A الآلي بالكامل بروتوكول تكييف القوارض للتكامل حسي حركي والتجارب تحكم المعرفي

الهدف العام من التجربة التالية هو تقديم إطار سلوكي آلي للتكييف الفعال للقوارض لاختبار المهام المعرفية المعقدة. المهمة السلوكية هي تصميم كزة أنف بخمسة ثقوب يستخدم تقليديا لخمس خيارات من دراسات مهمة وقت رد الفعل التسلسلي. يطلب من الأشخاص الحفاظ على أنفهم داخل فتحة تثبيت حتى عرض قائمة انتظار الذهاب بعد فترة تأخير قصيرة.

يتم تقديم قائمة انتظار التعليمات السمعية أثناء ملحمة التثبيت لتوجيه الموضوع لاختيار هدف حركي مستقبلي لتلقي مكافأة. يتيح استخدام قائمة الانتظار السمعية انتقالات محددة جيدا بين ملاحم المهام المختلفة وتصاريحها ، ودراسة جوانب متعددة من السلوك ، بالإضافة إلى الآليات العصبية للذاكرة العاملة ، واتخاذ القرار ، والتخطيط الحركي. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الأساليب الحالية ، مثل تجارب الملاحة في المتاهة ، هي أن السلوك الحركي العلني الذي قد يتم الخلط بينه الاختلافات المنهجية في مسار الموضوع يتم تقليله خلال الفترة الحرجة من المهمة.

على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة للتحكم في المحركات ، إلا أنه يمكن أيضا استخدام الدراسات للتحقيق في العمليات المعرفية الأخرى عالية المستوى ، مثل الإدراك والانتباه وتكوين الذاكرة. سيوضح الإجراء ديلان ميلر ، طالب جامعي من مختبري. يتم إجراء الدراسة التالية في صندوق تكييف أوبرا يتكون من جدار كزة أنف بخمسة ثقوب على جانب واحد وحوض توصيل الطعام على الجانب الآخر.

يعتبر ثقب كزة الأنف المركزي ثقبا مثبتا ، وتعتبر الثقوب الأربعة الأخرى ، اثنان على كل جانب من فتحات التثبيت ، ثقوبا مستهدفة للمحرك. تم تجهيز كل ثقب بمصباح LED ثلاثي الألوان ونظام كاشف باعث شعاع الأشعة تحت الحمراء يكتشف متى يدخل ويتراجع عن فتحة التثبيت. يقوم مولد النغمات القابل للبرمجة بإنشاء نغمة تردد واحدة بدقة بالمللي ثانية ويتم فصلها عن مكبر صوت مثبت داخل صندوق الأوبرا.

يتم التحكم في مولد النغمة وثقوب وخز الأنف من خلال نظام التتبع السلوكي. باستخدام برامج متخصصة خلال فترة التعود ، تعامل مع يوميا واسمح لها باستكشاف غرفة التكييف الفعالة وقادوس الطعام ، مما أدى إلى تقييد تناولها للطعام تدريجيا على مدى ثلاثة أيام للوصول إلى 85 إلى 90٪ من وزن الجسم الأصلي. تتمثل الخطوة الأولى في التعرف على الموضوع بثقوب وخز الأنف ، ومنفذ توصيل الطعام ، والارتباط بين الثقوب الوامضة والمكافأة.

للقيام بذلك ، حدد واحدا من الهدفين في جدول زمني عشوائي وقم بتشغيل قائمة انتظار الانتقال ، وهي ضوضاء سمعية بيضاء أثناء وميض مؤشر LED داخل الفتحة. اضبط البرنامج لمكافأة الموضوع عند زيارات الحفرة. انتهى وقت التجربة بعد 30 ثانية إذا لم تتم زيارة الثقب ، وابدأ تجربة جديدة للمساعدة في اختيار الهدف.

معاقبة الزيارات إلى الثقوب غير الصحيحة بإنهاء المحاكمة متبوعة بخمس ثوان من انقطاع التيار الكهربائي. بعد ذلك ، حدد ثقبا جديدا وابدأ نسخة تجريبية جديدة حتى يتم الوصول إلى المستوى المطلوب من الأداء. لتدريب الموضوع على كزة داخل فتحة التثبيت.

لبدء التجربة ، يتم وميض مؤشر LED أصفر داخل فتحة التثبيت. عند زيارة فتحة التثبيت ، قم بتشغيل قائمة انتظار الانتقال على الفور وابدأ نسخة تجريبية جديدة. بمجرد أن يتعلم الموضوع زيارة فتحة التثبيت ، علمه الحفاظ على أنفه داخل الحفرة لفترة زمنية محددة.

