Name: Instrumentalne wyszukiwanie wrażeń u myszy (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-11-10T11:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 39 s
Description: Poznaj metodę instrumentalnego wyszukiwania wrażeń u myszy do badania zachowań motywowanych przy użyciu bodźców sensorycznych. Technika ta nie wymaga ograniczenia pokarmu ani wcześniejszego treningu zwierząt.

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

Projekt ten był wspierany przez granty NIH DA19112 (DGW) oraz DA026994 (CMO). Ilustracje zostały przygotowane przez Katherine Louderback. Eksperymenty przeprowadzono w Vanderbilt Murine Neurobehavioral Laboratory.

1. Napisanie programu do przeprowadzania sesji testów operantowych z wykorzystaniem zróżnicowanych bodźców wizualnych i słuchowych jako wzmocnienia
<ol>
	<li>W przypadku sesji o stałym stosunku (FR): zaplanuj sesje trwające jedną godzinę, przy włączonym oświetleniu pomieszczenia i wentylatorze podczas sesji. W przypadku sesji o stosunku progresywnym zaplanuj sesje trwające dwie godziny. Obie dźwignie powinny być wysunięte przez cały czas trwania sesji; zastosuj przeciwwagę w przypisywaniu dźwigni jako „aktywnej” lub „nieaktywnej” pomiędzy zwierzętami (przypisanie dźwigni dla każdego zwierzęcia pozostaje niezmienne).</li>
	<li>Zaprojektuj program w taki sposób, aby każdy wzmocnienie było zróżnicowane zgodnie z następującymi parametrami:
	<ul>
		<li>każde wzmocnienie ma jeden z następujących czasów trwania, wybrany losowo: 2, 4, 6 lub 8 sec.</li>
		<li>każde wzmocnienie ma jedną z następujących częstotliwości błysków lampy stymulującej, wybraną losowo: 0,625, 1,25, 2,5 lub 5 Hz, każda z cyklem pracy 50%.</li>
		<li>każdy błysk lampy stymulującej pojawia się losowo po lewej lub prawej stronie komory.</li>
		<li>podaj bodziec słuchowy przez cały czas trwania wzmocnienia; w naszym laboratorium uruchamiamy pompę infuzyjną, która generuje dźwięk o natężeniu około 3 dB powyżej szumu tła w komorze.</li>
	</ul>
	</li>
	<li>Zaprojektuj program tak, aby w czasie rzeczywistym wyświetlał następujące wartości: 1. Liczba naciśnięć dźwigni aktywnej, 2. Liczba naciśnięć dźwigni nieaktywnej, 3. Liczba wzmocnień, 4. Czas (w przyrostach 0,1 sekundy).</li>
</ol>
2. Obsługa zwierząt (procedura 3-dniowa)
<ol>
	<li>Po aklimatyzacji w pomieszczeniu dla zwierząt należy rozpocząć obsługę zwierząt. Pozwoli to przyzwyczaić zwierzęta do podnoszenia i transportu.</li>
	<li>Zacznij od włożenia dłoni w rękawiczkach do klatki i pozostawienia ich tam przez 90 s. Jeśli w tym czasie nie wszystkie myszy zbadają Twoje dłonie, delikatnie przesuń dłonie w stronę myszy i poczekaj, aż każda z nich powącha i/lub dotknie Twoich dłoni przed kontynuowaniem procedury.</li>
	<li>Ostrożnie podnoś każdą mysz po kolei za nasadę ogona i kładź ją na dłoni, szybko ją unosząc i opuszczając, aby mysz mogła zejść z dłoni z powrotem do klatki.</li>
	<li>Powtórz tę czynność dla każdej myszy od 5 do 10 razy, w zależności od zachowania zwierzęcia. Podczas ostatniego powtórzenia trzymaj mysz wysoko (stojącą na dłoni) przez określony czas, zależnie od dnia. Dzień 1: 5 s, Dzień 2: 10 s, Dzień 3: 15 s. Upewnij się, że każda mysz spełnia to kryterium w danym dniu. W dniu 1. zmieniaj rękawiczki pomiędzy klatkami.</li>
	<li>Zaczynając od dnia 2., gładź zwierzę po grzbiecie, gdy mysz znajduje się na Twojej dłoni. Również w dniu 2. rozpocznij codzienne ważenie zwierząt. Oznacz ogon każdego zwierzęcia markerem Sharpie, aby wskazać numer obiektu.</li>
	<li>Jeśli w trakcie eksperymentu planowane są iniekcje, zacznij przyzwyczajać myszy do iniekcji w dniu 2. Powinno to być wykonane po tym, jak wszystkie myszy w klatce zostały obsłużone i spełniły kryterium na dany dzień.</li>
</ol>
3. Czyszczenie i testowanie sprzętu
<ol>
	<li>Umyć dolną tackę gorącą wodą.</li>
	<li>Wyczyścić ściany i podłogę komory operacyjnej 30% etanolem.</li>
	<li>Uruchomić program testowy, który włącza oświetlenie pomieszczenia, wentylator i światła bodźca, wysuwa dźwignie oraz rejestruje ich nacisnięcia.</li>
	<li>Upewnić się, że wszystkie światła i wentylatory działają prawidłowo, oraz przetestować program, aby upewnić się, że wszystkie nacisgnięcia dźwigni są rejestrowane.</li>
