Name: Progressive-ratio Reageren voor Palatable High-vet en veel suiker eten in Muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 16 s
Description: Leer een progressieve-ratio-operante conditioneringstaak om de belonende effecten van voedsel bij muizen te meten. Deze methode helpt onderzoekers voedselmotivatie en beloningsmechanismen te bestuderen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit project werd ondersteund door subsidies van de Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (355.881) en de Canadese Stichting voor Innovatie.

* De meeste belangrijke stappen. 1. Apparatuur en Software <ol><li> Training en proeven worden uitgevoerd in muizen operant kamers voorzien van twee ultralichte intrekbare hefbomen een aan weerszijden van een voer-opvanggedeelte (zie tabel 1). Een stimulus licht boven elke hefboom en er is een huis licht aan de bovenkant van de kooi. Een pellet dispenser bevindt zich buiten de kamer. Elke kamer is gehuisvest in een geluiddichte cabine met verzachtende ventileren ventilator. Chambers zijn verbonden met een PC computer met MedPC IV software via een &quot;Smart Control&quot;-interface kast. </li></ol> Opmerking: Wanneer ultra-lichte hefbomen niet beschikbaar zijn is het raadzaam dat de neus-poke worden gebruikt als de operante respons voor muis studies. Echter, met beide opties beschikbaar stellen wij voor de selectie van ultra-lichte hefbomen als een meer betrouwbare maatstaf voor motivatie gezien het feit dat de neus-poke reacties kunnen be veroorzaakt door verkennend snuiven. <ol start="2"><li> De MedPC programma&#39;s gebruikt om de operante taken uit te voeren zijn geschreven in Medstate notatie code die een gebruiker kan leren met de hulp van de meegeleverde programma&#39;s handleiding. Programmering flexibiliteit biedt de gebruiker bestaande codes wijzigen of unieke experimentele parameters genereren. Bepaalde codes kunnen worden verkregen voor vrij van Med Associates &quot;Medstate Notatie Repository&quot; <a href="http://www.mednr.com" target="_blank">http://www.mednr.com</a> . Aanvullende codes kunnen worden gekocht bij Med Associates. </li></ol> 2. Muis Acclimatisering en Voedselkwaliteit Beperking <ol><li> Bij aankomst muizen zijn gehuisvest in groep voor ten minste 10 dagen om te acclimatiseren aan een omgekeerde 12 uur licht / donker cyclus en voorzien van ad libitum toegang tot standaard chow en water. In ons geval gebruiken we volwassen C57BL / 6 muizen gekocht van Charles River (St. Constant, QC). Alle muis manipulaties en gedragsexperimenten worden uitgevoerd tijdens de donkere cyclus. Alle proprocedures met betrekking tot het gebruik van dieren werden goedgekeurd door de CRCHUM Animal Care Committee. </li><li> Muizen worden vervolgens afzonderlijk worden gehuisvest en voedsel beperkt (70% van hun dagelijkse voedselinname) tot het bereiken van 90-95% vrije voeden lichaamsgewicht om de overname van hefboom-press reageren te vergemakkelijken. Muizen kregen hun dagelijkse quotum van voedsel in de kooi na het beëindigen van de sessie. Bij het bereiken 5-10% gewichtsverlies wordt toegewezen dagelijkse voedsel aan de lagere lichaamsgewicht de rest van de stage stabiliseren. Als muizen hebben bereikt overname criteria (zie hieronder) worden ze weer op een ad libitum voeding schema. Muizen weer verloren lichaamsgewicht in ongeveer 3-4 dagen. </li><li> Muizen worden behandeld in de test kamer voor 3 opeenvolgende dagen voorafgaand aan de eerste training. De dag voor het begin van de training 10-15 vetrijke en high-suiker (HFHS) pellets worden geplaatst in de kooi om de mogelijke invloed van voedsel neofobie op operante-optreden te voorkomence. We maken gebruik van 20 mg HFHS, stofvrij, precisie voedsel pellets (14 mg ook beschikbaar) met 48,9% Kcal als vet (Bio Serv, Frenchtown, NJ). </li></ol> 3. Operante Training <ol><li> Muizen worden in eerste instantie opgeleid om de hendel drukt op een vaste verhouding (FR) -1 versterking schema waarbij een enkele hendel druk op de levering van een levensmiddel pellet ontlokt aan de opvangbak. Slechts een hendel wordt aangeduid als &quot;actief&quot; (triggering levering van voedsel beloning) en de toewijzing van de rechter en linker hendel wordt gecompenseerd tussen de muizen. Het is belangrijk om ten minste een 5 seconden time (TO) aan de FR1 schema (FR1/TO-5), waarbij extra hefboom in te drukken niet resulteren in de levering van een levensmiddel pellet. Dit tot periode maakt tijd voor muizen om het voedsel te pellet consumeren, maar langere time-outs kunnen worden gebruikt als de experimentator voelt dat het nodig is voor hun muis model. Elke FR training duurt 1 uur of wanneer 50 pellets zijn geleverd. </li><li> * Acquisitie Criteria: &lt;/ Strong&gt; De criteria voor het verkrijgen van voedsel onderhouden operante reageert bepalen omvat: (1) een minimum aantal actieve reacties en beloningen verdiend, (2) een zekere mate van discriminatie tussen actieve en inactieve hefbomen, en (3) tussen-sessie prestaties stabiliteit. Muizen vertonen discriminatie van ≥ 3:1 voor de actieve versus niet-actieve hendel en het verkrijgen van ≥ 20 beloningen per sessie gedurende drie opeenvolgende sessies worden beschouwd als te bereiken overname criteria 10. We hebben gezien dat de meerderheid (~ 75%) van C57Bl6 muizen hebben ongeveer 7-10 dagen van de opleiding tot acquisitie criteria te bereiken. Muizen die geen overname kunnen worden bereikt tegen die tijd ondergaan aanvullende opleiding voor een extra 5-7 dagen. Wij sluiten muizen uit het testen van (~ 5% van de gevallen) als er geen vooruitgang geboekt door de extra 5e trainingsdag. Het is belangrijk om in gedachten te houden dat een verminderde operante overname kan een resultaat van bepaalde farmacologische en genetische interventies zijn en dient derhalve te worden gedocumenteerd. &lt;/ Li&gt; <li> Na drie opeenvolgende zittingen verkrijgen ≥ 20 pellets, wordt het schema verhoogd tot FR5/TO-5 seconden de 5 actieve hefboompersen leiden tot de aflevering van het levensmiddel pellet. Training op de FR5 schema duurt drie dagen. </li><li> * De muizen worden dan getraind in het progressieve ratio (PR)-regeling van versterking. De respons-ratio schema tijdens de PR-test kan worden berekend volgens Richardson en Roberts (1996) 11 met de volgende formule (afgerond op het dichtstbijzijnde gehele getal): = [5 e (R * 0,2)] - 5 waarin R gelijk is aan het aantal voedingsmiddelen punten reeds verworven en 1 (bijvoorbeeld volgende bekrachtiger). Zo is het aantal reacties moeten verdienen voedselbeloning volgt: 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 62, 77, 95 enzovoort. De voltooide laatste verhouding het breekpunt. </li><li> Een PR-sessie duurt maximaal 1 uur. Als de hendel drukken in een 10 minuten periode leidt tot beëindiging van de sessie. PrestatiesMance op de PR-schema van de wapening wordt als stabiel beschouwd als het aantal beloningen verdiend in een 1 uur durende sessie afwijkt ≤ 10% voor minstens 3 opeenvolgende dagen. </li></ol> 4. Progressieve Ratio testen en valideren <ol><li> Om te controleren voedsel onderhouden operante reageren op de PR-taak, kan men beoordelen breekpunt reageert bekend volgende manipulaties te moduleren voedsel beloning. Een relatief eenvoudige test uit te voeren is het onthouden van voedsel, die de motivationele toestand van de muis naar voedsel zal daardoor toenemen en te verhogen breekpunten. Muizen moeten eerst worden getest in de PR-taak gedurende een periode van ad libitum voeding tot stabiele, aanvang een performance wordt bereikt. De dag na de laatste &quot;basis&quot; dag voedsel uit de kooi en muizen worden vervolgens in de PR taak 24 uur na de start van de snel. </li><li> We hebben ook onderzocht of perifere toediening van het eetlustremmende hormoon leptine zou het tegenovergestelde effect op breekpunt hebbendrempels. Leptine (AF Parlow, Nationale Hormoon en Peptide Program, NIDDK) werd opgelost in steriele PBS. PR de onderzoeken zijn uitgevoerd naar aanleiding van een IP-injectie van PBS op een dag en dan na de injectie van leptine (5 mg / kg) de volgende dag. Leptine werd geïnjecteerd een uur voor PR testen. Breekpunten werden vergeleken met behulp van een gepaarde t-test (GraphPad Prism). </li></ol> 5. Representatieve resultaten Bij testen of voedseltekorten moduleren breekpunt reageert op een PR schema van de wapening, verwachten we aanzienlijk te verhogen breekpunten zoals weergegeven in figuur 1. In dit experiment wordt een 24-uurs periode van het onthouden van voedsel produceerde een ~ 3,6-voudige toename in de breekpunten in vergelijking met die verkregen in de vrije geeft basislijn staat, wat suggereert dat het onthouden van voedsel de belonende effecten van voedsel toeneemt. Daarentegen perifere toediening van de eetlustremmers leptine (5 mg / kg, IP) een uur vóór tsanter moeten dalen breekpunt reageren zoals weergegeven in figuur 2. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig1.jpg" /> Figuur 1. Vasten vergroot het de moeite waard effecten van voedsel. Een 24 h snelle significant toegenomen breekpunten op een progressieve verhouding (PR) schema van wapening in muizen (n = 4). De gemiddelde ± SEM; * p &lt;.05. <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig2.jpg" /> Figuur 2. Leptine vermindert voedsel beloning in muizen. Perifere leptine toediening (5 mg / kg) PR breekpunt aanspreekdrempels gedaald muizen (n = 4). Gemiddelde ± SEM; * p &lt;0,05.

