरण 6.13 पर जाएँ।
4. दीर्घकालिक मेमोरी टेस्ट (एलएमटी): अल्पकालिक मेमोरी टेस्ट से आकार, रंग और बनावट में पूरी तरह से अलग किसी अन्य के साथ उपयोग की जाने वाली वस्तु को बदलें। अधिग्रहण सत्र के 24 घंटे बाद जानवर को वस्तुओं के विपरीत दीवारों में से एक के सामने अखाड़े में रखें। जानवर को 10 मिनट के लिए स्वतंत्र रूप से पता लगाने की अनुमति दें व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करके परीक्षण रिकॉर्डिंग के लिए चरण 6.13 पर जाएं।

6. व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर सेटअप

व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर खोलें।
संस्थान के उपयोगकर्ता और पासवर्ड का उपयोग करके खाते में लॉग इन करें।
"नया खाली प्रयोग" टैप खोलें और प्रोटोकॉल के लिए एक नाम चुनें (उदाहरण के लिए, "NORT")।
"वीडियो ट्रैकिंग मोड" का चयन करें।
नोट: इस प्रयोग में, वीडियो ट्रैकिंग को लाइव स्ट्रीम करने के लिए कैमरा सेट किया गया है। हालांकि, पहले से रिकॉर्ड किए गए वीडियो का चयन करने के लिए एक अतिरिक्त विकल्प है।
"उपकरण" पर जाएँ। नारंगी आयत को अनुमानित क्षेत्र की सीमाओं में समायोजित करके अखाड़ा क्षेत्र को परिभाषित करें। स्क्रीन पर कैमरे से प्रक्षेपित क्षेत्र के अंदर वस्तुओं की सीमा पर नारंगी सर्कल फिट करते हुए, ऑब्जेक्ट के क्षेत्र का निर्धारण करें।
छवि (अखाड़ा) की ज्ञात लंबाई के साथ एक स्थिति में शासक रेखा को स्थानांतरित करने वाले पैमाने को सेटअप करें। सेटिंग्स पैनल पर "शासक रेखा की लंबाई है" विकल्प में मिलीमीटर में ऑब्जेक्ट की लंबाई दर्ज करें। इस मामले में, अखाड़ा 500 x 500 मिमी मापता है।
"ट्रैकिंग और व्यवहार" पर जाएं। "ज़ोन" जारी रखें। "आइटम जोड़ें" मेनू पर क्लिक करें और "नया ज़ोन" चुनें। अखाड़ा क्षेत्र का चयन करें और नए ज़ोन का नाम दें (उदाहरण के लिए, "फ़ील्ड")।
ऑब्जेक्ट्स के क्षेत्र के साथ पिछले चरण को दोहराएं और नए ज़ोन को नाम दें (उदाहरण के लिए, "ऑब्जेक्ट्स")।
"पशु रंग" पर जाएं और "जानवर उपकरण पृष्ठभूमि की तुलना में हल्के हैं" विकल्प चुनें।
नोट: इस प्रयोग के लिए सफेद (विस्टार) चूहों का उपयोग किया गया था। हालांकि, सॉफ्टवेयर में शोधकर्ताओं के लिए अतिरिक्त विकल्प हैं जो काले और धब्बेदार चूहों का उपयोग करते हैं। जानवरों की दोनों नस्लों का उपयोग एक ही प्रयोग में किया जा सकता है।
"जानवर के सिर और पूंछ को ट्रैक करना" पर जाएं और "हां, मैं चाहता हूं कि जानवर के सिर और पूंछ को ट्रैक किया जाए।
"परीक्षण" पर जाएं | "चरण", और मेनू से "आइटम जोड़ें," "नया चरण" चुनें। नए चरण को नाम दें, "अधिग्रहण। चरण की अवधि को परिभाषित करें (उदाहरण के लिए, 600 सेकंड)।
"शॉर्ट-टर्म मेमोरी टेस्ट" और "लॉन्ग-टर्म मेमोरी टेस्ट" चरणों के पिछले चरण को दोहराएं।
नोट: इस प्रोटोकॉल में, सभी चरणों की समान अवधि (10 मिनट) है।
"प्रक्रियाओं" पर जाएं। प्रत्येक चरण (अधिग्रहण, अल्पकालिक स्मृति परीक्षण और दीर्घकालिक स्मृति परीक्षण) के लिए ट्रैक की जाने वाली घटनाओं को परिभाषित करें।
परीक्षण शुरू करें (प्रत्येक जानवर के साथ)। "टेस्ट" (शीर्ष मेनू बार में) पर जाएं और "एक परीक्षण जोड़ें (+) चुनें। परीक्षण किए जाने वाले जानवर के लिए एक संख्या असाइन करें (उदाहरण के लिए, "1")।
"रिकॉर्ड" का चयन करें और जानवरों और सत्र का नाम दें (उदाहरण के लिए, "एम 1 एसीक्यू")।
जानवर को अखाड़े में रखने से पहले, "प्ले" बटन पर एक बार क्लिक करें। एक संदेश "प्रारंभ करने की प्रतीक्षा कर रहा है" प्रदर्शित किया जाएगा।
जानवर को अखाड़े में रखने के बाद, "प्ले" बटन पर दूसरी बार क्लिक करें। परीक्षण स्वचालित रूप से शुरू और समाप्त हो जाएगा।
अल्पकालिक मेमोरी टेस्ट (अधिग्रहण सत्र के 2 घंटे बाद) और दीर्घकालिक मेमोरी टेस्ट (अधिग्रहण सत्र के 24 घंटे बाद) के लिए चरण 6.13-6.16 दोहराएं।

