Summary
एक सामाजिक कॉलोनी पिंजरे सेटिंग के भीतर स्व-आरंभ किए गए व्यक्तिगत व्यवहार सत्रों से डेटा प्राप्त करने के लिए एक प्रणाली प्रस्तुत की जाती है। इस प्रणाली की प्रभावकारिता को एक स्वचालित कुशल पहुंच मूल्यांकन का उपयोग करके प्रदर्शित किया जाता है, जो पोस्ट-स्ट्रोक मोटर हानि, प्रेरणा से संबंधित संभावित व्यवहार परिवर्तन, सर्कैडियन विविधताओं और अन्य अभिनव आश्रित चर के लक्षण वर्णन को सक्षम करता है।
Abstract
चूहे के मॉडल में व्यवहार परीक्षण अक्सर मनोवैज्ञानिक, बायोमेडिकल और व्यवहार अनुसंधान सहित विभिन्न उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है। कई पारंपरिक दृष्टिकोणों में एक प्रयोग में एक शोधकर्ता और प्रत्येक जानवर के बीच व्यक्तिगत, एक-पर-एक परीक्षण सत्र शामिल होते हैं। यह सेटअप शोधकर्ता के लिए बहुत समय लेने वाला हो सकता है, और उनकी उपस्थिति अवांछित तरीकों से व्यवहार डेटा को प्रभावित कर सकती है। इसके अतिरिक्त, चूहे अनुसंधान के लिए पारंपरिक पिंजरे में संवर्धन, व्यायाम और समाजीकरण की कमी होती है जो सामान्य रूप से प्रजातियों के लिए विशिष्ट होगी, और यह संदर्भ व्यवहार डेटा के परिणामों को भी तिरछा कर सकता है। इन सीमाओं पर काबू पाने के लिए कई शोध अनुप्रयोगों के लिए सार्थक हो सकता है, जिसमें अधिग्रहित मस्तिष्क की चोट का अध्ययन भी शामिल है। यहां, मनुष्यों की उपस्थिति के बिना कॉलोनी पिंजरे में व्यक्तिगत चूहे के व्यवहार को स्वचालित रूप से प्रशिक्षण और परीक्षण के लिए एक उदाहरण विधि प्रस्तुत की जाती है। रेडियो फ्रीक्वेंसी पहचान व्यक्तिगत चूहे के लिए दर्जी सत्र के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. इस प्रणाली का सत्यापन स्ट्रोक से पहले और बाद में कुशल फोरलिंब मोटर प्रदर्शन को मापने के उदाहरण संदर्भ में हुआ। पोस्ट-स्ट्रोक व्यवहार हानि और सिस्टम द्वारा सक्षम उपन्यास उपायों की पारंपरिक विशेषताओं को मापा जाता है, जिसमें सफलता दर, पुल बल के विभिन्न पहलुओं, मुक्केबाज़ी विश्लेषण, दीक्षा दर और पैटर्न, सत्र की अवधि और सर्कैडियन पैटर्न शामिल हैं। इन चरों को कुछ सीमाओं के साथ स्वचालित रूप से एकत्र किया जा सकता है; हालांकि उपकरण जोखिम, समय और अभ्यास के प्रयोगात्मक नियंत्रण को हटा देता है, सत्यापन ने पशु से पशु तक इन चर में उचित स्थिरता का उत्पादन किया।
Introduction
चूहे के मॉडल के साथ व्यवहार प्रशिक्षण और परीक्षण अनगिनत अनुसंधान क्षेत्रों में महत्वपूर्ण हैं, संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की खोज से लेकर रोग राज्यों और अधिक1. आमतौर पर, यह प्रशिक्षण और परीक्षण एक-पर-एक सत्रों में एकल जानवरों के साथ आयोजित किया जाता है, एक शोधकर्ता मैन्युअल रूप से जानवर को अपने घर के पिंजरे से हटा देता है और अस्थायी रूप से उन्हें किसी प्रकार के उपकरण में रखता है। दुर्भाग्य से, इस दृष्टिकोण के साथ कई कठिनाइयाँ और सीमाएँ हैं। सबसे पहले, व्यवहार परीक्षण शोधकर्ताओं के लिए बहुत समय ले सकता है, और जब प्रशिक्षण आवश्यक होता है, तो उस समय की आवश्यकता और भी अधिक हो जाती है। दूसरा, यह दृष्टिकोण स्वचालित रूप से प्रभावित करता है-या यहां तक कि संभावित रूप से भ्रमित करता है-अधिग्रहित डेटा, जैसा कि कहीं और स्थापित किया गयाहै 2. संवर्धन से संबंधित चर पर विचार करते समय ये भ्रम विशेष रूप से प्रमुख होते हैं। विशेष रूप से, प्रयोगशाला चूहों पारंपरिक रूप से छोटे पिंजरों है कि सिर्फ एक या दो चूहों 3 के लिए काफी बड़ा कर रहे हैं में रखे जातेहैं, और अगर पहियों चल रहे नहीं हैं, वे व्यायाम करने के लिए सार्थक अवसरों के बिना एक जीवन भर जाना हो सकता है. इसके अतिरिक्त, पृथक आवास चूहे4 जैसे सामाजिक प्रजातियों में तनाव का एक प्रमुख स्रोत हो सकता है। इन कल्याण से संबंधित कमियों में से कुछ संभावना चूहे शरीर क्रिया विज्ञान 5,6, जो प्रजातियों ठेठ व्यवहार अभिव्यक्ति4 के विकास preempt और कृंतक मॉडल की गुणवत्ता को प्रभावित के रूप में मानव संदर्भों के लिए लागू प्रभाव हो सकता है.
