在这份报告中,我们提出了一个完全自动化和高度灵活的系统,能够同时测试多认知行为和记录老鼠的神经元活动。
我们已经开发出一种完全自动化的系统操作行为测试和神经元的活动记录由多个认知脑功能,可以在一个单一的任务序列研究。该系统的独特功能,是一个特制的声学透明的腔,消除了许多相关的问题与听觉线索在大部分市售室控制。与操作性的设备可以添加或更换的方便,使这个系统相当多才多艺,允许各种听觉,视觉和嗅觉行为任务的执行情况。自动化系统允许罚款的时间(10毫秒)控制和精确的时间标记,每个事件在预先设计的行为序列。当一个多通道电生理记录系统,多认知脑功能,如动机,注意力,决策,耐心,和奖励相结合,可以顺序或独立审查。
在任何听觉行为的任务设计中的一个重要方面是消除散射和挠度测试环境造成的不必要的声音。穷人的声音控制,可以有一个显着的效果,被测试的行为,会产生误导甚至无法解释的结果。在系统中使用的行为腔形容这里是专门设计的声学透明,以避免室墙壁的声音偏转。事实上,当测量室中心,健全的偏转是有效地检测不到(数据未显示)。
虽然我们开发这个系统,主要用于研究听觉系统,它可以很容易地适应其他研究人员通过研究其他感官系统。修改可以很容易地对软件和硬件不同的任务,在不改变系统的整体配置。模块化的操作面板使得系统特别versati乐以允许除了和/或不同的设备替换为新的行为任务。例如,嗅觉行为的任务可以被植入到鼻子戳设备提供嗅觉刺激。五个选择照明鼻子与嗅觉刺激的MED(env-115A的)捅墙,可以很容易地安装,操作面板上的复杂的嗅觉任务。此外,所有操作性设备可以很容易地取代那些不改变系统配置的小鼠设计。
每个操作性的设备,精确的时间控制以及高分辨率记录单事件在给定的试验,使设备的准确操作,自定义行为的任务设计,以满足不同的认知脑功能(见下文)。当神经元的活动记录相结合,在神经科学领域的丰富多样的问题,可以研究这个系统。例如,在Auditory上述任务,对大脑认知功能有关的下列问题,可以在一个单一的试验研究:
(1)。动机:由于每个审判是启动动物的“自我激励”的鼻子,戳行动(图5A-和图3)动机可以因此被评估通过测量在一个给定的会话的动物进行的试验总数的定量,或连续试验的数量进行6,7。
(2)。注意:获得奖励在审判的关键是要正确认识听觉线索。在约25%的大鼠,不能训练,执行任务,缺乏参加的听觉线索的主要因素。相反,在大鼠学习任务,短暂的停顿的行为是在听觉线索介绍明显( 见图5A-B和图3)。通过使用这个系统,因此,它是可能为“关注DEFI(一)屏幕大鼠国旅总社“(二)重视学习的神经机制与神经元的录音时相结合而动物的听觉线索8-10出席。
(3)。决定:动物的听觉线索后确认,决定哪个方向,把接近正确的杠杆,在有限的时间窗口( 图5A-C)。因此,它是研究决定,决策11,12的有效范式。
(4)。耐心:杆延伸的时机可以控制这种动物有等待杆后到达的地方的杠杆将延长( 图5A-D)。通过改变等待的长度,可以测试和动物的忍耐程度,量化13。
(5)。奖励:任务的最终目标是获得的奖励( 图5A-E和图3)。因此使用此系统的行为任务可以很容易地设计研究奖励的决定问题的许多方面和14-17大脑功能的价值体系。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由神经科学的研究基金会和圣地亚哥基金会和G。哈罗德和莱拉华马瑟斯慈善基金会Blasker玫瑰Miah基金的拨款支持。