Article de méthode

Pavlovien formation d'approche conditionnée chez le rat

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DOI :

10.3791/53580

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4 février 2016

 , 
1Neuroscience Graduate Program, University of Michigan, 2Department of Psychiatry, University of Michigan

Dans cet article

Résumé

Ici, nous présentons un protocole pour susciter un comportement d’approche conditionné pavlovienne chez le rat. Cette procédure peut être utilisée pour mesurer les différences individuelles dans la tendance à approcher et à attribuer la saillance incitative aux indices liés à la récompense et à étudier la vulnérabilité à la dépendance.

Résumé

Indices qui sont contingente jumelés avec conditionnés, stimuli enrichissantes peuvent acquérir des propriétés récompenser eux-mêmes à travers un processus connu sous le nom de l'attribution d'incitation saillance, ou la transformation des stimuli neutres dans attractif, "voulaient" stimuli capables de motiver le comportement. Approche conditionné pavlovien (PCA) développe après la présentation de réponse indépendant d'un stimulus conditionné (CS, par exemple, un levier) qui prédit la livraison d'un stimulus inconditionnel (US, par exemple, une boulette de nourriture) et peut être utilisé pour mesurer incitation saillance Pendant la formation, trois modèles. réponses du climatisées (CRS) peuvent se former:. comportement signer de suivi (CS-dirigé CR), le comportement de but de suivi (US-dirigé CR), et une réponse intermédiaire (deux CRS) Inscrivez-trackers attribuent incitation saillance de récompenser-connexes indices et sont plus vulnérables à la réintégration induite cue-de chercher la drogue ainsi que d'autres comportements liés à la toxicomanie, ce qui rend PCA un potprocédure entially précieux pour l'étude addiction vulnérabilité. Ici, nous décrivons les matériaux et les méthodes utilisées pour susciter des comportements PCA de rats ainsi que d'analyser et d'interpréter le comportement PCA dans des expériences individuelles.

Introduction

La transition de la consommation de drogues à la dépendance implique des interactions complexes entre pavlovien et instrumentale 1,2 d'apprentissage. Au cours de prise de drogue et les comportements de recherche, les actions et les résultats sont tirés par des processus instrumentaux; Cependant, les relations entre les stimuli (par exemple, queues liées à la drogue) et les récompenses sont également appris à travers des processus de Pavlov. Indices pavlovien acquièrent une valeur prédictive, mais ils peuvent aussi acquérir incitation valeur de motivation 3, par lequel ils deviennent attrayants, souhaitable, et capable de promouvoir et de maintenir récompense le comportement de recherche 4.

Beaucoup de procédures d'enquête récompense l'apprentissage chez les animaux, cependant, ne permettent pas le désenchevêtrement des prédictive par rapport incitation apprentissage de motivation. Dans les procédures médicament auto-administration, par exemple, les deux éventualités instrumentales et de Pavlov sont généralement utilisés, tels que les rats apprennent à effectuer une action (par exemple, le nez-poking, levier de pression, etc.) afin de recevoir un résultat (c.-à-perfusion de drogues par voie intraveineuse). Le résultat gratifiant est également jumelé avec stimuli Pavlov (par exemple, l'éclairage d'un port de nez-poche, la présentation de la lumière de signal, bruit de la pompe à perfusion, sentiment intéroceptive de distribution de fluide dans la circulation sanguine, etc.). Il est souvent difficile dans ces procédures si les indices soutiennent les actions dirigées vers un but tout simplement en raison de leur relation prédictive avec la récompense, ou si les indices ont acquis des propriétés de motivation incitation de leur propre.

