우리 박사 매튜 F S Rushworth (실험 심리학, 옥스포드 대학) 및 박사 사 Masamichi (뇌 과학 연구 센터, 다마가와 대학) 프로젝트의 개시에, 세부 사항에 그들의 귀중 한 조언에 감사 하 고 싶습니다. 프로토콜. 우리는 중요 한 의견과 원고 편집에 대 한 박사 릴리 유 감사 합니다. 이 프로젝트 소설 과학 이니셔티브, Q.Z, RIKEN 노화 프로젝트 (자연 과학 (BS291003)의 국가 학회를 위한 Q.Z, 뇌 과학 프로젝트, 센터 RIKEN 인센티브 연구 프로젝트 (100226201701100443)에 의해 지원 되었다 10026-201701100263-340120) Q.Z 및 젊은 과학자 (B) (17841749) Q.Z. 위한 JSP Kakenhi 특정
기여 저자: Q.Z 잉태 하 고 프로젝트를 시작, Q.Z, Y.K H.G 실험 및 데이터 분석 수행, H.G 조정 연구소와 오하라 & Co., 주식 회사, 사이 작업 Q.Z 및 Y.K 쓴 원고, S.I 프로젝트 감독.

모든 실험 프로토콜은 동물 관리 및 사용 RIKEN 뇌 과학 연구소의 위원회에 의해 승인 되었다.
1. 동물 준비
<ol><li>섹스, 나이, 유전자 형 및 약물 치료의 실험 쥐 (쥐) 실험 목적에 따라 선택 합니다. 참고: 여기 우리 2 개월의 4 남자 C57B/6 마우스의 성능을 시연.</li>
	<li>(12 h 빛/12 h 어두운 주기, 오전 8 시와 오후 8 시, 22 ± 1 ° C 사이 빛) 표준 조건 하에서 유지 한 방에 쥐를 집. 참고: 경우 목적은 두 genotypes 사이의 차이 비교, 케이지 당 4 쥐를 그룹화 하 고 각 유전자의 2 마우스를 포함.</li>
	<li>인간 접촉 그들에 익숙해지도록 5 일 동안 2 분/일에 대 한 마우스를 처리 합니다. 자신의 몸 무게 약 실험을 통해 무료 먹이 무게의 약 80-85% 유지 되도록 측정된 식량으로 그들을 먹이. 물 광고 libitum제공 합니다.</li>
	<li>모든 마우스 마우스 실험 방 30 분 실험 하루 전에 룸 주택에서 전송 하 여 실험적인 방에 쥐를 길 들.</li>
	<li>동물 성능에 circadian 리듬의 효과 피하기 위해 매일 같은 시간에 실험을 시작 합니다.</li>
</ol>2. 동물 Habituation 미로를
<ol><li>마우스 (2 분/일) 처리와 함께 미로에 habituation를 동시에 시작 합니다. 이 단계에서 모든 문을 열려 유지. 5 일의 총에 대 한 요법이 니를 수행 합니다.</li>
	<li>하루에 1, 미로 통해 음식 펠 릿을 피해 라.</li>
	<li>2, 3 일에 두 목표 무기에 따라 펠 릿을 피해 라.</li>
	<li>사이에 4 및 5, 산 탄만 두 개의 목표 상자에 넣어.</li>
	<li>매일, 펠 릿, 배치 후 4 개의 그룹으로 T-maze의 시작 상자에서 쥐 놓고 10 분 동안 미로 탐험 하는 쥐를 허용 합니다. 참고: 4 개의 그룹으로 마우스 Habituating 서로 학습과 훈련을 가속화 하도록 도울 것 이다.</li>
</ol>3. 동물 차별 아이라에서 HRA의
참고:이 프로토콜 모두 지연-및 노력 기반 의사 결정 테스트가 됩니다. 그러나, 목적에 따라 연구자만 그들 중 하나, 또는 두 가지 모두 테스트할 수 있습니다. 제어 소프트웨어 (자료 테이블)는 자동으로 다음 단계에 대 한 T-maze 설정을 제어 하는 데 사용 됩니다. 의사 결정 노력 기반 테스트 하는 경우 강제 팔 항목 단계에서 HRA와 아이라에 장벽을 소개 합니다. 다음 동물 차별과 장벽을 동시에 등반을 위해 훈련 될 것 이다. 굶주린 쥐 적극적으로 장벽을 상승 하 고이 단계 후 그들 모두 능숙 하 게 올라갈 수 있습니다. 따라서,이 프로토콜으로 낮은 장벽에서 시작할 필요는 없습니다.
<ol><li>
강제 팔 항목 단계
	<ol>
<li>제어 소프트웨어의 매개 변수 등록 창을 열고 매개 변수를 다음과 같이 설정 합니다 (그림 3).<ol>
<li>"단계 옵션을"을 선택 하십시오. 되도록 각 동물 5 연속 일 동안 하루 10 실험을 통해 갈 것 이다 10, "예 심 숫자"를 설정 합니다. 참고: 하나 그 자신의 실험에 다른 시험 번호를 선택할 수 있습니다.</li>
			<li>900 "기간"을 설정 s 하루 한 마우스의 훈련 900 미 설정에서 "기본 시작 지연 시간" 3을 초과 하지 것입니다 있도록 s, 시작 문 3를 열 것 이다 그래야 s 시작 지역에서 동물을 감지 후.</li>
			<li>4 알 약은 항상 자동으로 HRA에 적절 하 게 하 고 1 펠 릿에는 아이라 적절 HRA와는 아이라 "펠 릿 번호"를 설정 합니다. 참고: 우리의 실험에서 우리가 발견 하는 1: 4는 최고의 비율 10 밀리 그램 설탕 알 약을 사용 하는 경우. 6 ~ 10 알갱이 사용 하 고, 쥐 먹는 그들 모두를 완료할 수 없습니다 하 고 누락 일이 있을 것입니다.</li>
			<li>"지연 시간" 0을 설정 s, 그 거기이 단계 HRA와 아이라 지연 될 것입니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>제어 소프트웨어의 "ID 등록" 창을 엽니다. HRA, 왼쪽 또는 오른쪽의 위치에 따라 소프트웨어를 각 개별 마우스의 ID를 등록 합니다. (그림 4)입니다. 참고: 위치는 유전자 그룹에 관하여 균형 세력 수 한다. 각 유전자 그룹의 50%, HRA는 항상 왼쪽에 그리고는 아이라 항상 오른쪽에. 다른 50%는 HRA는 항상 오른쪽에 그리고는 아이라 항상 왼쪽에.</li>
		<li>오픈 소프트웨어의 응용 프로그램 창에서에서 선택 하십시오 "의사 결정" 드롭다운 "작업" 목록. 주제 ID를 입력 하 고 "단계" 드롭다운 목록에서 "2 단계"를 선택 합니다. "하루" 드롭다운 목록에서 숫자를 선택 합니다. 입력 실험 인터페이스 창에 "확인" 버튼을 누릅니다.</li>
		<li>실험 인터페이스 창에서 "GetBG"를 눌러 미로의 배경 정보를 등록 하는 환경의 배경에 관계 없이 정확 하 게 동물을 추적 하. (그림 5) "세션 시작" 버튼을 누릅니다.</li>
		<li>시작 상자에 마우스를 놓고 원격 제어의 "시작" 버튼을 눌러 교육을 시작 합니다.<ol>
<li>그 시작 문 한 접합 문 (왼쪽 또는 오른쪽) 자동으로 열립니다 3 후 주의 s; 마우스 입력 접합 영역, 일단 시작 문을 자동으로 닫힙니다.</li>
			<li>관찰 하는 마우스 입력 지연 영역 (왼쪽 또는 오른쪽), 접합 문을 자동으로 닫힙니다 하 고 목표 문이 자동으로 열립니다.</li>
			<li>준수는 마우스는 펠 릿 소요, 뒷문 및 사전 시작 문을 자동으로 열립니다. 마우스는 다시 영역을 입력 하면, 일단 다시 문을 자동으로 닫힙니다.</li>
			<li>일단 마우스 입력 시작 상자, 사전 시작 문을 자동으로 닫힙니다 하 고 새로운 재판을 시작할 것 이다 그를 관찰 합니다. 참고:이 훈련 단계 동안 매일의 10 타석, 이내 소프트웨어는 자동으로 확인 각 마우스 방문 5 재판 HRA와 5 재판에 아이라.</li>
		</ol>
</li>
		<li>미로 철저 하 게 매일 청소.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
무료 팔 항목 단계
	<ol>
<li>강제 항목 단계 (단계 3.1.1 3.1.2)에 다 같은 방식으로 매개 변수 및 제목 ID를 등록 합니다. "단계 옵션을 선택 하십시오". 설정 "시험 번호" 20, 각 동물 7 연속적인 한 일 당 20 시련을 통해 갈 것입니다.</li>
		<li>응용 프로그램 창에서 "단계" 드롭다운 목록에서 "3 단계"을 선택 합니다. 3.1.3 단계에 따라 다른 매개 변수를 설정 합니다.</li>
		<li>마우스 재판의 80%에서 HRA를 선택 될 때까지 훈련 계속 자동으로 또는 마우스 (매개 변수 설정에 등록)으로 하루 20 시험 끝나면 실험 인터페이스 창에서 80%로 "성공률"의 가치를 설정 합니다. 3.1.4 단계에 따라 다른 작업을 적용 합니다.</li>
		<li>마우스를 자유롭게 팔 하나, HRA 또는 아이라를 선택할 수 있습니다.<ol>
<li>그 시작 문, 두 개의 접합 문이 자동으로 열립니다 3 후 주의 s; 마우스 입력 접합 영역, 일단 시작 문을 자동으로 닫힙니다.</li>
			<li>관찰 하는 마우스 팔 하나를 선택 하 고 지연 영역 (왼쪽 또는 오른쪽)를 입력, 접합 문을 자동으로 닫힙니다 하 고 목표 문이 자동으로 열립니다.</li>
			<li>준수는 마우스는 펠 릿 소요, 뒷문 및 사전 시작 문을 자동으로 열립니다. 마우스는 다시 영역을 입력 하면, 일단 다시 문을 자동으로 닫힙니다.</li>