<ol><li>Fulton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Appetite+and+reward%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Neuroendocrinol%22%5BJournal%5D)">Appetite and reward.</a> Front. Neuroendocrinol. 31, 85-103 (2010).</li>
<li>Zheng, H., Lenard, N. R., Shin, A. C., Berthoud, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Appetite+control+and+energy+balance+regulation+in+the+modern+world%3A+reward-driven+brain+overrides+repletion+signals%5BTitle%5D)+AND+%22International+journal+of+Obesity%22%5BJournal%5D)">Appetite control and energy balance regulation in the modern world: reward-driven brain overrides repletion signals.</a> International journal of Obesity. 33, Suppl 2. S8-S13 (2009).</li>
<li>Skinner, B. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSkinner%2C+BF+%22The+Behavior+of+Organisms%3A+An+Experimental+Analysis%22">The Behavior of Organisms: An Experimental Analysis</a>. , Appelton-Century. (1938).</li>
<li>Hodos, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+ratio+as+a+measure+of+reward+strength%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Progressive ratio as a measure of reward strength.</a> Science. 134, 943-944 (1961).</li>
<li>Hodos, W., Kalman, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+increment+size+and+reinforcer+volume+on+progressive+ratio+performance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Anal.+Behav%22%5BJournal%5D)">Effects of increment size and reinforcer volume on progressive ratio performance.</a> J. Exp. Anal. Behav. 6, 387-392 (1963).</li>
<li>Stafford, D., LeSage, M. G., Glowa, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive-ratio+schedules+of+drug+delivery+in+the+analysis+of+drug+self-administration%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Progressive-ratio schedules of drug delivery in the analysis of drug self-administration: a review.</a> Psychopharmacology. , 139-169 (1998).</li>
<li>Glass, M. J., O'Hare, E., Cleary, J. P., Billington, C. J., Levine, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+naloxone+on+food-motivated+behavior+in+the+obese+Zucker+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">The effect of naloxone on food-motivated behavior in the obese Zucker rat.</a> Psychopharmacology (Berl). 141, 378-384 (1999).</li>
<li>Brennan, K., Roberts, D. C., Anisman, H., Merali, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individual+differences+in+sucrose+consumption+in+the+rat%3A+motivational+and+neurochemical+correlates+of+hedonia%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Individual differences in sucrose consumption in the rat: motivational and neurochemical correlates of hedonia.</a> Psychopharmacology (Berl). 157, 269-276 (2001).</li>
<li>Vaughan, C., Moore, M., Haskell-Luevano, C., Rowland, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Food+motivated+behavior+of+melanocortin-4+receptor+knockout+mice+under+a+progressive+ratio+schedule%5BTitle%5D)+AND+%22Peptides%22%5BJournal%5D)">Food motivated behavior of melanocortin-4 receptor knockout mice under a progressive ratio schedule.</a> Peptides. 27, 2829-2835 (2006).</li>
<li>Haluk, D. M., Wickman, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+study+design+variables+and+their+impact+on+food-maintained+operant+responding+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Evaluation of study design variables and their impact on food-maintained operant responding in mice.</a> Behav. Brain Res. 207, 394-401 (2010).</li>
<li>Richardson, N. R., Roberts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+ratio+schedules+in+drug+self-administration+studies+in+rats%3A+a+method+to+evaluate+reinforcing+efficacy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Progressive ratio schedules in drug self-administration studies in rats: a method to evaluate reinforcing efficacy.</a> J. Neurosci. Methods. 66, 1-11 (1996).</li>
<li>Jewett, D. C., Cleary, J., Levine, A. S., Schaal, D. W., Thompson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+neuropeptide+Y%2C+insulin%2C+2-deoxyglucose%2C+and+food+deprivation+on+food-motivated+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Effects of neuropeptide Y, insulin, 2-deoxyglucose, and food deprivation on food-motivated behavior.</a> Psychopharmacology (Berl). 120, 267-271 (1995).</li>
<li>Fulton, S., Woodside, B., Shizgal, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+brain+reward+circuitry+by+leptin%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Modulation of brain reward circuitry by leptin.</a> Science. 287, 125-128 (2000).</li>
<li>Figlewicz, D. P., Bennett, J. L., Naleid, A. M., Davis, C., Grimm, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraventricular+insulin+and+leptin+decrease+sucrose+self-administration+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Intraventricular insulin and leptin decrease sucrose self-administration in rats.</a> Physiol. Behav. 89, 611-616 (2006).</li>
</ol>

