기술 지원을 제공해 주신 Mr. Miguel Burgos와 Mr. Gustavo Lago에게 감사드립니다. 비디오 제작 비용을 부담해 주신 Stoelting Co., 기술 지원을 제공해 주신 Jinga-hi, Inc., 이 작업에 자금을 지원해 주신 Universidad Iberoamericana Ciudad de México의 División de Investigación y Posgrado에 감사드립니다.

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실비아 오르테가-마르티네즈 박사는 이 기사에 대한 제작 및 공개 액세스를 제공하고 후원한 회사인 Stoelting Co.의 직원으로 일하고 있습니다.

행동 및 뇌파 검사 연구는 본질적으로 어렵고 도전적입니다. 따라서 두 기술의 조합은 중요한 중요한 단계를 제시합니다. 따라서 두 동시 기술은 널리 사용되지 않습니다. 실제로 전 세계의 모든 그룹은 동물, 분석 된 매개 변수 또는 치료와 같은 특수 조건으로 행동 테스트를 수행합니다. 위의 내용은 현장에서 상당한 논란을 불러일으키고 모든 사람이 사용할 수 있는 표준 절차를 개발해야 할 필요성을 야기합니다. 여기에서 우리는 대부분의 출판된 기사에서 일반적으로 설명되거나 언급되지 않는 모든 중요한 단계와 방법론적 고려 사항과 함께 이 세부 절차를 준비했습니다. 이에 대해서는 아래에서 설명합니다.
필요한 재료의 생산은 이 기술의 성공을 위한 기본 단계입니다. 이와 관련하여 전극은 스테인리스 스틸 나사, 구리 케이블 및 은 용접기를 사용하여 처음부터 제작해야 합니다. 이러한 재료는 사용하기 전에 각 전극의 전도성과 강도를 확인해야 하는 방식으로 영구적으로 함께 용접하기 어렵습니다. 전극 어셈블리에 다른 유형의 와이어를 사용할 수 있습니다. 그러나 구리는 전극을 조작하여 증폭기 커넥터에 삽입할 수 있을 만큼 충분히 유연합니다. 이와 관련하여, 상용 전극의 사용은 바람직하지만, 이들의 획득은 복잡하고 비쌀 수있다. 수술은 이 프로토콜에서 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 특히 전극 이식을 위해 숙련된 외과의가 있는 것이 적극 권장되며 필요하기도 합니다. 수술은 종종 마취 시간을 연장하고 때로는 수술 중 용접 적용을 필요로하기 때문에 각 실험실은 설치류의 각 균주, 특히 동물 사육장 조건, 깔짚 간의 차이, 심지어 동물 간의 개인차. 적절한 계획과 고려는 수술 중 동물을 잃는 것을 방지할 수 있습니다. 전극 이식은 또 다른 중요한 단계입니다. 두개골에 구멍을 뚫고 수막이나 뇌 조직을 손상시키지 않도록 세심한 주의가 필요합니다. 나사는 올바르게 배치되어야 합니다., 즉, 두개골에 완전히 고정되지 않으면 EEG 기록을 사용하지 않는 형편없는 코로케이션 또는 움직임과 관련된 신호와 같은 신호에 노이즈와 아티팩트가 표시됩니다. 설치류의 고통을 피하기 위해 수술 전후 치료와 상태를 항상 수행하고 관찰해야합니다. 피하 리도카인은 메스로 절개하기 전에 머리 피부에 사용할 수 있습니다. 동물의 눈에 식염수 한 방울이 건조를 예방하는 데 도움이됩니다. 또한 식염수를 입안에 투여해야 하며, 수술 후 1mL를 피하 또는 복강 내 투여하여 동물의 체액 균형을 보완하고 탈수를 방지해야 합니다. 수술 직후 항염증제(통증 감소용)와 피하 또는 국소 항생제를 통한 항생제를 치과용 시멘트 캡이 있는 두피 주변에 직접 투여해야 합니다(감염 가능성을 줄이기 위해). 수술 후 24 시간 후에 위의 절차를 반복하십시오. 동물의 등에 EEG 증폭기를 배치하는 것이 동시 기록의 주요 어려움입니다. 조끼의 디자인과 제조는 특히 동물의 크기를 기반으로 합니다. 조끼는 설치류의 자연스러운 움직임을 허용해야합니다 ( 그림 5 참조). 이 후자는 자유로운 움직임을 기록하는 기술의 주요 이점을 보장합니다. 동물들은 수술 후와 그 후 며칠 동안 조끼, 헤드 커넥터 또는 케이블을 제거하려고 시도하지 않았기 때문에 설정이 크게 움직임 제한을 발생시키지 않았거나 통증이나 불편함을 유발하지 않은 것으로 추정되었습니다. BTS에 의해 표시된 이벤트를 기반으로 한 Epoch의 올바른 EEG 분할을 위해서는 잘 정의된 프로토콜을 기록하는 것이 필수적입니다. 두 시스템 모두 동일한 시계를 사용하여 타임스탬프를 설정하기 때문에 시계열 조작으로 임시 마크를 병합할 수 있습니다. 위의 내용은 분석을 위한 전기생리학적 데이터를 통합하는 동물 실험의 가능성을 확장합니다.
여기에 제시된 기술은 모든 신경 과학 연구 분야와 가장 일반적인 쥐 종 및 다른 종과 함께 사용할 수 있습니다. 행동 추적 소프트웨어의 다양성은 Morris 수중 미로, 오픈 필드, 새로운 물체 인식, 조건부 장소 선호도, 홀 보드, 상승 플러스 미로, Y-미로, 방사형 암 미로, 반즈 미로 등과 같은 다양한 미로에서 사용할 수 있기 때문에 가장 중요한 이점 중 하나입니다. 최대 16대의 카메라를 동시에 사용할 수 있습니다. 또한 수백 가지의 다양한 조치(자세한 내용은 매뉴얼31,32 참조)를 보고할 수 있습니다. 이 작업은 EEG 기록에 대한 실험을 설명하며 로컬 필드 전위 또는 단일 단위 기록과 같은 다른 기술이 가능하다는 점을 고려하십시오. 그러나 사용자는 일반 설정과 몇 가지 준비 단계가 다른 목적을 위해 변경되어야 한다는 점을 고려해야 합니다. 따라서 이 기술을 EEG Wi-Fi 기록과 함께 사용하면 연결성, EEG 대역 전력 또는 유발 반응과 같은 EEG 통합 및 역학의 여러 특성을 평가하기 위해 인간에 대해 수행된 것과 같은 동물 연구에 새로운 관점을 추가하기 때문에 가능성이 확장됩니다. 인간과 달리 동물 실험은 다른 많은 실험 패러다임 중에서 약물 투여, 유전자 변형 또는 발현을 평가할 수 있습니다. EEG 분석의 경우 일부 프로토콜은 원하는 동작의 반복 횟수가 매우 적기 때문에 평균 응답 가능성을 제한하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서 실험을 시작하기 전에 수행해야 하는 것으로 간주되는 기록 및 분석 프로토콜을 설계하는 데 주의해야 합니다. 그럼에도 불구하고, 동물 실험에서 작업하는 것은 움직임을 방지하여 실험 프로토콜의 복잡성을 증가시키고 신호 분석 및 행동 작업에 대한 고려 사항을 증가시키는 것이 불가능하다는 점을 고려해야 합니다. 현재 전체 추적 시스템 및 EEG 기록을 위한 장비는 표준화되거나 모듈화되지 않았으며, 이는 설정이 단일 프로토콜 및 다른 행동 작업을 탐색하기 위한 적응을 의도했음을 의미하며, 이는 많은 실험실에 더 높은 비용을 암시/제안합니다. 이 상황은 이 연구에서 설명한 옵션을 따르면 해결할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 보다 신뢰할 수 있는 실험을 위해 몇 가지 개선 사항을 실현할 수 있습니다. 이 작업은 전극 제작부터 행동 및 신호 처리에 이르기까지 여러 단계에서 개선될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 저렴한 첨단 기술이지만 저렴한 설정을 사용하여 동물 추적 및 EEG 획득이 가능하다는 것이 입증되었습니다.
요약하면, 본 연구는 과학자들, 특히 신경 과학 분야의 과학자들이 일반적으로 사용되지 않는이 두 가지 기술을 조합하여 사용할 수 있도록 돕기위한 시도입니다. 행동 추적 소프트웨어를 사용한 EEG 및 행동 테스트의 동시 기록 기술은 많은 장점을 가지고 있으며 특히 학습 및 기억 영역에서 신경 과학의 많은 분야에서 특히 유용 할 수 있습니다. 이 장비가 해마와 같은 피질 하부 구조를 심층적으로 기록하는 다른 기능을 가지고 있다는 점을 고려하면 몇 가지 준비 단계가 변경됩니다. 무선 장비는 한 케이지에서 다른 케이지로의 동물 이동 문제, 케이블로 동물을 방해하거나 얽히게 하는 것과 같은 기존 유선 접근 방식의 거의 모든 한계를 해결합니다. 이 설정 기술은 위에서 설명한 대로 사용자 친화적이며 거의 교육을 받지 않았거나 전문적이지 않은 전문가 또는 개인 그룹이 이 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. EEG 장비의 가격은 일반 EEG 증폭기보다 저렴합니다. 행동 추적 소프트웨어는 또한 시장에서 비디오 추적을 위한 가장 저렴한 소프트웨어 중 하나입니다. 이 소프트웨어는 연간 라이센스가 필요합니다. 이 장비는 하나 이상의 실험 설정, 다양한 동물 및 다재다능한 유형에 사용할 수 있습니다. 우리는 이러한 노력이 과학계에 도움이 되고 행동과 뇌파 검사를 동시에 연구할 수 있는 쉬운 접근을 제공하기를 바랍니다.

