Un sistema totalmente automatizado Protocolo acondicionado Roedor de Sensorimotor Integración y control de los experimentos cognitivos
Summary
Se propone un protocolo totalmente automatizado para roedores condicionamiento operante. El protocolo se basa en el control temporal preciso de eventos conductuales para investigar el grado en que las influencias de este control de la actividad neural subyacente de integración sensoriomotora y control cognitivo experimentos.
Abstract
Los roedores se han utilizado tradicionalmente como un modelo animal estándar en experimentos de laboratorio con una gran variedad de tareas sensoriales, cognitivas y motoras. Funciones cognitivas superiores que requieren un control preciso sobre las respuestas sensoriomotoras, como la toma de decisiones y la modulación atencional, sin embargo, suelen ser evaluados en los primates no humanos. A pesar de la riqueza de la conducta de los primates que permite múltiples variantes de estas funciones para ser estudiados, el modelo de roedores sigue siendo una alternativa atractiva y rentable para los modelos de primates. Además, la capacidad de automatizar completamente el condicionamiento operante en roedores añade ventajas únicas sobre la formación mano de obra intensiva de los primates no humanos, mientras que el estudio de una amplia gama de estas funciones complejas.
Aquí, presentamos un protocolo para operantemente acondicionado ratas en la realización de tareas de memoria de trabajo. Durante épocas críticos de la tarea, el protocolo garantiza que el movimiento explícito del animal se minimiza por requiring que el animal 'Fixate' hasta que se entrega una señal Go, similar al diseño experimental de primates no humanos. Un sencillo de dos alternativas tarea de elección forzada se implementa para demostrar el rendimiento. Se discute la aplicación de este paradigma para otras tareas.
Introduction
El estudio de la relación entre la neurofisiología y la conducta es el objetivo final de la neurociencia de sistemas. Históricamente, ha habido un equilibrio entre la elección del modelo animal y de repertorio conductual 1-5. Mientras que los organismos simples como babosas de mar 6 o 7 calamares se han utilizado ampliamente para estudiar las propiedades de los canales de iones sola, las neuronas y los circuitos neurales simples, se necesitan las especies de orden superior para estudiar funciones más complejas tales como la navegación espacial, de toma de decisiones 8-11 y cognitiva controlar 12-14. A pesar de ser un modelo animal estándar para el consumo humano como el comportamiento, el uso de primates no humanos solicita consideraciones de costo y éticos que se opone a su uso en una amplia gama de experimentos en un solo establecimiento de 15-18 laboratorio. Modelos animales más simples, tales como roedores son generalmente preferidos 19, siempre que tengan sustratos neurales que subyacen a los comportamientos similares de interés.
"> Hay amplia evidencia que sugiere que los roedores comparten estructuras corticales y subcorticales similares a los encontrados en los primates 20-22. Los roedores también son conocidos por integrar la información a través de múltiples modalidades sensoriales para guiar su acción 23 a 25, por ejemplo, mediante la coordinación de bate y olfateando durante la conducta exploratoria 26 o mediante la integración de eventos auditivos y visuales / olfativos 25,27.Aquí se describe un marco para el condicionamiento operante de roedores utilizados para probar las tareas cognitivas 28-32. En este marco, se pidió a los sujetos a fijar la vista en el interior de un agujero nosepoke y mantener su hocico dentro del agujero hasta la presentación de un taco de marcha. La tarea de comportamiento es un diseño nosepoke cinco hoyos que se utiliza convencionalmente para estudios de tarea de tiempo de reacción en serie 5-elección. Durante el período de retardo, una serie de señales de instrucción se presenta para orientar el objeto de realizar una acción. Este marco se puede modificar fácilmente para adaptarsese necesita una amplia gama de experimentos en los que la formación de la materia para minimizar su movimiento abierta durante un breve intervalo. Esto permite estudiar el grado en que la actividad Rematar de las neuronas individuales se ve afectada por señales específicas durante este intervalo. El protocolo se puede reducir al mínimo el tiempo de entrenamiento y puede reducir a través de La variabilidad de aprendizaje. Un diagrama de flujo esquemático de la tarea se muestra en la Figura 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
Las ratas han sido ampliamente utilizados en la investigación en neurociencias durante más de un siglo. Desde la introducción de Thorndike del concepto de la ley del efecto en los gatos 34, el condicionamiento operante ha sido el método estándar para probar diferentes aspectos del comportamiento animal. Muchos experimentos de neurociencia que implican la toma de decisiones y la preparación del motor incluyen un período de retraso entre las señales de instrucción y el intervalo de la acción. Es desea…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por el NINDS subvención # NS054148.
Materials
| 5-HOLED NOSE POKE WITH 3STIM CUE LIGHT – RAT CAGE | Coulbourn | H21-06M/R | |
| TEST CAGE | Coulbourn | H10-11R-TC | |
| Graphic State Software | Coulbourn | ||
| PROGRAMMABLE TONE/NOISE GENERATOR | Coulbourn | A12-33 | |
| Dustless Precision Pellets | Bio-Serv | F0165 | |
| SPEAKER MODULE | Coulbourn | H12-01R |
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