4 февраля 2016 г.
Здесь мы представляем протокол для выявления поведения Павлова на основе условного подхода у крыс. Эта процедура может быть использована для измерения индивидуальных различий в склонности к приближению и приписывания значимости стимула сигналам, связанным с вознаграждением, а также для исследования уязвимости к зависимости.
Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы вызвать у крыс поведение павловского условного подхода. Эта процедура может помочь ответить на ключевые вопросы в области поведенческой нейробиологии, например, почему некоторые люди могут устоять перед искушением следовать сигналам вознаграждения, в то время как другие не могут. Основное преимущество этой процедуры заключается в том, что она позволяет измерять мотивационную ценность стимулов отдельно от их прогностической ценности.
Демонстрировать эту процедуру будет Кристофер Фитцпатрик, аспирант нейробиологии из моей лаборатории. В этом протоколе используются коммерческие камеры оперантного кондиционирования в звукопоглощающих шкафах с вентиляторами для обеспечения окружающего шума. В каждой камере оборудуйте магазин гранул с инфракрасным датчиком для входа в голову.
Расположите его в передней стенке каждой камеры, на высоте трех сантиметров над полом, и прикрепите дозатор для подачи 45-миллиграммовых пищевых гранул со вкусом банана. Затем, в уравновешенном порядке, расположите выдвижной рычаг примерно в 2,5 сантиметрах по обе стороны от розетки и примерно в 3 сантиметрах над полом. Рычаг должен иметь светодиодную подсветку, чтобы сделать его более привлекательным.
Чтобы откалибровать рычаг, поместите на него 10-граммовый грузик и отрегулируйте калибровочный винт до тех пор, пока грузик не будет толкать рычаг вниз. Затем прикрепите красный свет к крыше камеры над розеткой. Это повысит заметность подсвечиваемого рычага.
На этом подготовка камеры завершена. Закажите взрослых самцов крыс Sprague Dawley весом от 250 до 300 граммов и соберите их в пару по прибытии. Оставьте крыс в покое как минимум на два дня в жилищной колонии для акклиматизации.
Колония должна поддерживаться в 12-часовом цикле «свет-темнота», а крысы должны иметь свободный доступ к пище и воде. После начального периода акклиматизации обрабатывайте каждую крысу не менее одной минуты в день в течение нескольких дней. За два дня до тренировки давайте каждой крысе по 15 гранул со вкусом банана в день.
Разделите эти гранулы поровну по разным сторонам домашней клетки. Для этого протокола создайте программу предварительных тренировок. Программирование выполняется в нотации MEDState.
Руководство доступно в Интернете. Напишите программу для доставки 50 пищевых гранул по 30-секундному графику с переменным временем через пять минут после начала программы. Интервал составляет в среднем 30 секунд, но случайным образом колеблется от нуля до 60 секунд.
В течение этого времени красная лампочка в доме должна гореть, но выдвижной рычаг должен оставаться втянутым в течение всего времени программы. Проведите предварительную тренировку во время светового цикла за день до тренировки PCA. Поместите каждую крысу в оперантную камеру.
Закройте и защелкните дверцу камеры. Закройте шумопоглощающую дверцу шкафа и немедленно запустите программу. Как только программа будет завершена, удалите крыс из камер.
Запишите количество израсходованных гранул. Любые крысы, которые не потребляют все гранулы, должны быть исключены из дальнейшего тестирования. В программном обеспечении напишите программу обучения, которая будет выполнять 25 испытаний в течение примерно 40 минут, начиная через минуту после запуска программы.
Во время каждого испытания зажгите рычаг и выдвиньте его в камеру на восемь секунд. В салоне всегда горит красный свет. Когда рычаг убирается, пусть одна гранула корма будет выдаваться независимо от реакции крысы.
Разделите каждую пробную версию по 90-секундному графику с переменным временем. Интервал составляет в среднем 90 секунд, но случайным образом варьируется от 30 до 150 секунд. Запускайте программу PCA так же, как проводилось предварительное обучение.
После удаления крыс запишите количество съеденных гранул и исключите крыс, которые не употребляют все гранулы. Теперь, используя данные, собранные программой, рассчитать баллы индекса PCA. Самцы крыс прошли пять сеансов обучения PCA, в ходе которых регистрировались количество, задержка и вероятность попаданий в журнал и рычажных нажатий.
Для каждого ежедневного тренинга PCA на основе этих переменных рассчитывались индексные баллы PCA. Баллы индекса PCA, полученные на последних двух тренировочных сессиях, были использованы для классификации крыс как трекеров знаков, трекеров целей или как имеющих промежуточный фенотип. Трекеры знаков в первую очередь приближались и направляли свое поведение в сторону рычага, связанного с вознаграждением.
По индексу PCA их баллы варьировались от 5 до 1. В отличие от них, трекеры целей в первую очередь приближались и направляли свое поведение к источнику доставки вознаграждения — магазину с гранулами. По индексу PCA их баллы варьировались от 5 до 1.
Промежуточный фенотип не склоняет ни к одному из этих типов поведения. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как вызвать у крыс условный рефлекс Павлова.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Данный протокол вызывает павловское обусловленное приближенное поведение у крыс, что позволяет исследователям измерить индивидуальные различия в склонности к приближению к стимулам, связанным с вознаграждением. Он дает представление об уязвимости к зависимостям и мотивационной значимости стимулов.
Обучение крыс по методу павловского условного рефлекса (PCA) позволяет биофармацевтическим группам анализировать мотивационные свойства сигналов, связанных с вознаграждением, что способствует механистическому снижению рисков в исследованиях нейропсихиатрических заболеваний и зависимостей. Количественная оценка индивидуальных различий в поведении, вызванном сигналами, обеспечивает прогностическую уверенность при валидации мишеней и выборе трансляционных моделей. Данный подход позволяет принимать обоснованные решения на ранних этапах поиска и осуществлять сортировку портфеля программ по изучению заболеваний ЦНС и поведенческих расстройств.
Обучение методу PCA находится на стыке этапов ранних открытий и доклинической валидации, связывая поведенческие исследования, основанные на гипотезах, с разработкой трансляционных моделей.