High-Yield Methods for Accurate Two-Alternative Visual Psychophysics in Head-Fixed Mice.
High-Yield Methods for Accurate Two-Alternative Visual Psychophysics in Head-Fixed Mice.
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DOI：
10.1016/j.celrep.2017.08.047
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发表时间：
2017-09-05
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Carandini M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Burgess CP;Lak A;Steinmetz NA;Zatka-Haas P;Bai Reddy C;Jacobs EAK;Linden JF;Paton JJ;Ranson A;Schröder S;Soares S;Wells MJ;Wool LE;Harris KD;Carandini M
神经科学研究越来越依赖小鼠，这是一种具有无与伦比的基因可操作性和大脑图谱的哺乳动物。在此，我们介绍用于探究小鼠视觉决策的高效方法。小鼠头部固定，便于进行可重复的视觉刺激、眼球追踪以及大脑研究。它们转动方向盘做出两种可选的选择，强制的或非强制的。由于刺激与方向盘位置的直观关联，学习速度很快。小鼠的决策为检测和辨别提供了高质量的心理测量曲线，并符合一个简单的概率观察者模型的预测。该任务很容易与皮层活动的双光子成像相结合。光遗传学失活实验表明，该任务需要小鼠使用其视觉皮层。小鼠通过液体奖励或对多巴胺神经元进行光遗传学刺激来积极执行任务。这种刺激引发更多的试验次数和更快的学习速度。这些方法提供了一个精确探究小鼠视觉及其神经基础的平台。
一个探究头部固定小鼠视觉辨别及其神经基础的平台
将经典的二选一设计扩展到非强制选择
小鼠决策的概率观察者模型以及失活的影响
对多巴胺能神经元的光遗传学刺激可替代水控制
伯吉斯等人介绍了在头部固定的小鼠中探究视觉辨别及其神经基础的方法。小鼠转动方向盘做出两种可选的选择，并且它们的行为符合一个简单的概率观察者模型。该任务涉及并需要视觉皮层。对多巴胺能神经元的光遗传学刺激可替代水控制。
Research in neuroscience increasingly relies on the mouse, a mammalian species that affords unparalleled genetic tractability and brain atlases. Here, we introduce high-yield methods for probing mouse visual decisions. Mice are head-fixed, facilitating repeatable visual stimulation, eye tracking, and brain access. They turn a steering wheel to make two alternative choices, forced or unforced. Learning is rapid thanks to intuitive coupling of stimuli to wheel position. The mouse decisions deliver high-quality psychometric curves for detection and discrimination and conform to the predictions of a simple probabilistic observer model. The task is readily paired with two-photon imaging of cortical activity. Optogenetic inactivation reveals that the task requires mice to use their visual cortex. Mice are motivated to perform the task by fluid reward or optogenetic stimulation of dopamine neurons. This stimulation elicits a larger number of trials and faster learning. These methods provide a platform to accurately probe mouse vision and its neural basis. A platform to probe visual discrimination and its neural basis in head-fixed mice Extension of classic two-alternative choice design to unforced choices Probabilistic observer model for mouse decisions and effects of inactivation Optogenetic stimulation of dopaminergic neurons can replace water control Burgess et al. introduce methods to probe visual discrimination and its neural basis in head-fixed mice. Mice turn a steering wheel to make two alternative choice, and their behavior matches a simple probabilistic observer. The task engages and requires the visual cortex. Optogenetic stimulation of dopaminergic neurons can replace water control.
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