Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Awake, Unrestrained Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme için Eğitim Köpekler

7.4K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/60192

⸱

13 Ekim 2019

 ,  ,  , 
1Department of Psychology, Auburn University, 2Canine Performance Sciences Program, College of Veterinary Medicine, Auburn University, 3AU MRI Research Center, Department of Electrical & Computer Engineering, Auburn University, 4Alabama Advanced Imaging Consortium, 5Center for Neuroscience, Auburn University

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Kontrolsüz uyanık köpeklerde manyetik rezonans görüntüleme (MRG), fiziksel veya kimyasal kısıtlama ile görüntülemeye göre çeşitli avantajları olan yeni bir yöntemdir. Bu protokol, MRG ortamında ki eğitimi en aza indiren ve pahalı olabilecek uygun maliyetli bir eğitim yöntemi sunar ve kanin fonksiyonel MRG için kullanılabilir konu havuzunu en üst düzeye çıkarır.

Özet

Fonksiyonel ve yapısal verilerin elde edilmesi için yüksek enerjili köpeklerle uygun maliyetli bir şekilde yapılabilecek bir köpek fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme (fMRI) eğitim protokolü salıyoruz. Uyanık, sınırsız fMRI için köpekler eğitim Bu yöntem gerçek MRI taraması ortamına istasyon davranış transferini kolaylaştırmak için çeşitli farklı yerlerde konuşlandırma bir genelleme prosedürü kullanır; bunu, pahalı olabilir MRG taraması ortamında kapsamlı bir eğitim süresi ne gerek kalmadan yapar. Ayrıca, bu yöntem, duyarsızlaştırmadan MR ortamına (yani 100+ desibel taraması sesi) bir sabitleme (yani çene istirahati) davranışının eğitimini böler, ikincisi özel İşitsel Pozlama koşullandırma seansları sırasında gerçekleştirilir. Tam eğitim ve test protokolü 14 saat gerekli ve yeni yerlere hemen transfer sonuçlandı. Ayrıca görsel yüz işleme ve koku ayrımcılık paradigmalarından elde edilen kan tMRI verilerinin örneklerini de savuruyoruz.

Giriş

Kontrolsüz uyanık köpekler üzerinde yapılan manyetik rezonans görüntüleme (MRG) yeni bir yöntemdir, köpek beyninde fonksiyon ve yapı incelemek için yeni bir yol oluşturma. Dizginsiz uyanık köpeklerden MR görüntü edinimi ilk yayınlanan hesapları 2009 (yapısal) ve 2012 (fonksiyonel)1,2yayınlandı. Kontrolsüz uyanık köpeklerde beyin fonksiyonlarını incelemek için fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemenin (fMRI) çeşitli avantajları vardır. İlk olarak, veri toplama insanların benzer, ve bu nedenle daha kolay türler arasında genelleştirilebilir3. İkinci olarak, anesteziye gerek yoktur, istenmeyen etkileri ortadan kaldırır. Üçüncü olarak, beyin aktivitesi anestezi ile değiştirilir ve dolayısıyla bilişsel fonksiyon daha iyi anestezi olmadan değerlendirilebilir4. Dördüncü olarak, sıvı/gıda yoksunluğu ve fiziksel kısıtlama araştırmacıların sakinleştirilmemiş hayvanları (örneğin, kemirgen, kuş ve primat modelleri) araştırmalarına olanak sağlarken, bu hayvanlar yoksun olmayan ve dizginsiz benzerlerinden çok farklı bilişsel durumlarla bulunabilirler. 3 .

Şu anda, uyanık köpekler (Atlanta, ABD; Auburn, ABD; Budapeşte, Macaristan; Querétaro, Meksika; Viyana, Avusturya), ve kasıtlı bir MRI taraması 5 geçmesi için köpekler eğitim için standart bir yöntem yoktur5,6,7. Tüm eğitim yöntemleri kaliteli beyin taramaları için gerekli olan uzun süre hareketsiz kalmak için köpekler eğitim ortak hedefi paylaşmak. Tüm yöntemler pekiştirme öğrenme ilkeleri ile çalışmakla birlikte, tam olarak nasıl uygulandığı değişir, ve biz henüz sonuçlar üzerinde bu varyans etkisini bilmiyorum. Bu nedenle, önerilen bir eğitim yöntemi kabul edilirse ve yaygın olarak kullanılıyorsa, verilerdeki istenmeyen varyansı bir miktar azaltabilir. Bu makalede, MRTarayıcı'ya yerlesin için eğitim yöntemine odaklanıyoruz. MRI tarama pahalı, ve geliştirdiğimiz önerilen yöntem maliyet-etkin ve böylece eğitim için bir MRI tarayıcı düzenli erişim olmadan dünya çapında eğitmenler için genelleştirilebilir olma amacı vardır.

