Name: Quantificare motivazione sociale nei topi mediante condizionamento operante (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 43 s
Description: Impara a quantificare la motivazione sociale nei topi mediante condizionamento operante. Questo metodo permette di confrontare la ricompensa sociale con quella alimentare nei modelli murini di autismo.

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Ringraziamo il Consiglio di Ricerca di Facoltà presso Azusa Pacific University di sovvenzioni. Ringraziamo anche Ashley Schneider, Michael Gregg, e Hannah Esempio per il supporto tecnico.

Questa ricerca è stata approvata dal Institutional Animal Care and Use Committee Azusa Pacific University. Tutte le procedure che coinvolgono gli animali sono stati effettuati seguendo le raccomandazioni della Guida per la cura e l&#39;uso di animali da laboratorio del National Institutes of Health. 1. Modifica Apparecchi di motivazione sociale e Valence confronto test Paradigmi <ol><li> Al fine di testare topi in attività operante del comportamento sociale, modificare centro scatole navetta modulare di canale. Queste scatole navetta misurano 44 centimetri x 17,3 centimetri e sono realizzati in plexiglas e acciaio inossidabile. </li><li> Modifica una porta a ghigliottina programmabile montando una griglia di filo alla faccia dello stipite. La griglia filo dovrebbe consentire limitata contatti sociali ma non permettere ai topi di attraversare da una camera all&#39;altra. </li><li> Utilizzando la porta a ghigliottina programmabile, dividere ogni scatola in due camere: ciascuno dei quali misura circa 22 cm x 17,3 centimetri. Designare una camera come the camera di prova e l&#39;altro come camera del bersaglio. </li><li> Inserire leve mouse nella camera di prova sulla parete opposta della porta a ghigliottina. Collocare un liquido ricettacolo cibo mestolo tra le due leve del mouse. </li><li> Programmare le leve del mouse per aprire il porta a ghigliottina o presentare un alimento premio liquido, a seconda del paradigma test. </li><li> Collegare un pulsante palmare per l&#39;apparato e il programma per aprire la porta a ghigliottina (per la sagomatura manuale di prova topi). </li><li> Montare ogni scatola navetta con un controller I / R a otto canali per monitorare l&#39;attività sul pavimento griglia metallica di ogni camera. Montare una videocamera digitale USB sopra la camera di prova e collegarla a un computer. Racchiudere l&#39;intero apparato di un melammina attenuazione del suono cubicolo. </li><li> Eseguire i programmi operanti con programmi personalizzati scritti in laboratorio. </li></ol> 2. Un progetto per il Mice per il Motivation paradigma sociale <ol><li> Inserire un topo di prova nel test cHamber e un&#39;età e sesso del mouse stimolo nella camera di destinazione. </li><li> Formare il mouse test per premere le leve per aprire la porta a ghigliottina utilizzando il metodo di formatura o di rinforzo di approssimazioni successive alla risposta operante desiderato. Durante questa procedura di sagomatura, fornire rinforzo manualmente premendo il pulsante palmare programmato per controllare la porta a ghigliottina. Nota: Rinforzo consiste nell&#39;aprire la porta a ghigliottina per 15 sec, quindi permettendo l&#39;accesso al mouse stimolo attraverso la griglia metallica. </li><li> Osservare il mouse nella camera di prova si utilizza la fotocamera montata sopra la camera di prova. </li><li> Treno ogni mouse in una serie di 30 min sedute giornaliere fino a che non dimostrano di almeno 10 risposte operante (presse a leva) in 3 su 5 sessioni di test consecutivi. Ruotare topi attraverso scatole di navetta con l&#39;assegnazione casuale. </li><li> Se i topi non raggiungono tale criterio dopo 30 sedute di allenamento giornaliere, togliere i topi dalla sperimentazione e designate come non-studenti. Nota: Il numero di sessioni di allenamento giornaliere può essere prorogato oltre il 30 a seconda delle preferenze del ricercatore. </li><li> Alternate i topi stimolo utilizzati durante formatura in modo che un diverso mouse viene utilizzato ogni altro giorno. </li><li> Scatole navetta Clean tra ogni sessione di allenamento con il 70% di alcol etilico. Inoltre, a seguito del completamento di testare ogni giorno, pulire tutte le apparecchiature con un detergente disinfettante. </li></ol> 3. Test del Mice nella motivazione paradigma sociale <ol><li> Posizionare un topo addestrato prova nella camera di prova e l&#39;età e sesso del mouse stimolo nella camera di destinazione. Durante il test, utilizzare un pool di almeno 10 topi di stimolo da assegnare a