训练犬为觉醒，无节制的功能磁共振成像
Summary
无节制的醒狗磁共振成像（MRI）是一种新方法，具有物理或化学约束成像的多种优点。该协议引入了一种经济高效的培训方法，可最大限度地减少 MRI 环境中的培训，这既可能成本高昂，又可最大化可用于狗功能 MRI 的主题池。
Abstract
我们提出了犬功能磁共振成像 （fMRI） 训练协议，可以以经济高效的方式，使用高能量狗，用于获取功能和结构数据。这种训练狗醒，无节制fMRI的方法采用一种通用化程序，在几个不同的位置驻点，以方便站位行为转移到真正的MRI扫描环境;无需在 MRI 扫描环境中进行大量培训，即可进行上述工作，这非常昂贵。此外，此方法将站位（即下巴休息）行为的训练从脱敏分解为 MRI 环境（即 100 度分贝扫描音频），后者在专用的听觉暴露调节会话中完成。完整的培训和测试协议需要14小时，并立即转移到新的地点。我们还提供了从视觉面部处理和嗅觉鉴别范式中获得的蜂法fMRI数据的例子。
Introduction
对无节制的醒狗进行磁共振成像（MRI）是一种新方法，为检查狗脑的功能和结构创造了一种新方法。首次公布的MR图像从无拘无束的醒狗获取帐户在2009年（结构）和2012年（功能）1，2。功能磁共振成像 （fMRI） 有几个优点，用于研究无节制清醒的狗的大脑功能。首先，数据收集与人类相似，因此更容易在物种3中通用。第二，不需要麻醉，消除任何不良的后遗症。第三，大脑活动通过麻醉而改变，因此无需麻醉可以更好地评估认知功能。第四，虽然流体/食物剥夺和身体限制允许研究人员探索非麻醉动物（如啮齿动物、鸟类和灵长类动物模型），但这些动物的认知状态可能不同于其无节制和无节制的同类动物。3.
目前，全世界有五个实验室正在扫描醒着的狗（美国亚特兰大;美国奥本;布达佩斯， 匈牙利;克雷塔罗，墨西哥;奥地利维也纳），没有标准化的方法训练狗故意接受核磁共振扫描5，6，7。所有的训练方法都有一个共同的目标，即训练狗长时间保持静止，这是高质量的大脑扫描所必需的。虽然所有方法都通过强化学习的原则工作，但具体实施方式各不相同，我们还不知道这种差异对结果的影响。因此，如果建议的培训方法被接受并得到广泛应用，则可以减少数据中的一些不良差异。在本文中，我们将重点讨论在MRI扫描仪中驻台的训练方法。MRI 扫描成本高昂，我们开发的拟议方法旨在经济高效，因此可向世界各地的培训人员通用，而无需定期使用 MRI 扫描仪进行培训。
该方法由两个主要部分组成：培训和测试。培训包括两个阶段。第一阶段是在开放环境中训练狗到下巴目标（即站），第二阶段是训练狗在模拟核磁共振成像站。在整个培训阶段，在单独的、专用的听觉暴露过程中，MRI 的脱敏现象都会发生。测试包括将驻留在五个不同测试位置的便携式模拟 MRI 中。此测试阶段的效用是概括站位行为，促进转移到真正的 MRI 环境。总体协议在图 1中进行了总结。
图 1：协议时间线。协议时间表分为两个组件：培训和测试。培训进一步分为两个阶段，开放环境和模拟MRI。训练期间也进行单独的听觉暴露训练。测试包括将驻留在五个不同的传输位置 （T1-T5） 的便携式模拟 MRI 中。一旦狗将驻点行为概括为五个不同传输位置的标准，狗就可以在真实的 MRI 环境中收集数据了。请点击此处查看此图的较大版本。
根据阶段，训练和测试每周需要25至75分钟，每只狗：一个10分钟的听觉暴露和两个或两个以上5至30分钟的站站会话。该协议可在 25 周内完成。在转移测试期间，狗在五个不同位置的便携式模拟 MRI（孔、射频线圈、90+ dB 音频、耳垫）中执行几轮 5 分钟的无动降/停留和下巴休息。转移会话每周进行一次，每次 30-60 分钟，连续五周。在 MRI 测试期间，狗在 60 分钟的结构和功能数据采集过程中，在真正的 MRI 扫描仪中执行几轮最终站站行为。
在整个训练和测试中，下巴休息是重点的行为。下巴休息是狗触摸他的下巴到一个物体的表面后，一些提示瞄准（即，休息他的下巴）到该表面。目标提示可以是物理的（例如手势、诱饵）、口头（例如，口语单词”rest”），也可以是对象（例如，进入下巴休息本身）。下巴定位行为的流畅表现对于限制头部运动至关重要。在此协议中，下巴休息行为被调节、维护和概括，以在多个上下文中（不同的休息设备，在多个位置）发生，并延长目标持续时间（最多五分钟）。此外，培训师对下场和停留的行为进行条件和保持良好的表现，以及对释放提示”好”、条件强化器和行为事件标记”点击”和保持前进信号（KGS）”良好”的良好激励控制8.在协议过程中，在特定阶段和特定时间间隔内引入多种刺激和装置。这些材料易于采购，价格低廉。有关完整详细信息，请参阅材料表。
Protocol
Representative Results
Discussion
