大鼠条件性巴甫洛夫训练方法

摘要

Here, we present a protocol to elicit Pavlovian conditioned approach behavior in rats. This procedure can be used to measure individual differences in the tendency to approach and attribute incentive salience to reward-related cues and investigate addiction vulnerability.

摘要

那些偶然与无条件的，有益的刺激配对可以通过称为奖励突出的归属，或中性刺激转变为诱人的过程获得奖励属性本身的线索，"通缉令"能够激励行为的刺激。巴甫洛夫条件方法（PCA）一个条件刺激的响应无关的介绍后发展;即预测的非条件刺激的递送（CS 例如 ，杠杆）（美国;例如，一个食物丸），并且可以被用于测量激励突出在训练期间，三个图案。的空调的响应（CRS）可以发展:登录跟踪行为（CS-定向CR），目标跟踪行为（美国定向CR）和一个中间响应（两者CRS）登录跟踪属性激励突出奖励相关线索和更容易受到毒品寻求线索诱发复职以及其他成瘾相关的行为，使PCA锅为研究成瘾漏洞entially有价值的过程。这里，我们描述用于从大鼠引起的PCA行为以及分析和解释在个别实验的PCA行为的材料和方法。

引言

使用药物上瘾的过渡涉及巴甫洛夫和器乐学习^1,2之间复杂的相互作用。在吸毒和毒品寻求行为，行动和成果是通过仪器过程的经验教训;然而，刺激（ 如药物相关线索）和回报之间的关系也通过巴甫洛夫过程的经验教训。巴甫洛夫线索获得预测值，但也能获得奖励的激励^值 3，因此他们成为有吸引力的，可取的，能够促进和维持奖励寻求行为^4。

很多程序调查的奖励动物学习，但是，不允许的预测与激励激励学习解开。在药物的自我管理程序，例如，既有器乐和巴甫洛夫突发通常采用，例如，老鼠学会执行操作（ 例如 ，鼻百吉NG，杠杆压，以便接收的结果（即，静脉输注药物）等）。该奖励成果还配备了巴甫洛夫刺激（ 例如，一个鼻子戳口，提示灯介绍，输液泵的声音，流体输送到血液中感受性的感觉， 等照明）。正是在这些过程往往不清楚线索是否支持目标导向行动仅仅是因为他们与奖励预测的关系，或暗示是否获得自己的奖励激励属性。

为了实验隔离巴甫洛夫刺激的预测值奖励激励价值，我们的实验室使用了巴甫洛夫条件方法（PCA）程序，以确定该属性突出激励来奖励有关的线索老鼠。在训练过程中，条件刺激（CS;例如，杠杆）响应独立预测的deliv（;例如，一个食物颗粒美国）的非条件刺激的红霉素。在多个培训课程的过程中，三表型发展:登录跟踪（CS定向条件反应[CR]），目标跟踪（US-执导CR），以及中间的反应（包括CRS）。对于目标跟踪（GTS），在CS被用作奖励交付的预测;然而，登录追踪器（STS），该CS是由于与激励突出，成为有吸引力的和可取的。在这次审查中，我们勾勒出设备，设置和数据的必要的处理来执行PCA过程。此外，我们提供培训PCA代表性的成果，勾勒出重要的实验方面的考虑，并讨论在调查成瘾等神经精神障碍的PCA程序假定的效用。

