10 septembre 2018
Une analyse coûts-avantages est une approche de plateau de balance qui le cerveau effectue au cours du processus décisionnel. Ici, nous vous proposons un protocole pour former les rats sur un modèle décisionnel basé sur l’opérant, où les rats choisissent des récompenses supérieures au détriment d’attendre 15 s à les recevoir.
Cette technique peut répondre à des questions clés en neurosciences cognitives, telles que la façon dont la comparaison des conséquences et des causes peut affecter la prise de décision. Le principal avantage de cette technique est que les éléments spéciaux tels que l’emplacement de la planche n’affectent pas la décision de l’animal. Commencez par restreindre l’accès à la nourriture aux rats mâles adultes dans une pièce avec un cycle lumière/obscurité de 12 heures.
Du premier au troisième jour, manipulez les animaux pendant cinq minutes deux fois par jour. Ensuite, pesez les animaux après chaque séance de manipulation pour déterminer la quantité d’alimentation libre. Ensuite, procurez-vous un labyrinthe en T équipé de trois cloisons ou bras, de deux haut-parleurs de stimulus, de cinq portes rétractables et de cinq capteurs de mouvement infrarouges ou de capteurs à faisceau infrarouge ou IRB.
Copiez le code du logiciel expérimental dans l’ordinateur. Ensuite, téléchargez le logiciel expérimental et installez-le sur un ordinateur. Connectez le microcontrôleur à l’ordinateur à l’aide d’un port USB.
Ensuite, sur l’ordinateur, cliquez sur l’icône du logiciel, allez dans Outils, puis sélectionnez Port. Dans le menu déroulant, choisissez le port COM qui relie le logiciel à l’ordinateur. Allez dans Outils et sélectionnez Tableaux.
Dans le menu déroulant, sélectionnez le type de logiciel qui contrôle le labyrinthe en T. Ensuite, cliquez sur Télécharger en haut à gauche de la fenêtre de l’interface. Sélectionnez le code du logiciel expérimental, attendez la fin du processus.
Une fois le processus terminé, cliquez sur Moniteur série en haut à droite de la fenêtre de l’interface. Ensuite, dans une nouvelle fenêtre contextuelle, changez le débit en bauds à 115, 200. Pendant les cinq jours précédant la journée d’expérience, amenez les animaux dans la salle d’expérience pendant au moins une heure.
Laissez 10 granules de sucre à chaque bras de but et laissez toutes les portes ouvertes. Du premier au troisième jour, placez les animaux individuellement dans le labyrinthe pendant des périodes de 10 minutes une fois par jour pour explorer le labyrinthe sans aucune restriction. Du quatrième au cinquième jour, placez les animaux individuellement dans le labyrinthe.
Laissez deux granulés dans chaque bras et laissez-les goûter la nourriture des deux côtés. Retirez l’animal du labyrinthe immédiatement après avoir mangé les granulés des deux côtés ou après cinq minutes d’entrée dans le labyrinthe. Enfin, après chaque séance d’habituation, nettoyez les sols du labyrinthe avec de l’éthanol à 70 % et assurez-vous que l’éthanol s’est évaporé avant de placer le prochain animal dans le labyrinthe.
Le sixième jour, amenez les animaux dans la salle d’expérimentation au moins une heure avant le début de l’expérience. Exécutez le logiciel et définissez le numéro d’essai sur 14, dont les quatre premiers essais seront des essais à choix forcé et les autres seront des essais à choix. Avant le début de chaque essai, placez quatre pastilles dans le bras de but qui doit être indiqué comme le bras de récompense élevée, HRA, et deux pastilles dans l’autre bras qui est le bras de récompense faible, LRA.
Pour l’entraînement à l’essai de choix forcé, bloquez de manière pseudo-aléatoire un bras avant chaque essai afin que l’animal soit forcé de sélectionner l’autre bras. Placez un animal dans la boîte de départ. Après cinq à sept secondes, ouvrez simultanément la porte de démarrage et cliquez sur Démarrer dans la fenêtre d’interface du logiciel.
Récupérez l’animal immédiatement après avoir mangé des granulés ou après cinq minutes dans le labyrinthe et laissez-le dans la cage familiale pendant deux minutes. Avant chaque essai, fermez la porte B dans le bras qui est sélectionné par le logiciel comme étant l’HRA. Laissez la porte A ouverte dans le bras opposé, le LRA.
Ensuite, placez un animal dans la boîte de départ. Après cinq à sept secondes, ouvrez simultanément la porte de départ et cliquez sur Démarrer. Laissez l’animal choisir librement l’un ou l’autre bras.
Si l’animal choisit l’HRA, ouvrez la porte A, laissez l’animal entrer dans la chambre, fermez la porte A et ouvrez immédiatement la porte B pour permettre à l’animal d’accéder au puits de nourriture sélectionné. Si l’animal choisit l’ELR, ouvrez la porte B afin de bien lui permettre d’accéder à la nourriture. Ensuite, retirez l’animal après qu’il ait bien mangé toute la nourriture de la nourriture sélectionnée et laissez-le dans la cage familiale pendant deux minutes.
Complétez les 10 essais de choix pour chaque animal et notez le choix de l’animal, soit HRA ou LRA dans chaque essai. Calculez le pourcentage de choix à récompense élevée, HRC, pour tous les essais de choix après chaque séance d’entraînement. Enfin, une fois que chaque animal a atteint 80 % du HRC dans la formation à la discrimination, terminez la formation sur le retard en ouvrant la porte B après un délai de cinq secondes une fois que l’animal a choisi l’HRA.
Effectuez 10 essais par jour pour chaque animal. Les résultats ont indiqué qu’il y avait une diminution des puissances de basse et de haute fréquence dans l’ACC du début à la fin du stimulus. En comparant le temps passé à l’extérieur de la chambre avec le temps passé dans la chambre, l’analyse spectrale n’a montré aucun changement dans les activités oscillatoires dans l’ACC.
De plus, les activités dans la bande de fréquences moyennes à hautes dans l’OFC ont augmenté après le début du stimulus. Aucun changement significatif n’a été observé dans les fenêtres temporelles de la préchambre et de la chambre lorsqu’elles ont été comparées ensemble. Lors de la tentative de cette procédure, il est important d’éliminer toute source d’anxiété car elle peut affecter la décision de l’animal et nuire à la fiabilité du résultat.
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Cette étude propose un protocole pour former des rats mâles adultes dans un paradigme de prise de décision basé sur l'opérant afin d'étudier les analyses coûts-bénéfices pendant la prise de décision. L'accent est mis sur la façon dont le cerveau pèse la récompense et les temps d'attente, mettant en lumière des perspectives comportementales et cognitives en neurosciences.
This protocol enables automated assessment of cost-benefit decision-making in rodents, providing a standardized platform for evaluating neural mechanisms underlying reward valuation and impulse control. By quantifying behavioral choices and correlating them with electrophysiological readouts, it supports target validation in neuropsychiatric drug discovery, particularly for disorders involving impaired decision-making such as addiction and depression. The automation and reproducibility enhance translational confidence in early-stage mechanistic de-risking.
The method fits within the discovery biology phase, where it informs target selection by modeling cognitive endophenotypes relevant to psychiatric indications.