	<li>Wyczyścić dźwignie 30% etanolem.</li>
</ol>
4. Przeprowadź sesję operacyjną (sesje powinny odbywać się 5-6 dni w tygodniu o tej samej porze dnia)
<ol>
	<li>Zważ każdą mysz.</li>
	<li>Wgraj program do każdej komory i odpowiednio opisz eksperyment. Dźwignia aktywna powinna być zrównoważona pomiędzy zwierzętami (tzn. połowie myszy przypisano lewą dźwignię jako aktywną, a drugiej połowie prawą), przy czym strona dźwigni aktywnej nie zmienia się po przypisaniu myszy.</li>
	<li>Przenieś każdą mysz do wyznaczonej komory, zamknij komorę i rozpocznij sesję.</li>
	<li>Po zakończeniu sesji bezzwłocznie wyjmij mysz i ponownie oznakuj ogon.</li>
	<li>Wyczyść komory zgodnie z opisem w sekcji 3.</li>
	<li>Przeanalizuj dane pod kątem liczby naciśnięć dźwigni aktywnej i nieaktywnej. Można również raportować liczbę wzmocnień i/lub dokładność naciskania dźwigni (% naciśnięć dźwigni aktywnej). Jeśli myszy mają zostać poddane badaniu w celu oceny wpływu leczenia na OSS, upewnij się, że wszystkie myszy przed rozpoczęciem leczenia spełniły kryteria nabywania reakcji (na przykład &gt;20 naciśnięć dźwigni aktywnej i &gt;65% naciśnięć dźwigni aktywnej w trzech ostatnich sesjach FR-1).</li>
	<li>Po nabyciu reakcji FR-1 można zmienić schemat wzmacniania (na przykład na wyższy stały stosunek, stosunek progresywny, stosunek losowy itp.).</li>
</ol>
5. Reprezentatywne wyniki
Przykład nabywania OSS przez samce myszy C57Bl/6J przedstawiono na Rysunku 1 (reprodukowano z 23). Myszy kontrolne były poddane identycznym warunkom, z wyjątkiem tego, że naciskanie dowolnej z dźwigni nie przynosiło żadnych skutków. Kolejna kohorta myszy przedstawiona jest na Rysunku 2. W tym eksperymencie jedna grupa myszy otrzymała wzmocnienie w postaci OSS, natomiast druga grupa otrzymała wzmocnienie pokarmowe. Stwierdzono, że w warunkach dostępu do pożywienia ad libitum, reakcje w schematach stałego oraz progresywnego stosunku są podobne dla OSS i reakcji na 10% Ensure (Rysunek 2, A i B). Pozwala to na efektywne porównanie wpływu manipulacji na dwa różne typy wzmocnienia (sensoryczne i pokarmowe), co eliminuje potencjalne zmienne zakłócające wynikające ze stanu głodu lub różnic w tempie reakcji.
<img src="/files/ftp_upload/2292/2292fig1.jpg" alt="Wykres przedstawiający liczbę naciśnięć dźwigni w poszczególnych sesjach, z zestawieniem dźwigni OSS-aktywnej i nieaktywnej oraz dźwigni kontrolnej." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 1"> Rycina 1: Naciskania dźwigni przez myszy OSS i grupę kontrolną. Myszy OSS otrzymywały zróżnicowane bodźce wzrokowe i słuchowe po każdym naciśnięciu aktywnej dźwigni (schemat wzmacniania FR-1), podczas gdy naciśnięcia dźwigni nieaktywnej nie wywoływały żadnych skutków. Myszy kontrolne poddano tym samym warunkom, jednak naciśnięcie którejkolwiek z dźwigni nie przynosiło żadnego skutku (dźwignie oznaczone są jako 1 i 2 i są zrównoważone między zwierzętami w taki sam sposób, w jaki zrównoważone są dźwignie aktywne i nieaktywne u myszy OSS). Częstotliwość naciśnięć dźwigni aktywnej przez myszy OSS wzrosła w stosunku do naciśnięć dźwigni nieaktywnej (*p&lt;0,05, **p&lt;0,01) oraz do nienagradzanego naciskania dźwigni przez grupę kontrolną (n=7 8, $p&lt;0,05, $$p&lt;0,01). Rysunek powtórzony z 23.
<img src="/files/ftp_upload/2292/2292fig2.jpg" alt="Wykres analizy behawioralnej; naciskania dźwigni w funkcji sesji, aktywność OSS i żerowanie; porównania na wykresach słupkowych." data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 2"> Rysunek 2: Naciśnięcia dźwigni przez myszy OSS oraz myszy reagujące w celu otrzymania pokarmu. A.) Myszy reagowały w schemacie wzmocnień FR-1 dla bodźców OSS lub wzmocnienia pokarmowego (10% Ensure). Wszystkie myszy miały ad libitum dostęp do pożywienia przez cały czas trwania eksperymentów. B.) Po sesjach FR-1 myszy przeszły na pięciodniowy harmonogram wzmocnień o stosunku progresywnym (PR). Dane przedstawiają średnie wartości z czwartego i piątego dnia dla każdego zwierzęcia. Ostateczny zrealizowany stosunek jest przedstawiony na prawej osi Y i odnosi się do liczby reakcji wymaganych do otrzymania odpowiedniego wzmocnienia (np. 30 reakcji jest wymaganych do otrzymania 10th wzmocnienie po uprzednim otrzymaniu dziewięciu wzmocnień).