研究方案

所有的程序已通过大学委员会关于动物的使用和保养（UCUCA，密歇根大学安娜堡分校，MI）。

1.设备和软件

1. 获得商业操作室和设备。见材料表 。
2. 在大鼠操作性条件反射室进行培训（24.1厘米宽×20.5厘米深x29.2厘米高度），坐落在声音衰减柜通风爱好者提供环境噪音。
3. 装备有颗粒杂志（插座）各室，位于中央的操作性室的不锈钢格地板3厘米以上的21.6厘米宽的前壁。确保粒料杂志包含的红外线传感器，其能够检测头项到器件中。
4. 沉淀杂志连接到颗粒机，它提供了香蕉味的食物颗粒（45毫克）。
5. 在反平衡的方式，位置的一个可伸缩乐版本（CS）的粒料插座的任一侧约2.5厘米的不锈钢网格地板3厘米以上（左或右）。
6. 确保杠杆包含在其中一个LED提示灯，使延长杆更直观醒目。
7. 如果使用的是可伸缩的杆，通过由本身放置每分钟10校正重块上的杆的顶端，然后调整校准螺钉（位于设备的顶部）用六角螺母扳手直至重量校准杆是能够抑制杠杆。
8. 在室的上盒容器相对的壁的顶部装备一个红房子光。
   注:红房子光用来增加照明杆的显眼。

2. PCA培训

1. 对内部成年雄性SD大鼠（250-300 G）抵达后，让他们不受干扰的住房群体，这是维持12小时的光/暗周期至少两天。
2. 轻轻地处理EACH鼠为以适应大鼠与人接触，每天至少1分钟两天。提供在外壳菌落食物和水的大鼠随意存取。
3. 通过放置在他们的家笼的食物颗粒（每鼠约15丸）两天，前三天PCA训练开始熟悉香蕉味的食物颗粒只。
   注意:如果老鼠是成对安置，它对家笼的两侧均匀地划分粒料是有用的。
4. 训练前计划
   注意:使用MEDState符号（医学协会，软件）执行我们所有的编程，而手册可在网上​​（mednr.com/pdf/doc003_MedPCProgramr.pdf）。程序编写为使用MedState符号无格式文本文件 （例如，ASCII或DOS文本），保存与适当延长（即，[文件名​​] .mpc），然后使用MED-PC程序，跨IV翻译。所有的这些步骤中提供了更详细地在上述亲编程手册。
   1. 创建一个训练前程序，该程序（即，一种食物小球，平均每30秒传送开始后5分钟，提供一个可变时间50的食物颗粒（VT）30秒的时间表，但实际交付0-之间随机变化60秒）。
   2. 写训练前的程序使得红房子亮，但仍杆缩回的（约25分钟）计划的持续时间。
   3. 光周期中进行训练前和所有后续实验。
   4. 一天前PCA训练，每只大鼠放入一个操作性室，关闭并锁上房门，并关闭声音衰减柜门。
   5. 将每只大鼠在其室后尽快启动训练前程序。
   6. 从它的腔尽快程序结束后取出每只大鼠。
   7. 记录消耗颗粒的数目和排除大鼠不消耗所有的进一步的测试颗粒。
5. 创建提供了约40分钟，25项试验，该程序开始后开始1分钟PCA培训计划。
   1. 编写程序，使每个审判期间杆延伸到室和照明，持续8秒。
   2. 程序杆回缩到通过一种食物丸的响应无关输送到粒料杂志立即执行。
   3. 独立于VT 90秒的时间安排每个试验（ 即杠杆扩展和随后的食物颗粒交货时平均每90秒，但实际交付30-150秒之间随机变化）。
   4. 每只大鼠放入调理室，关闭并锁上房门，并关闭声音衰减柜门。
   5. 将每只大鼠在其室后尽快启动PCA培训计划。
   6. 从它的腔尽快程序结束后取出每只大鼠。
   7. Ëxclude大鼠不消耗所有的颗粒从进一步测试。

3.数据处理

1. 转移输出信息到电子表格（例如，电子表格文档）。
2. 创建提取物识别信息的信息（受试者编号，开始日期，开始时间，和框数）以及输出信息（号码和杠杆压力机和杂志条目延迟）。
   注:在实验中，非CS杂志条目也由轮廓提取。定义非CS杂志条目作为8秒CS周期的外侧和VT 90秒（ 即 ，60-120秒）的期间，该杆并不延伸过程中发生的项到杂志。
3. 通过在8秒封盖杠杆新闻和杂志进入潜伏期进一步处理数据（即CS呈现的持续时间）。这可以在电子表格中通过IF函数来实现:IF（X> 8,8，X）。
4. 分数计算为响应偏差 （即杠杆压力机和杂志条目会话总数;杠杆压力机-杂志条目] / [杠杆压力机+杂志条目]），潜伏期评分（ 即平均延迟执行的杠杆压或杂志进入在会话过程中;杂志进入潜伏期-杆按延迟] / 8），和概率差（ 即杠杆压力机或杂志条目的比例;杠杆压概率-杂志入门概率^]）5。
   注意:使用这些公式，所有得分应1.0和-1.0之间。
5. 每个单独的会话内的平均反应偏差，延迟得分和概率差异计算PCA指数得分为每个老鼠。
   注:PCA指数得分应该1.0和-1.0之间。