			<li>일단 마우스 입력 시작 상자, 사전 시작 문을 자동으로 닫힙니다 하 고 새로운 재판을 시작할 것 이다 그를 관찰 합니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 지연 기반 의사 결정 테스트
<ol><li>무료 팔 항목 단계 (단계 3.2.1)에 다 같은 방식으로 매개 변수 및 제목 ID를 등록 합니다. 5, "지연 시간" 설정 10,15 s 1 일, 하루 2, 3 일 각각, 그래서 하는 것입니다 5 s 지연 HRA에 대 한 하루에 1, 2, 및 15 일의 지연 HRA에 대 한에 HRA에 대 한 10 s 지연에 3 일.</li>
	<li>응용 프로그램 창에서 "단계" 드롭다운 목록에서 "4 단계"를 선택 합니다. 3.2.2에서와 같은 방식으로 다른 매개 변수를 설정 합니다.</li>
	<li>실험 인터페이스 창에서 모든 작업 단계 3.2.3에 따라 적용 됩니다.</li>
	<li>
마우스를 자유롭게 팔 하나, HRA 또는 아이라를 선택할 수 있습니다.
	<ol>
<li>그 시작 문, 두 개의 접합 문이 자동으로 열립니다 3 후 주의 s; 마우스 입력 접합 영역, 일단 시작 문을 자동으로 닫힙니다.</li>
		<li>준수는 일단 마우스 팔 하나를 선택 하 고 지연 영역 (왼쪽 또는 오른쪽)를 입력, 접합 문을 자동으로 닫힙니다. 참고: 경우 마우스 아이라, 목표 문이 자동으로 열립니다 즉시. 그러나, 마우스 HRA를 선택 하는 경우 목표 문이 자동으로 열립니다 5 후 s, 10 및 15 s 일 1, 2, 3 각각.</li>
		<li>준수는 마우스는 펠 릿 소요, 뒷문 및 사전 시작 문을 자동으로 열립니다. 마우스는 다시 영역을 입력 하면, 일단 다시 문을 자동으로 닫힙니다.</li>
		<li>일단 마우스 입력 시작 상자, 사전 시작 문을 자동으로 닫힙니다 하 고 새로운 재판을 시작할 것 이다 그를 관찰 합니다. 참고: 여기, 우리는 훈련 쥐 각 지연 조건 5-7 일. 그러나, 유전자 변형 또는 돌연변이 생쥐의 여러 줄을 테스트에 우리의 경험을 바탕으로, 1 일 (20 시련) 절대적으로 다른 genotypes 쥐 사이의 차이 볼 정도로 이며 훈련 시간 (참조 그림 6 으로 연장 의미 예)입니다. 따라서, 현재 우리만 각 지연 시간에 대 한 일을 적용 하 고 그것은 잘 작동. 연구원은 그들의 자신의 목적에 따라 교육 일을 연장 하려는 경우 문제가 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>선택 사항: 반전 hra 테스트를 수행 합니다. 경우 마우스의 선택은 방향 기본 설정의 결과 테스트 하려면 HRA와 아이라 (이 소프트웨어에 의해 자동으로 수행할 수 있습니다)의 왼쪽 / 오른쪽 위치 전환 생쥐 4.4에서 팔 하나를 자유롭게 선택할 수 있도록.</li>
	<li>선택 사항: 지연 제어 테스트를 수행 합니다. 어떤 적자 변경된 공간 메모리 또는 보상 감도의 결과 보다는 의사 결정, 15 s 지연을 HRA는 아이라 하 고 자유롭게 4.4에서 팔 하나를 선택할 마우스에 변화의 결과 관찰 하는 여부를 테스트 합니다.</li>
</ol>5. 노력 기반 의사 결정 테스트
<ol><li>다이어그램 (그림 1)에서 같이 HRA에 방 벽을 소개 합니다.</li>
	<li>모든 매개 변수를 설정 하 고 적용 단계 3.2에 의하여 모든 작업-팔 항목 단계 및 3 연속적인 일 동안 동물을 테스트.</li>
	<li>한 팔, HRA 또는 아이라를 자유롭게 선택 하 쥐를 수 있습니다. 참고: 여기, 우리는 훈련 쥐 14 일 동안. 그러나, 유전자 변형 또는 돌연변이 생쥐의 여러 줄을 테스트에 우리의 경험을 바탕으로, 3 일은 절대적으로 다른 genotypes 쥐 사이의 차이 볼 정도로 하 고 훈련 시간 (참조 그림 6 예를 들어 확장에 아무런 의미가 있다 ). 따라서 현재 우리만 노력 기반 테스트에 대 한 일을 적용 하 고 그것은 잘 작동 합니다. 연구원은 그들의 자신의 목적에 따라 교육 일을 연장 하려는 경우 문제가 됩니다.</li>
	<li>선택 사항: 반전 hra 테스트를 수행 합니다. 경우 마우스의 선택은 방향 기본 설정의 결과 테스트 하려면 HRA와 아이라 (이 소프트웨어에 의해 자동으로 수행할 수 있습니다)의 왼쪽 / 오른쪽 위치 전환 생쥐 단계 5.3에서 팔 하나를 자유롭게 선택할 수 있도록.</li>
	<li>선택 사항: 노력 제어 테스트를 수행 합니다. 어떤 적자 변경된 공간 메모리 또는 보상 감도의 결과 보다는 의사 결정, HRA는 아이라에 방 벽을 소개 하 고 쥐를 허용 단계 5.3에서 팔 하나를 자유롭게 선택 하에 변화의 결과 관찰 하는 여부를 테스트 합니다.</li>
</ol>6. 데이터 분석
<ol><li>
제어 소프트웨어에서 직접 데이터와 결과 가져옵니다.
	<ol>
<li>그 소프트웨어는 자동으로 실험 날짜를 기록, 시작 및 완료 시간, 기간, 시험 번호, HRA, HRA와는 아이라, (X, Y) 위치에 "데이터" 폴더에 각 마우스의 이동 추적 등, 펠 릿 번호의 위치를 note .</li>
		<li>소프트웨어는 자동으로 체크 다음 항목을 분석 하 고 각 동물 아래 "결과" 폴더에서 그들을 기록 ID: 기간, 시험 번호, HRA 선택 번호, 아이라 선택 번호, HRA 선택 비율, 아이라 선택 비율, 총 이동 거리, 그리고 총 연결 시간입니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>주제 사이 요인으로 하루/세션 주제 내에서 요소 및 그룹 요소 (유전자 그룹 또는 다른 실험 조건 그룹)으로 혼합된 ANOVA (분할 플롯 ANOVA)에 의해 모든 실험에서 데이터에 대 한 통계 분석을 수행 합니다.</li>
	<li>하루/세션 그룹 요소 사이의 상호 없을 경우 그룹 요인의 주 효과 분석 합니다. 하루/세션 그룹 요소 사이의 상호 작용을 중요 한 경우 특별 게시물 없음을 비교를 적용 합니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Frank, M. J., Scheres, A., Sherman, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+decision-making+deficits+in+neurological+conditions:+insights+from+models+of+natural+action+selection.">Understanding decision-making deficits in neurological conditions: insights from models of natural action selection.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 362 (1485), 1641-1654 (2007).</li><li>Prevost, C., Pessiglione, M., Metereau, E., Clery-Melin, M. L., Dreher, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separate+valuation+subsystems+for+delay+and+effort+decision+costs.">Separate valuation subsystems for delay and effort decision costs.</a> J Neurosci. 30 (42), 14080-14090 (2010).</li><li>Kennerley, S. W., Walton, M. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prosocial+apathy+for+helping+others+when+effort+is+required.">Prosocial apathy for helping others when effort is required.</a> Nat Hum Behav. 1 (7), (2017).</li><li>Kobayashi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+dissection+of+medial+habenula-interpeduncular+nucleus+pathway+function+in+mice.">Genetic dissection of medial habenula-interpeduncular nucleus pathway function in mice.</a> Frontiers in behavioral neuroscience. 7 (17), (2013).</li><li>Hanks, T. 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저자는 공개 없다.

