जाग, अनर्गल कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के लिए प्रशिक्षण कुत्तों
Summary
अनियंत्रित जाग कुत्तों पर चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) शारीरिक या रासायनिक संयम के साथ इमेजिंग पर कई फायदे के साथ एक नई विधि है। इस प्रोटोकॉल एक लागत प्रभावी प्रशिक्षण विधि है कि एमआरआई वातावरण में प्रशिक्षण को कम करता है, जो महंगा हो सकता है परिचय, और विषय पूल कैनाइन कार्यात्मक एमआरआई के लिए उपलब्ध अधिकतम.
Abstract
हम एक कुत्ते कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (FMRI) प्रशिक्षण प्रोटोकॉल है कि एक लागत प्रभावी तरीके से किया जा सकता है, उच्च ऊर्जा कुत्तों के साथ, कार्यात्मक और संरचनात्मक डेटा के अधिग्रहण के लिए प्रस्तुत करते हैं. जाग के लिए कुत्तों को प्रशिक्षण की इस विधि, अनियंत्रित fMRI कई भिन्न स्थानों में स्टेशनिंग के एक सामान्यीकरण प्रक्रिया को रोजगार के लिए असली एमआरआई स्कैन वातावरण के लिए स्टेशनिंग व्यवहार के हस्तांतरण की सुविधा; यह एमआरआई स्कैन वातावरण में व्यापक प्रशिक्षण समय के लिए आवश्यकता के बिना ऐसा करता है, जो महंगा हो सकता है. इसके अलावा, इस विधि एक stationing के प्रशिक्षण विभाजन (यानी, ठोड़ी आराम) एमआरआई वातावरण के लिए desensitization से व्यवहार (यानी, 100 + डेसीबल स्कैन ऑडियो), बाद समर्पित श्रवण एक्सपोजर कंडीशनिंग सत्र के दौरान पूरा. पूरा प्रशिक्षण और परीक्षण प्रोटोकॉल 14 घंटे की आवश्यकता है और उपन्यास स्थानों के लिए तत्काल हस्तांतरण के परिणामस्वरूप. हम भी दृश्य चेहरा प्रसंस्करण और घ्राण भेदभाव प्रतिमानों से प्राप्त किया गया है कि कैनीन fMRI डेटा के उदाहरण प्रस्तुत करते हैं.
Introduction
अनियंत्रित जाग कुत्तों पर आयोजित चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) एक नई विधि है, कुत्ते के मस्तिष्क में समारोह और संरचना की जांच करने के लिए एक नया तरीका बनाने. अनियंत्रित जाग कुत्तों से एमआर छवि अधिग्रहण के पहले प्रकाशित खातों 2009 (संरचनात्मक) और 2012 (कार्यात्मक)1,2में प्रकाशित किए गए थे . अनियंत्रित जाग कुत्तों में मस्तिष्क समारोह का अध्ययन करने के लिए कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (FMRI) के कई फायदे हैं. सबसे पहले, डेटा संग्रह मनुष्य के समान है, और इसलिएप्रजातियों 3भर में और अधिक आसानी से generalizable. दूसरा, संज्ञाहरण के लिए कोई ज़रूरत नहीं है, किसी भी अवांछनीय aftereffects को नष्ट करने. तीसरा, मस्तिष्क गतिविधि संज्ञाहरण से बदल जाता है और इसलिए संज्ञानात्मक समारोह संज्ञाहरण4के बिना बेहतर मूल्यांकन किया जा सकता है। चौथा, जबकि तरल पदार्थ / खाद्य अभाव और शारीरिक संयम शोधकर्ताओं nonsedated जानवरों की जांच करने के लिए अनुमति देते हैं (जैसे, कृंतक, एवियन, और प्राइमेट मॉडल), उन जानवरों को अपने गैर वंचित और अनियंत्रित समकक्षों से बहुत अलग संज्ञानात्मक राज्यों में हो सकता है 3.
