Operant प्रोटोकॉल को कुतर द्वारा प्रबलित निर्णय के दौरान लागत लाभ विश्लेषण का आकलन करने के लिए
Summary
एक लागत लाभ विश्लेषण एक वजन पैमाने दृष्टिकोण है कि मस्तिष्क निर्णय लेने के दौरान प्रदर्शन करता है । यहां, हम एक operant पर चूहों को प्रशिक्षित करने के लिए एक प्रोटोकॉल का प्रस्ताव आधारित निर्णय प्रतिमान बनाने जहां चूहों 15 के लिए प्रतीक्षा की कीमत पर उच्च पुरस्कार चुनने के लिए उंहें प्राप्त है ।
Abstract
सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय लेने के लाभ और उनके परिणामों के सापेक्ष मूल्य के आधार पर कार्रवाई की प्रतिस्पर्धा पाठ्यक्रमों के बीच चयन करने की क्षमता है । यह प्रक्रिया सामांय मानव व्यवहार का अभिंन अंग है और इस तरह की लत, एक प्रकार का पागलपन, और अवसाद के रूप में स्नायविक और मनोरोग विकारों द्वारा बाधित किया जा करने के लिए दिखाया गया है । कुतर लंबे समय तक मानव अनुभूति के तंत्रिका जीव विज्ञान को उजागर किया गया है । इस छोर तक कई व्यवहारिक कार्य विकसित किए गए हैं; हालांकि, ज्यादातर गैर स्वचालित रहे है और श्रम गहन हैं । खुले स्रोत microcontroller के हाल के विकास के शोधकर्ताओं सक्षम है operant को स्वचालित करने के लिए संज्ञानात्मक कार्यों की एक किस्म का आकलन करने के लिए आधारित कार्य, उत्तेजना प्रस्तुति मानकीकरण, डेटा रिकॉर्डिंग में सुधार और फलस्वरूप, में सुधार अनुसंधान उत्पादन । यहां, हम एक स्वचालित देरी-आधारित सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय लेने के कार्य का वर्णन करते हैं, जो कस्टम-लिखित सॉफ़्टवेयर प्रोग्रांस द्वारा नियंत्रित एक operant T-भूलभुलैया का उपयोग करते हैं । इन निर्णय लेने के कार्य का उपयोग करना, हम एक चूहे के पूर्वकाल सिंगुलेट प्रांतस्था में स्थानीय क्षेत्र संभावित गतिविधियों में परिवर्तन दिखाने whilst यह एक देरी-आधारित लागत और लाभ निर्णय लेने के काम करता है ।
Introduction
निर्णय लेने और निर्णय निर्माता के मूल्यों और वरीयताओं के आधार पर चयन पहचानने और चयन की प्रक्रिया है और चयनित कार्रवाई के परिणाम1। हालांकि निर्णय लेने के बड़े पैमाने पर विभिंन क्षेत्रों में अध्ययन किया गया है (यानी, अर्थशास्त्र, मनोविज्ञान, और तंत्रिका विज्ञान), तंत्रिका ऐसी संज्ञानात्मक क्षमताओं अंतर्निहित तंत्र अभी तक पूरी तरह से समझ नहीं कर रहे हैं । निर्णय लेने के दो उपश्रेणियां है अवधारणात्मक निर्णय लेने और सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय लेने । हालांकि वे काफी अतिव्यापी तत्वों और अवधारणाओं को शामिल करने, अवधारणात्मक निर्णय उपलब्ध संवेदी जानकारी1,2पर निर्भर करता है, जबकि सुदृढीकरण-निर्देशित निर्णय रिश्तेदार मूल्य के साथ सौदों बनाने कार्यों की एक विशिष्ट टाइमस्केल3से अधिक प्राप्त की । प्रबलित निर्णय लेने का एक महत्वपूर्ण पहलू लागत लाभ विश्लेषण जो सहज रूप से दिया विकल्पों में से लाभ कंप्यूटिंग और प्रत्येक वैकल्पिक1के संबद्ध लागत घटाकर द्वारा किया जाता है है ।
टी-भूलभुलैया (या संस्करण Y-भूलभुलैया) कुतर का उपयोग कर संज्ञानात्मक प्रयोगों में सबसे अधिक इस्तेमाल भूलभुलैया में से एक है । पशु शुरू बांह (टी के आधार) में रखा जाता है और लक्ष्य हाथ (पक्ष बाहों में से एक) का चयन करने की अनुमति दी । एक मजबूर अदल-बदल या बाएँ-दाएँ भेदभाव के रूप में कार्य मुख्य रूप से संदर्भ और काम स्मृति4का परीक्षण करने के लिए टी-भूलभुलैया में कुतर के साथ प्रयोग किया जाता है । टी भूलभुलैया भी व्यापक रूप से निर्णय लेने में प्रयोग किया जाता है प्रयोग5,6,7। सरलतम डिजाइन में, इनाम केवल एक लक्ष्य हाथ में रखा गया है । चुनाव पूर्वानुमान है, और पशुओं निश्चित रूप से इनाम के बजाय कुछ भी नहीं, इनाम मूल्य की परवाह करना पसंद करेंगे । एक अंय विकल्प के लिए दोनों लक्ष्य हथियार में पुरस्कार जगह है और फिर जानवरों के एक विकल्प बनाने के लिए जो पथ के कई मापदंडों के आधार पर लेने के लिए (यानी, पशु के प्राकृतिक वरीयता, पुरस्कार के मूल्य में अंतर है, और लागत का भुगतान किया जाना है) । मूल्य आधारित डिजाइन में, कार्य वजनी पैमाने पर गुण होने से अधिक जटिल है । इस तरह, एक जानवर दो विकल्पों के बीच चयन करके अलग से मूल्यवान पुरस्कार प्राप्त करता है, साथ ही साथ कार्यों की लागत के बीच [यानी, प्रतीक्षा की राशि (देरी आधारित) या प्रयास की राशि (प्रयास आधारित) पुरस्कार प्राप्त करने की जरूरतहै, निर्णय है कि5,6बनाया है करने के लिए प्रत्येक योगदान ।