행동 테스트는 생체 내 맥락에서 생성된 많은 양의 정보에 대한 신경과학 연구에서 매우 중요합니다. 이와 관련하여 연구자들은 감각-운동 기능, 사회적 상호 작용, 불안 유사 및 우울 유사 행동, 물질 의존 및 다양한 형태의 인지 기능을 분석하기 위해 다양한 행동 테스트를 널리 사용하고 있습니다1. 행동 테스트를 수동으로 기록하는 것은 대부분의 전문 관찰자에게도 어렵고 지치고 부정확할 수 있습니다. 행동 등록을 위한 무료 오픈 소스 소프트웨어(예를 들어, 성행위를 위한 sexrat male2 앱)를 개발하기 위한 몇 가지 노력이 있었지만, 몇 가지 대안을 통해 물고기(fish 3)에서 설치류(installed 4,5,6)에 이르기까지 다양한 동물 종의 자동 및 실시간 행동 기록을 허용하고 있다. 비디오 트래킹은 다양한 어플리케이션에서 사용되는 빠르고 정확한 행동 기록을 위한 유용한 방법이다7. 행동 기록 영역에서 더 잠재적인 기능은 행동 발현 동안 신경 활동을 탐색하는 것입니다. 뉴런 활동(단세포에서 주요 뇌 영역까지)과 행동 과제를 동시에 기록하면 뇌가 어떻게 특정 행동 패턴을 생성하는지 알 수 있다8. 행동은 신경 활동과 움직임 또는 행동 사이의 상관 관계를 나타낼 수 있는 일련의 사소한 구성 요소입니다. 뉴런 활동과 행동 패턴이 여러 시간 척도를 통해 동시에 기록될 수 있다면 각 뇌 상태가 각 특정 행동과 어떻게 상관관계가 있는지 설명할 수 있습니다(행동 기록에 대한 보다 심층적인 조사는 Datta et al., 2019 리뷰8 참조). 따라서 원하는 규모 (뉴런에서 뇌의 넓은 영역까지)에서 행동 및 신경 활동을 동기화 된 기록은 매우 유용한 도구로 간주됩니다. 행동 기록을 신경 활동과 같은 다른 측정치와 통합하기 위한 몇 가지 시스템이 있다 4,5.
뇌파 검사는 임상 및 연구 신경과학 분야에서 가장 널리 사용되는 기술 중 하나로 간주되지만, 상대적으로 높은 이동성과 EEG 기록 장치의 크기로 인해 이 기술은 생체 내 모델9의 경우 독특하고 탐지하기 어렵다. 이 문제에 대한 몇 가지 해결책이 개발되었습니다 (예 : 동물이 경기장에서 자유롭게 움직일 수 있도록하는 케이블 및 회전 장치 사용). 그럼에도 불구하고, 케이블 기반 시스템은 종종 연구를 수행하는 데 문제를 부과합니다., 예를 들어, 한 케이지에서 다른 케이지로 동물을 옮기는 동안, 케이블과 동물의 방해 또는 얽힘이 관찰됩니다. 원격 측정 장치는 기록 상황(10, 11)의 유연성을 증가시키기 위해 무선 전기생리학적 기록을 위해 개발되었다. 그러나, 이러한 시스템들은 그들의 적은 수의 기록 채널들 및 낮은 샘플링 레이트들11로 인해 상당한 한계를 나타내었다. 이 연구에서, 우리는 자유롭게 움직이는 설치류 시스템(12)과 Wi-Fi 연결을 통해 동물로부터 EEG 신호를 전송하는 상업적으로 이용 가능한 무선 시스템을 사용하였다. 이 장치의 무게는 6g이며 1kSps로 기록된 최대 16개의 채널을 지원합니다. 이 시스템은 동물 환경에서 EEG 또는 스파이크 기록을 허용하고 방해를 줄여 시장의 기존 전기생리학적 시스템에 비해 경제적인 솔루션 역할을 합니다. 또한 EEG와 행동 패턴 간의 상관 관계를 제공하기 위해 비디오 추적 소프트웨어를 사용하여 이 데이터를 동기화했습니다. 이 동기화는 두 시스템에서 생성된 타임스탬프를 기반으로 데이터와 이벤트를 정렬 및 보간하여 오프라인으로 수행되며 MATLAB에서 처리됩니다.
성인 신경 발생은 동물의 치아 이랑에서 새로 생성 된 세포의 뉴런에서의 증식, 생존 및 분화로 정의됩니다13,14. 이 과정은 풍부한 환경(enriched environment, EE) 조건을 통해 설치류에서 성체 신경발생을 증가시키는 기억력 및 학습 향상과 관련이 있는 것으로 알려져 있다15. EE는 장난감과 튜브가 제공되는 대형 케이지 안에 설치류를 소그룹으로 수용하는 것으로 구성되며, 동물은 새롭고 복잡하지만 생물학적 관련성이 없습니다15. EE는 해마 신경 발생을 자극하지만 연령, 동물 균주, 특정 자극 조건 또는 신경 발생 검출 절차와 같은 많은 요인에서도 다양합니다. 7일 동안 EE 하우징에 노출된 중년 마우스에서, 해마 치상회(DG)에서 새로운 과립 세포(GC)의 탄생이 보고되었다16. 성체 쥐에서 성체 신경발생을 선택적으로 제거하려는 연구에서는 학습된 반응에 약 1 - 2주령의 새로운 과립 세포가 필요하다는 것을 시사했다17. GC가 성인 DG에서 태어난 지 약 2-3주 후, 흥분성 시냅스 전달에 필수적인 수지상 가시와 같은 몇 가지 특징이 나타나기 시작한다18. Zhao et al. 척추 성장의 피크가 처음 3-4 주 동안 발생한다는 것을 보여주기 위해 정량 분석을 수행했다19. 여러 전기생리학적 생체 내 연구에 따르면 EE 하우징 조건이 3주만 지속되면 DG의 시냅스 전달에 변화가 생기고 세포 흥분성이 증가한다20. 또한, BrdU 주사 후 1-4주에 농축된 환경에 노출되면 생쥐21의 DG 과립층에서 BrdU/NeuN 세포의 밀도가 유의하게 증가한 것으로 보고되었습니다. 이 저자들은 새로운 뉴런 수의 상당한 증가가 관찰 되었기 때문에 EE 노출 후 1 주에서 3 주 사이에 중요한 기간이 존재한다고 제안했다21. 인간의 성인 해마 신경 발생(AHN)에 대한 연구는 직접적인 증거가 없기 때문에 논란의 여지가 있습니다. 그러나 최근 보고서에서는 인간 성인 뇌에서 AHN의 발달 단계를 설명하여 DG에서 수천 개의 미성숙 뉴런을 식별하여 인간의 노화 동안 AHN의 중요성을 입증했습니다22. 앞서 언급한 증거에 따르면 동물 모델에서 AHN에 대한 연구는 그 어느 때보다 중요합니다(AHN에 대한 보다 심층적인 조사는 Leal-Galicia et al., 2019 리뷰15 참조).
앞서 언급했듯이 해마는 학습 및 기억 능력의 기본 기능과 관련이 있습니다. 기억의 형성은 인코딩 (메모리 획득), 통합 (메모리 저장) 및 검색 (메모리 인식)의 세 가지 과정을 거칩니다 (메모리 인식)23. 인간의 인식 기억은 시각적 쌍 비교 작업(24)을 사용하여 테스트된다. 기억과 기억 상실증의 인간 및 동물 모델의 기본은 시각적 쌍 비교 작업이 인간에서하는 것처럼 이전에 제시된 자극25,26을 인식하는 능력을 평가하는 행동 테스트입니다. 따라서 설치류가 이전에 제시된 자극을 인식하는 능력, 즉 학습 및 기억 능력을 평가하기 위해 가장 많이 사용되는 행동 테스트 중 하나는 자발적인 새로운 객체 인식 작업 (NORT)입니다 23,27. NORT 프로토콜은 획득 시험에서 10분 동안 친숙한 경기장에서 두 개의 동일한 새로운 개체로 구성됩니다. 0 -28 내지 48 시간29 사이의 특정 시간 (각 프로토콜에 따라 가변적인 시간) 후에, 동물은 동일한 친숙한 물체들 중 하나, 및 하나의 새로운 물체를 포함하는 동일한 경기장으로 되돌아 간다. 동물은 친숙한 물체가 암기되면 새로운 물체를 자발적으로 탐구한다26. 선호도 비율은 일반적으로 탐사 성능을 평가하는 데 사용됩니다. 전체 객체 탐사 시간을 소설 또는 친숙한 객체의 탐사 시간으로 나누어 결정됩니다. NORT는 다른 인식 메모리 테스트에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 가장 중요한 것은 외부 동기 부여, 보상 또는 처벌이 필요하지 않다는 것입니다. 스트레스가 많은 조건을 생성하지 않습니다. 마지막으로, 물체를 탐색하는 행동을 불러일으키기 위해 훈련이 필요하지 않습니다(NORT에 대한 더 심층적인 조사는 ref.23 참조).
