Name: Quantifizierung Social Motivation in Mäuse mit Operante Konditionierung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 43 s
Description: Erfahren Sie die Quantifizierung sozialer Motivation bei Mäusen durch operante Konditionierung mit Hebeldruck und sozialer Belohnung. Diese Methode ermöglicht Vergleiche mit Nahrungsbelohnungen und unterstützt Autismus-Forschung.

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Wir danken der Fakultät Research Council in Azusa Pacific University für Zuschüsse. Wir danken auch Ashley Schneider, Michael Gregg, und Hannah Beispiel für den technischen Support.

Diese Arbeit wurde von der Azusa Pacific University Institutional Animal Care und Verwenden Committee genehmigt. Alle Verfahren, die Tiere wurden nach den Empfehlungen des Leitfadens für die Pflege und Verwendung von Labortieren aus den National Institutes of Health durchgeführt. 1. Ändern von Geräte für die soziale Motivation und Valence Vergleich Testing Paradigmen <ol><li> Um Mäuse in operante Aufgaben der Sozialverhalten zu testen, zu modifizieren Center-Kanal modular Shuttle-Boxen. Diese Shuttle-Boxen zu messen 44 cm x 17,3 cm und sind aus Plexiglas und Edelstahl. </li><li> Ändern einer programmierbaren Falltür durch Anbringen einer Drahtgitter, um das Gesicht des Türrahmens. Das Drahtgitter sollte begrenzt sozialen Kontakt ermöglichen, aber nicht zulassen, dass die Mäuse, von einer Kammer zur anderen durchqueren. </li><li> Verwenden der programmierbaren Falltür, teilen Sie jedes Feld in zwei Kammern: jeweils Abmessungen von etwa 22 cm x 17,3 cm. Bezeichnen eine Kammer als the Testkammer und die andere als der Targetkammer. </li><li> Platzieren der Maus Hebel in der Testkammer an der gegenüberliegenden Wand des Falltür. Legen Sie eine Flüssigkeit Löffelnahrungsaufnahme zwischen den beiden Maus-Hebel. </li><li> Programmieren Sie die Maus Hebel entweder öffnen Sie die Falltür oder präsentieren eine flüssige Nahrung Belohnung, je nach dem Test-Paradigma. </li><li> Schließen Sie ein Handheld-Taste, um die Vorrichtung und das Programm ist es, um die Falltür zu öffnen (für die manuelle Gestaltung der Testmäuse). </li><li> Passen jedes Shuttle-Box mit einem Achtkanal-I / R-Controller, um die Aktivität auf der Metallgitterboden jeder Kammer zu überwachen. Montieren Sie einen USB digitale Videokamera über der Testkammer und schließen Sie es an einen Computer. Umschließen die gesamte Vorrichtung innerhalb eines Melamin schalldämpfenden Kabine. </li><li> Führen Sie die operante Programme mit maßgeschneiderten Programmen im Labor geschrieben. </li></ol> 2. Gestaltung der Mäuse für die soziale Motivation Paradigm <ol><li> Legen Sie einen Test-Maus im Test chamber und ein Alter und Geschlecht abgestimmte Konjunktur Maus in die Zielkammer. </li><li> Trainieren Sie den Test der Maus, um die Hebel drücken, um die Falltür unter Verwendung der Methode der Formgebung oder Verstärkung schrittweise Annäherungen an die gewünschte operante Reaktion zu öffnen. Während dieses Formverfahren, liefern Verstärkung manuell durch Drücken der Handtaste programmiert, um die Falltür zu steuern. Anmerkung: Verstärkung aus dem Öffnen der Falltür für 15 sec, wodurch der Zugriff auf den Reiz der Maus durch das Drahtnetz. </li><li> Beachten Sie die Maus in der Testkammer unter Verwendung der obigen Testkammer montierten Kamera. </li><li> Trainieren Sie jede Maus in einer Reihe von 30 Minuten täglichen Sitzungen, bis sie mindestens 10 operante Antworten (Hebelpressen) in 3 der 5 aufeinanderfolgenden Testsitzungen zu demonstrieren. Drehen Sie Mäusen durch Shuttle-Boxen, die mit Zufallszuweisung. </li><li> Wenn Mäuse dieses Kriterium nach 30 täglichen Trainingseinheiten nicht zu erreichen, nehmen Sie die Mäuse aus dem Experiment und designate als Nicht-Lernenden. Hinweis: Die Anzahl der täglichen Trainingseinheiten können über 30 je nach Vorlieben Forscher ausgedehnt werden. </li><li> Abwechselnd die Stimulus-Mäuse während der Formgebung, so dass eine andere Maus jeden zweiten Tag verwendet. </li><li> Saubere Schützenkästen zwischen jeder Trainingseinheit mit 70% Ethylalkohol. Darüber hinaus nach Abschluss der Prüfung jeder Tag, sauber alle Geräte mit einer desinfizierenden Reinigungsmittel. </li></ol> 3. Prüfung der Mäuse in der Social Motivation Paradigm <ol><li> Legen Sie einen geschulten Test Maus in der Testkammer und ein Alter und Geschlecht abgestimmte Konjunktur Maus in die Zielkammer. Während des Tests verwenden einen Pool von mindestens 10 Stimulus-Mäuse zu jedem Test Maus zuweisen, so dass Stimulus-Mäuse werden erst nach 10 Tagestestsitzungen wiederholt. Verwenden Sie keine Reiz Mäusen bei der Formgebung für die Tests verwendet. </li><li> Programmieren Sie die Falltür auf einem Stufensprung Verstärkungsplan zu öffnen, so dass die Zahl der operanten WiederAntworten (Hebelpressen) erforderlich, um die soziale Belohnung von 15 Sekunden Zugriff auf das Ziel Maus zu erhalten erhöht rechnerisch durch eine feste Rate von 3 jede Studie. </li><li> Programmieren Sie den Test-Sessions, um am Ende, wenn die Test Maus stoppt Hebel drücken für fünf aufeinander folgende Minuten. </li><li> Notieren Sie die letzte vollendete (verstärkt) Verhältnis als Haltepunkt. Verwenden Sie diese abhängigen Maß als Index der sozialen Motivation. Testen Sie jede Maus für 20 aufeinander folgenden täglichen Sitzungen oder für mindestens 10 Testsitzungen nach asymptotischen Leistungsniveaus eingehalten werden. </li><li> Wischen Sie Shuttle-Boxen zwischen den einzelnen Test-Session mit 70% Ethylalkohol und nach Abschluss der Prüfung jeder Tag mit einem Desinfektionsreiniger. </li></ol> 4. Valence Vergleich von Social Versus Lebensmittel Belohnung <ol><li> Nachdem alle Mäuse ergänzen das soziale Motivation Paradigma, testen diese gleichen Mäusen in einer Aufgabe entwickelt, um die Wertigkeit des sozialen Belohnung mit der einer Futterbelohnung zu vergleichen. </li><li> Programmieren Sie einen Hebelum die Falltür zu öffnen und präsentieren die soziale Belohnung für 15 sec und programmieren Sie die gegenüberliegende Hebel, um eine flüssige Futterbelohnung für 15 Sekunden zu präsentieren. Hinweis: Das flüssige Lebensmittel Belohnung in diesem Protokoll verwendet bestand aus Kondensmilch mit 0,2% Saccharose gesüßt. Bereiten Sie ausreichende Mengen (in der Regel 500 ml) zum wiederholten Präsentation Belohnungen von 0,02 ml jeder Maus. </li><li> Vergeben Testmäuse Wechsel Hebels / Belohnung Eventualitäten für potenzielle Hebel Vorurteile unter Kontrollmäusen. So weisen Sie die Hälfte der Mäuse in jeder Testgruppe zu einer linken Hebel / Futterbelohnung und rechten Hebel / soziale Belohnung Kontingenz und die andere Hälfte an einen linken Hebel / soziale Belohnung und rechten Hebel / Futterbelohnung Kontingenz. </li><li> Train-the-Mäusen für Wertigkeit Vergleich der sozialen gegenüber Futterbelohnung. <ol><li> Legen Sie einen Test-Maus in der Testkammer und legen Sie ein Alter und Geschlecht abgestimmte Konjunktur Maus in die Zielkammer. </li><li> Machen Sie nur ein Hebel / Kontingenz aktiv belohnen während jeder Trainingseinheit. Ausbildung bestehtvon sechs 1 Stunde Sitzungen, die zwischen Eventualitäten jeden Tag wechseln. Alternate Reiz Mäusen zu jedem Test Maus jedes andere soziale Belohnung Sitzung zugewiesen. </li><li> Pflegen Sie die Maus auf den ad libitum Chow-Diät während der Ausbildung und Prüfung mit dem Essen Belohnung. Nahrungsentzug unnötig ist operanten Konditionierung in Mäusen, die mit der Verwendung der Kondensmilch und Zuckerlösung 18. </li></ol></li><li> Testen der Mäuse für die Wertigkeit Vergleich der sozialen gegenüber Futterbelohnung. <ol><li> Programmieren des Verstärkungsplan mit einem festen Verhältnis von 3: 1, so dass jede dritte Hebelpresse verstärkt ist, sondern nur durch ihre jeweiligen zugeordneten Belohnung. </li><li> Programm Test-Sessions, um für 60 Minuten laufen. </li><li> Legen Sie einen Test-Maus in der Testkammer und legen Sie ein Alter und Geschlecht abgestimmte Konjunktur Maus in die Zielkammer. Anmerkung: Die gleiche Pool von 10 Stimulus Mäusen im sozialen Motivation Aufgabe verwendet wird, kann wiederverwendet werden, sondern den Testmäusen unter Verwendung eines 10-Tage-Drehung zugeordnet. </li><li> Test die Mäuse in 20 Tageseinheiten der folgenden 6 Tage Training oder für mindestens 10 täglichen Sitzungen aus der Beobachtung der asymptotischen Leistungsniveaus. Die primären abhängigen Maßnahmen für dieses Paradigma ist die Gesamtzahl der Hebelpressen für jede Art Belohnung. </li><li> Wieder einmal abwischen Schützenkästen zwischen Testsitzungen mit 70% Ethylalkohol und nach jedem Testtag mit einem Desinfektionsreiniger. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen.