पारंपरिक देरी आधारित टी भूलभुलैया निर्णय लेने में, जानवरों उच्च इनाम हाथ (एचआरए) का चयन करें और विपरीत कम इनाम हाथ (LRA) से बचने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है । एचआरए के पक्ष और LRA पूरे प्रयोग में अपरिवर्तित रहते हैं । हालांकि ऊपर वर्णित कार्य अच्छी तरह से साहित्य में प्रलेखित किया गया है, यह कई प्रक्रियात्मक खामियों से ग्रस्त है । सबसे पहले, एक निश्चित लक्ष्य हाथ होने से, पशु जानता है जो हाथ प्रत्येक परीक्षण की शुरुआत से चुनने के लिए । इस परिदृश्य में, पशु निर्णय लेने के बजाय उनकी स्मृति के आधार पर लक्ष्य आर्म का चयन कर सकते हैं । इसलिए, एक देरी आधारित निर्णय प्रतिमान बनाने में, अगर एक जानवर क्योंकि अध्ययन के हस्तक्षेप के कम इनाम चुनता है, यह स्पष्ट नहीं होगा कि यह स्मृति की हानि के कारण है या अध्ययन के हस्तक्षेप के लिए । एक स्मृति नियंत्रण समूह को स्मृति समस्या से मनाया व्यवहार अलग विचार किया जा सकता है, लेकिन यह बोझ शोधकर्ताओं और जानवरों के एक जैसे अतिरिक्त काम7की वजह से । एक दूसरी चिंता पशु द्वारा निर्णय लेने के क्षण है: एक बार जानवरों के निर्णय क्षेत्र (सभी तीन हथियारों की जंक्शन) तक पहुंचने, वे आम तौर पर छोड़ दिया और सही करने के लिए देखो, लागत और प्रत्येक हाथ के बारे में लाभ वजन, और फिर अपने निर्णय करते हैं । हालांकि, कुछ परीक्षणों के बाद, वे इस तरह के एक अभिकलन प्रदर्शन करने के लिए निर्णय क्षेत्र में पहुंचने से पहले और बस सीधे इनाम हाथ चलाने के लिए । एक परिणाम के रूप में, इन दो कमियां-एक पूर्व एक हाथ से पूर्वाग्रह और निर्णय लेने के क्षण खोजने-दोनों अत्यधिक electrophysiological और neuroimaging डेटा की व्याख्या में बाधा ।
इस पत्र में बताया विधि में, पसंदीदा शाखा (एचआरए) एक श्रवण क्यू द्वारा cued है और परीक्षण के लिए परीक्षण से भिंन हो सकते हैं । पशु परीक्षण क्षेत्र में प्रवेश करके परीक्षण शुरू (चित्रा 1) और “नाक-poking” एक अवरक्त फाटक है कि तीन हथियारों के जंक्शन पर रखा गया है द्वारा श्रवण क्यू ट्रिगर । ऑडियो सिग्नल (20 dB, ५०० और १,००० ms के बीच) लक्ष्य बांह के अंत में एक वक्ता से खेला जाता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
कुतर लंबे समय से विभिंन विषयों के साथ सौदा है कि neuroscientific अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है, जैसे सीखने और स्मृति के रूप में संज्ञानात्मक क्षमताओं से2,14 और प्रबलित व्यवहार7,</sup…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अनुसंधान RMH तंत्रिका विज्ञान फाउंडेशन, ऑस्ट्रेलिया द्वारा समर्थित किया गया था; ऑस्ट्रेलियाई ब्रेन फाउंडेशन; RACP Thyne रीड फैलोशिप, ऑस्ट्रेलिया; और संज्ञानात्मक विज्ञान और प्रौद्योगिकी परिषद, ईरान से अब्बास Haghparast को एक परियोजना अनुदान द्वारा ।
Materials
| T-maze | Self made | ||
| Dustless Precision Sugar Pellets | TSE Systems Intl. Group | F0023 | 45 mg, Sucrose |
| Ketamine Hydrochloride Injection, USP | Sigma-Aldrich | 6740-87-0 | |
| Xylazine | Sigma-Aldrich | 7361-61-7 | |
| stereotaxic device | Stoelting | ||
| Isofluran | Santa Cruz Biotechnology | sc-363629Rx | |
| PFA-coated stainless-steel wires | A-M systems | ||
| acrylic cement | Vertex, MA, USA | ||
| (wooden or PVC (polyvinyl chloride)-made) | local suppliers | ||
| Mini-Fit Power Connector | Molex | 15243048 | |
| ethannol 70% | Local suppliers | ||
| buprenorphine | diamondback drugs | ||
| Arduino UNO | Arduino | https://www.arduino.cc/ | |
| Infrared emitting diode | Sharp | GL480E00000F | http://www.sharp-world.com/ |
| Chronux Toolbox | Chronux.org | ||
| Arduino codes | https://github.com/dechuans/arduino-maze |
Referências
- Gold, J. I., Shadlen, M. N. The neural basis of decision making. Annual Review of Neuroscience. 30, 535-574 (2007).