의사 결정은 매우 진화15동안 보존 인지 과정. 인간과 동물 잠재적인 보상 기준으로 경쟁 작업 옵션의 비용을 평가 하 고 그들의 선택을 할 수 있습니다. 다양 한 신경 질환 및 정신 장애를 고통 받아 환자 의사 결정16의 다른 형태에 적자를 보여 줍니다. 그것은 따라서 의사 결정 과정을 기본 neurobiological 병 태 생리 기계 장치를 조사 하는 것이 중요입니다. 지난 몇 년 동안, 지연 및 노력 기반 의사 결정을 더 모으고 관심 연구. 또한, 설치류, 특히 쥐가 두 가지 형태의 의사 결정17공부 하 광범위 하 게 사용 되어 왔습니다.
많은 연구는 HRA와 아이라2,6,7,,89,10, T-maze 장치를 포함 하는 행동 작업을 사용 하 여 재미 있는 발견을 주도 18 , 19 , 20 , 21 , 22. 작업에서 HRA 연관 큰 보상 한 시간 지연 또는 노력 노력. 아이라에 동물 어떤 시간 지연 및 물리적인 노력 없이 즉시 작은 보상을 얻을 수 있습니다. 전통적인 접근은 인간 실험의 수동 개입에 의존합니다. 각 시험에는 실험 필요 알 약을 계산 하 여 HRA와 아이라, 음식 쟁반에 넣어 목표 문을 HRA에 아이라, 놓고 시작 팔의 끝에 동물을 두고. 동물 무기 중 하나 들어가면 접합 문 목표 팔을 제한 하는 동물을 배치 해야 합니다. 프로토콜을 따라는 실험 시간을 계산 하 고 설정된 지연 후 목표 문을 열 필요가 있다. 동물 목표 영역을 입력 하 고는 pellet(s)를 얻는다, 후, 감 금 소에 게 동물의 팔 선택과 행동을 기록 하는 실험 필요 합니다. 다음은 실험 다음 재판에 대 한 T-maze 문 및 펠 릿을 준비 해야 합니다. 학습 및 테스트 프로세스 전체는 엄청난 시간과 노동 집약. 또한, 다른 실험실에서 표준화의 부족은 또 다른 관심사 이다.
이 문서에서 우리는 비디오 추적 시스템 (그림 7) 전통적인 프로토콜의 문제를 해결 하기 위해 수정 된 자동화 된 T-maze 장치 기반 프로토콜 제시. 전통적인 T-maze에는 "뒷문"와 "다시 복도"를 도입 하 여 우리는 미로 "bisected isoceles 삼각형" 모양 얻었다. 이 설정의 장점은 (1) 완전 자동화는 행동의 학습 및 테스트. 이 실험 주관의 영향을 제거 하 고 인간의 시간 최소화 및 노동 투입. 우리에 있는 4 개의 설정 실험실, 4 쥐 훈련 또는 전통적인 프로토콜을 사용 하 여 불가능 되는 하나의 실험에 의해 동시에 테스트 될 수 있도록. (2) 있다 소프트웨어 유연성 제어 소프트웨어 자유롭게 펠 릿 수, 지연 시간, 문 시작 및 닫는, 시험 번호, 기간, 및 추적 모드를 포함 하 여 여러 개의 매개 변수를 설정 하는 경험을 수 있습니다. 따라서,이 시스템은 실험적인 요구의 다른 종류를 만날 수 있습니다. (3) 저기 광범위 한 호환성 모든 슬라이딩 도어는 T-maze에 열려 있을 때 미로의 기지에서 저장 하도록 설계 되었습니다. 따라서, 설치 optogenetic/광학 조작, 전기 생리학 기록 vivo에서 및 microdialysis를 포함 하 여 다양 한 생리 적 시스템으로 쉽게 통합할 수 있습니다. 또한, 쥐 위치 기본 설정으로 인해 HRA 선택 가능성을 제외, 적용 지연-와 노력-기반된 분석 결과 대 한 제어 테스트 것이 좋습니다. 두 목표 팔에 비용을 똑같게 여 동물 같은 비용에 모두 보상 결과 경험할 수 있는 기회가 있다. 선택 차동, 결정 하기 전에 비용 및 혜택을 통합 하는 필요 제거 보상 기준으로 간단 하 게 만들 수 있습니다. 이 또한 동물 들의 선택에 어떤 변화 든 지에 있는 그들은 그들의 결정을 평가 하는 방법에는 비용 또는 보상, 또는 메모리 적자 보다는 확장 하는 무 능력의 결과 인지를 테스트 합니다.
우리 실험실에서 우리는이 쥐의 약 10 긴장을 분석 했습니다. 한 예로 mHb:DTA 마우스 시연 지연-과 노력-기반 의사 결정에 강력한 형 대표 데이터에 표시 했다. 즉, 보상 값은 강하게 mHb:DTA 마우스에 시간과 노력에 의해 할인 된. 결과 충 동성 제어에 mHb의 중요 한 역할을 계시 했다. 또한, 우리는 의사 결정 과정 (되지 않은 데이터) 무료 이동 마우스에 실리콘 프로브 녹음을 적용 했습니다. 모든 실험의 자동화 된 설치 기능에 대 한 유효성 검사 벤치 마크를 제공합니다. 따라서, T-maze 기반으로 자동화 된 기구와 결정에 대 한 표준화 된 프로토콜은 유전 효과, 약리 효과 및 신경 회로 효과 지연과 노력 설치류의 할인에 적합 합니다. 요약 하자면, 설치 지연 및 노력 기반 의사 결정 분석을 위한 이상적인 시스템으로 많은 이점이 있다.

