Een inleiding tot het modelleren van gedragsstoornissen en stress
Gedragstoestanden zoals angst, depressie, schizofrenie en zelfs stress hebben een negatieve invloed op onze levenskwaliteit, en daarom proberen neurowetenschappers actief nieuwe therapieën te ontwikkelen om deze te verlichten.
Om dit te doen, gebruiken veel onderzoekers knaagdiermodellen. Ondanks onze verschillen in grootte zijn mensen en knaagdieren eigenlijk opmerkelijk gelijk: we zijn allebei zoogdieren, hebben een vergelijkbare neuro-anatomie, vertonen hormonen met vergelijkbare functies en kunnen dezelfde reacties vertonen op bepaalde stimuli. Knaagdieren zijn dus uitstekende modelorganismen om veranderingen in menselijk gedrag te bestuderen.
Deze video introduceert kort de criteria die worden gebruikt om knaagdiermodellen van menselijke gedragsstoornissen te evalueren. Vervolgens zullen we enkele belangrijke vragen onderzoeken die door gedragswetenschappers worden gesteld, gevolgd door een bespreking van de verschillende gedragstests die in het veld worden gebruikt.
Laten we beginnen met kort te bespreken welke criteria wetenschappers gebruiken om knaagdiermodellen van gedragsstoornissen te evalueren.
Onderzoekers kunnen chirurgische, farmacologische, genetische of omgevingstechnieken gebruiken om knaagdiermodellen te genereren. De validiteit van een model kan vervolgens worden getest aan de hand van drie "klassieke" criteria.
Het eerste criterium is face-validiteit. Zoals de naam al doet vermoeden, evalueert dit criterium de symptomatische homologie tussen het knaagdiermodel en de menselijke toestand. Het tweede criterium is constructvaliditeit. Dit beoordeelt of het knaagdiermodel en de menselijke toestand voortvloeien uit dezelfde etiologie of oorzaak. Het laatste criterium is voorspellende validiteit, die de gelijkenis beoordeelt tussen de reactie van een knaagdiermodel en een menselijke patiënt op dezelfde therapie. Een perfect knaagdiermodel van een gedragsstoornis zou aan al deze criteria voldoen.
Nu u begrijpt waarom knaagdiermodellen worden gebruikt om gedragsstoornissen te bestuderen, en de criteria die nodig zijn om ze te evalueren, laten we een paar belangrijke vragen verkennen die wetenschappers met deze modellen proberen te beantwoorden.
Net als de meeste andere ziekten zijn ook gedragsstoornissen gekoppeld aan genetische mutaties en sommige onderzoekers zijn geïnteresseerd in het identificeren van de genen die bijdragen aan deze aandoeningen. Vaak "knockdown" onderzoekers genen van belang in knaagdieren en observeren hun effect op een batterij gedragstests.
Wetenschappers zijn ook geïnteresseerd in het begrijpen van de anatomische basis van gedragsstoornissen. Kortom, ze willen onderzoeken welke hersengebieden worden aangetast bij mensen die lijden aan deze psychische stoornissen. Eén manier waarop wetenschappers dit benaderen, is door specifieke hersengebieden bij knaagdieren te beschadigen en de effecten van deze schade op het gedrag van knaagdieren te evalueren.
Andere onderzoekers, in plaats van hele hersenstructuren te bekijken, zijn geïnteresseerd in het identificeren van de ingewikkelde neurochemische paden die worden aangetast bij gedragsstoornissen. Aangezien neuronen met elkaar communiceren met behulp van chemicaliën die neurotransmitters worden genoemd, evalueren sommige wetenschappers de expressiepatronen van neurotransmitterreceptoren in hersenen die aan verschillende omstandigheden zijn blootgesteld. Dergelijk werk heeft aangetoond dat gedragsstoornissen vaak gepaard gaan met veranderingen in neurotransmitterniveaus.
Na het bekijken van enkele belangrijke vragen, laten we een paar tests verkennen die neurowetenschappers gebruiken om veelvoorkomende gedragsstoornissen en stress bij knaagdieren te onderzoeken.
Zoals u misschien weet, is angst een gedragsstoornis waarbij iemand nervositeit ervaart voor een uitdaging. Om angst te testen, kunnen onderzoekers knaagdieren in verhoogde structuren plaatsen met zowel ommuurde als onbemuurde gebieden, zoals de verhoogde plus-doolhof of opeenvolgende gangentest. Hier wordt angstgedrag gekenmerkt door een knaagdier dat in ommuurde regio's blijft. Als alternatief kunnen onderzoekers knaagdieren in nieuwe omgevingen met voedsel introduceren en bepalen hoe lang het duurt voordat ze eten; dit is de hyponeofobietest. Hier dient de latentie om te eten als parameter om angst te meten. Ten slotte kunnen onderzoekers angst bij knaagdieren ook testen door ze bloot te stellen aan een luid, abrupt geluid en het resulterende "schrik"-reactie te evalueren; dit geeft de test zijn naam: de "akoestische schrik"-test.