结果

我们已发现，5-7 PCA训练的日常会话足以表现型大鼠作为STS，燃气轮机和中间反应数（IRs），虽然大鼠还可以基于特定的实验室或实验的需要进行培训。表型是基于PCA指标分数，这是通过如先前在协议中所述的平均的响应偏差，延迟的分数，以及个别会话概率差计算。表型是由从最后两个PCA培训班的平均PCA指数得分确定（ 即会话4和5，如果有一共有五个PCA培训课）。...

讨论

PCA训练可被用来确定在该倾向的个体差异来激励突性归因于空调线索，这已被认为是成瘾漏洞的一个重要组成部分。例如，以前已经证明，ST的属性激励突性到食品和药物线索^6，和两个食品和药物相关的线索中的ST ⁷的杏仁核-纹状体-丘脑回路内激活相似的大脑区域。此外，ST的都比较浮躁^8，易受毒品寻求行为线索^7,9诱发复职，并寻求与药物有关的线索，尽管不良?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Standard Modular Operant Test Chamber with Modified Top for Rat	Med Associates, Inc.	ENV-008CT	Top has access slot for drug delivery leashes or other harness systems; comes with ENV-008CTC (Cover Insert) for access slot
Expanded PVC Sound Attenuating Cubicle	Med Associates, Inc.	ENV-022V
PCI Operating Package for up to Sixteen Chambers	Med Associates, Inc.	MED-SYST-16	Based on the number of operant chambers, MED-SYST-8 (PCI Operating Package for up to Eight Chambers) is also available
SmartCtrl	Med Associates, Inc.	DIG-716P2
Universal Cable, 25′ (7.6 m)	Med Associates, Inc.	SG-210CB	Based on individual needs, SG-210CB-50 (Universal Cable, 50′ [15.2 m]) is also available
18″ (45.7 cm) 3-Pin Mini-Molex	Med Associates, Inc.	SG-216A	Based on individual needs, SG-216A-2 (2′ [61.0 cm] 3-Pin Mini-Molex) is also available
Power Cable, 25′ (7.6 m)	Med Associates, Inc.	SG-210CP-25
Stainless Steel Grid Floor for Rat	Med Associates, Inc.	ENV-005	Based on preference, ENV-005A (Stainless Steel Grid Floor for Mouse) is also available
Reusable Waste Pan	Med Associates, Inc.	ENV-007-P3
Filler Panel Package for Standard Modular Test Chamber	Med Associates, Inc.	ENV-008-FP
Modular Pellet Dispenser for Rat, 45 mg	Med Associates, Inc.	ENV-203M-45
Pellet Receptacle, Trough Type	Med Associates, Inc.	ENV-200R2M	Based on preference, ENV-200R1M (Pellet Receptable, Cup Type) is also available
Retractable Lever	Med Associates, Inc.	ENV-112CM	Calibrated to 25 g; needs to be adjusted to 10 g before Pavlovian conditioned approach training
Retractable Lever Cue Light	Med Associates, Inc.	ENV-112CML
House Light for Rat	Med Associates, Inc.	ENV-215M
100 mA Replacement Bulbs, Pack of 10	Med Associates, Inc.	SG-800R	Red-colored; for use with ENV-215M (House Light for Rat)
Pellets, 45 mg, Primate Purified Diet, Banana Flavor	Bio-Serv	F0059	50,000/box