Edimsel Conditioning kullanma Farelerde Sosyal Motivasyon miktarının
Summary
This article describes a new protocol for the quantitative measurement of social motivation in mice using operant conditioning for a social reward. The protocol is useful for the measurement of social motivation in mouse models of autism and other disorders of social behavior.
Abstract
Bu protokol, toplumsal motivasyon edimsel koşullama paradigmaların bir çift ile farelerde ölçülür. Deneyler, iki odacıklı servis kutuları iki edimsel kollarının (sol ve sağ) ve daha sonra bir tel ızgara ile kaplı otomatik giyotin kapı ile ikinci odadan ayrıldı tek odasında bir gıda priz ile donatıldı. Farklı uyaran fareler, test günü boyunca döndürülmüş tel ızgara arkasında bir toplumsal uyarıcı olarak görev yaptı ve giyotin kapının açılması aşağıdaki sadece görünür. Deney fareleri kapıyı açmak ve 15 saniye uyaran ortağı erişmek için kolu basına eğitilmiştir. Test fareler 5 ardışık dakika presleme kolunu bıraktıktan sonra kademeli 3. Test oturumları sabit bir programa artan sosyal ödül elde etmek için gerekli kol pres sayısı sona erdi. Son takviyeli oran veya kesme sosyal motivasyon nicel ölçüsü olarak kullanılabilir. İkinci paradigma, test fareler yiyecek ödül veya sosyal ödül ya elde etmek için sol ve sağ kolu presler arasında ayrım eğitilmiştir. Fareler her ilgili kolunun her 3 presler için ödüllendirdi. Gıda ve sosyal ödülleri sayısı her ödül üzerine yerleştirilmiş değerin bir ölçüsü olarak mukayese edilebilir. Her ödül Çeşidi oranı da fare suşları arasında mukayese edilebilir ve bu oranın değişiklik, belirli bir ödül türü ile doyma ölçmek için test seans içinde izlenebilir. Bu edimsel koşullama paradigmaların Hem otizm ve sosyal davranış diğer bozuklukların fare modellerinde sosyal motivasyon ölçümü için son derece yararlıdır.
Introduction
Son yıllarda, otizm spektrum bozukluğu da dahil olmak üzere sosyal davranış bozukluklarının genetik ve çevresel faktörlerin bağlantı sosyal davranış bu faktörlerin rolünü araştırmak için tasarlanan fare modellerinin geliştirilmesine yol açmıştır. Bu toplumsal motivasyon 1 kantitatif ölçüsü de dahil olmak üzere farelerde sosyal davranış karakterizasyonu için yeni teknikler için bir talep yarattı.
Bununla birlikte, farelerde sosyal motivasyon göstermek için kullanılabilecek çeşitli kurulan paradigmalar vardır; hepsi motive davranış kuvvetini ölçmek için kabiliyetleri ile ilgili kısıtlamalar vardır. Örneğin, erken davranışsal değerlendirmeler bazı görmedim iki kemirgenler arasındaki sosyal etkileşimin basit gözlemleri dahil. , Yaklaşan ardından koklama ve damat dahil birçok davranışlar sıklıkla ölçülür ve sosyal motivasyon bir dizin sağlayabilir. Bu çalışmalar başlangıçta gerçekleştirilmiştirDaha sonra sıçan, 2-5 ve daha sonra farelerde 6,7 kullanım için adapte edilmiştir. Habituation / dishabituation sosyal tanıma paradigmalar olan test hayvanı aynı zamanda sosyal motivasyon 8 bir ölçümünü sağlar aynı uyaran hayvan (alışkanlık) ve daha sonra, yeni bir hayvan (dishabituation) maruz için tekrar tekrar maruz kalmaktadır. Etiketler önermek gibi, tipik hayvanlar aynı uyaran hayvanların tekrarlanan varlığı bir alışkanlık davranış tepkisi gösterecektir ama roman hayvana maruz kaldığında, dishabituation veya başlangıca dönüşü gösterecektir. Alışma yanıtı muhtemelen uyaran fare ile etkileşim testi fare motivasyon bir düşüş gösteriyor. Bir test fare boş odası ve farklı bir odaya sınırlı bir uyaran fare arasında seçim sağlayan sosyal seçim paradigmaları da sosyal motivasyonu değerlendirmek için kullanılmıştır. Bir deneme tipik nötr, orta odasının test fare koyarak başlar. Bu görevin bazı sürümleri t dahiltek odasına 9 uyaran fare ethering. Bu görevin bir değişiklik uyaran hayvanların 10 tethering kaçınarak uyaran fareler üzerinde bir tel muhafaza kullanımını istihdam. Daha yakın zamanlarda, sosyal şartlandırılmış yer tercihi görev hangi fareler varlığı ya da bir sosyal ortak olmaması ve daha sonra klima 11 aşağıdaki boş odaları keşfetmek için izin biriyle görsel açıdan farklı odalarını ilişkilendirmek için şartına edildi geliştirilmiştir. Sosyal eşleşmeleri önce meydana odasında harcanan daha fazla zaman sosyal motivasyon bir indeks olarak kabul edilir.