Productie en vrije toegang van deze video-artikel wordt gesponsord door Med Associates, Inc

Operante conditionering taken zorgen voor een effectief middel om veranderingen in de motiverende eigenschappen van voedsel te evalueren. De experimentele procedures beschreven in dit artikel vergunning training muizen om de hendel pers voor voedsel beloningen en stabiel reageren op een PR-schema van de wapening. Het meten van de hoeveelheid verbruikte voedsel heeft niet dezelfde uitlezing als inspanning op basis van bestrijdingsmaatregelen, omdat niet alle factoren die de voedselopname beïnvloeden het moduleren van de belonen effecten van voedsel. Bijvoorbeeld, aantasten, bruikbaar glucose door de perifere 2-deoxyglucose toediening bij ratten verhoogt de hoeveelheid verbruikte vrij beschikbare voedsel, maar niet in slaagt om breekpunten te veranderen in een PR taak voor voedsel 12. PR breekpunt reageren kan ook de veranderingen in de kwaliteit van het voedsel beloningen. Bijvoorbeeld, breekpunten positief gecorreleerd met saccharose tonen dat reden voor sucrose verhogingen op een wijze die zoete smaak 8 volgt </sup&gt;. Hier laten we zien dat 24 uur onthouden van voedsel aanzienlijk verhoogt PR breekpunten voor HFHS voedsel in muizen. In tegenstelling, vonden we dat perifere toediening van het eetlustremmende hormoon leptine aanzienlijk vermindert breekpunten voor HFHS voedsel in muizen. Deze bevindingen komen overeen met eerder gemelde acties van het onthouden van voedsel en leptine op beloning drempels bij ratten 12-14. Bij het gebruik van dit protocol is het belangrijk om in gedachten te houden dat de verwerving van voedsel onderhouden operante reageert wordt aanzienlijk verbeterd door regelmatige training (om de 1-2 dagen) en door het verhogen van de motivationele toestand van de muis door het implementeren van een voedingsmiddel beperking regime. Daarnaast is ervoor te zorgen dat muizen vertonen relatief stabiel te reageren op een versterking schema voordat we naar meer complexe schema&#39;s (bijvoorbeeld FR1 aan FR5) is de sleutel tot het minimaliseren van de variabele prestaties tijdens het testen. Ondanks de toepassing van deze stappen is het niet ongebruikelijk om te verkrijgen wat variabiliteitbijzonder tussen muizen. Om deze reden is het sterk aanbevolen om een ​​binnen-proefpersonen (herhaalde metingen) ontwerp te gebruiken indien mogelijk te verwijderen over de variabiliteit. Hoewel binnen-subject testen niet mogelijk is voor het onderzoeken van een stabiele genetische modificaties (dat wil zeggen, knock-out versus controle muizen) kan worden gebruikt om de invloed van drugs, letsels of acute genetische (bijv. optogenetic) manipulaties te onderzoeken. Overgewicht en obesitas-gerelateerde ziekten zijn een groeiend probleem dat er een sterkere behoefte aan de moleculen en zenuwbanen betrokken zijn te identificeren. Opstapelen van bewijsmateriaal dat wijst op de belangrijke rol van de hersenen beloning circuits in voedsel verlangen, verhoogde calorie-inname en gewichtstoename. De PR-taak is een waardevol instrument voor het meten van de impact van de neurobiologische, genetische of farmacologische manipulaties op de beloning effecten van voedsel.

<html><table border="1"><tbody><tr><td> Item </td><td> Catalogus nummer </td><td> Vennootschap </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> Muis operante kamers </td><td> ENV-009A </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc</a> </td><td> Med Associates Inc PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, Verenigde Staten Telefoon: (802) 527-2343 </td></tr><tr><td> 8 inputs/16 ingangen Smart Controle aansluitpaneel </td><td> SG-716B </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Ultra-licht intrekbare muis hendel </td><td> ENV-312 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Pellet Dispenser </td><td> ENV-203 </td><td>. Med-associates.com / &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Med Associates, Inc </td><td></td></tr><tr><td> House Light </td><td> ENV-215 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Stimulus Light </td><td> ENV-221 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Stofvrij Precision 20 mg een hoog vetgehalte en een hoog-suiker pellets </td><td> F-06649 </td><td> Bio-Serv </td><td> Bio-Serv Een 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Telefoon: (800) -996-9908 </td></tr></tbody></table> Tabel 1. Specifieke apparatuur en materiaal.