7. वायरलेस इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी डिवाइस सेटअप

मॉडेम को किसी PC होस्ट से कनेक्ट करें और उसे चालू करें. पीसी पर किसी भी अन्य नेटवर्क डिवाइस को बंद करें। अधिमानतः, पंजीकरण कक्ष में किसी भी अन्य वायरलेस संचार जैसे ब्लूटूथ, सेल फोन, अन्य मॉडेम, या यहां तक कि वायरलेस हैंडसेट को चुप करें।
एम्पलीफायर को चूहे की पीठ से जोड़ें, जैसा कि चरण 5.5 में बताया गया है।
बैटरी में प्लग इन करके ईईजी डिवाइस चालू करें।
नोट: डिवाइस को कनेक्ट करने के 2 सेकंड बाद, ईईजी एम्पलीफायर पर एक लाल एलईडी पलक झपकजाएगा, यह दर्शाता है कि मॉडेम के साथ संचार सक्रिय है, और फिर हरे रंग की एलईडी चालू हो जाएगी। यदि संचार सफल होता है, तो मॉडेम पर एलईडी लगातार फ्लैश होना शुरू हो जाएगा। एम्पलीफायर अब मॉडेम को जानकारी भेजने के लिए तैयार है।
ईईजी सॉफ्टवेयर लॉन्च करें और इसे वायरलेस ईईजी अधिग्रहण डिवाइस में एकीकृत करने के लिए निर्माता निर्देशों के अनुसार सेट करें
"प्रारंभ प्रदर्शन" बटन दबाएँ। ईईजी सॉफ्टवेयर वास्तविक सिग्नल अधिग्रहण प्रदर्शित करेगा।
नोट: प्रयोग के दौरान अनुपलब्ध जानकारी से बचने के लिए "रीयल-टाइम" प्राथमिकता मोड असाइन करने के लिए "Windows कार्य प्रबंधक" का उपयोग करें।

8. इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (ईईजी) सिग्नल रिकॉर्डिंग

यह सत्यापित करने के बाद कि ईईजी सॉफ्टवेयर डेटा प्राप्त कर रहा है, व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर लॉन्च करें, और यह सत्यापित करने के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल सेट करें कि जानवर अवलोकन क्षेत्र में है और सेट-अप सही ढंग से काम कर रहा है।
इस बिंदु पर, "स्टार्ट रिकॉर्ड" बटन दबाकर ईईजी सॉफ्टवेयर रिकॉर्डिंग शुरू करें। यह जांचने के बाद कि अधिग्रहण सिग्नल चल रहा है, बीटीएस में प्रयोग शुरू करें।
प्रयोग समाप्त होने के बाद, ईईजी सॉफ्टवेयर पर लौटें और रिकॉर्डिंग प्रक्रिया को रोकें। रिकॉर्डिंग को निम्न प्रारूप का उपयोग करके रिकॉर्डिंग की तारीख से युक्त डिफ़ॉल्ट नाम का उपयोग करके सहेजा जाएगा: "yyy-mmdd-hhmm_SubjectID_Ephys.plx"। डिफ़ॉल्ट रूप से, सभी रिकॉर्डिंग ईईजी सॉफ्टवेयर (न्यूरोफिज़डेटा) फ़ोल्डर में सहेजे जाते हैं।
जाँचें कि दोनों डेटा फ़ाइलें बनाई गई थीं. भ्रम से बचने के लिए प्रयोग लॉग रिकॉर्ड करें या नाम बदलें।

9. व्यवहार कार्य और ईईजी सिग्नल सिंक्रनाइज़ेशन

MATLAB खोलें और कमांड निष्पादित करें: convert_plx2mat। ऐसा फ़ंक्शन एक ब्राउज़र बॉक्स खोलेगा। कनवर्टिंग फ़ंक्शंस निर्माता द्वारा प्रदान किए जाते हैं और MATLAB के पथ में जोड़ा जाना चाहिए।
कनवर्ट करने के लिए *.plx का चयन करें और इसे डिफ़ॉल्ट पैरामीटर में बदलने के लिए MATLAB की कमांड लाइन पर "Enter" दबाएं।
BTS प्रयोग फ़ाइल खोलें और "प्रोटोकॉल" पर जाएँ। "परिणाम, रिपोर्ट और डेटा" विकल्प पर क्लिक करें दोनों ऑब्जेक्ट्स की सभी घटनाओं का चयन करें और "रिपोर्ट के लिए समय प्रारूप चुनें" पर क्लिक करें, तीसरे विकल्प का चयन करें: "HH:MM:SS.SSS में वास्तविक समय के रूप में घटनाओं के समय दिखाएं - उदाहरण के लिए 13:20:14.791।
अब "फ़ाइल" पर जाएं और "एक्सपोर्ट" और "एक्सएमएल के रूप में एक्सपोर्ट एक्सपेरिमेंट" पर क्लिक करें, "परीक्षण की तारीख और समय" की जांच करें, अंत में "एक्सएमएल बनाएं" पर क्लिक करें।
"परीक्षण डेटा निर्यात करें" पर जाएं और "डेटा सहेजें" पर क्लिक करें। इवेंट ्स समय के साथ एक .csv फ़ाइल बनाई जाएगी.
प्रत्येक फ़ाइल के लिए चरण 9.1 से 9.5 दोहराएँ. हमारे मामले में, तीन प्रयोग थे: एसीक्यू, एसटीएम और एलटीएम।
एक बार ईईजी और व्यवहार फ़ाइलों को परिवर्तित करने के बाद, उन्हें एक ही फ़ोल्डर पर एकत्र करें। फ़ोल्डर में क्रमशः छह फ़ाइलें, तीन .mat फ़ाइलें और तीन .csv होनी चाहिए. हमारे मामले में, फाइलों को बुलाया गया था: PID_01_ACQ_N.मैट, PID_02_STM_N.मैट, PID_03_LTM_N.मैट, PID_01_ACQ_M.csv, PID_02_STM_M.csv और PID_03_LTM_M.csv। आईडी एक जानवर की पहचान संख्या को संदर्भित करता है।
MATLAB का उपयोग करके "procesa_sujeto.m" फ़ंक्शन खोलें, और दूसरी पंक्ति को जानवर की आईडी पर समायोजित करें।
अब MATLAB को ऐसे फ़ोल्डर में ले जाएं और निष्पादित करें: "procesa_sujeto" एसीक्यू, एसटीएम और एलटीएम चरणों पर ऑब्जेक्ट रिकग्निशन से जुड़े पावर के लिए अल्फा और बीटा रिलेटिव बैंड के आंकड़े बनाने के लिए।
नोट: "procesa_sujeto" एक फ़ंक्शन है जो कई सिग्नल प्रोसेसिंग विश्लेषणों को निष्पादित / चलाता है। इन विश्लेषणों को चरण 9.10 से 9.15 में निम्नानुसार संक्षेपित किया गया है।
चरण सुधार का उपयोग करके प्रत्येक ईईजी सिग्नल को [5-40] हर्ट्ज पर 4 वें ऑर्डर बटरवर्थ बैंडपास फिल्टर के साथ फ़िल्टर करें।
निम्नलिखित विश्लेषण से पहले संकेतों का नेत्रहीन निरीक्षण करें, और दोषपूर्ण इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट या पशु आंदोलनों द्वारा गलत समायोजन से प्राप्त कलाकृतियों वाले उन चैनलों को आगे के विश्लेषण से बाहर रखा गया था।
गति कलाकृतियों को कम करने के लिए सामान्य औसत के लिए संदर्भ संकेत।
सेगमेंट ईईजी बीटीएस से प्राप्त टाइमस्टैम्प द्वारा सिंक किए गए 4 एस लंबाई के युग बनाने के लिए संकेत देता है। लक्ष्य घटनाएं वस्तु की सीमा से जानवर की दूरी द्वारा चिह्नित वस्तु की खोज थीं। इन घटनाओं को बीटीएस टाइमस्टैम्प पर चिह्नित किया गया है और इसका उपयोग पहचानकर्ताओं के रूप में खिड़कियों की स्थिति को ठीक करने के लिए किया गया था। इसलिए, ईईजी युगों को अन्वेषण शुरू होने से पहले 1 सेकंड से 3 सेकंड बाद तक सीमांकित किया जाता है। इस बिंदु पर, अन्वेषण लंबाई के बारे में कोई सत्यापन का उपयोग नहीं किया गया था, लेकिन इसे भविष्य के शोधों के लिए माना जाएगा।
वेल्च की पीरियडोग्राम विधि का उपयोग करके उन युगों पर वर्णक्रमीय शक्ति घनत्व का अनुमान लगाएं, 1 एस विंडो लंबाई, 90% का ओवरलैप, फूरियर ट्रांसफॉर्म अनुमान से पहले हैनिंग विंडो, इन मापदंडों के साथ 1 हर्ट्ज का रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया गया था।
पीरियडोग्राम के तहत क्षेत्र का मूल्यांकन करके प्रत्येक बैंड पर पावर स्पेक्ट्रल का आकलन करें, और प्रस्तुत मूल्य सापेक्ष ऊर्जा से मेल खाते हैं, इसका मतलब है कि प्रत्येक ईईजी बैंड की ऊर्जा को युग की कुल ऊर्जा से विभाजित किया गया था। यह प्रक्रिया ईईजी संकेतों पर कलाकृतियों के कारण गलत अनुमानों को भी कम करती है।