Yukarıdaki paradigmaların tüm farelerin sosyal fenotipleme ile ilgili değerli veriler sağlamaktadır. Biri, bir fare yukarıdaki paradigmalar içinde sosyal etkileşim aramak için "arzu" gösteriyor olmadığını gözlemleyebilirsiniz Ancak, bu "arzu", yani., Sosyal motivasyon, gücü ölçmek zordur. motive davranış gücü vardırgeleneksel onların motivasyon kaynağına erişmek için çalışmak zorunda olduğu bir senaryo oluşturarak kemirgenlerde ölçüldü. Bu genellikle motive faktör olarak gıda içeren bir edimsel paradigma eğitim kemirgenler içerir. Ancak, bu yöntem 12,13 (Matthews ve ark., 2005 gözden) kendi yavrular sıçanlarda sosyal motivasyon, ama erkek sıçanlarda için cinsel partneri ya ilgilendiren erişimi veya, kadınlarda, erişimi araştırmak için daha önce istihdam edilmiştir.
Aşağıda açıklanan sosyal motivasyon paradigmalar geliştirilmesine önce farelerde 12 ile edimsel paradigma kullanarak cinsel motivasyon dışında sosyal motivasyonu araştırıldı sadece bir çalışma vardı. Bu deney serisinde, outbred İsviçre Webster fareleri bir eşcinsel conspecific erişebilmek için bir kolu basın eğitilmiştir. Bir deney içinde, önemli ölçüde azaltılmış gecikme hedef MoU erişim için yanıt başlatmak içinE, bu sosyal izole farelerde sosyal erişim talep artan motivasyon öne grubu yerleştirilmiş farelere kıyasla ayrı ayrı yerleştirilmiş farelerde ortaya konmuştur. Aynı çalışmada, bir başka deneyde, bir karşılaştırma tuzlu su ve oksitosin antagonisti (atosiban) aşılanmış fareler arasında yapıldı. İlginç bir şekilde, ilaç infüzyon farenin bu farelerde sosyal ödül için indirgenmiş motivasyon öne hedef fare erişim için yanıt başlatmak için belirgin bir şekilde artan gecikme gösterdi.
