OKB und JRW schrieb das Manuskript. Diese Arbeit wurde von CIHR gewähren MOP 74711 (bis JRW) unterstützt.

1. Geräte und Room Set Up: <ol><li> Die Vorrichtung zur Crawley der Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit Test ist ein rechteckiges, Drei-Kammer-Box zusammen. Jede Kammer ist 19 x 45 cm und die Trennwände sind aus durchsichtigem Plexiglas, mit einem offenen Mittelteil, der den freien Zugang zu jeder Kammer ermöglicht. </li><li> Verwenden Sie zwei identische, Draht topfartige mit abnehmbaren Deckeln, die groß genug für einen einzigen Mausklick zu halten. Diese sind vertikal innerhalb der Vorrichtung, eine in jeder Kammer platziert und wird die naive / ungewohnten Maus enthalten. Jeder Behälter ist aus Metall Drähte zusammen, um für den Luftaustausch zwischen Innen-und Außenseite des Zylinders, aber klein genug, um zu verhindern direkten physikalischen Interaktionen zwischen einem Tier auf der Innenseite mit einem auf der Außenseite zu ermöglichen. </li><li> Behavioral Tests sollten zwischen 9:00 Uhr durchgeführt werden und 06.00 Uhr. </li><li> Allgemeine Raumbeleuchtung ist 650 lux. </li><li> Beschäftigen Observer 6,0 (Noldus) Programm (oder eine geeignete Alternative) zu überwachen und aufzuzeichnen die Beobachtung und Follow-up-Parameter, in Abschnitt 4.3 erwähnt. </li><li> Nach jedem Versuch, sauber alle Kammern mit 70% Ethanol (zwischen Mäusen) und dann mit Clidox 01.05.01 (zwischen den Käfigen), um olfaktorische Cue Bias zu vermeiden und um eine ordnungsgemäße Desinfektion zu gewährleisten, bzw.. </li><li> Die Person, die die Beobachtung macht muss mindestens 2 Meter von dem Gerät sein. </li></ol> 2. Tierische Zubereitung: <ol><li> Haus drei vor fünf Mäuse pro Käfig in einem Zimmer mit einem 12 Stunden Licht / Dunkel-Zyklus (Licht an um 7:00 Uhr) mit ad libitum Zugang zu Futter und Wasser, nach den Normen und Anforderungen der lokalen Animal Care Committee Leitlinien und Protokolle. </li><li> Übertragen Sie alle Käfige mit Mäusen in die Verhaltens-Raum 30 Minuten vor der ersten Verhandlung beginnt. </li><li> Es gibt zwei Klassen von Maus für dieses Experiment benötigt, eine, die als Kontrolle, naiv oder &quot;unfamiliarized&quot; Tier und eine, die der Proband wird, wirkt. Für die Steuerung der Maus mit einer Maus aus dem gleichen Hintergrund (in der Regel C57BL6), Alter (in der Regel 8-12 Wochen alt), Geschlecht und Gewicht, ohne vorherige Kontaktaufnahme (nicht Geschwister) mit dem Thema Maus. Zwei Kontroll-Mäusen benötigt werden pro Experiment, eine für Session I und ein weiteres für Session II verwendet wird. Die gleiche Kontrolle Mäuse können zwischen Studien verwendet werden. </li></ol> 3. Habituation (Anpassung): <ol><li> Isolieren Sie die rechte und linke Fächer durch die trennende Wände aus Plexiglas. </li><li> Leeren Draht Containment Becher in der Mitte des rechten und linken Kammer (eine pro Seite). </li><li> Legen Sie das Thema mit der Maus in der Mitte der mittleren Kammer für die Anpassung. </li><li> Gewöhnen für 5 Minuten. </li></ol> 4. Social Affiliation Aspekt der Test (Session I): <ol><li> Legen Sie eine der Kontroll-Mäuse (&quot;Stranger 1&quot;) in einem Draht Containment Tasse, die in einem der Nebenräume befindet. Die Platzierung von Stranger 1 in der linken oder rechten Seite der Kammer wird systematisch zwischen Studien verändert. </li><li> Entfernen Sie die Wände zwischen den Kammern, zur Gewährleistung des freien Zugangs für das Thema Maus an jeden der drei Kammern zu erkunden. </li><li> Sofort beginnen die Überwachung und Aufzeichnung der folgenden Parameter: <ol class="lalpha"><li> Dauer und </li><li> Anzahl der direkten (aktiv) Kontakte zwischen dem Subjekt Maus und die Eindämmung Topfgehäuse oder nicht Gehäuse the Stranger 1 Maus, für jede Kammer einzeln. Der direkte Kontakt zwischen dem Subjekt Maus und die Eindämmung Tasse oder Dehnung der Körper des Subjekts mit der Maus in einem Bereich 3-5 cm rund um die Tasse als aktiver Kontakt gezählt wird; </li><li> Dauer und </li><li> Reihe anderer Verhaltensweisen durch den Gegenstand mit der Maus in jedes Abteil, darunter Wandern, Selbst-Pflege, Fehlen von Körperbewegungen für mehr als 5 Sekunden (&quot;Einfrieren&quot;), sowie ungewöhnliches Verhalten, wie Springen, repetitive