따라서 성인 해마 신경 발생의 효과로서 여러 데이터 양식의 동시 기록과 학습 및 기억 연구에 통합하는 것은 매우 매력적이며 해당 분야의 연구자들에게 매력적인 솔루션을 제공합니다. 본 작업은 동시 행동 비디오 추적 평가(새로운 물체 인식 작업) 및 무선 뇌파 기록과 관련된 모든 프로세스를 공개합니다. 여기에서는 전극 제조 공정, 경막외(두개골 나사) 전극 이식 수술, 환경 강화 프로토콜(해마 신경 발생 유도용), NORT 프로토콜에 따름, BTS 설정, 실시간 동시 모니터링을 위한 EEG – BTS 커플링, MATLAB 컴퓨팅 환경에서 실행되는 EEG 및 행동 데이터 분석을 검토했습니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>#2 Variable speed rotary tool tip</td>
			<td>Reorder #310048, Lenght 44.5mm</td>
			<td>SS White</td>
			<td>For making the holes where the screws will be inserted</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#4 Scalpel and blade</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 X 50 X 50 cm Open Field Black Mate Arena</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8 pin Receptacle Housing Female</td>
			<td>Amphenol FCI</td>
			<td>10147606-00008LF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8 pin Receptacle Housing Male</td>
			<td>Amphenol FCI</td>
			<td>10147603-00008LF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic Resin</td>
			<td>MDC Dental</td>
			<td>NicTone</td>
			<td>For fixating the screws to the skull</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ANY-maze video tracking software</td>
			<td>Stoelting, Co.</td>
			<td>version 6.1</td>
			<td>http://www.anymaze.co.uk/)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>benzalkonium chloride antiseptic solution</td>
			<td>Benzal</td>
			<td>Benzal</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bulldog clamps</td>
			<td>Cientifica VelaQuin</td>
			<td></td>
			<td>For retracting the skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>c920</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Copper wire</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crimp contact</td>
			<td>Amphenol FCI</td>
			<td>10147604-01LF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DELL PC</td>
			<td>DELL</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JAGA16</td>
			<td>Jinga-Hi, Inc.</td>
			<td>JAGA16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>PiSA Agropecuaria</td>
			<td>ANESKET</td>
			<td>For anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>R2020a</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>Script was develop ped in collaboration with Jinga-Hi, Inc.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monomer</td>
			<td>MDC Dental</td>
			<td>NicTone</td>
			<td>For fixating the screws to the skull</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurophys software</td>
			<td>Jinga-Hi, Inc./ Neurosys, LLC</td>
			<td>Neurosys 3.0.0.7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screwdrive</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For inserting the screws into the skull</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screws</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screws equiped with electrode</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic instrument</td>
			<td>KOPF</td>
			<td></td>
			<td>For the surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Variable speed rotary tool</td>
			<td>Dremel 3000</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>For making the holes where the screws will be inserted</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Voltmeter</td>
			<td>PROAM</td>
			<td>MUL-040</td>
			<td>For confirming that the electrode conducts electricity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xilazine</td>
			<td>PiSA Agropecuaria</td>
			<td>PROCIN</td>
			<td>For anesthesia</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous monitoring of wireless electrophysiology and memory behavioral test as a tool to study hippocampal neurogenesis