progressive-ratio reageren voor palatable high-vet en veel suiker eten in muizen

Progressive-ratio Responding for Palatable High-fat and High-sugar Food in Mice

Voedingsmiddelen die rijk zijn aan vet en suiker belangrijke bijdrage leveren aan over-eten en stijgende tarieven van obesitas. De consumptie van smakelijk voedsel kan een belonende effect dat actie-uitkomst verenigingen versterkt en versterkt het toekomstig gedrag gericht op het verkrijgen van deze voedingsmiddelen. Steeds meer bewijs dat de moeite waard effecten van energierijk voedsel een grote rol in te veel eten en de ontwikkeling van obesitas spelen heeft verhoogde interesse in het bestuderen van de genen, moleculen en neurale circuits dat voedsel beloning 1,2 moduleren. De moeite waard invloed van verschillende stimuli kunnen worden bestudeerd door het meten van de bereidheid om te werken voor hen, zoals in operante conditionering taken 3 te verkrijgen. Operante modellen van voedsel beloning maatregel overgenomen en vrijwillige gedragsreacties die gericht zijn op het verkrijgen van voedsel. Een veel gebruikte maatstaf voor de beloning kracht is een operante procedure bekend als de progressieve ratio (PR)-regeling van versterking. 4,5 In de PR-tvragen, is het onderwerp nodig is om een ​​toenemend aantal operante responsen te maken voor elke opeenvolgende beloning. De baanbrekende studie van Hodos (1961) toonden aan dat het aantal reacties aan de laatste beloning te verkrijgen, het breekpunt genoemd, dient als een index van beloning kracht 4. Hoewel operante procedures maatregel veranderingen in reactie alleen niet kunnen veranderingen in de sterkte beloning te scheiden van veranderingen in prestatievermogen, het breekpunt afgeleid van de PR schema is een gevalideerde maat van de belonende effecten van voedsel. De PR-taak is uitgebreid gebruikt om de beloning invloed van drugs en ​​voedsel bij ratten (bijvoorbeeld 6-8) te beoordelen, maar in mindere mate bij muizen 9. Het toegenomen gebruik van genetisch gemanipuleerde muizen en obese muis modellen heeft verhoogd eisen voor gedragsverandering maatregelen van voedsel beloning in muizen. In dit artikel ingegaan op de materialen en procedures die worden gebruikt om muizen te leiden om (hefboom-press) te reageren voor een hoog vetgehalteen hoog suikergehalte voedselbrokjes een PR schema wapening. We laten zien dat breekpunt reactie drempels te verhogen na acute voedseltekorten en met perifere toediening van het eetlustremmende hormoon leptine en verminderen daardoor valideren van het gebruik van dit voedsel-operante paradigma in de muizen.

Het huidige rapport beschrijft het protocol gebruikt om het belonen van hoog-vet voedsel in muizen te meten met behulp van een progressieve verhouding operante conditionering taak.

Progressive-ratio Reageren voor Palatable High-vet en veel suiker eten in Muizen

Voedingsmiddelen die rijk zijn aan vetten en suikers dragen aanzienlijk bij aan overeten en de stijgende prevalentie van obesitas. De consumptie van smakelijke voedingsmiddelen kan ...

