Kemirgenler tarafından güçlendirilmiş karar verme sırasında maliyet-fayda analizi değerlendirmek için operant protokolleri
Summary
Fayda-maliyet analizi karar verme boyunca beyin gerçekleştirir ağırlığında ölçekli bir yaklaşımdır. Burada, biz tren için bir protokol fareler üzerinde bir edimsel dayalı karar verme paradigma nereye fare seçmek için 15 bekleyen pahasına daha yüksek Ödülleri teklif s onları almak için.
Abstract
Takviye güdümlü karar verme yararları ve onların sonuçları göreli değeri temel alınarak eylem rakip içerisinde arasında seçim yapmak yeteneğidir. Bu işlem için normal insan davranışlarının ayrılmaz bir parçasıdır ve bağımlılık, şizofreni ve depresyon gibi nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar tarafından kesintiye olduğu gösterilmiştir. Kemirgenler uzun insan biliş Nörobiyoloji ortaya çıkarmak için kullanılmıştır. Bu amaçla, çeşitli davranış görevleri geliştirilmiştir; Ancak, çoğu sigara otomatik ve emek yoğun. Açık kaynak mikrodenetleyici son gelişmeler çeşitli bilişsel görevleri, uyarıcı sunu standartlaştırılması değerlendirmek için edimsel tabanlı görevleri otomatikleştirmek araştırmacılar sağladı veri kayıt iyileştirilmesi ve sonuç olarak, artırma araştırma çıktı. Burada, otomatik bir gecikme tabanlı takviye güdümlü karar alma işlemi, T-maze özel olarak yazılmış yazılım programları tarafından kontrollü bir edimsel kullanarak açıklar. Bir gecikme tabanlı maliyet ve fayda karar verme görevi gerçekleştiren iken bu karar verme görevleri’ni kullanarak, biz değişiklikleri bir sıçan anterior singulat korteks yerel alan potansiyel faaliyetlerine gösterir.
Introduction
Karar verme tanıma ve değerleri ve karar verici tercihleri ve seçili eylem1sonuçlarını temel seçenekleri seçerek işlemidir. Her ne kadar karar verme kapsamlı böyle bilişsel temel (yani, ekonomi, psikoloji ve neuroscience), sinirsel mekanizmalar henüz tam olarak anlaşılamamıştır farklı alanlarında eğitim gördü. Karar verme iki alt kategorileri algısal karar verme ve takviye güdümlü karar verme vardır. Onlar önemli çakışan öğeler ve kavramlar dahil rağmen takviye güdümlü karar verme göreli değeri ile ilgilenir, ancak algısal karar verme kullanılabilir duyusal bilgileri1,2‘ de, dayanır eylemleri üzerinde belirli zaman ölçeği3kazandı. Bir önemli güçlendirilmiş karar verme sezgisel beyin tarafından gerçekleştirilen belirli seçimler faydaları bilgi işlem ve ilgili maliyetler her alternatif1çıkarılarak fayda-maliyet analizi yönüdür.
T-maze (veya Y-labirent varyant) bilişsel deneyler kemirgenler kullanarak en çok kullanılan labirentine biridir. Hayvanlar başlangıç kol (T temel) yerleştirilir ve hedef kol (bir yan kollar) seçmek için izin. Zorla münavebe veya sol-sağ ayrımcılık gibi esas olarak T-maze kemirgen ile başvuru ve çalışma bellek4test etmek için kullanılan görevler verilmiştir. T-labirentine de yaygın olarak kullanılan karar verme deneyler5,6,7. Basit tasarım, ödül tek bir hedefi kolundan yerleştirilir. Tahmin edilebilir bir seçimdir ve hayvanlar kesinlikle ödül ödül değeri ne olursa olsun hiçbir şey yerine tercih ederdim. Ödüller her iki amaç kollarında yerleştirin ve sonra birkaç parametre bağlı olarak (yani, hayvanın doğal tercih, senin değerini maliyetleri arasındaki farkı ödenecek) almak için hangi yolu karar hayvanlar için başka bir seçenektir. Değer temelli tasarımında, görev tartma-ölçek özellikleri sağlayarak daha karmaşıktır. Bu şekilde, bir hayvan farklı değerli ödüller iki seçenek arasında yanı sıra eylemler [yani, (gecikme tabanlı) bekleyen veya ödülleri almak için gereken tutarı çaba (çaba tabanlı)], maliyetler arasındaki seçerek alır 5,6yapılan karar katkıda bulunan her.
