Name: 조건화를 사용하여 마우스 사회적 동기 부여를 정량화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 43 s
Description: 학습하세요 조작적 조건화를 사용하여 실험용 마우스의 사회적 동기 부여를 정량화하는 방법을. 이 기법은 자폐증 및 기타 사회 행동 장애 마우스 모델의 표현형 분석에 특히 유용합니다.

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우리는 보조금 지원을 위해 아주 사 퍼시픽 대학에서 학부 연구위원회 감사합니다. 우리는 또한 애슐리 슈나이더, 마이클 그레그 및 기술 지원에 대한 한나 샘플 감사합니다.

이 연구는 아주 사 퍼시픽 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었다. 동물과 관련된 모든 절차는 국립 보건원 (National Institutes of Health)에서 실험 동물의 관리 및 사용을위한 설명서의 권장 사항은 다음을 수행 하였다. 사회적 동기를 부여하고 발랑 비교 테스트 패러다임 1. 수정기구 <ol><li> 사회적 행동의 조작 적 작업에 마우스를 테스트하기 위해, 센터 채널 모듈 형 셔틀 상자를 수정합니다. 이 셔틀 상자는 44cm가 17.3 센티미터 X와 플렉시 유리와 스테인레스 스틸로 만들어진 측정한다. </li><li> 문틀의 얼굴에 와이어 그리드를 장착하여 프로그램 단두대 문을 수정합니다. 와이어 그리드는 제한된 사회적 접촉을 허용하지만, 마우스 하나의 챔버에서 다른 교차하는 것을 허용해서는 안된다. </li><li> 약 22cm X 17.3 cm 각 측정 : 프로그래머블 길로틴 도어를 사용하여, 두 챔버로 나누어 각 상자. 일 하나 챔버를 지정E 테스트 챔버 및 타겟 챔버로서 다른. </li><li> 단두대 문의 벽 맞은 편에 시험 챔버에서 마우스 레버를 놓습니다. 두 마우스 레버 사이의 액체 국자 식품 용기를 놓습니다. </li><li> 테스트 패러다임에 따라, 액체 식품 보상을 단두대 문을 열거 나 선물 중 하나에 프로그램은 마우스 레버. </li><li> (테스트 마우스의 사용 설명서 형성을위한) 장치 및 프로그램은 단두대 문을 엽니에 휴대용 단추를 연결합니다. </li><li> 각 실의 금속 격자 층에 걸쳐 활동을 모니터링하는 8 채널 I / R 컨트롤러와 각 셔틀 상자를 장착한다. 시험 챔버 위에 USB 디지털 비디오 카메라를 장착하고 컴퓨터에 연결. 멜라민 사운드 감쇠 부스 내에서 전체 장치를 묶습니다. </li><li> 실험실에서 작성된 사용자 정의 프로그램을 사용하여 조작 적 프로그램을 실행합니다. </li></ol> 2. 사회적 동기 부여 패러다임의 마우스를 쉐이핑 <ol><li> 테스트 C에서 테스트 마우스를 놓습니다hamber 대상 실의 연령과 성별 일치 자극 마우스입니다. </li><li> 원하는 조작 적 응답에 형성 또는 연속 근사 강화의 방법을 사용하여 단두대 문을 열어 레버를 눌러 테스트 마우스를 훈련. 이 성형 과정 동안, 길로틴 도어를 제어하도록 프로그래밍 된 휴대용 버튼을 눌러 수동으로 보강을 제공한다. 주 : 보강은 와이어 그리드를 통해 자극 마우스에 액세스하여, 15 초 동안 길로틴 도어를 개방하게 이루어져있다. </li><li> 시험 챔버 위에 장착 카메라를 사용하여 시험 챔버에 마우스를 관찰한다. </li><li> 그들은 5 개 만점에 3 개 연속 테스트 세션에 적어도 10 조건화 반응 (레버 프레스)를 보여 때까지 30 분 매일 세션 일련의 각 마우스를 훈련. 무작위 할당을 사용 셔틀 상자를 통해 마우스를 회전합니다. </li><li> 마우스는 30 일 훈련 기간 이후에이 기준에 도달하지 않는 경우, 실험 및 DESI의 쥐를 제거비 학습자로 gnate. 참고 : 매일 훈련 세션의 수는 연구원 환경 설정에 따라 30 일 이상으로 연장 될 수있다. </li><li> 다른 마우스를 매일 사용되도록 성형시 사용 자극 마우스 번갈아. </li><li> 70 %의 에틸 알코올을 사용하여 각 훈련 세션 사이 면도 셔틀 박스. 