인간과 다른 동물 (를 포함 하 여 지연, 노력, 및 위험) 비용, 보상을 평가 한 다음 행동의 특정 과정을 선택 하는 그들의 결정. 의사 적자는 정신 분열 증 (SZ), 주의력 결핍 과잉 행동 장애 (ADHD), 강 박 장애 (강 박 신경 증), 파 킨 슨 병 (PD)와 중독1를 포함 하 여 수많은 정신병 질환에 나타납니다. 인간과 원숭이 대 한 연구는 그 몇 가지 주요 두뇌 지역 결정 만들기2,,34에 관련 된 공개. 영장류는 더 복잡 한 결정 자질에 종사, 비록 설치류 보상 우발 자주 변경 하는 환경에서 살아남기 위해 적응 결정 수 보고 되었습니다. 또한, 신경 회로 메커니즘 및 의사 결정 기본 분자 메커니즘은 마우스 모델 chemogenetic, optogenetic 및 도구 및 유전자 조작된 생쥐의 가용성 때문에 철저 하 게 조사 수 있습니다. 여러 작업 attentional 세트-교대 작업, 대가가 또는 지연 기반 T-maze 작업, 아이오와 도박 작업, 작업5, 학습 시각적 차별 반전 등 설치류 의사 결정 행동을 평가에 사용 되는 등. 유사한 T-maze 비용-혜택 피에르 그룹6 에 의해 원래 개발 되었다 프로토콜과 무료 이동 설치류7,8, 두 가지 유형의 결정 비용 (지연 및 노력)의 효과 검사 하는 데 사용 되었습니다 9,10. 이 작업의 특별 한 장점은 동물 레버 또는 그릇에 파 훈련 필요가 없습니다. 대신, 동물 높은 보상 높은 비용 한 팔 (HRA) 또는 낮은 보상 다른 팔 (아이라)에서 저렴 한 비용 옵션에서 옵션 사이 선택을 하십시오. 따라서,이 작업을 수행 하기 훨씬 쉽습니다.
지연 기반 패러다임에서 접합 문을 도입 실험 동물 목표 무기 중 하나를 입력 하면 일단 동물 목표 팔에 보관 됩니다 있도록. 동물은 아이라 선택, 목표 도어는 아이라를 즉시 철회 하 고 작은 양의 음식 배달. 동물 HRA를 선택 하는 경우 HRA에 목표 문을 필요한 지연 후 철회 것 이며 많은 양의 음식 펠 릿 (그림 1A) 합니다. 노력 기반 패러다임에서 HRA는 장벽으로 저지 하 고 동물 위에 많은 양의 펠 릿 (그림 1B)를 등반 해야 합니다. 일반적으로 말하자면, 지연 기반 패러다임 테스트 동물 모델의 충 동성을 매우 유용 하 노력을 기반으로 한 apathetic 동물2,,411,12, 를 알아내기 위해 도울 수 있다 13. Hitherto 연구원은 수동으로 계산 시간 지연 삽입 및 문 철수, 노력 배리어를 기동 시키기, 펠 릿 수를 세, 위치에 알 약을 배치, 배치, 동물을 반환 하 여이 시험을 수행 있다 동물의 선택 모든 재판에 대 한 기록. 이러한 노동 및 시간 비용이 행동 분석 결과의 광범위 한 사용을 방해 하는 연구원에 대 한 심각한 실험적인 병목을 포즈. 현재 작업에서 우리는 완전 자동화, 표준화, 및 높은 처리량 용량 설치류의 지연 또는 노력을 기반으로 결정을 평가 하는 T-maze 기반 설치를 개발 했다.
장치
상업적인 제조 업체와 함께 공동에서 ( 재료의 표참조) 우리는 수정 개발 자동화 소프트웨어 기반 인스트루먼트 컨트롤 (그림 2)를 사용 하는 T-maze 기구. 특히, 우리가 도입 "뒷문" 및 "백업 방법" 전통적인 T-maze (그림 2)에 비해 동물 점 그들 자신 다시 시작 하 고 새로운 재판을 시작을 갈 수 있도록. T-maze, 매트 회색 이며 두 흑인과 백인 쥐 실험 조건 및 소프트웨어 설정 되 면 제대로, 검출 될 수 있다. 그것은 3 개의 무기 구성 되어: 1 시작 팔 및 2 개의 목표 팔, 155 m m 높이 V 자형 벽 길이에 각 410 m m 30 m m 너비와 폭에 155 m m의 오픈 탑의 기본. V 자형 복도 점프에서 효과적으로 쥐를 방지할 수 있습니다. 또한, V 자형 복도 쉽게 그것 적용 한다 vivo에서 케이블 녹화 있습니다. 시작 상자 시작 팔의 끝에 첨부 됩니다. 목표 상자 각 목표 팔의 끝에 첨부 됩니다. 자동 식품 디스펜서 달콤한 음식 펠 릿의 미리 정의 된 수를 제공 하도록 각 목표 상자에 설치 됩니다. 펠 릿 섭취 적외선 센서에 의해 감지 되 고 컴퓨터에 의해 자동으로 기록 됩니다. 각 목표 상자 직선 복도 의해 시작 상자에 연결 되어 있습니다. 동물은 자율적으로 돌아갈 수 시작 상자 복도 통해 일단 재판 완료. 입구와 출구의 시작과 목표 상자에서 높이 155 m m의 슬라이딩 도어 있다. 또한, 슬라이딩 도어는 동물 (그림 2A) 선택 후 뒤로 이동 하지 않도록 하려면 각 목표 팔의 입구에 위치. 모든 슬라이딩 도어는 컴퓨터에 의해 제어 됩니다 고 수 될 자동으로 열리고 닫혀. 높은 감도 1/2"충전 결합된 장치 (CCD) 단 안경 카메라 동물의 동작을 추적 하는 장치 위에 설정 됩니다. 렌즈의 초점 거리 2.8-12 m m입니다. 카메라의 위치는 약 1.9 m 높은. 미로 바닥에서 0.5 m 이기 때문에, 카메라와 미로 사이의 거리는 약 1.4 m (그림 2B). CCD 카메라에서 가져온 추적 데이터 사용 T-maze, 열고 동물 관심사 (ROIs)의 특정 영역을 입력할 때 특정 문을 닫는 라이브-제어. 노력 기반 패러다임 사용 장벽을 3 차원 직각 삼각형 (그림 2C), V 자형 벽에 맞는 완벽 하 게,의 모양에 있으며 높이 약 155 m m. 동물 수직 측면을 확장 해야 하지만 45 ° 경사를 내려갈 수 있습니다. 기구는 실험 기간 동안 100 개 럭 스에 조명 이다. 실험에 사용 하는 펠 릿을 설탕 ( 재료의 표참조), 실리 카 젤 산 탄을 건조 한 유지 하는 데 사용 됩니다 ( 재료의 표참조).

