解密操作性行為系統(tǒng)-斯金納箱的使用

今天和大家聊聊斯金納箱的任務(wù)模式及優(yōu)勢(shì)。斯金納箱一般包含觸屏，壓桿，鼻觸，提示燈，獎(jiǎng)賞等配件。那如何讓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在斯金納箱完成學(xué)習(xí)任務(wù)呢？解密走起！
 
下一階段：增加更多操作性行為，例如壓桿，觸屏等，使相應(yīng)行為與獎(jiǎng)賞聯(lián)系起來(lái)。例如實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)為屏幕隨機(jī)出現(xiàn)一個(gè)圖形�；�于動(dòng)物探索的本能，當(dāng)重復(fù)之前的行為得不到獎(jiǎng)賞后，動(dòng)物會(huì)進(jìn)一步探索，相較之前的箱體環(huán)境，圖形屬于新鮮元素，當(dāng)動(dòng)物觸摸圖形，以獎(jiǎng)賞作為反饋激勵(lì)動(dòng)物學(xué)習(xí)。
 
 實(shí)驗(yàn)任務(wù)一般會(huì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，設(shè)置一定的trail次數(shù)，每次trail之間會(huì)設(shè)置隨機(jī)時(shí)間間隔（ITI，inter-trial interval），減少動(dòng)物隨機(jī)行為對(duì)數(shù)據(jù)的干擾。依據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需求，可改變獎(jiǎng)賞概率，任務(wù)難度等。像Operant Progressive-Ratio Test是逐步將需要付出的行為依比率增加，例如鼻觸次數(shù)，壓桿次數(shù)等。為激勵(lì)動(dòng)物做出行為，可將獎(jiǎng)賞也按照相應(yīng)比率增加。

 

同時(shí)，實(shí)驗(yàn)任務(wù)中可以引入“delay”，以檢測(cè)動(dòng)物的記憶保持能力。5選擇序列反應(yīng)時(shí)任務(wù)范式中（5-CSRT ，5-Choice Serial Reaction Time）動(dòng)物通過(guò)對(duì)5孔觀察，在規(guī)定時(shí)間對(duì)點(diǎn)亮的孔做出正確的筆觸響應(yīng)，便可得到食物或者飲水獎(jiǎng)勵(lì)。因此，可以設(shè)置不同的測(cè)試次數(shù)，獎(jiǎng)賞時(shí)間，提示時(shí)間，delay時(shí)間等，應(yīng)用于不同的研究方向。 

解析斯金納箱優(yōu)勢(shì)
 

相較于常見的行為學(xué)系統(tǒng)，斯金納箱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的評(píng)估方式更加豐富，訓(xùn)練方式種類多，更有利于研究多個(gè)腦區(qū)之間的投射關(guān)系。除了依據(jù)實(shí)驗(yàn)范式得到行為的判斷指標(biāo)之外，通過(guò)全程的軟件數(shù)據(jù)記錄，可以分析動(dòng)物任務(wù)表現(xiàn)中的注意力，動(dòng)機(jī)等多種指標(biāo)。

 

光遺傳技術(shù)具有獨(dú)特的高時(shí)空分辨率和細(xì)胞類型特異性兩大特點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)手段（激動(dòng)劑，抑制劑，電刺激等）許多缺點(diǎn)，能對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行非侵入式精準(zhǔn)定位調(diào)控。通過(guò)斯金納箱系統(tǒng)與光遺傳設(shè)備結(jié)合，可以控制設(shè)備在動(dòng)物觸發(fā)某項(xiàng)行為時(shí)，精準(zhǔn)給予光刺激（ms級(jí)別的反饋速度），有效利用光遺傳的高時(shí)空分辨率的特點(diǎn)，保證實(shí)驗(yàn)可控，精確。可以說(shuō)，光遺傳是斯金納箱的拍檔之一！