ciascun topo di prova in modo che i topi di stimolo si ripetono solo dopo 10 sessioni di test al giorno. Non usare i topi di stimolo utilizzati durante plasmare per i test. </li><li> Programmare la porta a ghigliottina per aprire su un programma rapporto progressivo di rinforzo in modo che il numero di operante resposte (presse a leva) necessari per ottenere la ricompensa sociale del 15 sec accesso al mouse bersaglio aumenta aritmeticamente da un tasso fisso di 3 ogni prova. </li><li> Programmare le sessioni di prova per terminare quando il mouse si ferma prova leva premendo per cinque minuti consecutivi. </li><li> Registrare l&#39;ultimo completato (rinforzato) rapporto come il punto di interruzione. Utilizzare questa misura dipendente come indice di motivazione sociale. Verificare ogni mouse per 20 sessioni giornaliere consecutive o per almeno 10 sessioni di test dopo si osservano livelli di prestazione asintotica. </li><li> Pulire le caselle di navetta tra ogni sessione di test con il 70% di alcol etilico e dopo il completamento della prova ogni giorno con un detergente disinfettante. </li></ol> 4. Confronto tra Valence sociale Versus ricompensa in cibo <ol><li> Dopo che tutti i topi completano il paradigma motivazione sociale, testare questi stessi topi in un compito progettato per confrontare la valenza del premio sociale con quella di un premio alimentare. </li><li> Programmare una levaper aprire la porta a ghigliottina e presentare il premio sociale per 15 sec e programmare la leva opposta a presentare un alimento premio liquido per 15 secondi. Nota: La ricompensa cibo liquido utilizzato in questo protocollo consisteva di latte evaporato addolcito con lo 0,2% di saccarosio. Preparare una quantità sufficiente (in genere 500 ml) per presentare ripetutamente ricompense di 0,02 ml per ogni mouse. </li><li> Assegnare topi prova alternati contingenze leva / ricompensa per controllare i potenziali bias leva tra i topi. Quindi, assegnare la metà dei topi in ogni gruppo di test ad una leva sinistra / ricompensa alimentare e leva destra / rendimento contingenza sociale e l&#39;altra metà ad una leva sinistra / ricompensa sociale e leva destra / cibo ricompensa contingenza. </li><li> Treno il mouse per il confronto di valenza sociale contro cibo ricompensa. <ol><li> Posizionare un topo di prova nella camera di prova e inserire un età e sesso-abbinato del mouse stimolo nella camera di destinazione. </li><li> Fare una sola leva / premiare contingenza attivo durante ogni sessione di allenamento. Training consistedi sei sessioni di 1 h che si alternano tra contingenze ogni giorno. Topi stimolo alternativi assegnati a ogni mouse prova ogni altra sessione ricompensa sociale. </li><li> Mantenere i topi sulla loro chow dieta ad libitum durante l&#39;allenamento e test con la ricompensa cibo. Privazione cibo è inutile per condizionamento operante nei topi con l&#39;utilizzo del latte e saccarosio soluzione evaporata 18. </li></ol></li><li> Test del mouse per il confronto valenza di ricompensa sociale contro cibo. <ol><li> Programmare il programma di rinforzo ad un rapporto fisso di 3: 1, in modo che ogni terza pressa a leva è rinforzato, ma solo dalla sua rispettiva successi associati. </li><li> Sessioni di test del programma di correre per 60 minuti. </li><li> Posizionare un topo di prova nella camera di prova e inserire un età e sesso-abbinato del mouse stimolo nella camera di destinazione. Nota: Lo stesso gruppo di 10 topi stimolo utilizzati nel compito motivazione sociale può essere riutilizzato ma assegnato ai topi di prova utilizzando una rotazione di 10 giorni. </li><li> Test i topi in 20 sedute giornaliere seguenti i 6 giorni di allenamento o per almeno 10 sessioni giornaliere seguito all&#39;osservazione di livelli di performance asintotica. Le misure dipendenti primarie per questo paradigma è il numero totale di presse a leva per ogni tipo di premio. </li><li> Ancora una volta, pulire le caselle di navetta tra una sessione di test che utilizzano il 70% di alcol etilico e dopo ogni giornata di test con un detergente disinfettante. </li></ol></li></ol>

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<li>Martin, L., Sample, H., Gregg, M., Wood, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+operant+social+motivation+paradigms+using+BTBR+T%2Btf%2FJ+and+C57BL%2F6J+inbred+mouse+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Validation of operant social motivation paradigms using BTBR T+tf/J and C57BL/6J inbred mouse strains.</a> Brain Behav. 4, 754-764 (2014).</li>
</ol>

Gli autori non hanno interessi finanziari concorrenti.