<ol><li>Thomsen, M., Caine, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intravenous+drug+self-administration+in+mice%3A+practical+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Genet%22%5BJournal%5D)">Intravenous drug self-administration in mice: practical considerations.</a> Behav Genet. 37, 101-118 (2006).</li>
<li>Koob, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+motivation+for+drinking+in+rodents+with+a+focus+on+opioid+receptor+neuropharmacology%5BTitle%5D)+AND+%22Recent+Dev+Alcohol%22%5BJournal%5D)">Animal models of motivation for drinking in rodents with a focus on opioid receptor neuropharmacology.</a> Recent Dev Alcohol. 16, 263-281 (2003).</li>
<li>Koob, G. F., Kenneth Lloyd, G., Mason, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+pharmacotherapies+for+drug+addiction%3A+a+Rosetta+stone+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Drug+Discov%22%5BJournal%5D)">Development of pharmacotherapies for drug addiction: a Rosetta stone approach.</a> Nat Rev Drug Discov. 8, 500-515 (2009).</li>
<li>Arnold, J. M., Roberts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critique+of+fixed+and+progressive+ratio+schedules+used+to+examine+the+neural+substrates+of+drug+reinforcement%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Biochem+Behav%22%5BJournal%5D)">A critique of fixed and progressive ratio schedules used to examine the neural substrates of drug reinforcement.</a> Pharmacol Biochem Behav. 57, 441-447 (1997).</li>
<li>O'Brien, C. P., Gardner, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+assessment+of+how+to+study+addiction+and+its+treatment%3A+human+and+non-human+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacology+%26+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Critical assessment of how to study addiction and its treatment: human and non-human animal models.</a> Pharmacology & Therapeutics. 108, 18-58 (2005).</li>
<li>Olsen, C. M., Duvauchelle, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prefrontal+cortex+D1+modulation+of+the+reinforcing+properties+of+cocaine%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Prefrontal cortex D1 modulation of the reinforcing properties of cocaine.</a> Brain Research. 1075, 229-235 (2006).</li>
<li>Epstein, D. H., Preston, K. L., Stewart, J., Shaham, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+a+model+of+drug+relapse%3A+an+assessment+of+the+validity+of+the+reinstatement+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Toward a model of drug relapse: an assessment of the validity of the reinstatement procedure.</a> Psychopharmacology (Berl). 189, 1-16 (2006).</li>
<li>Kalivas, P. W., McFarland, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+circuitry+and+the+reinstatement+of+cocaine-seeking+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Brain circuitry and the reinstatement of cocaine-seeking behavior.</a> Psychopharmacology (Berl). 168, 44-56 (2003).</li>
<li>Stewart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathways+to+relapse%3A+the+neurobiology+of+drug-+and+stress-induced+relapse+to+drug-taking%5BTitle%5D)+AND+%22J+Psychiatry+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Pathways to relapse: the neurobiology of drug- and stress-induced relapse to drug-taking.</a> J Psychiatry Neurosci. 25, 125-136 (2000).</li>
<li>Olsen, C. M., Winder, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+single-session+cocaine+self-administration+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">A method for single-session cocaine self-administration in the mouse.</a> Psychopharmacology (Berl). 187, 13-21 (2006).</li>
<li>Rocha, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+responsiveness+to+cocaine+in+C57BL%2F6J+and+DBA%2F2J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Differential responsiveness to cocaine in C57BL/6J and DBA/2J mice.</a> Psychopharmacology (Berl). 138, 82-88 (1998).</li>
<li>Caine, S. B., Negus, S. S., Mello, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Method+for+training+operant+responding+and+evaluating+cocaine+self-administration+behavior+in+mutant+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Method for training operant responding and evaluating cocaine self-administration behavior in mutant mice.</a> Psychopharmacology (Berl). 147, 22-24 (1999).</li>
<li>Colby, C. R., Whisler, K., Steffen, C., Nestler, E. J., Self, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Striatal+cell+type-specific+overexpression+of+DeltaFosB+enhances+incentive+for+cocaine%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Striatal cell type-specific overexpression of DeltaFosB enhances incentive for cocaine.</a> J Neurosci. 23, 2488-2493 (2003).</li>
<li>Schramm-Sapyta, N. L., Olsen, C. M., Winder, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cocaine+self-administration+reduces+excitatory+responses+in+the+mouse+nucleus+accumbens+shell%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Cocaine self-administration reduces excitatory responses in the mouse nucleus accumbens shell.</a> Neuropsychopharmacology. 31, 1444-1451 (2006).</li>