Die in diesem Artikel beschriebenen operante soziale Motivation Paradigmen sind leistungsfähige Werkzeuge für die Charakterisierung des Sozialverhaltens in Mausmodellen menschlicher Erkrankungen. Anstatt ermöglichen eine Prüfung der Maus passiv wählen Sie eine soziale Begegnung, diese Paradigmen erfordern Aufwand aus dem Test der Maus, um eine soziale Belohnung zu erhalten. Der Aufwand, der ein Test-Maus ist bereit, zu produzieren, um die soziale Belohnung zu erhalten, bietet ein quantitatives Maß der sozialen Motivation. Darüber hinaus wird durch die Wertigkeit Vergleich Paradigma, motiviert Verhalten kann auf verschiedene Arten Belohnung verglichen werden. Beide operant Paradigmen können zur sexuellen und Eltern Motivationen sowie indem die geeigneten Stimulus auf der gegenüberliegenden Seite des Falltür zu beurteilen. Die Entwicklung dieser sozialen Motivation Paradigmen ging es um die Problemlösungen von mehreren Schlüsselvariablen. Zum Beispiel durch Pilotstudien der Höhe der Zeit, dass die soziale Belohnung is vorgelegt wurde von 30 sec bis 15 sec abgesenkt. Während dieser Zeit ist ausreichend für soziale Interaktionen zwischen Test- und Stimulus Mäusen kann die zukünftige Forschung die Zeitdauer für die soziale Belohnung zu optimieren. In ähnlicher Weise wurde der progressiv zunehmenden Verhältnis von Hebelpressen, soziale Belohnungen von einer festen Rate von 5-3 basierend auf Pilotforschungs gesenkt. Die Anzahl der benötigten Tage, um asymptotisch Hebel Pressverhalten wurde zunächst durch 30 Tagen täglich Testsitzungen bewertet erreichen. Es wurde festgestellt, dass die meisten Mäuse erreichen Asymptote in 7 Tagen, so dass die Anzahl der Testsitzungen wurde auf 20 Tagesleistung abgesenkt wird schwanken jedoch so Mittelung der Daten über den letzten 10 Tagen gewährleistet asymptotische Leistung bei und dient der besseren Index der wahre mittlere Leistung als wenige Testtage. Forscher sollten ihre Daten überwachen, um sicherzustellen, dass asymptotische Leistung innerhalb von 10 Testtage erreicht oder ändern das Protokoll nach Bedarf. Training Sitzungen wurden auch von 1 h auf 30 min gesenkt. Die Anzahl von Trainingseinheiten erforderlich ist auf der Mausstamm abhängen und einige Mäuse können willkürlich als nonlearners nach einer festen Anzahl von Trainingseinheiten 18 bezeichnet werden. Die Anzahl der Trainingstage notwendig, die Kriterien für den Aufstieg auf die Prüfung Paradigma erreichen bietet eine weitere Index der sozialen Motivation und somit würdig Verfolgung. Die Forscher können auch mit verschiedenen Futterbelohnung Optionen für die Wertigkeit Vergleich Paradigma zu experimentieren. Es ist jedoch wichtig, dass die Test-Mäuse werden zunächst mit einem rein sozialen Belohnung ausgebildet und dann in der sozialen Motivation Paradigma vor Beginn der Wertigkeit Vergleich Paradigma getestet. Diese operant soziale Motivation Paradigmen können modifiziert und nach durch Messen zusätzliche Variablen als die in dem obigen Protokoll angegeben verbessert werden. Beispielsweise kann der Ort jeder Maus in seiner jeweiligen Kammer mit cu verfolgt werdenrrently erhältliche kommerzielle Software. Darüber hinaus können bestimmte Verhaltensweisen einschließlich Nase-zu-Nase-Kontakt oder Ultraschall-Laute bei sozialen Interaktionen erzielt werden. Forscher können experimentieren mit Anpassungen an die Verhältnisse in der sozialen Motivation Paradigma oder mit Studien an das Fehlen einer Sozialpartner oder auch Vergleiche mit anderen Stimuli hinter der Falltür, wie einem Video von einem Artgenossen oder sogar eine Marionette zu fördern. Für die Wertigkeit Vergleich Paradigma, Analysen der Wahl Dynamik über Studien können weitere Informationen über Verschiebungen in Motivation aufgrund von Sättigung für einen bestimmten Lohn Typ 18 liefern. Während diese operante soziale Motivation Paradigmen stellen eine dringend benötigte Werkzeug zur Quantifizierung der sozialen Motivation bei Mäusen, haben sie einige Einschränkungen. Erstens, diese Paradigmen erfordern Mäusen, um die kognitiven Fähigkeiten erlernt Assoziationen zwischen Hebelpressen und der sozialen Belohnung zu machen. Bestimmte Mausmodellen könnenhaben Defizite in der sowohl kognitive und soziale Fähigkeiten macht es schwierig, soziale Motivation beurteilen mit diesen Paradigmen. Zweitens ist die Natur des sozialen stoßen können, wie die Mäuse, dürfen nur in einem Drahtgitter in Wechselwirkung treten. Allerdings sind Mäuse immer noch erfolgreich in vielen typischen sozialen Verhaltensweisen Nase-an-Nase Ermittlungen zu engagieren, vor allem,. Eine letzte Einschränkung dieser Verfahren ist, dass sie arbeitsintensiv und erfordern viel Zeit abgeschlossen werden. Die Ausbildung und Prüfung durch beide Paradigmen erfordert ein Minimum von zwei Monaten nach der täglichen Sitzungen. Einige Mäuse kann sehr viel länger dauern, um den Hebel Pressverband Reck die erforderliche Anzahl von Sitzungen zu lernen. Während die Paradigmen sicherlich nicht als Hochdurchsatztechniken zu qualifizieren, ist die Daten, die sie erzeugen, sehr wertvoll und die erforderliche Arbeits Investition wert. Um jedoch einen volleren Charakterisierung des Sozialverhaltens eines bestimmten Mausmodell zu schaffen, empfiehlt es sich, diese Paradigmen unsin Verbindung mit anderen etablierten Methoden zur Messung des Sozialverhaltens bei Mäusen ed.