Yöntem iki ana bileşenden oluşur: eğitim ve test. Eğitim iki aşamadan oluşur. Birinci aşama, köpeği açık bir ortamda çene hedefine (yani istasyona) eğitmektir ve ikinci aşama köpeği sahte bir MRI'da istasyona yönlendirmektir. MRG duyarsızlaştırma eğitim aşamaları boyunca, ayrı, özel İşitsel Pozlama oturumları sırasında oluşur. Test, taşınabilir sahte MRG'ye beş farklı test noktasında yer almaktan oluşur. Bu test aşamasının yararı, sabitleme davranışını genelleştirerek gerçek MRI ortamına aktarılmasını kolaylaştırmaktır. Genel protokol Şekil 1'deözetlenmiştir.

figure-introduction-1
Şekil 1: Protokol zaman çizelgesi. Protokol zaman çizelgesi Eğitim ve Test olmak üzere iki bileşene ayrılmıştır. Eğitim daha iki aşamaya ayrılır: Açık Çevre ve Mock MRG. Eğitim sırasında da ayrı İşitsel Pozlama seansları gerçekleşir. Test, taşınabilir sahte MRG'ye, beş farklı transfer lokasyonuna (T1-T5) yer leşmekten oluşur. Köpek beş farklı transfer konumlarında kriter için istasyonlama davranışı genelleştirilmiş sonra, köpek gerçek MRI ortamda veri toplama için hazırdır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Faza bağlı olarak, eğitim ve test köpek başına haftada 25 ila 75 dakika sürer: bir 10 dakikalık İşitsel Pozlama oturumu ve iki veya daha fazla 5-30 dakikalık İstasyon oturumları. Bu protokol 25 hafta içinde tamamlanabilir. Transfer testi sırasında, köpekler beş farklı yerlerde taşınabilir bir sahte MRI (delik, radyofrekans bobini, 90 + dB ses, kulak dolgu) 5 dakikalık hareketsiz aşağı / kalmak ve çene dinlenme birkaç nöbetleri yürütmek. Transfer seansları haftada bir kez 30-60 dakika, üst üste beş hafta boyunca gerçekleşir. MRI testi sırasında, köpekler gerçek bir MRI tarayıcıyapısal ve işlevsel veri toplama 60 dakikalık bir oturum sırasında son istasyonlama davranışı birkaç nöbetleri yürütmek.

Eğitim ve test boyunca, bir çene dinlenme odak davranışıdır. Çene istirahati, köpeğin çenesine bir nesnenin yüzeyine dokunmasıdır ve bu yüzeye bir işaret (yani çenesini dinlendirin) için bir işaret tir. Hedefe işaret fiziksel (örneğin, jest, yem), sözlü (örneğin, konuşulan kelime "dinlenme") veya bir nesne (örneğin, çene dinlenmesinin kendisine erişim) olabilir. Çene hedefleme davranışının akıcı performansı baş hareketini sınırlamak için çok önemlidir. Bu protokolde, çene istirahati davranışı, hedef süresi (beş dakikaya kadar) artırılmış olmak üzere birden çok bağlamda (farklı dinlenme cihazları, birden çok konumda) meydana gelecek şekilde koşullandırılır, korunur ve genellenir. Buna ek olarak, eğitmen koşulları ve aşağı ve kalmak davranışların güçlü performans korur, yanı sıra sürüm işareti üzerinde iyi uyarıcı kontrolü "Tamam," koşullu güçlendirici ve davranışsal olay işareti "tıklayın" ve Keep Going Signal (KGS) "iyi" 8. Protokol boyunca, belirli aşamalarda ve belirli aralıklarla birden fazla uyarıcı ve cihaz tanıtılır. Bu malzemeler kolayca ve ucuza temin edilir. Tüm ayrıntılar için Malzemeler Tablosu'nabakın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Bu yöntemler için etik onay Auburn Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi'nden alınmış ve tüm yöntemler kendi yönergeleri ne ve yönetmeliklerine uygun olarak gerçekleştirilmiştir. İşitsel pozlama için, oturumlar boyunca ilerleme hafta numarasına bağlıdır. İstasyon oturumları için, belirli bir oturum tarafından belirtilen performans ölçütü (örn. çene hedeflemesinin en az on bir saniyelik süresi), eğitmenin köpeği bu eğitim aşamasında bir sonraki oturuma ilerletmeden önce karşılanmalıdır. Aksi takdirde, bu adım tekrarlanır.

1. İşitsel Pozlama seansları

NOT: Bu seanslar, MRTarayıcı gürültüsüne pozitif Koşullu Duygusal Tepkinin (CER) pasif maruziyetini ve aktif klasik karşı koşullandırmasını oluşturur; tarayıcı gürültü oyuncak oyun veya gıda ödülleri erişimi tahmin eden bir uyarıcı olarak kurulmuştur. Pozlama seansları yaklaşık 10 dakika boyunca haftada bir kez gerçekleşir.

