Оперантное Sensation ищу в мышь

Краткое содержание

В этом протоколе описывается метод оперантного обучения с использованием сенсорных стимулов в качестве подкрепления в мышь. Она не требует предварительного обучения или пищевых ограничений, и это позволяет изучению мотивированного поведения без использования фармакологических или физическое подкрепление таких как продукты питания.

Аннотация

Оперантные методы являются мощными поведенческими инструментами для изучения мотивированного поведения. Эти методы «самовведения» широко используются в исследованиях наркозависимости благодаря их высокой конструктной валидности. Оперантные исследования предоставляют исследователям инструмент для доклиникового изучения нескольких аспектов процесса зависимости. Например, механизмы острого подкрепления (как лекарственного, так и нелекарственного) могут быть проверены с использованием фармакологических или генетических инструментов для определения способности молекулярной мишени влиять на поведение при самовведении^1-6. Кроме того, поведение по поиску наркотиков или пищи может быть изучено в отсутствие первичного подкрепляющего стимула, а способность фармакологических соединений нарушать этот процесс представляет собой доклиническую модель для поиска молекулярных мишеней и соединений, которые могут быть полезны при лечении зависимости^3,7-9. Одной из проблем при проведении исследований внутривенного самовведения препаратов у мышей является техническая сложность поддержания проходимости катетера. Показатели отсева в таких экспериментах высоки и могут достигать 40% и более^10-15. Другой общей проблемой самовведения препаратов является определение того, какие именно фармакологически индуцированные эффекты подкрепляющего стимула вызывают специфические формы поведения. Например, измерение подкрепляющих и неврологических эффектов психостимуляторов может быть искажено их психомоторными эффектами. Оперантные методы с использованием пищевого подкрепления позволяют избежать этих проблем, хотя их применимость при изучении наркозависимости ограничена тем фактом, что некоторые манипуляции, изменяющие самовведение наркотиков, оказывают минимальное влияние на самовведение пищи. Например, поражение мезолимбического дофаминергического пути или нокаут дофаминового рецептора D1 снижают самовведение кокаина, не оказывая при этом существенного влияния на самовведение пищи ^12,16.

Было описано, что сенсорные стимулы способны поддерживать оперантное реагирование в качестве первичных подкреплений (т. е. не обусловленных подкреплений)^17-22. Слуховые и зрительные стимулы самостоятельно администрируются несколькими видами животных^18,21,23, хотя о нейронных механизмах, лежащих в основе этого подкрепления, известно на удивление мало. Модель оперантного поиска ощущений (OSS) представляет собой надежную модель для получения сенсорного самоадминистрирования у мышей, что позволяет изучать нейронные механизмы, важные для сенсорного подкрепления²⁴. Дополнительным преимуществом OSS является возможность скрининга мутантных мышей на предмет различий в оперантном поведении, которые могут иметь значение для изучения зависимости. Мы сообщили, что мыши с нокаутом дофаминовых рецепторов D1, у которых ранее был выявлен дефицит самоадминистрирования психостимуляторов, также не способны освоить OSS²⁴. Это уникальный результат, поскольку данные мыши способны обучаться оперантной задаче, когда в качестве подкрепления используется пища. Хотя оперантные исследования с пищевым подкреплением могут быть полезны при изучении общего мотивированного поведения и механизмов пищевого подкрепления, как упоминалось выше, применение таких исследований для изучения молекулярных механизмов лекарственной зависимости ограничено. Таким образом, могут существовать схожие нейронные субстраты, опосредующие сенсорное и психостимуляторное подкрепление, которые отличаются от механизмов пищевого подкрепления, что делает OSS особенно привлекательной моделью для изучения процессов лекарственной зависимости. Степень перекрытия между другими молекулярными мишенями OSS и лекарственными подкреплениями остается неясной, но эта тема в настоящее время изучается нами. В то время как некоторые аспекты зависимости, такие как устойчивость к угасанию, могут наблюдаться при OSS, мы обнаружили, что эскалация ²⁵ в данной модели не наблюдается²⁴. Интересно, что эскалация потребления и некоторые другие аспекты зависимости наблюдаются при самоадминистрировании сахарозы²⁶. Таким образом, когда для изучения процессов, связанных с зависимостью, требуются нелекарственные оперантные процедуры, для наилучшего соответствия конкретному исследовательскому вопросу можно выбрать пищевые или сенсорные подкрепления.

