Zemin Projeksiyon Maze kullanma Kayıt Sinir Aktivitesi otomatik Görsel Bilişsel Görevler

Tüm prosedürler Brown Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu kurallarına uygun idi. 1.. Sistemleri Genel Bakış Bir video izleme sistemi, belirli bir görev sıçan ilerlemesini izlemek için davranışsal kontrol sistemi ile etkileşime, kontrol uyaran sunum hedef davranışlarını değerlendirmek ve sıçan ilerleme dayalı ödülleri teslim. Bir vivo elektrofizyolojik kayıt sistemi olay ile ilgili analizler için nöral veri toplar. (Şekil 1A). Kat Projeksiyon Maze Kat Projeksiyon Maze 2 berrak, renksiz pleksiglas zemin duvarlar olmadan bir açık alan (147.3 cm x 111.8 cm) (0.6 cm kalınlığında). Katın alt kısa throw projektör kullanarak arkadan projeksiyon için pleksiglas parçalar ikinci bir dikdörtgen (147,3 cm x 111,8 cm x 1,25 cm) üzerine gerilen bir birlik kazanç Dual Vision Kumaş ekran. Projektörü bağlayındavranışsal sistem PC ekran kartı. Bir anodize alüminyum çerçeve kullanarak Pleksiglas, ekran kumaş ve projektörü tutun. Havai bir kamera ve sıçan için ICS ve headstage iplerini arayüzü için bir makara sistemi monte etmek bir havai eloksallı çerçeve takın. Not: Pre amplifikatör, elektriksel süreklilik ve zemin sağlamak Zemin Projeksiyon Labirent ve havai çerçeveyi tutan çerçeveyi takın. Video izleme Tutanak, parça ve adım 1.2.2 açıklanan bir tek üstten kamera ile gerçek zamanlı videoları analiz. Sıçan izlemek için bir havai anodize alüminyum çerçeve üzerine bir havai kamera (standart VGA, 80 fps) mount Sıçanın konumunu izlemek veya otomatik bir izleme sistemi ile sıçanın konturunun merkezini izlemek için sıçan headstage bağlı ışık yayan diyot (LED'ler) ya kullanın. Onl konum verilerini analiz etmek Cineplex Temel Davranış modülünü kullanınAyrıca ine ve daha fazla çevrimdışı analiz için veri dosyasını kaydedin. Not: Biz sıçan konumunu izleme ve analiz, kayıt için Cineplex Davranış Araştırma Sistemi 3.4.1 kullanabilirsiniz. Cineplex Takip modülü sıçan takibi için kullanılır. Hayvanın ilerleme etkin izleme, görev öneme sahip labirent ilgili pozisyonlarda iki boyutlu uzayda bölgeleri oluşturmak için Cineplex Temel Davranış modülünü kullanabilirsiniz. Bölgeleri dizileri içine kombine edilebilir, ve (örneğin bölgeleri ve dizilerin yerine içine girişleri gibi) Cineplex mantıksal olayları sıçan olay için kriterleri karşılayan eğer, bu olay gerçek olur böyle atanır. Davranışsal sisteme superport giriş kartı ile dijital çıkışlar ve arayüzü ile olayları atayın. Bir tam otomatik davranışsal kontrol sistemi Davranış testi arena: Kat Projeksiyon labirent üzerinde davranışsal görev için uygun bir şekilli deney arena kullanın. Olan Constructna mat beyaz akrilik kullanarak ve Zemin Projeksiyon Labirent doğrudan yerleştirin. Not: Ölçüler kullanılan davranışsal görev için özelleştirilebilir. Duvarlar, tipik olarak 45-50 cm yüksekliğinde bulunmaktadır. İşte biz (fiyonk labirent boyutları için Şekil 1B) bir oturumda gerçekleştirilen çalışmaların sayısını arttırmak için çift taraflı bir test arenalarda (fiyonk labirent 12) kullanın. Doğu Görüntü alanı, Batı Görüntü Alanı, bir Doğu Deneme Hazır Alanı ve Batı Deneme Ready Alanı (Şekil 1C): Test arena izleme yazılımı tanımlanan dört belirlenmiş alanları vardır. Davranışsal sistemi: MED-PC IV yazılımı tarafından kontrol edilen bir davranış arayüzü sistemi (Ek) in-house MEDstate Notasyon yazılmış programları çalıştırır. , Görev sırasında bir sıçan ilerlemeyi izlemek görüntü sunumu kontrol, ses yardımlar sağlamak ve ödül sunmak için Cineplex davranışsal sisteminden olayları kullanın. Zaman st elde etmek Omniplex dijital girişe superport çıkış kartı Arayüzüçevrimdışı için PlexControl yazılım ortamında amped davranışsal olay oluşumları analiz eder. Programlanabilir bir ses jeneratörü kullanarak işitsel ipuçları Sorun. Not: Gerekirse burada sunulan cihazdan Davranışsal olayları bir veri transfer panosu üzerinden üçüncü parti donanım (optogenetic uyarılması için örn. lazer) çalışabilir. Evin bir masaüstü arayüzü kabine superport çıkış kartı, superport giriş kartı ve programlanabilir ses üreteci. Masa kabine monte DIG-700F Decoder kartı kullanarak bir kişisel bilgisayar (PC) yüklü bir DIG-704PCI-2 PCI kart ile kart arayüzü. Programlanabilir bir intrakranial kendi kendini uyarma uyarıcı kullanarak sıçan bipolar kare dalga ICS sunun. Bir PHM152 COM kartı üzerinden PC'ye stimülatör ünitesini takın. Önerilen ICS parametreleri: Pulse 1 ve 2 süre: 500 mikro saniye olduğu; Gecikme Pulse 1 ve 2 arasında: 500 mikro saniye olduğu; Frekans: 100 Hz. Not: ICS teslimgörevi sırasında otomatik elle bir SmartCtrl modülü ile arabirim programlanabilir düğme kutusu kullanılarak teslim edilebilir. Sinir veri toplama sistemi Emin olun Kat Projeksiyon Maze çerçevesi ve ICS sistemi nöral kayıtları elektriksel gürültüyü en aza indirmek için Omniplex Sinir Veri Toplama Sistemi preamplifikatör topraklanır. Aynı anda sinir veri toplamak, çevrimdışı için veri dosyasında davranışsal sistemden Cineplex ve davranışsal olay bayrakları pozisyonel koordinatlar analizleri. 2. Hayvan Preparasyon Hayvanlar Naif 22 günlük erkek Long-Evans sıçanları edinin. Çifti fareleri barındırmak ve onları bir hafta boyunca vivari iklime alıştırmak için izin verir. ~ 5 dakika boyunca her gün fareler tutun. Sıçanlar 250-275 gr ulaştıklarında, kendi özgür beslenme ağırlığının% 85-90 kendi vücut ağırlıklarını koruyarak gıda programları başlar. Hedef bizsıçanlar 350 gr ulaşana kadar ights 10 g / ayına göre artmıştır. Tek evi fareler ve stimülasyon ve kayıt elektrotları implant cerrahi başlamadan önce en az bir hafta boyunca yemek program devam ediyor. Cerrahi implantasyonu Standart aseptik koşullarda ve kurumsal ve düzenleyici kurallara göre cerrahi işlemleri yürütmek. Izofluran ile sıçan anestezisi. Temizlik ve Bregma ve lambda belirlenmesi için kafatasını ortaya çıkarmak için kafa derisi bir kesi yapmak. Ilgili koordinatlarda Kraniyotomi olun. Kafatası çapa vidaları yapıştırın. Aşağıdaki koordinatları kullanarak MFB içine bir ICS elektrot ucu düşürün: ön-arka, bregmadan -2.7 mm, lateral, 1.8 mm ±; dorsoventral, kafatası yüzeyinden -8.5 mm. Ikinci ICS elektrot elektrot arıza durumunda yedek olarak ters yarımkürede içine implante edilebilir. T ICS elektrotlar Güvenlikemik çimentosu ile o kafatası ve bağlantı vidaları. Kaideyi elektrotların (uyarıcı elektrot üzerinde plastik gövde) çimento yok. Ilgi sitesine kayıt elektrotları indirin ve kemik çimentosu ile cihazı sabitleyin. Uzak kayıt cihazından ICS kaide yerleştirin ve kemik çimentosu ile çapa vidalar için ICS elektrotlar ve kayıt cihazlarını güvenli. Şekillendirme protokole alışma başlamadan önce en az yedi gün kurtarma izin verin. 