Een andere veel voorkomende gedragsstoornis is depressie, die wordt gekenmerkt door wanhoop en lethargie. Bij knaagdieren kan depressie worden gemeten door dieren in omgevingen te plaatsen waaruit ze niet kunnen ontsnappen. Een voorbeeld is de staartophangingstest, waarbij knaagdieren aan een platform worden opgehangen en wetenschappers het ontsnappingsgedrag van de dieren observeren en scoren. Een andere veel gebruikte op wanhoop gebaseerde test is de gedwongen zwemtest, waarbij knaagdieren in met water gevulde containers worden geplaatst en men observeert de pogingen van een knaagdier om boven water te blijven. In beide tests wordt een knaagdier beschouwd als een depressief gedrag wanneer het een gebrek aan beweging vertoont en stopt met zijn pogingen om te ontsnappen.
Na depressie en angst, laten we een andere stemmingsstoornis bekijken die schizofrenie wordt genoemd, die stemmingswisselingen, paranoia en hallucinaties omvat. Een veel gebruikte gedragstest om deze stoornis te bestuderen is de prepulseremmingstest of "PPI", wat een aangepaste versie is van de akoestische schriktest en waarbij knaagdieren worden blootgesteld aan twee opeenvolgende akoestische stimuli - een prepulse en een schrikstimulus, waarvan de laatste meestal een luid geluid is. Typisch zal de prepulsestimulus de fysieke reactie van een knaagdier op de schrikstimulus "remmen" of verminderen; dit is echter niet het geval bij schizofreniemodellen. Onderzoekers kunnen schizofrenie in knaagdiermodellen ook evalueren met behulp van
Onlangs is ontdekt dat gedragscondities zoals depressie, angst en stressreacties een neurologische basis hebben. Het begrijpen van de biologische gron…
Gedragstoestanden zoals angst, depressie, schizofrenie en zelfs stress hebben een negatieve invloed op onze levenskwaliteit, en daarom proberen neurowetenschappers actief nieuwe therapieën te ontwikkelen om deze te verlichten.
Om dit te doen, gebruiken veel onderzoekers knaagdiermodellen. Ondanks onze verschillen in grootte zijn mensen en knaagdieren eigenlijk opmerkelijk gelijk: we zijn allebei zoogdieren, hebben een vergelijkbare neuro-anatomie, vertonen hormonen met vergelijkbare functies en kunnen dezelfde reacties vertonen op bepaalde stimuli. Knaagdieren zijn dus uitstekende modelorganismen om veranderingen in menselijk gedrag te bestuderen.
Deze video introduceert kort de criteria die worden gebruikt om knaagdiermodellen van menselijke gedragsstoornissen te evalueren. Vervolgens zullen we enkele belangrijke vragen onderzoeken die door gedragswetenschappers worden gesteld, gevolgd door een bespreking van de verschillende gedragstests die in het veld worden gebruikt.
Laten we beginnen met kort te bespreken welke criteria wetenschappers gebruiken om knaagdiermodellen van gedragsstoornissen te evalueren.
Onderzoekers kunnen chirurgische, farmacologische, genetische of omgevingstechnieken gebruiken om knaagdiermodellen te genereren. De validiteit van een model kan vervolgens worden getest aan de hand van drie "klassieke" criteria.
Het eerste criterium is face-validiteit. Zoals de naam al doet vermoeden, evalueert dit criterium de symptomatische homologie tussen het knaagdiermodel en de menselijke toestand. Het tweede criterium is constructvaliditeit. Dit beoordeelt of het knaagdiermodel en de menselijke toestand voortvloeien uit dezelfde etiologie of oorzaak. Het laatste criterium is voorspellende validiteit, die de gelijkenis beoordeelt tussen de reactie van een knaagdiermodel en een menselijke patiënt op dezelfde therapie. Een perfect knaagdiermodel van een gedragsstoornis zou aan al deze criteria voldoen.
Nu u begrijpt waarom knaagdiermodellen worden gebruikt om gedragsstoornissen te bestuderen, en de criteria die nodig zijn om ze te evalueren, laten we een paar belangrijke vragen verkennen die wetenschappers met deze modellen proberen te beantwoorden.
