Zemin Projeksiyon Maze kullanma Kayıt Sinir Aktivitesi otomatik Görsel Bilişsel Görevler

Bu protokolün genel amacı, bir zemin projeksiyon labirenti kullanarak sıçanlarda tam otomatik görsel bilişsel görevler ve eşzamanlı nöral veri toplama için optimize edilmiş şekillendirme ve eğitim prosedürlerini göstermektir. Bu, video izleme ve sinirsel veri toplama sistemlerinin, hayvanın davranışına göre görevle ilgili uyaranları ve kafa içi ödülü sağlayabilen bir davranışsal kontrol sistemi ile entegre edilmesiyle elde edilir. Sıçanlar, arenanın merkezinde sabit bir hazır pozisyon tutmayı öğrendikten sonra, görev kurallarına göre ilgili bir davranışsal tepki gerektiren hedef görüntüler ortaya çıkar.

Peri olay analizleri için zaman damgalı nöral veriler, hazır pozisyonu, hedef görüntü sunumunun başlangıcı ve görevle ilgili diğer olaylarla nöral korelasyonları gösterir. Bu teknikle ilgili kazınan şey, zemin projeksiyon yarışının, farelerin alt görsel yarımlarında görsel bilgileri işlediğine dair davranışsal ve anatomik kanıtlardan yararlanmasıdır. Ayrıca, bu cihazda tasarlanan görevler, çevreyi keşfetmek için farenin doğal kiracılığından yararlanır.

Son olarak, bilişsel işlevi keşfetmek için çok sayıda görsel olarak yönlendirilen bilişsel görev tasarlanabilir Kemirgen modellerinde, İnsanlarda ve insan olmayan primatlarda yürütülen çalışmalar için daha iyi geçerlilik ve translasyonel alaka düzeyi için zemin projeksiyon labirentini geliştirdik. Bu teknik, insandaki hafıza ve dikkat bozukluklarını anlamak için daha iyi bir uygulamaya sahiptir. Çünkü bu bozukluklar görsel bilginin işlenmesini içerir.

Zemin projeksiyon labirenti, duvarları olmayan açık bir alandır. Bir arkadan projeksiyon perdesi, cihazın zemini olarak işlev görür. Herhangi bir şekil mazo arenası zemine yerleştirilebilir veya sanal görsel sınırlar yansıtılabilir.

Arkadan projeksiyon perdesi zemini üç katmandan oluşur. Çift odaklı kumaş, kalın dikdörtgen bir pleksiglas parçası üzerine gerilir. Ekran malzemesi sandviçini korumak için kumaşın üzerine ince bir pleksiglas tabakası yerleştirilir.

Alttaki kalın, pleksiglas ve üstteki ince pleksiglas arasındaki ekran malzemesi, aşağıda en etkili görüntü projeksiyonunu sağlar ve labirentin yan tarafında, görüntüleri labirent tabanının alt tarafına yansıtan kısa mesafeli bir projektör bulunur. Cineplex temel davranış modülü ile bir bilgisayara takılan bir tepe kamerası, video takibi ve konumsal verilerin çevrimiçi analizini sağlar. Sıçanın pozisyonunu takip etmek için, ya farenin kafa aşamasına LED'ler takın ya da sıçanların konturunun OID'sini izleyin Video izleme sistemi ile, pleksiglas üzerine yerleştirilen davranışsal görevler için test alanı mat malzemeden yapılmalıdır.

Nöral veri toplama sistemini kullanırken, elektriksel gürültüyü en aza indirmek için zemin projeksiyon labirentinin ve ICS sisteminin ön amplifikatöre topraklandığından emin olun. Önce fareyi ekipman açıkken 10 dakika boyunca davranış odasına alıştırın, ardından ertesi gün fareyi koloniye geri koyun. Bunu tekrarla.

Üçüncü güne adım atın, ICS'yi ve baş sahne bağlarını fareye bağlayın ve fareyi 10 dakika boyunca test alanına alıştırın. Dördüncü günde, bir yer tercihi oluşturmak için en düşük ICS genliğini belirleyin. Gayri resmi bir yer tercihi koşullandırma protokolü kullanarak.