뇌파 검사(EEG)에서 얻은 뇌파 진폭은 동물과 인간에 대한 인지 능력, 기억 및 학습의 기초로 잘 알려져 있습니다. 성인 신경 발생 메커니즘은 또한 기억력 및 학습 향상과 관련이 있습니다. 전통적으로 연구자들은 행동 과제에 의해 설치류 모델의 학습 및 기억 매개 변수를 평가하는 데 사용되었습니다. 따라서 행동 변화와 EEG의 동시 모니터링은 뇌 활동과 작업 관련 행동 사이의 데이터 상관 관계를 연관시키는 데 특히 흥미 롭습니다. 그러나 두 연구를 수행하는 데 필요한 대부분의 장비는 복잡하고 비싸거나 자연 동물의 움직임을 방해하는 유선 설정 네트워크를 사용합니다. 이 연구에서 EEG는 새로운 물체 인식 작업(NORT)의 실행과 함께 무선 전기생리학 장치로 기록되었습니다. 동물의 행동은 비디오 추적 시스템에 의해 동시에 모니터링되었습니다. 두 기록 모두 EEG 신호를 동물의 행동과 연결하기 위해 동기화된 타임스탬프에 의해 오프라인으로 분석되었습니다. 피험자는 중기 환경 강화 치료 후 성인 Wistar 쥐로 구성됩니다. 6개의 두개골 나사 전극은 전두엽, 중앙 및 정수리 영역에 걸쳐 양쪽 반구에 쌍으로 고정되었으며 비강 뼈의 뒤쪽에 위치한 전극을 참조했습니다. NORT 프로토콜은 동물을 10분 동안 두 개의 동일한 물체에 노출시키는 것으로 구성됩니다. 2 시간과 24 시간 후, 물체 중 하나가 새로운 물체로 대체되었습니다. 각 대상체에 대한 탐사 시간은 행동 추적 소프트웨어(BTS) 및 뇌파 데이터 기록에 의해 모니터링되었다. 행동 데이터와 동기화된 EEG 분석은 알파 및 베타 상대 대역 전력의 추정과 세 가지 실험 단계 간의 새로운 개체 인식과 친숙한 개체 탐색 간의 비교로 구성됩니다. 이 원고에서는 전극 제조 공정, 경막외 전극 이식 수술, 환경 강화 프로토콜, NORT 프로토콜, BTS 설정, 실시간 동시 모니터링을 위한 EEG – BTS 커플링, 자동 이벤트 감지를 기반으로 한 EEG 데이터 분석에 대해 논의했습니다.

