마우스의 추구 Operant 감각

본 절차의 전반적인 목표는 마우스가 감각 강화물을 얻기 위해 조작적 반응을 수행하도록 훈련시켜 동기 부여 행동을 연구하는 것입니다. 이는 가변적인 감각 자극을 전달하는 프로그램을 작성함으로써 수행됩니다. 동물이 조작적 과제를 수행할 때, 핸들링 과정 동안 동물을 진정된 상태로 유지하는 것이 매우 중요하므로, 실험자는 테스트 전에 마우스를 순화시켜야 합니다.

마우스의 순치가 완료되면, 다음 단계로 고정 비율 1 스케줄에 따라 매일 조작적 테스트 세션을 수행합니다. 마지막으로, 강화 스케줄을 점진적 비율, 무작위 비율 또는 가변 간격 비율 테스트와 같은 다른 스케줄로 변경하여 진행할 수 있습니다. 조작적 감각 추구 체계는 유전적 또는 약리학적 조작의 결과로 나타나는 조작적 반응의 변화를 보여주는 데 사용될 수 있습니다.

마우스의 정맥 내 약물 자가 투여와 같은 기존 방법과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은 수술 훈련이나 식이 제한이 필요하지 않다는 점입니다. 동기 부여 행동에 대한 통찰을 제공하는 것 외에도, 조작적 감각 추구는 약물 중독과 같은 시스템에도 적용될 수 있습니다.

실험을 시작하기 전, 동물들은 먼저 핸들링과 운반에 익숙해지는 적응 과정을 거쳐야 합니다. 적응 기간은 3일 동안 진행됩니다. 적응 첫날, 마우스가 동물실 환경에 적응한 후, 장갑을 낀 손을 케이지 안에 넣고 90초 동안 그대로 둡니다.

해당 시간 동안 모든 마우스가 손을 탐색하지 않았다면, 손을 각 마우스 쪽으로 천천히 움직여 마우스가 손의 냄새를 맡거나 접촉할 때까지 기다린 후 진행하십시오. 다음으로, 꼬리 기저부를 조심스럽게 잡아 각 마우스를 들어 올려 손 위에 올립니다. 손을 빠르게 들어 올렸다가 다시 내려놓아 마우스가 손에서 내려와 케이지 안으로 돌아가게 합니다.

각 마우스에 대해 이 동작을 반복합니다. 마우스의 상태에 따라, 마우스가 진정될 때까지 5회에서 10회 정도 반복이 필요할 수 있습니다. 마지막에는 손을 더 높이 들어 마우스를 5초 동안 유지합니다.

해당 일자의 기준을 충족하려면 마우스가 전체 시간 동안 손 위에 머물러야 합니다. 이 절차를 각 케이지마다 반복하되, 습관화 첫째 날에는 케이지를 바꿀 때마다 장갑을 교체하십시오. 다음 날 시설로 돌아와 두 번째 습관화 단계를 완료하십시오.

이전 날과 동일하게 마우스를 손바닥 위에 올려놓고 스스로 케이지 안으로 걸어 들어가게 하여 다룹니다. 마지막 리프트는 10초 동안 유지해야 합니다. 그다음, 동물을 손바닥 위에 올리고 쓰다듬어 줍니다.

다시 시작합니다. 또한, 2일 차부터는 각 동물의 체중을 측정하고 네임펜으로 꼬리에 표시하여 개체 번호를 지정합니다. 순화 3일 차에는 1일 차와 2일 차에 시연한 단계를 반복하며, 동물을 손으로 높이 들어 15초 동안 유지합니다. 마지막 리프트 단계에서 각 마우스의 체중을 측정하고 꼬리에 다시 표시합니다.

모든 마우스가 해당 일자의 기준을 충족하면, 순화 과정을 거쳐 테스트 준비가 완료됩니다. 먼저 opera sensation seeking 또는 OSS 프로그램에 사용할 프로그램을 작성해야 합니다. 고정 비율 또는 FR 세션은 1시간 동안 지속됩니다.

점진적 비율(Progressive ratio, PR) 세션은 2회 지속되도록 계획해야 합니다. 두 레버를 모두 확장하고, 동물마다 어떤 레버가 활성 상태이고 어떤 레버가 비활성 상태인지 지정하여 균형을 맞춥니다. 각 동물에 지정된 레버는 절대 변경하지 않습니다.

청각 및 시각 강화물이 다양하게 제공되도록 프로그램을 코딩하십시오. 각 강화물의 지속 시간은 무작위로 선택되며 2, 4, 6 또는 8초 동안 지속됩니다. 램프의 점멸 속도 또한 무작위로 선택되며 0.6, 1, 0.25, 2.5 또는 5 Hz 사이에서 변화하고, 각각 50%의 듀티 사이클(duty cycle)을 갖습니다.