शोधकर्ताओं ने हाल के वर्षों में इन समस्याओं के कई प्रकार के समाधान का पीछा किया है। समाधान का सबसे सरल प्रकार व्यवहार परीक्षण औरप्रशिक्षण 7,8,9,10 को स्वचालित करने के लिए किया गया है, इस प्रकार एक एकल शोधकर्ता के लिए एक ही जानवर में भाग लेने के लिए की आवश्यकता को हटाने. एक अतिरिक्त समाधान प्रयोगात्मक कक्षों11,12 के लिए पशु हस्तांतरण को स्वचालित करने के लिए किया गया है, आगे मानव भागीदारी के लिए की जरूरत को हटाने. अंतिम, कई setups जो जानवरों अन्य जानवरों के साथ कॉलोनी पिंजरे में और अन्वेषण और संवर्धन13 के लिए और अधिक कमरे के साथ रखा जा करने के लिए अनुमति दी गई है का पता लगाया गया है. इन फायदों के बावजूद, इस तरह के कॉलोनी सेटअप सीमित या व्यक्तिगत रूप से विभेदित व्यवहार डेटा इकट्ठा करने के प्रयासों को जटिल कर सकते हैं (हालांकि कंप्यूटर दृष्टि का उपयोग करने के प्रयासों को देखें)14,15. यदि व्यक्तिगत व्यवहार डेटा की आवश्यकता होती है, तो व्यवहार सत्रों के लिए कॉलोनी पिंजरे से जानवरों को पहचानना और पुनः प्राप्त करना अधिक कठिन या जटिल हो सकता है। वर्तमान में, (समृद्ध) कॉलोनी आवास 16,17,18 से व्यक्तिगत व्यवहार डेटा एकत्र करने के लिए कुछ सिस्टम मौजूद हैं।
ये कमियां विशेष रूप से अधिग्रहित मस्तिष्क की चोट के व्यवहार संबंधी प्रभावों पर अनुसंधान को प्रभावित कर सकती हैं। सबसे पहले, यह स्पष्ट है कि मनुष्यों की उपस्थिति और/या लिंग के साथ-साथ हैंडलिंग प्रथाओं कृंतक व्यवहार 2,19 को प्रभावित करती है, और ये चर बनाम से पहले चूहों के व्यवहार को अलग-अलग प्रभावित कर सकते हैं। स्ट्रोक के बाद। दूसरा, स्ट्रोक के बाद मानव व्यवहार परिणामों पुनर्वास अभ्यास20 की सिफारिश की खुराक के साथ स्वेच्छा से कम सगाई से खराब किया जा सकता है. वर्तमान में, कृंतक प्रयोग इस तरह के संदर्भ को मॉडल नहीं करते हैं, क्योंकि चूहे व्यवहार सत्रों से जुड़ने या परहेज करने के लिए चुनने के लिए स्वतंत्र नहीं हैं।
यह लेख समृद्ध कॉलोनी पिंजरे के ढांचे के भीतर व्यक्तिगत व्यवहार परीक्षण की सुविधा के लिए डिज़ाइन किया गया एक प्रोटोकॉल पेश करता है। यह दृष्टिकोण न केवल वर्तमान प्रथाओं की बाधाओं को संबोधित करता है बल्कि नवीन उपायों की खोज के लिए रास्ते भी खोलता है। एक चूहा टर्नस्टाइल (ओआरटी) विकसित किया गया है और जानवरों को स्वतंत्र रूप से व्यवहार कक्षों में प्रवेश करने और अपने स्वयं के प्रशिक्षण और परीक्षण सत्र शुरू करने के लिए सक्षम करने, एक कॉलोनी पिंजरे से चिपका जा सकता है. प्रणाली सस्ती है; प्रत्येक ओआरटी को कम लागत पर इकट्ठा किया जा सकता है (3 डी प्रिंटर तक पहुंच दी गई है)। अतीत में, इस प्रणाली के सत्यापन एक बुनियादी ऑपरेटर कक्ष का उपयोग कर बाहर किया गया था, दिखा रहा है कि जानवरों को लगातार एक प्रयोगकर्ता16 की उपस्थिति के बिना एक सरल ऑपरेटर लीवर प्रेस प्रदर्शन करने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है. फिर भी, यह कॉन्फ़िगरेशन अन्य परिदृश्यों के लिए लागू है या नहीं का सवाल अनसुलझा रहता है। इसका उद्देश्य ओआरटी-कॉलोनी पिंजरे सेटअप की प्रभावशीलता को मान्य करना है, जो पहले स्थापित किया गया था, एक स्ट्रोक के बाद मोटर हानि के लिए प्रासंगिक कुशल पहुंच व्यवहार के प्रशिक्षण और मात्रा निर्धारित करने के लिए। कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग उपन्यास चर उत्पन्न करने के लिए किया गया था जो आमतौर पर स्ट्रोक अनुसंधान में नहीं खोजे जाते हैं। इन चरों में कुशल पहुंच कार्य के लिए प्रदर्शन मीट्रिक और आत्म-दीक्षा के माप शामिल हैं, जो प्रेरणा और निर्णय लेने के लिए प्रासंगिक हो सकते हैं। इसके अलावा, पूरे 24 घंटे की अवधि में दैनिक आत्म-दीक्षा के सर्कैडियन पैटर्न में स्ट्रोक-प्रेरित परिवर्तनों का प्रभावी ढंग से पता लगाया गया था।
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Protocol
सभी प्रक्रियाओं और पशु देखभाल को उत्तरी टेक्सास विश्वविद्यालय संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित किया गया था और प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान गाइड का पालन किया गया था। वयस्क नर और मादा लॉन्ग-इवांस चूहों (400-800 ग्राम, 1.5 वर्ष), वर्तमान अध्ययन में उपयोग किए जाते हैं, कॉलोनी पिंजरे में रखे गए थे।
1. उपकरण तैयार करना
- डिजाइन फाइलों और निर्माण के निर्देशों के अनुसार एक-चूहा टर्नस्टाइल (ओआरटी) प्राप्त करें या इकट्ठा करें ( पूरक फ़ाइल 1 और पूरक कोडिंग फ़ाइल 1 देखें)। अधिक जानकारी के लिए बुचर एट अल.16 देखें।
नोट: ओआरटी चूहे के आकार के लिए विशिष्ट हैं, इसलिए एक कॉलोनी पिंजरे में ऐसे जानवर शामिल होने चाहिए जो लगभग एक ही आकार के हों। यदि कोई ओआरटी को स्वयं-इकट्ठा नहीं करना चाहता है, तो उन्हें पूर्व-इकट्ठे खरीदा जा सकता है ( सामग्री की तालिकादेखें)। - रेडियो-फ्रिक्वेन्सी पहिचान प्राप्त गर्नुहोस् र संलग्न गर्नुहोस् (RFID, सामग्रीको तालिकाहरू हेर्नुहोस्) रिडर र RFID ट्यागहरूसँग जनावरहरू प्राप्त र इन्जेक्षन।
नोट: RFID पूर्ण द्वैध (FDX) इंजेक्शन गर्दा tags, उन्मुखीकरण RFID एन्टेनामा लंबवत हुनुपर्छ किनभने चूहाले ORT मार्फत चल्छ। इस मान्यता में, टैग रीढ़ के साथ समानांतर एक विमान पर कंधे ब्लेड के बीच चमड़े के नीचे प्रत्यारोपित किए गए थे. - RFID एंटीना को ORT की ट्यूब से चिपका दें।
- प्रयोगात्मक प्रश्न के लिए उपयुक्त व्यवहार तंत्र (तों) और कॉलोनी पिंजरे का निर्माण और / इस उदाहरण में, कस्टम-निर्मित कॉलोनीपिंजरे 21,22 का उपयोग व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ऑपरेटर कक्षों (सामग्री की तालिकादेखें) के संयोजन में किया गया था, हालांकि किसी भी उपकरण का सैद्धांतिक रूप से उपयोग किया जा सकता है।