상술한 방법들은 환경농축 처리 후 EEG와 쥐의 활동을 동시에 기록하기 위해 적용되었다. 생후 3개월 된 수컷 Wistar 쥐를 20일 동안 중기 환경 농축 치료 프로토콜을 받았고, NZ에 위치한 일곱 번째 전극을 기준으로 전두엽, 중앙 및 정수리 부위에 쌍을 이루는 6개의 두개골 나사 전극을 고정하기 위해 수술을 받았습니다. 동물들은 자연적인 암흑광 조건에서 유지되었으며, 음식과 물에 자유롭게 접근 할 수있었습니다. 이 작업은 동시 라이브 녹음을 위한 EEG 시스템과 행동 추적 소프트웨어 간의 통합을 보여줍니다. 우리는 치료의 효과를 비교하는 척하지 않고 장비의 장점만을 예시하기 때문에 EE 프로토콜에 따라 처리된 동물만 사용했습니다. 사용된 20일 환경 강화 하우징 프로토콜이 성인 신경 발생을 자극한다는 증거로서, 우리는 EE에 속한 동물과 우리 실험실의 미공개 데이터에서 표준 조건으로 수용된 동물의 BrdU 양성 세포 수 데이터를 제시합니다. 생후 3개월 된 수컷 Wistar 쥐를 사용하였다. 이들은 서로 12시간 간격으로 BrdU를 3회 주사하였다. 동물을 마취하고(펜토바르비탈(50mg/kg, ip) 경심 관류로 안락사시켰습니다( 그림 5 참조). EEG 장치에 부착된 조끼가 동물의 움직임을 제한하지 않도록 하기 위해 개방 필드 테스트(OFT)를 두 그룹으로 나누어 한 그룹은 장비(조끼 및 EEG 증폭기)를 착용한 상태에서 수술을 받았고 다른 그룹은 하드웨어를 착용하지 않고 손상되지 않았습니다. 우리는 10 분의 테스트 ( 그림 5 참조)에서 동물이 이동 한 거리에서 큰 차이를 발견하지 못했습니다. 일반적인 NORT 프로토콜은 두 개체를 표시하고 그 중 하나를 새 개체로 대체하는 것으로 구성됩니다. 행동 추적 소프트웨어는 탐사 시간을 모니터링했습니다.
행동 추적 소프트웨어는 주요 성능 매개 변수를 평가하기 위해 동물 그룹을 기록했습니다. 따라서 탐색 성능을 평가하기 위해 세 가지 매개 변수를 사용했습니다. 선호도 비율은 동물의 머리가 각 개체에서 보낸 총 시간을 보고하는 개체 영역에서 보낸 동물의 머리 시간을 사용하여 계산되었습니다. 또한 물체를 향해 이동하는 데 소요된 시간에 대한 선호도 비율을 계산하여 각 물체 영역을 향해 이동하는 모든 동물에 소요된 총 시간을 보여줍니다. 또한 각 개체를 방문 할 때마다 소요 된 시간이 계산되었습니다. 그림 6 은 위에서 언급한 세 가지 매개 변수 결과를 보여줍니다. 획득 시험에서 평가된 세 가지 매개변수에서 개체 간에 차이가 없었습니다: 세 번의 시도에 대한 개체 영역에서의 헤드 시간, 세 번의 시도에 대한 개체로 이동하는 시간, 각 개체의 방문당 시간. STM 시험에는 차이가 없었다. 한편, LTM 시험에서는 새로운 물체에 대해 상당히 높은 탐사 선호 비율이 나타났습니다. 또한 LTM 시험에서 방문당 소요 시간(패널 C)에서 새로운 대상에 대한 선호도도 볼 수 있었습니다. 비디오 1 은 실험에서 기록된 쥐의 대표적인 예를 보여주고, 비디오 2 는 동시 뇌파 및 행동 기록의 대표적인 예를 보여줍니다.
컴퓨터 시계를 사용하여 기록된 행동 추적 및 EEG 소프트웨어 기록으로 추적된 시간 이벤트를 일치시킬 수 있었습니다. 그림 7 과 그림 8 은 알파 및 베타 밴드에 대한 EEG 상대 전력의 변화를 보여줍니다. 이는 운동 제어, 집중력 및 기억력과 관련이 있으며, 이는 탐사가 이러한 기능과 관련이 있음을 시사합니다. 동물 3의 결과는 알파 전력이 ACQ 및 LTM과 관련하여 STM에서 감소하는 경향이 있음을 보여주며, 이는 탐색 또는 메모리 검색과 관련된 비동기화를 시사합니다. 객체 인식(처리된 epoch)의 수는 낮았다. 이 시점에서, 통계적 테스트가 그러한 차이가 실제인지 또는 인공물이 그러한 실험 조건을 생성 할 수 있는지를 검증하는 것은 불가능합니다. 그럼에도 불구하고 에포크 세분화, 라벨링 및 분석은 동물의 동시 마킹 이벤트와 향후 연구 프로젝트를 위해 생성된 EEG 결과의 타임라인에 의해 가능해졌습니다. 이러한 시스템을 결합하면 동물 실험 목적에서 중요한 문제가 된 수동 마킹 프로세스에 의한 잘못된 이벤트 식별을 방지할 수 있습니다. BTS와 전기생리학적(EP) 활성의 조합은 동물 행동과 정확하게 연관될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 실험 조건에서는 모션 아티팩트를 제거하고 실험 설정을 효과적으로 개선하기 위해 고급 신호 처리 기술을 사용해야 합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig01.jpg"> 그림 1: EE(Enriched Environment) 조건 케이지의 예. 주택에는 장난감과 튜브가 제공되었는데, 동물들은 새롭고 복잡하지만 생물학적 관련성은 없습니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig02.jpg"> 그림 2: 쥐 두개골에서 경막외 전극의 위치. 나사는 헤드셋의 앵커와 전극으로 동시에 사용되었습니다. F = 정면; C = 전두엽; P = 정수리; 3 = 왼쪽; 4 = 오른쪽; NZ = 지상 기준으로. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig03.jpg"> 그림 3: 경막외(두개골 나사) 전극 이식 수술의 대표 이미지. 수술의 여러 단계에서 쥐에 이식된 두개내 전극 나사를 보여주는 이미지. 이 절차를 수행하는 동안 무균 기술을 따르는지 확인하십시오. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig04.jpg"> 그림 4: 실험 설정과 함께 쥐의 대표 이미지. 쥐는 NORT 프로토콜에 사용되는 경기장 내부에서 배터리가 내장된 EEG 장치에 부착된 조끼를 착용하도록 만들어졌습니다. 이미지는 헤드셋과 머리의 쥐에 설치된 케이블 커넥터를 보여줍니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig05.jpg"> 그림 5: EE 프로토콜에 의한 운동 능력 및 성인 신경 발생 자극의 증거. (A) OFT(Open Field Test)에서 10분 동안의 동물 활동의 대표 이미지와 장비/수술을 착용한 동물과 장비가 없는 동물/수술을 하지 않은 동물의 평균 거리. (B-E) EE 및 표준 하우징 그룹에 대한 BrdU 표지 셀(강렬한 어둠)이 있는 대표적인 DG 섹션. 패널 B와 D는 DG의 낮은 배율을 보여주고, 패널 C와 E는 더 높은 배율의 박스 영역을 보여줍니다. 패널 B 및 C는 EE 하우징 그룹의 조직이고, 패널 D 및 E는 표준 하우징 그룹의 조직입니다. 삽입물은 두 그룹에서 레이블이 지정된 셀의 평균 수를 보여줍니다. ML - 분자 층; GCL – 과립 세포층; SGZ – 세분화 된 영역; 화살표 - BrdU+ 세포. 그래프는 SEM± 평균을 보여줍니다. T-student 테스트는 그룹을 비교하는 데 사용되었습니다. * p≤0.05. Open Field Test에서 그룹 간에 유의미한 차이는 발견되지 않았습니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig06.jpg"> 그림 6: NORT 평가의 탐색 성능. (A) 세 번의 시도에 대한 개체 영역에서의 헤드 타임. (B) 세 번의 시도를 위해 물체를 향해 이동하는 시간. (C) 각 개체의 방문당 시간. 그래프는 SEM± 평균을 보여줍니다. 양방향 반복 측정 ANOVA와 Sidak의 다중 비교 테스트가 모든 매개변수에 사용되었습니다. * p≤0.05, ** 각 시험의 개체 사이에 p≤0.01. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig07.jpg"> 그림 7: 탐사와 관련된 알파 EEG 대역 전력의 변화. 이 그림은 동물이 물체 탐사를 시작한 후 30초에서 2.5초까지 상대적 알파 파워의 변화를 보여줍니다. 6개의 그래프는 정면, 중앙 및 정수리 전극(위에서 아래로)과 왼쪽 및 오른쪽에 해당합니다. 상자 그림은 객체의 각 조건 조합("Familiar" 및 "Novel")과 단계("ACQ", "STM" 및 "LTM")에 대한 이러한 시계열의 분포를 보여줍니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig07large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61494/61494fig08.jpg"> 그림 8: 탐사와 관련된 베타 EEG 대역 전력의 변화. 이 그림은 동물이 물체 탐사를 시작한 후 30초에서 2.5초로 상대적인 베타 전력의 변화를 보여줍니다. 6개의 그래프는 정면, 중앙 및 정수리 전극(위에서 아래로)과 왼쪽 및 오른쪽에 해당합니다. 상자 그림은 객체의 각 조건 조합("Familiar" 및 "Novel")과 단계("ACQ", "STM" 및 "LTM")에 대한 이러한 시계열의 분포를 보여줍니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/61494fig08large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
동영상 1: 실험에 기록된 쥐를 보여주는 대표적인 영상. 쥐는 NORT 프로토콜에 사용된 경기장 안에 있었습니다. 쥐는 배터리가 내장된 EEG 장치에 부착된 조끼를 입고 있었습니다. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/VIDEO_1.mp4" target="_blank">이 비디오를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
영상 2: EEG와 행동의 동시 기록을 보여주는 대표 영상. EEG 신호는 비디오의 오른쪽에 표시되고 행동 테스트(NORT)는 비디오의 오른쪽에 표시되었습니다. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/61494/VIDEO_2.mp4" target="_blank">이 비디오를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Monitoring of Wireless Electrophysiology and Memory Behavioral Test as a Tool to Study Hippocampal Neurogenesis at JoVE.com

