설치류의 자동 행동 훈련을위한 오픈 소스, 완전히 사용자 정의 가능한 5 선택 직렬 반응 시간 작업 도구 상자

이 프로토콜의 실험 절차는 실험 동물 복지에 대한 EU 지침 2010/63의 권고에 따라 독일 연방 정부가 발행 한 동물 복지법에 따라 수행되었으며 지방 당국의 승인을 받았습니다. 이 연구는 행동 훈련 만 필요로했기 때문에 동물을 안락사시키지 않았으며 연구가 수행 된 후 모두 축산장에 보관되었습니다. 이 연구는 열 마리의 수컷 리스터 후드 쥐 (행동 훈련 시작시 생후 4 개월)를 사용하여 수행되었습니다. 1. 축산업, 축산 및 취급 동물 복지위원회의 권고에 따라 적절한 침구 재료가있는 표준 케이지에 최대 다섯 마리의 쓰레기와 함께 쥐를 집어줍니다. 쥐를 20 ± 2 °C의 통제 된 온도와 최대 50 %의 상대 습도로 12:12 시간의 빛 / 어두운 주기로 또는 동물 복지위원회의 권고에 따라 환기 된 방에 보관하십시오. 음식에 대한 접근을 제한하고 (쥐 당 하루 12g 차우, 자료표 참조) 물에 대한 무제한 접근을 제공하십시오. 영구적 인 무독성 잉크 마커를 사용하여 동물의 꼬리를 표시하십시오. 행동 실험을 시작하기 전에 실험자가 다루는 데 익숙해 질 때까지 적어도 일주일 동안 쥐를 처리하고 쥐를 보람있는 음식 펠릿에 도입하여 음식 신 공포증을 줄입니다. 2. 하드웨어 및 제어 소프트웨어 준비 자유롭게 사용 가능한 통합 개발 환경(IDE) 소프트웨어를 엽니다( 자료 표 참조). 파일 > 열기 를 클릭하고 하드웨어 제어를위한 스크립트 (보충 파일 1)를 클릭하십시오. 마이크로 컨트롤러 USB를 컴퓨터에 연결합니다. 자동으로 선택된 보드 및 프로세서 정보가 화면 왼쪽 상단의 도구를 클릭하여 연결된 마이크로 컨트롤러 보드와 일치하는지 확인합니다. 해당 보드 및 프로세서 정보를 선택하고 포트를 클릭하여 사용 가능한 포트를 선택합니다. 화면 왼쪽 상단에서 스케치 > 라이브러리 포함 > 라이브러리 관리를 클릭하십시오. 새로 열린 라이브러리 관리자 창에서 검색 창에 “Adafruit Motor Shield V2″라는 용어를 입력하고 해당 라이브러리의 설치 버튼을 클릭하십시오. 검색어 “Adafruit Neopixel”에 대해 동일한 프로세스를 반복하십시오. 화면 왼쪽 상단에서 확인 (체크 표시가있는 버튼)을 클릭하여 스크립트에 실수가 없는지 확인하십시오. 업로드 (오른쪽에 화살표가 있는 단추)를 클릭하여 스크립트를 마이크로 컨트롤러 보드에 업로드합니다. 3. 실험 제어 소프트웨어의 제조 실험 제어를 위한 네 개의 스크립트와 함수가 모두 동일한 폴더에 있는지 확인합니다. 프로그래밍 플랫폼을 열고 화면 상단의 HOME 도구 모음 탭을 클릭 한 다음 경로 설정을 클릭하십시오. 폴더 추가를 클릭하고 모든 실험 제어 스크립트가 포함 된 폴더를 선택하십시오. 저장을 클릭하고 경로 설정 창을 닫습니다. 화면 위쪽 절반의 HOME 도구 모음 탭에서 열기를 클릭하고 사용자(보충 파일 2), 계단(보충 파일 3) 및 DataProc(보충 파일 4)과 같은 스크립트 및 기능을 엽니다. Psychtoolbox 소프트웨어를 다운로드하고 설치하는 지침에 따라 도구 상자에서 사용하는 ESC 단추 기능을 활성화합니다(액세스 링크 에 대한 자료 표 참조). 4. 5-CSRTT 도구 상자에 사용되는 매개변수 구성 습관화를 위해 도구 상자를 준비하십시오.참고: 그림 2는 현재 연구에 사용된 5-CSRTT 장치를 나타냅니다. 열려 있는 사용자 스크립트를 선택합니다. 7행의 습관화 변수가 ‘true’로 설정되어 있는지 확인하십시오. 습관화에 대한 시간 제한을 설정하기 위해 8 행에 분 단위로 숫자 (예 : 30 분 동안 ’30’)를 작성하십시오. 