Het doel van het volgende experiment is om muizen te trainen en te testen in een voedselgemotiveerde taak met behulp van een progressief ratio-schema van bekrachtiging. Dit wordt bereikt door de muizen eerst voedselbeperkt te houden op 60 tot 70% van de ad libitum voedselinname tot een stabiele afname van vijf tot 10% in het lichaamsgewicht. Om de acquisitie van het voedselgemotiveerde hefboom-drukgedrag te bevorderen, worden de muizen vervolgens getraind om in een vaste ratio één te drukken op de hefboom voor een beloning van voedsel met een hoog vet- en suikergehalte, middels een auto-shaping-procedure.Vervolgens werd de muis getraind om voor voedsel te reageren volgens complexere bekrachtigingsschema's, waaronder een vaste ratio van vijf, en tot slot op de progressieve ratio-taak, die een betrouwbare maat biedt voor de belonende effecten van voedsel. Daarna, na een stabiele prestatie op het progressieve ratio-schema, worden deze muizen ofwel 12 tot 24 uur vastgehouden of krijgen ze een intraperitoneale injectie van anorectische middelen om veranderingen in het voedselgemotiveerde gedrag op het progressieve ratio-bekrachtigingsschema te valideren. De resultaten van dit experiment tonen aan dat voedseldeprivatie het voedselgemotiveerde gedrag verhoogt, terwijl toediening van het anorectische hormoon leptine het voedselgemotiveerde gedrag voor voedselbeloningen met een hoog vet- en suikergehalte vermindert.Conditioneringstaken in de bovenste laag bieden een nuttig middel om de belonende en motiverende effecten van verschillende stimuli en gedragingen te evalueren. De progressieve ratio-taak is een goed gevalideerd bekrachtigingsschema dat veelvuldig is gebruikt om het belonende effect van drugs voor misbruik en natuurlijke beloningen zoals voedsel te beoordelen; hoewel deze vaker in rattenstudies wordt toegepast, is de toepassing van de progressieve ratio-operante taken bij muizen steeds belangrijker geworden door de groeiende generatie genetisch gemodificeerde muismodellen. In het bijzonder heeft het gebruik van muismodellen in obesitasonderzoek en het besef dat de belonende effecten van smakelijk, calorierijk voedsel significant bijdragen aan overeten en obesitas, de noodzaak benadrukt om voedselbeloning bij muizen te meten.Hier leggen we de methoden uit en bespreken we deze voor het trainen en testen van muizen om een hendel in te drukken voor een smakelijk voedsel met een hoog vet- en suikergehalte volgens een progressief ratio-schema van bekrachtiging. Voordat u begint: het protocol waarborgt dat alle procedures waarbij dieren worden gebruikt, zijn goedgekeurd door de institutionele commissie voor dierenzorg. Indien nodig wordt aanbevolen om de tests uit te voeren tijdens de donkere fase van de licht-donkercyclus. Laat de muizen zeven tot 10 dagen wennen aan een omgekeerd licht-donkercyclus. Gedurende deze periode hebben de muizen ad libitum toegang tot standaardvoer en water. Na deze acclimatisatieperiode van 10 dagen worden de muizen individueel gehuisvest en wordt de voedselinname beperkt tot 60 tot 70% van de ad libitum inname, totdat ze 90 tot 95% van hun vrije voedingslichaamsgewicht bereiken.Dit vergemakkelijkt het aanleren van de hefboomrespons; weeg de muizen dagelijks. Zodra er een gewichtsverlies van 5 tot 10% is bereikt, wordt de dagelijkse voedseltoewijzing aangepast om het lagere lichaamsgewicht te stabiliseren voor de rest van de trainingsperiode. Transporteer de muizen drie dagen vóór de eerste trainingssessie in hun thuiskooien naar de testruimte, haal vervolgens elke muis één voor één uit de kooi en hanteer de muis gedurende twee tot drie minuten. Plaats de muis na het hanteren terug in de thuiskooi; laat de muizen gedurende drie opeenvolgende dagen, inclusief de dag vóór de start van de training, acclimatiseren aan de ruimte en het hanteren.Om de potentiële invloed van voedselneofobie op de operante prestaties te voorkomen, worden 10 tot 15 vetrijke en suikerrijke pellets in de thuiskooi geplaatst. Hierbij worden stofvrije precisievoedpellets van 20 milligram gebruikt, die vetrijk en suikerrijk zijn en 49% vet van koe bevatten. Elke operante kamer voor muizen bevindt zich in een geluidsisolerende cabine met een ventilatievak.De operante kamers voor muizen zijn uitgerust met twee ultralichte intrekbare hendels, die aan weerszijden van de voederschaal zijn geplaatst. Boven elke hendel bevindt zich een stimuluslamp en aan de bovenkant van de kooi bevindt zich een omgevingslamp. De dispenser voor beloningen bevindt zich buiten de kamer.De kamers zijn via een smart control interfacekast verbonden met een pc met Med PC four-software. De muizen worden in de operante kamer geplaatst. Het initiële trainingsparadigma bestaat uit een reinforcement schedule met een vaste ratio, waarbij één enkele druk op de hendel de afgifte van een voedselpellet in de opvangbak teweegbrengt.Slechts één hendel wordt als actief aangewezen en activeert de toediening van een voedselbeloning. De toewijzing van de rechter- en linkerhendel is gebalanceerd tussen de muizen. De training vereist tevens een shaping-procedure