In den letzten Jahren hat sich die Verknüpfung von genetischen und Umweltfaktoren, um Störungen des Sozialverhaltens, einschließlich Asperger-Syndrom, zur Entwicklung der Mausmodelle entwickelt, um die Rolle dieser Faktoren im Sozialverhalten zu erforschen geführt. Dies hat eine Nachfrage nach neuen Techniken für die Charakterisierung des sozialen Verhaltens bei Mäusen, die eine quantitative Messung der sozialen Motivation 1 erstellt. Es gibt mehrere etablierte Paradigmen, die verwendet werden können, um soziale Motivation bei Mäusen zeigen jedoch, sie haben alle schwerwiegende Einschränkungen auf ihrer Fähigkeit, die Festigkeit der motivierten Verhalten quantifizieren. Zum Beispiel einige der frühesten Verhaltens Bewertungen einbezogen einfache Beobachtungen der sozialen Interaktionen zwischen zwei Nagetiere, die noch nie getroffen haben. Mehrere Verhaltensweisen einschließlich nähert, folgende, Schnupfen und Pflege sind oft gemessen und kann einen Index der sozialen Motivation. Diese Untersuchungen wurden ursprünglich durchgeführt,bei Ratten 2-5, und dann später für den Einsatz bei Mäusen 6,7 angepasst. Habituation / Dishabituation gesellschaftliche Anerkennung Paradigmen, in dem das Versuchstier wird immer wieder auf den gleichen Reiz Tier (Gewöhnung) und dann ein neues Tier (Entwöhnung) ausgesetzt auch eine Messung der sozialen Motivation 8. Da die Etiketten vorschlagen werden typische Tiere gewöhnt Verhaltens eine Reaktion auf die wiederholten Vorhandensein der gleichen Reiz Tiere zeigen aber Entwöhnung oder eine Rückkehr zur Grundlinie zu demonstrieren, wenn sie auf die neuen Tier ausgesetzt. Die Gewöhnung Reaktion zeigt wahrscheinlich einen Rückgang der Motivation des Test Maus, um mit dem Reiz der Maus zu interagieren. Social Wahl Paradigmen so ein Test Maus, um zwischen einer leeren Kammer und einen Reiz der Maus an eine andere Kammer beschränkt zu wählen sind auch verwendet worden, um soziale Motivation zu bewerten. Ein Versuch beginnt typischerweise, indem Sie den Test Maus in einer neutralen, Mittelkammer. Einige Versionen von dieser Aufgabe beteiligen tethering den Reiz der Maus, um eine Kammer 9. Eine Modifikation dieser Aufgabe beschäftigt die Verwendung einer Drahtgehäuse über die Konjunktur Mäusen Vermeidung Anbindehaltung von Tieren Stimulus 10. In jüngerer Zeit wurde ein Sozial konditionierten Platzpräferenz Aufgabe entwickelt, in denen Mäuse wurden konditioniert, visuell unterschiedlich Kammern entweder mit der Anwesenheit oder Abwesenheit der Sozialpartner, und dann ließ man die leeren Kammern zu erkunden folgenden Anlage 11 zu verknüpfen. Mehr Zeit in die Kammer verbracht, wo soziale Paarungen zuvor aufgetreten ist, als ein Index der sozialen Motivation. Alle der oben Paradigmen wertvolle Daten zur sozialen Phänotypisierung von Mäusen verwandt. , Während man beobachtet, ob eine Maus zeigt eine &quot;Wunsch&quot;, um die soziale Interaktion in den obigen Paradigmen suchen, ist die Stärke dieser &quot;Wunsch&quot;, dh., Soziale Motivation, schwer zu messen. Die Stärke motiviertes Verhalten hattraditionell in Nagetieren durch Erzeugen eines Szenarios, in dem sie um den Zugang zu der Quelle ihre Motivation gewinnen arbeiten gemessen. Dies beinhaltet gewöhnlich Ausbildung Nagetiere in einer operante Paradigma mit Lebensmitteln als Motivationsfaktor. Allerdings hat diese Methode bereits eingesetzt worden, um soziale Motivation bei Ratten, aber so oder mit Zugang zu einem Sex-Partner für männliche Ratten oder, für Frauen, Zugang zu ihren eigenen Welpen 12,13 (in Matthews et al., 2005 überprüft) zu untersuchen. Vor der Entwicklung der nachfolgend beschriebenen sozialen Motivation Paradigmen, gab es nur eine andere Studie, dass soziale Motivation außerhalb der sexuellen Motivation untersucht unter Verwendung eines operant Paradigma mit Mäusen 12. In dieser Reihe von Experimenten wurden outbred Swiss Webster Mäuse trainiert, einen Hebel, um den Zugang zu einer gleichgeschlechtlichen conspecific gewinnen drücken. In einem Experiment wurde eine deutlich reduzierte Latenz reagiert zum Zugriff auf das Ziel mous zu beginnene wurde in individuell untergebracht Mäusen im Vergleich zu Gruppenhaltung Mäuse darauf hindeutet, erhöhte Motivation, soziale Zugang in diesen sozial isoliert Mäuse suchen demonstriert. In einem weiteren Versuch des gleichen Studie wurde ein Vergleich zwischen Kochsalzlösung und Oxytocin-Antagonisten (Atosiban) infundierten Mäusen vorgenommen. Interessanterweise zeigte der Wirkstoff-infundierten Mäusen eine deutlich erhöhte Latenz reagiert zum Zugriff auf den Ziel-Maus vermutlich reduziert Motivation für eine soziale Belohnung in diesen Mäusen zu beginnen. Während diese Experimente stellen einen edlen Versuch, soziale Motivation bei Mäusen zu quantifizieren Verwendung operante Konditionierung, sie waren auch sehr begrenzt und werden stark von unter Verwendung der unten beschriebenen Verfahren verbessert. Zum Beispiel, wie oben beschrieben eine scheinbare fundamentalen Fehler in dem ersten Experiment (Experiment 2 der Ist-Studie) wurde die Verwendung von nur 2 Ziel Mäusen über Testtage wechselten die Forscher. Zurück Forschung hat gezeigt, dass die gesellschaftliche Anerkennung in GruppenhaltungMäuse können für mindestens 7 Tage, was zu reduzierten sozialen Untersuchung wiederholte Exposition an die gleiche Ziel 14 dauern. , Soziale Anerkennung in individuell untergebracht Ratten und Mäusen leitet jedoch in 1 - 2 h, so dass soziale Untersuchungsdauer bleiben die Ausgangswerte, wenn eine wiederholte Exposition gegenüber dem gleichen Ziel ist mindestens 2 Stunden nach der ersten Exposition 15-17. Die reduzierte Latenz von individuell untergebracht Mäusen zu beginnen reagiert sozialen Zugang im Matthews berichtet, et al. Experiment war vielleicht eine Folge der Mangel an sozialer Anerkennung der Ziel Mäusen über 12 Testtage haben. Dieses Potenzial verwechseln wird in den folgenden Methoden durch die Verwendung eines neuartigen Ziel Maus auf jedem Testtag gesteuert. Auch in beiden Experimenten vom Matthews et al. Studie oben beschrieben, gab es keine Berichte über Unterschiede in der Gesamtzahl der Hebelpressen zwischen Gruppen. Es ist möglich, dass eine Differenz der Gesamthebelpressen Verfügung zu habenen erkannt, wenn die Forscher verwendeten eine progressiv zunehmende Verhältnis der Antworten zu belohnen, wie in unserem Forschungsdesign unten beschrieben verwendet. Darüber hinaus Zugriff auf das Ziel Maus wurde manuell durch den Experimentator durch Anheben einer Schachtel, die den Ziel abgedeckt gesteuert. Die Verwendung eines automatisch gesteuerten Falltür für den Zugang zum Ziel Maus beseitigt die Möglichkeit von Artefakten aufgrund der Anwesenheit des Experimentators. In der Tat, um vollständig zu automatisieren, die soziale Motivation operante Paradigma wurde die Forschungsausrüstung angepasst wie unten beschrieben.