<table><tbody><tr><td>automated t-maze for decion making testing</td><td>O&amp;rsquo;HARA &amp;amp; Co.,ltd</td><td>no catalog number, customorized</td><td>Address requested by the reviewer: 4-28-16 Ekoda, Nakano-ku, Tokyo 165-0022&lt;br/&gt; TEL: 81-3-3389-2451 FAX:81-3-3389-2453</td></tr><tr><td>slica gel&amp;nbsp;</td><td>Nacalai Tesque</td><td>1709155</td><td></td></tr><tr><td>AIN-76A Rodent Tablet 10mg</td><td>Test Diet</td><td>1811213(5TUL)</td><td>Manufactured for Japan,SLC</td></tr><tr><td>Time TM1 software&amp;nbsp;</td><td>O&amp;rsquo;HARA &amp;amp; Co.,ltd</td><td>no catalog number</td><td></td></tr><tr><td>SPSS statistics V21.0</td><td>IBM</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

an automated t-maze based apparatus and protocol for analyzing delay- and effort-based decision making in  free moving rodents

많은 신경 정신과 환자 어려움 및 의사 결정에에서 적자를 보여 줍니다. 설치류 모델 neurobiological 원인 근본적인 의사 결정 문제에 대 한 깊은 이해를 생성에 도움이 됩니다. 비용-혜택 기반된 T-maze 작업 있는 설치류는 높은 보상 팔 (HRA)와 낮은 보상 팔 (아이라) 중에서 선택 하는 결정을 측정에 사용 됩니다. T-maze 의사 결정 작업, 하나는 비용입니다 시간 지연 및 다른 어떤 그것은 물리적인 노력의 두 패러다임을 확인 하 고 있습니다. 두 패러다임 실험 동물, 여러 문의 지루하고 노동 집약적인 관리가 필요 하 고, 보상, 작은 팔 선택 녹음. 현재 작업에서 우리는 펠 릿 배달, 문 관리와 선택 녹음에 대 한 완전 자동화와 전통적인 T-maze에 따라 기구를 발명 했습니다. 이 자동화 된 설치 두 지연 및 노력 기반 의사 결정 설치류에서의 평가 위해 사용할 수 있습니다. 여기에 설명 된 프로토콜 연구소 조사 여러 유전자 변형된 생쥐의 의사 고기. 대표적인 데이터에서 우리는 연기나 중간 habenular와 쥐 aversions 지연 및 노력을 보여 하 고 즉각적이 고 손쉽게 보상을 선택 하는 경향이 보였다. 이 프로토콜에는 실험 개입으로 인 한 가변성을 감소 하 고 실험의 효율성을 향상 도움이 됩니다. 또한, 만성 실리콘 프로브 또는 microelectrode 녹음, 광섬유 이미징 또는 신경 활동의 조작 적용할 수 있습니다 쉽게 여기에 설명 된 설치를 사용 하 여 의사 결정 작업 중.