Bu deneyler operant klima kullanarak farelerde sosyal motivasyon ölçmek için bir asil bir girişimde temsil ederken, onlar da son derece sınırlı kalmıştır ve büyük ölçüde aşağıda açıklanan yöntemler kullanılarak üzerine geliştirilmiştir. Örneğin, birinci deneyde belirgin bir temel kusuru (gerçek çalışma deneyi 2), yukarıda tarif edilen testi gün boyunca dönüşümlü olarak sadece 2 hedef farelerin araştırmacıların kullanılmasıdır. Önceki araştırmalar sosyal tanıma grubuna-yer olduğunu göstermiştirfareler aynı hedefe 14 tekrarlanan maruz kalma ile indirgenmiş sosyal soruşturma giden en az 7 gün sürebilir. Aynı hedefe bir tekrarlanan maruz kalma, ilk maruz 15-17 sonra en az 2 saat ise sosyal inceleme süreleri başlangıç seviyelerinde kalması, böylece 2 saat – Ancak, bireysel-ev sahipliği sıçan ve farelerde sosyal tanıma 1. içinde dağıtır. ayrı ayrı yerleştirilmiş farelerin düşük gecikme Matthews belirtilen sosyal erişim için yanıt başlatmak için ve ark., bir deney test günlerinde 12 üzerinden hedef farelerde sosyal tanıma eksikliğinin bir sonucu olabilir. Bu potansiyel şaşırtmak, her test gününde, yeni bir hedef fare kullanılarak aşağıdaki yöntemleri için kontrol edilir. Ayrıca, Matthews ve ark. Çalışmanın her iki deneyde hiçbir grup arasında yapılan kolu pres toplam sayısında farklılık rapor vardı, yukarıda tarif edilen. Toplam kolu preslerde bir fark olabilir mümkündürAraştırmacılar aşağıda özetlenen araştırma tasarımında kullanılan tepkilerin giderek artan oranı ödüllendirmek için kullanılan eğer tr algılandı. Buna ek olarak, hedef bir fare erişim hedefi kapalı bir kutu kaldırarak, deneyi tarafından manuel olarak kontrol edilmiştir. Hedef fare erişimi için otomatik kontrollü giyotin kapı kullanımı nedeniyle deneyci varlığı eserin olasılığını ortadan kaldırır. Aşağıda detaylı olarak Aslında, tam sosyal motivasyon edimsel paradigmalar otomatikleştirmek için, araştırma ekipmanları özelleştirilmiş.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu makalede açıklanan Edimsel sosyal motivasyon paradigmalar insan hastalıklarının fare modellerinde sosyal davranış karakterizasyonu için güçlü araçlardır. Aksine bir test fare pasif bir toplumsal karşılaşma seçmenize izin yerine, bu paradigmalar bir sosyal ödül elde etmek için test fare çaba gerektirir. Bir test fare sosyal ödül almak için üretmek için istekli olduğunu çaba miktarı sosyal motivasyon nicel ölçümünü sağlar. Ayrıca, değerlik karşılaştırma paradigma sayesinde, motive davranış farklı ödül türleri arasında mukayese edilebilir. Bu edimsel paradigmaların ikisi giyotin kapı karşı tarafta uygun uyaran sunarak yanı sıra cinsel ve ebeveyn motivasyonları değerlendirmek için de kullanılabilir.
bu sosyal motivasyon paradigmaların gelişimi birkaç anahtar değişkenlerin giderme çıkıyor. Örneğin, pilotun yoluyla süreyi çalışmaları sosyal ödül i30 sn 15 sn düşürülmüştür sundu s. Bu sefer testi ve uyaran fareler arasındaki sosyal etkileşim için yeterli olmakla birlikte, gelecekte araştırma, sosyal ödül için süreyi optimize edebilir. Benzer şekilde, sosyal ödüllere kolu pres giderek artan oranı 5 pilot araştırma dayalı 3 sabit bir oranda düşürülmüştür.
Gerekli gün sayısı başlangıçta günlük deneme oturumları 30 gün boyunca değerlendirildi davranışı basarak asimptotik kolu ulaşmak için. Çoğu fareler test seans sayısı ancak dalgalanma yok 20. Günlük performans düşürüldü yani 7 gün içinde asimptotunu ulaşmak, bu yüzden de gerçek ortalama performansı daha iyi endeksi sağlarken, son 10 gün içinde verileri ortalama asimptotik performans sağlar olduğu tespit edildi Daha az sınav günden. Araştırmacılar asimptotik performans testi 10 gün içinde ulaşılır olmasını sağlamak veya protokol gerektiğinde değiştirmek için kendi verilerini izlemelidir.