3. Davranış Şekillendirme: Erken, Orta ve Geç Şekillendirme (Şekil 2): ​​Genel Şekillendirme üç aşamadan oluşmaktadır. Not: Erken ve Orta Düzey şekillendirme amacı her deneme için hazır Bölgesindeki sabit bir 'hazır konumunu' korumak ve bir oturumda çok sayıda denemeler gerçekleştirmek için sıçan yetiştirmektir. Davranış şekillendirme Yarı-otomatik yüzden eğitim bir sıçan bireysel öğrenme oranları adapte edilebilir. Oncadet sıçan hassas ve tarafsız davranış kontrolü için tam otomatik protokolü (Şekil 2) üzerine sıçan aktarılması amacı ile belirli şekillendirme (Geç şekillendirme) göreve devam, başarılı bir 'hazır konumunu' sürdürüyor. Erken şekillendirme (Şekil 2A) Gün 1: Ekipman daha sonra koloni dönmek devrede, 10 dakika için oda davranış için sıçan alıştırın. 2. Gün: 1. adımı yineleyin, sonra 10 dakika boyunca test arenasına hayvan alıştırmak. 3. Gün: sıçan için ICS ve headstage iplerini bağlayın ve 10 dakika boyunca test arenasına sıçan alıştırmak. 4. Gün: Bir gayri yer tercihi klima protokolünü kullanarak bir yer tercihi kurmak için en düşük ICS genlik belirleyin. Pulse 1 ve 2 genliklere titre. Tipik genlik değerleri 20-80 uA bulunmaktadır. Günde 5 Gönderen: I Ready Alanı ve doğu ve batı görüntü sunumları ilişkilendirmek fareleri eğitmek için ICS ödül sununCS ödül. Sıçan Doğu ve Batı Görüntü Alanları arasında değişen kadar devam edin. Ara madde şekillendirme (Şekil 2B). Bir davanın başlangıcını sinyal beyaz gürültü (50 dB) tanıtmak. Sıçan Hazır Alanını girdiğinde beyaz gürültü kapatın. Hazır Alanına giriş için ICS teslim otomatikleştirmek ve başarılı 'hazır pozisyonlarını' tamamlamak için. Giriş ve davranışları pekiştirmek başarılı 'hazır pozisyonunda' de ICS teslim olasılığını ayarlayın. Not: şekillendirme sırasında bireysel rat performansını uygun elle ödül olasılıkları ayarlayın. Hazır Alanına giriş için ödül olasılıklarını azaltmak ve başarılı hazır pozisyonları sürdürmek. Başarılı bir 'hazır pozisyonlarını yerine getirmek için ödül Tavsiye edilen son olasılığı% 5-10 arasındadır. Sıçanlar hepsi doğru seçimler için ödüllendirilir. Kısa 'hazır pozisyon' süreleri (örneğin 200 msn) ile başlayın. Yavaş yavaş 'hazır konumu' dura artırmak100 msn adımda yazıtlarıdır. Sıçan deneme yeniden vardır bu yüzden sıçan erken 'hazır konumunu' bozulursa beyaz gürültü açın. Sıçan kadar 1.200 msn için 'hazır konumda' düzenliyor zaman Geç şekillendirme taşıyın. Geç şekillendirme (Şekil 2C). Not: Geç şekillenmesinde Eğitim sıçan yerine hangi görev için özeldir. Tüm görev parametreleri hassas ve tarafsız denetim için bu şekillendirme adımda eğitim otomatikleştirmek ama elle ICS ödülleri sunmak için esneklik sağlamak. Iki görev için eğitim protokolleri anlatılmıştır. Görsel gerektirme biconditional ayrımcılık (vBCD) görev: basit bir şekil ve parlaklık discriminence üzerinde fareleri eğitmek için farklı görsel uyaranlara kullanın. Beyaz gürültü açarak deneme başlayın. 