<li>Steiner, R. C., Hsiung, H. M., Picciotto, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cocaine+self-administration+and+locomotor+sensitization+are+not+altered+in+CART+knockout+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Cocaine self-administration and locomotor sensitization are not altered in CART knockout mice.</a> Behav Brain Res. 171, 56-62 (2006).</li>
<li>Marx, M. H., Henderson, R. L., Roberts, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Positive+reinforcement+of+the+bar-pressing+response+by+a+light+stimulus+following+dark+operant+pretests+with+no+after+effect%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol+Psychol%22%5BJournal%5D)">Positive reinforcement of the bar-pressing response by a light stimulus following dark operant pretests with no after effect.</a> J Comp Physiol Psychol. 48, 73-76 (1955).</li>
<li>Baron, A., Kish, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-intensity+auditory+and+visual+stimuli+as+reinforcers+for+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Physiol+Psychol%22%5BJournal%5D)">Low-intensity auditory and visual stimuli as reinforcers for the mouse.</a> J Comp Physiol Psychol. 55, 1011-1013 (1962).</li>
<li>Stewart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reinforcing+effects+of+light+as+a+function+of+intensity+and+reinforcement+schedule%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+comparative+and+physiological+psychology%22%5BJournal%5D)">Reinforcing effects of light as a function of intensity and reinforcement schedule.</a> Journal of comparative and physiological psychology. 53, 187-193 (1960).</li>
<li>Caggiula, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cue+dependency+of+nicotine+self-administration+and+smoking%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Biochem+Behav%22%5BJournal%5D)">Cue dependency of nicotine self-administration and smoking.</a> Pharmacol Biochem Behav. 70, 515-530 (2001).</li>
<li>Cain, M. E., Green, T. A., Bardo, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+enrichment+decreases+responding+for+visual+novelty%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Processes%22%5BJournal%5D)">Environmental enrichment decreases responding for visual novelty.</a> Behavioural Processes. 73, 360-366 (2006).</li>
<li>Thompson, T. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+Reinforcement+in+Siamese+Fighting+Fish%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Visual Reinforcement in Siamese Fighting Fish.</a> Science. 141, 55-57 (1963).</li>
<li>Blatter, K., Schultz, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rewarding+properties+of+visual+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Rewarding properties of visual stimuli.</a> Exp Brain Res. 168, 541-546 (2006).</li>
<li>Olsen, C. M., Winder, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operant+sensation+seeking+engages+similar+neural+substrates+to+operant+drug+seeking+in+C57+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Operant sensation seeking engages similar neural substrates to operant drug seeking in C57 mice.</a> Neuropsychopharmacology. 34, 1685-1694 (2009).</li>
<li>Crabbe, J. C., Wahlsten, D., Dudek, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetics+of+mouse+behavior%3A+interactions+with+laboratory+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment.</a> Science. 284, 1670-1672 (1999).</li>
<li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+phenotypes+of+inbred+mouse+strains%3A+implications+and+recommendations+for+molecular+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies.</a> Psychopharmacology (Berl). 132, 107-124 (1997).</li>
<li>Belknap, J. K., Metten, P., Beckley, E. H., Crabbe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multivariate+analyses+reveal+common+and+drug-specific+genetic+influences+on+responses+to+four+drugs+of+abuse%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Pharmacol+Sci%22%5BJournal%5D)">Multivariate analyses reveal common and drug-specific genetic influences on responses to four drugs of abuse.</a> Trends Pharmacol Sci. 29, 537-543 (2008).</li>
<li>Mozhui, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain+differences+in+stress+responsivity+are+associated+with+divergent+amygdala+gene+expression+and+glutamate-mediated+neuronal+excitability%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Strain differences in stress responsivity are associated with divergent amygdala gene expression and glutamate-mediated neuronal excitability.</a> J Neurosci. 30, 5357-5367 (2010).</li>
<li>Hefner, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+fear+extinction+learning+and+cortico-amygdala+circuit+abnormalities+in+a+common+genetic+mouse+strain%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Impaired fear extinction learning and cortico-amygdala circuit abnormalities in a common genetic mouse strain.</a> J Neurosci. 28, 8074-8085 (2008).</li>
<li>Elmer, G. I., Pieper, J. O., Hamilton, L. R., Wise, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Qualitative+differences+between+C57BL%2F6J+and+DBA%2F2J+mice+in+morphine+potentiation+of+brain+stimulation+reward+and+intravenous+self-administration%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Qualitative differences between C57BL/6J and DBA/2J mice in morphine potentiation of brain stimulation reward and intravenous self-administration.</a> Psychopharmacology (Berl). 208, 309-321 (2010).</li>
</ol>