I paradigmi operanti motivazione sociale descritte in questo articolo sono strumenti potenti per la caratterizzazione del comportamento sociale in modelli murini di patologie umane. Piuttosto che permettere un mouse test per scegliere passivamente un incontro sociale, questi paradigmi richiedono sforzo dal mouse di prova per ottenere un premio sociale. La quantità di sforzo che un mouse test è disposta a produrre per ottenere il premio sociale fornisce una misura quantitativa della motivazione sociale. Inoltre, attraverso il paradigma di confronto valenza, un comportamento motivato può essere paragonato tra i diversi tipi di ricompensa. Entrambi questi paradigmi operanti può essere utilizzato per valutare motivazioni sessuali e parentali pure presentando stimolo appropriato sul lato opposto della porta a ghigliottina. Lo sviluppo di questi paradigmi motivazione sociale ha comportato la risoluzione dei problemi di più variabili chiave. Ad esempio, attraverso pilota studia la quantità di tempo che la ricompensa i socials presentato è stata abbassata da 30 sec a 15 sec. Mentre questo tempo è sufficiente per le interazioni sociali tra test e stimolo topi, la ricerca futura può ottimizzare la quantità di tempo per il premio sociale. Allo stesso modo, il progressivo aumento rapporto presse a leva a ricompense sociali è stata abbassata da un tasso fisso di 5 a 3 in base alle ricerche pilota. Il numero di giorni necessari per raggiungere leva asintotico premendo comportamento inizialmente valutata attraverso 30 giorni di sessioni di test al giorno. È stato stabilito che la maggior parte dei topi raggiungono asymptote in 7 giorni in modo che il numero di sessioni di test è stato abbassato a 20. prestazione giornaliera non variare tuttavia, così la media dei dati nel corso degli ultimi 10 giorni assicura prestazioni asintotico fornendo allo stesso tempo una migliore indice delle vere prestazioni media di un minor numero di giorni di test. I ricercatori dovrebbero monitorare i loro dati per garantire che le prestazioni asintotica è raggiunto entro 10 giorni di prova o modificare il protocollo, se necessario. Trasessioni ining sono stati abbassati da 1 ora a 30 min. Il numero di sessioni di formazione richiesti non dipende dal ceppo di topo e di alcuni topi può essere arbitrariamente designato come nonlearners dopo un numero fisso di sessioni di formazione 18. Il numero di giorni di formazione necessari per raggiungere il criterio per l&#39;avanzamento al paradigma test fornisce un altro indice di motivazione sociale ed è quindi degno di inseguimento. I ricercatori possono anche voler provare diverse opzioni di cibo fedeltà per il paradigma di confronto valenza. Tuttavia, è importante che i topi di prova sono inizialmente formati utilizzando un premio puramente sociale e poi testato nel paradigma motivazione sociale prima di iniziare il paradigma di confronto valenza. Questi paradigmi operanti motivazione sociale possono essere modificati e migliorati attraverso la misurazione delle variabili aggiuntivi rispetto a quelli indicati nel protocollo di cui sopra. Ad esempio, la posizione di ciascun topo nella sua rispettiva camera può essere monitorato utilizzando currently disponibili software commerciale. Inoltre, i comportamenti specifici, tra cui il contatto naso-naso o vocalizzazioni ultrasoniche possono essere lanciati durante le interazioni sociali. I ricercatori possono ulteriore esperimento con adattamenti dei rapporti utilizzati nel paradigma motivazione sociale o con processi che coinvolgono l&#39;assenza di un partner sociale o addirittura confronti che coinvolgono altri stimoli dietro la porta a ghigliottina, come un video di una conspecifico o anche un fantoccio. Per il paradigma di confronto valenza, analisi delle dinamiche di scelta in tutti gli studi in grado di fornire ulteriori informazioni per quanto riguarda spostamenti di motivazione a causa di sazietà per un particolare tipo di ricompensa 18. Mentre questi operanti paradigmi motivazioni sociali forniscono uno strumento tanto necessario per quantificare motivazione sociale nei topi, hanno alcune limitazioni. In primo luogo, questi paradigmi richiedono topi di avere la capacità cognitiva di fare associazioni apprese tra la leva di pressatura e la ricompensa sociale. Alcuni modelli di mouse puòhanno deficit nelle abilità sia cognitive e sociali che rende difficile valutare la motivazione sociale utilizzando questi paradigmi. In secondo luogo, la natura dell&#39;incontro sociale è limitata come i topi sono solo permesso di interagire attraverso una griglia metallica. Tuttavia, i topi sono ancora in grado di impegnarsi con successo in molti comportamenti sociali tipici, in particolare, naso a naso indagini. Una limitazione finale di questi metodi è che sono intensità di lavoro e richiedono molto tempo per essere completata. La formazione e la sperimentazione attraverso entrambi i paradigmi richiede un minimo di due mesi di sedute quotidiane. Alcuni topi possono richiedere molto più tempo per imparare l&#39;associazione leva premendo estende il numero di sessioni. Mentre i paradigmi di certo non si qualificano le tecniche high-throughput, i dati che esse generano è di grande valore e vale l&#39;investimento lavoro richiesto. Tuttavia, per fornire una caratterizzazione più completa del comportamento sociale di un particolare modello di topo, si raccomanda che questi paradigmi ci sianocato in combinazione con altri metodi consolidati di misurazione comportamento sociale nei topi.