<table><tbody><tr><td>Modulare Shuttle-Box</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-010MC</td><td></td></tr><tr><td>Auto-Guillotine-Tür&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-010B</td><td></td></tr><tr><td>Maushebel&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-3010M</td><td></td></tr><tr><td>Flüssigkeitslöffel mit Lebensmittelbehälter</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-202M-S</td><td></td></tr><tr><td>Achtkanal-I/R-Controller&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-253C</td><td></td></tr><tr><td>Melamin Schalldämpfende Kabine&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-016MD</td><td></td></tr><tr><td>MED-PC IV Softwareprogramm</td><td>Med Associates Inc.</td><td>MED-PC IV&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Microsoft Lifecam Kamera&nbsp;</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wire Grid</td><td></td><td></td><td>Wire-Raster können in einem Hardward Store erworben werden. Wir schneiden Drahtgitter aus den Oberseiten der Mäusekäfige aus Edelstahl.</td></tr><tr><td>70% Ethylalkohol</td><td></td><td></td><td>Wird zum Reinigen von Shuttle-Boxen zwischen Mäusen verwendet. Eine bestimmte Marke ist nicht erforderlich.</td></tr><tr><td>Evaportierte</td><td>Milchnelke</td><td></td><td>0,02 ml kombiniert mit 0,2 % Saccharose für jede Belohnung pro Maus. Wir kaufen immer die gleiche Marke ein, um eine bessere Konsistenz zu gewährleisten.</td></tr><tr><td>Saccharose</td><td></td><td></td><td>Jede Marke von reinem körnigem Zucker wird fällig, da er in der Kondensmilch aufgelöst wird.</td></tr></tbody></table>

