Summary
在这个协议中,我们描述了一个操作性的学习方法,使用鼠标增强剂作为感官刺激。它不需要事先培训或食品的限制,以及允许在不使用药物或天然增强剂,如食品的动机行为的研究。
Abstract
操作性的方法是强大的行为动机行为的研究工具。这些“自我管理”的方法已被广泛用于吸毒成瘾的研究,由于其高的结构效度。操作性研究,提供研究人员成瘾过程的几个方面的临床前研究的工具。例如,急性加固(包括药物和非药物)的机制,可以使用药物或遗传的工具进行测试,以确定一个分子的目标的能力 ,影响自我管理行为1-6。此外,药物或食物寻求行为可以在主增强剂的情况下进行研究,药理化合物能够破坏这个过程是一个发现的可能有用的治疗网瘾3的分子靶标和化合物的临床前模型, 7-9。用鼠标在执行静脉注射毒品的自我管理研究的一个问题是技术上的困难,保持尿管通畅。在这些实验中的流失率很高,可以达到40%或更高的 10-15 。一般药物自我管理的另一个问题是雪亮的增强剂药物诱导效应产生特定的行为。例如,加强和神经系统的影响的精神兴奋剂的测量,可以混淆他们的心理活动的影响。操作性使用食品加固的方法能够避免这些缺陷,虽然他们在研究药物成瘾的实用工具是有限的事实,改变药物的自我管理的一些操作,对粮食的自我管理的影响微乎其微。例如,中脑边缘多巴胺病变或D1多巴胺受体基因敲除减少,而无需一个重大影响粮食自给行政12,16可卡因的自我管理。
感官刺激被形容为自己的能力,以支持操作性作为主要强化(即没有空调的强化)17-22响应。听觉和视觉刺激是自我管理18,21,23几个品种,虽然少得惊人,是已知的神经机制有关这项加固。操作性的感觉寻求(OSS)的模式是获得鼠标的感觉自我管理的强大的模型,允许的神经机制的研究,在重要的感官加固24。开放源码软件的另一个优势是屏幕操作行为的差异,可能会上瘾有关的基因突变小鼠的能力。我们曾报道,多巴胺D1受体基因敲除小鼠,以前证明是缺乏自我管理精神兴奋剂,也无法获取的OSS 24的。这是一个独特的发现,这些老鼠都能够学习操作性的任务,当食物用来作为增强剂。使用食品加固操作性的研究虽然可以在一般的动机的行为和的内在机制,食品加固,上述研究的有用,这些研究是有限的在他们的应用研究药物成瘾的分子机制。因此,可能有类似的神经基础调解食品加固,这将使开放源码软件为吸毒过程的研究,特别是有吸引力的模式不同的感觉和精神兴奋剂加固。 OSS和药物强化其他的分子靶点之间的重叠程度尚不清楚,但是,我们目前追求的一个主题。虽然成瘾,如抵抗灭绝的某些方面可能与OSS观察,我们发现,在这个模型 24中观察到升级25。有趣的是,升级的摄入量和成瘾的一些其他方面的观察与自我管理蔗糖26。因此,当非药物的操作性程序所需的研究毒瘾有关的过程,食物或感官强化,可以选择最适合于特定的问题被要求。
总之,粮食的自我管理和鼠标OSS不需要静脉留置针,允许更高的吞吐量是指研究药物或遗传操纵的参与动机的神经目标的影响的优势。虽然操作性测试作为增强剂使用的食品是调节食物摄入量的研究,特别是在有用的,开放源码软件,特别是对研究感官刺激的加固机制apt和求新求和成瘾可能有广泛的适用性。
Protocol
1。作为增强剂使用不同的视觉和听觉刺激编写程序来运行操作性测试会议
- 对于固定比率(FR)的会议:使长度为一小时的会议,在会议房子的光线和风扇打开。累进比率会议,会议两个小时的长度。有两个杠杆杆跨动物(杠杆分配对每个动物永远不会改变)“积极”与“不活跃”的会议和制衡的持续时间延长。
- 程序代码在这样一个根据以下参数的方式是多种多样的,每个增强剂:
- 每个增强剂随机选择以下工期:2,4,6,或8秒。
- 每个增强剂随机选择下列刺激灯闪率:0.625,1.25,2.5,或与50%的占空比为5 Hz,每个。
- 每个刺激灯闪是随机在左侧或右侧室。