Nie zgłoszono żadnych konfliktów interesów.

Operacyjne poszukiwanie doznań (OSS) stanowi użyteczną alternatywę dla dożylnej samopodaży leków w badaniach, w których zwierzęciem modelowym jest mysz. Brak konieczności przeprowadzania zabiegów chirurgicznych oraz konserwacji cewników jest istotną zaletą, ponieważ stanowią one znaczące trudności techniczne w przypadku myszy. Metoda OSS jest również atrakcyjna, ponieważ może mierzyć aspekty wzmocnienia odmienne od innych naturalnych wzmocnień, takich jak pokarm.
Warto zauważyć, że miary beha...

<table><tbody><tr><td>Zestaw do testów samodzielnego podawania leku dla myszy: komora o zwiększonej szerokości i chowane dźwignie</td><td><a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Med Associates, Inc.</a></td><td>MED-307W-CT-D1</td><td>Dźwignie są ultrasensytywne (wymagają siły ~2 g) i są zamontowane 2,2 cm nad podłogą. Żółte lampy stymulujące są zamontowane 2 cm nad każdą dźwignią.</td></tr><tr><td>Zestaw interfejsu i oprogramowania</td><td><a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Med Associates, Inc.</a></td><td>MED-SYST-16</td><td>Jest to zestaw obsługujący do 16 komór.</td></tr></tbody></table>

poszukiwanie doznań w warunkowaniu instrumentalnym u myszy

Operant Sensation Seeking in the Mouse

Metody operacyjne są potężnymi narzędziami behawioralnymi służącymi do badania zachowań motywowanych. Metody te, określane jako „samopodawanie”, są szeroko stosowane w badaniach nad uzależnieniami od substancji ze względu na ich wysoką trafność teoretyczną. Badania operacyjne dostarczają naukowcom narzędzi do przedklinicznych analiz wielu aspektów procesu uzależnienia. Na przykład mechanizmy doraźnego wzmocnienia (zarówno narkotykowego, jak i nienarkotykowego) mogą być badane przy użyciu narzędzi farmakologicznych lub genetycznych w celu określenia zdolności konkretnego celu molekularnego do wpływania na zachowanie samopodawania1-6. Ponadto zachowania poszukiwania narkotyku lub pokarmu można badać w przypadku braku głównego wzmocnienia, a zdolność związków farmakologicznych do zakłócenia tego procesu stanowi model przedkliniczny do odkrywania celów molekularnych i związków, które mogą być przydatne w leczeniu uzależnień3,7-9. Jednym z problemów przy przeprowadzaniu badań nad dożylnym samopodawaniem substancji u myszy jest trudność techniczna w utrzymaniu drożności cewnika. Wskaźnik ubytku w takich eksperymentach jest wysoki i może osiągać 40% lub więcej10-15. Innym ogólnym problemem w badaniach nad samopodawaniem substancji jest rozróżnienie, które z efektów wywołanych farmakologicznie przez wzmocnienie generują konkretne zachowania. Na przykład pomiar efektów wzmacniających i neurologicznych psychostymulantów może być utrudniony przez ich efekty psychomotoryczne. Metody operacyjne z wykorzystaniem wzmocnienia pokarmowego pozwalają uniknąć tych pułapek, choć ich użyteczność w badaniu uzależnień od substancji jest ograniczona przez fakt, że niektóre manipulacje zmieniające samopodawanie narkotyków mają minimalny wpływ na samopodawanie pokarmu. Przykładowo, uszkodzenie dopaminergiczne układu mezolimbicznego lub knockout receptora dopaminowego D1 redukuje samopodawanie kokainy, nie wywierając znaczącego wpływu na samopodawanie pokarmu 12,16. 
Opisano zdolność bodźców sensorycznych do wspierania reakcji operacyjnych jako wzmocnień pierwotnych (tj. nieuwarunkowanych)17-22. Bodźce słuchowe i wzrokowe są samopodawane przez kilka gatunków18,21,23, choć zaskakująco niewiele wiadomo o mechanizmach neuronalnych leżących u podstaw tego wzmocnienia. Model operacyjnego poszukiwania doznań (OSS) jest skutecznym modelem uzyskiwania sensorycznej samopodaży u myszy, co pozwala na badanie mechanizmów neuronalnych istotnych dla wzmocnienia sensorycznego24. Dodatkową zaletą OSS jest możliwość przesiewania myszy mutantów pod kątem różnic w zachowaniu operacyjnym, które mogą być istotne w kontekście uzależnień. Wykazaliśmy, że myszy z nokautem receptora dopaminowego D1, u których wcześniej stwierdzono deficyty w samopodaży psychostymulantów, nie nabywają również OSS24. Jest to unikalne odkrycie, ponieważ myszy te są zdolne do nauki zadania operacyjnego, gdy jako wzmocnienie stosuje się pokarm. Choć badania operacyjne z wykorzystaniem wzmocnienia pokarmowego mogą być przydatne w badaniu ogólnego zachowania motywacyjnego oraz mechanizmów leżących u podstaw wzmocnienia pokarmowego, to, jak wspomniano powyżej, badania te mają ograniczone zastosowanie w analizie molekularnych mechanizmów uzależnienia od narkotyków. Zatem mogą istnieć podobne substraty neuronalne pośredniczące we wzmocnieniu sensorycznym i psychostymulantowym, które są odmienne od wzmocnienia pokarmowego, co czyniłoby OSS szczególnie atrakcyjnym modelem do badania procesów uzależnienia od substancji. Stopień pokrywania się innych celów molekularnych OSS i wzmocnień narkotykowych pozostaje niejasny, lecz jest to temat, który obecnie badamy. Chociaż niektóre aspekty uzależnienia, takie jak oporność na wygaszanie, mogą być obserwowane w modelu OSS, stwierdziliśmy, że eskalacja 25 w tym modelu nie występuje24. Co ciekawe, eskalacja spożycia oraz niektóre inne aspekty uzależnienia są obserwowane przy samopodaży sacharozy26. Zatem w sytuacjach, gdy do badania procesów związanych z uzależnieniem pożądane są nielekowe procedury operacyjne, można wybrać wzmocnienia pokarmowe lub sensoryczne, aby najlepiej dopasować je do konkretnego pytania badawczego. 
Podsumowując, zarówno samopodawanie pokarmu, jak i OSS u myszy mają tę zaletę, że nie wymagają cewnika dożylnego, co umożliwia zastosowanie metod o wyższej przepustowości w badaniu efektów manipulacji farmakologicznych lub genetycznych w obrębie celów neuronalnych zaangażowanych w motywację. Podczas gdy testowanie operacyjne z wykorzystaniem pokarmu jako wzmocnienia jest szczególnie użyteczne w badaniach nad regulacją spożycia pokarmu, OSS jest szczególnie odpowiednie do badania mechanizmów wzmacniania bodźców sensorycznych i może mieć szerokie zastosowanie w badaniach nad poszukiwaniem nowości oraz uzależnieniami.