  1. Pasif Pozlama (PE) seansları ortam, MRTarayıcı gürültülerine 40-70 desibel (dB) maruz ilerler. Köpeği tanıdık bir egzersiz alanına taşıyın ve ses çalma sessizce oturumda belirtilen ses biriminde taşınabilir bir Bluetooth hoparlör aracılığıyla duyulabilir ken köpeğin dolaşmasına izin verin (Bkz. Malzeme Tablosu). Tarayıcı gürültüsünün 10 dk oynatma üç PE seansı, üç hafta boyunca haftada bir kez (PE1 40-60 dB, PE2 65 dB, PE3 70 dB) yapın.
  2. Aktif Pozlama (AE) seansları standart klasik koşullandırma paradigmasını kullanır ve üç PE seanstan sonra yapılır. Köpeği tanıdık bir kapalı eğitim odasına taşıyın ve kısa gecikmeli klasik koşullandırma prosedürünün on denemesinden geçirin (Bkz. Şekil 2).
    1. 10 s için oturum tarafından belirtilen ses düzeyinde ses toyna.
    2. 10 s geçtikten sonra, tarayıcı gürültü hala duyulabilir iken köpek ile oyuncak-play (veya sürekli gıda ödülü) 20 s meşgul.
    3. Oyun 20 s sonra, köpek oyuncak almak ve gürültü duraklatmak. 10 s için köpek (sessizlik içinde, oyuncak / gıda olmadan köpek) bekleyin.
    4. Bu gecikmeden sonra, bir sonraki duruşmaya başlayın. Oturum başına on deneme gerçekleştirin.
    5. Birim, oturumlar üzerinden artımlı olarak artırılır. On iki hafta boyunca haftada bir AE seansı gerçekleştirin (AE1 45 dB, AE2 50 dB, AE3 55 dB, AE4 60 dB, AE670 dB, AE775 dB, AE880 dB, AE9 85 dB , AE10 90 dB, AE11 100 dB, AE12 > 100 dB).

figure-protocol-1
Şekil 2: Aktif Pozlama. Aktif Pozlama (AE) kısa süreli klasik koşullandırma işlemidir. 10 s CS (yani, kendisi tarafından sunulan ses taramayın), 20 s CS + US (yani, top ve birlikte sunulan tazyik sesi), 10 s gecikme (top yok, tcan ses). Bu gecikmeden sonra, duruşma baştan başlar. Oturum başına on deneme vardır ve oturumlar üzerinde artımlı hacim artışı vardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

NOT: Aşağıdaki sesi toplayın: MRI tarayıcı taban çizgisi, şim, localizer (izci), MPRAGE, GRE Field, EPI, Multiband EPI, DTI ve RESOLVE DTI, örneğin, bir akıllı telefonun ses kayıt uygulamasını hayalet taramalar sırasında 3T MRI paketinin açık kapısından kullanarak. Desibel metre telefon uygulaması aracılığıyla eğitim oturumları sırasında ses çalma ses düzeyini belirleyin.

2. İstasyon oturumları

NOT: Bu seanslar iki aşamaya ayrılır: Açık ortam ve Mock MRG. Çeneden nesneye hedef öğrenildikten sonra, süreler 'luk bir yüzdelik artışla artırılır. Eğitim bağlamına yeni unsurlar ve ekipman parçaları eklendikçe, davranışın belirli kriterleri (örn. süre) geçici olarak gevşetilir:
1) İstasyon oturumlarında, eğitmen katlanmış bir havlu ya da katlanmış bir havlu üzerinde bir çene dinlenme bir burun-dokunmatik davranış trenler. Bu çene dinlenme davranışı bir köpük çene dinlenme meydana genelleştirilmiş ve yavaş yavaş 5 dk nöbet süresi inşa.
2) Aynı anda, sağlam aşağı ve kalmak davranışları inşa ve korunur.
3) Bu davranışlar daha sonra kapalı bir alanda (yani tünel) ve 3' yükseklikte meydana gelecek şekilde koşullandırılmıştır.
4) Köpek daha sonra baş muhafaza (sahte insan ekstremite RF bobini) acclimated olduğunu.
5) Kulak dolgusu tanıtıldı ve tkamur ses (re) sabitleme davranışı bağlamında tanıtıldı.
Köpek sonuçta kulak dolgu ve 90 + desibel (dB) de oynayan tarayın, en az 5 dakika nöbetleri ile baş ve vücut 3 'yükseklikte kapalı sağlam bir çene dinlenme gerçekleştirmek mümkün olacak. Takviye günü - bazı köpekler doğal olarak daha gıda tarafından motive edilirken, diğerleri daha fazla oyun veya övgü9motive edilir. "Click-then-treat" (C/T) olarak, T mutlaka gıda davranır anlamına gelmez, daha ziyade ödül prosedürü anlamına gelir, ne olursa olsun onun eğitim o özel aşamada bu özel köpek için olabilir. Gıda ödülleri kendilerini daha yüksek oranlar ve davranış tekrarlarına ödünç vermesine rağmen, köpek tercih eden her şey başlangıçta kullanılabilir, yüksek hareketli oyun olsa bile (örn. top, römorkör). Çene hedef davranışı dikkat dağıtıcı ve süre karşı daha esnek hale geldikçe, gıda ödülleri kullanarak geçiş. Sonunda, oyuncak oyun uzun süreli veya çene dinlenme performansı zincirli nöbetleri için kaydedilebilir.