В заключение следует отметить, что и самовведение пищи, и OSS у мышей имеют преимущество в том, что не требуют установки внутривенного катетера, что обеспечивает более высокую пропускную способность при изучении эффектов фармакологического или генетического воздействия на нейронные мишени, участвующие в мотивации. В то время как оперантное тестирование с использованием пищи в качестве подкрепления особенно полезно при изучении регуляции потребления пищи, OSS особенно подходит для изучения механизмов подкрепления сенсорных стимулов и может иметь широкое применение при исследовании поиска новизны и зависимостей.

Протокол

1. Написать программу для запуска оперантного сессий тестирования с использованием разнообразных визуальных и слуховых раздражителей в качестве подкрепления

1. Для фиксированного соотношения (FR) сессий: сделайте сессий один час в длину при свете дом и вентилятор, во время сессии. Для прогрессивных сессий отношения, сделать сессий, за два часа в длину. У обоих рычагов продлен на продолжительность сессии и противовесов которые рычаг обозначен "активных" против "неактивных" через животных (рычаг назначения для каждого животного никогда не меняется).
2. Кодекс программу таким образом, что каждый подкрепление изменяется в соответствии со следующими параметрами:
   • каждого подкрепления имеет один из следующих длительности выбирается случайным образом: 2, 4, 6 или 8 сек.
   • каждого подкрепления имеет один из следующих стимул лампы-вспышки ставки выбирается случайным образом: 0,625, 1,25, 2,5 или 5 Гц, каждый из которых 50% рабочего цикла.
   • каждый стимул лампы-вспышки случайно на левой или правой стороны камеры.
   • обеспечивают звуковой раздражитель в течение всего срока подкрепления; в нашей лаборатории, мы триггером инфузионный насос, который обеспечивает звук примерно на 3 дБ выше фонового шума в камере.
3. Кодекс программа для отображения следующих значений в реальном времени: 1. Количество активных прессы рычаг, 2. Количество неактивного прессы рычаг, 3. Количество подкреплений, 4. Время (в 0,1 секунде).

2. Ручка животных (3 день процедура)

1. После акклиматизации к животному объекта, начинают обработку животных. Это будет приучать животных к их подобрали и транспортировать.
2. Начало, помещая руки в перчатках в клетку и позволяя им сидеть в течение 90 сек. Если бы каждая мышь не исследовали руки в то время, мягко двигаться руки к мышам и ждать каждый нюхать и / или свяжитесь с вашим руки перед началом работы.
3. Тщательно подобрать каждой мыши по одному от основания хвоста и разместить его на руки, быстро подняв его вверх и вернуть его вниз, чтобы мыши уходят вашей руки обратно в клетку.
4. Повторите эти действия для каждой мыши в 5-10 раз, в зависимости от манеры мыши. Последний раз это будет сделано, держать мышь высокой (с ним стоя на руки) за период времени, в зависимости от дня. День 1: 5 сек, 2-й день: 10 сек, день 3: 15 сек. Убедитесь, что каждый мыши отвечает этому критерию в течение дня. На День 1, меняйте перчатки между клетками.
5. Начиная с 2-й день, инсульт спину животного в то время как мыши на вашей руке. Также на 2-й день, начинают взвешивание животных в день. Марк хвост каждого животного с Шарпи для обозначения субъекта номер.
6. Если инъекции будут даны в ходе эксперимента, начинают приучая мышей инъекциями в День 2. Это должно быть сделано после всех мышей в клетки были обработаны и встретился критерием день.

3. Чистота и испытательное оборудование

1. Вымойте нижнюю кастрюлю с горячей водой.
2. Чистая оперантного стенки камеры и полы с 30% этанола.
3. Выполните тестовую программу, которая включает доме свет, вентилятор, и стимулом фары, расширяет рычаги, и записи рычаг прессов.
4. Убедитесь, что все огни и вентиляторы работают правильно и протестировать программу, чтобы все рычагом пресса записываются.
5. Чистая рычагов с 30% этанола.

