Summary
Neste protocolo, descrevemos um método de aprendizagem operante utilizando estímulos sensoriais como reforço no mouse. Não requer treinamento prévio ou restrição alimentar, e permite o estudo do comportamento motivado, sem o uso de um reforçador farmacológicos ou naturais, tais como alimentos.
Protocol
1. Escrever programa para ser executado sessões de testes operante utilizando variados estímulos visuais e auditivos como reforço
- Para fixa ratio (FR) sessões: fazer sessões de uma hora de duração com a luz da casa e ventilador ligado durante a sessão. Para as sessões relação progressiva, fazer sessões de duas horas de duração. Têm ambas as alavancas estendida para a duração da sessão e contrabalançar a alavanca que é designado "ativa" versus "inativo" em animais (atribuição alavanca para cada animal nunca muda).
- O código do programa de tal forma que cada reforçador é variada de acordo com os seguintes parâmetros:
- cada reforçador tem uma das seguintes durações escolhidas aleatoriamente: 2, 4, 6 ou 8 seg.
- cada reforçador tem uma das seguintes taxas de estímulo lâmpada de flash escolhido aleatoriamente: 0,625, 1,25, 2,5, ou 5 Hz, cada um com um ciclo de trabalho de 50%.
- cada estímulo lâmpada de flash é aleatoriamente na esquerda ou no lado direito da câmara.
- proporcionar um estímulo auditivo para a duração do reforçador, em nosso laboratório, provocar uma bomba de infusão que fornece cerca de 3 dB de som acima do ruído de fundo na câmara.
- O código do programa para mostrar os seguintes valores em tempo real: 1. Número de prensas alavanca ativa, 2. Número de prensas alavanca inativos, 3. Número de reforços, 4. Tempo (em incrementos de 0,1 segundo).
2. Lidar com animais (3 procedimento dia)
- Após aclimatação à facilidade animal, começam manejo dos animais. Isto irá habituar os animais a serem apanhados e transportados.
- Comece por colocar as mãos enluvadas na gaiola e deixá-los sentar-se por 90 seg. Se cada rato não investigou as mãos naquele tempo, suavemente move as mãos para ratos e esperar que cada um deles para cheirar e / ou entre em contato com as mãos antes de prosseguir.
- Com cuidado, pegue cada rato, um por um pela base da cauda e colocá-lo em sua mão, rapidamente levantando-a e trazendo-o de volta para permitir que o mouse para andar fora de sua mão de volta para a jaula.
- Repita para cada rato 50-10 vezes, dependendo do comportamento do mouse. A última vez feito isso, segurar a alta do rato (com ele em pé sobre sua mão) por um período de tempo, dependendo do dia. Dia 1: 5 sec, Dia 2: 10 seg, Dia 3: 15 seg. Garantir que cada rato atende a esse critério para o dia. No dia 1, trocam as luvas entre gaiolas.
- Início no dia 2, de volta curso do animal enquanto o mouse está em sua mão. Também no dia 2, começam com peso diário dos animais. Mark cauda de cada animal com um Sharpie para indicar número de registro assunto.
- Se as injeções serão dadas durante o experimento, os ratos começam habituando às injeções no dia 2. Isto deve ser feito após todos os ratos na gaiola ter sido manipulados e preencheram o critério para o dia.
3. Equipamento limpo e teste
- Lavar panela de fundo com água quente.
- Limpar paredes da câmara operante e pisos com etanol 30%.
- Executar um programa de teste que liga farol, ventilador, e as luzes de estímulo, se estende alavancas, e pressiona os registros alavanca.
- Assegurar que todas as luzes e os ventiladores estão funcionando corretamente e testar o programa para garantir que todas as prensas de alavanca são gravadas.
- Alavancas limpa com etanol 30%.
4. Realizar sessão operante (sessões devem ser 5-6 dias / semana, ao mesmo tempo do dia)
- Pesar cada rato.
- Carregar o programa em cada câmara e anotar o experimento de forma adequada. A alavanca ativa deve ser contrabalançada entre os animais (ou seja, a alavanca ativa é atribuída a alavanca esquerda para a metade dos ratos; a alavanca direita está ativo para a outra metade), mas o lado da alavanca ativa nunca muda uma vez um rato do rato foi atribuído.
- Transporte de cada rato para sua câmara designado, feche a câmara e iniciar a sessão.
- Após a sessão terminar, retire imediatamente o mouse e re-marca da cauda.
- Câmaras limpas como descrito na Seção 3.
- Analisar os dados para o número de prensas alavanca ativos e inativos. Número de reforços e / ou precisão alavanca (prensas% ativo alavanca) também podem ser relatados. Se os ratos vão ser testadas para o efeito de um tratamento no OSS, assegurar que todos os ratos para ser testado se encontraram critérios de aquisição (por exemplo,> 20 ativos prensas alavanca e> 65% prensas alavanca ativa para FR-1 final de três sessões ) antes do início do tratamento.
- Após a aquisição do FR-1 de responder, o esquema de reforçamento pode ser alterado (por exemplo, uma maior proporção fixa, razão progressiva, razão aleatória, etc.)