  1. Faz 1 - Açık çevre
    1. Tıklayıcıyı şarj edin. Dikkat çekerken tıkırtının 'tik-toc'u ile köpeğin birincil ödülü (örneğin, yiyecek) arasında bir ilişki kurun. Dikkat çekmek için C/T olaylarının hızlı tekrarlarını (vücut yönlendirmesini ve/veya göz temasından) yapın; köpeğin konumunu sıfırlamak için davranır at. Bu oturumu bir kez gerçekleştirin.
      NOT: Bu seans genellikle en fazla 3 dakika sürer. Eğitmen, tıkırtının eğitmene karşı şartlı bir güçlendirici yönelimi olarak kurulduğuna dair işaretler görmüyorsa ve tıklamayı duyunca ödül arayan davranışların salınımını göstermiyorsa, daha uzun veya tekrarlanabilir. köpek için anlamlı bir sinyal haline geliyor.
    2. Havlu çene hedef yakalayın. Köpek ayakta, oturan, ya da aşağı, C / T bakmak için, daha sonra soruşturma (yani, koklama) havlu. Bir kez bu güvenilir bir şekilde meydana geliyor, C / T herhangi bir burun-to-havlu için, ve daha sonra çene-to-havlu temas. 2 s havlu temas süresi oluşturun.
      1. Köpek 2 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans yaklaşık 5 dakika sürmelidir.
        NOT: Bir köpek bu adım ile mücadele ediyorsa, eğitmen (a) davranışı bir gıda kokusu yem ile başladı almak için havlu bir tedavi ovmak ve / veya (b) köpek bir burun hedefi öğretmek (burun-avuç için), sonra bir çene hedef (çene-to-palm), ve sonra havlu üzerinde bir çene hedef için işaret.
    3. Kısa süreli ve işaret ilavesi ile chin-to-havlu hedef. Köpek ayakta, oturma, ya da aşağı, C / T havlu çene temas 1-2 s. Köpek dokunurken ya da havluya dokunmak üzereyken "dinlenin" deyin. 1-2 s nöbetleri birçok tekrarları sonra, C / T sonra 3, sonra 4, sonra 5, sonra 7 s.
      1. Köpek 7 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans yaklaşık 5 dakika sürmelidir.
        NOT: Her çene dinlenmesinin maç uzunluklarını değiştirin, böylece bir sonraki tekrar her zaman bir önceki tekrardan daha uzun değildir (örn. 1", 1", 1", 3", 1", 5", 5", 2", 6", 4", 1", 2", 7", yerine, 1", 1", 2", 2", 3", 4", 5", 6" , 7").
    4. Çene bir aşağı havlu ve dikkat dağıtıcı ek dinlenme. Bir aşağı köpek ile, işaret "dinlenme" ve C / T çene-to-havlu temas 1-5 s. Yavaş yavaş eğitmen ellerini ve ayaklarını hareket şeklinde görsel ve akustik dikkat dağıtıcı ekleyin (örneğin, yere vurmak, parmakları kıpırdamak, shuffle ayak, vb). 11 s. Artışlar için çene-to-havlu temas süresi oluşturun 1"-5", 6"-7", 8", 9-10", 11"+.
      1. Köpek 11 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans yaklaşık 5 dakika sürmelidir.
    5. Çene mesafe ile havlu üzerinde dinlenme. Katlanmış bir havlu veya katlanmış havlu yığını yanında bir aşağı köpek ile, işaret "dinlenme" ve C / T çene-to-havlu temas 1-3 s. Giderek daha uzak (yani, yere oturan, diz çökmüş, ayakta) davranış Cue. 16 s. Artışlar için çene-to-havlu temas süresi inşa 1"-3", 4"-8", 9"-11", 12"-14", ve sonra 16"+.
      1. Köpek en az 16 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 10 dk arasında olmalıdır.
    6. Chin artan süre ve mesafe ile havlu üzerinde dinlenme. Katlanmış bir havlu veya katlanmış havlu yığını yanında bir aşağı köpek ile, işaret "dinlenme" ve C / T çene temas 1-11 s için. 26 s. Artışlar için çene-to-havlu temas süresi oluşturun 1"-11", 12"-16", 17"-19", 21"-23", 26"+.
      1. Köpek en az 26 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 10 dk arasında olmalıdır.
    7. Köpük çene dinlenme tanıtın. Köpük çene dinlenme cihazının herhangi bir araştırma için C /T (yani, koklama, yakın yakınlık, yönelim doğru) için. Cihaz birkaç güçlendirilmiş araştırmalar sonra, işaret "dinlenme" ve C / T çene temas 1-10 s için. 40 s. Artışlar için inşa süresi 1"-10", 11"-21", 23"-31", 40"+.
      1. Köpek en az 40 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
        NOT: Her bir köpeğin namlu uyacak şekilde haddelenmiş köpük çene dinlenme cihazı inşa; Labrador büyüklüğünde bir köpek için, ortasından kesilmiş 2,5 " derin çentik ile 4 "geniş 6 "geniş ölçme köpük çene dinlenme olun. Bu malzemenin MR ortamına alınması güvenlidir.
    8. Çene köpük çene dinlenme artan oyalama ve süresi ile dinlenme. Köpük çene dinlenme yanında bir aşağı köpek ile, işaret "dinlenme" ve C / T için 1"-23" çene temas. Yavaş yavaş görsel ve akustik dikkat dağıtıcı ekleyin. 73 s için süre oluşturun, ve dikkat dağıtıcı olmadan. Artışlar 1"-23", 26"-31", 34"-45", 50"-60" ve 73"+olabilir.
      1. Köpek en az 73 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
  2. Faz 2 - Sahte MRG.
    NOT: Sabit Mock MRI monte etmek için, bir tünel derlemek (proxy MRI delik, 70 cm çapında karton beton form tüp altı metre uzunluğunda kesilmiş ve üç metre yüksekliğinde katlanır masa üzerinde yükseltilmiş), kontrplak platformu, akrilik sahte radyo frekansı (RF) alıcı bobini , köpük çene dinlenme cihazı ve bir hoparlör sistemi (bkz.Malzeme Tablosu). İki kontrplak parantez ile masadaki sahte delik stabilize. Affix tampon pedleri köpeklerin kulakları ve ek kranial stabilizasyon / yerleşim geribildirim karşı dolgu sağlamak için sahte RF bobini iç yapıştırılmış.
    1. Azaltılmış süre ile delik ve yükseklik tanıtın. İlk oturumun tamamını sahte delik ile yerde gerçekleştirin. İpucu köpek tünele girmek ve platformda yatmak, C / T. Cue köpek "dinlenmek" ve C / T çene köpük çene için herhangi bir süre için yere delik içinde dinlenme hedefleme.
      1. Mock bore ile sonraki oturumları yürütmek yükseltilmiş 3'. Atlamak veya yüksek delik, C / T içine köpek asansör köpek davet edin.
      2. Köpeği uzanması için işaret le, C/T.