waarbij geplette voedselpellets op de hendel worden geplaatst om het hendel-drukgedrag te stimuleren.Tijdens deze initiële training triggert een actieve hendelrespons de afgifte van de voedselbeloning en is er geen vertraging tussen het indrukken van de hendel en de voedselafgifte. Zodra de muizen hebben geleerd de hendel vijf keer in te drukken, wordt een timeout gestart, waarbij aanvullend indrukken van de hendel niet resulteert in de afgifte van een pellet. De timeoutperiode geeft de muizen de tijd om de pellet te consumeren.Indien nodig kunnen langere time-outperioden worden gebruikt nadat de actieve hendel tijdens de time-outperiode is ingedrukt. Opnieuw resulteert dit in de afgifte van een voedingspellet bij elke vaste ratio van 1:5 seconden. De time-out trainingssessie duurt één uur of tot er 50 pellets zijn afgeleverd.De operante conditionering en training gaan zeven tot 10 dagen door tot de voedselonderhoud-operante acquisitie is bereikt, waarbij de muizen een discriminatie vertonen van gelijk aan of groter dan drie op één voor de actieve versus de inactieve hendel en gelijk aan of meer dan 20 beloningen per sessie verkrijgen. Drie opeenvolgende sessies worden beschouwd als het behalen van de acquisitiecriteria. Muizen die de acquisitiecriteria niet binnen de periode van zeven tot 10 dagen bereiken, ondergaan een verdere training gedurende nog eens vijf tot zeven dagen.Muizen worden uitgesloten van het onderzoek wanneer er op de vijfde trainingsdag geen vooruitgang is geboekt. Het is belangrijk om er rekening mee te houden dat een verminderde operante acquisitie een gevolg kan zijn van bepaalde farmacologische en genetische interventies en daarom gedocumenteerd moet worden. Na drie opeenvolgende sessies waarin evenveel als of meer dan 20 pellets zijn verkregen, is het schema verhoogd naar het FR 5 T 5 s-protocol, waarbij vijf actieve hefboomdrukken de afgifte van de voedselpellet triggeren.Training volgens het FR 5 T 0,5 s schema duurt ongeveer drie tot vijf dagen tot de respons stabiliseert. De dieren werden vervolgens getraind in het progressieve ratio-schema van bekrachtiging. Het responsratio-schema tijdens de PR-test kan worden berekend volgens Richardson en Roberts, waarbij R gelijk is aan het aantal reeds verdiende voedselbeloningen, plus één.Zo volgen het aantal responsen dat nodig is om een voedselbeloning te verdienen de volgorde 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 62, 77, 95, enzovoort. De laatst voltooide ratio is het breekpunt. De PR-sessie duurt maximaal één uur of stopt bij het niet indrukken van de hendel gedurende een periode van 10 minuten.Dit resulteert in de beëindiging van de sessie. De prestatie op het PR-bekrachtigingsschema wordt als stabiel beschouwd wanneer het aantal behaalde beloningen in een sessie van één uur gedurende ten minste drie opeenvolgende dagen met niet meer dan 20% afwijkt. Om het door voedsel onderhouden operante reageren in de PR-taak te valideren, worden de breakpoint-reacties na manipulaties die bekendstaan om het moduleren van de voedselbeloning beoordeeld. Een relatief eenvoudig uit te voeren test is voedseldeprivatie, wat de motivationele staat van de muis voor voedsel zal verhogen en daarmee de breakpoints zal verhogen.Muizen worden eerst getest in de PR-taak tijdens een periode van ad libitum voeding totdat een stabiele baseline-prestatie is bereikt op de dag na de laatste baseline-dag. Het voer wordt uit de thuiskooi verwijderd en de muizen worden vervolgens 12 tot 24 uur na het begin van het vasten getest in de PR-taak, of om een tegengesteld effect op de breakpoint-drempels te onderzoeken, kan men de perifere toediening van het hormoon testen. De Leptine PR-testen worden uitgevoerd na een IP-injectie van PBS op één dag en vervolgens na een injectie van 5 mg/kg leptine op de volgende dag.Leptine wordt één uur vóór de PR-test geïnjecteerd, zoals hier te zien is. Vasten versterkt de belonende effecten van voedsel; een vastenperiode van 24 uur verhoogde de break points op een progressief ratio-schema van bekrachtiging bij muizen aanzienlijk, zoals hier te zien is. Leptine vermindert de voedselbeloning bij muizen, aangezien perifere toediening van leptine de drempelwaarden voor de breakpoint-respons verlaagde. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de acquisitie van voedsel om operant reageren in stand te houden aanzienlijk wordt verbeterd door regelmatige training en door de motivationele status van de muis te verhogen door middel van een voedselrestrictieregime.Daarnaast is het essentieel dat muizen een relatief stabiele respons vertonen op één bekrachtigingsschema voordat men overgaat naar complexere schema's, om variabele prestaties tijdens het testen te minimaliseren. Obesitas en obesitasgerelateerde ziekten vormen een groeiend probleem, waardoor de urgentie om de betrokken moleculen en neurale paden te identificeren is toegenomen. Het progressieve ratio-schema is een waardevol instrument om de impact van neurobiologische, genetische of farmacologische manipulaties op de belonende effecten van voedsel te meten.