W niniejszym protokole opisujemy metodę uczenia operacyjnego u myszy, w której w roli wzmocnienia wykorzystuje się bodźce sensoryczne. Metoda ta nie wymaga wcześniejszego treningu ani ograniczeń pokarmowych i umożliwia badanie zachowań motywowanych bez użycia wzmocnień farmakologicznych lub naturalnych, takich jak pokarm.

Poszukiwanie doznań w warunkowaniu instrumentalnym u myszy

Metody operacyjne stanowią potężne narzędzia behawioralne w badaniu zachowań motywowanych. Metody te, określane jako „samopodawanie”, były szeroko stosowane w badaniach nad lekami...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest badanie zachowań motywacyjnych u myszy poprzez ich trenowanie w wykonywaniu reakcji operantowej w celu otrzymania wzmocnienia sensorycznego. Osiąga się to poprzez napisanie programu dostarczającego zmienne bodźce sensoryczne. W przypadku gdy zwierzę wykonuje zadanie operantowe, bardzo ważne jest, aby podczas manipulacji zwierzęta pozostawały spokojne, dlatego eksperymentator musi poddać myszy habituacji przed rozpoczęciem testów.Po habituacji myszy kolejnym krokiem jest przeprowadzenie codziennych sesji testów operantowych w schemacie stałego stosunku 1:1. W końcowej fazie schemat wzmocnienia może zostać zmieniony na inny, taki jak testowanie w schemacie stosunku progresywnego, stosunku losowego lub zmiennego interwału. Schemat poszukiwania doznań w warunkowaniu operantowym może być wykorzystany do wykazania zmian w reakcjach operantowych w wyniku manipulacji genetycznych lub farmakologicznych.Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak dożylna samopodaż leku u myszy, jest brak konieczności przeprowadzania szkoleń chirurgicznych lub ograniczania dostępu do pokarmu. Oprócz dostarczania wiedzy na temat zachowań motywowanych, operacyjne poszukiwanie doznań można zastosować również w badaniach nad układami takimi jak uzależnienie od narkotyków.Przed rozpoczęciem eksperymentu zwierzęta muszą zostać najpierw przyzwyczajone do obsługi i transportu. Habituacja odbywa się w okresie trzech dni. Po aklimatyzacji myszy w pomieszczeniu dla zwierząt, pierwszego dnia habituacji, należy włożyć dłonie w rękawiczkach do klatki i pozostawić je tam na 90 sekund.Jeśli w tym czasie nie każda mysz zbadała dłonie, delikatnie przesuń dłonie w stronę każdej myszy i poczekaj, aż zaczną je węszyć lub z nimi kontaktować, zanim przejdziesz dalej. Następnie ostrożnie chwyć każdą mysz u nasady ogona i połóż ją na dłoni. Szybko podnieś dłoń, a następnie opuść ją, aby mysz mogła z niej zejść z powrotem do klatki.Powtórz ten zabieg dla każdej myszy. W zależności od zachowania zwierzęcia może być koniecznych od pięciu do 10 powtórzeń, aż mysz pozostanie spokojna. Przy ostatnim powtórzeniu podnieś dłoń wyżej i przytrzymaj mysz przez pięć sekund.Mysz musi pozostać na dłoni przez cały czas, aby spełnić kryteria na dany dzień. Powtórz tę procedurę dla każdej klatki, zmieniając rękawiczki pomiędzy klatkami w pierwszym dniu habituacji. Powróć do obiektu następnego dnia, aby przeprowadzić drugą rundę habituacji.Każdą mysz należy obsłużyć tak jak w dniu poprzednim, kładąc ją na dłoni i pozwalając jej samodzielnie wrócić do klatki. Ostatnie podniesienie powinno trwać 10 sekund. Następnie należy umieścić zwierzę na dłoni i pogłaskać.Następnie należy je odłożyć. Ponadto, począwszy od drugiego dnia, należy zważyć każde zwierzę i oznaczyć jego ogon markerem permanentnym w celu wskazania numeru osobnika. Trzeciego dnia habituacji należy powtórzyć kroki zaprezentowane w dniach pierwszym i drugim, trzymając zwierzę wysoko w dłoni przez 15 seconds. Przy ostatnim podnoszeniu należy zważyć każdą mysz i ponownie oznaczyć ich ogony.Gdy wszystkie myszy spełnią kryteria na dany dzień, zostaną poddane habituacji i będą gotowe do testów. W pierwszej kolejności należy napisać program, który zostanie wykorzystany w programie opera sensation seeking lub programie OSS. Sesje o stałym stosunku (FR) trwają jedną godzinę.Sesje o progresywnym stosunku (PR) powinny być zaprogramowane na czas trwania dwóch. Należy wysunąć obie dźwignie i je zrównoważyć, wyznaczając dla każdego zwierzęcia, która dźwignia jest aktywna, a która nieaktywna. Przypisanie dźwigni dla każdego zwierzęcia nigdy nie ulega zmianie.Zaprogramuj program w taki sposób, aby wzmocnienia słuchowe i wzrokowe były zróżnicowane. Czas trwania każdego z nich jest wybierany losowo i wynosi 2, 4, 6 lub osiem sekund. Częstotliwości błysków lampy są również