Name: Sensación operante Buscando en el ratón (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-11-10T11:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 39 s
Description: Aprende a estudiar el comportamiento motivado en ratones mediante refuerzos sensoriales sin restricción alimentaria. Este método permite investigar el aprendizaje operante y su modulación genética o farmacológica en neurociencia.

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Este proyecto fue apoyado por el NIH subvenciones DA19112 (DGW) y DA026994 (OCM). Ilustración fue proporcionada por Katherine Louderback. Los experimentos se realizaron en el Laboratorio de Vanderbilt Neurocomportamentales murino.

1. Escribir un programa para ejecutar sesiones operante prueba utilizando una variedad de estímulos visuales y auditivos como un refuerzo <ol><li> Por relación fija (FR) sesiones: hacer sesiones de una hora de duración con la luz y el ventilador de la casa encendida durante la sesión. Para las sesiones de relación progresiva, hacer sesiones de dos horas de duración. Tiene dos palancas de prorrogarse durante la duración de la sesión y contrapeso que la palanca se denomina "activa" frente a "inactivo" a través de los animales (asignación de palanca para cada animal, nunca cambia). </li><li> El código del programa, de tal manera que cada refuerzo es variado de acuerdo a los siguientes parámetros: <ul><li> cada refuerzo es uno de los siguientes períodos de tiempo elegido al azar: 2, 4, 6 u 8 segundos. </li><li> cada refuerzo tiene una de las tasas de estímulo siguientes lámpara de flash elegido al azar: 0,625, 1,25, 2,5, o 5 Hz, cada uno con un 50% del ciclo. </li><li> cada lámpara flash estímulo al azar en la izquierda o la derecha de la cámara. </li><li> proporcionar un estímulo auditivo durante la duración del refuerzo, en nuestro laboratorio, activar una bomba de infusión que proporciona un sonido de aproximadamente 3 dB por encima del ruido de fondo en la cámara. </li></ul></li><li> El código del programa para mostrar los siguientes valores en tiempo real: 1. Número de prensas de palanca activa, 2. Número de prensas de palanca inactiva, 3. Número de refuerzos, 4. Tiempo (en incrementos de 0,1 segundos). </li></ol> 2. Tratar a los animales (3 procedimiento de día) <ol><li> Después de la aclimatación de las instalaciones para animales, comience a manejar los animales. Esto se habitúan a los animales a ser recogidos y transportados. </li><li> Comience por colocar las manos enguantadas en la jaula y dejar que repose durante 90 segundos. Si todos los ratones no ha investigado las manos en ese momento, mueva suavemente las manos hacia los ratones y esperar a que cada uno de oler y / o póngase en contacto con las manos antes de proceder. </li><li> Recoja cuidadosamente cada ratón una a una por la base de la cola y lo coloca en la mano, rápidamente levantando y traerlo de vuelta hacia abajo para permitir el ratón para alejarse de su mano dentro de la jaula. </li><li> Repita para cada momento del ratón 5.10, dependiendo del comportamiento del ratón. La última vez hecho esto, mantenga el alto el ratón (con ella de pie en la mano) por un período de tiempo, dependiendo del día. Día 1: 5 segundos, Día 2: 10 segundos, Día 3: 15 seg. Asegúrese de que cada ratón cumple este criterio para el día. El día 1, cambiar los guantes entre las jaulas. </li><li> A partir del día 2, golpe detrás del animal, mientras que el ratón está en su mano. También el día 2, comenzará un peso de los animales diariamente. Marca la cola de cada animal con un rotulador para indicar el número tema. </li><li> Si las inyecciones se dará durante el experimento, los ratones empiezan habituar a las inyecciones en el Día 2. Esto se debe hacer después de todos los ratones de la jaula han sido manipulados y se reunió con el criterio para el día. </li></ol> 3. Limpiar y probar el equipo <ol><li> Lave la bandeja inferior con agua caliente. </li><li> Limpiar las paredes y los pisos operante cámara con 30% de etanol. </li><li> Ejecutar un programa de prueba que se enciende la luz, Ventilador, y las luces de estímulo, se extiende a las palancas, y presiona la palanca de los registros. </li><li> Asegúrese de que todas las luces y los ventiladores funcionan correctamente y probar el programa para asegurarse de que todas