또한, 살균 세정제를 사용하여, 모든 청정 설비 매일 테스트의 완료에 따라. </li></ol> 3. 테스트 사회적 동기 부여의 패러다임에서 마우스 <ol><li> 대상 챔버에서 테스트 챔버에서 훈련을 테스트 마우스와 연령과 성별 일치 자극 마우스를 놓습니다. 테스트하는 동안, 그 자극 마우스는 10 일 테스트 세션 후 반복되는 각각의 테스트 마우스에 할당 적어도 10 자극 마우스의 풀을 사용합니다. 테스트를 위해 성형시 사용되는 자극 마우스를 사용하지 마십시오. </li><li> 그래서 보강의 진보적 인 비율이 일정에 열 단두대 문을 프로그램 조작 적 재 수대상 마우스에 15 초 액세스의 사회적 보상을 얻기 위해 필요한 sponses (레버 프레스)는 산술적으로 3 각 시험의 고정 된 비율로 증가한다. </li><li> 테스트 마우스가 연속 5 분간 눌러 레버를 정지 할 때 최종 테스트 세션을 프로그래밍합니다. </li><li> 중단 점으로 마지막 완료 (강화) 비율을 기록합니다. 사회적 동기 부여의 지표로이 따라 측정을 사용합니다. 점근 성능 수준을 관찰 한 후 20 연속 매일 세션에 적어도 10 테스트 세션에 대한 각각의 마우스를 테스트합니다. </li><li> 70 %의 에틸 알코올을 사용하고, 살균 세정제를 사용하여 매일 시험의 완료에 따라 각각의 테스트 세션 사이 셔틀 박스 닦아. </li></ol> 식품 보상 대 사회 4. 발랑 비교 <ol><li> 모든 마우스는 사회적 동기 부여 패러다임을 완료 한 후, 음식 보상의 그것과 사회적 보상의 원자가를 비교하기위한 작업에이 같은 쥐를 테스트합니다. </li><li> 프로그램 하나 레버단두대 문을 열고 15 초 동안 사회적 보상을 제시하고 15 초 동안 액체 식품의 보상을 제시하는 반대 레버를 프로그래밍 할 수 있습니다. 참고 :이 프로토콜에 사용되는 액체 식품의 보상은 0.2 % 자당 달게 증발 우유로 구성되었다. 반복 각 마우스에 0.02 ml의 보상을 제시하기위한 충분한 양 (일반적으로 500 ㎖) 준비합니다. </li><li> 마우스 가운데 잠재적 레버 편견에 대한 제어 레버 / 보상 사태를 번갈아 테스트 마우스를 할당합니다. 따라서, 왼쪽 레버 / 사회적 보상과 오른쪽 레버 / 식품 보상 비상에 왼쪽 레버 / 식품 보상과 오른쪽 레버 / 사회 보상 비상 다른 반에 각각의 테스트 그룹의 쥐의 절반을 할당합니다. </li><li> 음식 보상 대 사회의 원자가 비교를 위해 쥐를 훈련. <ol><li> 시험 챔버에서 테스트 마우스를 놓고 대상 실의 연령과 성별 일치 자극 마우스를 놓습니다. </li><li> / 단 하나의 레버를 확인 각 교육 세션 동안 활성 비상 보상. 교육으로 구성매일 우발 교대 육 1 시간 세션. 각 테스트 마우스 다른 모든 사회적 보상 세션에 할당 된 다른 자극 마우스. </li><li> 식품 보상과 교육 및 테스트 중에 자신의 임의로 우 다이어트에 쥐를 유지한다. 식품 박탈은 증발 우유와 설탕 용액 (18)의 사용과 마우스의 조건화에 대한 필요가 없습니다. </li></ol></li><li> 사회적 대 음식 보상의 원자가 비교를 위해 마우스를 테스트. <ol><li> 모든 세 번째 레버를 눌러 강화되도록하지만 각각의 관련 보상에 의해, 1 : 3의 고정 비율 강화의 일정을 프로그래밍합니다. </li><li> 프로그램 테스트 세션은 60 분 동안 실행합니다. </li><li> 시험 챔버에서 테스트 마우스를 놓고 대상 실의 연령과 성별 일치 자극 마우스를 놓습니다. 주 : 사회적 동기 작업에 사용 10 자극 된 마우스의 동일한 풀 다시 사용하지만, 10 일의 회전을 이용하여 테스트 생쥐에 할당 될 수있다. </li><li> 테세인트 훈련 또는 점근 성능 수준의 관찰 다음 적어도 10 일 세션의 육일 다음 20 일 세션에서 마우스. 이 패러다임 차 의존 측정 각 보상 형 레버 프레스의 총 개수이다. </li><li> 다시 한번, 소독 세제를 사용하여 각 시험 당일을 70 % 에틸 알코올을 사용하여 다음과 같은 테스트 세션 사이에 셔틀 상자를 닦아. </li></ol></li></ol>