지연-및의 노력-예를 들어 중간 habenular 연기나 쥐 (mHb:DTA 쥐)14 그들의 야생-타입 littermate 컨트롤 마우스 (마우스 CT) 그림 6에 표시 됩니다에 의해 수행 하는 의사 결정 작업을 기반으로 합니다. 2 개의 mHb:DTA 쥐와 두 CT 마우스 했다 공동 지 내게 한 장에 이유 후.
지연 기반 의사 결정 테스트 (그림 6A), 없었다 아무 중요 한 상호 작용 유전자 형 (HRA의 지연 시간 때 0) 차별 교육 단계 및 지연 기반 의사 결정 테스트를 포함 하 여 어떤 단계에서 세션 위상 (HRA의 지연 시간 때 5 s, 10 및 15 s, 각각). 지연 시간은 5 때 유전자 형의 주요 효과 중요 했다 s. 그러나 지연 시간 10 길게 했다 때에, s와 15 s, mHb:DTA 쥐 CT 쥐에 비해 HRA 방문 수의 비율에 있는 뜻깊은 감소를 시연 했다. 이 결과 공개 mHb의 제거, 더 큰 보상을 기다리는 쥐의 특혜를 감소 하 고 대신 표시 또는 대기 시간 10 초 때 즉시, 작은 보상을 선택 하는 경향이 더 이상. 데이터는 mHb impulsivity 시간 비용/이익 평가, 렌더링 하는 더 큰 보상을 지연된 액세스를 용납 하는 경향이 동물의 제어에 중요 한 두뇌 구조 될 수도 있습니다 제안 했다.
노력 기반 의사 결정 테스트 (그림 6B), HRA의 비율에서에서 방문 했다 크게 감소 mHb:DTA 마우스에 장벽 (1 x 장벽 및 반전 위상 HRA의 왼쪽/오른쪽 지역화에 HRA에 배치 했다 ). 즉, mHb:DTA 쥐의 phenotype 없음을 적자 때문 공간 기본 설정 및 메모리. 노력 제어 테스트에 장벽을 두 목표 팔 (2 × 장벽 단계)에 배치 했다 고 아이라와 HRA 높은 노력과 관련 된 했다. 따라서, 노력 비용 낮은 보상 또는 높은 보상을 선택 하는 동물에 대 한 동일 했다. MHb:DTA 마우스 방문 HRA 아이라, 보다 더 자주 하 고는 비교에 도달 HRA는 마지막 세션 (5)에 번호 방문. 이 결과 보상 및 mHb:DTA 마우스에 공간 메모리는 그대로 나왔다. 데이터는 해명 mHb 노력 비용/이익 평가, 더 큰 보상을 얻으려고 더 많은 작업에 넣어 동물 허용에 중요 한 역할을 재생할 수 있습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57895/57895fig1.jpg"> 그림 1: 회로도 의사 테스트에 대 한 전통적인 T-maze 장치 (A) 지연 기반 의사 결정 테스트 장치. 동물 시작 팔에 배치 했다 그리고 두 목표 팔, HRA와 아이라 사이 선택 했다. 동물 HRA를 선택, 그들은 더 큰 보상을 얻으려면 (지연 시간 (초))에 따라 기다려야 했다. 연구팀은 동물, 펠 릿, 및 각 시험에 대 한 문을 수동으로 처리 해야 합니다. (B) 노력 기반 의사 결정 테스트 장치. 동물 시작 팔에 배치 했다 그리고 두 목표 팔, HRA와 아이라 사이 선택 했다. 동물 HRA를 선택, 그들은 더 큰 보상을 얻으려면 삼각 장벽에 등반 했다. 연구팀은 동물, 펠 릿, 문 및 각 시험에 대 한 장벽을 수동으로 처리 해야 합니다. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57895/57895fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57895/57895fig2.jpg"> 그림 2: 의사 결정 테스트에 대 한 T-maze 설정을 자동 (A) 자동화 된 설치의 최고 볼 수 있습니다. 자동화 된 설치의 (B) 측면 보기. (C) 3 차원 직각 삼각형 장벽 노력 기반 의사 결정 테스트, 오른쪽, 왼쪽에서 사용 되는 각각 사이드 보기, 반대 측 보기 및 사변 측면 보기입니다. 원래 기술 사진 상업 제조 업체 허가 편집. GBL: 목표 상자 (왼쪽), GBR: 목표 상자 (오른쪽), GDL: 목표 문 (왼쪽), GDR: 목표 문 (오른쪽), 달: 영역 (왼쪽), DAR 지연: 지연 영역 (오른쪽), JDL: 접합 문 (왼쪽), JDR: 접합 문 (오른쪽), BDL: 뒷문 (왼쪽), BDR: 뒷문 (오른쪽), CCD: 충전 결합 장치 카메라)입니다. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57895/57895fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57895/57895fig3v2.jpg"> 그림 3:이 매개 변수 등록 창. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57895/57895fig3v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57895/57895fig4v2.jpg"> 그림 4: 주제 ID 등록 창. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57895/57895fig4v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57895/57895fig5v2.jpg"> 그림 5: 실험 인터페이스 창. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57895/57895fig5v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57895/57895fig6v2.jpg"> 그림 6: 지연 및 노력 기반 의사 결정 mHb:DTA 마우스에. MHb:DTA 마우스에 지연 기반 의사 결정 테스트 (A) (마우스 했다 12-14 개월-오래 된, n = 8/유전자 형). HRA 선택 비율 genotypes 지연 시간은 0과 5 s, 하지만 지연 시간이 10 살 때 mHb:DTA 마우스에 크게 감소 하는 때 사이 비교 했다 s와 15 s. 지연 시간 때 5 s, 유전자 형 × 하루 상호 작용: F(1,14) 0.594, p = = 0.236; 유전자 형의 효과: F(1,14) = 0.61, p = 0.45; 때 지연 시간 10 s: 유전자 형 × 하루 상호 작용 했다: F(1,14) = 37.5, p = 0.346; 유전자 형의 효과: F(1,14) = 32.4 p < 0.0001; 지연 시간 때 15 s F(1,14): 38.7, p = = 0.243; 유전자 형의 효과: F(1,14) = 31.6, 그리고 p ≤0.0001. MHb:DTA 마우스에 노력 기반 의사 결정 테스트 (B) (마우스 했다 12-14 개월-오래 된, n = 9/유전자 형). 장벽 단계 x 1, 동안에 이었다 유전자 형 및 세션 사이의 중요 한 상호 작용을 (유전자 형 × 하루 상호 작용: F(1,16) = 2.11, p = 0.015), 특별 게시물 없음을 비교 mHb:DTA 쥐 모두에서 크게 감소의 HRA %는 밝혔다 세션입니다. 반전 단계는 유전자와 세션 간의 아무 중요 한 상호 작용 (유전자 형 × 하루 상호 작용: F(1,16) = 1.61, p = 0.08). mHb:DTA 쥐 방문 HRA 크게 CT 쥐 보다는 더 적은 (주요 유전자 효과: F(1,16) = 8.18, p = 0.01). 단계 2 × 장벽 genotypes와 세션, 세션 3 및 4 세션에 상당한 차이 사이 중요 한 상호 작용은 (장벽 단계 x 2: 유전자 형 × 하루 상호 작용: F(1,16) 3.9, p = 0.0067 =). MHb:DTA 마우스는 HRA에 도달 마지막 세션, 세션 5에 CT 쥐의 비교 수를 방문 하십시오. 데이터 대표 평균 ± SEM. * * p < 0.01; p < 0.001. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57895/57895fig6v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57895/57895fig7v2.jpg"> 그림 7: 결정 테스트 (지연 또는 노력 기반)의 순서도.

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An Automated T-maze Based Apparatus and Protocol for Analyzing Delay- and Effort-based Decision Making in  Free Moving Rodents

이 문서 우리 발명, 자동된 T-maze 기구를 소개 하 고 의사 결정 지연 기반 및 무료 이동 설치류에 노력 기반 의사 결정을 분석 하기 위한이 장치를 기반으로 하는 프로토콜.

자동화 된 T-maze는 무료 이동 설치류에 의사 결정 지연 및 노력 기반 분석에 대 한 장치 및 프로토콜을 기반으로

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

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A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. Higher cognitive functions that require precise control over sensorimotor responses such as decision-making and attentional modulation, however, are typically assessed in nonhuman primates. Despite the richness of primate behavior that allows multiple variants of these functions to be studied, the rodent model remains an attractive, cost-effective alternative to primate models. Furthermore, the ability to fully automate operant conditioning in rodents adds unique advantages over the labor intensive training of nonhuman primates while studying a broad range of these complex functions.
Here, we introduce a protocol for operantly conditioning rats on performing working memory tasks. During critical epochs of the task, the protocol ensures that the animal's overt movement is minimized by requiring the animal to 'fixate' until a Go cue is delivered, akin to nonhuman primate experimental design. A simple two alternative forced choice task is implemented to demonstrate the performance. We discuss the application of this paradigm to other tasks.

