I denna rapport redovisar protokollet som används för att mäta de belönande effekterna av hög-fet mat hos möss med hjälp av en progressiv kvot operant conditioning uppgift.
Livsmedel som är rika på fett och socker bidrar väsentligt till att äta och eskalerande andelen fetma. Konsumtionen av välsmakande mat kan ge en givande effekt som förstärker action-resultat associationer och förstärker framtida beteende inriktas på att uppnå dessa livsmedel. Allt fler tecken på att de belönande effekterna av energitäta livsmedel spelar en djup roll i överätande och utvecklingen av fetma har ökat intresse för att studera gener, molekyler och neurala kretsar som modulerar 1,2 mat belöning. Den givande effekten av olika stimuli kan studeras genom att mäta viljan att arbeta för att få dem, som i operant betingning arbetsuppgifter 3. Operanta modeller av livsmedel belöning mått förvärvas och frivilliga beteenden svar som är inriktade på att skaffa mat. Ett vanligt använt mått på belöning styrka är en operant procedur som kallas den progressiva förhållandet (PR) Förfalloplan för förstärkning. 4,5 i PR tfrågar, är ämnet krävs för att göra ett ökat antal operanta svar för varje efterföljande belöning. Den banbrytande studier av Hodos (1961) visade att antalet svar som gjorts för att erhålla den sista belöning, benämnd brytpunkten, tjänar som ett index på belöningen hållfasthet 4. Även operanta förfaranden som mäter förändringar i svarsfrekvens inte ensam kan separera förändringar i belöning styrka från förändringar i prestanda, är brytpunkten härrör från PR schemat en väl validerad mått de belönande effekterna av livsmedel. PR uppgiften har använts i stor utsträckning för att utvärdera effekten givande av missbruksdroger och mat hos råttor (t.ex. 6-8), men i mindre utsträckning i möss 9. Den ökade användningen av genetiskt modifierade möss och kost-inducerade överviktiga modeller musen har ökat kraven på beteendemässiga åtgärder av mat belöning i möss. I denna artikel har vi detaljerat material och förfaranden som används för att träna möss för att svara (spaken-press) för en hög fetthaltoch hög socker mat pellets på ett PR-schema av förstärkning. Vi visar att brytpunkt svar gränsvärden ökar efter akut brist på mat och minskar med perifer administration av anorektiska hormonet leptin och därmed bekräfta användningen av denna livsmedel operant paradigm i möss.
Operant betingning uppdrag att ge ett effektivt sätt att utvärdera förändringar i motiverande egenskaper mat. De experimentella förfaranden som anges i dagens utbildning artikeln tillstånd möss till spaken tryck för livsmedel belöningar och stabilt svara på en PR-plan av förstärkning.
Mätning av mängden konsumerade livsmedel ger inte samma avläsningen som ansträngning-baserade motåtgärder eftersom inte alla faktorer som påverkar födointaget modulera de belönande effekterna av livsmedel. Till exempel förbruka användbar glukos med perifer 2-deoxiglukos administration hos råttor ökar mängden fritt tillgängliga konsumeras mat men misslyckas att ändra brytpunkter i en PR-arbete för mat 12. PR brytpunkt svarar kan också spegla förändringar i kvaliteten av livsmedel belöningar. Till exempel brytpunkter positivt korrelerad med sackaroskoncentration visar att motivation för sackaros ökar på ett sätt som följer söt smak 8 </sup>. Här visar vi att 24h brist på mat ökar väsentligt PR brytpunkter för HFHS mat i möss. Däremot fann vi att perifer administrering av anorektiska hormonet leptin signifikant minskar brytpunkter för HFHS mat i möss. Dessa resultat överensstämmer med tidigare rapporterade åtgärder av brist på mat och leptin på belöning trösklar hos råttor 12-14.
När du använder detta protokoll är det viktigt att komma ihåg att förvärv av livsmedel upprätthålls operant svarar signifikant förbättras genom regelbunden träning (var 1-2 dagar) och genom att öka motiverande tillstånd musen genom att införa en regim mat begränsning. Dessutom se till att möss uppvisar relativt stabila svara på en förstärkning schema innan vi går vidare till mer komplexa scheman (t.ex. FR1 till FR5) är nyckeln till att minimera rörliga prestationsbaserade under testningen. Trots tillämpningen av dessa steg är det inte ovanligt att få någon variationspeciellt mellan olika möss. Av denna anledning är det mycket rekommenderat att använda en inom-patienter (upprepade mätningar) design när det är möjligt att ta bort hela individuell variabilitet. Även inom individer testning är inte möjligt att utreda stabila genetiska modifieringar (dvs. knockout kontra möss kontroll) kan användas för att undersöka påverkan av droger, skador eller akuta genetiska (t ex optogenetic) manipulationer.
Fetma och fetma-relaterade sjukdomar är ett växande problem som ökat vikten av att identifiera de molekyler och nervbanor inblandade. Ackumulerande bevis framhäver den viktiga roll som hjärnans belöningssystem kretsar i livsmedel begär ökade kaloriintag och viktökning. PR uppgiften är ett värdefullt verktyg för att mäta effekterna av neurobiologiska, genetiska eller farmakologisk manipulationer på de belönande effekterna av livsmedel.
The authors have nothing to disclose.
Detta projekt har finansierats med bidrag från naturvetenskaplig och teknisk forskning Council of Canada (355.881) och den kanadensiska Stiftelsen för innovation.
Item | Catalogue Number | Company | Comments |
Mouse operant chambers | ENV-009A | Med Associates, Inc. | Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, USA Phone: (802) 527-2343 |
8 inputs/16 inputs Smart Control Connection Panel |
SG-716B | Med Associates, Inc. | |
Ultra-light retractable mouse lever |
ENV-312 | Med Associates, Inc. | |
Pellet Dispenser | ENV-203 | Med Associates, Inc. | |
House Light | ENV-215 | Med Associates, Inc. | |
Stimulus Light | ENV-221 | Med Associates, Inc. | |
Dust-free Precision 20 mg high-fat & high-sugar pellets |
F-06649 | Bio-Serv | Bio-Serv One 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Phone: (800)-996-9908 |
Table 1. Specific equipment and material.