las prensas de palanca se registran. </li><li> Palancas limpio con 30% de etanol. </li></ol> 4. Realizar la sesión operante (sesiones deben ser de 5-6 días / semana en el mismo momento del día) <ol><li> Pese cada ratón. </li><li> Cargar el programa en cada cámara y anotar el experimento de manera apropiada. La palanca de activos debe ser compensada entre los animales (es decir, la palanca de activos se asigna a la palanca a la izquierda de la mitad de los ratones, la palanca derecha se activa la otra mitad), pero el lado de la palanca activa no cambia una vez un ratón del ratón ha sido asignado. </li><li> Transporte de cada ratón a su Sala designada, cerca de la cámara, e iniciar la sesión. </li><li> Después de que termine la sesión, extraiga inmediatamente el ratón y volver a marcar la cola. </li><li> Cámaras limpias como se describe en la Sección 3. </li><li> Analizar los datos para el número de prensas de palanca activa e inactiva. Número de refuerzos y / o exactitud de palanca (prensas de palanca% activo) también pueden ser reportados. Si los ratones van a ser probados por el efecto de un tratamiento en el OSS, asegúrese de que todos los ratones de la prueba se han reunido los criterios de adquisición (por ejemplo,&gt; 20 prensas de palanca activa y&gt; 65% de prensas de palanca activa tres últimas sesiones de FR-1 ) antes de comenzar el tratamiento. </li><li> Después de la adquisición de la FR-1 de responder, el programa de reforzamiento se puede cambiar (por ejemplo, una mayor proporción fija, la proporción progresiva, la relación de azar, etc.) </li></ol> 5. Resultados representante Un ejemplo de adquisición de software libre por ratones macho C57Bl/6J se muestra en la Figura 1 (que se reproduce a partir de 23). Los ratones de control se sometieron a las mismas condiciones, salvo que presiona la palanca en cualquiera de las palancas no tenía consecuenciassecuencia. Otra cohorte de ratones se muestra en la Figura 2. En este experimento, un grupo de ratones recibió refuerzo OSS, mientras que otro grupo recibió el refuerzo de alimentos. Hemos encontrado que en las condiciones de acceso libre a la alimentación, tanto en tasa fija y progresiva respuesta son similares entre el OSS y responder por el 10% Garantizar (Figura 2, A y B). Esto permite la comparación efectiva de una manipulación en dos tipos diferentes de refuerzo (sensorial y comida) que evita confunde potenciales resultantes de estado de hambre o las diferencias en la tasa de respuesta. <img src="/files/ftp_upload/2292/2292fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1:. Prensas de palanca por los ratones OSS y los controles de los ratones recibieron OSS variados estímulos visuales y auditivos después de cada activo empujar la palanca (FR-1 programa de reforzamiento), mientras que presiona la palanca inactiva no tuvo consecuencias. Los ratones de control se sometieron a las mismas condiciones, pero no hubo consecuencia de pulsar cualquiera de las palancas (palancas se denotan 1 y 2 y contrapeso son a través de los animales de la misma manera que las palancas activas e inactivas se ven contrarrestados por los ratones OSS). Palanca activa presionando por los ratones OSS se incrementó en relación con la palanca inactiva presionando (* p &lt;0,05, ** p &lt;0,01) y no reforzado presionar una palanca de control (n = 7, 8, $ p &lt;0,05, $ $ p &lt;0,01 ). Figura realizada a partir del 23. <img src="/files/ftp_upload/2292/2292fig2.jpg" alt="Figura 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2"> Figura 2:. Prensas de palanca por los ratones y los ratones OSS de responder por los alimentos A.) Los ratones respondieron en un horario FR-1 de refuerzo de estímulos OSS o refuerzo de alimentos (10% Ensure). Todos los ratones tenían acceso ad libidum a la alimentación de la duración de los experimentos. B) Después de FR-1 sesiones, los ratones fueron avanzadas en una proporción progresiva (PR) programa de reforzamiento de cinco días. Los datos representan los promedios de los valores de los días cuatro y cinco de cada animal. La relación final se informó a la derecha del eje y se refiere al número de respuestas necesarias para obtener el refuerzo correspondiente (es decir, 30 respuestas están obligados a obtener el reforzador 10 º después de ganar nueve refuerzos con anterioridad).

