2016年2月4日
本文介绍了一种在大鼠中诱导经典条件性接近行为的实验方案。该方法可用于测量个体对奖励相关线索产生接近行为并赋予其奖赏显著性的倾向性差异,并用于研究成瘾易感性。
本实验的总体目标是诱导大鼠产生巴甫洛夫条件性接近行为。该方法有助于回答行为神经科学领域的一些关键问题,例如为何某些个体能够抵制追逐奖赏线索的诱惑,而另一些个体则不能。该方法的主要优势在于,它使我们能够将线索的激励动机价值与其预测价值分开进行测量。
本实验操作将由本实验室的神经科学专业研究生 Christopher Fitzpatrick 进行演示。该方案使用配备通风风扇的隔音箱中的商用操作条件反射箱,以提供背景噪音。在每个条件反射箱内,配备带有红外传感器的食丸盒,用于检测头部进入。
将每个箱体前壁距离地面3厘米处固定,并安装一个分配器,用于递送45毫克的香蕉味食物颗粒。接下来,以平衡方式在食丸接收口左右两侧约2.5厘米处各安装一个可伸缩杠杆,杠杆位置距地面约3厘米。杠杆上应配有LED提示灯,以增加其吸引力。
为校准杠杆,请将一个10克的砝码放在杠杆上,并调节校准螺丝,直至砝码使杠杆下压。然后,将一个红灯安装在受体上方箱体的顶部。这将提高被照亮杠杆的显著性。
至此完成腔室的准备工作。订购体重在250至300克之间的成年雄性Sprague Dawley大鼠,并在到达后成对饲养。将大鼠置于饲养环境中至少静置两天,以适应环境。
应将动物群维持在12小时光照-12小时黑暗的循环条件下,大鼠可自由摄取食物和饮水。经过初期适应阶段后,每天对每只大鼠进行至少一分钟的抓取操作,持续数天。在预训练前两天,每天给予每只大鼠15粒香蕉味颗粒饲料。
将这些颗粒均匀地分开放置在饲养笼的两侧。对于本实验方案,需创建一个预训练程序。程序编写使用MEDState Notation完成。
手册可在线获取。编写一个程序,要求在程序启动五分钟后,以平均30秒、随机分布在0至60秒之间的可变时间间隔,分发50个食物颗粒。
在此期间,红光应保持开启,但可伸缩杠杆在整个程序期间应保持缩回状态。在条件性位置偏爱(PCA)训练前一 天的光照周期内进行预训练。将每只大鼠放入操作箱中。
关闭并扣紧腔室门。关闭隔音柜门,并立即运行程序。程序一完成,立即将大鼠从腔室中取出。
记录消耗的颗粒数量。任何未消耗全部颗粒的大鼠均应排除在后续测试之外。在软件中编写一个训练程序,从程序开始后一分钟启动,约40分钟内运行25次试验。
每次试验中,使杠杆亮起并伸入箱内持续八秒钟。内部红灯始终保持开启。当杠杆缩回时,自动发放一粒食物颗粒,与大鼠的反应无关。
以可变时间间隔安排每次试验,平均间隔为90秒,但随机在30至150秒之间变化。运行PCA程序的方式与预训练阶段相同。
移除大鼠后,记录消耗的颗粒数量,并剔除未完全消耗所有颗粒的大鼠。接下来,利用程序采集的数据计算PCA指数得分。雄性大鼠接受了五次PCA训练,期间记录了食盒进入次数、潜伏期以及杠杆按压的次数和概率。
在每次每日的PCA训练过程中,根据这些变量计算PCA指数得分。使用最后两次训练的PCA指数得分将大鼠分类为信号追踪者、目标追踪者或具有中间表型的个体。信号追踪者主要接近并与奖励相关的杠杆线索发生行为互动。
在PCA指数上,他们的得分范围为5到1。相比之下,目标追踪者主要接近并将其行为指向奖励投放的位置,即颗粒饲料盒。在PCA指数上,他们的得分范围为5到1。
中间表型对任一行为均无偏向性。观看本视频后,您应能充分理解如何在大鼠中诱导巴甫洛夫条件性接近反应。
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该方案可诱发大鼠的巴甫洛夫条件性接近行为,使研究人员能够测量个体对奖励相关线索的接近倾向性差异。该方法有助于了解成瘾易感性以及线索的动机价值。
在大鼠中进行的经典条件性接近(Pavlovian conditioned approach, PCA)训练,可帮助生物制药团队解析与奖赏相关线索的动机特性,支持神经精神疾病和成瘾研究中的机制性风险降低。通过量化个体在线索驱动行为上的差异,PCA 为靶点验证和转化模型选择提供了预测性依据。该方法可指导中枢神经系统及行为障碍项目在早期发现阶段的决策和产品线筛选。
主成分分析(PCA)训练位于早期发现与临床前验证的交汇处,架起了以假设为导向的行为学研究与转化模型开发之间的桥梁。