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</ol>

저자는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없습니다.

이 문서에서 설명하는 조작 적 사회적 동기 부여 패러다임은 인간의 질병의 마우스 모델에서 사회적 행동의 특성에 대한 강력한 도구입니다. 오히려 시험 마우스 수동적 사회적 만남을 선택할 수있는 것보다,이 패러다임은 사회적 보상을 얻기 위해 시험 마우스에서의 노력을 필요로한다. 테스트 마우스가 사회적 보상을 얻기 위해 생산 기꺼이 노력의 양은 사회적 동기 부여의 정량적 측정을 제공합니다. 또한, 원자가 비교 패러다임을 통해, 동기 동작은 다른 타입들에 보상과 비교 될 수있다. 이러한 조건화 패러다임은 모두 단두대 문 반대측에 적절한 자극을 제시하여도 성적과 부모 동기를 평가하기 위해 사용될 수있다. 이러한 사회적 동기 부여 패러다임의 개발은 몇 가지 주요 변수의 문제 해결을 포함했다. 예를 들어, 파일럿을 통해 시간의 양을 연구하는 사회적 보상 전30 초에서 15 초로 감소되었다 제시 s의. 이번에는 테스트 및 자극 마우스 간의 사회적 상호 작용을위한 충분하지만, 미래 연구는 사회적 보상 시간을 최적화 할 수있다. 마찬가지로, 사회적 보상에 레버 프레스의 점진적 증가 비율은 5 파일럿 연구에 따라 3의 고정 금리로 하향 조정했다. 필요한 일수 매일 처음 테스트 세션 후 30 일을 통해 평가 하였다 동작을 가압 레버 점근선에 도달한다. 그것은 대부분의 마우스는 시험 세션의 수는 있지만 변동 않는 20 일간 성능 저하 그래서 7 일 점근선에 도달하므로 또한 사실 평균 성능의 좋은 지표를 제공하면서 지난 10 일 동안의 데이터를 평균화하여 점근 성능을 보장하는 것이 결정되었다 적은 테스트 일보다. 연구원은 점근 적 성능 시험 10 일 이내에 도달 할 수 있도록 또는 프로토콜이 필요에 따라 수정하는 데이터를 모니터링해야합니다. 트라ining 세션은 30 분에 1 시간에서 하향 조정했다. 훈련 된 마우스 균주에 의존 않고 필요한 세션 일부 마우스의 수는 임의로 트레이닝 세션 (18)의 고정 후 nonlearners 번호로 지정 될 수있다. 시험 패러다임에 발전을위한 기준에 도달하기 위해 필요한 트레이닝 일수 사회적 동기의 다른 인덱스를 제공하고, 추적 따라서 가치가있다. 연구원은 또한 원자가 비교 패러다임에 대한 다른 음식 보상 옵션을 실험 할 수 있습니다. 그러나, 시험 쥐가 처음 순수 사회적 보상을 이용한 훈련 후 원자가 비교 패러다임을 시작하기 전에 동기 사회적 패러다임으로 시험하는 것이 중요하다. 이러한 조건화 사회적 동기 패러다임 수정 및 상기 프로토콜에 표시된 것보다 추가 변수를 측정시 개선 될 수있다. 예를 들어, 자신의 각각의 챔버 내에서 각 마우스의 위치는 CU를 사용하여 추적 될 수있다rrently 가능한 상용 소프트웨어. 또한, 코 - 투 - 코 접촉 또는 초음파 발성을 포함하여 특정 행동은 사회적 상호 작용하는 동안 득점 할 수 있습니다. 연구원은 conspecific 또는 꼭두각시의 비디오와 사회적 동기 부여 패러다임이나 사회적 파트너 또는 단두대 문 뒤에 다른 자극을 포함하는 경우에도 비교의 부재를 포함하는 임상 시험에 사용되는 비율 조정과 실험을 촉진 할 수있다. 원자가 비교 패러다임으로 인해 특정 보상 형 18 포만에 의욕의 변화에 대한 자세한 정보를 제공 할 수 있습니다 시험에서 선택 역학 분석. 이러한 조작 적 사회적 동기 부여 패러다임이 생쥐에서 사회적 의욕을 정량화 많이 필요한 도구를 제공하지만, 그들은 몇 가지 제한이 있습니까. 첫째, 이러한 패러다임 레버 압박과 사회적 보상 사이에 배운 협회을 할 수있는인지 능력을 가지고 마우스가 필요합니다. 일부 마우스 모델 수도이인지 적, 사회적 모두 능력에 적자 어려운 이러한 패러다임을 사용하여 사회 의욕을 평가 할 수있다. 마우스 만 와이어 그리드를 가로 질러 상호 작용하도록 허용 둘째, 사회적 만남의 성질이 제한된다. 그러나 마우스는 여전히 성공적으로, 특히, 많은 일반적인 사회적 행동에 참여 코 - 투 - 코를 조사 할 수 있습니다. 이러한 방법 중 하나는 최종 제한은 노동 집약적이고 완료 될 많은 시간을 필요로한다는 것이다. 두 패러다임을 통해 교육 및 테스트는 매일 세션 2 개월 최소 필요합니다. 일부 마우스는 세션의 필요한 수의 스트레칭 레버를 눌러 연결을 배우고 훨씬 더 오래 걸릴 수 있습니다. 패러다임은 확실히 높은 처리량 기술을 필요하지 않은 반면, 생성하는 데이터는 매우 소중하고 필요한 노동 투자 가치가있다. 그러나, 특정 마우스 모델의 사회적 행동의 풀러 특성을 제공하기 위해, 그것은 이러한 패러다임이 우리를하는 것이 좋습니다생쥐에서 사회적 행동을 측정하는 다른 방법 설립과 함께 에드.