wybierane losowo i wynoszą 0,6 2 5, 1 0,25, 2,5 lub pięć hertz, przy czym każda z nich ma 50% wypełnienie sygnału.Błyski lampy stymulującej różnią się między lewą a prawą stroną komory. Następnie zaprogramuj bodziec słuchowy trwający tyle, co wzmocnienie. W tym przypadku pompa infuzyjna generuje dźwięk o natężeniu o około trzy decybele wyższym niż hałas tła w komorze.Przed rozpoczęciem eksperymentu należy upewnić się, że komora jest czysta i działa prawidłowo. Najpierw umyj dolną tackę gorącą wodą. Następnie wyczyść komorę operacyjną, ściany oraz podłogi 30% ethanol.Uruchom program testowy, który włącza wentylator, światło w klatce oraz światła bodźców, a także wysuwa dźwignie i rejestruje ich naciśnięcia. Po upewnieniu się, że wszystkie światła i wentylatory działają prawidłowo, przetestuj program, aby potwierdzić, że wszystkie naciśnięcia dźwigni są rejestrowane. Na koniec oczyść dźwignie 30% etanolem; sesje operacyjne powinny być przeprowadzane od pięciu do sześciu dni w tygodniu o tej samej porze każdego dnia.W tym przykładzie eksperymenty są zazwyczaj przeprowadzane między godziną 800 a 1400. Podczas fazy ciemnej cyklu świetlnego zwierząt należy zważyć każdą mysz. Przed rozpoczęciem testów należy załadować program dla każdej komory i odpowiednio opisać eksperyment.Przenieś każdą mysz do wyznaczonej komory, zamknij drzwiczki i rozpocznij sesję. Po zakończeniu sesji niezwłocznie wyjmij mysz i ponownie oznakuj ogon. Oczyść komory zgodnie z wcześniejszą instrukcją, a następnie przeanalizuj dane pod kątem liczby aktywnych i nieaktywnych naciśnięć dźwigni.Można również zgłosić liczbę wzmocnień oraz/lub dokładność naciskania dźwigni. Wszystkie myszy muszą spełnić kryteria nabytego zachowania, jeśli mają zostać poddane badaniu wpływu leczenia na OSS; przed rozpoczęciem leczenia należy uzyskać więcej niż 20 aktywnych naciśnięć dźwigni oraz więcej niż 65% aktywnych naciśnięć dźwigni w trzech ostatnich sesjach o stałym stosunku (FR). Po nabyciu reakcji FR 1 można zmienić schemat wzmocnień.Na przykład wyższy stały stosunek, stosunek progresywny lub stosunek losowy. Tutaj widzimy przykład nabywania operacyjnego zachowania poszukiwania doznań. U samców myszy C 57, black six J, myszy OSS otrzymywały zróżnicowane bodźce wzrokowe i słuchowe po każdym naciśnięciu aktywnej dźwigni.W grupie kontrolnej dla nieaktywnych nacisnięć dźwigni myszy poddano identycznym warunkom, z wyjątkiem tego, że naciskanie którejkolwiek z dźwigni nie wywoływało żadnej konsekwencji. Z każdą kolejną sesją liczba nacisnięć dźwigni aktywnej przez myszy OSS wzrastała w stosunku do liczby nacisnięć w grupie kontrolnej dla dźwigni nieaktywnej.Myszy reprezentowane przez szare linie nie wykazały tego wzrostu. W tym przykładzie jedna grupa myszy otrzymała wzmocnienie w postaci OSS. Podczas gdy druga grupa otrzymywała 10% ensure jako wzmocnienie pokarmowe przy dostępie ad libitum do pokarmu, tempo reakcji dla OSS i wzmocnienia pokarmowego wzrastało w podobny sposób w czasie.W kolejnym przykładzie myszy zostały poddane pięciodniowemu progresywnemu harmonogramowi wzmocnień (progressive ratio schedule). Przedstawione tutaj dane stanowią średnie wartości z czwartego i piątego dnia dla każdego zwierzęcia. Osiągnięty końcowy współczynnik (final ratio) jest podany na osi Y po prawej stronie i odnosi się do liczby reakcji wymaganych do otrzymania odpowiadającego im wzmocnienia, analogicznie do tego, co wykazano w przypadku reagowania w stałym współczynniku (fixed ratio).Wykres progresywny. Częstość reakcji była podobna w przypadku wzmocnień w postaci OSS i pokarmu. Stosując tę metodę, można porównać wpływ manipulacji na dwa różne rodzaje wzmocnień – sensoryczne i pokarmowe – bez potencjalnych czynników zakłócających wynikających ze stanu głodu lub różnic w częstości reakcji.Podsumowując, warunkowe poszukiwanie doznań stanowi unikalne narzędzie do badania mechanizmów molekularnych leżących u podstaw wzmocnienia sensorycznego i może dodatkowo służyć jako narzędzie do badania uzależnienia od narkotyków.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Poszukiwanie doznań operacyjnych u myszy

Fundamentalne, a zarazem unikalne właściwości układu węchowego gryzoni sprawiły, że staje się on coraz częściej przedmiotem badań biologów. Istnieje zatem potrzeba opracowania stosunkowo prostego sposobu oceny jego funkcji. W niniejszej pracy opisujemy czułe testy służące do charakterystyki wrażliwości i preferencji węchowych myszy.

