Un completamente automatizzata Roditore condizionata Protocollo per Sensomotoria Integrazione e esperimenti di controllo cognitive
Summary
Viene proposto un protocollo completamente automatizzato per roditori condizionamento operante. Il protocollo si basa su un preciso controllo temporale degli eventi comportamentali per indagare in che misura influenza il controllo dell'attività sottostante neurale integrazione sensomotoria e di controllo cognitivo esperimenti.
Abstract
I roditori sono stati tradizionalmente utilizzati come modello animale di serie in esperimenti di laboratorio che coinvolgono una miriade di compiti sensoriali, cognitive e motorie. Funzioni cognitive superiori che richiedono un controllo preciso su risposte senso-motori come il processo decisionale e modulazione attentiva, tuttavia, sono in genere valutate nei primati non umani. Nonostante la ricchezza di comportamento dei primati, che consente a più varianti di queste funzioni da studiare, il modello roditore rimane un attraente e conveniente alternativa ai modelli di primati. Inoltre, la capacità di automatizzare completamente condizionamento operante nei roditori aggiunge vantaggi unici rispetto del lavoro formazione intensiva di primati non umani, mentre lo studio di una vasta gamma di queste funzioni complesse.
Qui, vi presentiamo un protocollo per operantly condizionamento ratti in esecuzione di compiti di memoria di lavoro. Durante epoche critiche del compito, il protocollo garantisce che il movimento palese dell'animale viene minimizzato requIring l'animale a 'fissarsi' fino a quando un cue Go viene consegnato, simile al non umano disegno sperimentale primate. Una semplice due alternative compito scelta forzata è implementato per dimostrare le prestazioni. Discutiamo l'applicazione di questo paradigma ad altri compiti.
Introduction
Studiare la relazione tra neurofisiologia e il comportamento è l'obiettivo finale dei sistemi neuroscienze. Storicamente, c'è stato un compromesso tra modello animale scelta e repertorio comportamentale 1-5. Mentre organismi semplici come i nudibranchi 6 o 7 calamari sono stati ampiamente utilizzati per studiare le proprietà dei canali ionici singolo, neuroni e semplici circuiti neurali, sono necessari specie di ordine superiore per studiare funzioni più complesse come la navigazione spaziale, il processo decisionale 8-11 e cognitiva controllare 12-14. Nonostante sia un modello animale standard per umano come il comportamento, l'uso di primati non umani richiede considerazioni di costo ed etici che preclude il loro uso in una vasta gamma di esperimenti in una singola impostazione 15-18 laboratorio. Modelli animali più semplici come i roditori sono generalmente preferiti 19, a condizione che abbiano substrati neurali analoghe alla base dei comportamenti di interesse.
"> C'è ampia evidenza che suggerisce che i roditori parti strutture corticali e sottocorticali simili, come quelle che si trovano nei primati 20-22. Roditori sono anche noti per integrare le informazioni tra più modalità sensoriali per guidare la loro azione 23-25, per esempio, coordinando sbattere e annusando durante il comportamento esplorativo 26 o integrando eventi uditivi e visivi / olfattive 25,27.Qui si descrive un quadro per condizionamento operante di roditori utilizzati per testare compiti cognitivi 28-32. In questo contesto, i soggetti sono tenuti a fissare all'interno di un foro nosepoke e mantenere il loro muso all'interno del foro fino alla presentazione di una stecca andare. Il compito comportamentale è un disegno nosepoke cinque buche che viene convenzionalmente utilizzato per studi di attività il tempo di reazione di serie 5 a scelta. Durante il periodo di ritardo, una serie di spunti di istruzione è presentata per guidare il soggetto a eseguire un'azione. Questa struttura può essere facilmente modificato per soddisfareoccorre un'ampia gamma di esperimenti in cui la formazione del soggetto per minimizzare il suo movimento palese in un breve intervallo. Questo permette studiando la misura in cui l'attività spiking dei singoli neuroni è influenzato da stimoli specifici durante questo intervallo. Il protocollo può ridurre al minimo il tempo di allenamento e può ridurre tutta soggetto variabilità apprendimento. Un diagramma di flusso schematico del task è mostrato in Figura 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
I ratti sono stati ampiamente utilizzati nella ricerca delle neuroscienze da oltre un secolo. Dall'introduzione di Thorndike del concetto di legge di effetto nei gatti 34, condizionamento operante è stato l'approccio standard per testare diversi aspetti del comportamento animale. Molti esperimenti di neuroscienze che coinvolgono il processo decisionale e la preparazione del motore includono un periodo di ritardo tra i segnali d'istruzione e l'intervallo di azione. È desiderabile minimizzare …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato dal NINDS concessione # NS054148.
Materials
| 5-HOLED NOSE POKE WITH 3STIM CUE LIGHT – RAT CAGE | Coulbourn | H21-06M/R | |
| TEST CAGE | Coulbourn | H10-11R-TC | |
| Graphic State Software | Coulbourn | ||
| PROGRAMMABLE TONE/NOISE GENERATOR | Coulbourn | A12-33 | |
| Dustless Precision Pellets | Bio-Serv | F0165 | |
| SPEAKER MODULE | Coulbourn | H12-01R |
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