Representative Results

ऊपर वर्णित विधियों को पर्यावरण संवर्धन उपचार के बाद एक साथ ईईजी और चूहे की गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए लागू किया गया था। तीन महीने के नर विस्टार चूहों को 20 दिनों के लिए मध्यम अवधि के पर्यावरण संवर्धन उपचार प्रोटोकॉल के तहत रखा गया था, और उन्हें न्यूजीलैंड में स्थित सातवें इलेक्ट्रोड के संदर्भ में ललाट, मध्य और पार्श्विका क्षेत्रों पर जोड़े गए छह खोपड़ी स्क्रू इलेक्ट्रोड को ठीक करने के लिए संचालित किया गया था। जानवरों को प्राकृतिक अंधेरे-प्रकाश की स्थिति में बनाए रखा गया था , जिसमें भोजन और पानी तक पहुंच थी। यह काम एक साथ लाइव रिकॉर्डिंग के लिए ईईजी सिस्टम और व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर के बीच एकीकरण को दर्शाता है। हमने केवल ईई प्रोटोकॉल के तहत इलाज किए गए जानवरों का उपयोग किया क्योंकि हम उपचार की प्रभावशीलता की तुलना करने का नाटक नहीं करते हैं, लेकिन केवल उपकरणों के फायदे का उदाहरण देते हैं। सबूत के रूप में कि 20 दिनों के पर्यावरण संवर्धन आवास प्रोटोकॉल का उपयोग वयस्क न्यूरोजेनेसिस को उत्तेजित करता है, हम ईई के तहत जानवरों और हमारी प्रयोगशाला से अप्रकाशित डेटा से मानक परिस्थितियों में रखे गए जानवरों से बीआरडीयू पॉजिटिव सेल काउंट डेटा प्रस्तुत करते हैं। तीन महीने के नर विस्टार चूहों का इस्तेमाल किया गया था। उन्हें एक दूसरे के बीच 12 घंटे के साथ बीआरडीयू के साथ तीन बार इंजेक्शन दिया गया था। जानवरों को एनेस्थेटाइज्ड किया गया (पेंटोबार्बिटल (50 मिलीग्राम / किग्रा, यानी) और ट्रांसकार्डियल छिड़काव द्वारा इच्छामृत्यु ( चित्रा 5 देखें)। यह सुनिश्चित करने के लिए कि ईईजी डिवाइस से जुड़ी बनियान जानवरों की गतिविधियों को सीमित नहीं करती है, हमने दो समूहों में ओपन फील्ड टेस्ट (ओएफटी) किया, एक समूह ने उपकरण (बनियान और ईईजी एम्पलीफायर) पहने हुए सर्जरी की, और जानवरों का दूसरा समूह हार्डवेयर पहने बिना बरकरार रहा। हमें परीक्षण के 10 मिनट में जानवरों द्वारा तय की गई दूरी में महत्वपूर्ण अंतर नहीं मिला ( चित्रा 5 देखें)। विशिष्ट NORT प्रोटोकॉल में दो वस्तुओं की प्रस्तुति होती है, और उनमें से एक को एक नई वस्तु के साथ प्रतिस्थापित किया जाता है। व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर ने अन्वेषण समय की निगरानी की।

