用于评估啮齿类动物在强化决策过程中成本效益分析的操作型实验方案

该技术可以回答认知神经科学中的关键问题，例如比较结果与原因如何影响决策过程。此技术的主要优势在于，实验装置的位置等特殊因素不会影响动物的决策。首先，在具有12小时光照/12小时黑暗循环的房间中，限制成年雄性大鼠的食物获取。

在第1至第3天，每天两次，每次对动物进行5分钟的抓取操作。然后，在每次抓取操作后称量动物体重，以确定自由进食量。接下来，准备一个T型迷宫，该迷宫配备三个隔板或臂、两个刺激扬声器、五个可伸缩门以及五个红外运动传感器或红外光束（IRB）传感器。

将实验软件代码复制到计算机中。然后，下载实验软件并将其安装在计算机上。使用 USB 端口将微控制器连接到计算机。

接下来，在计算机上单击软件图标，进入“工具”菜单，然后选择“端口”。在下拉菜单中，选择连接软件与计算机的 COM 端口。再次进入“工具”菜单，选择“开发板”。

从下拉菜单中选择控制T迷宫的软件类型。然后，单击界面窗口左上角的“上传”按钮。选择实验软件代码，等待过程完成。

当过程结束后，单击界面窗口右上角的串行监视器。然后，在新弹出的窗口中，将波特率更改为 115,200。在实验日前的五天内，每天至少将动物带入实验室内一小时。

在每个目标臂内放置10粒糖丸，并将所有门保持打开状态。在第1至第3天，每天将动物单独放入迷宫中，自由探索迷宫10分钟，无任何限制。在第4至第5天，将动物单独放入迷宫中。

在每个臂中各放置两粒食丸，让动物从两侧取食。动物吃完两侧食丸后，或进入迷宫后五分钟内，立即将其从迷宫中移出。最后，每次适应性训练结束后，使用70%乙醇清洁迷宫地面，并确保乙醇完全挥发后，再将下一只动物放入迷宫。

第六天，将动物至少提前一小时带入实验室内。运行软件程序，并将试验次数设置为14次，其中前四次为强制选择试验，其余为自由选择试验。每次试验开始前，在目标臂内放置4粒食丸，该臂为高奖励臂（HRA）；在另一臂内放置2粒食丸，该臂为低奖励臂（LRA）。

在强制选择试验训练中，每次试验前伪随机地封锁其中一个臂，迫使动物选择另一臂。将动物放入起始箱中。5到7秒后，同时打开起始门并在软件界面窗口中点击“开始”。

在动物吃完颗粒饲料后或进入迷宫五分钟后立即收集，并将动物放回饲养笼中静置两分钟。每次试验前，关闭软件选定为高奖励臂（HRA）的臂中的门B，保持相对臂即低奖励臂（LRA）的门A打开。

然后，将动物放入起始箱中。5 到 7 秒后，同时打开起始门并点击“开始”。让动物自由选择任一臂。

如果动物选择高回报区域（HRA），打开门A，让动物进入腔室，关闭门A并立即打开门B，使动物能够接触到所选的食物井。如果动物选择低回报区域（LRA），则打开门B，使动物能够接触到食物井。随后，在动物吃完所选食物井中的全部食物后将其移出，并将其放回饲养笼中静置两分钟。

为每只动物完成10次选择试验，并记录每次试验中动物的选择，即高奖励选择（HRA）或低奖励选择（LRA）。每次训练结束后，计算所有选择试验中高奖励选择（HRC）的百分比。最后，当每只动物在辨别训练中的HRC达到80%后，进入延迟训练阶段：动物选择HRA后，等待五秒再打开门B。

每只动物每天进行10次试验。结果表明，从刺激开始到结束，前扣带皮层（ACC）的低频和高频功率均有所下降。通过比较动物在箱外与箱内的时间，频谱分析显示前扣带皮层（ACC）的振荡活动未发生改变。

此外，刺激开始后，眶额皮层（OFC）的中高频段活动增强。在比较前室和室内时间窗口时，未观察到显著变化。进行该操作时，重要的是要消除任何可能引起焦虑的因素，因为焦虑会影响动物的决策行为，并降低实验结果的可靠性。