방법 논문

흰쥐의 파블로프 조건 접근 교육

DOI:

10.3791/53580

⸱

2016년 2월 4일

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

이 논문에서

요약

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여기에서는 쥐에서 파블로프식 조건화 접근 행동을 유도하는 프로토콜을 제시합니다. 이 절차는 보상 관련 단서에 접근하고 인센티브 현저성을 부여하는 경향의 개인차를 측정하고 중독 취약성을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.

초록

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조건부 인센티브 돌출의 속성, 또는 매력으로 중립 자극의 변화로 알려진 과정을 통해 보람 속성 자체를 획득 할 수 무조건, 보람 자극과 쌍 큐는, "행동 동기를 부여 할 수있는 자극을 원했다. 파블로프 컨디셔닝 방법 (PCA) (US, 예를 들면, 음식 펠릿) 무조건 자극의 전달을 예측하고, (예를 들어, 레버 CS) 조건 자극의 반응 독립적 프레젠테이션 이후 개발 및 인센티브 돌출 트레이닝 동안, 세 개의 패턴을 측정하는데 사용될 수있다. 의 조건 반응 (CR을) 개발할 수 있습니다. 로그인 추적 행동 (CR을 CS-감독), 목표 추적 행동 (CR을 US-감독), 및 중간 응답 (CR이 모두) 로그인 추적기는 인센티브 돌출이 보상 관련하는 속성 큐와 PCA에게 냄비를 만드는, 약물 추구의 큐 유도 복직뿐만 아니라 다른 중독과 관련된 행동에 더 취약중독의 취약점을 연구 entially 중요한 절차. 여기, 우리는 쥐에서 PCA 행동을 유도뿐만 아니라 분석하고 개별 실험에서 PCA의 행동을 해석하는 데 사용되는 재료 및 방법에 대해 설명합니다.

서론

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중독에 대한 약물 사용의 전환은 파블로프과 악기 학습 1,2 사이의 복잡한 상호 작용을 포함한다. 약물 복용과 약물 추구 행동 동안의 행동과 결과는 쓸모 과정을 통해 배운; 그러나, 자극 (예를 들면, 마약 관련 단서)과 보상 사이의 관계는 파블로프 과정을 통해 알게된다. 파블로프 단서는 예측을 획득, 그러나, 매력적인 바람직하고, 승진 및 보상 추구 행동 (4)를 유지할 수되고있다 그들은 또한, 인센티브 동기 부여 값 3을 획득 할 수있다.

동물의 학습 보상을 조사하고 대부분의 절차는, 그러나, 인센티브 동기 부여 학습 대 예측의 풀림을 허용하지 않습니다. 약물 자기 - 투여 과정에서, 예를 들어, 두 악기 및 파블로 사태는 전형적 쥐는 동작을 수행하기 위해 배우도록 채용된다 (예를 들면, 코 pokiNG 레버 가압 결과 (즉, 정맥 내 약물 투여)를 수신하기 위하여 등). 보람 결과는 파블로프 자극과 짝 (예, 코 - 포크 포트, 큐 라이트 프리젠 테이션, 주입 펌프의 소리, 혈류에 유체 전달의 interoceptive 느낌 등의 조명). 단서는 단순히 때문에 보상과의 관계 예측의 목표 지향적 행동을 지원하는지 여부는이 절차에서 종종 명확하지 않다, 또는 단서가 자신의 인센티브 동기 부여 속성을 취득 여부.

실험적으로 파블로프 자극의 예측 값에서 인센티브 동기 부여 값을 분리하기 위해, 우리 연구소는 인센티브 돌출이 보상 관련하는 큐 속성 쥐를 식별하기 위해 파블로프 컨디셔닝 방법 (PCA) 프로 시저를 사용합니다. 훈련 기간 동안, 조건 자극 (CS; 예를 들면, 레버)는 응답은-독립적으로 납품을 예측(; 예를 들면, 음식 펠릿 US) 무조건 자극의 ERY. 여러 훈련의 과정 동안, 세 가지 표현형 개발 : 로그인 추적 (CS-지시 조건 반응 [CR), 목표 추적 (US-감독 CR)을하고, 중간 응답 (CR이 모두). 목표 추적 GTS ()의 경우, CS는 보상 전달의 예측 인자로 활용된다 그러나, 로그인 추적기 (명세서)에 대해, CS는 매력적이고 바람직한되고, 인센티브 돌출에 기인한다. 본 검토에서는 PCA 절차를 수행하는 데 필요한 장비 설치 및 데이터 처리 개요. 또한, 우리는 PCA 교육의 대표적인 결과가 중요한 실험적인 고려 사항을 간략하게 설명하고, 중독 및 기타 신경 장애 조사에서 PCA 절차의 추정 유틸리티를 논의 제공합니다.