Geleneksel gecikme tabanlı T-maze karar vermede, hayvanlar yüksek ödül kol (HRA) seçin ve tam tersini önlemek için eğitilmiştir düşük ödül kol (LRA). HRA ve Ira kenarlarına deney boyunca değişmeden kalır. Yukarıda açıklanan görevi de literatürde belgelenmiş oldu rağmen birkaç yordam sakıncaları uğrar. İlk olarak, bir sabit hedef kol sahip olarak, hayvan hangi her deneme başlangıcından seçmek için kol biliyor. Bu senaryoda, hayvanlar onların bellek yerine karar verme göre hedef kol seçebilirsiniz. Bir hayvan çalışma müdahale nedeniyle düşük ödül seçerse bu nedeniyle bir kayıp bellek veya çalışma müdahale olup dolayısıyla, bir gecikme dayalı karar verme paradigma, bu açık olmayacak. Bellek sorunu gözlenen davranış ayırmak için bir bellek kontrol grubu olarak düşünülebilir, ama bu durumu araştırmacılar ve hayvanlar hem nedeniyle ek iş7. İkinci bir endişe hayvan tarafından karar verme zamanı: hayvanlar karar bölge (tüm üç silah junction) ulaştığınızda, onlar genellikle sola ve sağa bak her kol ile ilgili faydaları ve maliyetleri tartmak ve sonra onların kararı. Ancak, bir kaç denemeler sonra onlar karar bölgede gelmeden önce böyle bir hesaplama gerçekleştirmek ve sade bir şekilde koşmak doğrudan ödül kol. Sonuç olarak, bu iki dezavantajı — bir kol ve karar verme anını bulma öncesi bir önyargı — her ikisi de son derece elektrofizyolojik yorumlanması kesme ve nörogörüntüleme veri.
Yöntemde, bu yazıda açıklandığı tercih edilen kol (HRA) işitsel bir cue tarafından sildim ve deneme deneme değişebilir. Hayvanlar başlatmak denemeler test bölgesi (Şekil 1) girip “burun-alay tarafından” işitsel işaret uyarının harekete geçirilmesine karşılık üç silah kavşağında yer vardır kızılötesi bir kapı. Ses sinyali (20 dB, 500 ve 1000 ms arasında) bir hoparlörden hedef kol sonunda oynanır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kemirgenler uzun farklı konular, bilişsel öğrenme ve bellek2,14 ve güçlendirilmiş davranış7,15,16 gibi başa neuroscientific çalışmalarda kullanılmıştır için merkezi denetim organları17,18 ve neuropharmacology19,20. Önerilen protokol ka…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma RMH nörolojik bilimler Vakfı, Avustralya tarafından desteklenen; Avustralya beyin Vakfı; RACP Thyne Reid Bursu, Avustralya; ve Bilişsel Bilimler ve teknolojileri Konseyi, İran yapımı Abbas Haghparast’a bir projeye göre verin.
Materials
| T-maze | Self made | ||
| Dustless Precision Sugar Pellets | TSE Systems Intl. Group | F0023 | 45 mg, Sucrose |
| Ketamine Hydrochloride Injection, USP | Sigma-Aldrich | 6740-87-0 | |
| Xylazine | Sigma-Aldrich | 7361-61-7 | |
| stereotaxic device | Stoelting | ||
| Isofluran | Santa Cruz Biotechnology | sc-363629Rx | |
| PFA-coated stainless-steel wires | A-M systems | ||
| acrylic cement | Vertex, MA, USA | ||
| (wooden or PVC (polyvinyl chloride)-made) | local suppliers | ||
| Mini-Fit Power Connector | Molex | 15243048 | |
| ethannol 70% | Local suppliers | ||
| buprenorphine | diamondback drugs | ||
| Arduino UNO | Arduino | https://www.arduino.cc/ | |
| Infrared emitting diode | Sharp | GL480E00000F | http://www.sharp-world.com/ |
| Chronux Toolbox | Chronux.org | ||
| Arduino codes | https://github.com/dechuans/arduino-maze |
References
- Gold, J. I., Shadlen, M. N. The neural basis of decision making. Annual Review of Neuroscience. 30, 535-574 (2007).