Negli ultimi anni, il legame tra fattori genetici e ambientali per i disturbi del comportamento sociale tra cui disturbi dello spettro autistico, ha portato allo sviluppo di modelli murini progettati per esplorare il ruolo di questi fattori nel comportamento sociale. Questo ha creato una domanda di nuove tecniche per la caratterizzazione del comportamento sociale nei topi, tra cui una misura quantitativa della motivazione sociale 1. Ci sono diversi paradigmi stabiliti che possono essere usati per dimostrare motivazione sociale in topi, tuttavia; tutti hanno gravi limitazioni alla loro capacità di quantificare la forza del comportamento motivato. Ad esempio, alcune delle prime valutazioni comportamentali inclusi semplici osservazioni di interazioni sociali tra due roditori che non hanno mai incontrato. Diversi comportamenti, tra cui si avvicina, in seguito, annusando, e governare sono spesso misurati, e possono fornire un indice di motivazione sociale. Sono stati condotti inizialmente Questi studiin ratti 2-5, e poi adattato per l&#39;uso in topi 6,7. Assuefazione / Dishabituation paradigmi di riconoscimento sociale in cui la sperimentazione animale è esposto più volte allo stesso stimolo animale (assuefazione), e quindi esposti a un animale romanzo (Dishabituation) anche fornire una misura di motivazione sociale 8. Come le etichette suggeriscono, animali tipici mostrerà una risposta comportamentale abituata alla presenza ripetuta degli stessi animali di stimolo ma dimostreranno Dishabituation, o un ritorno alla linea di base, se esposti al romanzo animali. La risposta assuefazione probabile dimostra un calo della motivazione del mouse test per interagire con il mouse stimolo. Paradigmi scelta sociale che permettono un mouse di prova di scegliere tra una camera vuota e un mouse di stimolo limitato a una camera diversa sono stati utilizzati anche per valutare la motivazione sociale. Un processo inizia tipicamente posizionando il mouse di prova in una camera centrale neutra. Alcune versioni di questo compito comporta tethering il mouse stimolo per una camera 9. Una modifica di questo compito impiegato l&#39;uso di un contenitore di filo nei topi stimolo evitando stabulazione fissa stimolo 10. Più recentemente, un compito condizionata posto preferenza sociale è stato sviluppato in cui i topi sono stati condizionati ad associare camere distinte visivamente con la presenza o assenza di un partner sociale, e poi lasciata per esplorare le camere vuote seguente condizionamento 11. Più tempo trascorso nella camera dove accoppiamenti sociali precedentemente verificati è considerato un indice di motivazione sociale. Tutti i paradigmi di cui sopra forniscono dati importanti relativi al fenotipo sociale dei topi. Tuttavia, mentre si può osservare se un topo dimostra un &quot;desiderio&quot; di cercare l&#39;interazione sociale nei paradigmi di cui sopra, la forza di questo &quot;desiderio&quot;, vale a dire., Motivazione sociale, è difficile da misurare. La forza di comportamento motivato hatradizionalmente stata misurata nei roditori creando uno scenario in cui devono lavorare in modo da accedere alla sorgente della loro motivazione. Si tratta di solito roditori di formazione in un paradigma operante coinvolge cibo come il fattore motivante. Tuttavia, questo metodo è stato impiegato in precedenza per studiare motivazione sociale nei ratti, ma o richieda l&#39;accesso a un partner sessuale per i ratti maschi o, per le femmine, l&#39;accesso ai propri cuccioli (rivisto in Matthews et al., 2005) 12,13. Prima dello sviluppo dei paradigmi motivazioni sociali descritte di seguito, c&#39;era solo un altro studio che ha indagato la motivazione sociale al di fuori della motivazione sessuale utilizzando un paradigma operante con i topi 12. In questa serie di esperimenti, outbred topi Swiss Webster stati formati a premere una leva per ottenere l&#39;accesso ad un conspecifico stesso sesso. In un esperimento, una latenza significativamente ridotta inizi a rispondere per l&#39;accesso al mous destinazionee è stato dimostrato nei topi individualmente ospitato rispetto ai topi del gruppo-alloggiato suggeriscono maggiore motivazione a cercare l&#39;accesso sociale in questi topi socialmente isolati. In un altro esperimento di questo stesso studio, il confronto è stato effettuato tra saline e l&#39;ossitocina antagonista (atosiban) topi infusi. È interessante notare che i topi-farmaco infuso dimostrato un significativo aumento della latenza per iniziare rispondere per accedere al mouse destinazione suggerendo motivazione ridotta per un premio sociale in questi topi. Mentre questi esperimenti rappresentano un nobile tentativo di quantificare motivazione sociale nei topi utilizzando condizionamento operante, sono stati anche fortemente limitate e sono notevolmente migliorati utilizzando i metodi descritti di seguito. Ad esempio, un difetto fondamentale apparente nel primo esperimento sopra descritto (esperimento 2 dello studio effettivo) era uso dei ricercatori di soli 2 topi bersaglio alternati attraverso giorni di test. Precedenti ricerche hanno dimostrato che il riconoscimento sociale in gruppo ospitatotopi possono durare da un minimo di 7 giorni che portano alla riduzione di indagine sociale, con l&#39;esposizione ripetuta alla stessa destinazione 14. Tuttavia, il riconoscimento sociale, in ratti e topi individualmente alloggiati dissipa entro 1-2 ore in modo che le durate di indagine sociale rimangono a livelli di base se un&#39;esposizione ripetuta alla stessa destinazione è di almeno 2 ore dopo l&#39;esposizione iniziale 15-17. La latenza ridotta di topi alloggiati individualmente inizi a rispondere per l&#39;accesso sociale riportato nella Matthews et al. Esperimento può essere una conseguenza della mancanza di riconoscimento sociale dei topi bersaglio attraverso giorni di test 12. Questo potenziale confondente è controllato dai metodi indicati utilizzando un nuovo target del mouse su ogni giorno di prova. Inoltre, in entrambi gli esperimenti del Matthews et al. Lo studio di cui sopra, non c&#39;erano differenze nel numero totale di presse a leva effettuate tra i gruppi segnalati. E &#39;possibile che una differenza totale presse a leva potrebbe avere essereit rilevato se i ricercatori hanno utilizzato un rapporto progressivamente crescente di risposte per premiare ed usati nel nostro disegno di ricerca riportate qui di seguito. Inoltre, l&#39;accesso al mouse obiettivo è stato controllato manualmente dallo sperimentatore, sollevando una scatola che copriva il bersaglio. L&#39;utilizzo di una porta a ghigliottina a controllo automatico per l&#39;accesso al mouse destinazione elimina la possibilità di artefatti dovuti alla presenza dello sperimentatore. Infatti, al fine di automatizzare completamente la motivazione sociale paradigmi operanti, attrezzature di ricerca è stato personalizzato come descritto di seguito.