      3. Cue köpek "dinlenmek" ve C / T için 1-12 s çene temas köpük çene dinlenme için yükseltilmiş delik.
      4. Köpek en az 16 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her oturum 5 ile 15 arasında sürmelidir.
    2. Artan süre ile yüksek çene dinlenme. Atlamak veya sahte delik içine köpek asansör köpek davet edin. Köpeği uzanması için işaret le, C/T.
      1. Cue köpek "dinlenmek" ve C / T çene 1-12 s yüksek delik köpük çene dinlenme hedefleyen için.
      2. 60 ss. Artışlar için yapı süresi 1"-12", 16"-23", 26"-45", 60"+.
      3. Köpek en az 60 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
    3. Hiçbir yükseklik ve azaltılmış süresi ile sahte radyofrekans (RF) bobin tanıtın. Sahte RF bobini ve köpük çene dinlenme yanında yere otururken, C / T herhangi bir soruşturma için köpek (yani, koklama, yakın yakınlık, yönelim doğru) aparat.
      1. Cue köpek "dinlenmek" ve içine ve köpük çene dinlenme ve C / T üzerine sahte RF bobin ilerler ve çene temas 1-5 s için köpeğin başını rehberlik etmek için bir burun dokunuşu veya gıda yem kullanın.
      2. 30 s. Artışlar için inşa süresi 1"-5", 6"-12", 16"-26", 30"+.
      3. Köpek 30 s için sahte RF bobini ile çene hedef kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
    4. Sahte RF bobini yüksek çene dinlenme. Sahte RF bobini ve köpük çene sahte delik içinde dinlenme ile, atlamak veya delik içine köpek asansör köpek davet edin.
      1. Cue köpek uzanmak ve "dinlenme", ve C / T çene temas 1-5 s için.
      2. 50 s. Artışlar için inşa süresi 1"-5", 6"-12", 16"-26", 28"-37", 50"+olabilir.
      3. Köpek 50 s için yükseltilmiş delik sahte RF bobini ile köpük çene dinlenme çene hedef çene kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
    5. Artan oyalama ve süre ile sahte RF bobinyüksek çene dinlenme. Sahte RF bobini ve köpük çene sahte delik içinde dinlenme ile, atlamak veya delik içine köpek asansör köpek davet edin.
      1. Cue köpek uzanmak ve "dinlenme", ve C / T çene temas 1-12 s için.
      2. Yavaş yavaş görsel ve akustik dikkat dağıtıcı ekleyin. 100 s (1'40") için süre ve dikkat dağıtıcı olmadan oluşturun.
      3. Artışlar 1"-12", 16"-37", 41"-60", 66"-88" (1'6"-1'28"), 100"+ (1'40"+) olabilir.
      4. Köpek 100 s için hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
    6. Kulak dolgusu tanıtmak, süresi başlangıçta azaltılmış. Asansör veya köpek delik içine atlamak için davet, işaret "aşağı," kulak dolgu ile onu kıyafet, ve C / T aşırı hareket olmadan kulak dolgu tolere herhangi bir süre için.
      1. Cue "dinlenme," ve C / T çene temas 1-5 s için. 60 s. Artışlar için yapı süresi 1"-5", 6"-26", 28" 45", 60"+olabilir.
      2. Köpek 60 s için kulak dolgu ile sahte delik hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
    7. Kulak dolgusu ve artan süre ve dikkat dağıtıcı ile sahte RF bobin yüksek çene dinlenme. Asansör veya köpek delik içine atlamak için davet, işaret "aşağı" ve "dinlenme," kulak dolgu ile onu kıyafet, ve C / T çene temas 1-12 s.
      1. Yavaş yavaş görsel ve akustik dikkat dağıtıcı ekleyin. 107 s. Artışlar için inşa süresi 1"-12", 16"-37", 41"-60", 66"-88", 107"+olabilir.
      2. Köpek 107 s için kulak dolgu ile sahte delik hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 5 ile 15 dk arasında olmalıdır.
    8. Tarayıcı gürültüsünü tanıtın. Asansör veya köpek delik içine atlamak için davet, işaret "aşağı" ve "dinlenme," ve kulak dolgu ile kıyafet.
      1. 0-40 dB ve C/T arasında ancak duyulabilir bir ses ses çal çene temas 1-12 s için.
      2. 107 s. Artışlar için inşa süresi 1"-12", 16"-37", 41"-60", 66"-88", 107"+olabilir.
      3. Köpek kulak dolgusu ile sahte delik hedef çene ve 107 s için 40 dB'ye kadar tarar ses kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 15 ile 30 dakika arasında olmalıdır.
    9. Artan mesafe ile 2 dakika 30 s süre oluşturun. Asansör veya köpek delik içine atlamak için davet, işaret "aşağı" ve "dinlenme," ve kulak dolgu ile onu kıyafet.
      1. 41 ve 70 dB ve C/T arasındaki ses tonu ile 1-37 s çene teması için çal. Yavaş yavaş mesafe ekleyin, sahte delik etrafında hareket, gözden sonra köpeğin görüş içine geri.
      2. 142 s. Artışlar için inşa süresi 1"-37", 41"-88", 97"-107", 117"-129", 142"+olabilir.
      3. Köpek kulak dolgu ve 41-70 dB 142 s için 41-70 dB tarar ses ile sahte delik hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın, ve dikkat dağıtıcı ve mesafe olmadan; her seans 15 ile 30 dakika arasında olmalıdır.
    10. 4 dk'ya kadar süre oluşturun. Asansör veya köpek delik içine atlamak için davet, işaret "aşağı" ve "dinlenme," ve kulak dolgu ile onu kıyafet.
      1. 1-107 s çene teması için 60 ile 90 dB ve C/T arasında ses tonu oynayın.
      2. 240 s. Artışlar için inşa süresi 1"-107", 117"-142", 156"-189", 208"-229", 240"+.
      3. Köpek kulak dolgu ve 60-90 dB 240 s için ses tarar, ve dikkat dağıtıcı ve mesafe olmadan sahte delik hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 15 ile 30 dakika arasında olmalıdır.
    11. 5 dk için inşa süresi. Asansör veya köpek delik içine atlamak için davet, işaret "aşağı" ve "dinlenme," ve kulak dolgu ile kıyafet.
      1. 80 ile 110 dB ve C/T arasındaki ses tonu ile 1-120 s çene teması için çal.
      2. 300 s. Artışlar için inşa süresi 1"-120", 129"-189", 208"-229", 252"-277", 300"+.
      3. Köpek kulak dolgu ve 80-110 dB 300 s için ses tarar, ve dikkat dağıtıcı ve mesafe olmadan sahte delik hedef çene olacak kadar bu oturumu tekrarlayın; her seans 15 ile 30 dakika arasında olmalıdır.