Simultaneous Monitoring of Wireless Electrophysiology and Memory Behavioral Test as a Tool to Study Hippocampal Neurogenesis

여기에 제시된 프로토콜은 동시 뇌파 검사(EEG) 및 행동 평가에 대한 정보를 실시간으로 제공합니다. 우리는 이 프로토콜과 관련된 모든 단계를 신경과학의 많은 분야, 특히 학습 및 기억 분야의 연구자들에게 매력적인 솔루션으로 논의했습니다.

해마 신경 발생을 연구하기 위한 도구로서의 무선 전기생리학 및 기억 행동 테스트의 동시 모니터링

Brainwaves amplitude obtained from electroencephalography (EEG) has been well-recognized as a basis for cognitive capacity, memory, and learning on ...

simultaneous-monitoring-wireless-electrophysiology-memory-behavioral

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

2.8K 조회수.  Universidad Iberoamericana Ciudad de México. 여기에 제시된 프로토콜은 동시 뇌파 검사(EEG) 및 행동 평가에 대한 정보를 실시간으로 제공합니다. 우리는 이 프로토콜과 관련된 모든 단계를 신경과학의 많은 분야, 특히 학습 및 기억 분야의 연구자들에게 매력적인 솔루션으로 논의했습니다.

비디오: Simultaneous Monitoring of Wireless Electrophysiology and Memory Behavioral Test as a Tool to Study Hippocampal Neurogenesis

The Forced Swim Test as a Model of Depressive-like Behavior

The goal of the present protocol is to describe the forced swim test (FST), which is one of the most commonly used assays for the study of depressive-like behavior in rodents. The FST is based on the assumption that when placing an animal in a container filled with water, it will first make efforts to escape but eventually will exhibit immobility that may be considered to reflect a measure of behavioral despair. This test has been extensively used because it involves the exposure of the animals to stress, which was shown to have a role in the tendency for major depression. Additionally, the FST has been shown to share some of the factors that are influenced or altered by depression in humans, including changes in food consumption, sleep abnormalities and drug-withdrawal-induced anhedonia. The main advantages of this procedure are that it is relatively easy to perform and that its results are easily and quickly analyzed. Moreover, its sensitivity to a broad range of antidepressant drugs that makes it a suitable screening test is one of the most important features leading to its high predictive validity. Despite its appeal, this model has a number of disadvantages. First, the issue of chronic augmentation is problematic in this test because in real life patients need to be treated for at least several weeks before they experience any relief from their symptoms. Last, due to the aversiveness of the FST, it is important to take into account possible influences it might have on brain structure/function if brain analyses are to be carried out following this procedure.

This protocol describes the forced swim test, which is used for the study of depressive-like behavior in rodents. This procedure involves placing an animal in a container filled with water that eventually will lead to the exhibition of immobility behavior, which is considered to reflect behavioral despair.

우울증 같은 행동의 모델로 강제 수영 테스트

The goal of the present protocol is to describe the forced swim test (FST), which is one of the most commonly used assays for the study of depressive-like ...

연구

행동분석학

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 ...

Morris Water Maze Test: Optimization for Mouse Strain and Testing Environment

The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, including neurocognitive disorders such as Alzheimer&#8217;s disease. However, the background strain of the mouse model used can have a substantial effect on the observed behavioral phenotype, with some strains exhibiting superior learning ability relative to others. To ensure differences between transgene negative and transgene positive mice can be detected, identification of a training procedure sensitive to the background strain is essential. Failure to tailor the MWM protocol to the background strain of the mouse model may lead to under- or over- training, thereby masking group differences in probe trials. Here, a MWM protocol tailored for use with the F1 FVB/N x 129S6 background is described. This is a frequently used background strain to study the age-dependent effects of mutant P301L tau (rTg(TauP301L)4510 mice) on the memory deficits associated with Alzheimer&#8217;s disease. Also described is a strategy to re-optimize, as dictated by the particular testing environment utilized.

This manuscript describes a Morris water maze (MWM) protocol tailored for use with a commonly used mouse model of Alzheimer's disease. The MWM is widely used in transgenic mouse models. Implementation of a procedure sensitive to the background strain of the mouse model is essential for detecting group differences.

모리스 물 미로 테스트 : 마우스 스트레인 및 테스트 환경을위한 최적화

 The Morris water maze (MWM) is a commonly used task to assess hippocampal-dependent spatial learning and memory in transgenic mouse models of disease, ...

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the necessary equipment is now available by several commercial companies. This protocol provides a detailed description of a two-way shuttle-box avoidance learning paradigm in rodents (here Mongolian gerbils; Meriones unguiculatus) in combination with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical electrophysiological in vivo recordings. The detailed protocol is applicable to study multiple aspects of learning behavior and perception in different rodent species.
Site-specific ICMS of auditory cortical circuits as conditioned stimuli here is used as a tool to test the perceptual relevance of specific afferent, efferent and intracortical connections. Distinct activation patterns can be evoked by using different stimulation electrode arrays for local, layer-dependent ICMS or distant ICMS sites. Utilizing behavioral signal detection analysis it can be determined which stimulation strategy is most effective for eliciting a behaviorally detectable and salient signal. Further, parallel multichannel-recordings using different electrode designs (surface electrodes, depth electrodes, etc.) allow for investigating neuronal observables over the time course of such learning processes. It will be discussed how changes of the behavioral design can increase the cognitive complexity (e.g. detection, discrimination, reversal learning).

Shuttle-box avoidance learning is well-established in behavioral neuroscience. This protocol describes how shuttle-box learning in rodents can be combined with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical in vivo recordings as a tool to study multiple aspects of learning and perception.

