Pavlovian Trainings konditionierten Ansatz bei Ratten

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, bei Ratten das Pawlowsche konditionierte Annäherungsverhalten hervorzurufen. Dieses Verfahren kann helfen, Schlüsselfragen im Bereich der Verhaltensneurowissenschaften zu beantworten, z. B. warum manche Menschen der Versuchung widerstehen können, Belohnungssignalen nachzugehen, während andere es nicht können. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es uns ermöglicht, den Anreizmotivationswert von Hinweisen getrennt von ihrem Vorhersagewert zu messen.

Dieses Verfahren wird von Christopher Fitzpatrick, einem Doktoranden der Neurowissenschaften aus meinem Labor, demonstriert. Bei diesem Protokoll werden kommerzielle operante Konditionierungskammern in schalldämpfenden Schränken mit Lüftern verwendet, um Umgebungsgeräusche zu erzeugen. In jeder Kammer ist ein Pelletmagazin mit einem Infrarotsensor für den Kopfeintritt auszustatten.

Positionieren Sie es in der Vorderwand jeder Kammer, drei Zentimeter über dem Boden, und befestigen Sie einen Spender, um 45-Milligramm-Lebensmittelpellets mit Bananengeschmack zu verabreichen. Positionieren Sie anschließend einen einziehbaren Hebel etwa 2,5 Zentimeter zu beiden Seiten des Behälters und etwa 3 Zentimeter über dem Boden. Der Hebel sollte mit einem LED-Hinweislicht ausgestattet sein, um ihn attraktiver zu machen.

Um den Hebel zu kalibrieren, legen Sie ein 10-Gramm-Gewicht darauf und stellen Sie die Kalibrierschraube ein, bis das Gewicht den Hebel nach unten drückt. Befestigen Sie dann ein rotes Licht am Dach der Kammer über der Steckdose. Dadurch wird die Auffälligkeit des beleuchteten Hebels erhöht.

Damit sind die Kammervorbereitungen abgeschlossen. Bestellen Sie erwachsene männliche Sprague Dawley-Ratten, die zwischen 250 und 300 Gramm wiegen, und bringen Sie sie bei der Ankunft in ein Paar. Lassen Sie die Ratten mindestens zwei Tage lang ungestört in der Stallkolonie, um sich zu akklimatisieren.

Die Kolonie sollte in einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus gehalten werden, und die Ratten sollten ad libitum Zugang zu Futter und Wasser haben. Nach einer anfänglichen Eingewöhnungsphase fassen Sie jede Ratte ein paar Tage lang mindestens eine Minute pro Tag an. Geben Sie jeder Ratte an den zwei Tagen vor dem Training täglich 15 Pellets mit Bananengeschmack.

Verteilen Sie diese Pellets gleichmäßig auf die verschiedenen Seiten des Heimkäfigs. Erstellen Sie für dieses Protokoll ein Vortrainingsprogramm. Die Programmierung erfolgt in MEDState Notation.

Das Handbuch ist online verfügbar. Schreiben Sie ein Programm, um fünf Minuten nach dem Start des Programms 50 Lebensmittelpellets in einem variablen Zeitplan von 30 Sekunden zu liefern. Das Intervall beträgt durchschnittlich 30 Sekunden, variiert aber zufällig zwischen null und 60 Sekunden.

Während dieser Zeit sollte das rote Hauslicht an sein, aber der einziehbare Hebel sollte für die Dauer des Programms eingefahren bleiben. Mache das Vortraining während des Lichtzyklus am Tag vor dem PCA-Training. Setze jede Ratte in eine operante Kammer.

Schließen und verriegeln Sie die Kammertür. Schließen Sie die schalldämpfende Schranktür und führen Sie das Programm sofort aus. Sobald das Programm abgeschlossen ist, entfernen Sie die Ratten aus den Kammern.

Notieren Sie die Anzahl der verbrauchten Pellets. Ratten, die nicht alle Pellets verzehren, sollten von weiteren Tests ausgeschlossen werden. Schreiben Sie in der Software ein Trainingsprogramm, um 25 Versuche über einen Zeitraum von etwa 40 Minuten auszuführen, beginnend eine Minute nach dem Start des Programms.

Lassen Sie den Hebel während jedes Versuchs acht Sekunden lang aufleuchten und in die Kammer ausfahren. Das rote Licht im Innenraum leuchtet immer. Wenn der Hebel zurückgezogen ist, lassen Sie ein Futterpellet unabhängig von der Reaktion der Ratte ausgeben.

Trennen Sie jeden Versuch nach einem variablen Zeitplan von 90 Sekunden. Das Intervall beträgt durchschnittlich 90 Sekunden, variiert aber zufällig zwischen 30 und 150 Sekunden. Führen Sie das PCA-Programm genauso aus, wie das Vortraining durchgeführt wurde.

Nachdem Sie die Ratten entfernt haben, notieren Sie die Anzahl der verzehrten Pellets und schließen Sie Ratten aus, die nicht alle Pellets verbrauchen. Berechnen Sie nun anhand der vom Programm gesammelten Daten die PCA-Indexwerte. Männliche Ratten durchliefen fünf PCA-Trainingseinheiten, in denen die Anzahl, Latenz und Wahrscheinlichkeit von Magazineingaben und Hebeldrücken aufgezeichnet wurden.

Für jede tägliche PCA-Schulungssitzung wurden die PCA-Indexwerte aus diesen Variablen berechnet. Die PCA-Indexwerte der letzten beiden Trainingseinheiten wurden verwendet, um die Ratten als Zeichentracker, Zieltracker oder als mit einem intermediären Phänotyp zu kategorisieren. Zeichentracker näherten sich in erster Linie dem belohnungsbezogenen Hebel und richteten ihr Verhalten darauf aus.

Im PCA-Index lagen ihre Punktzahlen zwischen 5 und 1. Im Gegensatz dazu näherten sich Zielverfolger in erster Linie der Quelle der Belohnungslieferung, dem Pelletmagazin, und richteten ihr Verhalten auf diese aus. Im PCA-Index lagen ihre Punktzahlen zwischen 5 und 1.

Der intermediäre Phänotyp beeinflusst keines der beiden Verhaltensweisen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man bei Ratten einen Pawlowschen konditionierten Ansatz hervorruft.