1.200 msn – rastgele 700 'hazır pozisyonu' gecikmeleri empoze. Başarılı bir 'hazır po güçlendirmek için gerekirse elle ICS sununsitions '. Görüntü sunum alan görüntülerin bir çift sunmak. Pseudorandomly Görüntü Alanı'nın sol veya sağ tarafta doğru görüntü sunmak. Doğru yanıt için ICS sunun ve zemini temizleyin. Sıçan doğru görüntü bulunduğu bölgeyi girdiğinde doğru bir tepki kaydedilir. Eğitimin ilk gününde yalnızca, yanlış bir tepki için bir caydırıcı olarak beyaz gürültü 75 dB patlama yayınlayacak. Yanlış bir yargılamadan sonra bir düzeltme deneme yayınlayın. Düzeltme denemeler önceki yanlış deneme olarak aynı parametreleri (sol veya sağ tarafı ve 'hazır pozisyon' gecikme) var. Sıçanlar başarıyla basit ayrımcılığı gerçekleştirmek için edebiliyoruz, gerektirme biconditional ayrımcılık kuralının eğitmek için farklı zemin desenlerini tanıtmak. Bağlam olarak hizmet görüntüleri ve iki ayrı zemin desenleri yeni bir çift sunmak. Doğru görüntü taban deseni şartına bağlı olduğu, siyah sta örneğingri kat ve kat (Şekil 3C) çizgili olduğunda beyaz daire doğru olduğunda r doğrudur. Pseudorandomly zemin desen ve çalışmalar denge sağlamaktan her deneme için doğru görüntünün konumunu (sol veya sağ) atayın. Deneme parametreleri önceki deneme özdeş olduğu yanlış bir yargılamadan sonra düzeltme denemeleri uygulayabilirsiniz. Görsel-uzamsal dikkat (VSA) görev: arenada belirlenen mekansal konumlarda Bugünü ışıklı beyaz çevrelerin hedef çemberin uzamsal konumu yaklaşım fareleri yetiştirmektir. Not: Bu görev için arenada Doğu ve Batı Resim Alanlarda farklı uzamsal yerlerde gri daireler vardır. Başarılı bir 'hazır pozisyona' sonra, hedef daire (beyaza) yanar ve sıçan bu hedef konumu (Şekil 3B) yaklaşım gerekir. Rasgele 1,000-1,60 ve 'hazır konumu' gecikmelerini empozeDeneme bazında bir deneme 0 msn. Başarılı bir 'hazır pozisyonlarını' güçlendirmek için gerekirse elle ICS sunun. 'Hazır pozisyona' tamamlanmasından sonra, rastgele gri dairelerden birini aydınlatmak. Sıçan ışıklı dairenin bölge girdiğinde ICS sunun. Aydınlatma kapatın ve ters (Doğu veya Batı) tarafında bir sonraki deneme başlar. Deneme (daire yandıktan sonra 5 sn) sona kadar sıçan yaklaşır ya kadar geç şekillendirme başında, daire aydınlatmak. Doğru ya da ihmal deneme ya da her deneme Skor. Ihmal denemeler için, bütün kat (beyaz zemin sundu) yanar ve hiçbir ödül bir sonraki duruşmaya kadar hazır olacaktır. Sıçan performans% 80 doğru ulaştığında, daire 1 sn yanmaya devam süreyi azaltın. Sıçan bir seçim yapmak için 5 sn. Yanlış denemeler için ödül yok. Sonraki deneme başlayın. Eğer bir ihmal trial, zemin aydınlatmak ve yeni bir deneme başlatmak. % 80 doğru daha fazla hedef daire 500 msn aydınlatılan süresini azaltmak. Rastgele her duruşma öncesi hedef yerleri seçin. Tüm zemin o davanın sonuna sinyal yanar önce sıçan bir seçim yapmak için 5 sn sahip olmaya devam edecektir. Yanlış veya ihmal denemeleri için ödül yok. Sıçan arena karşı tarafında yeni bir dava başlatmalıdır. Not: Ek çevreler başka görevi zorluk artırmak için her Görüntü Alanında eklenebilir.