व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर ने अपने प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों का मूल्यांकन करने के लिए जानवरों के एक समूह को रिकॉर्ड किया। इसलिए, हमने अन्वेषण प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए तीन मापदंडों का उपयोग किया। वरीयता अनुपात की गणना ऑब्जेक्ट ज़ोन में बिताए गए जानवरों के सिर के समय का उपयोग करके की गई थी, जो प्रत्येक वस्तु में जानवरों के सिर द्वारा बिताए गए समय की कुल मात्रा की रिपोर्ट करता है। इसके अलावा, हमने वस्तुओं की ओर बढ़ने में बिताए गए समय के लिए एक वरीयता अनुपात की गणना की, जो प्रत्येक वस्तु क्षेत्र की ओर बढ़ने वाले प्रत्येक जानवर पर खर्च किए गए समय की कुल मात्रा को दर्शाता है। इसके अतिरिक्त, प्रत्येक ऑब्जेक्ट के प्रति विज़िट खर्च किए गए समय की गणना की गई थी। चित्रा 6 ऊपर उल्लिखित तीन-पैरामीटर परिणाम दिखाता है। अधिग्रहण परीक्षण में, तीन मूल्यांकन किए गए मापदंडों में वस्तुओं के बीच कोई अंतर नहीं था: तीन परीक्षणों के लिए ऑब्जेक्ट ज़ोन में हेड टाइम, तीन परीक्षणों के लिए वस्तुओं की ओर बढ़ने का समय, और प्रत्येक ऑब्जेक्ट में प्रति यात्रा का समय। एसटीएम परीक्षण में कोई मतभेद नहीं थे। इस बीच, एलटीएम परीक्षण में, नई वस्तु के लिए एक अन्वेषण संदर्भ अनुपात काफी अधिक देखा गया था। इसके अतिरिक्त, एलटीएम परीक्षण में, प्रति यात्रा (पैनल सी) खर्च किए गए समय में उपन्यास वस्तु के लिए प्राथमिकता भी देखी जा सकती है। वीडियो 1 प्रयोग में रिकॉर्ड किए गए चूहे का एक प्रतिनिधि उदाहरण दिखाता है जबकि वीडियो 2 एक साथ ईईजी और व्यवहार रिकॉर्डिंग का एक प्रतिनिधि उदाहरण दिखाता है।

कंप्यूटर की घड़ी का उपयोग करके व्यवहार ट्रैकिंग और ईईजी सॉफ्टवेयर रिकॉर्डिंग के साथ ट्रैक की गई समय की घटनाओं का मिलान करना संभव था। चित्रा 7 और चित्रा 8 अल्फा और बीटा बैंड पर ईईजी सापेक्ष शक्ति में परिवर्तन दिखाते हैं। ये मोटर नियंत्रण, एकाग्रता और स्मृति से संबंधित हैं, यह सुझाव देते हुए कि अन्वेषण सिर्फ इन कार्यों से संबंधित है। पशु 3 के परिणाम बताते हैं कि अल्फा पावर एसीक्यू और एलटीएम के संबंध में एसटीएम पर कम हो जाती है, जो अन्वेषण या स्मृति पुनर्प्राप्ति से संबंधित डीसिंक्रोनाइज़ेशन का सुझाव देती है। ऑब्जेक्ट रिकग्निशन (संसाधित युग) की संख्या कम थी। इस बिंदु तक, यह निर्धारित करना संभव नहीं है कि क्या एक सांख्यिकीय परीक्षण मान्य करेगा कि क्या ऐसा अंतर वास्तविक है, या एक कलाकृति ऐसी प्रयोगात्मक स्थितियों का उत्पादन करने में सक्षम थी। फिर भी, युग विभाजन, लेबलिंग और विश्लेषण जानवरों में एक साथ अंकन घटनाओं और भविष्य की अनुसंधान परियोजनाओं के लिए उत्पादित ईईजी परिणामों की समयरेखा से संभव हो गया है। इन प्रणालियों का संयोजन एक मैनुअल अंकन प्रक्रिया द्वारा घटनाओं की गलत पहचान को रोकता है, जो पशु प्रयोग उद्देश्यों में एक महत्वपूर्ण मुद्दा बन गया है। बीटीएस और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल (ईपी) गतिविधि का संयोजन पशु व्यवहार से सटीक रूप से जुड़ा हो सकता है; फिर भी, प्रयोगात्मक स्थितियों में गति कलाकृतियों को खत्म करने और प्रयोगात्मक सेटअप में प्रभावी ढंग से सुधार करने के लिए उन्नत सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

चित्रा 1: समृद्ध पर्यावरण (ईई) स्थितियों पिंजरे के उदाहरण। आवास खिलौनों और ट्यूबों के साथ प्रदान किया गया था, जिसमें जानवरों को उपन्यास और जटिल लगता है लेकिन कोई जैविक प्रासंगिकता नहीं है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्र 2: चूहे की खोपड़ी में एपिड्यूरल इलेक्ट्रोड की स्थिति। स्क्रू को एक साथ हेडसेट के लिए एंकर के रूप में और इलेक्ट्रोड के रूप में इस्तेमाल किया गया था। एफ = ललाट; सी = फ्रंटोपेराइटल; पी = पार्श्विका; 3 = बाएं; 4 = दाएं; NZ = जमीनी संदर्भ के रूप में। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्रा 3: एपिड्यूरल (खोपड़ी स्क्रू) इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण सर्जरी की प्रतिनिधि छवियां। सर्जरी के विभिन्न चरणों में चूहों में प्रत्यारोपित इंट्राक्रैनील इलेक्ट्रोड स्क्रू दिखाने वाली छवि। सुनिश्चित करें कि इस प्रक्रिया को करते समय सड़न रोकनेवाली तकनीकों का पालन किया जाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्रा 4: प्रयोगात्मक सेटअप के साथ एक चूहे की प्रतिनिधि छवियां। चूहे को एनओआरटी प्रोटोकॉल के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले क्षेत्र के अंदर एक एम्बेडेड बैटरी के साथ ईईजी डिवाइस से जुड़ी बनियान पहनने के लिए बनाया गया था। छवि हेडसेट और केबल कनेक्टर को सिर के चूहे पर स्थापित दिखाती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्रा 5: ईई प्रोटोकॉल द्वारा आंदोलन क्षमता, और वयस्क न्यूरोजेनेसिस उत्तेजना का सबूत। (ए) ओपन फील्ड टेस्ट (ओएफटी) में 10 मिनट के लिए जानवरों की गतिविधि की प्रतिनिधि छवियां और उपकरण / सर्जरी पहनने वाले जानवरों की औसत दूरी, और उपकरण / सर्जरी के बिना जानवर। (B-E) ईई और मानक आवास समूहों के लिए बीआरडीयू लेबल कोशिकाओं (तीव्र अंधेरे) के साथ प्रतिनिधि डीजी अनुभाग। पैनल बी और डी डीजी का कम आवर्धन दिखाते हैं, और पैनल सी और ई उच्च आवर्धन पर बॉक्स क्षेत्र दिखाते हैं। पैनल बी और सी ईई आवास समूह से ऊतक हैं, पैनल डी और ई मानक आवास समूह से हैं। इनसेट दोनों समूहों में लेबल कोशिकाओं की औसत संख्या को दर्शाता है। एमएल - आणविक परत; जीसीएल - दानेदार कोशिका परत; एसजीजेड - सबग्रेनुलर जोन; तीर - बीआरडीयू + कोशिकाएं। रेखांकन एसईएम के माध्य ± दिखाते हैं। टी-छात्र परीक्षण का उपयोग समूहों की तुलना करने के लिए किया गया था। * पी≤0.05. ओपन फील्ड टेस्ट में समूहों के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6: एनओआरटी मूल्यांकन में अन्वेषण प्रदर्शन। (ए) तीन परीक्षणों के लिए ऑब्जेक्ट जोन में हेड टाइम। (बी) तीन परीक्षणों के लिए वस्तुओं की ओर बढ़ने वाला समय। (सी) प्रत्येक वस्तु में प्रति यात्रा समय। सिदक के कई तुलना परीक्षण ±के साथ दो-तरफा दोहराए जाने वाले एनोवा को सभी मापदंडों में उपयोग किया गया था। * संबंधित परीक्षण में वस्तुओं के बीच p≤0.05, ** p≤0.01. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्रा 7: अन्वेषण से जुड़े अल्फा ईईजी बैंड शक्ति पर परिवर्तन। यह आंकड़ा सापेक्ष अल्फा शक्ति में परिवर्तन दिखाता है, जानवर द्वारा वस्तुओं की खोज शुरू करने के बाद आधे सेकंड से 2.5 तक। छह रेखांकन फ्रंटल, सेंट्रल और पार्श्विका इलेक्ट्रोड (ऊपर से नीचे तक) और बाएं और दाएं पक्षों से मेल खाते थे। बॉक्सप्लॉट किसी ऑब्जेक्ट के प्रत्येक स्थिति संयोजन के लिए ऐसी समय श्रृंखला का वितरण दिखाते हैं: "परिचित" और "उपन्यास," और चरण: "एसीक्यू," "एसटीएम" और "एलटीएम। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