上述协议将站位（下巴休息）行为的训练从脱敏分离到 MRI 环境。此外，它还利用在几个不同位置的驻点通用化程序，帮助将驻点行为转移到真实的MRI扫描环境;无需在 MRI 扫描环境中进行大量培训，即可进行上述工作，这非常昂贵。总体而言，培训和测试在14小时内完成，并立即转移到新的地点。虽然目前很难以有意义的方式比较各实验室的方法，但我们提出了一种犬fMRI训练协议，可以以经济高?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们感谢《梅因表现科学》和奥本大学心理学和电气与计算机工程系。这项工作得到了专业狗训练师协会的支持。
Materials
| Acrylic Mock Radiofrequency Coil | Menards | TU59018594 | Mock Radiofrequency (RF) Coil: 8" diameter x 4' Concrete Form Tube. Makes four mock RF coils; cut form tube in four even lengths for four 8" diameter x 1' mock RF coils. |
| Agility Tunnel | J&J Dog Supplies | TT053 | Open Agility Training Tunnel |
| Bluetooth Speaker | Sharkk | SP-SK896WTR-GRY | Portable Scan Audio Playback: Waterproof Bluetooth Speaker Sharkk 2O IP67 Bluetooth Speaker Outdoor Pool Beach and Shower Portable Wireless Speaker |
| Cardboard Concrete Form Tube | Menards | TU10120014 | Stationary Mock MRI Bore: Sonotube 24" diameter x 12' Standard Wall Water-Resistant Concrete Form. Makes two mock bores; cut form tube in half for two 24" diameter x 6' bores. |
| Chuckit Ball | Chuckit! | 17030 | Toy Reward: Chuckit! Ultra Ball |
| Decibel X | Skypaw | Decibel meter phone app | |
| Exercise Mat | Foam chin rest: cut mat in half lengthwise. Roll up, and secure roll with hot glue. Cut chin-size notch in center with X-ACTO knife. Hot-glue velcro to bottom surface. | ||
| Folding Table | 3' x 6' folding table | ||
| Microfiber Car Wax Applicator Pad | Viking Car Care | 862400 | Viking Car Care Microfiber Applicator Pads |
| Natural Balance Treat Log | Natual Balance | 236020 | Food Reward: E.g., Chicken Formula Dog Food Roll, 3.5-lb roll |
| Plywood | Platform: 2"x4"x6' length of wood affixed to 3'x6' plywood board. Hot glue exercise mat on plywood board for traction. Braces: 3 4x4x4" cubes cut at 45-degree angle affixed to ends of 1"x4"x3' lengths of wood. Makes 3 braces. | ||
| Sand Bags | J&J Dog Supplies | AG155 | J&J Professional Quality Sandbags x 2 |
| Speaker System | Pioneer Electrics | HTD645DV | Stationary Scan Audio Playback: Pioneer HTD645DV 5 Disk DVD Home Theater System with Wireless Surround Speakers. Operating Instructions. |
| Towel | standard towel |
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