November 10th, 2010
W tym protokole opisujemy metodę instrumentalnego uczenia się za pomocą bodźców sensorycznych jako wzmacniacza u myszy. Nie wymaga wcześniejszego treningu ani ograniczeń żywieniowych i pozwala na badanie umotywowanych zachowań bez użycia farmakologicznego lub naturalnego wzmacniacza, takiego jak jedzenie.
Ogólnym celem tej procedury jest zbadanie zmotywowanych zachowań u myszy poprzez wytrenowanie ich do wykonywania reakcji instrumentalnej na wzmacniacz sensoryczny. Osiąga się to poprzez napisanie programu do dostarczania zmiennych bodźców sensorycznych. Kiedy zwierzę wykonuje zadanie instrumentalne, bardzo ważne jest, aby zwierzęta były spokojne podczas obchodzenia się z nimi, dlatego eksperymentator musi przyzwyczaić myszy przed badaniem.
Gdy myszy są już przyzwyczajone, następnym krokiem jest wykonywanie codziennych sesji testów operacyjnych w ustalonym stosunku jednego harmonogramu. Wreszcie, harmonogram zbrojenia można przesunąć do innego harmonogramu, takiego jak testowanie współczynnika progresywnego, współczynnika losowego lub współczynnika zmiennego interwału. Schemat instrumentalnego poszukiwania wrażeń może być wykorzystany do pokazania zmian w odpowiedzi instrumentalnej w wyniku manipulacji genetycznej lub farmakologicznej.
Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak samodzielne podawanie leku dożylnie myszy, jest to, że nie jest wymagane szkolenie chirurgiczne ani ograniczenie żywności. Oprócz zapewnienia wglądu w umotywowane zachowanie. Instrumentalne poszukiwanie doznań może być również stosowane do systemów takich jak uzależnienie od narkotyków.
Zanim eksperyment będzie mógł się rozpocząć, zwierzęta muszą najpierw przyzwyczaić się do obchodzenia się z nimi i transportu. Będą doświadczać, że zamieszkiwanie odbywa się przez okres trzech dni. Po tym, jak myszy zaaklimatyzują się w obiekcie dla zwierząt w pierwszym dniu przyzwyczajenia, umieść ręce w rękawiczkach w klatce i pozwól im siedzieć przez 90 sekund.
Jeśli w tym czasie żadna mysz nie zbadała twoich rąk, delikatnie przesuń ręce w kierunku każdej myszy i poczekaj, aż powąchają i/lub dotkną twoich rąk, zanim przejdziesz dalej. Następnie ostrożnie podnieś każdą mysz za podstawę ogona i umieść ją na dłoni. Szybko podnieś rękę do góry i opuść ją z powrotem, aby mysz mogła z niej zejść i wrócić do klatki.
Powtórz ten manewr dla każdej myszy. W zależności od ich zachowania może być potrzebnych od pięciu do 10 powtórzeń, aż mysz pozostanie spokojna. Ostatnim razem podnieś rękę 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 między klatkami pierwszego dnia przyzwyczajenia. Wróć do placówki następnego dnia, aby zakończyć drugą rundę zamieszkiwania.
Z każdą myszą obchodzić się jak poprzedniego dnia, umieszczając ją na dłoni i pozwalając jej wrócić do klatki. Ostatnie podnoszenie powinno być trzymane przez 10 sekund. Następnie umieść zwierzę w dłoni i pogłaszcz.
Jego plecy. Ponadto, począwszy od drugiego dnia, zważ każde zwierzę i oznacz jego ogon sharpie, aby oznaczyć numer podmiotu W trzecim dniu przyzwyczajenia powtórz kroki pokazane w pierwszym i drugim dniu, trzymając zwierzę wysoko w dłoni przez 15 sekund. Aby uzyskać ostatnie podniesienie, zważ każdą mysz i zwróć uwagę na ich ogony.
Po tym, jak wszystkie myszy spełnią swoje kryteria na dany dzień, są przyzwyczajone i gotowe do testów. Najpierw musisz napisać program, który będzie używany do poszukiwania sensacji operowych lub programu OSS. Sesje o stałym współczynniku lub FR trwające godzinę.
Sesje progresywne lub sesje PR powinny być zaprogramowane tak, aby trwały przez dwie osoby. Wysuń obie dźwignie i zrównoważ je, dla których dźwignia jest oznaczona jako aktywna, a która nieaktywna w odniesieniu do zwierząt. Przypisanie dźwigni dla każdego zwierzęcia nigdy się nie zmienia.
Zakoduj program tak, aby wzmacniacze słuchowe i wzrokowe były zróżnicowane. Czas trwania każdego z nich jest wybierany losowo i trwa 2, 4, 6 lub osiem sekund. Częstotliwość błysków lampy jest również wybierana losowo i waha się w zakresie 0,6, 2, 5, 1, 0,25, 2,5 lub pięciu herców, każda z 50% cyklem pracy.
Błyski lampki stymulacyjnej różnią się między lewą i prawą stroną komory. Następnie zaprogramuj bodziec słuchowy na czas działania wzmacniacza. W tym przypadku pompa infuzyjna wytwarza dźwięk o natężeniu około trzech decybeli wyższym niż szum tła w komorze.