Afin d'isoler expérimentalement la valeur de motivation d'incitation de la valeur prédictive des stimuli de Pavlov, notre laboratoire utilise une procédure pavlovien approche conditionné (PCA) afin d'identifier les rats qui attribuent incitation saillance de récompense liée indices. Au cours d'une session de formation, un stimulus conditionné (CS, par exemple, un levier) réponse-indépendamment prédit la LivrEry d'un stimulus inconditionnel (US, par exemple, une boulette de nourriture). Au cours de plusieurs sessions de formation, trois phénotypes développent: signer de suivi (réponse conditionnée CS-dirigé [CR]), l'objectif de suivi (CR US-dirigé), et une réponse intermédiaire (deux CRS). Pour de but trackers (SMT), le CS est utilisé comme un indicateur de la livraison de récompense; Toutefois, pour les inscriptions trackers (STS), le CS est attribuée avec incitation saillance, devenir attractif et désirable. Dans cette revue, nous décrivons l'équipement, l'installation, et le traitement de données nécessaire pour effectuer une procédure de PCA. En outre, nous fournissons des résultats représentatifs de la formation PCA, décrivent considérations expérimentales importantes, et de discuter de l'utilité présumée des procédures de l'APC dans les enquêtes sur la toxicomanie et d'autres troubles neuropsychiatriques.

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Protocole

Toutes les procédures ont été approuvées par le Comité de l'Université sur l'utilisation et l'entretien des animaux (UCUCA; Université du Michigan, Ann Arbor, MI).

1. Matériel et Logiciel

  1. Obtenir chambres et appareils opérant commerciales. Voir le tableau matériaux.
  2. la formation de conduite chez le rat opérant chambres de conditionnement (24,1 cm de largeur x 20,5 cm de profondeur x 29,2 cm de hauteur), situé dans les armoires de insonorisants avec des ventilateurs de ventilation pour fournir le bruit ambiant.
  3. Équiper chaque chambre avec un magazine de culot (réceptacle), situé au centre de la paroi avant de 21,6 cm de largeur de la chambre opérant 3 cm au-dessus du sol en inox grille en acier. Assurez-vous que le magazine de culot contient un capteur infrarouge qui est capable de détecter les entrées de la tête dans le dispositif.
  4. Connecter le magasin de pellets d'un distributeur de granulés, granulés qui délivre alimentaires aromatisées de bananes (45 mg).
  5. D'une manière de contre-balancée, position que l'on le rétractablever (CS) d'environ 2,5 cm de chaque côté du récipient de granulés (gauche ou droite) 3 cm au-dessus du sol en inox grille en acier.
  6. Assurez-vous que le levier comporte une lumière de repère LED à l'intérieur pour faire le levier prolongé visuellement plus visible.
  7. Si vous utilisez un levier rétractable, calibrer le levier en plaçant un poids de calibrage de 10 g au-dessus du levier, puis en ajustant la vis de calibrage (situé sur le dessus de l'appareil) avec une clé hexagonale de l'écrou jusqu'à ce que le poids en lui-même est capable de déprimer le levier.
  8. Équiper une maison de lumière rouge dans la partie supérieure de la chambre sur le mur en face de la prise de magazine.
    Remarque: Une maison de la lumière rouge est utilisé pour augmenter la marquées du levier illuminé.