नोट: ओआरटी के माध्यम से व्यवहार तंत्र (तों) तक पहुंच के लिए कॉलोनी में रखे गए जानवरों की प्रतियोगिता पर विचार किया जाना चाहिए। प्रत्येक 4 से 6 जानवरों के लिए एक ओआरटी + व्यवहार तंत्र की आवश्यकता का अनुमान लगाएं। - व्यवहार तंत्र और कॉलोनी पिंजरे के बीच ओआरटी संलग्न करें।
- व्यवहार तंत्र और कॉलोनी पिंजरे में एक पोर्टल छेद को एक ड्रेमेल रोटरी टूल ( सामग्री की तालिकादेखें) या इसी तरह के उपकरण का उपयोग करके काटें। आंतरिक व्यास निर्मित ओआरटी सुरंग के बाहरी व्यास के बराबर होना चाहिए।
नोट: ओआरटी को संचालित करने के लिए कुछ इंच ऊंचा किया जाना चाहिए, इसलिए कॉलोनी पिंजरे और उपकरण ऊंचाइयों को संरेखित करने के लिए एक छोटे से मंच या स्टैंड की आवश्यकता होगी। - जानवरों को पढ़ने के लिए RFID प्रणाली स्थापित करें क्योंकि वे ORT से गुजरते हैं और यदि वांछित है, तो इसे व्यवहार तंत्र के साथ एकीकृत करें।
2. शल्य चिकित्सा व्यवहार प्रशिक्षण
- चूहों के समान आकार के समूह प्राप्त करें और उन्हें कॉलोनी पिंजरे में पेश करें।
नोट: जानवरों है कि पाला गया है या अलगाव में या कुछ षड्यंत्र के साथ बड़े पैमाने पर रखा गया है चैम्बर की खोज में अधिक परेशानी हो सकती है, खासकर जब यह कॉलोनी पिंजरे के सामाजिक क्षेत्रों traversing शामिल. इस नुकसान से बचने के लिए जानवरों को जीवन में जल्दी समूह पिंजरे के संपर्क में लाया जाना चाहिए। - व्यवहार तंत्र के भीतर किसी भी जोड़तोड़ तक पहुंच निकालें और कब्जा होने पर, औसतन हर 60 एस में ऑटो-डिलीवर पुरस्कार देने के लिए कक्ष सेट करें।
नोट: इस अध्ययन में इनाम के रूप में सुक्रोज पानी (30% से 40%) का उपयोग किया गया है, लेकिन मीठा गाढ़ा दूध भी प्रभावी है। - ओआरटी के माध्यम से व्यवहार तंत्र (तों) में नियमित रूप से प्रवेश करने के लिए सभी चूहों को प्रशिक्षित करें।
- प्रति दिन कम से कम एक बार, यह सुनिश्चित करने के लिए डेटा की जांच करें कि सभी जानवर ओआरटी में प्रवेश कर रहे हैं। यदि जानवर प्रवेश नहीं कर रहे हैं, तो लॉकिंग तंत्र में एक पेन के आकार की वस्तु डालें ताकि इसे अस्थायी रूप से लॉक करने से रोका जा सके, जिससे जानवरों को अधिक स्वतंत्र रूप से तलाशने की अनुमति मिल सके। यदि जानवर अभी भी प्रवेश नहीं कर रहे हैं, तो टर्नस्टाइल को हटा दें और कक्ष में मुफ्त सुरंग पहुंच की अनुमति देने के लिए एक अस्थायी फुटपाथ संलग्न करें।
- एक बार जब सभी जानवर नियमित रूप से कक्ष में प्रवेश कर रहे हैं, तो लॉक (और टर्नस्टाइल) वापस करें और पुनर्मूल्यांकन करें।
नोट: पशु भी अन्य चूहों से एक अस्थायी राहत के रूप में ओआरटी और कक्ष पर कब्जा कर सकते हैं। कक्ष के इस प्रकार के एकाधिकार को रोकने का एक तरीका एक अतिरिक्त ओआरटी संलग्न करना है जो एक साधारण अलगाव कक्ष में पुल करता है। - मैनिपुलैंडम-पुल हैंडल का परिचय दें, इस उदाहरण के मामले में- और उच्चतम संवेदनशीलता पर सेट करें। हैंडल को बॉक्स के अंदर (2 सेमी तक) या बॉक्स के ठीक बाहर डालें।
नोट: पेंटर का टेप पहुंच के प्रयासों को जगा सकता है यदि हैंडल के पीछे चिपका दिया जाता है, तो पहुंच से बाहर। - आवृत्ति को कम करें कि इनाम (यानी, 30% सुक्रोज पानी) स्वतः वितरित है (उदाहरण के लिए, प्रत्येक 90-120 एस)। याद रखें कि किसी भी इनाम का उपयोग किया जा सकता है जो प्रयोगकर्ता की जरूरतों और जानवरों की प्राथमिकताओं के अनुरूप हो।
- यह सुनिश्चित करने के लिए दैनिक डेटा की जाँच करें कि सभी जानवरों ने लीवर को सक्रिय करना सीख लिया है। लीवर को चारा दें और/या सम्मिलन स्तर तब तक बदलें जब तक कि सभी जानवर खींच न लें।
- पुरस्कारों की ऑटो-डिलीवरी बंद कर दें ताकि वे केवल पुल हैंडल के सक्रियण के माध्यम से उपलब्ध हों।
- यदि पहले डाला गया है, तो लीवर को प्रत्येक दिन वापस लें (बशर्ते कि सभी चूहे उस वापसी स्तर पर खींचना जारी रखें) 0.25 मिमी से 0.5 मिमी तक जब तक लीवर अपनी अंतिम स्थिति में न हो, कक्ष के बाहर 1 सेमी से 1.25 सेमी।
नोट: लीवर की सटीक स्थिति चूहों के आकार पर निर्भर करती है। ऐसी स्थिति चुनना सुनिश्चित करें जिसके परिणामस्वरूप वांछित स्थलाकृति तक पहुंच हो। - हैंडल को सक्रिय करने के लिए आवश्यक पुल बलों को उत्तरोत्तर बढ़ाने के लिए एक प्रतिशत या अन्य प्रशिक्षण कार्यक्रम शुरू करें।
नोट: इस अध्ययन ने एक प्रतिशत अनुसूची का उपयोग किया जो पिछले 15 प्रतिक्रियाओं के ऊपरी चतुर्थक पर सुदृढीकरण के लिए मानदंड निर्धारित करता है। वैकल्पिक रूप से, पुल मानदंड के चरणबद्ध वृद्धि का उपयोग7 किया जा सकता है। - एक बार जब जानवर मज़बूती से 120 ग्राम खींचता है की अंतिम मानदंड सीमा तक पहुँच जाते हैं, तो प्रतिशतक प्रशिक्षण कार्यक्रम को हटा दें और 120 ग्राम के स्थिरांक पर संभाल सक्रियण के लिए मानदंड को ठीक करें।
- इस बल की आवश्यकता पर आधारभूत डेटा एकत्र करें जब तक कि सफलता दर लगभग एक सप्ताह तक स्थिर (गैर-ट्रेंडिंग) न हो।
3. स्ट्रोक को प्रेरित करना
- शल्य चिकित्सा एक ही समय में सभी कॉलोनी पिंजरे में बंद जानवरों में स्ट्रोक को प्रेरित करता है।
नोट: स्ट्रोक प्रेरित करने के लिए स्ट्रोक का एक endothelian-1 मॉडल, जोकहीं और 23 वर्णित किया गया है इस्तेमाल किया गया था. - जानवरों को पारंपरिक पिंजरे में ठीक करने की अनुमति दें, व्यक्तिगत रूप से अलग, 3-7 दिनों के लिए।
4. पोस्टसर्जिकल व्यवहार परीक्षण
- वसूली के बाद, ओआरटी संलग्न कुशल पहुंच तंत्र के साथ कॉलोनी पिंजरे में जानवरों को लौटें।
- व्यवहार परीक्षण करें, 120 ग्राम के अंतिम पर पुल आवश्यकताओं को रखते हुए (चरण 2 का पालन करें) जब तक कि पोस्ट-स्ट्रोक घाटे (एक से कई दिनों तक) का मूल्यांकन करने के लिए पर्याप्त डेटा एकत्र नहीं किया जाता है।
- बाद के दिनों के दौरान किसी भी पोस्ट स्ट्रोक या वसूली से संबंधित स्वतंत्र चर को लागू करें, जबकि जानवरों चैम्बर तक पहुँच रहे हैं.