Net als de meeste andere ziekten zijn ook gedragsstoornissen gekoppeld aan genetische mutaties en sommige onderzoekers zijn geïnteresseerd in het identificeren van de genen die bijdragen aan deze aandoeningen. Vaak "knockdown" onderzoekers genen van belang in knaagdieren en observeren hun effect op een batterij gedragstests.
Wetenschappers zijn ook geïnteresseerd in het begrijpen van de anatomische basis van gedragsstoornissen. Kortom, ze willen onderzoeken welke hersengebieden worden aangetast bij mensen die lijden aan deze psychische stoornissen. Eén manier waarop wetenschappers dit benaderen, is door specifieke hersengebieden bij knaagdieren te beschadigen en de effecten van deze schade op het gedrag van knaagdieren te evalueren.
Andere onderzoekers, in plaats van hele hersenstructuren te bekijken, zijn geïnteresseerd in het identificeren van de ingewikkelde neurochemische paden die worden aangetast bij gedragsstoornissen. Aangezien neuronen met elkaar communiceren met behulp van chemicaliën die neurotransmitters worden genoemd, evalueren sommige wetenschappers de expressiepatronen van neurotransmitterreceptoren in hersenen die aan verschillende omstandigheden zijn blootgesteld. Dergelijk werk heeft aangetoond dat gedragsstoornissen vaak gepaard gaan met veranderingen in neurotransmitterniveaus.
Na het bekijken van enkele belangrijke vragen, laten we een paar tests verkennen die neurowetenschappers gebruiken om veelvoorkomende gedragsstoornissen en stress bij knaagdieren te onderzoeken.
Zoals u misschien weet, is angst een gedragsstoornis waarbij iemand nervositeit ervaart voor een uitdaging. Om angst te testen, kunnen onderzoekers knaagdieren in verhoogde structuren plaatsen met zowel ommuurde als onbemuurde gebieden, zoals de verhoogde plus-doolhof of opeenvolgende gangentest. Hier wordt angstgedrag gekenmerkt door een knaagdier dat in ommuurde regio's blijft. Als alternatief kunnen onderzoekers knaagdieren in nieuwe omgevingen met voedsel introduceren en bepalen hoe lang het duurt voordat ze eten; dit is de hyponeofobietest. Hier dient de latentie om te eten als parameter om angst te meten. Ten slotte kunnen onderzoekers angst bij knaagdieren ook testen door ze bloot te stellen aan een luid, abrupt geluid en het resulterende "schrik"-reactie te evalueren; dit geeft de test zijn naam: de "akoestische schrik"-test.
Een andere veel voorkomende gedragsstoornis is depressie, die wordt gekenmerkt door wanhoop en lethargie. Bij knaagdieren kan depressie worden gemeten door dieren in omgevingen te plaatsen waaruit ze niet kunnen ontsnappen. Een voorbeeld is de staartophangingstest, waarbij knaagdieren aan een platform worden opgehangen en wetenschappers het ontsnappingsgedrag van de dieren observeren en scoren. Een andere veel gebruikte op wanhoop gebaseerde test is de gedwongen zwemtest, waarbij knaagdieren in met water gevulde containers worden geplaatst en men observeert de pogingen van een knaagdier om boven water te blijven. In beide tests wordt een knaagdier beschouwd als een depressief gedrag wanneer het een gebrek aan beweging vertoont en stopt met zijn pogingen om te ontsnappen.
Na depressie en angst, laten we een andere stemmingsstoornis bekijken die schizofrenie wordt genoemd, die stemmingswisselingen, paranoia en hallucinaties omvat. Een veel gebruikte gedragstest om deze stoornis te bestuderen is de prepulseremmingstest of "PPI", wat een aangepaste versie is van de akoestische schriktest en waarbij knaagdieren worden blootgesteld aan twee opeenvolgende akoestische stimuli - een prepulse en een schrikstimulus, waarvan de laatste meestal een luid geluid is. Typisch zal de prepulsestimulus de fysieke reactie van een knaagdier op de schrikstimulus "remmen" of verminderen; dit is echter niet het geval bij schizofreniemodellen. Onderzoekers kunnen schizofrenie in knaagdiermodellen ook evalueren met behulp van
Gedragstoestanden zoals angst, depressie, schizofrenie en zelfs stress hebben een negatieve invloed op onze levenskwaliteit, en daarom proberen neurowetenschappers actief nieuwe therapieën te ontwikkelen om deze te verlichten.