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프로토콜

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(, 미시간 대학, 앤 아버, MI UCUCA) 모든 절차는 대학 동물의 사용 및 관리에위원회에 의해 승인되었습니다.

1. 장비 및 소프트웨어

  1. 상업 조건화 챔버와 장치를 얻습니다. 자료 표를 참조하십시오.
  2. 환기 팬과 사운드 감쇠 캐비닛에 위치해 쥐 조건화 챔버에서 행동 훈련 (20.5 cm 깊이 X 29.2 cm 높이 × 24.1 cm 폭), 주변 소음을 제공합니다.
  3. 3cm 스테인레스 스틸 그리드 바닥 위의 조작 적 챔버의 21.6 cm 폭 넓은 앞 벽 중앙에 위치한 펠릿 잡지 (소켓)와 각 챔버를 착용. 펠렛 잡지 장치에 헤드 항목을 감지 할 수있는 적외선 센서가 포함되어 있는지 확인합니다.
  4. 바나나 맛 음식 펠렛 (45 mg)을 제공하는 펠릿 디스펜서에 펠릿 잡지를 연결합니다.
  5. 카운터 - 균형 방식으로, 위치 하나 개폐식 제작버전 (CS) 펠릿 소켓의 양쪽에 약 2.5 cm가 3cm 스테인레스 그리드 바닥 상기 (왼쪽 또는 오른쪽).
  6. 레버가 확장 레버가 시각적으로 눈에 띄는 만들기 위해 그 안에 LED 큐 등이 포함되어 있는지 확인합니다.
  7. 후퇴 레버를 사용하는 경우, 자체 중량까지 육각 너트 렌치 (장치의 상부에 위치) 교정 나사 레버 위에 10g 조정 웨이트를 배치하고 조정함으로써 레버를 보정하는 우울 수 레버.
  8. 잡지 콘센트 반대 벽에 챔버의 상단에 빨간 집 빛을 착용.
    참고 : 빨간 집 빛 조명 레버의 두드러을 증가하는 데 사용됩니다.

2. PCA 교육

  1. 쌍 사내 성인 남성 스프 라그 돌리 쥐 도착시 (250-300g) 및 12 시간 조명 / 어두운주기에 유지되는 주택 식민지, 적어도 이틀 동안 그대로을 둡니다.
  2. 부드럽게 개를 처리인간의 접촉에 쥐를 적응하기 위해 이틀 동안 하루에 최소 1 분 채널 쥐. 주택 식민지에서 음식과 물에 쥐 광고 무제한 액세스를 제공합니다.
  3. PCA 훈련 세 일전부터 이틀 동안 자신의 홈 케이지에서 (쥐 당 약 15 펠렛)를 식품 알약을 배치하여 바나나 맛 음식 펠렛과 쥐를했습니다.
    주 : 쥐 페어 수납되어있는 경우,이 홈 케이지의 양면에 균일하게 펠렛을 분할하는 것이 유용하다.
  4. Pretraining 프로그램
    참고 : 우리의 프로그래밍의 모든 (클럽 메드 어소 시에이 츠, 소프트웨어) MEDState 표기법을 사용하여 수행하고, 매뉴얼은 온라인 (mednr.com/pdf/doc003_MedPCProgramr.pdf)입니다. 프로그램이 적절한 확장자로 저장 MedState 표기 사용하여 포맷되지 않은 텍스트 문서 (예를 들어, ASCII 또는 DOS 텍스트)로 기록된다 (즉, [파일 이름] .mpc), 다음 MED-PC 프로그램, 트랜스 IV를 사용하여 번역했다. 모든 단계는 상기 프로에 자세히 제공된다설명서를 그래밍.
    1. 5 분 프로그램 (즉, 하나의 음식 펠릿은 평균 매 30 초에 전달 개시 후 가변 시간에 오십 음식 펠릿 (VT) 30 초 일정을 제공하는 pretraining 프로그램을 만들 수 있지만 실제 배달 0-를 사이에 무작위로 변화 60 초).
    2. 빨간 집 표시등이 켜져이지만, 레버 (약 25 분) 프로그램의 기간 동안 수축 된 상태를 유지하도록 pretraining 프로그램을 작성합니다.
    3. 빛주기 동안 pretraining 및 모든 후속 실험을 수행합니다.
    4. 어느 날 전에 PCA 훈련에 가까운 조작 적 챔버에 각각 쥐를 배치하고 챔버 도어 래치 및 사운드 감쇠 캐비닛 문을 닫습니다.
    5. 그 실의 각 쥐를 배치 한 후 가능한 한 빨리 pretraining 프로그램을 시작합니다.
    6. 가능한 한 빨리 프로그램 종료 후 그 실에서 각각의 쥐를 제거합니다.
    7. 소비 펠릿의 수를 기록하고, 모든 소비하지 않는 래트 제외추가 시험에서 펠렛.
  5. 프로그램 시작 후 1 분부터 약 40 분에서 25 시험을 제공하는 PCA 교육 프로그램을 만듭니다.
    1. 각 시험 중에 레버가 챔버로 확장되고, 8 초 동안 불이되도록 프로그램을 작성합니다.
    2. 프로그램 레버 후퇴는 펠릿 잡지에 하나의 음식 펠릿의 응답에 관계없이 배달 바로 뒤에있다.
    3. VT 90 초 일정에 따라 각 시험 분리 된 (즉, 레버 확장 및 후속 음식 펠릿 배달 평균 매 90 초에 발생하지만 실제 배달은 30-150 초 사이에 무작위로 다름).
    4. 가까운 조절 실에 각각 쥐를 놓고 챔버 도어 래치 및 사운드 감쇠 캐비닛 문을 닫습니다.
    5. 그 실의 각 쥐를 배치 한 후 가능한 한 빨리 PCA 훈련 프로그램을 시작합니다.
    6. 가능한 한 빨리 프로그램 종료 후 그 실에서 각각의 쥐를 제거합니다.
    7. 이자형추가 시험에서 펠릿을 모두 소비하지 않는 xclude 쥐.