9행에서 0.01과 1(전체 밝기) 사이의 숫자를 작성하여 자극 조명의 밝기 수준을 선택합니다.참고: 이 프로젝트에 사용되는 밝기 수준은 0.2로 설정되어 있습니다. 행동 실험을 수행합니다 (5 단계). 실험 세션에 대한 도구 상자를 준비합니다.열려 있는 사용자 스크립트를 선택합니다. 줄 7의 변수가 ‘false’로 정의되어 있는지 확인하십시오. 12행에서 실험 데이터가 자동으로 저장될 디렉토리 경로(예: ‘C:\Users\trainer\Desktop\5CSRTT’)를 입력합니다. 이 정확한 이름을 가진 디렉토리가 있는지 확인하십시오. 13행에 주체 ID를 입력합니다(예: ‘red1’). 생성된 데이터가 디렉토리 경로에 자동으로 저장되도록 14행의 변수가 ‘true’로 정의되었는지 확인하십시오. 15행의 변수가 ‘true’로 정의되어 있는지 확인하고 16행과 17행에 숫자를 입력하여 각각 시행 및 시간 제한(최소)을 설정한 후 프로그램이 자동으로 중지됩니다. 표준 5-CSRTT 패러다임에 대한 매개변수를 구성합니다. 첫 번째 시험 전에 무료 펠릿 배달을 위해 라인 32의 변수가 ‘true’로 설정되어 있는지 확인하십시오. 33행의 변수를 ‘true’로 정의하여 각 평가판이 시작되기 전에 잡지 항목을 확인합니다. 라인 34의 변수가 ‘정의됨’으로 설정되어 있는지 확인하고 35행에 숫자를 입력하여 ITI의 길이를 초 단위로 지정하십시오. 37행에 정의된 변수가 ‘true’로 설정되어 조기 답변이 있는 시험이 세션의 평가판 제한에 영향을 주지 않도록 해야 합니다. 38행에 LH(제한된 홀드) 길이를 초 단위로 정의하는 숫자 값을 입력합니다. 라인 39의 변수가 ‘none’으로 설정되고 라인 40의 변수가 ‘false’로 정의되어 있는지 확인하십시오. 줄 41에 숫자를 입력하여 TO 길이를 초 단위로 정의하고 줄 42의 변수가 ‘false’로 설정되어 있는지 확인합니다. 라인(45)에 조명될 수 있는 개구들의 수에 대응하는 숫자값을 입력한다(예를 들어, ‘5’). 라인 46의 변수가 ‘의사 랜덤’ 또는 ‘랜덤’으로 정의되고 47행에 숫자를 입력하여 StD 길이를 초 단위로 설정했는지 확인하십시오. 라인 48의 변수가 ‘단일’로 정의되고 라인 49의 숫자 값이 ‘1’인지 확인하십시오. 라인 50에서 숫자를 입력하여 목표 자극의 밝기를 정의합니다. 64 행과 65 행의 변수가 각각 ‘바이너리’및 ‘비 의존성’으로 정의되는지 확인하십시오. 정확한 코찌르기 다음에 방출될 식품 펠릿의 수에 해당하는 71행에 숫자 값을 입력하십시오. 행동 실험을 수행합니다 (5 단계). 비표준 5-CSRTT 패러다임에 대한 매개변수를 구성합니다.참고: 이 하위 장에서 설명하는 모든 단계는 선택 사항입니다.자동 계단 훈련 절차를 사용하기 위해 자동 성능 확인이 필요한 경우 18 행의 변수가 ‘true’로 정의되고 성능 검사의 빈도를 정의하는 줄 20에 숫자 값을 입력하십시오. 21행에 숫자를 입력하여 피험자의 성과를 계산하기 전에 현재 세션 중에 완료될 최소 시행 횟수를 정의합니다. 21행의 변수가 ‘all’로 정의되어 현재 세션의 모든 평가판이 성능 검사에 포함되도록 하십시오. 프로그램이 이전에 완료된 세션과 일치하도록 현재 세션의 매개 변수를 업데이트하도록 줄 22의 변수가 ‘true’로 설정되어 있는지 확인하십시오. 23행에 ‘최신’을 입력하여 마지막 세션이 업로드되는지 확인합니다.참고 : 프로그램은 “계단”기능의 사양에 따라 매개 변수를 업데이트하여 이전에 완료된 수준으로 점프합니다. 업로드할 특정 데이터 세트는 “.mat” 결말이 있는 데이터 파일의 정확한 경로를 입력하여 선택할 수도 있습니다. 자동화된 행동 훈련이 필요한 경우, 라인 26의 변수가 ‘true’로 설정되어 있는지 확인하십시오. 