최근, 자폐증 스펙트럼 장애를 포함한 사회적 행동 장애의 유전 적 및 환경 적 요인들의 결합은 사회적 행동에 이들 인자의 역할을 조사하기위한 마우스 모델의 개발을 유도 하였다. 이것은 사회적 동기 (1)의 정량적 측정을 포함하여 마우스의 사회적 행동의 특성에 대한 새로운 기술에 대한 수요를 만들었습니다. 그러나, 쥐에서의 사회적 의욕을 입증하는 데 사용될 수있는 여러 가지 설정 패러다임이있다; 그들은 모두 동기 동작의 강도를 정량화하는 능력에 심각한 제한을 갖는다. 예를 들어, 초기 행동 평가의 일부는 만난 적이없는 두 설치류 사이의 사회적 상호 작용의 단순한 관찰을 포함했다. , 접근 다음, 스니핑 및 정리 등 여러 가지 행동을 자주 측정, 사회적 동기 부여의 인덱스를 제공 할 수있다. 이 연구는 처음 실시되었다다음 래트 2-5 및 뒷부분 생쥐 -6,7-에서 사용되도록. 요법 이니 / dishabituation 사회적 인식의 패러다임이되는 실험 동물은 사회적 동기 (8)의 측정을 제공하는 동일한 자극 동물 (습관화) 다음 소설 동물 (dishabituation)에 노출에 반복적으로 노출되어있다. 레이블을 제안, 전형적인 동물 같은 자극 동물의 반복 존재에 길들여 행동 응답을 표시하지만 새로운 동물에 노출되었을 때, dishabituation, 또는 기준에 반환을 시연 할 예정이다. 습관화 응답 가능성이 자극 마우스와 상호 작용하는 시험 마우스의 동기 부여의 감소를 보여줍니다. 시험 마우스 빈 챔버와 다른 챔버로 제한 자극 마우스 사이에서 선택할 수 있도록 선택 사회 패러다임은 사회적 의욕을 평가하는데 사용되었다. 시험은 일반적으로 중성, 중심 챔버에 시험 마우스를 배치하는 것으로 시작한다. 이 작업의 일부 버전은 T를 포함하나의 챔버 (9)에 자극 마우스를 ethering. 이 작업의 변형 동물은 자극 (10)의 테 더링을 회피 자극 마우스 위에 와이어 인클로저의 사용을 채용. 최근 사회적 조건화 된 장소 환경 설정 작업을하는 생쥐가 존재 또는 사회적 파트너의 부재, 다음 컨디셔닝 (11) 다음 빈 챔버를 탐험 할 수 중 하나를 시각적으로 별개의 챔버를 연결하는 조절 된 개발되었다. 사회 짝 이전에 발생 챔버에서 보낸 시간이 더 사회적 동기 부여의 지표로 간주됩니다. 위의 패러다임의 모든 마우스의 사회적 표현형과 관련된 중요한 데이터를 제공합니다. 사람이 마우스를 상기 패러다임에서 사회적 상호 작용을 추구하는 &quot;욕망을&quot;관찰 할 수 있는지 여부를 입증하면서 그러나,이 &quot;소망&quot;, 즉. 사회적 동기의 강도를 측정하는 것이 곤란하다. 동기 행동의 강도는있다전통적 그들의 동기 소스에 액세스하기 위해 일해야하는 시나리오를 작성하여 설치류에서 측정되었다. 이것은 일반적으로 동기 요소로 음식을 포함한 조건화 패러다임 트레이닝 설치류를 포함한다. 그러나이 방법은 12, 13 (매튜스 외. 2005 년 검토) 자신의 새끼에 쥐 사회적 동기 부여,하지만 남성 쥐를위한 섹스 파트너 중 하나를 포함하는 액세스 나, 여성에 대한 액세스를 조사하기 위해 이전에 사용되어왔다. 아래에 설명 된 사회적 동기 부여 패러다임의 개발에 앞서, 마우스 (12)와 조작 적 패러다임을 사용하여 성적 동기 부여의 외부 사회 의욕을 조사 만 한 다른 연구가 있었다. 이러한 일련의 실험에서, 이계 스위스 웹스터 마우스 동성 conspecific에 액세스하기 위해 레버를 누르도록 훈련시켰다. 한 실험에서, 대기 시간은 현저하게 감소 대상 MOUS에 액세스 응답을 시작합니다전자는이 사회적으로 고립 된 생쥐에서 사회적 접근을 추구 증가 의욕을 제안 그룹 보관 마우스에 비해 개별적으로 보관 생쥐에서 증명되었다. 같은 연구의 또 다른 실험에서, 비교 식염수과 옥시토신 길항제 (아토 시반) 주입 쥐 사이에 만들어졌다. 흥미롭게도, 약물 주입 마우스는이 생쥐에서 사회적 보상을 감소 의욕을 제안 대상 마우스에 액세스 응답을 시작하기 위해 크게 증가 대기 시간을 보여 주었다. 이들 실험은 조건화를 사용 생쥐 사회적 동기 정량화 노블 시도를 나타내는 반면, 그들은 또한 매우 제한적이라고 크게 후술 방법에 따라 사용이 개선된다. 예를 들어, 첫 번째 실험에서 명백한 근본적인 결함 (실제 연구 실험 2) 상술 한 실험 일에 걸쳐 교대 만이 대상 마우스의 연구자들의 사용했다. 이전 연구는 사회 인식 그룹 - 보관 것으로 나타났습니다마우스는 동일한 대상 (14)에 반복 노출 감소 사회 조사로 이어지는 최소 7 일 동안 지속될 수 있습니다. 동일한 대상에 대한 반복 노출은 초기 노출 15-17 후 최소 2 시간의 경우 사회 조사 기간은 기본 수준을 유지할 수 있도록 2 시간 - 그러나, 개별적으로 보관 쥐와 생쥐의 사회적 인식은 1에서 발산. 개별적으로 보관되어 마우스의 대기 시간 감소는 매튜스에보고 된 사회적 접근에 대한 응답을 시작하는 등. 실험은 테스트 일 (12)에 걸쳐 대상 쥐의 사회적 인식의 부족의 결과일지도 모른다. 이것은 잠재적 혼동 각 시험 당일 신규 대상 마우스를 이용하여 아래의 방법에 대해 제어된다. 또한, 매튜 등. 연구 모두 실험에는이 그룹 사이에 레버 프레스의 총 수의 차이를보고 없었다 상술. 이는 총 레버 프레스 차이가있을 수 있다는 것이 가능하다연구진은 아래에 설명 된 우리의 연구 디자인에 사용되는 응답의 점진적 증가 비율을 보상하기 위해 사용하는 경우 EN가 감지되었습니다. 또한, 대상에 대한 접근은 마우스 타겟 덮여 상자를 올려, 실험자에 의해 수동으로 제어되었다. 대상 마우스에 대한 액세스를 자동 제어 길로틴 도어의 사용으로 인해 실험자의 존재 아티펙트의 가능성을 제거한다. 아래 설명과 같이 사실상 완전히 사회적 동기 조건화 패러다임을 자동화하기 위해서, 조사 장비는 지정 하였다.