인식 및 학습을 연구하는 도구로 전기 생리 텍스 녹화 및 자극과 셔틀 박스 교육을 결합

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

Rodent Brain Microinjection to Study Molecular Substrates of Motivated Behavior

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as appropriate models, partly because the response to behaviorally relevant stimuli and the circuitry parsing stimulus-action outcomes is astonishingly similar between humans and rodents. In studying molecular substrates of complex behaviors, the microinjection of reagents that modify, augment, or silence specific systems is an invaluable technique. However, it is crucial that the microinjection site is precisely targeted in order to aid interpretation of the results. We present a method for the manufacture of surgical implements and microinjection needles that enables accurate microinjection and unlimited customizability with minimal cost. Importantly, this technique can be successfully completed in awake rodents if conducted in conjunction with other JoVE articles that covered requisite surgical procedures. Additionally, there are many behavioral paradigms that are well suited for measuring motivation. The progressive ratio is a commonly used method that quantifies the efficacy of a reinforcer to maintain responding despite an (often exponentially) increasing work requirement. This assay is sensitive to reinforcer magnitude and pharmacological manipulations, which allows reinforcing efficacy and/ or motivation to be determined. We also present a straightforward approach to program operant software to accommodate a progressive ratio reinforcement schedule.

Rodents are an appropriate model to investigate the molecular substrates of behavior and complex psychiatric disorders. Brain microinjection in awake rodents can be used to elucidate disease substrates. An efficient and customizable brain microinjection method as well as the execution of an operant paradigm that quantifies motivation is presented.

쥐 뇌 미세 주입은 분자 기판 동기를 행동을 연구하기 위해

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as ...

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a tool to induce targeted synaptic plasticity in the forebrain to modify a range of behaviors. This protocol describes how to implement VNS to facilitate the consolidation of fear extinction memory.

도구로 미주 신경 자극은 멸종 학습을위한 관련 진학 가소성을 유도

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article describes a rodent version of the PVT&#8212;termed the &#34;rPVT&#34;&#8212;that measures similar aspects of attention (i.e., performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention). Data are presented that demonstrate both the short- and long-term usefulness of the rPVT when employed with laboratory rats. Rats easily learn the rPVT, and learning to perform the basic procedure takes less than two weeks of training. Once acquired, rat performances in the rPVT show a high degree of similarity to these same performance measures in the human PVT, including similarities in, lapses in attention, reaction times, vigilance decrements across session time (i.e., the human &#34;time-on-task&#34; effects), and the response-stimulus interval (RSI) effect described for humans. Thus the rPVT can be an extremely valuable tool for assessing the effects of a wide range of variables on sustained attention quite similar to human PVT performances, and thus can be useful for developing novel treatments for neurobehavioral dysfunctions.

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

A rat version of the human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is described that measures aspects of attention similar to those measured with the human PVT, including aspects of human vigilance such as performance accuracy, motor speed, premature responding, and lapses in attention.

설치류 심리 운동 경계 시험 (rPVT) : 쥐에서 신경 행동 학적 성능을 평가하는 방법

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

A Real-world What-Where-When Memory Test

Episodic memory is a complex memory system which allows recall and mental re-experience of previous episodes from one&#39;s own life. Real-life episodic memories are about events in their spatiotemporal context and are typically visuospatial, rather than verbal. Yet often, tests of episodic memory use verbal material to be recalled (word lists, stories). The Real-World What-Where-When memory test requires participants to hide a total of 16 different objects in 16 different locations over two temporal occasions, 2 h apart. Another two hours later, they are then asked to recall which objects (What) they had hidden in which locations (Where) and on which of the two occasions (When). In addition to counting the number of correctly recalled complete what-where-when combinations, this task can also be used to test real-world spatial memory and object memory. This task is sensitive to normal cognitive aging, and correlates well with performance on other episodic memory tasks, while at the same time providing more ecological validity and being cheap and easy to run.

A Real-world What-Where-When Memory Test

The Real-World What-Where-When memory test is a novel episodic memory test, in which participants need to recall which objects have been hidden in which locations on which of two distinct occasions. It is easy to run and is sensitive to normal cognitive aging.

Episodic memory is a complex memory system which allows recall and mental re-experience of previous episodes from one&#39;s own life. Real-life episodic ...

Using a Virtual Store As a Research Tool to Investigate Consumer In-store Behavior

People&#39;s responses to products and/or choice environments are crucial to understanding in-store consumer behaviors. Currently, there are various approaches (e.g., surveys or laboratory settings) to study in-store behaviors, but the external validity of these is limited by their poor capability to resemble realistic choice environments. In addition, building a real store to meet experimental conditions while controlling for undesirable effects is costly and highly difficult. A virtual store developed by virtual reality techniques potentially transcends these limitations by offering the simulation of a 3D virtual store environment in a realistic, flexible, and cost-efficient way. In particular, a virtual store interactively allows consumers (participants) to experience and interact with objects in a tightly controlled yet realistic setting. This paper presents the key elements of using a desktop virtual store to study in-store consumer behavior. Descriptions of the protocol steps to: 1) build the experimental store, 2) prepare the data management program, 3) run the virtual store experiment, and 4) organize and export data from the data management program are presented. The virtual store enables participants to navigate through the store, choose a product from alternatives, and select or return products. Moreover, consumer-related shopping behaviors (e.g., shopping time, walking speed, and number and type of products examined and bought) can also be collected. The protocol is illustrated with an example of a store layout experiment showing that shelf length and shelf orientation influence shopping- and movement-related behaviors. This demonstrates that the use of a virtual store facilitates the study of consumer responses. The virtual store can be especially helpful when examining factors that are costly or difficult to change in real life (e.g., overall store layout), products that are not presently available in the market, and routinized behaviors in familiar environments.

This paper describes the use of a desktop virtual store to create virtual shopping environments to investigate in-store consumer behavior. A description of the protocol to build and run experiments, example results from an experiment concerning store layout, and important considerations when conducting virtual store experiments are presented.

소비자 매장 내 행동을 조사하는 연구 도구로 가상 저장소 사용

People&#39;s responses to products and/or choice environments are crucial to understanding in-store consumer behaviors. Currently, there are various ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

무선, Vivo에서 녹음 하 고 자유롭게 행동 하는 쥐에서 신경 활동의 자극에 대 한 양방향 인터페이스

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...