27행과 28행에 숫자 값을 입력하여 시작할 교육 수준과 사용 가능한 총 수준 수를 각각 정의합니다. 코호트의 분할이 바람직한 경우, 그룹을 지정하는 29행에 이름(예: ‘group1’)을 입력합니다.참고: 각 그룹은 수준 업데이트에 대해 고유한 교육 수준 및 기준 집합을 사용할 수 있습니다. 각 그룹에 대한 매개 변수는 “계단” 함수에 정의되어 있습니다(단계 4.2.8.). 34행에서 무작위 ITI 기간이 필요한 경우 ‘무작위’를 입력합니다. 숫자 간격(예를 들어, ‘[0,2]’)을 입력하여 고정된 ITI 지속기간에 추가될 랜덤화된 수를 포함하는 구간을 정의한다. 조기 응답이 있는 임상시험이 세션의 시험 제한에 영향을 미치도록 하려면 37행에 ‘false’를 입력합니다. 추가 노즈 포크가 인내 있는 답변으로 계산되는 시간 창을 정의하려면 39행에 숫자 값을 입력합니다. 40행에 ‘true’를 입력하면 조기 답변이 시간 초과를 불러일으킵니다. 대상 조리개들의 서로 다른 그룹을 정의하려면 라인 48에 ‘이웃’, ‘이동됨’ 또는 ‘모두’를 입력합니다. 줄 49에 숫자 값을 입력하여 대상 조리개의 총 수를 정의합니다. 흐리게 표시된 자극이 필요한 경우 라인(51 및 52)에 숫자 값을 입력하여 흐리게 표시된 조리개 수의 총 수와 밝기를 각각 정의합니다. 자극 프리젠테이션 전에 짧은 톤(톤 C4, 262Hz(과학적 피치 표기법))의 방출이 요구된다면, 라인(55)의 변수가 ‘참’으로 설정되었는지 확인하십시오. 라인(56, 57, 58)에 숫자 값을 입력하여 화자의 톤과 자극 프리젠테이션 사이의 시간 윈도우(밀리초 단위), 톤의 지속 시간(밀리초 단위) 및 톤의 볼륨(0(톤 없음)과 1(전체 볼륨) 사이의 숫자가 허용됨)을 정의한다. 성공적인 노즈-포크 후에 짧은 톤(톤 C6, 1047 Hz)의 방출이 요구된다면, 라인(59)의 변수가 ‘true’로 설정되었는지 확인하십시오. 60행과 61행에 숫자 값을 입력하여 톤의 지속 시간(밀리초 단위)과 톤의 볼륨(0(톤 없음)과 1(전체 볼륨) 사이의 숫자가 허용됨)을 정의합니다. 희미하게 점등된 조리개에서의 응답이 보상되어야 하는 경우, 라인 64의 변수가 ‘비바이너리’로 설정되었는지 확인하십시오. 73행에 숫자 값을 입력하여 희미한 조명 조리개에서 코 찌르기에 대해 전달되는 음식 펠릿의 수를 정의합니다. 펠릿 디스펜서를 두 개 이상 사용하는 경우, 대상 조리개 및 흐리게 표시된 조리개 내의 노즈 포크에 대해 라인 70 및 72에 해당 모터 번호를 입력하십시오.참고: 모터 번호는 1 또는 2일 수 있습니다. 해당 모터 실드의 나사 단자 M3 및 M4는 하드웨어 제어를 위한 스크립트에 정의되어 있습니다. 반응 시간에 따라 보상을 등급화하는 것이 필요한 경우, 라인(65)의 변수가 ‘의존적’으로 설정되었는지 확인하십시오. 반응 시간(초 단위), 모터 수 및 전달될 식품 펠릿의 수를 서로 다른 범주로 나누는 라인(67)에 숫자 값을 입력하여 목표 개구에서 노즈포크의 의존성을 정의하여 특정 반응 시간 간격이 선택된 모터 수 및 펠릿 수에 해당하도록 합니다. 68행에 숫자를 입력하여 반응 시간(초), 모터 수 및 흐리게 표시된 조리개에서 노즈 포크에 대해 전달될 식품 펠릿 수에 대해 서로 다른 범주를 정의합니다. 아래 단계에 따라 계단 기능을 구성합니다.참고: 이 단계는 선택 사항입니다. 열려 있는 계단 기능을 선택합니다. 4행에 첫 번째 그룹의 이름(예: ‘group1’)을 입력합니다. 해당되는 경우, 77행에 두 번째 그룹의 이름(예: ‘group2’)을 입력합니다. 