<table><tbody><tr><td>모듈식 셔틀 박스</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-010MC</td><td></td></tr><tr><td>자동 단두대 도어&nbsp;</td><td>메드 어소시에이츠 Inc.</td><td>ENV-010B</td><td></td></tr><tr><td>마우스 레버&nbsp;</td><td>메드 어소시에이츠 Inc.</td><td>ENV-3010M</td><td></td></tr><tr><td>식품 용기가 있는 액체 디퍼</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-202M-S</td><td></td></tr><tr><td>8채널 I/R 컨트롤러&nbsp;</td><td>메드 어소시에이츠 Inc.</td><td>ENV-253C</td><td></td></tr><tr><td>멜라민 소음 감쇠 큐비클&nbsp;</td><td>메드 어소시에이츠 Inc.</td><td>ENV-016MD</td><td></td></tr><tr><td>MED-PC IV 소프트웨어 프로그램</td><td>Med Associates Inc.</td><td>메드-PC IV&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>마이크로소프트 라이프캠 카메라&nbsp;</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wire Grid</td><td></td><td></td><td>Wire Grid는 하드 워드 스토어에서 구입할 수 있습니다. 우리는 스테인레스 스틸 마우스 케이지 상판에서 와이어 그리드를 자릅니다.&nbsp;</td></tr><tr><td>70% 에틸 알코올</td><td></td><td></td><td>생쥐 사이의 셔틀 상자를 청소하는 데 사용됩니다. 특정 브랜드는 불필요합니다.</td></tr><tr><td>진공 밀크</td><td>카네이션</td><td></td><td>0.02ml와 마우스 당 각 보상에 대해 0.2 % 자당을 결합했습니다. 우리는 항상 더 나은 일관성을 위해 같은 브랜드를 구매합니다.&nbsp;</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> 설탕<td>은 증발된 우유에 용해되어 있기 때문에 순수한 과립 설탕의 모든 브랜드가 발생합니다.&nbsp;</td></tr></tbody></table>

조건화를 사용하여 마우스 사회적 동기 부여를 정량화

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

이 프로토콜에서, 사회적 동기는 조건화 패러다임의 쌍을 통해 마우스로 측정됩니다. 실험을 수행하기 위해, 두 개의 챔버 셔틀 박스 두 조건화 레버 (좌우), 그리고, 와이어 그리드에 의해 덮여 자동화 단두대 문에 의해 상기 제 2 챔버에서 분할되었다 한 챔버 내의 음식 용기 장착 하였다. 다른 자극 마우스는 시험 일에 걸쳐 회전 와이어 그리드 뒤에 사회적 자극을 역임하고, 단두대 도어의 개방 다음 만 볼 수 있었다. 시험 생쥐 문을 열고 15 초 동안 자극 파트너에 액세스하기 위해 레버를 누르도록 훈련시켰다. 실험 쥐는 연속 5 분간 가압 레버 정지 후 점진적 3. 테스트 세션의 정해진 시간에 증가 사회적 보상을 얻기 위해 필요한 레버 프레스 수가었다. 마지막 강화 비율 또는 중단 사회적 동기 정량적 척도로서 사용될 수있다. 두 번째 패러다임, T의EST 마우스는 음식 보상 또는 사회적 보수를 얻기 위해 좌 ㆍ 우측 레버 프레스 구별하도록 훈련시켰다. 마우스는 각각의 레버의 매 3 프레스에 대한 보상을했다. 음식 및 사회적 효익 번호는 각 위치에 따라 보상 값의 측정과 비교 될 수있다. 각각의 보상 형의 비율은 또한 마우스 균주를 비교 될 수 있으며,이 비율의 변화가 소정의 보상 형과 포만을 측정하는 테스트 세션 내에서 모니터 할 수있다. 이러한 조건화 패러다임 모두 자폐증과 사회적 행동의 다른 질환의 마우스 모델에서 사회적 동기 부여의 정량화에 매우 유용합니다.