3. Transfer

NOT: 1) Sahte MRI eğitim yerinde yerleştirme davranışının son kriterine ulaştıktan sonra (kulak dolgusu yaparken sahte delik ve sahte RF bobininde 5 dk aşağı kalmak ve çene istirahati, 80-110 dB'de tarayıcı gürültüsü çalarak), köpek beş farklı konumdan geçer. transfer (genelleme) oturumları. Bu transfer oturumları sırasında köpek istasyonları, farklı görüş, ses ve ayarlar arasında sosyal oyalama dereceleri (örneğin, tenha çim alanı, sessiz) ile, mümkün olduğunca benzersiz çeşitli kapalı ve açık yerlerde yukarıdaki kriterlere köpek istasyonları akademik bina koridoru, yoğun akademik bina lobisi, kalabalık otobüs durağı, yüksek sesle su arıtma tesisi)8.

  1. Transfer için kullanılan taşınabilir Mock MRI'ı monte etmek için, bir tünel (yönetmelik çeviklik tüneli, kum torbaları ile stabilize), kontrplak platformu, akrilik mock RF alıcı bobini, köpük çene dinlenme aparatı ve taşınabilir hoparlör sistemi derlemek (Tablo bakınız Malzemeler). Affix tampon pedleri köpeklerin kulakları ve ek kranial stabilizasyon / yerleşim geribildirim karşı dolgu sağlamak için sahte RF bobini iç yapıştırılmış.
  2. Stand veya (taşınabilir) sahte mock delik yanında sahte RF bobini ve çene içinde dinlenme ile oturmak. Jest köpek delik girmek için, işaret "aşağı" ve "dinlenme" ve kulak dolgu ile kıyafet.
  3. 80-110 dB ve C/T'de 1-30 s'lik yeni konumda ses tonu oynayın.
  4. Daha sonra, kriter süresi için prob (5 dk veya köpek kırıldığında takviye).
  5. 30-60 dk için 1-5 dk çene dinlenme tekrarları tekrarlanan nöbetleri yapın.
  6. Her yerde bir 30-60 dk oturum gerçekleştirin. Köpek beş farklı transfer konumlarında kriter için istasyonlama davranışı genelleştirilmiş sonra, köpek gerçek MRI ortamda veri toplama için hazırdır.