Badanie zachowań węchowych u dorosłych myszy

Niniejszy raport szczegółowo opisuje protokół wykorzystany do pomiaru efektów nagradzających wysokotłuszczowej diety u myszy z wykorzystaniem zadania warunkowania sprawczego o stosunku progresywnym.

Reagowanie w schemacie progresywnego stosunku wzmocnień dla smakołyków o wysokiej zawartości tłuszczów i cukrów u myszy

Przedstawiamy prosty i bezstronny test węchowy na myszach. Dzięki temu protokołowi dyskryminacja węchowa, preferencje, unikanie i wrażliwość na nowy zapach w porównaniu z wodą mogą być oceniane w pojedynczych sesjach behawioralnych. Ta metoda jest wskazana dla pojedynczego eksperymentatora, a analiza opiera się na komputerowym przetwarzaniu wideo.

Proste i wspomagane komputerowo testy węchowe dla myszy

Ten artykuł opisuje nowy protokół ilościowego pomiaru motywacji społecznej u myszy za pomocą warunkowania instrumentalnego dla nagrody społecznej. Protokół jest przydatny do pomiaru motywacji społecznej w mysich modelach autyzmu i innych zaburzeń zachowań społecznych.

Kwantyfikacja motywacji społecznej u myszy za pomocą warunkowania instrumentalnego

Ten protokół ma na celu umożliwienie badaczom przeprowadzania eksperymentów mających na celu przetestowanie tych aspektów uzależnienia za pomocą testów warunkowej preferencji miejsca i uwrażliwienia lokomotorycznego.

Ocena uczulenia behawioralnego wywołanego kokainą i uwarunkowanej preferencji miejsca u myszy

Zaburzenia poznawcze związane z uwagą są podstawową cechą wielu chorób psychicznych. W tym miejscu przedstawiamy opracowanie nowatorskiego automatycznego systemu do skutecznego badania zdolności zmiany ustawień uwagi, funkcji wykonawczych i innych zdolności poznawczych u myszy o wysokiej trafności translacyjnej do badań na ludziach.

Operacyjne wewnątrz-/zewnątrzwymiarowe zadanie zmiany ustawień dla myszy

Bardziej ograniczone, powtarzające się zachowania (RRB) zakłócają życie osób dotkniętych tym problemem.  Zachowania te są trudne do modelowania u gryzoni, co utrudnia podstawowe badania biomedyczne nad potencjalnymi terapiami lub interwencjami w przypadku RRB.  W tym miejscu opisujemy eksplorację nowych obiektów jako potencjalny test dla RRB wyższego rzędu u myszy.

Eksploracja nowych obiektów jako potencjalny test dla powtarzających się zachowań wyższego rzędu u myszy

Ten protokół mierzy przestrzenne uczenie się i pamięć za pomocą labiryntu Barnesa. Nowatorski paradygmat damy w niebezpieczeństwie służy do oceny aktywności lokomotorycznej i zachowań prospołecznych u myszy.

Analiza uczenia się przestrzennego i zachowań prospołecznych u myszy przy użyciu paradygmatów labiryntu Barnesa i damy w niebezpieczeństwie

Ten artykuł zawiera szczegółowy opis nowego protokołu błędu oceny myszy. Przedstawiono również dowody na wrażliwość tego zadania węchowego na stan afektywny i omówiono jego użyteczność w różnych dziedzinach badawczych.

Ocena błędu oceny myszy za pomocą zadania kopania węchowego

Tutaj prezentujemy uproszczoną konfigurację sprzętu i oprogramowania open-source do badania uczenia przestrzennego myszy za pomocą wirtualnej rzeczywistości (VR). System ten wyświetla wirtualną ścieżkę liniową do myszy z ograniczeniem głowy działającej na kole, wykorzystując sieć mikrokontrolerów i komputer jednopłytkowy z łatwym w użyciu pakietem oprogramowania graficznego Python.

System rzeczywistości wirtualnej typu open source do pomiaru uczenia się przestrzennego u myszy z unieruchomioną głową

Protokół ten opisuje konstrukcję olfaktometru do eksperymentów z zachowaniami węchowymi go/no-go. Instrukcje krok po kroku wraz ze zdjęciami są dostarczane, aby zapewnić pomyślną konstrukcję olfaktometru. Dołączone są również informacje dotyczące rozwiązywania problemów napotkanych podczas procesu.

Konstruowanie olfaktometru do badań zachowań węchowych gryzoni

Poznaj metodę instrumentalnego wyszukiwania wrażeń u myszy do badania zachowań motywowanych przy użyciu bodźców sensorycznych. Technika ta nie wymaga ograniczenia pokarmu ani wcześniejszego treningu zwierząt.

Poszukiwanie doznań w warunkowaniu instrumentalnym u myszy

Przeglądaj więcej filmów