- 提供听觉刺激增强剂时间,在我们的实验室中,我们触发输液泵提供上述背景噪音的声音在会议厅内约3分贝。
- 代码程序,实时显示以下值:1。积极杠杆压力机,2的数量。数无效杆压力机,3。强化4的数量。时间(以0.1秒的增量)。
2。处理动物(3天的程序)
- 经过驯化的动物设施,开始处理的动物。这将habituate被拾起和运输的动物。
- 放入笼戴手套的手,让他们坐在90秒开始。如果每个鼠标都还没有调查在那个时候你的手,轻轻地走向小鼠的手,等待每一个嗅探和/或联系你的手,然后再继续。
- 小心地拿起一个尾巴的基地之一每个鼠标放在你的手,迅速解除了它,并把它背下来,让鼠标走你的手入笼。
- 重复每个鼠标的5-10倍,根据鼠标的风采。这是最后一次,按住鼠标高(与它站在你的手)一段时间,取决于一天。第1天:5秒,第2天:10秒,第3天:15秒。确保每个鼠标符合这个标准的一天。在第1天,变化之间的笼子里手套。
- 第2天开始,中风的动物的回当鼠标在你的手。同样在第2天,开始每天称量动物。马克每个动物的尾巴与Sharpie表示数为准。
- 如果注射将在实验过程中,开始habituating小鼠注射2天。这项工作应在笼子里的所有老鼠后已处理,并会见了一天的标准。
3。清洁和测试设备
- 用热水底盘。
- 操作性室墙壁和地板的清洁,用30%乙醇。
- 运行一个测试程序,房子光,风扇,和刺激灯亮起,延伸杆,并记录杠杆压力机。
- 确保所有的灯和风扇正常运行和测试程序,以确保所有杠杆压力机记录。
- 用30%乙醇的清洁杠杆。
4。执行操作性会议(会议应在每天的同一时间5-6天/周)
- 称量每个鼠标。
- 加载到每个分庭的程序和适当注释实验。活动的杠杆应平衡与动物之间(即积极杠杆是小鼠的一半分配到左边的拉杆;正确的杠杆激活另一半),但从未改变一次鼠标鼠标已经活跃杆端分配。
- 每个鼠标运输到其指定的室,接近香港总商会,并启动会议。
- 会议结束后,及时清除鼠标和重新标记的尾巴。
- 清洁商会作为第3节中描述。
- 分析活动和非活动的杠杆压力机数量的数据。强化和/或杆的精度(%活跃杆印刷机)的数量也可以报告。如果老鼠对开放源码软件的处理效果进行测试,确保所有被测试的小鼠已达到收购标准(例如,> 20活跃杆压力机和> 65%的积极杠杆压力机最后三个FR - 1会议)之前开始治疗。
- 收购后的FR - 1响应,加固的时间表是可以改变的(例如,固定的比例较高的,渐进的比例,随机比例等)。
5。代表性的成果
雄性C57BL/6J小鼠的OSS收购的例子显示在图1(23日转载) 。对照组小鼠进行了相同的条件下,要么杆,杆压力机除外没有conse序列。小鼠的另一个队列如图2所示。在这个实验中,一组老鼠接受的OSS加固,而另一组接受食品加固。我们发现,随意获取食物的条件下,固定和进步的比例,响应OSS和响应为10%,确保(图2,A和B)之间的相似。这使得操纵的有效比较两种不同的加固类型(感官和食品),避免饥饿状态或反应率的差异所造成的潜在困惑。
图1:OSS小鼠和控制杠杆机 OSS的小鼠接受不同的视觉和听觉刺激,下面的每一个活动的杠杆压(FR - 1钢筋的时间表),而无效的杠杆压力机没有结果。对照组小鼠接受同样的条件,但没有按要么杆(杆为1和2,动物之间平衡以同样的方式,活动和非活动的杠杆平衡的OSS小鼠)的后果。主动杆紧迫的OSS小鼠增加相对不活跃的杠杆,按(* P <0.05,** P <0.01)和非增强的杠杆控制按下(N = 7 8元,P <0.05,$ $ P <0.01 )。图23日转载。
图2:A.食物响应OSS小鼠和小鼠的杠杆机)小鼠回应FR - 1用于OSS的刺激或食品强化剂(10%保证)加固的时间表。所有小鼠在实验期间的广告食品 libidum访问。 B),FR - 1会议后,小鼠先进五天一个渐进的比率(PR)加固的时间表。数据代表值四天,并为每个动物5。报道最后完成的比例是在右边的Y轴和需要获得相应的增强剂(即30的答复是需要获得此前赢得九个强化增强剂10日)的响应。