<table><tbody><tr><td>Scatola Shuttle Modulare</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-010MC</td><td></td></tr><tr><td>Porta a ghigliottina automatica&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-010B</td><td></td></tr><tr><td>Leve del mouse&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-3010M</td><td></td></tr><tr><td>Mestolo liquido con recipiente per alimenti</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-202M-S</td> Controller I/R <td></td></tr><tr><td>a otto canali&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-253C</td><td></td></tr><tr><td>Cabina fonoassorbente in melamina&nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-016MD</td><td></td></tr><tr><td>MED-PC IV Programma software</td><td>Med Associates Inc.</td><td>MED-PC IV&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Fotocamera Microsoft Lifecam&nbsp;</td><td>Le</td><td></td><td></td></tr><tr>griglie Microsoft<td>Wire Grid</td><td></td><td></td><td>Wire possono essere acquistate da un negozio hardward. Tagliamo griglie metalliche dalle parti superiori delle gabbie dei mouse in acciaio inossidabile.</td></tr><tr><td>70% di alcol</td><td></td><td></td> etilico <td>Utilizzato per pulire le scatole delle navette tra i topi. Non è necessario un marchio specifico.</td></tr><tr><td>Garofano</td><td></td> <td>di latte evaportato</td><td>0,02 ml combinato con 0,2% di saccarosio per ogni ricompensa per topo. Acquistiamo sempre la stessa marca per una migliore coerenza.</td></tr><tr><td>Saccarosio</td><td></td><td></td><td>Qualsiasi marca di zucchero granulare puro sarà dovuto poiché viene sciolto nel latte evaporato.</td></tr></tbody></table>