- Shi, Z., Müller, H. J. Multisensory perception and action: development, decision-making, and neural mechanisms. Frontiers in Integrative Neuroscience. 7, 81 (2013).
- Sutton, R. S., Barto, A. G. . Reinforcement Learning: An Introduction. 1, (1998).
- Khani, A., Rainer, G. Neural and neurochemical basis of reinforcement-guided decision making. Journal of Neurophysiology. 116, 724-741 (2016).
- Fatahi, Z., Haghparast, A., Khani, A., Kermani, M. Functional connectivity between anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex during value-based decision making. Neurobiology of Learning and Memory. 147, 74-78 (2018).
- Khani, A., et al. Activation of cannabinoid system in anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex modulates cost-benefit decision making. Psychopharmacology. 232, 2097-2112 (2015).
- Rudebeck, P. H., Walton, M. E., Smyth, A. N., Bannerman, D. M., Rushworth, M. F. Separate neural pathways process different decision costs. Nature Neuroscience. 9, 1161-1168 (2006).
- Gage, G. J., et al. Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals. Journal of Visualized Experiments. (60), e3565 (2012).
- Paxinos, G., Watson, C. . The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (1998).
- Bokil, H., Andrews, P., Kulkarni, J. E., Mehta, S., Mitra, P. P. Chronux: a platform for analyzing neural signals. Journal of Neuroscience Methods. 192, 146-151 (2010).
- Cohen, M. X. . Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice. , (2014).
- Luk, C. -. H., Wallis, J. D. Choice coding in frontal cortex during stimulus-guided or action-guided decision-making. Journal of Neuroscience. 33, 1864-1871 (2013).
- Rudebeck, P. H., et al. Frontal cortex subregions play distinct roles in choices between actions and stimuli. Journal of Neuroscience. 28, 13775-13785 (2008).
- Goshadrou, F., Kermani, M., Ronaghi, A., Sajjadi, S. The effect of ghrelin on MK-801 induced memory impairment in rats. Peptides. 44, 60-65 (2013).
- Haghparast, A., et al. Intrahippocampal administration of D2 but not D1 dopamine receptor antagonist suppresses the expression of conditioned place preference induced by morphine in the ventral tegmental area. Neuroscience Letters. 541, 138-143 (2013).
- Esmaeili, M. -. H., Kermani, M., Parvishan, A., Haghparast, A. Role of D1/D2 dopamine receptors in the CA1 region of the rat hippocampus in the rewarding effects of morphine administered into the ventral tegmental area. Behavioural Brain Research. 231, 111-115 (2012).
- Chaleek, N., Kermani, M., Eliassi, A., Haghparast, A. Effects of orexin and glucose microinjected into the hypothalamic paraventricular nucleus on gastric acid secretion in conscious rats. Neurogastroenterology & Motility. 24, e94-e102 (2012).
- Kermani, M., Eliassi, A. Gastric acid secretion induced by paraventricular nucleus microinjection of orexin A is mediated through activation of neuropeptide Yergic system. Neuroscience. 226, 81-88 (2012).
- Kermani, M., Azizi, P., Haghparast, A. The role of nitric oxide in the effects of cumin (Cuminum Cyminum L.) fruit essential oil on the acquisition of morphine-induced conditioned place preference in adult male mice. Chinese Journal of Integrative Medicine. , 1-6 (2012).
- Ahmadi, A., et al. Synthesis and antinociceptive behaviors of new methyl and hydroxyl derivatives of phencyclidine. Current Medicinal Chemistry. 19, 763-769 (2012).