<ol><li>Thomsen, M., Caine, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravenous+drug+self-administration+in+mice%3A+practical+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Genet%22%5BJournal%5D)">Intravenous drug self-administration in mice: practical considerations.</a> Behav Genet. 37, 101-118 (2006).</li>
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<li>Baron, A., Kish, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-intensity+auditory+and+visual+stimuli+as+reinforcers+for+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol+Psychol%22%5BJournal%5D)">Low-intensity auditory and visual stimuli as reinforcers for the mouse.</a> J Comp Physiol Psychol. 55, 1011-1013 (1962).</li>
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<li>Thompson, T. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+Reinforcement+in+Siamese+Fighting+Fish%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Visual Reinforcement in Siamese Fighting Fish.</a> Science. 141, 55-57 (1963).</li>
<li>Blatter, K., Schultz, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rewarding+properties+of+visual+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Rewarding properties of visual stimuli.</a> Exp Brain Res. 168, 541-546 (2006).</li>
<li>Olsen, C. M., Winder, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operant+sensation+seeking+engages+similar+neural+substrates+to+operant+drug+seeking+in+C57+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Operant sensation seeking engages similar neural substrates to operant drug seeking in C57 mice.</a> Neuropsychopharmacology. 34, 1685-1694 (2009).</li>
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<li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+phenotypes+of+inbred+mouse+strains%3A+implications+and+recommendations+for+molecular+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies.</a> Psychopharmacology (Berl). 132, 107-124 (1997).</li>
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<li>Elmer, G. I., Pieper, J. O., Hamilton, L. R., Wise, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Qualitative+differences+between+C57BL%2F6J+and+DBA%2F2J+mice+in+morphine+potentiation+of+brain+stimulation+reward+and+intravenous+self-administration%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Qualitative differences between C57BL/6J and DBA/2J mice in morphine potentiation of brain stimulation reward and intravenous self-administration.</a> Psychopharmacology (Berl). 208, 309-321 (2010).</li>
</ol>

Sensación operante que buscan es una alternativa útil a drogas por vía intravenosa la auto-administración cuando el ratón es el animal de elección. El hecho de que ni la cirugía ni el mantenimiento del catéter que se requiere es ventajosa, ya que éstas son importantes obstáculos técnicos en el ratón. OSS también es atractivo porque puede ser la medición de los aspectos de refuerzo diferencia de otros reforzadores naturales como los alimentos. Es útil señalar que las medidas de comportamiento...

<table><tbody><tr><td>Paquete de prueba de autoadministración de fármacos para ratón: cámara extra ancha y palancas retráctiles</td><td><a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Med Associates, Inc.</a></td><td>MED-307W-CT-D1</td><td>Las palancas son ultrassensibles (requieren ~2 gramos de fuerza) y están montadas a 2,2 cm sobre el suelo. Las lámparas de estímulo amarillas están montadas a 2 cm sobre cada palanca.</td></tr><tr><td>Paquete de interfaz y software</td><td><a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Med Associates, Inc.</a></td><td>MED-SYST-16</td><td>Este es el paquete para hasta 16 cámaras.</td></tr></tbody></table>