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Representative Results
जानवरों को एक कॉलोनी पिंजरे में चार मादा चूहों और एक अलग कॉलोनी पिंजरे में चार नर चूहों के साथ प्रशिक्षित और परीक्षण किया गया था। सभी चूहों ने चार दिनों या उससे कम समय में ओआरटी से गुजरना सीखा। चार मादा चूहों प्रशिक्षण के लगभग 6 सप्ताह में 120 ग्राम बल की आवश्यकता पर >85% सफल मुकाबलों तक पहुंच गया और नर चूहों 10 सप्ताह में एक ही मानदंड तक पहुंच गया (वंचित चूहों के साथ मानक प्रशिक्षण के साथ लगभग 3 सप्ताह की तुलना में)7. कई हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर ग्लिच के कारण इस प्रशिक्षण अवधि को बहुत लंबा कर दिया गया था, जिसके लिए सप्ताह 2 से 6 के बीच निरंतर समस्या निवारण की आवश्यकता होती थी। एक बार इन गड़बड़ियों को संबोधित करने के बाद, प्रशिक्षण सुचारू रूप से आगे बढ़ा, और यह उम्मीद की जाती है कि बाद के प्रशिक्षण की समयसीमा वर्तमान साहित्य7 के बराबर होगी। नर चूहों को भी लंबे समय तक प्रशिक्षित किया गया था ताकि एक नर चूहे को खींचना शुरू करने के लिए अधिक अवसर प्रदान किए जा सकें; हालांकि, उन्होंने कभी नहीं किया और सप्ताह 7 के बाद आगे के विश्लेषण और सर्जरी से बाहर रखा गया। एक बार चूहे के प्रदर्शन बेसलाइन में स्थिर हो जाने के बाद, प्रत्येक पिंजरे के लिए प्री-स्ट्रोक बेसलाइन डेटा के 5 दिन प्राप्त किए गए थे। डेटा उन दिनों तक सीमित था, जिसके दौरान ओआरटी पूरे दिन पिंजरे से जुड़ा रहा (कुछ दिनों में पशुपालन से संबंधित अस्थायी डिस्कनेक्शन की आवश्यकता होती है)। मादा पिंजरे के लिए, बेसलाइन दिन स्ट्रोक से पहले 7, 8, 9, 10 और 12 दिन थे। पुरुषों के लिए, बेसलाइन दिन स्ट्रोक से पहले 8, 9, 10, 11 और 13 दिन थे।
उनके स्ट्रोक प्रेरण सर्जरी के दौरान, इस सत्यापन में जानवरों को एक साथ उनके बेसल अग्रमस्तिष्क (निर्देशांक -5.8 मिमी पूर्वकाल / पश्च, 0.7 मिमी बाएं औसत दर्जे का / पार्श्व, 8.3 मिमी पृष्ठीय / उदर) या उनके उदर Tegmental क्षेत्र (निर्देशांक -2.3 मिमी पूर्वकाल / पश्च, 3.3 मिमी औसत दर्जे का / पार्श्व, 7.0 मिमी पृष्ठीय / उदर) में वायरलेस प्राप्त चिप्स से जुड़े इलेक्ट्रोड के साथ प्रत्यारोपित किया गया. ये प्रत्यारोपण बाद के पुनर्प्राप्ति प्रयोग में उपयोग के लिए थे और यहां रिपोर्ट किए गए कॉलोनी पिंजरे-ओआरटी सत्यापन के लिए प्रासंगिक नहीं हैं। प्रत्यारोपण को डिज़ाइन किया गया था ताकि त्वचा को उनके ऊपर बंद किया जा सके, प्राप्त चिप्स बाएं हाथ के नीचे चमड़े के नीचे स्थित थे।
स्ट्रोक इंडक्शन के दौरान एक मादा जानवर की मौत हो गई। एक और महिला ने वसूली के कई दिनों बाद गिरावट शुरू कर दी, स्ट्रोक के बाद कभी भी हैंडल नहीं खींचा। उसकी इच्छामृत्यु के बाद, यह पाया गया कि उसने शायद अपने स्ट्रोक के कुछ समय बाद मस्तिष्क रक्तस्राव का अनुभव किया था। इन दो जानवरों को प्री-स्ट्रोक मूल्यांकन सहित पूरी तरह से डेटा सेट से समाप्त कर दिया गया था।
स्ट्रोक के बाद, जानवरों ने तुरंत नियमित लीवर खींचने को फिर से शुरू नहीं किया, हालांकि वे ओआरटी के माध्यम से कक्ष में प्रवेश करना जारी रखते थे और मैनुअल आकार देने के छोटे सत्रों के माध्यम से प्रोत्साहित किया जाना था (यानी, लीवर की दूरी कम हो गई और लीवर को खींचने या प्रयास करने पर आकस्मिक पुरस्कार प्रदान किए)। मादा चूहों स्ट्रोक के बाद 4-7 दिनों के दौरान नहीं खींच था और इसलिए पूरक लीवर चारा (यानी, लीवर पर मूंगफली का मक्खन का एक थपका) और 8-11 दिनों पर मैनुअल आकार देने दिया गया. उन्होंने 11वें दिन स्वायत्तता से खींचना शुरू कर दिया। पुरुषों को महिलाओं के साथ पिछले अनुभव के आधार पर दिन 6 तक ठीक होने की अनुमति दी गई थी। उन्होंने स्ट्रोक के बाद दिन 6 के दौरान नहीं खींचा। उन्हें सातवें दिन पूरक आहार दिया गया। उन्होंने स्ट्रोक के बाद 8वें दिन स्वायत्त रूप से खींचना शुरू कर दिया। एक बार जब जानवरों ने फिर से पुल प्रयासों के लिए सुदृढीकरण से संपर्क किया, तो पूरक चारा या आकार देना बंद कर दिया गया और पोस्ट-स्ट्रोक डेटा एकत्र किया गया। पुरुषों ने अधिक जटिल आश्रित चर (सर्कैडियन उपायों और पोस्ट-बाउट पॉज़िंग) के पूर्ण विश्लेषण के लिए दिन 8 पर पर्याप्त नहीं खींचा, इसलिए उन्हें एक ही मानदंड के तहत 9वें, 10वें और 11वें दिन खींचने की अनुमति दी गई। 8वें, 10वें और 11वें दिन पूरे दिन थे। स्ट्रोक के बाद खींचने का पहला दिन सर्कैडियन विश्लेषण और मुकाबलों के बीच ठहराव के विश्लेषण को छोड़कर सभी विश्लेषणों के लिए इस्तेमाल किया गया था; इस विश्लेषण के लिए महिलाओं के लिए एक दिन और पुरुषों के लिए तीन पूर्ण दिनों का उपयोग किया गया था। स्ट्रोक के बाद के विश्लेषण के लिए, दो मादा चूहों ने एक दिन में 55 और 844 पुल प्रदान किए, और तीन नर चूहों ने तीन दिनों में 536, 153 और 190 पुल प्रदान किए।