चित्रा 8: अन्वेषण से जुड़े बीटा ईईजी बैंड पावर पर परिवर्तन। यह आंकड़ा सापेक्ष बीटा शक्ति पर परिवर्तन दिखाता है, जानवर द्वारा वस्तुओं की खोज शुरू करने के बाद आधे सेकंड से 2.5 तक। छह रेखांकन फ्रंटल, सेंट्रल और पार्श्विका इलेक्ट्रोड (ऊपर से नीचे तक) और बाएं और दाएं पक्षों से मेल खाते थे। बॉक्सप्लॉट किसी ऑब्जेक्ट के प्रत्येक स्थिति संयोजन के लिए ऐसी समय श्रृंखला का वितरण दिखाते हैं: "परिचित" और "उपन्यास," और चरण: "एसीक्यू," "एसटीएम" और "एलटीएम। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

वीडियो 1: प्रयोग में रिकॉर्ड किए गए चूहे को दिखाने वाला प्रतिनिधि वीडियो। चूहा एनओआरटी प्रोटोकॉल के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले अखाड़े के अंदर था। चूहे ने ईईजी डिवाइस से जुड़ी बनियान को एम्बेडेड बैटरी के साथ पहना हुआ था। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

वीडियो 2: प्रतिनिधि वीडियो एक साथ ईईजी और व्यवहार रिकॉर्डिंग दिखा रहा है। ईईजी सिग्नल बाईं ओर प्रदर्शित किया गया था जबकि व्यवहार परीक्षण (एनओआरटी) वीडियो के दाईं ओर प्रदर्शित किया गया था। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।

Discussion

व्यवहार और इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी अनुसंधान प्रकृति से मुश्किल और चुनौतीपूर्ण है। इसलिए, दोनों तकनीकों का संयोजन महत्वपूर्ण महत्वपूर्ण कदम प्रस्तुत करता है। इस प्रकार, दोनों समवर्ती तकनीकों का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। वास्तविक अभ्यास में, दुनिया भर में हर समूह विशेष स्थितियों के साथ व्यवहार परीक्षण करता है, जैसे कि जानवर, विश्लेषण किए गए पैरामीटर या उपचार। उपर्युक्त क्षेत्र में महत्वपूर्ण विवाद पैदा करता है और सभी के लिए उपलब्ध मानक प्रक्रियाओं को विकसित करने की आवश्यकता है। यहां, हमने इस विस्तृत प्रक्रिया को सभी महत्वपूर्ण चरणों और पद्धतिगत विचारों के साथ तैयार किया है जो आमतौर पर अधिकांश प्रकाशित लेखों में वर्णित या उल्लिखित नहीं हैं। इन पर नीचे चर्चा की गई है।

