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。
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。
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。
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?…
The authors have nothing to disclose.
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。
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 |