3. 데이터 처리

  1. 스프레드 시트 (예를 들어, 스프레드 시트 문서)에 출력 정보를 전송합니다.
  2. (주제 번호 시작 날짜, 시작 시간 및 상자 번호) 식별 정보를 추출하는 프로파일을 작성뿐만 아니라 출력 정보 (번호와 레버 프레스 및 잡지 항목의 대기 시간).
    참고 : 실험에서, 비 CS 잡지 항목은 프로필에 의해 추출된다. 8 초 CS 기간 외부와 레버가 연장되지 않는 동안 VT 90 초 (즉, 60-120 초) 기간 동안 발생하는 잡지에 항목으로 비 CS 잡지 항목을 정의합니다.
  3. 또한 8 초에서 레버 언론과 잡지 진입 대기 시간을 상한으로 데이터를 처리 (즉, CS 프레 젠 테이션의 지속 기간). 이것은 IF 기능을 통해 스프레드 시트에서 달성 될 수있다 (X> 8,8, X) IF.
  4. 점수를 계산응답 바이어스 (즉, 세션에 대한 레버 프레스 및 잡지 항목의 총수 [레버 프레스 - 잡지 항목] / [레버 프레스 + 잡지 항목), 대기 시간 점수 (즉, 평균 대기 시간은 레버를 눌러이나 잡지 항목을 수행하는 세션 동안 [잡지 진입 대기 시간 - 레버를 눌러 대기 시간] / 8), 그리고 확률의 차이 (즉, 레버를 누르거나 잡지 항목의 비율 [레버를 눌러 확률 - 잡지 항목 확률]) 5.
    참고 : 이러한 식으로, 모든 점수는 1.0과 -1.0 사이의 범위해야합니다.
  5. 각 개별 세션 내에서 응답 바이어스, 지연 점수, 확률의 차이를 평균하여 각 쥐에 대한 PCA 인덱스 점수를 계산합니다.
    참고 : PCA 인덱스 점수는 1.0과 -1.0 사이의 범위해야합니다.

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결과

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우리는 쥐가 특정 실험실이나 실험의 필요에 따라 추가 훈련을 할 수 있지만 PCA 훈련의 5-7 매일 세션, 보안 목표 명세서,의 GT, 중간 조치 (IRS)과 같은 표현형 쥐에 충분하다는 것을 발견했다. 표현형이 이전에 설명 된 프로토콜에 응답하여 바이어스 잠복 점수 및 개별 세션의 확률 차이의 평균을 계산 PCA 지수 점수에 기초한다. 표현형 지난 2 PCA 교육 세션에서 PCA 인덱스 점수를 평균하여 결정된다 (즉, 세션 4, 5 다섯 PCA 교육 세션의 총이있는 경우). 0은 바이어스 (절대 중간 응답)를 나타내는 없습니다와 -1.0 1.0에서 PCA 인덱스 점수 동작 (절대 기호 추적) (절대 목표 추적). 목표 궤도 대 서명하는 것을하는 경향이 연속체에 따라 변화하기 때문에, 표현형을 식별하는 데 필요한 오프는 컷, 그리고 우리의 실험실은 일반적으로 PCA 인덱스 SCOR를 사용-0.5과 0.5의 전자 컷 오프. 즉, 보안 목표 명세서는 PC...