quantificare motivazione sociale nei topi mediante condizionamento operante

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

In questo protocollo, la motivazione sociale si misura nei topi attraverso un paio di condizionamento operante paradigmi. Per condurre gli esperimenti, a due camere scatole navetta erano dotati di due leve operante (sinistra e destra) e un ricettacolo alimentare in una camera, che è stato poi diviso dalla seconda camera da una porta a ghigliottina automatizzato coperto da una griglia metallica. Diversi topi stimolo, ruotati attraverso giorni di test, serviti come stimolo sociale dietro la griglia di filo, ed erano visibili solo dopo l&#39;apertura della porta a ghigliottina. Topi di prova sono stati addestrati a premere la leva per aprire la porta e ottenere l&#39;accesso al partner stimolo per 15 sec. Il numero di presse a leva necessarie per ottenere la ricompensa sociale aumentato progressivamente su un programma fisso di 3. sessioni di test si è conclusa dopo i topi di prova fermato leva premuto per 5 minuti consecutivi. L&#39;ultimo rapporto o breakpoint rinforzato può essere usato come una misura quantitativa di motivazione sociale. Per il secondo paradigma, ttopi est sono stati addestrati a discriminare tra presse a leva sinistra e destra in modo da ottenere sia una ricompensa alimentare o la ricompensa sociale. I topi sono stati premiati per ogni 3 presse di ogni rispettivo leva. Il numero di ricompense alimentari e sociali può essere paragonato come una misura del valore attribuito ad ogni ricompensa. Il rapporto di ogni tipo di ricompensa può essere confrontata tra ceppi di topi e il cambiamento di questo rapporto può essere monitorato in sessioni di test per misurare la sazietà con un determinato tipo di ricompensa. Entrambi questi operante condizionamento paradigmi sono molto utili per la quantificazione di motivazione sociale in modelli murini di autismo e altri disturbi del comportamento sociale.