आवश्यक सामग्री का उत्पादन इस तकनीक की सफलता में एक मौलिक कदम है। इस संबंध में, इलेक्ट्रोड को स्टेनलेस स्टील स्क्रू, तांबे के केबल और सिल्वर वेल्डर का उपयोग करके खरोंच से बनाया जाना चाहिए। इन सामग्रियों को स्थायी रूप से एक साथ वेल्ड करना मुश्किल है, इस तरह से कि उपयोग से पहले प्रत्येक इलेक्ट्रोड की चालकता और ताकत को सत्यापित किया जाना चाहिए। इलेक्ट्रोड असेंबली के लिए एक अन्य प्रकार के तार का उपयोग करना संभव है; हालांकि, तांबा एम्पलीफायर कनेक्टर में डालने के लिए इलेक्ट्रोड में हेरफेर करने के लिए पर्याप्त लचीला है। इस संबंध में, वाणिज्यिक इलेक्ट्रोड का उपयोग वांछनीय है, लेकिन उनका अधिग्रहण जटिल और महंगा हो सकता है। सर्जरी इस प्रोटोकॉल में सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक है। यह अत्यधिक अनुशंसित है और यहां तक कि एक अनुभवी सर्जन होना आवश्यक है, खासकर इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपण के लिए। चूंकि सर्जरी के लिए अक्सर संज्ञाहरण के समय को लंबा करने और कभी-कभी सर्जरी के दौरान वेल्डिंग आवेदन की आवश्यकता होती है, इसलिए प्रत्येक प्रयोगशाला को कृन्तकों के प्रत्येक तनाव के लिए उपयुक्त संज्ञाहरण (विभिन्न कॉकटेल का उपयोग किया जा सकता है) के साथ आवश्यक परीक्षण करना चाहिए, विशेष रूप से विवेरियम स्थितियों के तहत, कूड़े के बीच अंतर, और यहां तक कि जानवरों के बीच व्यक्तिगत अंतर भी। उचित योजना और विचार सर्जरी के दौरान जानवरों को खोने से रोक सकता है। इलेक्ट्रोड आरोपण एक और महत्वपूर्ण कदम है। खोपड़ी को पंच करने और मेनिंगेस या मस्तिष्क के ऊतकों को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए बहुत देखभाल की आवश्यकता होती है। स्क्रू को सही ढंग से रखा जाना चाहिए, अर्थात, खोपड़ी में पूरी तरह से तय किया जाना चाहिए, अन्यथा, शोर और कलाकृतियों को संकेतों पर प्रस्तुत किया जाएगा, जैसे कि एक घटिया कोलोकेशन या आंदोलन से संबंधित जो ईईजी रिकॉर्डिंग का उपयोग नहीं करता है। कृंतक की पीड़ा से बचने के लिए ऑपरेशन से पहले और बाद के उपचार और स्थितियों को हमेशा किया जाना चाहिए और देखा जाना चाहिए। स्केलपेल के साथ चीरा लगाने से पहले सिर की त्वचा पर चमड़े के नीचे लिडोकेन का उपयोग किया जा सकता है। जानवर की आंखों में खारा की एक बूंद सूखापन को रोकने में मदद करेगी। इसके अलावा, मुंह में एक खारा घोल प्रशासित किया जाना चाहिए, और सर्जरी के बाद, 1 एमएल को पशु के द्रव संतुलन की भरपाई करने और निर्जलीकरण को रोकने के लिए या तो चमड़े के नीचे या इंट्रापरिटोनियल रूप से प्रशासित किया जाना चाहिए। सर्जरी के तुरंत बाद, एक विरोधी भड़काऊ दवा (दर्द को कम करने के लिए), साथ ही चमड़े के नीचे या सामयिक एंटीबायोटिक दवाओं के माध्यम से एंटीबायोटिक्स, सीधे खोपड़ी की परिधि पर प्रशासित किया जाना चाहिए जहां दंत सीमेंट टोपी स्थित है (संक्रमण की संभावना को कम करने के लिए)। सर्जरी के 24 घंटे बाद उपरोक्त प्रक्रिया को दोहराएं। जानवर की पीठ पर ईईजी एम्पलीफायर की स्थिति एक साथ रिकॉर्डिंग के लिए मुख्य कठिनाई है। बनियान का डिजाइन और निर्माण विशेष रूप से जानवरों के आकार पर आधारित होता है। बनियान को कृंतक के प्राकृतिक आंदोलन की अनुमति देनी चाहिए ( चित्र 5 देखें)। यह उत्तरार्द्ध तकनीक के मुख्य लाभ की गारंटी देगा, जो मुक्त आंदोलनों की रिकॉर्डिंग है। चूंकि जानवरों ने सर्जरी के बाद और बाद के दिनों के दौरान बनियान, हेड कनेक्टर या केबल को हटाने का प्रयास नहीं किया, इसलिए यह माना गया कि सेटअप ने आंदोलन प्रतिबंध को महत्वपूर्ण रूप से उत्पन्न नहीं किया या दर्द या असुविधा का कारण बना। बीटीएस द्वारा चिह्नित घटनाओं के आधार पर युगों में एक सही ईईजी विभाजन के लिए एक अच्छी तरह से परिभाषित प्रोटोकॉल लिखना अनिवार्य है। अस्थायी चिह्नों को समय श्रृंखला हेरफेर द्वारा विलय किया जा सकता है क्योंकि दोनों सिस्टम अपने टाइमस्टैम्प सेट करने के लिए एक ही घड़ी का उपयोग करते हैं। उपरोक्त विश्लेषण के लिए इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल डेटा को शामिल करते हुए पशु प्रयोग की संभावनाओं का विस्तार करता है।

यहां प्रस्तुत तकनीक का उपयोग किसी भी तंत्रिका विज्ञान अनुसंधान क्षेत्र में और सबसे आम मुराइन प्रजातियों और यहां तक कि अन्य प्रजातियों के साथ किया जा सकता है। व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर की बहुमुखी प्रतिभा सबसे महत्वपूर्ण लाभों में से एक है क्योंकि इसका उपयोग मॉरिस वाटर भूलभुलैया, ओपन-फील्ड, उपन्यास वस्तु पहचान, वातानुकूलित स्थान वरीयता, छेद बोर्ड, ऊंचा प्लस भूलभुलैया, वाई-भूलभुलैया, रेडियल आर्म भूलभुलैया, बार्न्स भूलभुलैया और अन्य के रूप में भूलभुलैया की एक महान बहुमुखी प्रतिभा में किया जा सकता है। इसे एक साथ 16 कैमरे तक इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, सैकड़ों अलग-अलग उपाय (अधिक विस्तृत जानकारी के लिए मैनुअल^31,32 देखें) रिपोर्ट किए जा सकते हैं। विचार करें कि यह काम ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए प्रयोग का वर्णन करता है, स्थानीय क्षेत्र क्षमता या एकल-इकाई रिकॉर्डिंग जैसी कुछ अन्य तकनीकें संभव हैं। हालांकि, उपयोगकर्ताओं को यह विचार करना चाहिए कि सामान्य सेटअप और कई प्रारंभिक चरणों को अन्य उद्देश्यों के लिए बदलने की आवश्यकता है। इसलिए, जब इस तकनीक का उपयोग ईईजी वाई-फाई रिकॉर्डिंग के साथ किया जाता है, तो संभावनाओं को बढ़ाया जाता है, क्योंकि यह ईईजी एकीकरण और गतिशीलता की कई विशेषताओं का मूल्यांकन करने के लिए मनुष्यों पर किए गए जानवरों के अध्ययन में नए दृष्टिकोण जोड़ता है, जैसे कनेक्टिविटी, ईईजी बैंड पावर, या प्रतिक्रियाओं को जन्म देना। मनुष्यों के विपरीत, पशु प्रयोग कई अन्य प्रयोगात्मक प्रतिमानों के बीच दवा प्रशासन, जीन संशोधन, या अभिव्यक्ति का मूल्यांकन करना संभव है। ईईजी विश्लेषण के लिए, विचार करें कि कुछ प्रोटोकॉल में वांछित व्यवहारों की पुनरावृत्ति की संख्या बहुत कम है, जो औसत प्रतिक्रियाओं और विश्वसनीय परिणाम प्राप्त करने की संभावना को रोकती है। इसलिए, रिकॉर्डिंग और विश्लेषण प्रोटोकॉल को डिजाइन करने के लिए सावधान रहें जो प्रयोग शुरू करने से पहले प्रदर्शन करने के लिए माना जाता है। फिर भी, यह विचार किया जाना चाहिए कि पशु प्रयोग में काम करना आंदोलन को रोकने के लिए संभव नहीं है, प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल की जटिलता और सिग्नल विश्लेषण और व्यवहार संबंधी कार्यों के लिए विचार बढ़ रहा है। वर्तमान में, पूर्ण ट्रैकिंग सिस्टम और ईईजी रिकॉर्डिंग के लिए उपकरण मानकीकृत या मॉड्यूलर नहीं हैं, जिसका अर्थ है कि उनके सेटअप का उद्देश्य अन्य व्यवहार कार्यों का पता लगाने के लिए एकल प्रोटोकॉल और अनुकूलन है, जिसका अर्थ है कि बड़ी संख्या में प्रयोगशालाओं के लिए उच्च लागत का सुझाव देना। इस अध्ययन में बताए गए विकल्पों का पालन करके इस स्थिति को हल किया जा सकता है। फिर भी, अधिक विश्वसनीय प्रयोगों के लिए कई सुधार महसूस किए जा सकते हैं। व्यवहार और सिग्नल प्रोसेसिंग के माध्यम से इलेक्ट्रोड निर्माण से शुरू होने वाले कई चरणों में काम में सुधार किया जा सकता है। बहरहाल, यह प्रदर्शित किया गया है कि पशु ट्रैकिंग और ईईजी अधिग्रहण एक सस्ती उच्च तकनीक लेकिन सस्ती सेटअप का उपयोग करके संभव है।