progressive-ratio-responding-for-palatable-high-fat-high-sugar-food

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

In dit protocol beschrijven we een methode voor het operant leren met behulp van zintuiglijke prikkels als een reinforcer in de muis. Het vereist geen voorafgaande opleiding of voedsel beperking, en het laat de studie van gemotiveerd gedrag zonder het gebruik van een farmacologische of natuurlijke bekrachtiger zoals voedsel.

Operante Sensation Seeking in de muis

De huidige studie evalueert een nieuwe procedure voor de beoordeling van de versterkende effecten van smakelijke oplossingen in laboratoriumratten: intraorale zelf toedienen. Daartoe operant reageert (dat wil zeggen hefboom drukken) voor intra-orale infusies van zoete oplossingen bij verschillende concentraties werd gemeten op een continue en progressieve ratio's van de wapening.

A Novel Procedure voor het evalueren van de versterkende eigenschappen van tastants in laboratoriumratten: Operante Intraoral Zelftoediening

Dietary vetgehalte beïnvloedt zowel energie-inname en lichaamsvet compositie in zoogdieren. Door het onderzoeken voorkeur ratten voor vetrijk voedsel in een reeks van keuze-experimenten, kan men genetische verschillen en farmacologische interventies hun voorkeur voor vetrijke voeding testen.

Vet voorkeur: A Novel Model van eetgedrag bij ratten

Deze studie succesvol menselijk Videofluoroscopisch slikken studie (VFSS) methoden voor gebruik met murine ziektemodellen behoeve van translationeel dysfagie onderzoek vergemakkelijken aangepast.

Het aanpassen van de Mens Videofluoroscopisch Swallow Studie Methoden voor het opsporen en karakteriseren Dysphagia in Muizen Disease Models

Dit document stelt een protocol voor het onderzoek naar sociale transmissie van voedsel voorkeur in muizen. De voordelen en mogelijke toepassingen voor deze procedure bijvoorbeeld worden bij de opsporing van vroege wijzigingen in AD muismodellen, gemarkeerd. Tot slot, de interpretatie van de resultaten in het licht van kritische details worden besproken.

Beoordeling van sociale transmissie van voedsel voorkeuren gedrag

Dit protocol beschrijft het gebruik van een lichaam samenstelling analyzer en metabole dierlijke controlesysteem te karakteriseren lichaamssamenstelling en metabole parameters in muizen. Een model van de obesitas geïnduceerd door vetrijke voeding wordt gebruikt als een voorbeeld voor de toepassing van deze technieken.

Lichaamssamenstelling en metabole kooien analyse in hoge vet Fed muizen

Dit protocol beschrijft het gebruik van een zeer smakelijke, westerse stijl cafetaria dieet om te modelleren overeten en obesitas bij knaagdieren. Hier geven we een gedetailleerd overzicht van de selectie, voorbereiding en meting van voedsel, en leggen we methodologische factoren uit die helpen bij het genereren van een robuust en reproduceerbaar fenotype.

Smakelijke westerse stijl cafetaria dieet als een betrouwbare methode voor het modelleren van dieet-geïnduceerde obesitas bij knaagdieren

Hier gepresenteerd is een protocol om depressie-achtig en anhedonisch gedrag bij ratten te bestuderen. Het combineert twee gevestigde gedragsmethoden, de sacharose voorkeur en nieuwheid-geïnduceerde hypofagie tests, met een geautomatiseerd voedsel en vloeibare inname monitoring systeem, om indirect te onderzoeken knaagdier gedrag met behulp van surrogaat parameters.

Sucrose voorkeur en nieuwheid-geïnduceerde Hypophagia Tests bij ratten met behulp van een geautomatiseerde voedselinname monitoring systeem

Dit artikel biedt drie eenvoudige en toegankelijke testen voor het beoordelen van het lipidemetabolisme bij muizen.

Beoordeling van de lipidenbehandelingscapaciteit van het hele lichaam bij muizen

Het beperken van de timing van voedselinname is naar voren gekomen als een veelbelovende interventie om door voeding veroorzaakte metabole ziekten te verzachten. Dit manuscript beschrijft de bouw en het gebruik van een efficiënt systeem dat in eigen huis is gebouwd voor het meten en manipuleren van ritmische voedselinname bij muizen.

Manipulatie van ritmische voedselinname bij muizen met behulp van een op maat gemaakt voersysteem

Er werd een eetbuienmodel opgesteld bij muizen met behulp van intermitterende toegang tot M&amp;M's (een zeer smakelijk voedsel gemaakt van vet en suiker). Muizen met intermitterende toegang tot dit vetrijke, suikerrijke voedsel vertoonden stressachtig gedrag, verhoogde calorie-inname en een voorkeur voor dat voedsel boven standaard voer in vergelijking met muizen met continue of geen toegang tot het voedsel.

Intermitterend binge-innamemodel bij muizen

Leer een progressieve-ratio-operante conditioneringstaak om de belonende effecten van voedsel bij muizen te meten. Deze methode helpt onderzoekers voedselmotivatie en beloningsmechanismen te bestuderen.

Progressive-ratio Reageren voor Palatable High-vet en veel suiker eten in Muizen

Meer video's verkennen