Questo protocollo è stato utilizzato per confrontare la prosociale C57BL / 6J ceppo di topo inbred con il ceppo di topi inbred BTBR che è stato riportato in precedenza a mostrare diminuzioni di comportamento sociale 10,18. E &#39;stato anche utilizzato per caratterizzare motivazione sociale in diversi ceppi di topi knockout ipotizzate essere aumentato o diminuito motivazione sociale. Risultati precedentemente pubblicati confrontando il C57BL / 6J e BTBR ceppi di topi inbred sono mostrati in Figura 1. Questi risultati dimostrano diminuita motivazione sociale per i topi BTBR rispetto ai C57BL / 6J. Il paradigma Valence confronto anche dimostrato diminuita motivazione cibo per i topi BTBR suggerendo una diminuzione complessiva del comportamento motivato per questo ceppo (Figura 1B). Figura 2A presenta alcuni dati preliminari pubblicati confronto wild-type fratelli sul C57BL / 6 sfondo ceppo con eterozigote e homozygonoi Knockout fratelli con ridotta o assente proteina prodotto da un gene (gene X) ipotizzarono a promuovere la motivazione sociale. Figura 2B presenta alcuni dati preliminari pubblicati confronto wild-type fratelli sul C57BL / 6 sfondo sforzo per knockout fratelli eterozigoti con ridotta proteina prodotto da un gene (gene Y) ipotizza di ridurre motivazione sociale. I dati preliminari di ciascuno di questi studi sostengono ogni rispettivo ipotesi e dimostrano ulteriormente il valore delle operanti paradigmi motivazione sociale descritti. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig1.jpg" /> Figura 1. Risultati precedentemente pubblicati dalla motivazione sociale e di valenza paradigmi di confronto. (A) Il punto di interruzione media dei ricoveri individuali (IH) topi B6, alloggiato in gruppo (GH) topi B6, e di gruppo-alloggiato topi BTBR attraverso gli ultimi 10 giorni di test nel compito motivazione sociale. C&#39;eranoun totale di 9 topi in ciascun gruppo. Individualmente e topi B6 gruppo-alloggiato eseguite in modo simile, ma c&#39;era una differenza significativa tra i topi B6 e BTBR alloggiato in gruppo (t = 2.741, df = 16, p = 0,015). (B) Il numero medio di ricompense alimentari e ricompense sociali per i topi B6 e BTBR gruppo-alloggiato attraverso gli ultimi 10 sessioni del paradigma di confronto valenza. Entrambi i gruppi di topo ottenuti significativamente più ricompense alimentari di ricompense sociali (BTBR: t = 3.551, df = 8, p = 0.007; B6: t = 9.478, df = 8, p &lt;0.001). Tuttavia, i topi BTBR acquisite significativamente minor numero di ricompense alimentari rispetto ai topi B6 e anche il minor numero di ricompense sociali (t = 3.321, df = 16, p = 0,004). Figura modificato da Reference 18. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig2.jpg" /> Figura 2. Risultati rappresentativi della ricerca inedita utilizzando il paradigma motivazione sociale. (A) Media breakpoint (ultima rinforzato ratio) raggiunto prima i topi fermato leva di pressione per 5 min. Per gene X, per un totale di 12 WT, 7 HET, e 6 topi KO sono stati testati nel paradigma motivazione sociale. ANOVA ha rivelato una differenza significativa tra genotipi (F = 7,18, df = 2, 22, p = 0,004). Post hoc test di Tukey HSD hanno dimostrato che topi KO eseguita significativamente al di sotto dei controlli WT. (B) Per gene Y, per un totale di 8 HET e 6 topi WT sono stati testati. Una campioni t-test indipendente ha rivelato una differenza significativa tra genotipi (t = 2.26, df = 8,97, p = 0,05). * Indica una differenza significativa dai topi WT a livello .05 alfa.

Questo articolo descrive un nuovo protocollo per la misurazione quantitativa della motivazione sociale nei topi utilizzando il condizionamento operante per una ricompensa sociale. Il protocollo è utile per la misurazione della motivazione sociale in modelli murini di autismo e altri disturbi del comportamento sociale.