Om dit te doen, gebruiken veel onderzoekers knaagdiermodellen. Ondanks onze verschillen in grootte zijn mensen en knaagdieren eigenlijk opmerkelijk gelijk: we zijn allebei zoogdieren, hebben een vergelijkbare neuro-anatomie, vertonen hormonen met vergelijkbare functies en kunnen dezelfde reacties vertonen op bepaalde stimuli. Knaagdieren zijn dus uitstekende modelorganismen om veranderingen in menselijk gedrag te bestuderen.
Deze video introduceert kort de criteria die worden gebruikt om knaagdiermodellen van menselijke gedragsstoornissen te evalueren. Vervolgens zullen we enkele belangrijke vragen onderzoeken die door gedragswetenschappers worden gesteld, gevolgd door een bespreking van de verschillende gedragstests die in het veld worden gebruikt.
Laten we beginnen met kort te bespreken welke criteria wetenschappers gebruiken om knaagdiermodellen van gedragsstoornissen te evalueren.
Onderzoekers kunnen chirurgische, farmacologische, genetische of omgevingstechnieken gebruiken om knaagdiermodellen te genereren. De validiteit van een model kan vervolgens worden getest aan de hand van drie "klassieke" criteria.
Het eerste criterium is face-validiteit. Zoals de naam al doet vermoeden, evalueert dit criterium de symptomatische homologie tussen het knaagdiermodel en de menselijke toestand. Het tweede criterium is constructvaliditeit. Dit beoordeelt of het knaagdiermodel en de menselijke toestand voortvloeien uit dezelfde etiologie of oorzaak. Het laatste criterium is voorspellende validiteit, die de gelijkenis beoordeelt tussen de reactie van een knaagdiermodel en een menselijke patiënt op dezelfde therapie. Een perfect knaagdiermodel van een gedragsstoornis zou aan al deze criteria voldoen.
Nu u begrijpt waarom knaagdiermodellen worden gebruikt om gedragsstoornissen te bestuderen, en de criteria die nodig zijn om ze te evalueren, laten we een paar belangrijke vragen verkennen die wetenschappers met deze modellen proberen te beantwoorden.
Net als de meeste andere ziekten zijn ook gedragsstoornissen gekoppeld aan genetische mutaties en sommige onderzoekers zijn geïnteresseerd in het identificeren van de genen die bijdragen aan deze aandoeningen. Vaak "knockdown" onderzoekers genen van belang in knaagdieren en observeren hun effect op een batterij gedragstests.
Wetenschappers zijn ook geïnteresseerd in het begrijpen van de anatomische basis van gedragsstoornissen. Kortom, ze willen onderzoeken welke hersengebieden worden aangetast bij mensen die lijden aan deze psychische stoornissen. Eén manier waarop wetenschappers dit benaderen, is door specifieke hersengebieden bij knaagdieren te beschadigen en de effecten van deze schade op het gedrag van knaagdieren te evalueren.
Andere onderzoekers, in plaats van hele hersenstructuren te bekijken, zijn geïnteresseerd in het identificeren van de ingewikkelde neurochemische paden die worden aangetast bij gedragsstoornissen. Aangezien neuronen met elkaar communiceren met behulp van chemicaliën die neurotransmitters worden genoemd, evalueren sommige wetenschappers de expressiepatronen van neurotransmitterreceptoren in hersenen die aan verschillende omstandigheden zijn blootgesteld. Dergelijk werk heeft aangetoond dat gedragsstoornissen vaak gepaard gaan met veranderingen in neurotransmitterniveaus.
Na het bekijken van enkele belangrijke vragen, laten we een paar tests verkennen die neurowetenschappers gebruiken om veelvoorkomende gedragsstoornissen en stress bij knaagdieren te onderzoeken.
Zoals u misschien weet, is angst een gedragsstoornis waarbij iemand nervositeit ervaart voor een uitdaging. Om angst te testen, kunnen onderzoekers knaagdieren in verhoogde structuren plaatsen met zowel ommuurde als onbemuurde gebieden, zoals de verhoogde plus-doolhof of opeenvolgende gangentest. Hier wordt angstgedrag gekenmerkt door een knaagdier dat in ommuurde regio's blijft. Als alternatief kunnen onderzoekers knaagdieren in nieuwe omgevingen met voedsel introduceren en bepalen hoe lang het duurt voordat ze eten; dit is de hyponeofobietest. Hier dient de latentie om te eten als parameter om angst te meten. Ten slotte kunnen onderzoekers angst bij knaagdieren ook testen door ze bloot te stellen aan een luid, abrupt geluid en het resulterende "schrik"-reactie te evalueren; dit geeft de test zijn naam: de "akoestische schrik"-test.