इस समय, वहाँ दुनिया भर में पांच प्रयोगशालाओं कि जाग कुत्तों स्कैनिंग कर रहे हैं (अटलांटा, संयुक्त राज्य अमेरिका; ऑबर्न, संयुक्त राज्य अमरीका; बुडापेस्ट, हंगरी; क्वेरेटो, मेक्सिको; वियना, ऑस्ट्रिया), और कुत्तों को प्रशिक्षण के लिए कोई मानकीकृत विधि जानबूझकर एक एमआरआई स्कैन से गुजरनाहै 5,6,7. सभी प्रशिक्षण विधियों प्रशिक्षण कुत्तों के आम लक्ष्य का हिस्सा समय की विस्तारित अवधि के लिए अभी भी रहने के लिए, जो गुणवत्ता मस्तिष्क स्कैन के लिए आवश्यक है. जबकि सभी तरीकों सुदृढीकरण सीखने के सिद्धांतों के माध्यम से काम करते हैं, कैसे वास्तव में इसे लागू किया जाता है बदलता है, और हम अभी तक परिणाम ों पर इस विचरण के प्रभाव को पता नहीं है. इसलिए, यदि प्रस्तावित प्रशिक्षण पद्धति को स्वीकार कर लिया जाता है और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, तो यह डेटा में कुछ अवांछनीय विचरण को कम कर सकता है। इस आलेख में, हम एमआरआई स्कैनर में स्टेशनिंग के लिए प्रशिक्षण विधि पर ध्यान केंद्रित. एमआरआई स्कैनिंग महंगा है, और प्रस्तावित विधि हम विकसित लागत प्रभावी होने का उद्देश्य है और इस तरह प्रशिक्षण के लिए एक एमआरआई स्कैनर के लिए नियमित रूप से उपयोग के बिना दुनिया भर के प्रशिक्षकों के लिए generalizable.
विधि दो प्रमुख घटकों के होते हैं: प्रशिक्षण और परीक्षण. प्रशिक्षण में दो चरण होते हैं। चरण एक खुले वातावरण में ठोड़ी लक्ष्य (यानी, स्टेशन) के लिए कुत्ते को प्रशिक्षण दे रहा है और चरण दो एक नकली एमआरआई में स्टेशन के लिए कुत्ते को प्रशिक्षण दे रहा है। एमआरआई करने के लिए Desensitization प्रशिक्षण चरणों भर में होता है, अलग, समर्पित ऑडिटरी एक्सपोजर सत्र के दौरान. परीक्षण एक पोर्टेबल नकली एमआरआई में stationing के होते हैं, पांच अलग अलग परीक्षण स्थानों में. इस परीक्षण चरण की उपयोगिता stationing व्यवहार सामान्यीकरण करने के लिए है, असली एमआरआई वातावरण के लिए स्थानांतरण की सुविधा. समग्र प्रोटोकॉल को चित्र 1में संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है।
चित्र 1: प्रोटोकॉल समयरेखा. प्रोटोकॉल समय रेखा दो घटकों, प्रशिक्षण और परीक्षण में विभाजित है. प्रशिक्षण को दो चरणों, खुले पर्यावरण और मॉक एमआरआई में विभाजित किया गया है। अलग श्रवण एक्सपोजर सत्र के रूप में अच्छी तरह से प्रशिक्षण के दौरान होते हैं. परीक्षण एक पोर्टेबल नकली एमआरआई में stationing के होते हैं, पांच अलग अलग हस्तांतरण स्थानों में (T1-T5). एक बार कुत्ते को पांच अलग हस्तांतरण स्थानों में कसौटी पर स्टेशनिंग व्यवहार सामान्यीकृत है, कुत्ता असली एमआरआई वातावरण में डेटा संग्रह के लिए तैयार है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चरण पर निर्भर करता है, प्रशिक्षण और परीक्षण प्रति सप्ताह 