2. Formation PCA

  1. Pair-maison mâles adultes rats Sprague-Dawley (250-300 g) à l'arrivée et les laisser reposer pendant au moins deux jours de la colonie du logement, qui est maintenu sur un cycle de 12 heures de lumière / obscurité.
  2. manipulé each rat pendant au moins 1 min par jour pendant deux jours afin d'acclimater les rats au contact humain. Fournir rats accès ad libitum à la nourriture et de l'eau dans la colonie de logement.
  3. Familiarisez-rats avec les boulettes de nourriture saveur de banane en plaçant boulettes de nourriture dans leurs cages à domicile (environ 15 pastilles par rat) pendant deux jours, en commençant trois jours avant la formation PCA.
    Remarque: Si les rats sont logés paire, il est utile de séparer les granulés de manière égale sur les deux côtés de la cage d'accueil.
  4. Programme préformation
    Note: Tous notre programmation est effectuée en utilisant MEDState Notation (pour Med Associates, logiciels), et le manuel est disponible en ligne (mednr.com/pdf/doc003_MedPCProgramr.pdf). Les programmes sont écrits comme des documents non formatés de texte (par exemple, ASCII ou texte DOS) à l'aide MedState Notation, enregistré avec l'extension appropriée (c.-à-[fichier] .mpc), puis traduit en utilisant le programme MED-PC, Trans IV. Toutes ces étapes sont fournies de façon plus détaillée dans le pro précitéeprogrammation manuelle.
    1. Créer un programme de préformation qui offre cinquante boulettes de nourriture sur un temps variable (VT) d'horaire de 30 sec 5 min après le début du programme (ie, une boulette de nourriture est livrée en moyenne toutes les 30 secondes, mais la livraison effective varie de façon aléatoire entre 0- 60 sec).
    2. Écrire le programme de préformation de telle sorte que la maison de lumière rouge est allumée, mais le levier reste rétracté pendant la durée du programme (environ 25 min).
    3. Effectuer préformation et toute expérimentation ultérieure pendant le cycle de lumière.
    4. Un jour avant la formation PCA, placer chaque rat dans une chambre opérant, fermer et verrouiller la porte de la chambre, et fermer la porte de l'armoire insonorisant.
    5. Démarrez le programme de préformation dès que possible après avoir placé chaque rat dans sa chambre.
    6. Retirez chaque rat de sa chambre le plus tôt possible après la fin du programme.
    7. Noter le nombre de pastilles consommées et exclure les rats qui ne consomment pas la totalité de lapellets de tests supplémentaires.
  5. Créer un programme de formation PCA qui offre 25 essais dans environ 40 min, en commençant 1 min après le début du programme.
    1. Écrire le programme de sorte que pendant chaque essai le levier est prolongé dans la chambre et allumé pendant 8 secondes.
    2. Programme levier de rétraction à suivre immédiatement par la livraison d'une boulette de nourriture réponse indépendant dans le magasin de culot.
    3. Séparez chaque essai sur un programme de sec VT 90 (à savoir, l'extension de levier et la livraison de boulette de nourriture subséquente se produit en moyenne tous les 90 sec, mais la livraison effective varie de façon aléatoire entre 30-150 sec).
    4. Placez chaque rat dans une chambre de conditionnement, fermer et verrouiller la porte de la chambre, et fermer la porte de l'armoire insonorisant.
    5. Démarrez le programme de formation PCA dès que possible après avoir placé chaque rat dans sa chambre.
    6. Retirez chaque rat de sa chambre le plus tôt possible après la fin du programme.
    7. Erats xclure qui ne consomment pas tous les granulés de tout autre test.

3. Traitement des données

  1. Transférer des informations de sortie à une feuille de calcul (par exemple, une feuille de calcul).
  2. Créer un profil qui extrait des informations d'identification (numéro de l'objet, la date de début, l'heure de début et le numéro de boîte) ainsi que des informations de sortie (nombre et la latence des presses à levier et les entrées de magazines).
    Remarque: Dans les expériences, les entrées de magazine non-CS sont également extraits par le profil. Définir des entrées de magazines non-CS que les entrées dans le magasin qui se produisent en dehors de la période 8 sec CS et pendant la VT 90 sec (c.-à-60-120 sec) période pendant laquelle le levier est pas prolongé.
  3. Traiter les données plus en plafonnant les communiqués de levier et de magazines entrée latences à 8 sec (ie, la durée de la présentation CS). Ceci peut être réalisé dans une feuille de calcul grâce à la fonction SI: IF (X> 8,8, X).
  4. calculer des scoresun biais de réponse (nombre total de presses à levier et les entrées de magazines pour une session; [levier presses - entrées de magazines] / [levier presses + entrées de magazines]), le score de latence (c.-à-temps de latence moyen de réaliser une presse à levier ou l'entrée du magasin au cours d'une session; [le magazine entrée latence - levier presse latence] / 8), et la différence de probabilité (c.-à proportion de presses à levier ou des entrées de magazines; [levier presse probabilité - le magazine entrée probabilité]) 5.
    Remarque: Avec ces formules, toutes les partitions devrait se situer entre 1,0 et -1,0.
  5. Calculer un score d'index PCA pour chaque rat en moyennant sa biais de réponse, le score de latence, et la différence de probabilité dans chaque session individuelle.
    Remarque: Le score de l'indice PCA devrait se situer entre 1,0 et -1,0.