4. Выполните оперантного сессии (сессии должны быть 5-6 дня / неделю, в то же время дня)

1. Взвешивание каждой мыши.
2. Загрузите программу в каждой камере и аннотировать эксперимент соответствующим образом. Активный рычаг должен быть уравновешен между животными (например, активный рычаг назначен левый рычаг для половины мышей; правый рычаг будет активна в течение другой половины), но активной стороной рычага никогда не меняется один раз мышь мышь была назначены.
3. Транспорт каждой мыши назначенного камеру, закройте камеру и начать сессию.
4. После завершения сеанса, немедленно удалите мышь и перемаркировать хвост.
5. Чистая камеры, как описано в разделе 3.
6. Анализ данных по числу активных и неактивных прессы рычаг. Количество подкреплений и / или рычага точность (% активного прессы рычага) может быть также сообщается. Если мышей будут проверены на эффект лечения на OSS, убедитесь, что все мыши для тестирования встретились приобретение критериев (например,> 20 активных прессы рычаг и> 65% активного прессы рычаг последние три FR-1 сессий ) до начала лечения.
7. После приобретения FR-1 отвечает, график подкрепление может быть изменен (например, более высокий фиксированный коэффициент, прогрессивные отношения, случайные отношения и т.д.).

5. Представитель Результаты

Например приобретения OSS от самцов мышей C57BL/6J показан на рисунке 1 (воспроизводится из ^23). Контрольные мыши подверглись одинаковых условиях, кроме того, что рычаг нажимает на рычаг либо не имели следствиемпоследовательности. Другая когорта мышей показано на рисунке 2. В этом эксперименте одна группа мышей получили OSS подкрепление, в то время как другая группа получала пищевое подкрепление. Мы обнаружили, что в условиях вволю доступ к продовольствию, фиксированной и прогрессивное соотношение ответ похожи между OSS и реагировании на 10% обеспечить (рис. 2, А и В). Это дает возможность эффективно сравнения манипуляции на двух различных типов арматуры (сенсорные и питание), что позволяет избежать потенциальных смешивает в результате состояние голода или различия в реакции ставки.

Рисунок 1:. Рычаг прессы мышами OSS и управления OSS мыши получали разнообразные зрительные и слуховые раздражители после каждого активного нажмите рычаг (FR-1 график подкрепление), а неактивные прессы рычаг не имел последствий. Контрольные мыши подверглись же условиях, но не было следствием либо нажав рычаг (рычаги обозначены 1 и 2 и уравновешены между животными в том же порядке, что активные и неактивные рычаги уравновешены для мышей OSS). Активная рычаг нажать мышами OSS был увеличен по сравнению с неактивными рычаг нажать (* р <0,05, ** р <0,01) и неармированного рычаг нажать с помощью элементов управления (п = 7 8, $ р <0,05, $ $ р <0,01 ). Рис воспроизведен из ^23.

Рисунок 2:. Рычаг прессы мышами OSS и мышей ответ на продовольствие А.) Мыши ответил на FR-1 график подкрепление стимулов OSS или пищевой подкрепления (10% Обеспечить). Все мыши имели объявление libidum доступ к пище в течение всего эксперимента. Б) После FR-1 сессий, мыши были выдвинуты на прогрессивные отношения (PR) график подкрепления в течение пяти дней. Данные представляют собой средство значения из четвертый и пятый день для каждого животного. Окончательное соотношение завершена сообщается на правой оси ординат, и ссылается на количество ответов, необходимых для получения соответствующего подкрепления (то есть 30 ответов, необходимых для получения ^10-го подкрепление после ранее зарабатывать девять подкреплений).

Обсуждение

Оперантное ощущение ищет является полезной альтернативой внутривенных наркотиков самоуправления, когда мышь животного выбора. Факт, что ни операции, ни катетер обслуживание не требуется выгодно, так как эти значительные технические трудности в мышь. OSS является также привлекательным, поскольку он может быть измерения аспекты укрепления отличие от других природных подкрепления таких как продукты питания.

Полезно отметить, что поведенческие меры мыши может быть сильно варьирует в различных ус...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Комплект для теста самовведения препарата для мышей: сверхширокая камера и выдвижные рычаги	Med Associates, Inc.	MED-307W-CT-D1	Рычаги обладают сверхвысокой чувствительностью (требуется усилие ~2 grams) и установлены на высоте 2.2 cm от пола. Желтые стимульные лампы установлены на высоте 2 cm над каждым рычагом.
Интерфейсный пакет и программное обеспечение	Med Associates, Inc.	MED-SYST-16	Данный пакет рассчитан на подключение до 16 камер.