이 프로토콜은 이전에 보여보고되었다 BTBR 근친 마우스 균주 친 사회적 C57BL / 6J 근친 마우스 균주를 비교하기 위해 사용 된 것은 사회적 행동 10,18 감소한다. 또한 증가 또는 사회적 의욕을 감소 한 것으로 중 가설 다른 녹아웃 마우스 변종 사회 의욕을 특성화하기 위해 사용되어왔다. C57BL / 6J 및 BTBR 근친 마우스 균주를 비교 이전에 출판 된 결과는도 1에 나타내었다. 이러한 결과는 C57BL / 6J 마우스에 비해 BTBR 마우스 소셜 의욕을 감소 보였다. 또한 입증 발랑 비교 패러다임이 변형 (그림 1B)에 대한 동기를 행동의 전반적인 감소를 제안 BTBR 마우스에 대한 식품 의욕을 감소. 도 2a는 이형과 homozygo와 C57BL / 6 배경 변형에 야생 형 형제를 비교하는 일부 미 출판 예비 데이터를 제공합니다우리는 유전자 (유전자 X)에서 감소 또는 결석 단백질 제품과 형제 자매를 녹아웃 사회 의욕을 촉진하기 위해 가설을 세웠다. 그림 2b는에서 감소 된 단백질 제품과 이형 녹아웃 형제에 C57BL / 6 배경 변형에 야생 형 형제를 비교하는 일부 미 출판 예비 자료를 제공합니다 유전자 (유전자 Y)는 사회적 의욕을 감소시키는 가설. 이러한 연구에서의 각각의 예비 데이터는 각각의 가설을지지하고, 상기 한 바와 조건화 사회적 동기 패러다임의 가치를 입증한다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig1.jpg" /> 사회적 동기와 원자가 비교 패러다임 1. 이전에 발행 된 결과를 그림. (A) 사회적 동기 태스크 테스트 지난 10 일에 걸쳐 개별적으로 수납 (IH) B6 쥐 그룹 - 수용 (GH) B6 쥐, 및 그룹 수납 BTBR 쥐의 평균 브레이크 포인트. 있었다각 군의 마우스 (9)의 총. 개별 및 그룹 보관 B6 마우스는 유사하게 수행하지만 그룹 보관 B6와 BTBR 마우스 (T = 2.741, DF = 16, P = 0.015) 사이에 유의 한 차이가 있었다. (나) 식품 보상과에 대한 사회적 보상의 평균 수 원자가 비교 패러다임의 지난 10 세션에서 그룹 보관 B6와 BTBR 마우스. 두 마우스 그룹은 사회적 보상보다 훨씬 더 많은 음식 보상 획득 (BTBR : T = 3.551, DF = 8, P = 0.007; B6 : T = 9.478, DF = 8, P &lt;0.001). 그러나, BTBR 마우스는 B6 마우스보다 훨씬 적은 음식의 보상을 획득하고 사회적 보상 가장 적은 수의 (T = 3.321, DF = 16, P = 0.004). 그림 참조 (18)에서 수정했습니다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig2.jpg" /> 사회적 동기 부여 패러다임을 이용하여 게시되지 않은 연구에서 그림 2. 대표 결과. (A) 평균 중단 점 (마지막) 비율을 강화 쥐가 5 분 동안 눌러 레버를 중지하기 전에 달성했다. 유전자 X를 들어, WT (12), 7 HET, 6 KO 마우스의 총 사회적 동기 패러다임으로 시험 하였다. 분산 분석은 유전자형 (F = 7.18, DF = 2, 22, P = 0.004) 사이에 유의 한 차이가 나타났다. 사후 Tukey에 HSD 테스트 KO 마우스는 WT 제어 아래 수행 크게 것으로 나타났다. (B) 유전자 Y 8 HET 6 WT 마우스 테스트 한 총. 독립 표본 t 검정은 유전자형 사이에 유의 한 차이를 보여 (t = 2.26, DF = 8.97, P = 0.05). * 0.05 알파 수준에서 WT 생쥐에서 유의 한 차이를 나타냅니다.

이 기사는 사회적 보상을 위해 조작적 조건화를 사용하여 생쥐의 사회적 동기를 정량적으로 측정하기 위한 새로운 프로토콜에 대해 설명합니다. 이 프로토콜은 자폐증 및 기타 사회적 행동 장애의 마우스 모델에서 사회적 동기를 측정하는 데 유용합니다.