4. MRI

  1. MRVeri toplama oturumu 30 ila 60 dakika sürer. yankı (MPRAGE) dizisi. Anatomik taramadan sonra fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme taramaları (örn. uyarıcı sunum ve dinlenme durumu) gerçekleştirin. Bu MRI protokolü önceki çalışmadan örnekler temsil eder ve sadece müstehcendir (protokolün nasıl gerçekleştirildi için Jia ve ark.4 ve Thompkins ve ark.10'a bakınız).
    1. Köpekler taramaları arasında tarayıcı dışında ödül ile yaklaşık 1 dakika tatili verin.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Her oturum düzeyinin ortalama tekrar sayısı Tablo 1'delistelenmiştir. Tam eğitim ve test protokolü 14 saat (M = 13,55 saat, aralık 12-16 saat) ve 90 seans (dağılım 87-93 seans) gerekli. Açık çevre eğitimi 4.38 h (dağılım 3-5 saat), sahte MR eğitimi 5.4 h (dağılım 4.2-6.5 h) ve transfer 2.5 saat beş 30 dk seansa bölündü. Seviye 19'daki bakım seansları transfer sırasında gerçekleştirilmiştir ve yukarıdaki eğitim süresinin tamamına yansıtılır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Yukarıda açıklanan protokol, sabitleme (çene istirahati) davranışının eğitimini duyarsızlaştırmadan MR ortamına ayırır. Ayrıca, sabitleme davranışının gerçek MRG taraması ortamına aktarılmasına yardımcı olmak için, birkaç farklı konumlara yerleştirilmesi nin genelleme prosedürünü kullanır; bunu, pahalı olabilir MRG taraması ortamında kapsamlı bir eğitim süresi ne gerek kalmadan yapar. Genel olarak, eğitim ve testler 14 saat içinde tamamlandı ve yeni yerlere hemen aktarılmasıyla sonuçlandı. Şu anda laboratuvarlar arasında...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

Biz Canine Performans Bilimleri ve Psikoloji ve Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Auburn Üniversitesi Bölümleri için müteşekkiriz. Bu çalışma Profesyonel Köpek Eğitmenleri Derneği tarafından desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Akrilik Sahte Radyofrekans BobiniMenardsTU59018594Sahte Radyofrekans (RF) Bobini: 8 "çap x 4" Beton Form Tüpü. Dört sahte RF bobini yapar; Dört adet 8 "çap x 1" sahte RF bobini için form tüpünü dört eşit uzunlukta kesin.
Çeviklik TüneliJ& J Köpek MalzemeleriTT053Açık Çeviklik Eğitim Tüneli
Bluetooth HoparlörSharkkSP-SK896WTR-GRYTaşınabilir Tarama Ses Çalma: Su Geçirmez Bluetooth Hoparlör Sharkk 2O IP67 Bluetooth Hoparlör Açık Havuz Plaj ve Duş Taşınabilir Kablosuz Hoparlör
Karton Beton Form TüpMenardsTU10120014Sabit Sahte MRI Deliği: Sonotube 24 "çap x 12" Standart Duvar Suya Dayanıklı Beton Form. İki sahte delik yapar; İki adet 24 "çap x 6" delik için form tüpünü ikiye bölün.
Chuckit TopuChuckit!17030Oyuncak Ödülü: Chuckit! Ultra Top
Desibel XSkypawDesibel metre telefon uygulaması
Egzersiz MinderiKöpük çene desteği: matı uzunlamasına ikiye bölün. Yuvarlayın ve ruloyu sıcak tutkalla sabitleyin. X-ACTO bıçağı ile çene büyüklüğünde çentiği ortadan kesin. Alt yüzeye sıcak tutkal cırt cırt
Katlanır Masa3 'x 6' katlanır masa
Mikrofiber Araba Balmumu Aplikatör PediViking Araç Bakımı862400Viking Araç Bakımı Mikrofiber Aplikatör Pedleri
Doğal Denge Tedavi KütüğüDoğal Denge236020Gıda Ödülü: Örneğin, Tavuk Formülü Köpek Maması Rulosu, 3,5 lb rulo
KontrplakPlatform: 3 'x6' kontrplak levhaya yapıştırılmış 2 "x4" x6 'uzunlukta ahşap. Çekiş için kontrplak tahta üzerinde sıcak tutkal egzersiz matı. Diş telleri: 1 "x4" x3' uzunluğundaki ahşabın uçlarına yapıştırılmış 45 derecelik açıyla kesilmiş 3 adet 4x4x4" küp. 3 diş teli yapar.
Kum TorbalarıJ& J Köpek MalzemeleriAG155J & J Profesyonel Kalite Kum Torbaları x 2
HoparlörSistemi Pioneer ElectricsHTD645DVSabit Tarama Ses Çalma: Kablosuz Surround Hoparlörlü Pioneer HTD645DV 5 Disk DVD Ev Sinema Sistemi. Kullanım Talimatları.
Havlustandart havlu
.