quantifizierung social motivation in mäuse mit operante konditionierung

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

In diesem Protokoll wird soziale Motivation bei Mäusen durch ein Paar von operante Konditionierung Paradigmen gemessen. Die Versuche durchzuführen, wurden zwei Kammern Schützenkästen mit zwei operant Hebel (links und rechts) und ein Lebensmittelbehälter in einer Kammer, die dann aus der zweiten Kammer durch ein automatisiertes Falltür von einem Drahtgitter abgedeckt geteilt war ausgestattet. Verschiedene Konjunktur Mäusen, gedreht über Testtage, diente als soziale Reiz hinter dem Drahtgitter, und waren nur sichtbar nach dem Öffnen der Falltür. Test-Mäuse wurden, um den Hebel drücken, um die Tür zu öffnen und Zugriff auf den Reiz Partner für 15 sec ausgebildet. Die Anzahl der erforderlichen, die soziale Belohnung zu erhalten Hebelpressen schrittweise nach einem festen Zeitplan der 3. Prüfung Sitzungen erhöht endete nach Testmäuse gestoppt Hebel drücken an 5 aufeinander folgenden Minuten. Die letzte verstärkt Verhältnis oder Haltepunkt kann als quantitatives Maß der sozialen Motivation verwendet werden. Bereits zum zweiten Paradigma, test-Mäuse wurden trainiert, zwischen linken und rechten Hebel drückt, um entweder ein Lebensmittel Belohnung oder die soziale Belohnung zu erhalten diskriminieren. Die Mäuse wurden alle 3 Pressen jedes jeweiligen Hebel belohnt. Die Zahl der Lebensmittel und soziale Belohnungen können als Maß für den Wert bei jeder Lohn gebracht verglichen werden. Das Verhältnis jeder Belohnung Typ kann auch zwischen Mausstämme verglichen werden, und die Änderung in diesem Verhältnis kann in Testsitzungen überwacht werden, um Übersättigung mit einem gegebenen Belohnung Typ zu messen. Beide operante Konditionierung Paradigmen sind sehr nützlich für die Quantifizierung von sozialen Motivation in Mausmodellen von Autismus und andere Störungen des Sozialverhaltens.