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Résultats

Nous avons constaté que 5-7 séances quotidiennes d'entraînement PCA est suffisante pour rats phénotype que ST, GT, et les intervenants intermédiaires (RI), bien que les rats peuvent être formés en outre en fonction des besoins d'un laboratoire ou d'une expérience particulière. Phénotypage est basé sur l'APC index scores, qui sont calculées en faisant la moyenne du biais de réponse, le score de latence, et la différence de probabilité de sessions individuelles comme décrit...

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Discussion

formation PCA peut être utilisé pour déterminer la variation individuelle dans la tendance à attribuer incitation saillance aux signaux conditionnés, ce qui a été avancé comme une composante importante de la dépendance vulnérabilité. Par exemple, il a déjà été démontré que ST attribuent incitation saillance à la fois les aliments et drogues indices 6, et les deux aliments et des indices liés à la drogue activer les régions du cerveau similaires au sein d'un circuit de amygdalo-striatum-thalamique dans

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été financé par le Département de psychiatrie de l’Université du Michigan (U032826 ; JDM), l’Institut national de lutte contre l’abus de drogues (NIDA ; K08 DA037912-01 ; JDM) et la bourse d’études supérieures en sciences et ingénierie de la défense nationale (NDSEG) du ministère de la Défense (DoD).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Chambre d’essai opérante modulaire standard avec dessus modifié pour RatMed Associates, Inc.ENV-008CTLe dessus a une fente d’accès pour les laisses d’administration de médicaments ou d’autres systèmes de harnais ; livré avec ENV-008CTC (Insert de couverture) pour la fente d’accès
Cabine d’insonorisation en PVC expanséMed Associates, Inc.ENV-022V
Ensemble d’exploitation PCI pour jusqu’à seize chambresMed Associates, Inc.MED-SYST-16En fonction du nombre de chambres opérantes, MED-SYST-8 (PCI Operating Package for up up Eight Chambers) est également disponible
SmartCtrlMed Associates, Inc.DIG-716P2
Câble universel, 25&prime ; (7,6 m)Med Associates, Inc.SG-210CBBasé sur les besoins individuels, SG-210CB-50 (Câble universel, 50&prime ; [15,2 m]) est également disponible
18&Prime ; (45,7 cm) Mini-MolexMed Associates, Inc.SG-216AEn fonction des besoins individuels, le SG-216A-2 (2&prime ; [61,0 cm] 3 broches Mini-Molex) est également disponible
Câble d’alimentation, 25&prime ; (7,6 m)  ;Med Associates, Inc.SG-210CP-25
Plancher grillagé en acier inoxydable pour RatMed Associates, Inc.ENV-005Selon préférence, ENV-005A (Sol en Grille En Acier Inoxydable pour Souris) est également disponible.
Déchets réutilisables PanMed Associates, Inc.ENV-007-P3
Ensemble de panneau de remplissage pour chambre d’essai modulaire standardMed Associates, Inc.ENV-008-FP
Distributeur modulaire de granulés pour rat, 45 mgMed Associates, Inc.ENV-203M-45
Récipient à granulés, type AugeMed Associates, Inc.ENV-200R2MSelon les préférences, ENV-200R1M (réceptacle à granulés, type tasse) est également disponible.
Levier rétractableMed Associates, Inc.ENV-112CMCalibré à 25 g ; doit être ajusté à 10 g avant la formation à l’approche conditionnée pavlovienne
Signal de levier rétractable LightMed Associates, Inc.ENV-112CML
Lampe de maison pour RatMed Associates, Inc.ENV-215M
Ampoules de remplacement 100 mA, paquet de 10Med Associates, Inc.SG-800Rde couleur rouge ; à utiliser avec les granulés ENV-215M (House Light for Rat),
45 mg, Primate Purified Diet, Saveur BananeBio-ServF005950,000/boîte  ;
à 3 broches

Références

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Mots-clés

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