डेटा को पुल और मुकाबलों के अनुसार व्यवस्थित किया गया था। उपकरण से उत्पन्न होने वाले झटके को दर्ज करने से बचने के लिए, +/- 1 ग्राम हिस्टैरिसीस के साथ 5 ग्राम थ्रेशोल्ड का उपयोग करके पुल को मापा गया था। एक पुल दर्ज किया गया था जब जानवर 6 ग्राम से ऊपर दबाव डाला और बंद कर दिया जब संभाल 4 जी से नीचे एक बल दर्ज. जानवरों ने कई तेजी से खींचने के मुकाबलों में खींचने की प्रवृत्ति की। एक बार जब कोई एकल पुल 120 ग्राम तक पहुंच गया, तो सुदृढीकरण दिया गया। एक बाउट को पुल का एक समूह माना जाता था जिसकी चोटियों को 1 एस से कम से अलग किया गया था। इस सीमा को पिछले आंकड़ों के आधार पर चुना गया था, जिसने संकेत दिया था कि 1 एस के तहत एक अंतर-पीक अंतराल क्लस्टर स्वाभाविक रूप से विकसित हुआ था, और अन्य अंतर-शिखर अंतराल मज़बूती से बहुत लंबे थे। चूहे आम तौर पर फीडर पर जाने से पहले एक पंक्ति में कई बार खींचते थे, तब भी जब पहले बाउट में खींचने से फीडर सक्रिय हो जाता था।
कुल 7 आश्रित चर का विश्लेषण किया गया। एक युग्मित टी-परीक्षण आधारभूत औसत और पोस्ट-स्ट्रोक उपायों के बीच किया गया था, जो चित्रा 1, चित्रा 2 और चित्रा 3 में रिपोर्ट किए गए हैं। ये आंकड़े अलग-अलग जानवरों द्वारा डेटा भी प्रदर्शित करते हैं ताकि प्रत्येक उपाय के लिए दिनों में और व्यक्तियों के बीच भिन्नता का आभास हो सके।
चित्रा 1 कुशल पहुंच आकलन 7,8,10 के विशिष्ट कई प्रदर्शन उपायों के साथ पूर्व और बाद स्ट्रोक प्रदर्शन से पता चलता है. सभी पोस्ट-स्ट्रोक डेटा को एक डेटा बिंदु में एकत्रित किया गया था, भले ही पर्याप्त परीक्षण एकत्र करने में कई दिन लगे। प्रोटोकॉल और स्वचालित स्व-आरंभ प्रणाली ने प्रति बाउट सफलता दर, प्रति पुल बल का मतलब है, और प्रति बाउट खींचता है, जो सभी ने सांख्यिकीय महत्व की अलग-अलग डिग्री के साथ स्ट्रोक के प्रति संवेदनशीलता दिखाई।
चित्रा 2 कॉलोनी पिंजरे-ओआरटी सेटअप से उत्पन्न होने वाले दो उपन्यास चर को दर्शाता है: सत्र दीक्षा और संचयी सत्र अवधि। हैरानी की बात है, स्ट्रोक सत्र दीक्षा को प्रभावित नहीं किया. महिलाओं ने स्ट्रोक से पहले और बाद में पुरुषों की तुलना में मज़बूती से सत्र शुरू किए, हालांकि स्ट्रोक के बाद न तो उनकी दर में बदलाव आया। इसके विपरीत, अधिकांश चूहों के लिए कक्ष में बिताए गए समय में वृद्धि हुई, शायद मुकाबलों की सफलता दर में कमी के कारण (जिसका परिणाम पुरस्कारों की कम दर है)
सत्र दीक्षा (जो कॉलोनी पिंजरे और खाद्य सुदृढीकरण में उपलब्ध संवर्धन और सामाजिक पुरस्कार के बीच एक विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है) और कक्ष में समय की अवधि (इनाम के मूल्य के साथ एक वातानुकूलित जगह वरीयता के मामले में) भी प्रेरणा 24,25,26,27 के सूचकांक के रूप में लिया जा सकता है. अतिरिक्त प्रेरणा-आधारित उपायों को शामिल किया गया था, जैसे कि "प्रयास" जैसा कि प्रति सत्रमिनट 28 खींचता है और मुकाबलों29 के बीच विराम देता है, जिसे चित्र 3 में देखा जा सकता है। ये चर स्ट्रोक से प्रभावित थे। जैसा कि अनुमान था, प्रति सत्र मिनट पुल की संख्या में कमी आई, और मुकाबलों के बीच ठहराव की अवधि बढ़ गई। हालांकि, बाद के उपाय में परिवर्तन जटिल थे। बाउट पॉज़ का वितरण अधिक अराजक हो गया, जिसमें अधिक लंबे विराम, कुछ बहुत लंबे ठहराव और साथ ही अधिक छोटे विराम भी शामिल थे। यह मूल कुशल मोटर इकाई में टूटने का संकेत दे सकता है; यदि हां, तो यह उसी का आसानी से मापने योग्य सूचकांक हो सकता है।
छोटे समूह के आकार के बावजूद, यह निर्धारित करने के लिए एक जांच आयोजित की गई थी कि क्या मापा गया चर सफलता दर के साथ सहसंबंधों का प्रदर्शन करता है, संभावित रूप से उनके कार्यात्मक महत्व को दर्शाता है। शापिरो विल्क परीक्षण चर सफलता दर, मतलब शिखर पुल, प्रति मिनट मुक्केबाजी, संचयी सत्र अवधि, मुकाबलों के बीच ठहराव, और प्रति बाउट खींचता के लिए डेटा के समान वितरण के लिए आकलन करने के लिए प्रदर्शन किया गया था। शापिरो विल्क परीक्षण ने संकेत दिया कि कुछ चर का वितरण सामान्यता से काफी अलग हो गया। इसलिए, स्पीयरमैन के रैंक-ऑर्डर सहसंबंधों को पूर्व या पोस्ट-स्ट्रोक सफलता दर और निम्नलिखित चर के बीच संबंध निर्धारित करने के लिए किया गया था: मीन पीक, पुल बाउट प्रति मिनट, संचयी सत्र अवधि, मुकाबलों के बीच ठहराव, और प्रति बाउट खींचता है। माध्य पुल बल के अलावा स्ट्रोक से पहले कोई चर सार्थक रूप से सफलता दर के साथ सहसंबद्ध नहीं था ( तालिका 1 देखें)। स्ट्रोक के बाद, अधिकांश चर ने सफलता दर के साथ कोई सार्थक सहसंबंध नहीं दिखाया, सिवाय माध्य पुल बल(तालिका 1)के।
अंत में, ओआरटी न केवल कुशल मोटर व्यवहार के विश्लेषण की अनुमति देता है, बल्कि सर्कैडियन पैटर्निंग का भी है। चित्रा 4 प्रत्येक पिंजरे के लिए प्रत्येक घंटे का अनुपात दिखाता है जिसमें ओआरटी पर कब्जा कर लिया गया था, बेसलाइन और पोस्ट-स्ट्रोक दिनों में औसत के रूप में प्रस्तुत किया गया था। आकृति में नीली रेखा पूरे दिन की गई प्रति घंटे प्रविष्टियों की संख्या की औसत गणना को इंगित करती है। स्ट्रोक से पहले, जानवर सुबह में उच्च स्तर पर कुशल पहुंच कार्य के साथ संलग्न होंगे, जिससे पूरे दिन उनकी अवधि कम हो जाएगी। लाइट-ऑन से कुछ घंटे पहले, सगाई या तो फिर से बढ़ गई (मादा) या रोशनी आने के तुरंत बाद बंद करने से पहले बहुत कम (पुरुष) बढ़ गई। स्ट्रोक के बाद यह बिमोडल सर्कैडियन वितरण पूरी तरह से बदल गया। जानवर सुबह में कम व्यस्त रहते थे, और कक्ष में उनका समय दिन में बाद में चरम पर होता था। इस तरह के patterning अक्सर स्ट्रोक30,31,32,33 के बाद मनाया सामान्य नींद और circadian गड़बड़ी के प्रतिबिंबित हो सकता है.