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

이 절차의 전반적인 목표는 실험실 마우스의 사회적 동기를 정량화하는 것입니다. 이를 위해 먼저 각 테스트 마우스가 레버 누르기를 사회적 보상과 연관시키도록 훈련시킵니다. 두 번째 단계는 각 마우스를 대상으로 일련의 세션을 통해 테스트하며, 이때 사회적 보상을 얻기 위해 필요한 노력의 양이 시행 횟수가 늘어남에 따라 증가하도록 설정합니다.다음으로, 각 실험 쥐가 두 가지 레버 및 보상 조건 사이를 구별하도록 훈련시킵니다. 마지막 단계는 일련의 세션을 통해 각 쥐가 이러한 조건 중 하나를 선택하여 사회적 보상 또는 먹이 보상을 받게 하는 테스트를 수행하는 것입니다. 궁극적으로, 이러한 오페란트 사회적 동기 부여 패러다임을 통해 연구자는 사회적 동기 부여를 정량화하고, 이 수준을 먹이 보상의 수준과 비교할 수 있습니다.기존 방법과 비교했을 때 이 기법의 주요 장점은, 과제보다 사회적 보상을 얻기 위해 점진적으로 더 많은 노력이 필요하도록 하는 패러다임이라는 점입니다. 단순히 사회적 파트너 근처에서 보낸 시간을 측정하는 것만으로는 부족합니다. 절차 시연은 본 실험실의 학부생 연구원인 Brianna Lum, Megan Raymond, Amy Patterson, Maryanne Slamma가 진행할 것입니다. 우선, 사회적 행동 테스트에 사용할 센터 채널 모듈형 셔틀 박스를 설치하고, 챔버를 분리하면서 그 사이로 제한적인 사회적 접촉이 가능하도록 프로그래밍 가능한 기요틴 도어 전면에 와이어 그리드를 장착하십시오.문이 상자를 두 개의 챔버로 나누는데, 한쪽 챔버를 테스트 챔버로 지정하고 문 반대편 벽 쪽의 다른 챔버를 타겟 챔버로 지정하십시오. 두 마우스 레버 사이에 액체 디퍼 먹이 용기를 배치하십시오. 마우스가 레버를 조작하여 길로틴 문을 열거나 액체 먹이 보상을 제공받도록 설정합니다.테스트 요구 사항에 따라, 버튼을 누르면 문이 열리도록 휴대용 버튼을 프로그래밍하십시오. 성형 과정 동안, 테스트 챔버 상단에 설치된 디지털 비디오 카메라를 사용하여 테스트 마우스의 활동을 모니터링하십시오. 전체 장치는 소음 차단 큐비클 내에 밀폐되어 있습니다.먼저 테스트 챔버에 테스트 마우스를 넣고, 타겟 챔버에 연령과 성별이 일치하는 자극 마우스를 넣습니다. 장착된 비디오 카메라를 사용하여 테스트 챔버 내의 테스트 마우스를 관찰합니다. 테스트 마우스가 챔버를 탐색하면 길로틴 도어를 수동으로 작동시켜 엽니다.레버에 접근했을 때, 강화 보상을 위해 기요틴 도어를 15초 동안 열어 둡니다. 5회의 연속적인 테스트 세션 중 3회에서 최소 10회의 조작 반응을 보일 때까지 각 마우스를 하루에 30분씩 훈련시킵니다. 30일간의 일일 훈련 후에도 이 기준에 도달하지 못한 마우스는 연구 대상에서 제외합니다.쉐이핑(shaping) 과정에서 사용되는 자극 마우스를 매일 다르게 교체하여 사용하십시오. 훈련 세션 사이에는 70% ethyl alcohol을 사용하여 셔틀 박스를 세척하십시오. 또한, 테스트 일과가 끝나면 소독 세제를 사용하여 모든 장비를 세척하십시오.테스트 중에는 10회의 일일 테스트 세션 동안 중복되지 않을 만큼 충분한 수의 새로운 자극 쥐 풀을 사용하십시오. 먼저, 훈련된 테스트 쥐를 테스트 챔버에 배치하고 자극 쥐를 타겟 챔버에 배치합니다. 사회적 보상을 얻기 위해 필요한 레버 누름 횟수가 매 시행마다 3회씩 일정하게 증가하도록 문이 열리게 설정하십시오.테스트 마우스가 5분 연속으로 레버 누르기를 중단하면 세션을 종료합니다. 마지막으로 강화된 비율을 브레이크 포인트(break point)로 기록합니다.각 마우스를 20회 연속 매일 세션 동안 또는 최소 10회의 테스트 세션 동안 테스트하십시오. 점근적 성능 수준이 관찰될 때까지 진행합니다. 각 테스트 세션 사이에 셔틀 박스를 닦아내십시오. 앞서 시연한 바와 같이 사회적 동기 부여 패러다임에서 테스트를 마친 후, 동일한 마우스들을 음식 보상이 포함된 과제로 훈련시킵니다.액체 먹이 보상으로 사용하기 위해 0.2% sucrose로 감미시킨 무가당 연유를 준비합니다. 다음으로, 한쪽 레버는 문을 열고 다른 쪽 레버는 액체 먹이 보상을 제공하도록 프로그램을 설정합니다. 보상 제공을 교대로 수행합니다.테스트 마우스에서 레버 편향이 발생하는 것을 방지하기 위해, 먼저 마우스를 각각의 챔버에 넣습니다. 각 세션 동안에는 하나의 레버와 보상 제시만 활성화되어야 합니다. 훈련은 1시간씩 6번의 세션으로 구성되며, 테스트 프로그램 기간 동안 매일 조건(contingencies)을 교대로 적용합니다. 강화 계획은 3:1의 고정 비율로 설정하여, 각 측면에서 레버를 세 번 누를 때마다 한 번씩 강화가 이루어지도록 합니다.하루 60분씩 20일 동안 테스트를 계속하거나, 무증상 성능 수준이 관찰된 후 최소 10회의 일일 세션을 수행합니다. 앞서 설명한 대로 셔틀 박스를 세척합니다. 개별 사육된 B six 마우스의 평균 중단점(breakpoint)은 집단 사육된 B six 마우스와 유사했으나, 집단 사육된 BTBR 마우스는 유의하게 낮은 중단점을 보였습니다.BTBR 마우스는 B six 마우스에 비해 먹이 보상을 획득한 횟수가 유의하게 적었습니다. 반면, 두 그룹 모두 사회적 보상보다 먹이 보상을 더 많이 획득했습니다. 이러한 결과는 형질전환 마우스 라인의 유전자형에 따른 수행 능력의 차이를 보여줍니다.다른 형질전환 마우스 라인을 이용한 추가 연구에서는, 본 절차와 병행했을 때 헤테로 접합체 마우스가 야생형 형제 마우스에 비해 더 높은 breakpoint를 나타내는 것으로 확인되었습니다. 사회적 보상이 제시되는 동안 어떤 구체적인 사회적 행동이 나타나는지와 같은 추가적인 질문에 답하기 위해, 테스트 마우스와 자극 마우스의 비디오 모니터링과 같은 다른 방법들을 활용할 수 있습니다. 이 영상을 시청하고 나면, 실험실 마우스의 사회적 동기를 정량화하기 위해 조작적 조건형성을 사용하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.이 절차는 자폐증 및 기타 사회적 행동 장애의 마우스 모델의 표현형 분석에 특히 유용할 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

이 프로토콜에서는 마우스의 reinforcer으로 감각 자극을 사용하여 operant 학습하는 방법을 설명합니다. 이것은 사전에 훈련이나 음식 제한을 필요로하지 않으며 그것은 같은 음식으로 약리 또는 자연 reinforcer를 사용하지 않고 동기 행동의 연구를 수 있습니다.