للقيام بذلك ، انتظر حتى يقوم الموضوع بزيارة فتحة التثبيت وإنهاء التجربة. إذا تراجع الموضوع في غضون 500 مللي ثانية ، فقم بمعاقبة عمليات التراجع المبكرة بفترة تعتيم لمدة سبع ثوان. خلاف ذلك ، العب قائمة انتظار الذهاب وكافئ الزيارات الصحيحة من خلال تسليم حبيبات طعام.

تتمثل الخطوة التالية في تقديم قائمة انتظار التعليمات السمعية كنغمة سمعية أحادية التردد ، نبضية وثلاثة توائم بمدة نبضة تبلغ 150 مللي ثانية وفاصل نبضات يبلغ 100 مللي ثانية. بالإضافة إلى ذلك ، قم بزيادة طول فترة التأخير إلى متوسط 1.5 ثانية. اختر طول فترة تأخير عشوائية في كل تجربة بناء على كثافة موحدة تتراوح بين 1.3 إلى 1.8 ثانية.

قم بتشغيل إشارة التعليمات فور دخول الموضوع إلى فتحة التثبيت. قم بتعيين إشارتي تعليمات لكل هدف من الأهداف. ومع ذلك ، استخدم إشارة واحدة فقط مقترنة بكل هدف في هذه المرحلة حتى يصبح الأشخاص أكثر دراية بالمهمة.

دع الهدف يستخدم كلا من الإشارات السمعية والبصرية لتحديد الثقب المستهدف حتى يتم الوصول إلى مستوى الأداء المطلوب. لتدريب الموضوع على استخدام الإشارات السمعية فقط ، قم بإيقاف تشغيل مصابيح LED الوامضة داخل الفتحة المستهدفة بحيث يمكن للموضوع استخدام إشارات التعليمات السمعية فقط. قدم الإشارتين الأخريين لتسلسل إشارات التعليمات المقدمة عشوائيا عند الوصول إلى الأداء المطلوب ، وكرر خطوات التدريب.

تأكد من أنه في نهاية كل خطوة ، يحافظ الموضوع على أداء سلوكي أكبر من 75٪ لثلاث جلسات متتالية على الأقل قبل التقدم إلى المرحلة التالية. بمجرد الوصول إلى المرحلة النهائية ، احتفظ بالموضوع على البروتوكول لمدة أسبوع لضمان الحفاظ على الأداء عند المستوى المرغوب فيه. حدد معدل النجاح على أنه النسبة المئوية للزيارات الصحيحة للأهداف مقسومة على إجمالي عدد التجارب.

يجب قياس معدل النجاح في كل مرحلة من مراحل التدريب. تشمل أنواع الأخطاء المختلفة التراجع المبكر ، والنسبة المئوية للتجارب التي انتهت مهلة بسبب التراجع المبكر عن خطأ عمولة ثقب التثبيت ، والنسبة المئوية للتجارب الفاشلة عندما يزور الموضوع هدفا غير مفيد وخطأ في المهمة. النسبة المئوية للأخطاء عندما لا يزور الموضوع أيا من الأهداف بعد بدء التجربة.

لكل تجربة ، قم بقياس وقت التفاعل المحدد على أنه التأخير بين بداية قائمة انتظار الانتقال وتراجع الموضوع عن ثقب التثبيت. يتم قياس وقت الاستهداف أيضا على أنه المدة بين انسحاب الموضوع من فتحة التثبيت ودخول الفتحة المستهدفة. يوضح هذا المثال معدل نجاح موضوع واحد عبر 14 جلسة تسجيل.

تهيمن عمليات السحب المبكرة على أنواع الأخطاء مع أخطاء العمولة وأخطاء الإغفال التي تحدث بشكل أقل تكرارا. يوضح هذا الرسم البياني توزيع وقت التفاعل عبر التجارب المختلفة. هنا ، يتم عرض توزيع الوقت للاستهداف عبر التجارب المختلفة.

بمجرد أن يكتسب الموضوع المهمة ، تم زرعه بمجموعة قطب كهربائي صغير من 32 قناة. في المنطقة ما قبل الحوفي ، يظهر أثر عينة محاذاة مع مخطط نقطي من 22. يتم رسم الوحدات المسجلة في وقت واحد ، وعلامات الأحداث السلوكية أعلى الآثار.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر التحقق من بيرو قبل كل جلسة تدريبية ومراقبة أداء الموضوع بعد ذلك. قد يكون الانخفاض الكبير في الدرجات السلوكية ناتجا عن عطل في المعدات بعد تطويرها. يجب أن تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال علم الأعصاب المعرفي لاستكشاف التحكم من أعلى إلى أسفل في السلوك الموجه نحو الهدف.