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토론

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PCA 훈련 중독은 취약성의 중요한 요소로 논의 된 조건부 큐에 인센티브 돌출 속성 경향에 개인차를 결정하는데 사용될 수있다. 예를 들면, 이전에 보안 목표 명세서는 모두 식품 의약품 단서 6 인센티브 돌출 속성 것을 증명하고 있으며, 식품 - 약물 관련 단서는 모두 보안 목표 명세서 7 amygdalo - 선조체 - 시상 회로 내에서 유사한 뇌 영역을 활성화합니다. 또한, 보안 목표 명세서는 약물 추구 행동 7,9의 큐 유도 복직에 취약, 8 개의 충동, 그리고 불리한 결과 10에도 불구하고 마약 관련 단서를 추구합니다.

PCA 절차를 수행 할 때 쥐의 표현형 선택 다이버 시티를 최적화하는데 중요한 단계를 나타낸다. 예를 들어, 래트 (예를 들어, 루이스 피셔 F344) (11)의 근친 균주 PCA 행동의 습득에 차이가 표시된다. 심지어 OU...

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공개 사항

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저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

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이 연구는 미시간 대학교 정신의학과(U032826; JDM), 국립 약물 남용 연구소(NIDA; K08 DA037912-01; JDM) 및 국방부(DoD) 국방 과학 및 공학 대학원(NDSEG) 펠로우십(CJF).

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Med Associates, Inc.를 위한 수정된 상단이 있는 표준 모듈식 작동 테스트 챔버ENV-008CT상단에는 약물 전달 리쉬 또는 기타 하네스 시스템을 위한 액세스 슬롯이 있으며, 액세스 슬롯용 ENV-008CTC(커버 인서트)가 함께 제공됩니다
. 확장 PVC 사운드 감쇠 큐비클Med Associates, Inc.ENV-022V
PCI 최대 16개의 챔버를 위한 운영 패키지Med Associates, Inc.MED-SYST-16작동 챔버 수에 따라 MED-SYST-8(최대 8개의 챔버를 위한 PCI 운영 패키지)도 사용할 수
SmartCtrlMed Associates, Inc.DIG-716P2
범용 케이블, 25&프라임; (7.6m)메드 어소시에이츠, Inc.SG-210CB개별 요구 사항에 따라, SG-210CB-50(범용 케이블, 50′ [15.2 미터])
18 및 프라임도 사용할 수 있습니다. (45.7cm) 3핀 Mini-MolexMed Associates, Inc.SG-216A개인의 필요에 따라, SG-216A-2 (2′ [61.0 cm] 3-Pin Mini-Molex)는 또한
유효합니다 고압선, 25′ (7.6m) 메드 어소시에이츠, Inc.SG-210CP-25
Med Associates, Inc.용 스테인리스 스틸 그리드 바닥ENV-005선호도에 따라 ENV-005A(마우스용 스테인리스 스틸 그리드 바닥)도 사용할 수 있습니다 
재사용 가능한 폐기물 팬Med Associates, Inc.ENV-007-P3
표준 모듈식 테스트 챔버용 필러 패널 패키지 MedAssociates, Inc.ENV-008-FP
쥐용 모듈식 펠릿 디스펜서, 45mgMed Associates, Inc.ENV-203M-45
펠릿 용기, 트로프 유형Med Associates, Inc.ENV-200R2M선호도에 따라 ENV-200R1M(펠릿 수용식, 컵 타입)도 사용할 수 있습니다 
개폐식 레버메드 어소시에이츠, Inc.ENV-112CM25g으로 보정, 파블로프 컨디셔닝 접근 교육 전에 10g으로 조정해야 합니다
폐식 레버 큐 라이트Med Associates, Inc.ENV-112CML
Med Associates, Inc.용 하우스 라이트ENV-215M
100mA 교체 전구, 10개 팩Med Associates, Inc.SG-800R빨간색; ENV-215M (House Light for Rat)
펠릿, 45 mg, 영장류 정제 식단, 바나나 맛Bio-ServF005950,000/박스와
Rat 있습니다..Rat . 개Rat 함께 사용;

참고문헌

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