sensación operante buscando en el ratón

Operant Sensation Seeking in the Mouse

Los métodos operantes son herramientas conductuales poderosas para el estudio del comportamiento motivado. Estos métodos de «autoradministración» se han utilizado ampliamente en la investigación sobre adicción a las drogas debido a su alta validez de constructo. Los estudios operantes proporcionan a los investigadores una herramienta para la investigación preclínica de varios aspectos del proceso de adicción. Por ejemplo, los mecanismos de reforzamiento agudo (tanto por drogas como por estímulos no farmacológicos) pueden evaluarse mediante herramientas farmacológicas o genéticas para determinar la capacidad de un blanco molecular de influir en el comportamiento de autoradministración1-6. Además, se pueden estudiar conductas de búsqueda de drogas o alimentos en ausencia del reforzador primario, y la capacidad de compuestos farmacológicos para interrumpir este proceso constituye un modelo preclínico para el descubrimiento de blancos moleculares y compuestos que podrían ser útiles en el tratamiento de la adicción3,7-9. Un problema al realizar estudios de autoradministración intravenosa de drogas en el ratón es la dificultad técnica de mantener la permeabilidad del catéter. Las tasas de pérdida en estos experimentos son altas y pueden alcanzar el 40 % o más10-15. Otro problema general con la autoradministración de drogas es determinar qué efectos farmacológicamente inducidos del reforzador producen conductas específicas. Por ejemplo, la medición de los efectos reforzantes y neurológicos de los psicoestimulantes puede verse confundida por sus efectos psicomotores. Los métodos operantes que utilizan reforzamiento alimentario pueden evitar estas dificultades, aunque su utilidad en el estudio de la adicción a las drogas está limitada por el hecho de que algunas manipulaciones que alteran la autoradministración de drogas tienen un impacto mínimo sobre la autoradministración de alimentos. Por ejemplo, la lesión de la dopamina mesolímbica o la eliminación del receptor de dopamina D1 reducen la autoradministración de cocaína sin tener un impacto significativo en la autoradministración de alimentos12,16. 
Se ha descrito que los estímulos sensoriales apoyan la respuesta operante como reforzadores primarios (es decir, no reforzadores condicionados)17-22. Diversas especies se autoministran estímulos auditivos y visuales18,21,23, aunque sorprendentemente se conoce muy poco sobre los mecanismos neuronales que subyacen a este refuerzo. El modelo de búsqueda operante de sensaciones (OSS) es un modelo robusto para obtener la autominicistración sensorial en el ratón, lo que permite estudiar los mecanismos neuronales importantes en el refuerzo sensorial24. Una ventaja adicional del OSS es la posibilidad de evaluar ratones mutantes en busca de diferencias en el comportamiento operante que podrían ser relevantes para la adicción. Hemos informado que ratones knockout del receptor de dopamina D1, que previamente se demostró que eran deficientes en la autominicistración de psicoestimulantes, también fracasan en adquirir el OSS24. Este hallazgo es único, ya que estos ratones son capaces de aprender una tarea operante cuando se utiliza comida como reforzador. Aunque los estudios operantes que emplean refuerzo alimentario pueden ser útiles para investigar el comportamiento motivado en general y los mecanismos subyacentes al refuerzo por alimento, como se mencionó anteriormente, su aplicación al estudio de los mecanismos moleculares de la adicción a las drogas es limitada. Por lo tanto, podría haber sustratos neuronales similares que median el refuerzo sensorial y el refuerzo por psicoestimulantes, distintos del refuerzo por alimento, lo que haría del OSS un modelo particularmente atractivo para el estudio de los procesos de adicción a las drogas. El grado de superposición entre otros blancos moleculares del OSS y los reforzadores farmacológicos no está claro, pero es un tema que actualmente estamos investigando. Aunque algunos aspectos de la adicción, como la resistencia a la extinción, pueden observarse con el OSS, hemos encontrado que la escalada25 no se observa en este modelo24. Curiosamente, la escalada en la ingesta y algunos otros aspectos de la adicción sí se observan con la autominicistración de sacarosa26. Por lo tanto, cuando se desean procedimientos operantes no farmacológicos para estudiar procesos relacionados con la adicción, se pueden elegir reforzadores alimentarios o sensoriales según cuál se ajuste mejor a la pregunta específica que se desea responder. 
En conclusión, tanto la autoadministración de alimento como el OSS en el ratón tienen la ventaja de no requerir un catéter intravenoso, lo que permite un método de mayor rendimiento para estudiar los efectos de manipulaciones farmacológicas o genéticas sobre dianas neuronales implicadas en la motivación. Si bien las pruebas operantes que utilizan alimento como reforzador son particularmente útiles para estudiar la regulación de la ingesta alimentaria, el OSS es especialmente adecuado para estudiar los mecanismos de refuerzo de estímulos sensoriales y podría tener una amplia aplicabilidad en el estudio de la búsqueda de novedad y la adicción.

En este protocolo se describe un método de aprendizaje operante con estímulos sensoriales como un refuerzo en el ratón. Que no requiere formación previa o la restricción de alimentos, y que permite el estudio de la conducta motivada, sin el uso de un reforzador farmacológico o naturales, tales como los alimentos.

Sensación operante Buscando en el ratón

Los métodos operantes son herramientas conductuales potentes para el estudio del comportamiento motivado. Estos métodos de «autoadministración» se han utilizado extensamente en el estudio de las drogas...

El objetivo general de este procedimiento es estudiar el comportamiento motivado en ratones entrenándolos para realizar una respuesta operante a cambio de un refuerzo sensorial. Esto se logra mediante la elaboración de un programa para entregar estímulos sensoriales variables. Cuando el animal realiza una tarea operante, es muy importante mantenerlo tranquilo durante el manejo, por lo que el experimentador debe habituar a los ratones antes de la prueba. Una vez que los ratones están habituados, el siguiente paso consiste en realizar sesiones diarias de pruebas operantes con una razón fija de uno. Finalmente, el programa de refuerzo puede avanzarse a un programa diferente, como razón progresiva, razón aleatoria o prueba de razón de intervalo variable. El esquema de búsqueda sensorial operante puede utilizarse para mostrar cambios en la respuesta operante como resultado de una manipulación genética o farmacológica.La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes, como la autoadministración intravenosa de fármacos en el ratón, es que no requiere entrenamiento quirúrgico ni restricción alimentaria. Además de proporcionar información sobre el comportamiento motivado,

Research

Investigación

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Neuroscience

Neurociencia

Propiedades fundamentales, sin embargo, exclusiva del sistema olfativo de roedores han llevado a su estudio cada vez mayor entre los biólogos. Una evaluación relativamente simple de su función se necesita también. A continuación se describen las pruebas sensibles para la caracterización de la sensibilidad del ratón olfativo y preferencias.