자극 램프의 깜박임은 챔버의 좌우측에서 다르게 나타납니다. 다음으로, 강화제 제공 시간 동안 들릴 청각 자극을 프로그램하십시오. 여기서는 인퓨전 펌프가 챔버 내 배경 소음보다 약 3 dB 높은 소리를 제공합니다.

실험을 시작하기 전, 챔버가 깨끗하고 적절하게 작동하는지 확인하십시오. 먼저, 하단 팬을 뜨거운 물로 세척하십시오. 다음으로, 조작 챔버의 벽면과 바닥을 30% ethanol로 닦아내십시오.

팬과 하우스 및 자극 조명을 켜고, 레버 누름을 확장 및 기록하는 테스트 프로그램을 실행하십시오. 모든 조명과 팬이 정상적으로 작동하는지 확인한 후, 모든 레버 누름이 기록되는지 프로그램 테스트를 수행하십시오. 마지막으로 30% ethanol로 레버를 세척하십시오. 오페라 세션은 매일 같은 시간에 주 5~6일 동안 실시해야 합니다.

본 예시에서 실험은 통상적으로 800시에서 1400시 사이에 수행됩니다. 동물의 명암 주기 중 암기(dark phase) 동안 각 마우스의 무게를 측정하십시오. 테스트 전, 각 챔버의 프로그램을 로드하고 실험 내용을 적절하게 기록하십시오.

각 마우스를 지정된 챔버로 이동시키고, 문을 닫은 후 세션을 시작합니다. 세션이 종료되면 즉시 마우스를 꺼내 꼬리에 표시를 합니다. 앞서 시연한 방법대로 챔버를 세척하고, 활성 및 비활성 레버 누름 횟수에 대한 데이터를 분석합니다.

강화제의 수 및 또는 레버 정확도를 보고할 수도 있습니다. 처리제가 OSS에 미치는 영향을 테스트하려면 모든 마우스가 습득 기준을 충족해야 하며, 처리를 시작하기 전에 마지막 3회의 고정 비율 세션에서 20회 이상의 활성 레버 누름과 65% 이상의 활성 레버 누름 비율을 얻어야 합니다. FR 1 반응을 습득한 후에는 강화 계획을 변경할 수 있습니다.

예를 들어, 더 높은 고정 비율, 점진적 비율 또는 무작위 비율을 사용할 수 있습니다. 여기서는 조작적 감각 추구 행동의 습득 사례를 보겠습니다. 수컷 C 57, black six J 마우스의 경우, OSS 마우스는 각 능동 레버 누르기 이후에 다양한 시각 및 청각 자극을 받았습니다.

비활성 레버 누르기 대조군(inactive lever presses consequence control)의 경우, 마우스는 동일한 조건에 처해졌으나 두 레버 중 어느 것을 눌러도 아무런 결과가 나타나지 않았습니다. 세션이 거듭될수록 OSS 마우스의 활성 레버 누르기 횟수는 비활성 레버 누르기 대조군에 비해 증가했습니다.

회색 선으로 표시된 마우스들은 이러한 증가를 보이지 않았습니다. 이 예시에서 한 그룹의 마우스는 OSS 강화를 받았고, 다른 그룹은 음식 강화로서 10% ensure를 자유롭게 섭취(ad libitum)할 수 있도록 하였습니다. OSS와 음식 강화에 대한 반응률은 시간이 지남에 따라 비슷하게 증가하였습니다.

다음 예시에서는 생쥐를 5일 동안 점진적 비율 강화 계획(progressive ratio schedule of reinforcement)에 적용하였습니다. 여기 제시된 데이터는 각 개체의 4일 차와 5일 차 값의 평균을 나타냅니다. 오른쪽 Y축에 표시된 최종 완료 비율(final ratio completed)은 고정 비율 반응에서 입증된 바와 같이, 해당 강화물을 얻기 위해 필요한 반응 횟수를 의미합니다.

점진적 비율. 반응률은 OSS 강화제와 식품 강화제 간에 유사했습니다. 이 방법을 사용하면, 공복 상태나 반응률의 차이로 인해 발생할 수 있는 잠재적 혼란 변수 없이 감각 및 식품이라는 두 가지 서로 다른 강화 유형에 대한 조작 효과를 비교할 수 있습니다.

결론적으로, 조작적 감각 추구 행동은 감각 강화의 기저에 있는 분자적 메커니즘을 연구하기 위한 독특한 도구를 제공하며, 나아가 약물 중독을 연구하는 도구가 될 수 있습니다.