- Shi, Z., Müller, H. J. Multisensory perception and action: development, decision-making, and neural mechanisms. Frontiers in Integrative Neuroscience. 7, 81 (2013).
- Sutton, R. S., Barto, A. G. . Reinforcement Learning: An Introduction. 1, (1998).
- Khani, A., Rainer, G. Neural and neurochemical basis of reinforcement-guided decision making. Journal of Neurophysiology. 116, 724-741 (2016).
- Fatahi, Z., Haghparast, A., Khani, A., Kermani, M. Functional connectivity between anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex during value-based decision making. Neurobiology of Learning and Memory. 147, 74-78 (2018).
- Khani, A., et al. Activation of cannabinoid system in anterior cingulate cortex and orbitofrontal cortex modulates cost-benefit decision making. Psychopharmacology. 232, 2097-2112 (2015).
- Rudebeck, P. H., Walton, M. E., Smyth, A. N., Bannerman, D. M., Rushworth, M. F. Separate neural pathways process different decision costs. Nature Neuroscience. 9, 1161-1168 (2006).
- Gage, G. J., et al. Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals. Journal of Visualized Experiments. (60), e3565 (2012).
- Paxinos, G., Watson, C. . The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (1998).
- Bokil, H., Andrews, P., Kulkarni, J. E., Mehta, S., Mitra, P. P. Chronux: a platform for analyzing neural signals. Journal of Neuroscience Methods. 192, 146-151 (2010).
- Cohen, M. X. . Analyzing Neural Time Series Data: Theory and Practice. , (2014).
- Luk, C. -. H., Wallis, J. D. Choice coding in frontal cortex during stimulus-guided or action-guided decision-making. Journal of Neuroscience. 33, 1864-1871 (2013).
- Rudebeck, P. H., et al. Frontal cortex subregions play distinct roles in choices between actions and stimuli. Journal of Neuroscience. 28, 13775-13785 (2008).
- Goshadrou, F., Kermani, M., Ronaghi, A., Sajjadi, S. The effect of ghrelin on MK-801 induced memory impairment in rats. Peptides. 44, 60-65 (2013).
- Haghparast, A., et al. Intrahippocampal administration of D2 but not D1 dopamine receptor antagonist suppresses the expression of conditioned place preference induced by morphine in the ventral tegmental area. Neuroscience Letters. 541, 138-143 (2013).
- Esmaeili, M. -. H., Kermani, M., Parvishan, A., Haghparast, A. Role of D1/D2 dopamine receptors in the CA1 region of the rat hippocampus in the rewarding effects of morphine administered into the ventral tegmental area. Behavioural Brain Research. 231, 111-115 (2012).
- Chaleek, N., Kermani, M., Eliassi, A., Haghparast, A. Effects of orexin and glucose microinjected into the hypothalamic paraventricular nucleus on gastric acid secretion in conscious rats. Neurogastroenterology & Motility. 24, e94-e102 (2012).
- Kermani, M., Eliassi, A. Gastric acid secretion induced by paraventricular nucleus microinjection of orexin A is mediated through activation of neuropeptide Yergic system. Neurociência. 226, 81-88 (2012).
- Kermani, M., Azizi, P., Haghparast, A. The role of nitric oxide in the effects of cumin (Cuminum Cyminum L.) fruit essential oil on the acquisition of morphine-induced conditioned place preference in adult male mice. Chinese Journal of Integrative Medicine. , 1-6 (2012).
- Ahmadi, A., et al. Synthesis and antinociceptive behaviors of new methyl and hydroxyl derivatives of phencyclidine. Current Medicinal Chemistry. 19, 763-769 (2012).