Upewnij się, że komora jest czysta i działa prawidłowo przed rozpoczęciem eksperymentu. Najpierw umyj dolną miskę gorącą wodą. Następnie wyczyść komorę operacyjną, ściany i podłogi 30% etanolem.
Uruchom program testowy, który włącza wentylator i oświetlenie domu oraz stymuluje, a także wysuwa i rejestruje naciśnięcia dźwigni. Po ustaleniu, że wszystkie światła i wentylatory działają prawidłowo, przetestuj program, aby upewnić się, że wszystkie naciśnięcia dźwigni są rejestrowane. Wreszcie, sesje operowe z czystymi dźwigniami z 30% etanolem powinny być przeprowadzane przez pięć do sześciu dni w tygodniu o tej samej porze każdego dnia.
W tym przykładzie eksperymenty są zwykle przeprowadzane między oh 800 a 1400 godzin. Podczas ciemnej fazy cyklu świetlnego zwierzęcia zważ każdą mysz. Przed testowaniem załaduj program dla każdej komory i odpowiednio opisz eksperyment.
Przenieś każdą mysz do wyznaczonej komory, zamknij drzwi i rozpocznij sesję. Po zakończeniu sesji natychmiast usuń mysz i zwróć uwagę na ogon. Czyste komory, jak pokazano wcześniej, analizują dane dotyczące liczby aktywnych i nieaktywnych pras dźwigniowych.
Można również podać liczbę wzmocnień i/lub dokładność dźwigni. Wszystkie myszy muszą spełniać kryteria nabycia, jeśli mają zostać przetestowane pod kątem wpływu leczenia na OSS, przed rozpoczęciem leczenia należy uzyskać więcej niż 20 aktywnych naciśnięć dźwigni i więcej niż 65% aktywnych naciśnięć dźwigni przez ostatnie trzy sesje o ustalonym stosunku. Po przejęciu FR jeden odpowiadający, harmonogram zbrojenia może ulec zmianie.
Na przykład wyższy stały stosunek, współczynnik progresywny lub współczynnik losowy. Widzimy tutaj przykład nabywania zachowań związanych z poszukiwaniem doznań instrumentalnych. U samców C 57, czarnych sześciu myszy J, myszy OSS otrzymywały różne bodźce wzrokowe i słuchowe po każdej aktywnej dźwigni.
Podczas gdy nieaktywne naciśnięcia dźwigni nie miały kontroli konsekwencji, myszy przeszły identyczne warunki, z wyjątkiem tego, że nie było żadnych konsekwencji za naciśnięcie którejkolwiek z dźwigni. Z każdą kolejną sesją aktywne naciskanie dźwigni przez myszy OSS było zwiększane w stosunku do nieaktywnej dźwigni. Naciśnięcie kontrolki.
Myszy reprezentowane przez szare linie nie wykazały tego wzrostu. W tym przykładzie jedna grupa myszy otrzymała wzmocnienie OSS. Podczas gdy inna grupa otrzymała 10% jako wzmocnienie żywności, gdy umożliwiono im dostęp do żywności, wskaźniki odpowiedzi na OSS i wzmocnienie żywności wzrosły podobnie w czasie.
W następnym przykładzie myszy zostały przesunięte do progresywnego harmonogramu proporcji wzmacniania przez pięć dni. Dane w tym miejscu reprezentują średnie wartości z czwartego i piątego dnia dla każdego zwierzęcia. Ostateczny zakończony współczynnik jest podawany na osi Y po prawej stronie i odnosi się do liczby odpowiedzi wymaganych do uzyskania odpowiedniego wzmacniacza, jak pokazano dla odpowiedzi o stałym stosunku.
Współczynnik progresywny. Wskaźniki odpowiedzi były podobne w przypadku OSS i środków wzmacniających żywność. Korzystając z tej metody, można porównać wpływ manipulacji na dwa różne rodzaje wzmocnień, sensoryczne i pokarmowe, bez potencjalnych zakłóceń wynikających ze stanu głodu lub różnic w odsetku odpowiedzi.
Podsumowując, zachowanie instrumentalne polegające na poszukiwaniu doznań stanowi unikalne narzędzie do badania mechanizmów molekularnych leżących u podstaw wzmocnienia sensorycznego, a także może stanowić narzędzie do badania uzależnienia od narkotyków.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Ten protokół opisuje metodę badania motywowanego zachowania u myszy z wykorzystaniem bodźców zmysłowych jako wzmacniaczy. Umożliwia badaczom badanie uczenia się operacyjnego bez wstępnego treningu lub ograniczania pokarmu.
Operant sensation seeking (OSS) in mice provides a high-throughput, non-invasive behavioral model for interrogating neural mechanisms underlying motivated behavior and reinforcement. This approach enables preclinical teams to evaluate the impact of genetic or pharmacological manipulations on reinforcement processes relevant to addiction and novelty seeking, without the confounds of surgical intervention or food restriction. OSS supports early-stage target validation and mechanistic de-risking for neuropsychiatric and addiction-related discovery portfolios.
OSS integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis-driven testing of neural mechanisms, target validation, and behavioral phenotyping in genetically or pharmacologically manipulated mice.