첫 번째 그룹에 대한 두 번째 훈련 레벨에 대한 파라미터를 변경하려면 17행의 성능 검사에서 계산된 파라미터 중 하나를 입력합니다(예: 기준이 30개의 노즈포크에 올바르게 응답하는 경우 PerformanceCheck.NumCorrect >= 30).참고: 이전 세션의 자동 로드를 사용할 때 “Config_trigger == 2” 매개 변수를 변경하지 마십시오(4.2.7.2단계). 19행에 업데이트하려는 변수와 해당되는 경우 숫자 값을 입력합니다(예: StD 길이를 30초로 설정하려면 ‘Config.LED.StimDuration = 30’).참고: 변경할 매개 변수의 수와 새 값을 자유롭게 선택할 수 있습니다. 유일한 요구 사항은 업데이트할 매개 변수를 업데이트가 필요한 각 수준에서 ‘UpdateTrigger = 1’ 변수 뒤에 입력해야 한다는 것입니다. “DataProc” 기능을 구성합니다. 열려 있는 DataProc 함수를 선택합니다. 세션의 개요가 있는 그래프를 자동으로 플로팅하고 저장해야 하는 경우 83행 이후 원하는 플롯에 대한 명령을 입력합니다.참고: 83행 이후의 현재 명령은 세션의 결과에 대한 개요와 ITI 동안 조기 답변의 총 수 또는 음식 패널 푸시 수와 같은 몇 가지 필요한 제어 조치를 플로팅합니다. 5. 행동 실험 쥐 케이지를 습관화 또는 실험 세션 최소 30분 전에 생체 내에서 실험실로 이송하여 동물을 시험실로 친숙하게 만듭니다. 습관화 세션을 위해, 각 조리개에 두 개의 보상 음식 펠릿을 배치하고 잡지 문에 다섯 개의 음식 펠릿을 배치하여 피연산자 챔버를 준비하십시오. 2-4.1단계에 따라 세션에 대한 매개 변수를 구성합니다.참고: 이 프로토콜에 사용된 피연산자 챔버는 크기가 30 x 30 x 45cm인 수정된 스키너 PVC 박스였습니다.참고: 첫 번째 습관화 단계에서는 잡지 플랩 도어를 테이프로 붙여서 열린 상태로 유지합니다. 두 번째 습관화 단계에서는 매거진 플랩 도어의 테이프를 제거합니다. 열려 있는 사용자 스크립트를 선택합니다. 줄 75의 ‘COM’ 설명이 2.2단계에서 선택한 사용 가능한 포트와 일치하는지 확인합니다. 일치하지 않으면 실험 제어 스크립트에서 숫자 값을 변경하십시오 (예 : ‘COM3’에서 ‘COM4’로). 부드럽게 쥐를 챔버에 놓습니다. 열린 사용자 스크립트에서 화면 위쪽 절반에 있는 편집기 도구 모음 탭을 클릭한 다음 녹색 재생 단추 실행을 클릭합니다. “명령 창” 정보를 읽어 프로그램이 올바르게 실행되고 있는지 확인하십시오. 언제든지 실험을 중지하려면 컴퓨터 키보드에서 이스케이프 키 ESC 를 누릅니다. 명령 창 디스플레이에 메시지가 나타날 때까지 기다립니다. “y”를 입력하고 컴퓨터 키보드의 Enter 키를 눌러 현재 세션을 중지하고 획득한 데이터를 저장합니다. 습관화 또는 세션 시간 또는 평가판 제한에 도달하면(각각 4.1.1 또는 4.2.5단계) 명령 창 디스플레이에 나타나는 메시지를 확인합니다. “y”를 입력하고 컴퓨터 키보드의 Enter 키를 눌러 현재 세션을 중지합니다.참고: 메시지는 새 평가판이 시작될 때만 표시되며 답변을 입력할 때까지(세션을 중지하려면 “y”, 실험을 계속하려면 “n”) 진행 중인 세션이 중지됩니다. 습관화 세션의 경우, 쥐가 모든 음식 알갱이를 섭취했는지 확인하십시오. 다음 습관화 단계로 진행하기 전에 모든 펠릿이 소비 될 때까지 습관화 단계를 반복하거나 두 번째 단계 후에 5-CSRTT 훈련을 시작하십시오. 세션이 끝나면 작동식 챔버의 벽과 바닥을 청소하십시오 (예 : 70 % 에탄올 용액과 종이 타월). 다음 쥐를 소개하기 전에 에탄올 냄새가 사라질 때까지 2-3 분 동안 기다리십시오. 실험 날짜가 끝나면 컴퓨터에서 마이크로 컨트롤러 USB를 뽑습니다. 선택적으로 하드웨어 및 실험 제어에 대한 스크립트를 모두 닫습니다.