Quantificare motivazione sociale nei topi mediante condizionamento operante

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

L'obiettivo generale di questa procedura è quantificare la motivazione sociale nei topi da laboratorio. Questo viene raggiunto addestrando innanzitutto ogni topo sottoposto a test ad associare la pressione di una leva a una ricompensa sociale. Il secondo passaggio consiste nel sottoporre ogni topo a una serie di sessioni in cui la quantità di sforzo richiesta per ottenere la ricompensa sociale aumenta progressivamente nelle diverse prove.Successivamente, ogni topo sottoposto a test viene addestrato a discriminare tra due leve associate a diverse conseguenze in termini di ricompensa. L'ultima fase consiste nel sottoporre ogni topo a una serie di sessioni in cui può scegliere tra queste conseguenze, che portano a una ricompensa sociale o alimentare. In definitiva, questi paradigmi operanti sulla motivazione sociale permettono ai ricercatori di quantificare la motivazione sociale e di confrontare questo livello con quello della ricompensa alimentare.Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti è che questo paradigma richiede uno sforzo progressivamente maggiore per ottenere una ricompensa sociale rispetto ai compiti. Misurare semplicemente il tempo trascorso in prossimità di un partner sociale. A dimostrare la procedura saranno Brianna Lum, Megan Raymond, Amy Patterson e Maryanne Slamma, studenti ricercatrici del mio laboratorio. Per iniziare, preparare le gabbie modulari a canale centrale da utilizzare per i test del comportamento sociale, montando una griglia metallica sulla faccia di una porta a saracinesca programmabile per separare le camere e consentire un contatto sociale limitato tra esse.La porta divide la scatola in due camere; designare una camera come camera di prova e l'altra come camera bersaglio sulla parete opposta alla porta. Posizionare un contenitore per alimenti liquidi tra i due leve per topi programmati. Le leve per topi servono per aprire la porta a saracinesca o per presentare una ricompensa alimentare liquida.A seconda dei requisiti di prova, programmare un pulsante portatile per aprire la porta quando viene premuto. Durante la procedura di modellamento, monitorare l'attività dei topi in prova utilizzando una videocamera digitale montata sopra la camera di prova. L'intero apparato è racchiuso in un cubicolo fonoassorbente.Posizionare innanzitutto il topo sottoposto a test nella camera di prova e un topo stimolo di controllo, abbinato per età e sesso, nella camera bersaglio. Osservare il topo sottoposto a test nella camera di prova utilizzando la videocamera montata. Mentre il topo sottoposto a test esplora la camera, azionare manualmente la porta a saracinesca per aprirla.Quando il topo si avvicina alla leva, lasciare la porta a ghigliottina aperta per 15 secondi di rinforzo. Allenare ogni topo per 30 minuti al giorno fino a quando non dimostra almeno 10 risposte operanti in tre sessioni di prova consecutive su cinque. Rimuovere i topi dallo studio se non raggiungono questo criterio dopo 30 sessioni giornaliere di allenamento.Alterna i topi stimolo utilizzati durante la fase di shaping, in modo da usare un topo diverso ogni giorno. Pulisci le scatole di transito tra ogni sessione di addestramento utilizzando alcol etilico al 70%. Inoltre, pulisci tutta l'apparecchiatura utilizzando un detergente disinfettante alla fine della giornata di prova.Durante il test, utilizzare un gruppo di topi stimolo nuovi sufficientemente ampio da non doverli ripetere nelle 10 sessioni di test giornaliere. Per iniziare, posizionare un topo test addestrato nella camera di test e un topo stimolo nella camera bersaglio. Impostare la programmazione della porta in modo che il numero di pressioni della leva necessarie per ottenere la ricompensa sociale aumenti di un tasso fisso di tre ad ogni prova.Terminare la sessione quando il topo in prova smette di premere la leva per cinque minuti consecutivi. Registrare l'ultimo rapporto rinforzato come punto di interruzione.Testare ogni topo per 20 sessioni giornaliere consecutive o per almeno 10 sessioni di prova. Dopo aver osservato livelli di prestazione asintotici, pulire le scatole di transito tra ogni sessione di test come dimostrato in precedenza. Dopo il test nel paradigma della motivazione sociale, gli stessi topi vengono addestrati in un compito che prevede una ricompensa alimentare.Preparare latte evaporato addolcito con saccarosio allo 0,2% da utilizzare come ricompensa alimentare liquida. Successivamente, programmare una leva per aprire la porta e l'altra per somministrare la ricompensa alimentare liquida. Alternare la presentazione della ricompensa.Per evitare di introdurre un bias relativo alla leva, iniziare posizionando i topi nelle rispettive camere. Durante ogni sessione deve essere attiva solo una leva e la relativa somministrazione di ricompensa. L'addestramento prevede sei sessioni di un'ora ciascuna, che alternano ogni giorno le contingenze; nel programma di prova, impostare lo schema di rinforzo secondo un rapporto fisso di tre a uno, in modo che ogni terza pressione della leva su ciascun lato venga rinforzata.Continuare i test per 60 minuti al giorno per 20 giorni, oppure effettuare almeno 10 sessioni giornaliere dopo aver osservato livelli di prestazione asintotici. Pulire le scatole di transito come mostrato in precedenza. Il breakpoint medio di topi B6 allevati singolarmente era simile a quello di topi B6 allevati in gruppo, mentre i topi BTBR allevati in gruppo mostravano un breakpoint significativamente più basso.I topi BTBR hanno ottenuto un numero significativamente inferiore di ricompense alimentari rispetto ai topi B6. Entrambi i gruppi hanno ottenuto più ricompense alimentari rispetto a quelle sociali. Questi risultati mostrano la differenza nelle prestazioni tra i diversi genotipi di una linea di topi transgenici.Un ulteriore studio che coinvolge una diversa linea di topi transgenici mostra che i topi eterozigoti presentano un numero maggiore di interruzioni rispetto ai fratelli di tipo selvaggio in combinazione con questa procedura. Altri metodi, come il monitoraggio video dei topi sottoposti al test e dei topi stimolo, possono essere impiegati per rispondere ad altre domande, ad esempio quali specifici comportamenti sociali vengono esibiti durante la presentazione della ricompensa sociale. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come utilizzare il condizionamento operante per quantificare la motivazione sociale nei topi da laboratorio.Questa procedura può essere particolarmente utile per il fenotipaggio di modelli murini dell'autismo e di altri disturbi del comportamento sociale.

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JoVE Journal

Behavior

Comportamento

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Sensation operante in Cerco il mouse

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