सारांश में, वर्तमान कार्य वैज्ञानिकों की मदद करने का एक प्रयास है, विशेष रूप से तंत्रिका विज्ञान क्षेत्र में, इन दो तकनीकों का उपयोग करने में सक्षम होने के लिए जो आमतौर पर संयोजन में उपयोग नहीं किए जाते हैं। व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करके ईईजी और व्यवहार परीक्षण की एक साथ रिकॉर्डिंग तकनीक के कई फायदे हैं, और यह तंत्रिका विज्ञान के कई क्षेत्रों में विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है, विशेष रूप से सीखने और स्मृति क्षेत्रों में। इस उपकरण को ध्यान में रखते हुए हिप्पोकैम्पस के रूप में सबकॉर्टिकल संरचनाओं की गहरी रिकॉर्डिंग के रूप में अन्य क्षमताएं हैं, लेकिन जैसा कि उल्लेख किया गया है, कई प्रारंभिक कदम बदल जाएंगे। वायरलेस उपकरण एक पारंपरिक तार दृष्टिकोण की लगभग सभी सीमाओं को हल करता है, जैसे कि जानवरों की एक पिंजरे से दूसरे पिंजरे में गतिशीलता की समस्याएं, केबल के साथ बाधित या उलझा हुआ जानवर। यह सेटअप तकनीक उपयोगकर्ता के अनुकूल है, जैसा कि ऊपर वर्णित है, और विशेषज्ञों या व्यक्तियों का लगभग अप्रशिक्षित या गैर-विशिष्ट समूह इस सॉफ़्टवेयर का उपयोग कर सकता है। ईईजी उपकरण की कीमत एक नियमित ईईजी एम्पलीफायर से कम है। व्यवहार ट्रैकिंग सॉफ्टवेयर भी बाजार में वीडियो ट्रैकिंग के लिए सबसे सस्ती सॉफ्टवेयर में से एक है। इस सॉफ्टवेयर के लिए वार्षिक लाइसेंस की आवश्यकता होती है. उपकरण का उपयोग एक से अधिक प्रयोगात्मक सेटअप, विभिन्न जानवरों और बहुमुखी प्रतिभा के प्रकार में किया जा सकता है। हमें उम्मीद है कि यह प्रयास वैज्ञानिक समुदाय की मदद करेगा और व्यवहार और इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी का एक साथ अध्ययन करने के लिए एक आसान पहुंच प्रदान करेगा।

Disclosures

सिल्विया ओर्टेगा-मार्टिनेज स्टोल्टिंग कंपनी के एक कर्मचारी के रूप में काम करता है, एक कंपनी जिसने इस लेख के उत्पादन और खुली पहुंच प्रदान की और प्रायोजित की।

Acknowledgments

हम तकनीकी सहायता प्रदान करने के लिए श्री मिगुएल बर्गोस, और श्री गुस्तावो लागो को धन्यवाद देना चाहते हैं। हम वीडियो उत्पादन लागत को कवर करने के लिए स्टोल्टिंग कंपनी के आभारी हैं, तकनीकी सहायता प्रदान करने के लिए जिंगा-ही, इंक, और इस काम के लिए धन देने के लिए Universidad Iberoamericana Ciudad de México के डिविज़न डी इन्वेस्टिगासियोन वाई पोस्ग्राडो।

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
#2 Variable speed rotary tool tip	Reorder #310048, Lenght 44.5mm	SS White	For making the holes where the screws will be inserted
#4 Scalpel and blade
50 X 50 X 50 cm Open Field Black Mate Arena
8 pin Receptacle Housing Female	Amphenol FCI	10147606-00008LF
8 pin Receptacle Housing Male	Amphenol FCI	10147603-00008LF
Acrylic Resin	MDC Dental	NicTone	For fixating the screws to the skull
ANY-maze video tracking software	Stoelting, Co.	version 6.1	http://www.anymaze.co.uk/)
benzalkonium chloride antiseptic solution	Benzal	Benzal
Bulldog clamps	Cientifica VelaQuin		For retracting the skin
Camera	Logitech	c920
Copper wire
Crimp contact	Amphenol FCI	10147604-01LF
DELL PC	DELL
Electrode
JAGA16	Jinga-Hi, Inc.	JAGA16
Ketamine	PiSA Agropecuaria	ANESKET	For anesthesia
MATLAB	R2020a	MathWorks	Script was develop ped in collaboration with Jinga-Hi, Inc.
Monomer	MDC Dental	NicTone	For fixating the screws to the skull
Neurophys software	Jinga-Hi, Inc./ Neurosys, LLC	Neurosys 3.0.0.7
Screwdrive			For inserting the screws into the skull
Screws
Screws equiped with electrode
Stereotaxic instrument	KOPF		For the surgery
Variable speed rotary tool	Dremel 3000	Dremel	For making the holes where the screws will be inserted
Voltmeter	PROAM	MUL-040	For confirming that the electrode conducts electricity
Xilazine	PiSA Agropecuaria	PROCIN	For anesthesia