25 से 75 मिनट लगते हैं, प्रति कुत्ते: एक 10 मिनट लेखा परीक्षा एक्सपोजर सत्र और दो या अधिक 5 से 30 मिनट स्टेशनिंग सत्र. इस प्रोटोकॉल 25 सप्ताह में पूरा किया जा सकता है. स्थानांतरण परीक्षण के दौरान, कुत्तों को पांच भिन्न स्थानों में एक पोर्टेबल नकली एमआरआई (बोर, रेडियो आवृत्ति कुंडली, 90 + डीबी ऑडियो, कान पैडिंग) में एक 5 मिनट की गतिहीन नीचे / रहने और ठोड़ी आराम के कई bouts निष्पादित. स्थानांतरण सत्र 30-60 मिनट के लिए प्रति सप्ताह एक बार, लगातार पांच सप्ताह से अधिक होते हैं। एमआरआई परीक्षण के दौरान, कुत्तों एक असली एमआरआई स्कैनर में संरचनात्मक और कार्यात्मक डेटा अधिग्रहण के एक 60 मिनट के सत्र के दौरान अंतिम स्टेशनिंग व्यवहार के कई bouts निष्पादित.
प्रशिक्षण और परीक्षण के दौरान, एक ठोड़ी आराम ध्यान का व्यवहार है. एक ठोड़ी आराम कुत्ता है कि सतह के लिए लक्ष्य (यानी, उसकी ठोड़ी आराम) को लक्षित करने के लिए कुछ क्यू के बाद एक वस्तु की सतह के लिए उसकी ठोड़ी को छू रहा है। लक्ष्य के लिए यह क्यू भौतिक हो सकता है (उदा., इशारा, आकर्षण), मौखिक (उदा., बोले गए शब्द “आराम”), या एक वस्तु (उदा., ठोड़ी के लिए उपयोग ही आराम). ठोड़ी लक्ष्यीकरण व्यवहार के धाराप्रवाह प्रदर्शन सिर गति को सीमित करने के लिए महत्वपूर्ण है. इस प्रोटोकॉल में, ठोड़ी बाकी व्यवहार वातानुकूलित है, बनाए रखा, और एकाधिक संदर्भों में होने के लिए सामान्यीकृत (विभिन्न आराम उपकरण, कई स्थानों में) बढ़ती लक्ष्य अवधि के साथ (पाँच मिनट तक). इसके अतिरिक्त, ट्रेनर शर्तों और नीचे व्यवहार के मजबूत प्रदर्शन को बनाए रखता है और रहने के लिए, साथ ही रिलीज क्यू पर अच्छा प्रोत्साहन नियंत्रण “ठीक है,” वातानुकूलित प्रबलित और व्यवहार घटना मार्कर “क्लिक करें,” और रखें जा रहे सिग्नल (KGS) “अच्छा” 8प्रोटोकॉल के दौरान, कई उत्तेजनाओं और उपकरणों को विशिष्ट चरणों में और विशिष्ट अंतरालों के लिए शुरू किया जाता है। इन सामग्रियों को आसानी से और सस्ते में खरीद रहे हैं. पूरी जानकारी के लिए, सामग्री की तालिकादेखें।
Protocol
Representative Results
Discussion
ऊपर वर्णित प्रोटोकॉल स्टेशनिंग (चिन रेस्ट) व्यवहार के प्रशिक्षण को desensitization से एमआरआई वातावरण को अलग करता है। इसके अलावा, यह कई भिन्न स्थानों में स्टेशनिंग के एक सामान्यीकरण प्रक्रिया का इस्तेमाल करता ह?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम कैनाइन प्रदर्शन विज्ञान और मनोविज्ञान और इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के Auburn विश्वविद्यालय विभागों के आभारी हैं. यह काम व्यावसायिक कुत्ता प्रशिक्षकों के संघ द्वारा समर्थित किया गया था.
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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