A fully automated protocol for rodent operant conditioning is proposed. The protocol relies on precise temporal control of behavioral events to investigate the extent to which this control influences neural activity underlying sensorimotor integration and cognitive control experiments.

감각 운동 통합 및인지 제어 실험을 위해 완전 자동화 된 설치류 컨디셔닝 프로토콜

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. ...

연구

행동분석학

Barnes Maze Testing Strategies with Small and Large Rodent Models

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land (Barnes) mazes. Improved performance over sessions or trials is thought to reflect learning and memory of the escape cage/platform location. Considered less stressful than water mazes, the Barnes maze is a relatively simple design of a circular platform top with several holes equally spaced around the perimeter edge. All but one of the holes are false-bottomed or blind-ending, while one leads to an escape cage. Mildly aversive stimuli (e.g.&#160;bright overhead lights) provide motivation to locate the escape cage. Latency to locate the escape cage can be measured during the session; however, additional endpoints typically require video recording. From those video recordings, use of automated tracking software can generate a variety of endpoints that are similar to those produced in water mazes (e.g.&#160;distance traveled, velocity/speed, time spent in the correct quadrant, time spent moving/resting, and confirmation of latency). Type of search strategy (i.e.&#160;random, serial, or direct) can be categorized as well. Barnes maze construction and testing methodologies can differ for small rodents, such as mice, and large rodents, such as rats. For example, while extra-maze cues are effective for rats, smaller wild rodents may require intra-maze cues with a visual barrier around the maze. Appropriate stimuli must be identified which motivate the rodent to locate the escape cage. Both Barnes and water mazes can be time consuming as 4-7 test trials are typically required to detect improved learning and memory performance (e.g.&#160;shorter latencies or path lengths to locate the escape platform or cage) and/or differences between experimental groups. Even so, the Barnes maze is a widely employed behavioral assessment measuring spatial navigational abilities and their potential disruption by genetic, neurobehavioral manipulations, or drug/ toxicant exposure.

The dry-land Barnes maze is widely used to measure spatial navigation ability in response to mildly aversive stimuli. Over consecutive days, performance (e.g.&#160;latency to locate escape cage) of control subjects improves, indicative of normal learning and memory. Differences between rats and mice necessitate apparatus and methodology changes that are detailed here.

크고 작은 설치류 모델 바네스 미로 테스트 전략

Spatial learning and memory of laboratory rodents is often assessed via navigational ability in mazes, most popular of which are the water and dry-land ...

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these processes is the ability to adjust behavior in response to changes in one&#8217;s environment (i.e., behavioral flexibility). These processes are essential to normal human behavior, and may be disrupted in diverse neuropsychiatric conditions, including schizophrenia, alcoholism, depression, stroke, and Alzheimer&#8217;s disease. Understanding of the neurobiology of executive functions has been greatly advanced by the availability of animal tasks for assessing discrete components of behavioral flexibility, particularly strategy shifting and reversal learning. While several types of tasks have been developed, most are non-automated, labor intensive, and allow testing of only one animal at a time. The recent development of automated, operant-based tasks for assessing behavioral flexibility streamlines testing, standardizes stimulus presentation and data recording, and dramatically improves throughput. Here, we describe automated strategy shifting and reversal tasks, using operant chambers controlled by custom written software programs. Using these tasks, we have shown that the medial prefrontal cortex governs strategy shifting but not reversal learning in the rat, similar to the dissociation observed in humans. Moreover, animals with a neonatal hippocampal lesion, a neurodevelopmental model of schizophrenia, are selectively impaired on the strategy shifting task but not the reversal task. The strategy shifting task also allows the identification of separate types of performance errors, each of which is attributable to distinct neural substrates. The availability of these automated tasks, and the evidence supporting the dissociable contributions of separate prefrontal areas, makes them particularly well-suited assays for the investigation of basic neurobiological processes as well as drug discovery and screening in disease models.

The ability to assess executive functions such as behavioral flexibility in rats is useful for investigating the neurobiology of cognition in both intact animals and disease models. Here we describe automated tasks for assessing strategy shifting and reversal learning, which are particularly sensitive to disruptions in prefrontal cortical networks.

쥐의 행동 유연성을 평가하기위한 조작 적 절차

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these ...

The Double-H Maze: A Robust Behavioral Test for Learning and Memory in Rodents

Spatial cognition research in rodents typically employs the use of maze tasks, whose attributes vary from one maze to the next. These tasks vary by their behavioral flexibility and required memory duration, the number of goals and pathways, and also the overall task complexity. A confounding feature in many of these tasks is the lack of control over the strategy employed by the rodents to reach the goal, e.g., allocentric (declarative-like) or egocentric (procedural) based strategies. The double-H maze is a novel water-escape memory task that addresses this issue, by allowing the experimenter to direct the type of strategy learned during the training period. The double-H maze is a transparent device, which consists of a central alleyway with three arms protruding on both sides, along with an escape platform submerged at the extremity of one of these arms.
Rats can be trained using an allocentric strategy by alternating the start position in the maze in an unpredictable manner (see protocol 1; &#167;4.7), thus requiring them to learn the location of the platform based on the available allothetic cues. Alternatively, an egocentric learning strategy (protocol 2; &#167;4.8) can be employed by releasing the rats from the same position during each trial, until they learn the procedural pattern required to reach the goal. This task has been proven to allow for the formation of stable memory traces.
Memory can be probed following the training period in a misleading probe trial, in which the starting position for the rats alternates. Following an egocentric learning paradigm, rats typically resort to an allocentric-based strategy, but only when their initial view on the extra-maze cues differs markedly from their original position. This task is ideally suited to explore the effects of drugs/perturbations on allocentric/egocentric memory performance, as well as the interactions between these two memory systems.

The goal of this protocol is to investigate spatial cognition in rodents. The double-H water maze is a novel test, which is particularly useful to elucidate the different components of learning, consolidation and memory, as well as the interplay of memory systems.

더블 H 미로 : 설치류의 강력한 행동 학습에 대한 테스트 및 메모리

Spatial cognition research in rodents typically employs the use of maze tasks, whose attributes vary from one maze to the next. These tasks vary by their ...