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References

Hånell, A., Marklund, N. Structured evaluation of rodent behavioral tests used in drug discovery research. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 1-13 (2014).
Buenrostro-Jáuregui, M., et al. SEXRAT MALE: A smartphone and tablet application to annotate and process live sexual behavior in male rodents. Journal of Neuroscience Methods. 320, 9-15 (2019).
Jun, J. J., Longtin, A., Maler, L. Long-term behavioral tracking of freely swimming weakly electric fish. Journal of Visualized Experiments. (85), e50962 (2014).
Shoji, H., Takao, K., Hattori, S., Miyakawa, T. Contextual and cued fear conditioning test using a video analyzing system in mice. Journal of Visualized Experiments. (85), e50871 (2014).
Zheng, W., Ycu, E. A. A fully automated and highly versatile system for testing multi-cognitive functions and recording neuronal activities in rodents. Journal of Visualized Experiments. (63), e3685 (2012).
Melo-Thomas, L., et al. A wireless, bidirectional interface for in Vivo recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats. Journal of Visualized Experiments. (129), e56299 (2017).
Noldus, L. P. J. J., Spink, A. J., Tegelenbosch, R. A. J. Ethovision Video Tracking System. Behavior Research Methods, Instruments, and Computers. 33 (3), 398-414 (2001).
Datta, S. R., Anderson, D. J., Branson, K., Perona, P., Leifer, A. Computational Neuroethology: A Call to Action. Neuron. 104 (1), 11-24 (2019).
Medlej, Y., et al. Enhanced setup for wired continuous long-term EEG monitoring in juvenile and adult rats: application for epilepsy and other disorders. BMC Neuroscience. 20, 8 (2019).
Weiergräber, M., Henry, M., Hescheler, J., Smyth, N., Schneider, T. Electrocorticographic and deep intracerebral EEG recording in mice using a telemetry system. Brain Research Protocols. 14 (3), 154-164 (2005).
Etholm, L., Arabadzisz, D., Lipp, H. P., Heggelund, P. Seizure logging: A new approach to synchronized cable-free EEG and video recordings of seizure activity in mice. Journal of Neuroscience Methods. 192 (2), 254-260 (2010).
Jinga-hi. JAGA16 Wireless Electrophysiology Recording Device. , Available from: https://www.jinga-hi.com/hardware-jaga16 1 (2020).
Kempermann, G., Kuhn, H. G., Gage, F. H. More hippocampal neurons in adult mice living in an enriched environment. Nature. 386 (6624), 493-495 (1997).
Bruel-Jungerman, E., Laroche, S., Rampon, C. New neurons in the dentate gyrus are involved in the expression of enhanced long-term memory following environmental enrichment. European Journal of Neuroscience. 21 (2), 513-521 (2005).
Leal-Galicia, P., Romo-Parra, H., Rodríguez-Serrano, L. M., Buenrostro-Jáuregui, M. Regulation of adult hippocampal neurogenesis exerted by sexual, cognitive and physical activity: An update. Journal of Chemical Neuroanatomy. 101, 101667 (2019).
Trinchero, M. F., Herrero, M., Monzón-Salinas, M. C., Schinder, A. F. Experience-Dependent Structural Plasticity of Adult-Born Neurons in the Aging Hippocampus. Frontiers in Neuroscience. 13, 739 (2019).
Shors, T. J., et al. Erratum: Neurogenesis in the adult is involved in the formation of trace memories (Nature (2001) 410 (372-376)). Nature. 414 (6866), 938 (2001).
Song, H., et al. New neurons in the adult mammalian brain: Synaptogenesis and functional integration. Journal of Neuroscience. 25 (45), 10366-10368 (2005).
Zhao, C., Teng, E. M., Summers, R. G., Ming, G. L., Gage, F. H. Distinct morphological stages of dentate granule neuron maturation in the adult mouse hippocampus. Journal of Neuroscience. 26 (1), 3-11 (2006).
Irvine, G. I., Logan, B., Ecket, M., Abraham, W. C. Enriched environment exposure regulates excitability, synaptic transmission, and LTP in the dentate gyrus of freely moving rats. Hippocampus. 16 (2), 149-160 (2006).
Tashiro, A., Makino, H., Gage, F. H. Experience-specific functional modification of the dentate gyrus through adult neurogenesis: A critical period during an immature stage. Journal of Neuroscience. 27 (12), 3252-3259 (2007).
Moreno-Jiménez, E. P., et al. Adult hippocampal neurogenesis is abundant in neurologically healthy subjects and drops sharply in patients with Alzheimer's disease. Nature Medicine. 25 (4), 554-560 (2019).
Cohen, S. J., Stackman, R. W. Assessing rodent hippocampal involvement in the novel object recognition task. A review. Behavioural Brain Research. 285, 105-117 (2015).
Fagan, J. Memory in the infant. Journal of Experimental Child Psychology. 9 (2), 217-226 (1970).
Baxter, M. G., et al. I've seen it all before" Explaining age-related impairments in object recognition. Theoretical comment on Burke et al. Behavioral Neuroscience. 124 (5), 706-709 (2010).
Antunes, M., Biala, G. The novel object recognition memory: Neurobiology, test procedure, and its modifications. Cognitive Processing. 13 (2), 93-110 (2012).
Ennaceur, A., Delacour, J. A new one-trial test for neurobiological studies of memory in rats. 1: Behavioral data. Behavioural Brain Research. 31 (1), 47-59 (1988).
Winters, B. D., Forwood, S. E., Cowell, R. A., Saksida, L. M., Bussey, T. J. Double dissociation between the effects of peri-postrhinal cortex and hippocampal lesions on tests of object recognition and spatial memory: Heterogeneity of function within the temporal lobe. Journal of Neuroscience. 24 (26), 5901-5908 (2004).
Forwood, S. E., Winters, B. D., Bussey, T. J. Hippocampal lesions that abolish spatial maze performance spare object recognition memory at delays of up 48 hours. Hippocampus. 15 (3), 347-355 (2005).
Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotaxic coordinates. , Academic Press. (1997).
Stoelting Co. Getting started with ANY-maze Setting up and starting work with ANY-maze. , Available from: https://www.braintreesci.com/images/ANYMaze.pdf (2006).
Stoelting Co. A detailed description of the ANY-maze measures. , Available from: https://www.anymaze.co.uk/a-detailed-description-of-the-any-maze-measures.pdf (2010).

Behavior

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Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Disclosures

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Materials

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