चित्रा 1: ओआरटी प्रक्रिया का उपयोग करके स्ट्रोक के बाद कुशल पहुंच में विशिष्ट प्रदर्शन परिवर्तनों को मापना। स्ट्रोक से पहले और बाद में कुशल पहुंच के प्रदर्शन को मापा गया था। प्रति बाउट सफलता दर के लिए पशु द्वारा दैनिक औसत, पुल प्रति माध्य बल, और प्रति बाउट पुल की संख्या बेसलाइन के 5 दिनों और एक दिन पोस्ट-स्ट्रोक (बाएं) और बेसलाइन के औसत और एक दिन के बाद स्ट्रोक (पोस्ट-स्ट्रोक) के बीच प्रदर्शित की जाती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: विभिन्न स्वयं शुरू सत्र मापदंडों स्ट्रोक के बाद बदलने के लिए अलग प्रवृत्तियों दिखा. स्ट्रोक से पहले और बाद में कुशल पहुंच व्यवहार सत्रों के लिए आत्म-दीक्षा के उपाय ओआरटी प्रक्रिया द्वारा संभव बनाए गए थे। सत्र दीक्षाओं और संचयी दैनिक सत्र अवधि के लिए पशु द्वारा दैनिक औसत बेसलाइन के 5 दिनों और एक दिन के बाद स्ट्रोक (बाएं) और बेसलाइन के औसत और एक दिन के बाद स्ट्रोक (पोस्ट-स्ट्रोक) के बीच रिपोर्ट किए गए युग्मित टी-परीक्षणों के साथ प्रदर्शित किए जाते हैं। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: प्रेरणा से संबंधित चर स्ट्रोक के बाद बदलते हैं। प्रेरणा से संबंधित स्ट्रोक से पहले और बाद में कुशल पहुंच व्यवहार सत्रों के प्रदर्शन उपायों को निर्धारित किया गया था। मुकाबलों और प्रति सत्र मिनट मुकाबलों की दैनिक दर के बीच ठहराव अवधि के लिए पशु द्वारा दैनिक औसत बेसलाइन के 5 दिनों और एक दिन के बाद स्ट्रोक (बाएं) और बेसलाइन के एक औसत और एक दिन के बाद स्ट्रोक (पोस्ट-स्ट्रोक) के बीच प्रदर्शित कर रहे हैं रिपोर्ट जोड़ी टी परीक्षण के साथ. इन दैनिक औसतों के संदर्भ में मुकाबलों के बीच विराम बदल गया, लेकिन इससे भी अधिक आश्चर्यजनक रूप से, स्ट्रोक के बाद व्यक्तिगत ठहराव की लंबाई का वितरण भी औसत के दोनों किनारों पर बदल गया। व्यक्तिगत ठहराव लंबाई सभी जानवरों के लिए पूल और एक लॉग अक्ष (अब तक दाएं) पर वितरण के रूप में प्रदर्शित कर रहे हैं. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: स्ट्रोक के बाद स्व-आरंभ सत्रों के सर्कैडियन पैटर्निंग में परिवर्तन होता है। सभी जानवरों, महिलाओं और पुरुषों के लिए (बाएं) और बाद में (दाएं) स्ट्रोक से पहले (बाएं) स्व-आरंभ कुशल पहुंच व्यवहार सत्रों के सर्कैडियन पैटर्निंग के उपाय निर्धारित किए गए थे। इन आंकड़ों में सभी प्रविष्टियां और पिंजरे द्वारा कक्ष अधिभोग के सभी समय शामिल हैं, जो पूर्व-स्ट्रोक और पोस्ट-स्ट्रोक दिनों में औसत हैं। दो पिंजरों तो कुल वितरण (शीर्ष पंक्ति) दिखाने के लिए फिर से औसत रहे हैं. प्री-स्ट्रोक पैटर्न में सुबह में उच्च जुड़ाव शामिल था, जो नींद के चरण से ठीक पहले एक नई चोटी के साथ जागने की अवधि में कम हो गया। पोस्ट-स्ट्रोक पैटर्न सत्र की अवधि दिन के माध्यम से बढ़ रही है और नींद के चरण से पहले चरम पर है। चूहे अपने आवास कक्ष में रिवर्स लाइट साइकिल पर थे। लाइट-ऑन अवधि को चूहे की सामान्य निष्क्रिय अवधि को इंगित करने के लिए ग्रे में छायांकित दिखाया गया है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
| सहसंबंध | ||||||
| चर | तुलना चर | स्पीयरमैन | ||||
| n | स्ट्रोक से पहले आरएस | p | स्ट्रोक के बाद rs | p | ||
| मीन पुल फोर्स | सफलता दर | 5 | 1 | <0.001 | -0.975 | 0.005 |
| प्रति मिनट बाउट खींचो | सफलता दर | 5 | 0.3 | 0.624 | -0.154 | 0.805 |
| संचयी सत्र अवधि | सफलता दर | 5 | -0.1 | 0.873 | 0.564 | 0.322 |
| मुकाबलों के बीच विराम | सफलता दर | 5 | -0.6 | 0.285 | 0.205 | 0.741 |
| प्रति बाउट खींचता है | सफलता दर | 5 | 0.1 | 0.873 | -0.821 | 0.089 |
तालिका 1: चर के बीच स्पीयरमैन सहसंबंध गुणांक। स्पीयरमैन के रैंक-ऑर्डर सहसंबंध पूर्व या पोस्ट-स्ट्रोक सफलता दर के बीच संबंध निर्धारित करने के लिए किए गए थे और निम्नलिखित चर निर्धारित किए गए थे: मीन पीक, पुल बाउट प्रति मिनट, संचयी सत्र अवधि, मुकाबलों के बीच ठहराव, और प्रति बाउट खींचता है। सहसंबंध से पहले, शापिरो विल्क परीक्षण सभी परीक्षण चर सफलता दर के समान वितरण के लिए आकलन करने के लिए किए गए थे, और संकेत दिया कि कुछ चर सामान्यता से काफी दूर हो गए हैं। माध्य पुल बल के अलावा स्ट्रोक से पहले कोई चर सार्थक रूप से सफलता दर के साथ सहसंबद्ध नहीं था। यह तालिका स्पीयरमैन सहसंबंध गुणांक (ρ) के परिणामों को दर्शाती है जिसका मूल्यांकन किया गया था कि क्या सफलता दर और पांच परीक्षण चर के बीच संबंध था।
अनुपूरक फ़ाइल 1: ओआरटी के निर्माण के चरण। "वन रैट टर्नस्टाइल" के मुद्रण और निर्माण के लिए निर्देश। निर्देशों में शामिल सभी आवश्यक सामग्रियों की एक सूची के साथ-साथ चरण-दर-चरण निर्देश (छवियों के साथ) हैं। फ़ाइल में प्रविष्टियों और निकास को पंजीकृत करने के लिए एक माइक्रोस्विच संलग्न करने के लिए दिशा-निर्देश भी शामिल हैं, साथ ही आरएफआईडी-रीडर संलग्न करने के लिए वायरिंग और प्रोग्रामिंग भी शामिल है। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.