Training oturumları da 30 dakika 1 saat den düşürülmüştür. Eğitim fare zorlanma bağlıdır istendiği oturumları ve bazı farelerin sayısı keyfi eğitimlerin 18 sabit sayısından sonra nonlearners olarak tayin edilebilir. test paradigma ilerlemesi için kriter ulaşmak için gerekli eğitim gün sayısı, sosyal motivasyon başka indeksi sağlar ve izleme dolayısıyla layık. Araştırmacılar ayrıca değerlik karşılaştırma paradigma için farklı gıda ödül seçenekleri ile denemek isteyebilirsiniz. Ancak, deney fareleri başlangıçta tamamen sosyal ödül kullanılarak eğitimli ve daha sonra değerlik karşılaştırma paradigmasını başlamadan önce sosyal motivasyon paradigma test edilmesi önemlidir.
Bu Edimsel sosyal motivasyon paradigmaları değiştirilmiş ve yukarıda protokolde belirtilen dışında ek değişkenleri ölçerek üzerine geliştirilebilir. Örneğin, kendi ilgili bölme, her fare yere cu kullanılarak izlenebilirrrently mevcut ticari yazılım. Buna ek olarak, burun-buruna temas veya ultrasonik sesler çıkarma dahil olmak üzere belirli davranışlar sosyal etkileşimler sırasında attı edilebilir. Araştırmacılar böyle bir conspecific hatta kukla bir video olarak sosyal motivasyon paradigma ya da bir toplumsal ortak veya giyotin kapının arkasında başka uyaranlara içeren bile karşılaştırmalar yokluğunu ilgili çalışmalarda kullanıldığında oranlara ayarlamaları ile deney daha da olabilir. Değerlik karşılaştırma paradigma için, bağlı özel bir ödül tip 18 için doyma motivasyon vardiya ilgili daha fazla bilgi verebilecek çalışmalar boyunca seçim dinamikleri analiz eder.
Bu Edimsel sosyal motivasyon paradigmalar farelerde sosyal motivasyon ölçülmesi için çok ihtiyaç duyulan araç sağlamak olsa da, bazı sınırlamalar var. Birincisi, bu paradigmalar kolu presleme ve sosyal ödül arasında öğrenilen dernek yapmak bilişsel yeteneğine sahip fareler gerektirir. Bazı fare modelleri olabilirsahip, bilişsel ve sosyal hem de yeteneklerine açıkları zor bu paradigmalar kullanarak toplumsal motivasyonu değerlendirmek için yapım. Fareler sadece bir tel ızgara üzerinde etkileşim izin İkinci olarak, sosyal karşılaşma doğası sınırlıdır. Ancak, fareler hala başarıyla, en önemlisi, çok tipik sosyal davranışlar meşgul burun-to-burun araştırmalar edebiliyoruz. Bu yöntemlerden biri de son sınırlaması emek-yoğun ve tamamlanması için çok zaman gerektirir olmasıdır. Her iki paradigmalar ile eğitim ve test günlük oturumları iki ay en az gerektirir. Bazı fareler seans gerekli sayıda germe kolu presleme dernek öğrenmek için çok daha uzun sürebilir. Paradigmalar kesinlikle yüksek verimli teknikleri geçerli olmayan, onlar oluşturmak veriler çok değerli ve gerekli emek yatırım değer. Ancak, belirli bir fare modeli sosyal davranış dolgun karakterizasyonu sağlamak için, bu paradigmalar bizi olması önerilirfarelerde sosyal davranışı ölçme diğer yerleşik yöntemler ile bağlantılı olarak ed.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz hibe desteği için Azusa Pacific Üniversitesi Fakültesi Araştırma Konseyi teşekkür ederiz. Biz de Ashley Schneider, Michael Gregg ve teknik destek için Hannah Numune teşekkür ederiz.