Sıçan ICS ödülünün meydana geldiği yere şartlandırılana kadar nabız bir ve nabız iki genliği yavaşça artırın. Tipik genlik değerleri 20 ila 80 mikro amper arasındadır. Beşinci gün ve sonrasında, fareleri hazır alana eğitmek ve doğu ve batı görüntü alanlarına girmek için bir ICS ödülü verin.

Sıçan iki görüntü alanı arasında geçiş yapana kadar eğitime devam edin. Hazır alanda sabit bir hazır pozisyonu korumak için fareleri eğitmek çok önemlidir. Hazır pozisyonu, sıçanın hedef görüntülere hangi yönden yaklaştığını ve sıçanın sunulan görüntüleri görüntülediği mesafeleri kontrol eder.

Ara aşama için, bir denemenin başladığını belirtmek için 50 desibel beyaz gürültü ekleyin. Sıçan hazır alana girdiğinde beyaz gürültüyü kapatın. Hazır alana girmek ve hazır pozisyonları başarıyla tamamlamak için fareye bir ICS ödülünün teslimini otomatikleştirin.

Hazır alana girme ve hazır pozisyonların başarılı bir şekilde tamamlanması için ödül olasılıklarını kademeli olarak sıfır ile %10 arasında azaltınAynı zamanda, hazır pozisyonunu inceltin. Fareyi durması ve hazır pozisyonda beklemesi için eğitmek için 100 milisaniyelik adımlarla gecikmeler. Eğitimin bu aşamasında, fareleri hazır pozisyonda aşırı ödüllendirmemek önemlidir, çünkü aşırı eğitim, geç şekillendirmeye ve göreve özgü kurallara gecikmeli geçişe neden olacaktır.

Sıçan hazır pozisyonunu erken kırarsa, beyaz gürültüyü açın. Sıçan, arenanın karşı tarafında denemeyi yeniden başlatmak zorundadır. Sıçan, her deneme için 1200 milisaniyeye kadar hazır pozisyonu güvenilir bir şekilde koruyabildiğinde geç şekillendirmeye geçin.

Yeni bir hazır konum süresi, hedef görüntüler görünmeden önce farenin ne kadar süre hareketsiz kalması gerektiğini belirler. Geç şekillendirme sırasındaki eğitim göreve özeldir ve tüm görev parametrelerinde otomatikleştirilir. Koşullu ayrımcılık göreviyle görseldeki ilk eğitim için ICS ödüllerini manuel olarak verme esnekliğiyle, fareleri basit bir şekil ve parlaklık ayrımı konusunda eğitin.

Beyaz gürültüyü açarak denemeye başlayın. Denemeler arasında sıçanın hazır pozisyonda kalması için gereken süreyi değiştirin. Bir sıçan güvenilir bir şekilde sabit bir hazır pozisyonunu koruyamıyorsa, bir ICS ödülü verin.

Görüntü sunum alanında bir çift görüntüyü manuel olarak sunun, görüntü alanının sol veya sağ tarafında doğru görüntüyü rastgele olarak sunun. Bir ICS ödülü verin. Sıçan eğitimin ilk gününde doğru görüntüye yaklaştığında.

Yanlış yanıt sorunu için caydırıcı olması için yalnızca 75 desibellik bir beyaz gürültü patlaması yayınlayın. Yanlış bir denemeden sonra bir düzeltme denemesi. Arenanın karşı tarafında ıslah denemeleri yapılır.

Önceki yanlış denemede olduğu gibi aynı doğru sol veya sağ tarafı ve hazır Konum gecikmesini kullanın. Sıçan basit parlaklık ayrımını başarıyla gerçekleştirdikten sonra, bicon Koşullu ayrım görevini tanıtın. Yanlış denemeler için gürültü patlamaları yayınlamayın.

İki koşullu ayrım görevi için, doğru görüntü zemin deseni tarafından belirlenir. Örneğin, zemin çizgili olduğunda siyah yıldız doğrudur ve beyaz daire doğrudur. Zemin gri olduğunda, denemeler doğu ve batı tarafları arasında değişir ve doğru görüntü sunulur.