Dieses Protokoll wurde verwendet, um die prosoziales C57BL / 6J Inzuchtmausstamm mit der BTBR Inzuchtmausstamm, der bereits berichtet worden ist, zu zeigen, zu vergleichen verringert im Sozialverhalten 10,18. Es wurde auch verwendet, um soziale Motivation in verschiedenen Knockout-Maus-Stämme die Hypothese aufgestellt, um entweder erhöht oder verringert soziale Motivation haben zu charakterisieren. Früher veröffentlichten Ergebnisse eines Vergleichs der C57BL / 6J und BTBR Inzucht-Mausstämmen sind in Abbildung 1 dargestellt. Diese Ergebnisse zeigen, verringerte soziale Motivation der BTBR-Mäusen im Vergleich zu C57BL / 6J-Mäusen. Die Valence-Vergleich Paradigma auch gezeigt, verringerte Nahrungs Motivation für die BTBR Mäusen was auf einen allgemeinen Rückgang in motiviertes Verhalten dieser Sorte (1B). 2A stellt einige unveröffentlichte vorläufigen Daten vergleichen Wildtyp-Geschwister auf dem C57BL / 6 Hintergrund Stamm mit heterozygoten und homozygous Knockout Geschwister mit eingeschränkter oder fehlender Proteinprodukt von einem Gen (Gen X) die Hypothese aufgestellt, um soziale Motivation zu fördern. 2B stellt einige unveröffentlichte vorläufigen Daten vergleichen Wildtyp-Geschwister auf dem C57BL / 6 Hintergrund Stamm heterozygote Knockout Geschwister mit reduzierter Proteinprodukt aus ein Gen (Gen Y) die Hypothese aufgestellt, um soziale Motivation zu reduzieren. Die vorläufigen Daten aus jeder dieser Studien unterstützen sich gegen jeweiligen Hypothese und den Wert der beschriebenen operante soziale Motivation Paradigmen weiter zu demonstrieren. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig1.jpg" /> Abbildung 1. Die bisher veröffentlichten Ergebnisse der sozialen Motivation und Wertigkeit Vergleich Paradigmen. (A) Die mittlere Haltepunkt der individuell untergebracht (IH) B6-Mäusen, bei Gruppenhaltung (GH) B6-Mäusen und in Gruppen gehalten BTBR Mäusen über die letzten 10 Testtage in der sozialen Motivation Aufgabe. Es gabinsgesamt 9 Mäuse in jeder Gruppe. Einzeln und in Gruppen gehalten B6 Mäusen ähnlich, aber es gab einen signifikanten Unterschied zwischen Gruppen gehalten B6 und BTBR Mäuse (t = 2,741, df = 16, p = 0,015). (B) die mittlere Anzahl der Lebensmittel Belohnungen und soziale Belohnungen für die in Gruppen gehalten B6 und BTBR Mäusen über die letzten 10 Sitzungen der Wertigkeit Vergleich Paradigma. Beide Mausgruppen erhalten erheblich mehr Nahrung als Belohnung soziale Belohnungen (BTBR: t = 3,551, df = 8, p = 0,007; B6: t = 9,478, df = 8, p &lt;0.001). Doch die BTBR Mäuse erworben deutlich weniger Nahrung Belohnungen als die B6-Mäusen und auch die geringste Anzahl von sozialen Belohnungen (t = 3,321, df = 16, p = 0,004). Abbildung von Reference 18 modifiziert. <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig2.jpg" /> Abbildung 2. Repräsentative Ergebnisse aus unveröffentlichten Forschungs Nutzung der sozialen Motivation Paradigma. (A) Mittlere Haltepunkt (zuletzt verstärkt Verhältnis) erreicht, bevor die Mäuse gestoppt Hebel drücken für 5 min. Für X-Gen, wurden insgesamt 12 WT, 7 HET und 6 KO-Mäusen in der sozialen Motivation Paradigma getestet. ANOVA zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen den Genotypen (F = 7.18, df = 2, 22, p = 0,004). Post hoc Tukey HSD Tests zeigten, dass KO-Mäusen signifikant unter WT Kontrollen. (B) Für Gen Y, insgesamt 8 HET und 6 WT-Mäusen getestet. Eine unabhängige Proben t-Test ergab einen signifikanten Unterschied zwischen den Genotypen (t = 2,26, df = 8,97, p = 0,05). * Zeigt signifikanten Unterschied von WT-Mäusen am 0,05 Alpha-Niveau.

Dieser Artikel beschreibt ein neues Protokoll zur quantitativen Messung der sozialen Motivation bei Mäusen unter Verwendung operanter Konditionierung für eine soziale Belohnung. Das Protokoll ist nützlich für die Messung der sozialen Motivation in Mausmodellen für Autismus und andere Störungen des Sozialverhaltens.