पूरक कोडिंग फ़ाइल 1: इसमें "वन रैट टर्नस्टाइल" को 3 डी-प्रिंटिंग के लिए आवश्यक सभी घटक शामिल हैं। इस फ़ाइल को या तो सीधे उपयोग किया जा सकता है या पूरक फ़ाइल 1 में दिए गए निर्देशों का उपयोग करके एक्सेस किया जा सकता है। इस फ़ाइल के सभी घटकों को शामिल किए गए "रूलर" टुकड़े का उपयोग करके स्केल किया जाना चाहिए (अधिक विवरण के लिए पूरक फ़ाइल 1 देखें)। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
इस प्रोटोकॉल के कई उपयोग हैं। सबसे पहले, और सबसे मोटे तौर पर, ओआरटी को सामाजिक, समृद्ध आवास के संदर्भ में स्वचालित एकल-विषय व्यवहार प्रशिक्षण और डेटा संग्रह को सक्षम करने के उद्देश्य से विकसित किया गया था। हालांकि इस अध्ययन ने विशिष्ट व्यवहार उपायों को इकट्ठा करने और स्ट्रोक के संदर्भ में उन पर विस्तार करने के विचार का परीक्षण किया, वही अन्य अनुप्रयोगों और व्यवहार कार्यों के लिए किया जा सकता है। यहां तक कि इस सत्यापन में एकत्र किए गए उपायों को वैकल्पिक सुदृढीकरण कार्यक्रम, वैकल्पिक व्यवहार आदि को शामिल करने के लिए आवश्यकतानुसार समायोजित किया जा सकता है। दूसरा, इस अध्ययन ने स्ट्रोक के बाद कुशल पहुंच की हानि से संबंधित डेटा एकत्र करने की प्रणाली की क्षमता का मूल्यांकन किया। वर्तमान प्रोटोकॉल शिक्षण और बुनियादी लीवर दबाने16 को मापने के लिए पहले मान्य किया गया है. वर्तमान आंकड़ों से पता चलता है कि यह स्ट्रोक से संबंधित मोटर घाटे पर डेटा एकत्र करने के लिए एक वैध दृष्टिकोण है, और यह पारंपरिक कुशल पहुंच आकलन के साथ-साथ उपन्यास उपायों के विशिष्ट उपाय संभव हैं। कॉलोनी पिंजरे ओआरटी प्रणाली का निवारण करते समय, एक बड़ा सवाल यह था कि क्या जानवर पर्याप्त आवृत्ति के साथ व्यवहार सत्र स्वयं शुरू करेंगे, और क्या वे विभिन्न प्रयोगात्मक संदर्भों में ऐसा करेंगे, खासकर स्ट्रोक के बाद। यह पता चला है कि सभी या लगभग सभी जानवरों को सरल ऑपरेटर प्रक्रियाओं में पर्याप्त रूप से भाग लेने के लिए प्रोत्साहित किया जा सकता है और अब स्ट्रोक के बाद व्यवहार परीक्षण के लिए. पोस्ट-स्ट्रोक अवधि के लिए कुछ मैनुअल आकार देने की आवश्यकता होती है, लेकिन जानवर जल्दी से प्रयोगकर्ता की उपस्थिति के बिना व्यवहार कार्य में सगाई में लौट आए।
समस्या निवारण के दौरान, कई प्रक्रियात्मक बिंदुओं की खोज की गई जो सफलता की संभावना को बढ़ाते हैं, और इन्हें प्रोटोकॉल में एकीकृत किया गया है। इनमें चूहे के आकार के अनुसार ओआरटी को स्केल करने और यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता शामिल थी कि जानवरों को समान आकार दिया जाता है और सामाजिक संदर्भ में उठाया जाता है। इसके अतिरिक्त, यह पता चला कि चैम्बर के लिए संभावित उच्च प्रतिस्पर्धा के कारण 4-6 चूहों को समायोजित करने के लिए एक एकल ओआरटी सबसे प्रभावी है। यह ध्यान देने योग्य है कि यह प्रतियोगिता पारंपरिक तरीकों की तुलना में अधिक तनाव पैदा नहीं करती है; एक पिछले प्रयोग दर्ज कॉलोनी पिंजरे सेटअप में कोर्टिसोल के स्तर को कम के रूप में पारंपरिक व्यवहारपरीक्षण 16 के लिए विरोध किया. इसके अलावा, यह पाया गया कि, डरपोक जानवरों के लिए, टर्नस्टाइल को हटाने या प्रारंभिक प्रशिक्षण चरण के दौरान इसे खुला छोड़ने से कई चूहों को एक साथ कक्ष का पता लगाने की अनुमति मिलती है।
हालांकि यह दृष्टिकोण पोस्ट-स्ट्रोक मोटर घाटे का आकलन करने में प्रभावी है, लेकिन कुछ सीमाओं को स्वीकार करना आवश्यक है। सबसे पहले, स्ट्रोक के बाद जानवरों को तुरंत खींच फिर से शुरू नहीं हो सकता है और मैनुअल आकार देने और / या चारा के कुछ सत्रों की आवश्यकता हो सकती है. इस और अन्य विशिष्ट दृष्टिकोणों के साथ, प्रशिक्षण और परीक्षण का पूर्ण स्वचालन अधिक कठिन हो सकता है। हालांकि, यह ओआरटी-कॉलोनी पिंजरे सेटअप के लिए अद्वितीय सीमा नहीं है, और प्रयोगकर्ता द्वारा शुरू किए गए व्यवहार सत्रों में जानवरों को अक्सर एक ही समस्या होती है।
एक और सीमा इच्छित उद्देश्य के अलावा अन्य के लिए कक्षों के उपयोग की क्षमता है। अनजाने में, कई उदाहरण देखे गए जहां जानवरों ने व्यवहार कक्षों में प्रवेश किया और व्यवहार कार्य में सक्रिय रूप से भाग लेने के बिना अंदर महत्वपूर्ण समय बिताया। यह कभी-कभी सभी जानवरों के साथ होता है, लेकिन विशेष रूप से पुरुषों के साथ। यह केवल इसलिए हो सकता है क्योंकि ओआरटी ने जानवरों के लिए थोड़ी गोपनीयता प्रदान की जब वे सामाजिक रूप से संलग्न नहीं होना चाहते थे। उस ने कहा, अन्य ओआरटी का उपयोग करके कॉलोनी पिंजरे में "अकेले" कमरे जोड़ना इस समस्या को कम करता है।
यह भी देखा गया कि जानवर कभी-कभी ओआरटी के आधे खुले होने के साथ सुरंग में रुकते हैं और कुछ समय के लिए वहां रहते हैं। यही कारण है कि आरएफआईडी रीडर को व्यवहार कक्ष के करीब रखना सबसे अच्छा है ताकि जानवर तब तक पंजीकृत न हो जब तक कि वे पूरी तरह से प्रवेश न करें। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि ओआरटी में झुकाव एक निचोड़ ढलान के समान ही सुखद है। किसी भी मामले में, जानवर उन तरीकों से नहीं रुकते हैं जो डेटा संग्रह को रोकेंगे, खासकर जब वैकल्पिक ओआरटी-संलग्न अलगाव कक्ष उपलब्ध हैं।
एक और सीमा यह है कि समूहों में व्यक्तियों के बीच व्यवहार सत्र के समय या व्यवहार प्रतिक्रिया के अवसरों को बराबर करने के लिए स्व-आरंभ सत्र अधिक कठिन हो सकता है। यह सीमा स्ट्रोक से संबंधित अध्ययनों के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक हो सकती है, संचयी प्रशिक्षण समय और वसूली के बीच संबंध को देखते हुए। हालांकि, इस सीमा को कम से कम आंशिक रूप से संबोधित किया जा सकता है। यदि एक प्रयोग की आवश्यकता होती है, तो सत्रों को समाप्त करने के लिए कई व्यवहार तंत्रों को प्रोग्राम करना संभव है जब लक्ष्य अवधि या प्रतिक्रियाओं की लक्ष्य संख्या तक पहुंच जाती है (यानी, पुरस्कार की समाप्ति या मैनिपुलैंडम की वापसी के माध्यम से)। यह समाधान व्यक्तियों के लिए अपने लक्ष्यों तक नहीं पहुंचने की किसी भी प्रवृत्ति को संबोधित नहीं करता है। लेकिन, फिर से, यह सीमा इस सेटअप के लिए अद्वितीय नहीं है।
इस सेटअप में एक फायदा यह भी है कि व्यवहार प्रशिक्षण या जोखिम कुछ प्रतिबंधित समय के बजाय पूरे दिन हो सकता है। यह कई संदर्भों में उपयोगी हो सकता है; विशेष रूप से स्ट्रोक में इसका उपयोग व्यवहार पुनर्वास दृष्टिकोणों के खुराक प्रभाव की जांच के लिए किया जा सकता है।