Görüntü alanının sol veya sağ tarafında rastgele sahte denemeler yaparak yanlış denemelerin ardından düzeltme denemeleri uygulayın. Görsel uzamsal dikkat görevi için: Tanımlanmış uzamsal konumlarda gri daireler sunun. Denemeye beyaz gürültü ile başlayın ve fare hazır alana girdiğinde kapatın.

Sıçan gerekli süre boyunca hazır pozisyonda kaldıktan sonra, hedef daireyi beyaza çevirerek aydınlatın. Doğru konumlar sözde rastgele atanır. Sıçan hazır pozisyonunu başarıyla tamamladıktan sonra, bir hedef daireyi aydınlatın ve bir ICS ödülü verin.

Sıçan beş saniye içinde doğru daireye yaklaştığında, sıçan farklı bir daireye yaklaşırsa, herhangi bir ödül verilmez. Sıçan, arenanın karşı tarafında yeni bir deneme başlatır. Sıçan beş saniye içinde herhangi bir daireye yaklaşamazsa, bunu bir ihmal denemesi olarak puanlayın.

Tüm zemini aydınlatın ve başlangıçta bir ödül vermeyin. Fare yaklaşana kadar hedef daireyi aydınlatın. Öğrenme ilerledikçe, hedef çemberin aydınlatılmış kaldığı süre kademeli olarak azalır.

Sıçan %80 doğruluğa ulaştığında, hedef dairedeki aydınlatma süresini bir saniyeye düşürün ve başka değişiklik yapmayın. Sıçan bir saniyelik aydınlatma koşulunda %80 doğruya ulaştığında, işaret süresini 500 milisaniyeye düşürün. Erken şekillendirme tipik olarak, farelerin arenanın doğu ve batı görüntü alanları arasında geçiş yapması için 100 ila 150 deneme gerektirir.

Erken şekillendirme sırasında, fareler tipik olarak arenanın ortasındaki hazır alandan geçer ve zamanlarının çoğunu arenanın çevresini keşfederek geçirirler. Ara şekillendirme için, sıçanlar gerekli sabit hazır pozisyonu güvenilir bir şekilde korumak için 600 ila 700 denemeye ihtiyaç duyar. Yolları, hazır alandan görüntü alanına kadar kalıplaşmış döngülerdir.

Arenanın çevresini keşfetmek için daha az zaman harcanır. Ara şekillendirmenin sonunda, sıçanlar hazır alanda güvenilir bir şekilde sabit bir hazır pozisyonda kalırlar. Hedef görsel uyarana yaklaşmadan önce, sıçan arenanın karşı tarafında bir sonraki denemeyi başlatır.

Geç şekillendirme sonunda tek bir birim ve yerel alan potansiyel aktivitesi nöral veri toplama sistemi tarafından toplanmıştır. VBCD görevini gerçekleştiren sıçanların posta korteksinde, hücreler hedef sunumun başlangıcında ateşleme hızlarını arttırdı ve zemin deseni sunumunun başlangıcında azaldı. VSA görevini yerine getiren sıçanların posterior parietal korteksinde, hücreler daire aydınlatmasına yanıt olarak ateşleme hızlarını arttırdı.

Ve sıçan VSA görevinde hedef daireye yaklaştığında, sıçanlar daire aydınlatmasından önce hazır pozisyondayken, posterior parietal kortekste yerel alan potansiyel aktivitesi. VSA görevindeki performans sırasında, teta aralığında yaklaşık sekiz hertz'de güçlü bir güç gösterdi. Bu şekillendirme ve eğitim protokollerini izleyerek, kemirgen modellerinde bilişsel işlevi ve görsel işlemeyi keşfetmek için çok sayıda görev tasarlanabilir.

Bu teknik, öğrenme, hafıza ve dikkat alanındaki araştırmacılar için, kemirgen modellerindeki bulguların insanlara daha iyi translasyonel alaka düzeyini sağlayan sofistike bir davranışsal paradigma sağlar.