5. Resultados representante
Um exemplo de aquisição OSS por camundongos machos C57Bl/6J é mostrado na Figura 1 (reproduzidas a partir de 23). Camundongos controle foram submetidos condições idênticas, exceto que pressiona a alavanca de cada alavanca não tinha conseseqüência. Outro grupo de ratos é mostrado na Figura 2. Neste experimento, um grupo de ratos recebeu reforço OSS, enquanto outro grupo recebeu o reforço alimentar. Nós descobrimos que, em condições de acesso ad libitum ao alimento, tanto proporção fixa e progressiva responder são semelhantes entre OSS e respondendo por 10% Garantir (Figura 2, A e B). Isto permite comparações eficazes de uma manipulação em dois tipos diferentes de reforço (sensorial e alimentos) que evita confunde potenciais resultantes de um estado de fome ou as diferenças na taxa de resposta.
Figura 1:. Prensas Lever por ratos OSS e controles ratos OSS recebeu variados estímulos visuais e auditivos após cada ativo alavanca de imprensa (FR-1 esquema de reforçamento), enquanto pressiona a alavanca inativo apresentou nenhuma conseqüência. Camundongos controle foram submetidos as mesmas condições, mas não houve conseqüência de tanto pressionar a alavanca (alavancas são denotados 1 e 2 e são contrabalançados em animais da mesma maneira que as alavancas ativos e inativos são contrabalançados por ratos OSS). Alavanca ativa pressionando por ratos OSS foi aumentada em relação à alavanca inativos pressionando (* p <0,05, ** p <0,01) e não-reforçada alavanca pressionando por controles (n = 7, 8, $ p <0,05, p $ $ <0,01 ). Figura reproduzida a partir de 23.
Figura 2:. Prensas Lever por ratos e camundongos OSS responder por alimentos A.) Ratos respondeu em um cronograma de FR-1 de reforço para os estímulos OSS ou reforçador de alimentos (10% Certifique). Todos os animais tiveram acesso ad libidum aos alimentos para a duração dos experimentos. B.) Após FR-1 sessões, os camundongos foram avançadas para uma relação progressiva (PR) cronograma de reforço para cinco dias. Os dados representam as médias dos valores dos dias quatro e cinco para cada animal. A proporção final concluída é relatado à direita do eixo Y e refere-se ao número de respostas necessárias para obter o reforço correspondente (ou seja, 30 respostas são necessárias para obter o 10 º reforço após previamente ganhando nove reforços).
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Discussion
Sensação operante busca é uma alternativa útil de drogas intravenosas de auto-administração, quando o rato é o animal de escolha. O fato de que nem a cirurgia nem a manutenção do cateter é necessário é vantajosa, tal como estes são importantes obstáculos técnicos no mouse. OSS também é atraente porque pode ser medida de reforço aspectos distintos de outros reforçadores naturais, como alimentos.
É interessante notar que as medidas comportamentais no rato pode ser altamente variável em diferentes condições ambientais 24. Esta questão tem surgido em nosso próprio laboratório com OSS. Quando o procedimento foi caracterizado, os animais foram alojados em uma instalação que tinha de alto tráfego e um grande número de pessoas que trabalham nele durante todo o dia. Durante este tempo, os ratos foram alojados em um ciclo de luz "normal" (luzes acesas: 0600-1800 h; experimentos executados ~ 0800-1400). Após se mudar para uma instalação de alojamento dedicado dentro do Laboratório de Vanderbilt Neurocomportamentais, descobrimos que o desempenho da relação progressiva de OSS foi muito menor do que havíamos observado anteriormente; responder declinou ao longo de cinco dias, em vez de permanecer estável. Este mecanismo tem muito menos tráfego e pessoal treinado para trabalhar em silêncio e estar ciente da natureza sensível dos experimentos realizados na instalação. Temos desde ajustados os ratos a um ciclo de luz que promove a vigília durante o tempo de experimentação (luzes acesas: 1500-0300 h; experimentos executados ~ 0800-1400 h) e desempenho OSS voltou para o que temos observado anteriormente.
O seguinte é uma descrição das nossas condições padrão para experimentos OSS. Camundongos machos C57Bl/6J são ordenados em 3 semanas de idade a partir de Jackson Laboratories (Bar Harbor, ME) e alojado no ciclo de luz modificado para pelo menos uma semana antes de experimentos. Os animais são alojados em grupos de 2-5 no milho da cama cobb complementada com uma pequena quantidade de celulose (Care Fresh). Experimentos são realizados 5-6 dias por semana e mudanças gaiola só são realizadas antes de um dia sem experimentos. Enquanto estas são as nossas condições padrão, nós descobrimos que os ratos do sexo feminino e mais velhos (até 20 semanas) também são capazes de adquirir OSS. Estamos actualmente a analisar outras variáveis que podem afetar o desempenho OSS. Embora seja sabido que estática estímulos visuais são capazes de servir como reforçadores em camundongos 17, não se sabe se a abordagem de melhorar a dinâmica dos estímulos que nós e os outros têm empregado 20,22,23 levar a um aumento de reforço nas condições atuais . Outra variável que pode afetar a OSS é a tensão mouse. Diferenças tensão têm sido descritos em camundongos para uma variedade de medidas comportamentais e neurológicos 25-29, e desempenho diferencial no OSS e operante de responder por alimentos pode fornecer insights sobre bases genéticas desse comportamento.
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Disclosures
Não há conflitos de interesse declarados.
Acknowledgments
Este projecto foi apoiado pelo NIH concede DA19112 (DGW) e DA026994 (CMO). Ilustração foi fornecido por Katherine Louderback. Experimentos foram realizados no Laboratório de Vanderbilt murino Neurocomportamentais.
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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