अंत में, ओआरटी का उपयोग सामाजिक हार, मजबूर तैरने, वातानुकूलित भय आदि जैसी प्रतिकूल प्रक्रियाओं के लिए नहीं किया जा सकता है। ओआरटी को स्वादिष्ट होने के लिए व्यवहार प्रतिमान की आवश्यकता होती है; अन्यथा, जानवरों को केवल व्यवहार कक्षों से बचने की संभावना है।
सीमाओं के बावजूद, इस प्रक्रिया चूहों के लिए वर्तमान में उपलब्ध व्यवहार प्रतिमान के लिए महत्वपूर्ण लाभ कहते हैं. सबसे पहले, सेटअप प्रयोगकर्ता समय को मुक्त करते हुए निरंतर उच्च-थ्रूपुट डेटा संग्रह की अनुमति देता है। जबकि उपकरण और जानवरों की लगातार निगरानी करना महत्वपूर्ण है, प्रयोगकर्ताओं को पूरे दिन केवल थोड़े समय के लिए उपस्थित होना चाहिए। 8 जानवरों के लिए व्यवहार सत्र चलाने के लिए पारंपरिक दृष्टिकोण का उपयोग करके दैनिक सत्रों के 4-10 घंटे की आवश्यकता होती। ओआरटी-कॉलोनी पिंजरे का दृष्टिकोण न केवल उस समय को व्यावहारिक रूप से शून्य (एक कामकाजी और स्वचालित उपकरण मानते हुए) तक कम कर देता है, बल्कि अतिरिक्त उपस्थिति की थोड़ी आवश्यकता के साथ सप्ताहांत में डेटा संग्रह की अनुमति भी देता है; सप्ताहांत में व्यवहार गतिविधियों की इस तरह की निरंतर उपलब्धता भी जानवरों के लिए उपलब्ध कुल संवर्धन को बढ़ाती है।
ओआरटी-कॉलोनी पिंजरे प्रोटोकॉल डेटा लाभ के साथ-साथ तार्किक लाभ भी प्रदान करता है। कई आश्रित चर उपलब्ध हैं जो पारंपरिक रूप से संभव नहीं हैं, जिनमें पेसिंग, अवधि, या स्व-आरंभ किए गए सत्रों के अन्य पैरामीटर शामिल हैं जैसे कि यहां खोजे गए हैं। सर्कैडियन चर को अक्सर चलने वाले पहियों का उपयोग करके मापा जाता है; हालांकि, यह प्रोटोकॉल अन्य प्रकार के व्यवहार में पैटर्निंग के साथ-साथ पसंद मापदंडों को देखना संभव बनाता है। ओआरटी का उपयोग कॉलोनी पिंजरों को जोड़ने और विपरीत लिंग के लिए दृश्य या घ्राण पहुंच प्रदान करने के लिए भी किया जा सकता है, जिससे न केवल प्रेरणा का आकलन करना संभव हो जाता है बल्कि साथी पीछा के सर्कैडियन पैटर्निंग भी संभव हो जाता है। इस अध्ययन में कई नए आश्रित चर की विशेषता है जो स्ट्रोक अनुसंधान में उपयोगी हो सकते हैं, जिसमें सर्कैडियन चर और दीक्षा से संबंधित चर शामिल हैं जो प्रेरणा और अवसाद के नुकसान से संबंधित या संदर्भ में अनुवाद संबंधी प्रश्नों की खोज में मदद कर सकते हैं जो स्ट्रोक34,35 के बाद हो सकते हैं। हालांकि यहां संबोधित नहीं किया गया है, अन्य महत्वपूर्ण स्ट्रोक-प्रासंगिक चर, जैसे पहुंच किनेमेटीक्स के गुणात्मक विश्लेषण, गति-सक्रिय कैमरों के माध्यम से इस ओआरटी-कॉलोनी पिंजरे प्रोटोकॉल के साथ आसानी से संबोधित किया जाना चाहिए।
अंत में, इस प्रोटोकॉल का एक महत्वपूर्ण लाभ जानवरों को अपने जीवन के अधिकांश के लिए बड़े, समृद्ध और सामाजिक वातावरण में रहने की अनुमति देने की क्षमता है। पशु कल्याण में प्रगति न केवल नैतिक कारणों से बल्कि वैज्ञानिक कारणों से बुनियादी प्रयोगशालाओं में महत्वपूर्ण है। पशु जो चारों ओर घूम सकते हैं और सामाजिककरण कर सकते हैं, उन्हें रोग राज्यों के लिए बेहतर मॉडल के रूप में काम करना चाहिए जो स्वाभाविक रूप से प्रतिबंध या अभाव को शामिल नहीं करते हैं। इसके अलावा, इस प्रोटोकॉल में व्यवहार सत्रों की आत्मनिर्भर प्रकृति का मतलब है कि व्यवहार डेटा एकत्र करते समय मनुष्यों को उपस्थित होने की आवश्यकता नहीं है। एक प्रयोगशाला में मनुष्यों की उपस्थिति व्यवहार डेटा को प्रभावित कर सकते हैं, कभी कभी सवाल में मानव पर निर्भर करता है, कितनी अच्छी तरह वे प्रशिक्षित कर रहे हैं, और कैसे वे जानवरों 2,19 संभाल. डेटा पर इस तरह के अनियंत्रित और परिवर्तनशील प्रभावों को वर्तमान प्रोटोकॉल के साथ कम किया जा सकता है।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कोई संघर्ष नहीं है।
Acknowledgments
इस काम को उत्तरी टेक्सास विश्वविद्यालय (यूएनटी) के न्यूरो-ऑपरेटेंट संबंधों पर शोध के लिए बीट्राइस एच. बैरेट बंदोबस्ती द्वारा आंशिक रूप से वित्त पोषित किया गया था। हम न्यूरोप्लास्टी और मरम्मत प्रयोगशाला के सभी सदस्यों, विशेष रूप से वैलेरी रोजास, मैरी केट मूर, कैमरन स्कैलन और हन्ना मैकगी के इनपुट और सहायता के लिए आभारी हैं।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3D printer | Consult with local makerspace | ||
| bolt | Boltdepot | 1346 | 6-32 or 8-32 by 0.5" |
| bolt | Boltdepot | 1348 | 6-32 or 8-32 by 0.75" |
| door hinge | XJS (Amazon) | 43398-16234 | 1" cabinet stainless steel door hinge set; Optional (if "perfect hinge" is not printed) |
| drill | Any electric drill works | ||
| extension spring | Nieko (Amazon) | 50456A | Choose and adjust spring based on ORT sized and desired tension |
| granulated sugar | |||
| lock nuts | Boltdepot | 2551 | 6-32 or 8-32 |
| measuring tape | |||
| microcontroller | Arduino | A000066 | Arduino Uno |
| microswitch | Sparkfun | KW4-Z5F | mini microswitch (SPDT-roller lever) |
| One Rat Turnstile (ORT) | Vulintus | Contact company to request quote if not self-assembling | |
| Operant Chambers as desired for behavioral assessment: For this experiment we used automated isometric pull chambers from Vulintus | Vulintus | No cat #: contact Vulintus | Contact Vulintus for quote |
| PLA filament | OVERTURE (Amazon) | UK-MATTEPLA17511 | |
| plexiglass | Lesnlok (Amazon) | B09P74K7BR | clear, 1/8" thickness, Cut to size |
| plexiglass cutter | |||
| python program | Python Software Foundation | software available on request | |
| RFID reader | Priority 1 Design | RFIDRW-E-USB | With antenna |
| RFID tag | Unified Information Devices | UC-1485-10 | |
| rod | Boltdepot | 23632 | cut to > 3.5" |
| Rotary tool | Used to bore hole in apparatus and colony caging for ORT; any hardware usable | ||
| sand paper | HSYMQ (Amazon) | TOMPOL-1118-1915-11 | |
| socket wrench set | Any socket wrench set works | ||
| soldering iron | |||
| super glue | 234790 | ||
| wire | Plusivo (Amazon) | EAN0721248989789 |
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