Kaynaklar

  1. Tóth, L., Gácsi, M., Miklósi, Á, Bogner, P., Repa, I. Awake dog brain magnetic resonance imaging. Journal of Veterinary Behavior. 4 (2), (2009).
  2. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M. Functional MRI in awake unrestrained dogs. PLoS One. 7 (5), e38027(2012).
  3. Bunford, N., Andics, A., Kis, A., Miklosi, A., Gacsi, M. Canis familiaris As a Model for Non-Invasive Comparative Neuroscience. Trends in Neurosciences. 40 (7), 438-452 (2017).
  4. Jia, H., et al. Functional MRI of the Olfactory System in Conscious Dogs. Plos One. 9 (1), e86362(2014).
  5. Thompkins, A. M., Deshpande, G., Waggoner, P., Katz, J. S. Functional Magnetic Resonance Imaging of the Domestic Dog: Research, Methodology, and Conceptual Issues. Comparative Cognition & Behavior Reviews. 11, 63-82 (2016).
  6. Berns, G. S., Cook, P. F. Why Did the Dog Walk Into the MRI? Current Directions in Psychological Science. 25 (5), 363-369 (2016).
  7. Huber, L., Lamm, C. Understanding dog cognition by functional magnetic resonance imaging. Learning & Behavior. 45 (2), 101-102 (2017).
  8. Ramirez, K. Animal training: successful animal management through positive reinforcement. , Shedd Aquarium Chicago. (1999).
  9. Gerencser, L., Bunford, N., Moesta, A., Miklosi, A. Development and validation of the Canine Reward Responsiveness Scale -Examining individual differences in reward responsiveness of the domestic dog. Scientific Reports. 8 (1), 4421(2018).
  10. Thompkins, A. M., et al. Separate brain areas for processing human and dog faces as revealed by awake fMRI in dogs (Canis familiaris). Learning & Behavior. 46 (4), 561-573 (2018).
  11. Lazarowski, L., et al. Investigation of the Behavioral Characteristics of Dogs Purpose-Bred and Prepared to Perform Vapor Wake® Detection of Person-Borne Explosives. Frontiers in Veterinary Science. 5 (50), (2018).
  12. Lazarowski, L., Waggoner, P., Katz, J. S. The future of detector dog research. Comparative Cognition & Behavior Reviews. 14, 77-80 (2019).
  13. Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415(2017).
  14. Council, N. R. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , 8th ed, The National Academies Press. (2011).
  15. Andics, A., Gábor, A., Faragó, T., Szabó, D., Miklósi, Á Neural mechanisms for lexical processing in dogs. Science. 353 (6303), 1030-1032 (2016).
  16. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M. Scent of the familiar: An fMRI study of canine brain responses to familiar and unfamiliar human and dog odors. Behavioural Processes. 110, 37-46 (2015).
  17. Berns, G. S., Brooks, A., Spivak, M. Replicability and Heterogeneity of Awake Unrestrained Canine fMRI Responses. PLoS One. 8 (12), e81698(2013).
  18. Cook, P., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. Jealousy in dogs? Evidence from brain imaging. Animal Sentience. 117, 1-15 (2018).
  19. Cook, P. F., Brooks, A., Spivak, M., Berns, G. S. Regional brain activations in awake unrestrained dogs. Journal of Veterinary Behavior-Clinical Applications and Research. 16, 104-112 (2016).
  20. Cook, P. F., Prichard, A., Spivak, M., Berns, G. S. Awake canine fMRI predicts dogs' preference for praise vs food. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 11 (12), 1853-1862 (2016).
  21. Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. Neurobehavioral evidence for individual differences in canine cognitive control: an awake fMRI study. Animal Cognition. 19 (5), 867-878 (2016).
  22. Cook, P. F., Spivak, M., Berns, G. S. One pair of hands is not like another: caudate BOLD response in dogs depends on signal source and canine temperament. PeerJ. 2, e596(2014).
  23. Dilks, D. D., et al. Awake fMRI reveals a specialized region in dog temporal cortex for face processing. PeerJ. 3, e1115(2015).
  24. Prichard, A., Chhibber, R., Athanassiades, K., Spivak, M., Berns, G. S. Fast neural learning in dogs: A multimodal sensory fMRI study. Scientific Reports. 8 (1), 14614(2018).
  25. Prichard, A., Cook, P. F., Spivak, M., Chhibber, R., Berns, G. S. Awake fMRI Reveals Brain Regions for Novel Word Detection in Dogs. Frontiers in Neuroscience. 12, 737(2018).
  26. Ramaihgari, B., et al. Zinc Nanoparticles Enhance Brain Connectivity in the Canine Olfactory Network: Evidence From an fMRI Study in Unrestrained Awake Dogs. Frontiers in Veterinary Science. 5, 127(2018).
  27. Robinson, J. L., et al. Characterization of Structural Connectivity of the Default Mode Network in Dogs using Diffusion Tensor Imaging. Scientific Reports. 6, 36851(2016).
  28. Berns, G. S., Brooks, A. M., Spivak, M., Levy, K. Functional MRI in Awake Dogs Predicts Suitability for Assistance Work. Scientific Reports. 7, 43704(2017).
  29. Berns, G. S., Spivak, M., Nemanic, S., Northrup, N. Clinical Findings in Dogs Trained for Awake-MRI. Frontiers in Veterinary Science. 5, 209(2018).
  30. Jia, H., et al. Enhancement of odor-induced activity in the canine brain using zinc nanoparticles: A functional MRI study in fully unrestrained conscious dogs. Chemical Senses. 41 (1), 53-67 (2016).
  31. Kyathanahally, S. P., et al. Anterior-posterior dissociation of the default mode network in dogs. Brain Structure and Function. 220 (2), 1063-1076 (2015).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Kanin fMRIUyan k K s tlanmam MRIK pek Beyin G r nt lemeSabit Durma Davran E itimiitsel Maruz Kalma Ko ulland rmasene Destekleme DavranMock MRI E itimiFonksiyonel MRI VerileriG rsel Y z lemeKoku Ay rt Etme Paradigmalar
Awake, Unrestrained Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme için Eğitim Köpekler
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.