Een andere veel voorkomende gedragsstoornis is depressie, die wordt gekenmerkt door wanhoop en lethargie. Bij knaagdieren kan depressie worden gemeten door dieren in omgevingen te plaatsen waaruit ze niet kunnen ontsnappen. Een voorbeeld is de staartophangingstest, waarbij knaagdieren aan een platform worden opgehangen en wetenschappers het ontsnappingsgedrag van de dieren observeren en scoren. Een andere veel gebruikte op wanhoop gebaseerde test is de gedwongen zwemtest, waarbij knaagdieren in met water gevulde containers worden geplaatst en men observeert de pogingen van een knaagdier om boven water te blijven. In beide tests wordt een knaagdier beschouwd als een depressief gedrag wanneer het een gebrek aan beweging vertoont en stopt met zijn pogingen om te ontsnappen.
Na depressie en angst, laten we een andere stemmingsstoornis bekijken die schizofrenie wordt genoemd, die stemmingswisselingen, paranoia en hallucinaties omvat. Een veel gebruikte gedragstest om deze stoornis te bestuderen is de prepulseremmingstest of "PPI", wat een aangepaste versie is van de akoestische schriktest en waarbij knaagdieren worden blootgesteld aan twee opeenvolgende akoestische stimuli - een prepulse en een schrikstimulus, waarvan de laatste meestal een luid geluid is. Typisch zal de prepulsestimulus de fysieke reactie van een knaagdier op de schrikstimulus "remmen" of verminderen; dit is echter niet het geval bij schizofreniemodellen. Onderzoekers kunnen schizofrenie in knaagdiermodellen ook evalueren met behulp van
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: Why are rodents used as model organisms to study behavioral disorders?
Rodents are excellent model organisms because humans and rodents share fundamental biological similarities: both are mammals with similar neuroanatomy, comparable hormones with similar functions, and can exhibit identical responses to certain stimuli. These similarities allow researchers to study changes in human behavior and develop new therapies for conditions like anxiety, depression, and schizophrenia using rodent models.
Q2: What are the three classical criteria used to evaluate rodent models of behavioral disorders?
Face validity evaluates symptomatic homology between the rodent model and human condition. Construct validity assesses whether both arise from the same etiology or cause. Predictive validity examines similarity in responses to the same therapy. A perfect rodent model meets all three criteria, ensuring its reliability for studying behavioral disorders and developing effective treatments.
Q3: How do researchers test anxiety-like behavior in rodents?
Researchers use multiple anxiety tests including the elevated plus maze and successive alleys test, where anxiety is measured by rodents remaining in walled regions. The hyponeophagia test measures latency to eat in novel environments with food. The acoustic startle test evaluates startle response to loud, abrupt noise. These behavioral tests provide quantifiable parameters to assess anxiety levels in rodent models.
Q4: What behavioral indicators are used to measure depression in rodent models?
Depression is measured using despair-based tests like the tail suspension test, where rodents are hung and escape behavior is scored, and the forced swim test, where rodents are placed in water-filled containers. Rodents displaying depression show lack of movement and cease escape attempts. These tests quantify behavioral despair and lethargy characteristic of depression in animal models.
Q5: How is schizophrenia-like behavior assessed in rodent models?
The prepulse inhibition test, a modified acoustic startle test, exposes rodents to sequential acoustic stimuli. Typically, a prepulse inhibits the startle response; however, schizophrenia models show impaired inhibition. The locomotor hyperactivity test assesses rodent activity in open fields after drug treatment like amphetamine. Increased movement following drug exposure indicates schizophrenia-like behavior in rodent models.
Q6: What methods do scientists use to induce stress in rodents?
Social stress is induced by introducing an unfamiliar male intruder into a resident male's cage, causing stress through aggressive interactions. Physical stress is induced by exposing rodents to adverse stimuli like electric shock, which leads to enhanced anxious behavior such as increased marble burying. These stress induction methods allow researchers to study stress-related physiological and behavioral changes in rodent models.
Q7: How do researchers use rodent models to understand the neuroanatomical basis of behavioral disorders?
Scientists damage specific brain regions in rodents and then evaluate behavioral effects using behavioral tasks. For example, damaging the prefrontal cortex increases anxiety-like behaviors in rodents. This approach identifies which brain regions contribute to specific behavioral symptoms. Additionally, researchers study neurotransmitter receptor expression patterns and stress hormone levels like cortisol to characterize underlying physiological changes in behavioral disorders.
Hoofdstukken in deze video
0:00
Overview
1:08
Validity Criteria for Animal Models
2:12
Key Questions
3:45
Prominent Behavioral Tests
7:41
Applications
9:39
Summary