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Discussion
操作性感觉寻求是一个有用的替代静脉注射毒品的自我管理,当鼠标选择动物。既不能手术或导管维护是必需的,其实是有利的,因为这些都是鼠标中的重大技术障碍。开放源码软件也有吸引力,因为它可能是测量有别于其他天然食品,如强化加固方面。
它是有用的注意,在小鼠的行为措施可以在不同的环境条件 24的高度可变。这个问题已经出现在我们自己的实验室与OSS。当程序是第一个特点,动物饲养设施中,高流量和一个全天工作的人大量。在此期间,被安置在一个“正常”的光周期(灯:0600-1800小时;实验运行〜0800-1400)小鼠。移动范德比尔特神经行为实验室内的一个专门的住房设施后,我们发现,开放源码软件的累进比例表现远低于我们先前观察;响应超过5天,而不是保持稳定下降。这家工厂已经少得多的交通和人员进行培训,默默耕耘,知道的敏感性质的设施中进行的实验。我们自调整的小鼠,以促进在实验时清醒(灯:1500-0300 h;实验运行〜0800-1400 h)和开放源码软件的表现又回到了我们先前指出一个光周期。
以下是我们的标准为OSS实验条件的说明。雄性C57BL/6J小鼠在3个星期的年龄从杰克逊实验室(巴尔港,ME)的排序,并在修改后的光周期内,实验前至少一个星期。动物被安置在2-5组辅以少量的纤维素(护理清新)在玉米科布床上用品。实验进行每周5-6天,笼的变化只是没有实验前一天。虽然这些都是我们的标准条件下,我们发现,女性和年纪较大的老鼠(最多20周),也能够获得的OSS。目前,我们正在研究其他变数可能影响开放源码软件的性能。 ,虽然它是已知静态的视觉刺激,都能够在小鼠 17强化服务,它是未知是否增强刺激力度,我们和其他人在目前的条件聘用 20,22,23导致增加加固的方法。另一个变量,可能会影响OSS的小鼠品系。应变的差异已经在小鼠的各种行为和神经系统的措施 25-29描述,并可能提供洞察到这种行为的遗传基础差的表现,OSS和操作性的食物响应。
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Disclosures
没有利益冲突的声明。
Acknowledgments
这个项目是由美国国立卫生研究院拨款DA19112(DGW)和DA026994(CMO)的支持。插图提供了由凯瑟琳Louderback。实验是在范德比尔特鼠的神经行为实验室。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Drug self-administration test package for mouse: extra-wide chamber and retractable levers | Med Associates, Inc. | MED-307W-CT-D1 | Levers are ultra-sensitive (require ~2 grams force) and are mounted 2.2 cm above the floor. Yellow stimulus lamps are mounted 2 cm above each lever. |
Interface and software package | Med Associates, Inc. | MED-SYST-16 | This is the package for up to 16 chambers. |
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