Quantifizierung Social Motivation in Mäuse mit Operante Konditionierung

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die soziale Motivation bei Labor-Mäusen zu quantifizieren. Dies wird erreicht, indem zunächst jede Testmaus trainiert wird, einen Hebelzug mit einer sozialen Belohnung zu assoziieren. Der zweite Schritt besteht darin, jede Maus in einer Reihe von Sitzungen zu testen, bei denen der Aufwand, der erforderlich ist, um die soziale Belohnung zu erhalten, im Verlauf der Versuche zunimmt.Anschließend wird jede Testmaus darauf trainiert, zwischen zwei Hebel- und Belohnungskontingenzen zu unterscheiden. Der letzte Schritt besteht darin, jede Maus in einer Reihe von Sitzungen zu testen, in denen sie zwischen diesen Kontingenzen wählen kann, die entweder zu einer sozialen oder einer fütterungsbezogenen Belohnung führen. Letztendlich ermöglichen diese operanten Sozialmotivationsparadigmen den Forschern, die Sozialmotivation zu quantifizieren und dieses Niveau mit dem einer Futterbelohnung zu vergleichen.Der Hauptvorteil dieser Technik im Vergleich zu bestehenden Methoden liegt darin, dass dieses Paradigma progressiv mehr Aufwand erfordert, um eine soziale Belohnung zu erhalten, als dies bei anderen Aufgaben der Fall ist. Die Durchführung der Prozedur wird von Brianna Lum, Megan Raymond, Amy Patterson und Maryanne Slamma, studentischen Forscherinnen in meinem Labor, demonstriert. Um zu beginnen, richten Sie zentrale modulare Shuttle-Boxen für die Untersuchung sozialen Verhaltens ein, montieren ein Drahtgitter an der Vorderseite einer programmierbaren Trenntür, um die Kammern zu trennen und begrenzten sozialen Kontakt zwischen ihnen zu ermöglichen.Die Tür teilt die Box in zwei Kammern, wobei eine Kammer als Testkammer und die andere als Zielkammer an der Wand gegenüber der Tür bezeichnet wird. Platzieren Sie einen flüssigen Dipper-Futterspender zwischen den beiden Maushebeln-Programmen. Die Maushebel dienen entweder zum Öffnen der Schiebetür oder zur Präsentation einer flüssigen Futtersubstanz.Je nach Testanforderungen programmieren Sie einen Handknopf so, dass er die Tür beim Drücken öffnet. Überwachen Sie während des Formungsverfahrens die Aktivität der Versuchsmäuse mithilfe einer digitalen Videokamera, die über der Testkammer montiert ist. Die gesamte Vorrichtung ist in einer schallgedämpften Zelle untergebracht.Beginnen Sie damit, die Versuchmaus in die Testkammer und eine alters- und geschlechtsgleiche Stimulusmaus in die Zielkammer zu setzen. Beobachten Sie die Versuchmaus in der Testkammer mit Hilfe der montierten Videokamera. Sobald die Versuchmaus die Kammer erkundet, öffnen Sie manuell die Falltür.Wenn der Hebel angegangen wird, sollte die Guillotinetür 15 Sekunden lang als Verstärkung offen bleiben. Jede Maus täglich 30 Minuten lang trainieren, bis sie in drei von fünf aufeinanderfolgenden Testdurchgängen mindestens 10 operative Reaktionen zeigt. Mäuse aus der Studie ausschließen, wenn sie nach 30 täglichen Trainingssitzungen dieses Kriterium nicht erreichen.Wechseln Sie die Stimulusmäuse während der Formung ab, sodass täglich eine andere Maus verwendet wird. Reinigen Sie die Shuttle-Boxen zwischen jedem Trainingsschritt mit 70 %igem Ethylalkohol. Zusätzlich sollten sämtliche Geräte am Ende des Testtages mit einem desinfizierenden Reinigungsmittel gereinigt werden.Verwenden Sie während der Tests eine ausreichend große Gruppe neuartiger Stimulus-Mäuse, sodass diese während 10 täglichen Testdurchgängen nicht wiederholt eingesetzt werden. Beginnen Sie damit, eine trainierte Testmaus in die Testkammer und eine Stimulus-Maus in die Zielkammer zu stellen. Programmieren Sie die Tür so, dass die Anzahl der Hebelbetätigungen, die erforderlich sind, um die soziale Belohnung zu erhalten, bei jedem Versuch um einen festen Betrag von drei steigt.Beenden Sie die Sitzung, wenn die Versuchsmaus mit dem Hebelbetätigen für fünf aufeinanderfolgende Minuten aufhört. Notieren Sie das zuletzt verstärkte Verhältnis als Bruchpunkt.Testen Sie jedes Mäuschen für 20 aufeinanderfolgende tägliche Sitzungen oder für mindestens 10 Testsitzungen. Nachdem asymptotische Leistungsniveaus beobachtet wurden, reinigen Sie die Shuttle-Boxen zwischen jeder Testsitzung wie zuvor gezeigt. Nach der Durchführung im sozialen Motivationsparadigma werden dieselben Mäuse in einer Aufgabe trainiert, die eine Belohnung mit Futter beinhaltet.Stellen Sie Kondensmilch her, die mit 0,2 % Saccharose gesüßt ist, um sie als flüssige Belohnung zu verwenden. Programmieren Sie anschließend einen Hebel so, dass er die Tür öffnet, und den anderen Hebel, um die flüssige Futterbelohnung auszugeben. Wechseln Sie abwechselnd die Darbietung der Belohnung.Um eine Hebelverzerrung bei den Testmäusen zu vermeiden, beginnen Sie damit, die Mäuse in die jeweiligen Kammern zu setzen. Während jeder Sitzung sollte jeweils nur ein Hebel und die Belohnungspräsentation aktiv sein. Das Training besteht aus sechs einstündigen Sitzungen, die jeden Tag während des Testprogramms zwischen den Kontingenzbedingungen wechseln, wobei der Verstärkungsplan nach einem festen Verhältnis von drei zu eins festgelegt ist, sodass jede dritte Hebelbetätigung auf jeder Seite belohnt wird.Setzen Sie die Tests 20 Tage lang täglich 60 Minuten fort oder führen Sie mindestens 10 tägliche Sitzungen durch, nachdem asymptotische Leistungsniveaus beobachtet wurden. Reinigen Sie die Shuttle-Boxen, wie zuvor gezeigt. Die durchschnittliche Breakpoint-Leistung von einzeln gehaltenen B6-Mäusen war vergleichbar mit der von gruppengehaltenen B6-Mäusen, während gruppengehaltene BTBR-Mäuse eine signifikant niedrigere Breakpoint-Leistung zeigten.BTBR-Mäuse erhielten signifikant weniger Futterbelohnungen im Vergleich zu B6-Mäusen. Beide Gruppen erhielten jedoch mehr Futterbelohnungen als soziale Belohnungen. Diese Ergebnisse zeigen den Unterschied in der Leistungsfähigkeit zwischen den Genotypen einer transgenen Mauslinie.Eine zusätzliche Studie unter Verwendung einer anderen transgenen Mauslinie zeigt, dass heterozygote Mäuse im Vergleich zu ihren wildtypischen Geschwistern einen höheren Breakpoint aufweisen, wenn diese Methode angewendet wird. Weitere Methoden, wie beispielsweise die Videoüberwachung der Test- und Stimulusmäuse, können eingesetzt werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, etwa welche spezifischen sozialen Verhaltensweisen während der Präsentation der sozialen Belohnung gezeigt werden. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die operante Konditionierung verwendet, um die soziale Motivation bei Laborratten zu quantifizieren.Dieses Verfahren kann besonders nützlich sein, um Mausmodelle von Autismus und anderen Störungen des sozialen Verhaltens zu charakterisieren.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Behavior