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in rodents. In our laboratory, we evaluated the two types of memory in more than 30 strains of genetically engineered mice using the automated version of this apparatus. Here, we present the modified T-maze apparatus operated by a computer with a video-tracking system and our protocols in a movie format. The T-maze apparatus consists of runways partitioned off by sliding doors that can automatically open downward, each with a start box, a T-shaped alley, two boxes with automatic pellet dispensers at one side of the box, and two L-shaped alleys. Each L-shaped alley is connected to the start box so that mice can return to the start box, which excludes the effects of experimenter handling on mouse behavior. This apparatus also has an advantage that in vivo microdialysis, in vivo electrophysiology, and optogenetics techniques can be performed during T-maze performance because the doors are designed to go down into the floor. In this movie article, we describe T-maze tasks using the automated apparatus and the T-maze performance of &alpha;-CaMKII+/- mice, which are reported to show working memory deficits in the eight-arm radial maze task. Our data indicated that &alpha;-CaMKII+/- mice showed a working memory deficit, but no impairment of reference memory, and are consistent with previous findings using the eight-arm radial maze task, which supports the validity of our protocol. In addition, our data indicate that mutants tended to exhibit reversal learning deficits, suggesting that &alpha;-CaMKII deficiency causes reduced behavioral flexibility. Thus, the T-maze test using the modified automatic apparatus is useful for assessing working and reference memory and behavioral flexibility in mice.

This article presents the protocol of T-maze tests using a modified automated apparatus for assessing the learning and memory functions in mice.

T-미로 강제 교대 및 근무와 마우스의 레퍼런스 메모리를 평가하기위한 왼쪽 오른쪽 차별 작업

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

신경과학

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be investigated in a single task sequence. The unique feature of this system is a custom-made, acoustically transparent chamber that eliminates many of the issues associated with auditory cue control in most commercially available chambers. The ease with which operant devices can be added or replaced makes this system quite versatile, allowing for the implementation of a variety of auditory, visual, and olfactory behavioral tasks. Automation of the system allows fine temporal (10 ms) control and precise time-stamping of each event in a predesigned behavioral sequence. When combined with a multi-channel electrophysiology recording system, multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, decision-making, patience, and rewards, can be examined sequentially or independently.

In this report, we present a fully automated and highly versatile system capable of simultaneously testing multi-cognitive behaviors and recording neuronal activities for rodents.

여러인지 기능을 테스트 및 설치류에의 연결 활동을 녹음하기위한 완전 자동화된 고도 다목적 시스템

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be ...

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often stereotyped actions elicited in response to innately aversive sensory stimuli, but their success requires enough flexibility for adapting to different spatial environments, which can change rapidly. Here, we describe a behavioral assay to evaluate the influence of learned spatial knowledge on defensive behaviors in mice. We have adapted the widely used Barnes maze spatial memory assay to investigate how mice navigate to a shelter during escape responses to innately aversive sensory stimuli in a novel environment, and how they adapt to acute changes in the environment. This new assay is an ethological paradigm that does not require training and exploits the natural exploration patterns and navigation strategies in mice. We propose that the set of protocols described here are a powerful means of studying goal-directed behaviors and stimulus-triggered navigation, which should be of interest to both the fields of instinctive behaviors and spatial memory.

This protocol describes a behavioral assay, based on the Barnes maze test, to study how instinctive defensive actions are modified by the knowledge of spatial environment.

생쥐의 본능적 인 방어 하는 동안 공간 메모리의 역할을 조사에 대 한 행동 분석 결과

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

A Behavioral Test Battery for the Repeated Assessment of Motor Skills, Mood, and Cognition in Mice

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and dysfunctions in mood and cognition are common and often shared symptoms in neurodegenerative diseases. Shown here is a behavioral test battery for motor, mood, and cognition, which can be repeatedly tested in a longitudinal study. This battery assesses the overall behavioral phenotype in mice by examining each domain of behavior with at least two independent well-accepted tests (i.e., open-field test and rotarod test for motor function, social interaction test, elevated plus maze test, and forced swim test for emotional function, and Morris water maze test and novel object recognition test for cognitive function). Therefore, this sensitive and comprehensive test battery is a powerful tool for the study of behavioral alternation in neurodegeneration.

A comprehensive behavioral test battery of motor skills, mood&#8212;including social interaction, depression, and anxiety&#8212;and cognition is designed for the repeated assessment of neurodegeneration-related behavioral changes in mice.

모터 기술, 분위기, 그리고 쥐에 있는 인식의 반복 된 평가 행동 테스트 배터리

Pharmacological and toxicological studies in neurodegeneration require comprehensive behavioral analysis in mice because motor dysfunctions and ...

Utilizing a Reconfigurable Maze System to Enhance the Reproducibility of Spatial Navigation Tests in Rodents

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze shape, thus requiring several separate mazes in different configurations. The maze geometry cannot be reconfigured in a single environment to accommodate scalability and reproducibility. The reconfigurable maze is a unique approach to address the limitations, allowing quick and flexible configurations of maze pathways in a repeatable manner. It consists of interlocking pathways and includes feeders, treadmills, movable walls, and shut-off sensors. The current protocol describes how the reconfigurable maze can replicate existing mazes, including the T-shaped, plus-shaped, W-shaped, and figure-eight mazes. Initially, the T-shaped maze was constructed inside a single experimental room, followed by modifications. The rapid and scalable protocol outlined herein demonstrates the flexibility of the reconfigurable maze, achieved through the addition of components and behavioral training phases in a stepwise manner. The reconfigurable maze systematically and precisely assesses the performance of multiple aspects of spatial navigation behavior.

The present protocol describes a reconfigurable maze, a unique system for testing spatial navigation and behavioral phenotypes in rodents. The adaptability of this maze system enables the execution of various experiments in a single physical environment. The ease of structural rearrangement generates reliable and reproducible experimental results.

재구성 가능한 미로 시스템을 활용하여 설치류에서 공간 탐색 테스트의 재현성 향상

Several maze shapes are used to test spatial navigation performance and behavioral phenotypes. Traditionally, each experiment requires a unique maze ...

Behavioral Training Procedures for Head-fixed Virtual Reality in Mice

Virtual reality (VR) combined with head-fixation is increasingly being utilized in behavioral neuroscience studies as it allows complex behavioral assays to be performed in head-fixed mice. This enables precise behavioral recordings while incorporating various neurophysiological techniques that require head-fixation to minimize movement-related signal noise during neural recordings. However, despite the growing use of VR, there is little published data on the detailed methodology of how to implement it. In this study, a training protocol is developed whereby male and female C57B16/J mice are trained to run down a virtual linear corridor, the length of which is increased from 1-3 m over multiple training sessions. Building upon this foundation, this study investigated the feasibility of mice performing complex behaviors within VR using a Y-maze paradigm. The task required navigating to the arm with black walls from the choice point in the Y-maze. After reaching a criterion of two consecutive days equal to or greater than 70% correct, the mice progressed to increasingly difficult sensory discrimination. The findings provide important details on the methodologies useful for the successful training of mice in VR and demonstrate that mice exhibit learning capabilities in navigating the Y-maze. The methodology presented not only offers insights into training duration in VR-based assays but also underscores the potential for probing intricate behaviors in mice, opening avenues for more comprehensive neuroscience investigations.

The article describes the experimental procedures for the commonly used linear track virtual reality (VR) paradigm in mice as well as determining the feasibility of running complex VR tasks by testing a Y-shaped signal discrimination task.

Virtual reality (VR) combined with head-fixation is increasingly being utilized in behavioral neuroscience studies as it allows complex behavioral assays ...