마우스의 추구 Operant 감각

여기 크롤리의 사교성과 사회 노벨티 테스트를위한 환경 설정을 사용하여 생쥐에서 사교성의 시험에 대한 자세한 프로토콜을 설명합니다. 우리는 결과의 올바른 해석에 중요한 중요한 세부 사항을 포함하여이 절차에 대한 장점과 가능한 응용 프로그램을 설명합니다.

사회적 상호 작용 동작 평가

에 유전 및 약리 조작의 효과를 평가하기 위해, 공간 지역화 시간적 지역화, 재생 시간, 속도 및 확률 추정, 위험 평가, 충동 성, 및 정확도와 메모리의 정밀도를 중재 메커니즘의 생리 학적 의미있는 특성을 측정하기위한 완전 자동화 시스템 마우스에있는 인식의 기초 메커니즘.

마우스의 자동화, 정량인지 / 행동 검사 : 유전학, 약리학, 동물인지 및 학부 교육을위한

이 프로토콜은 마우스 사교성을 정량하는 방법을 설명한다. 그들이 이동하고 특별한 케이지에서 상호 작용하는 마우스는 녹화됩니다. 동영상 처리가 뛰어난 정확성과 신뢰성 사교성의 자동화 된 정량화 수 있습니다.

자동화 된 이미지 처리 방식을 사용하여 마우스 사교성의 실험 평가

설치류는 행동과 복잡한 정신 장애의 분자 기질을 조사하기에 적합한 모델입니다. 깨어 있는 설치류의 뇌 미세주입은 질병 기질을 밝히는 데 사용할 수 있습니다. 효율적이고 사용자 정의 가능한 뇌 미세주입 방법과 동기 부여를 정량화하는 조작적 패러다임의 실행이 제시됩니다.

쥐 뇌 미세 주입은 분자 기판 동기를 행동을 연구하기 위해

실험용 마우스를 위한 새로운 정제 전략의 개발은 3R 원칙을 이행하는 데 기여하는 도전적인 작업입니다. 이 프로토콜은 실험실 쥐를 위한 인지 강화 프로그램으로 클리커 훈련을 소개합니다.

실험실 쥐에 대한인지 심화로 리모콘 교육 소개

이 프로토콜은 공간 학습 및 반 즈 미로 사용 하 여 메모리를 측정 합니다. 새로운 계 집 아이-에서-조 난 패러다임 쥐에서 prosocial 동작과 운동 활동을 평가 하는 데 사용 됩니다.

공간 학습 및 반 즈 미로 계 집 아이-에서-조 난 패러다임을 사용 하 여 마우스 Prosocial 동작 분석

여기에 설명된 새로운 자동화 된 실험 시스템은 3 챔버 테스트에 대한 대안을 제공하고 또한 몇 가지 주의 사항을 해결합니다. 이 시스템은 사회적 선호도 및 사회적 신규성 선호도 테스트 중에 작은 설치류 행동 역학을 엄격하게 분석할 수 있는 여러 행동 매개 변수를 제공합니다.

작은 설치류에서 사회적 선호 행동의 역학을 추적하기위한 시스템

설치류 모델은 자폐 스펙트럼 장애(ASD)와 관련된 핵심 행동을 연구하는 데 유용한 도구입니다. 이 기사에서는 생쥐에서 ASD의 핵심 기능을 모델링하기 위한 두 가지 행동 테스트, 즉 반복적인 행동을 평가하는 셀프 그루밍(self-grooming)과 사회적 장애를 문서화하는 3개의 챔버 사회적 상호 작용 테스트(three-chamber social interaction test)에 대해 설명합니다.

생쥐의 자폐증과 유사한 행동을 평가하기 위한 전략

부정적이거나 긍정적으로 평가된 경험을 개인의 사회적 목표와 짝지음으로써, 우리는 C57BL/6 마우스의 신원 인식을 조사하기 위한 행동 과제를 개발했다. 이러한 작업을 통해 사회적 인지가 손상된 건강 및 질병 관련 마우스 모델에서 개별 사회적 대상의 사회적 기억 메커니즘을 연구할 수 있습니다.

마우스의 신원 인식을 검사하기 위한 행동 작업

이 프로토콜은 다양한 연구 맥락에서 구현할 수 있는 효과적인 자발적 수레바퀴 달리기 모델을 설명합니다. 다른 자발적 달리기 모델과 달리, 이 방법은 개별 마우스의 달리기 지표를 추적하면서 격리 하우징을 피합니다.

사회적 고립을 최소화하는 자발적 바퀴 달리기 프로토콜을 사용하여 마우스의 개별 달리기 메트릭 추적

학습하세요 조작적 조건화를 사용하여 실험용 마우스의 사회적 동기 부여를 정량화하는 방법을. 이 기법은 자폐증 및 기타 사회 행동 장애 마우스 모델의 표현형 분석에 특히 유용합니다.

조건화를 사용하여 마우스 사회적 동기 부여를 정량화

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