Pruebas del comportamiento olfativo en el ratón adulto

El presente informe detalla el protocolo empleado para medir los efectos de recompensa de alimentos altos en grasa en ratones mediante una tarea progresiva relación de condicionamiento operante.

Progresista-relación de respuesta de alimento sabroso de alta en grasa y azúcar en ratones

Presentamos una prueba olfativa sencilla e imparcial en ratones. Con este protocolo, la discriminación olfativa, la preferencia, la evitación y la sensibilidad a un olor nuevo en comparación con el agua se pueden evaluar en sesiones conductuales únicas. Este método está indicado para un solo experimentador y el análisis se basa en el procesamiento de vídeo asistido por ordenador.

Simple y asistida por ordenador de pruebas olfativas para Ratones

Este artículo describe un nuevo protocolo para la medición cuantitativa de la motivación social en ratones utilizando el condicionamiento operante para una recompensa social. El protocolo es útil para la medición de la motivación social en modelos de ratón de autismo y otros trastornos del comportamiento social.

La cuantificación de la motivación social en ratones utilizando Condicionamiento operante

Este protocolo está destinado a permitir a los investigadores realizar experimentos diseñados para probar estos aspectos de la adicción utilizando los ensayos de preferencia de lugar condicionado y sensibilización conductual locomotora.

Evaluación del comportamiento de sensibilización inducida por la cocaína y la preferencia de lugar condicionado en ratones

Las anormalidades cognitivas atencionales que cambian de conjunto son una característica central de muchas enfermedades psiquiátricas. Aquí, presentamos el desarrollo de un nuevo sistema automático para el estudio efectivo de las habilidades de cambio de configuración atencional, las funciones ejecutivas y otras habilidades cognitivas en ratones con alta validez traslacional para estudios en humanos.

Una operante intra / extra-dimensional Conjunto de cambio de tareas para ratones

Aquí capacitamos a ratones en una tarea de aprendizaje asociativo para probar la discriminación de olor. Este protocolo permite también estudios sobre cambios estructurales inducidos por el aprendizaje en el cerebro.

Una prueba objetiva y Reproducible de aprendizaje olfativo y discriminación en ratones

Este protocolo mide aprendizaje espacial y memoria con el laberinto de Barnes. Un nuevo paradigma de Damsel en señal de socorro se utiliza para evaluar la actividad locomotriz y conducta prosocial en ratones.

Analizar el aprendizaje espacial y el comportamiento Prosocial en los ratones con el laberinto de Barnes y paradigmas de la damisela en peligro

Este artículo proporciona una descripción detallada de un nuevo protocolo de sesgo de juicio del ratón. También se demuestra la sensibilidad de esta tarea de excavación olfativa al estado afectivo y se discute su utilidad en diversos campos de investigación.

Evaluación del sesgo de juicio del ratón a través de una tarea de excavación olfativa

Aquí, presentamos una configuración simplificada de hardware y software de código abierto para investigar el aprendizaje espacial del mouse utilizando realidad virtual (VR). Este sistema muestra una pista lineal virtual a un ratón con cabeza restringida que se ejecuta en una rueda utilizando una red de microcontroladores y una computadora de placa única que ejecuta un paquete de software gráfico Python fácil de usar.

Un sistema de realidad virtual de código abierto para la medición del aprendizaje espacial en ratones con cabeza restringida

Este protocolo describe la construcción de un olfatómetro para experimentos de comportamiento olfativo de pasa/no pasa. Se proporcionan instrucciones paso a paso, junto con imágenes, para garantizar la construcción exitosa del olfatómetro. También se incluye información para solucionar los problemas encontrados durante el proceso.

Construcción de un olfatómetro para estudios de comportamiento olfativo de roedores

Aprende a estudiar el comportamiento motivado en ratones mediante refuerzos sensoriales sin restricción alimentaria. Este método permite investigar el aprendizaje operante y su modulación genética o farmacológica en neurociencia.

Sensación operante Buscando en el ratón

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