Materials
| Modular Shuttle Box | Med Associates Inc. | ENV-010MC | |
| Auto-Guillotine Door | Med Associates Inc. | ENV-010B | |
| Mouse Levers | Med Associates Inc. | ENV-3010M | |
| Liquid Dipper with Food Receptacle | Med Associates Inc. | ENV-202M-S | |
| Eight-Channel I/R Controller | Med Associates Inc. | ENV-253C | |
| Melamine Sound-Attenuating Cubicle | Med Associates Inc. | ENV-016MD | |
| MED-PC IV Software Program | Med Associates Inc. | MED-PC IV | |
| Microsoft Lifecam Camera | Microsoft | ||
| Wire Grid | Wire grids can be purchases from a hardward store. We cut wire grids from stainless steel mouse cage tops. | ||
| 70% Ethyl Alcohol | Used to clean shuttle boxes between mice. Specific brand is unnecessary. | ||
| Evaportated Milk | Carnation | 0.02 mL combined with 0.2% sucrose. We always purchase the same brand for better consistency. | |
| Sucrose | Any brand of pure granular sugar will due as it is dissolved in the evaporated milk. |
References
- Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism. Nat Rev Neurosci. 11, 490-502 (2010).
- File, S. E. The use of social interaction as a method for detecting anxiolytic activity of chlordiazepoxide-like drugs. J Neurosci Methods. 2, 219-238 (1980).
- File, S. E. Animal models for predicting clinical efficacy of anxiolytic drugs: social behaviour. Neuropsychobiology. 13, 55-62 (1985).
- File, S. E. Anxiolytic action of a neurokinin1 receptor antagonist in the social interaction test. Pharmacol Biochem Behav. 58, 747-752 (1997).
- File, S. E., Hyde, J. R. Can social interaction be used to measure anxiety. Br J Pharmacol. 62, 19-24 (1978).
- Winslow, J. T. Mouse social recognition and preference. Curr Protoc Neurosci. 8, Unit 8 16 (2003).
- Angelis, L., File, S. E. Acute and chronic effects of three benzodiazepines in the social interaction anxiety test in mice. Psychopharmacology (Berl). 64, 127-129 (1979).
- Gheusi, G., Bluthe, R. M., Goodall, G., Dantzer, R. Ethological study of the effects of tetrahydroaminoacridine (THA) on social recognition in rats. Psychopharmacology (Berl). 114, 644-650 (1994).
- Carter, C. S., DeVries, A. C., Getz, L. L. Physiological substrates of mammalian monogamy: the prairie vole model). Neurosci Biobehav Rev. 19, 303-314 (1995).
- Moy, S. S., et al. Sociability and preference for social novelty in five inbred strains: an approach to assess autistic-like behavior in mice. Genes Brain Behav. 3, 287-302 (2004).
- Pearson, B. L., et al. Absence of social conditioned place preference in BTBR T+tf/J mice: relevance for social motivation testing in rodent models of autism. Behav Brain Res. 233, 99-104 (2012).
- Matthews, T. J., Abdelbaky, P., Pfaff, D. W. Social and sexual motivation in the mouse. Behav Neurosci. 119, 1628-1639 (2005).
- Lee, A., Clancy, S., Fleming, A. S. Mother rats bar-press for pups: effects of lesions of the mpoa and limbic sites on maternal behavior and operant responding for pup-reinforcement. Behav Brain Res. 108, 215-231 (2000).
- Kogan, J. H., Frankland, P. W., Silva, A. J. Long-term memory underlying hippocampus-dependent social recognition in mice. Hippocampus. 10, 47-56 (2000).
- Sekiguchi, R., Wolterink, G., van Ree, J. M. Short duration of retroactive facilitation of social recognition in rats. Physiol Behav. 50, 1253-1256 (1991).
- Bluthe, R. M., Gheusi, G., Dantzer, R. Gonadal steroids influence the involvement of arginine vasopressin in social recognition in mice. Psychoneuroendocrinology. 18, 323-335 (1993).
- Thor, D. H., Holloway, W. R. Anosmia and play fighting behavior in prepubescent male and female rats. Physiol Behav. 29, 281-285 (1982).
- Martin, L., Sample, H., Gregg, M., Wood, C. Validation of operant social motivation paradigms using BTBR T+tf/J and C57BL/6J inbred mouse strains. Brain Behav. 4, 754-764 (2014).