Verhalten

In diesem Protokoll beschreiben wir eine Methode der operanten Lernen mit Sinnesreizen als Verstärker in der Maus. Es erfordert keine vorherige Schulung oder Lebensmittel Beschränkung, und es erlaubt das Studium der motiviertes Verhalten ohne den Einsatz eines pharmakologischen oder natürliche Verstärker wie Essen.

Operante Sensation Seeking in der Maus

Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll zur Untersuchung der Geselligkeit in Mäusen mit Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit zu testen. Wir beschreiben die Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten für dieses Verfahren, einschließlich kritischer Details wichtig für die korrekte Interpretation der Ergebnisse.

Bewertung der sozialen Interaktion Behaviors

Vollautomatisches System zur Messung physiologisch sinnvollen Eigenschaften der Mechanismen der Vermittlung räumliche Lokalisierung, zeitliche Lokalisierung, Dauer, Geschwindigkeit und Wahrscheinlichkeitsschätzung, Risikobewertung, Impulsivität und die Genauigkeit und Präzision der Erinnerung, um die Auswirkungen der genetischen und pharmakologischen Manipulationen bewerten grundlegenden Mechanismen der Kognition bei Mäusen.

Automatisierte, Quantitative Kognition / Verhalten Screening der Mäuse: Für Genetik, Pharmakologie, Animal Cognition und Undergraduate-Unterricht

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode Maus Kontaktfreudigkeit zu quantifizieren. Die Mäuse werden auf Video aufgezeichnet, wie sie in einem speziellen Käfig bewegen und interagieren. Filmverarbeitung ermöglicht die automatisierte Quantifizierung von Gesellschaftlichkeit mit ausgezeichneter Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

Experimentelle Bewertung der Maus Sociability einer automatisierten Bildverarbeitung Ansatz

Nagetiere sind ein geeignetes Modell, um die molekularen Substrate von Verhalten und komplexen psychiatrischen Störungen zu untersuchen. Die Mikroinjektion des Gehirns bei wachen Nagetieren kann zur Aufklärung von Krankheitssubstraten verwendet werden. Es wird eine effiziente und anpassbare Mikroinjektionsmethode für das Gehirn sowie die Ausführung eines operanten Paradigmas vorgestellt, das die Motivation quantifiziert.

Nagetier Gehirn-Mikroinjektion, um molekulare Substrate motiviertes Verhalten Studieren

Die Entwicklung neuer Verfeinerungsstrategien für Labormäuse ist eine herausfordernde Aufgabe, die zur Erfüllung des 3R-Prinzips beiträgt. Dieses Protokoll führt das Clickertraining als kognitives Anreicherungsprogramm für Labormäuse ein.

Einführung in Clicker Ausbildung als Cognitive Anreicherung für Labormäuse

Beschrieben wird hier ein neuartiges automatisiertes Experimentiersystem, das eine Alternative zum Dreikammertest bietet und auch mehrere Vorbehalte löst. Dieses System liefert mehrere Verhaltensparameter, die eine rigorose Analyse der Verhaltensdynamik kleiner Nagetiere während der sozialen Präferenz- und sozialneuheitspräferenzbegründeten Tests ermöglichen.

Ein System zur Verfolgung der Dynamik des Verhaltens sozialer Präferenzen bei kleinen Nagetieren

Nagetiermodelle sind wertvolle Werkzeuge zur Untersuchung von Kernverhaltensweisen im Zusammenhang mit der Autismus-Spektrum-Störung (ASS). In diesem Artikel erläutern wir zwei Verhaltenstests zur Modellierung der Kernmerkmale von ASD bei Mäusen: Self-Grooming, der sich wiederholendes Verhalten bewertet, und der Drei-Kammer-Test für soziale Interaktion, der soziale Beeinträchtigungen dokumentiert.

Strategien zur Beurteilung autistischer Verhaltensweisen bei Mäusen

Durch die Paarung von negativ oder positiv valenzierten Erfahrungen mit individuellen sozialen Zielen entwickelten wir Verhaltensaufgaben zur Untersuchung der Identitätserkennung von C57BL/6-Mäusen. Diese Aufgaben ermöglichen die Untersuchung von Mechanismen des sozialen Gedächtnisses individueller sozialer Ziele in gesunden und krankheitsbedingten Mausmodellen mit beeinträchtigter sozialer Kognition.

Verhaltensaufgaben zur Untersuchung der Identitätserkennung bei Mäusen

Dieses Protokoll beschreibt ein effektives freiwilliges Radlaufmodell, das in verschiedenen Forschungskontexten implementiert werden kann. Im Gegensatz zu anderen freiwillig laufenden Modellen vermeidet diese Methode ein Isolationsgehäuse, während die Laufmetriken in einzelnen Mäusen verfolgt werden.

Verfolgung individueller Laufmetriken bei Mäusen mithilfe eines freiwilligen Radlaufprotokolls, das die soziale Isolation minimiert

Erfahren Sie die Quantifizierung sozialer Motivation bei Mäusen durch operante Konditionierung mit Hebeldruck und sozialer Belohnung. Diese Methode ermöglicht Vergleiche mit Nahrungsbelohnungen und unterstützt Autismus-Forschung.

Quantifizierung Social Motivation in Mäuse mit Operante Konditionierung

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