Verhaltensweisen, etc; </li><li> Dauer und </li><li> Anzahl der Einträge zu jedem Fach. Die Maus ist als in der Kammer sein, wenn sein Kopf und vier Pfoten in die Kammer eingegeben haben. </li></ol></li><li> Die Dauer der Sitzung, die ich in 10 Minuten. </li></ol> 5. Social Novelty / Präferenz Session der Test (Session II): <ol><li> Platzieren Sie ein zweites Kontroll-Maus (&quot;Stranger 2&quot;) in einer identischen Draht Containment Tasse in der gegenüberliegenden Seite Kammer (das war während der Session I leer). Überwachen Sie die gleichen Parameter wie unter 4.3 beschrieben, die Differenzierung der Verhaltensweisen zwischen Motiv Maus in Gegenwart von Fremden 1 verglichen mit Fremden 2. </li><li> Die Dauer der Sitzung II beträgt 10 Minuten. </li></ol> 6. Statistische Analyse: <ol><li> Durch die Verwendung der Origin 6.0-Programm (oder eine geeignete Alternative) analysieren die folgenden Parameter mit Hilfe der aufgezeichneten Daten: <ol class="lalpha"><li> die Gesamtzahl der Kontakte und </li><li> Gesamtdauer von Kontakten zwischen experimentellen mouse und leere Containment Tasse vs oder Topfgehäuse Fremder 1 (in Session I), oder zwischen experimentellen Maus und dem Topfgehäuse Fremder 1 vs Fremder 2 (in Session II); </li><li> durchschnittliche Dauer pro Kontakt; </li><li> Gesamtzahl und die Dauer der andere Verhaltensweisen (Einfrieren, Selbst-Pflege, zu Fuß) </li><li> Gesamtzeit vom Subjekt Maus in jede Kammer verbracht. </li></ol></li><li> Analysieren Sie die wesentlichen Unterschiede für jede der genannten Parameter, durch den Vergleich der Gruppen: <ol class="lalpha"><li> &quot;Empty&quot; Containment Tasse vs &quot;Stranger 1&quot; für einen Wildtyp (WT) unterliegen </li><li> &quot;Empty&quot; Containment Tasse vs &quot;Stranger 1&quot; für die experimentelle Maus (z. B. ein Knockout, transgene oder medikamentös behandelten Maus, etc.). </li><li> &quot;Stranger 1&quot; vs &quot;Stranger 2&quot; für einen WT Thema </li><li> &quot;Stranger 1&quot; vs &quot;Stranger 2&quot; für die experimentelle Maus (KO, transgene, oder medikamentös behandelt, etc.). </li></ol></li><li> Präsentieren Sie jeden Datensatz der oben genannten Parameter wie Session I: WT und Versuchspersonen; Session II: WT und Versuchspersonen, wie in Abbildung 1 dargestellt (A und B) und 2 (A und B) bzw.. </li></ol> Es ist auch ratsam zu berücksichtigen andere Parameter, die bei der Standardisierung dieser Test helfen, wie vorherige Erfahrung in der Erkennung spezifischer Maus Verhaltensmuster, wie zB Schnupfen, Putzen, Scheuern, Kampf, Montage, die ganz wesentlich davon abhängen subjektive persönliche Beobachtung kann . Die Person, die als die Schreiber der Verhaltensparameter während des Tests sollte blind sein, um dem Genotyp oder der Behandlungsweise und diese Informationen dekodiert danach. 7. Repräsentative Ergebnisse: Ein Beispiel für die beiden Stufen der sozialen Interaktion Test ist in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Die erste Sitzung des Tests erlaubt die Abschätzung der sozialen Zugehörigkeit und die Motivation des Themas mit der Maus. In diesem Teil des Tests war der Fremde mit der Maus in einen kreisförmigen Draht Tasse, die Nase kontaktieren erlaubt eingeschlossen, sondern verhindert Kämpfe zwischen Mäusen. Diese Bedingungen gewährleisten, dass soziale Ansätze durch das Subjekt Maus sind initiiert und werden Untersuchungskommission nur, ohne direkten physischen Kontakt. Die Maus hat die Wahl, um mehr Zeit um die Eindämmung Tasse mit dem Fremden Maus verbringen oder einen Kontakt, indem Sie das Fach mit den leeren Becher zu vermeiden. Andere Parameter wie Anzahl der einzelnen Kontakte, können ergänzend zum Dauer verwendet werden verbrachten in der Nähe des Fremden Maus. Typischerweise wird ein Wildtyp-Tier deutlich mehr Zeit in das Fach zu verbringen mit Fremden 1 im Vergleich zu den Fach mit leeren Becher (Abbildung 1A), was darauf hinweist normalen Geselligkeit, soziale Motivation und Zugehörigkeit. In GSK-3α-Knockout-Mäusen, zum Beispiel, gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen der Zeit, mit leeren Becher ausgegeben, verglichen mit der Tasse mit Fremden 1 (Abbildung 1B), was darauf hinweist beeinträchtigt Geselligkeit in diesen tierischen Modell 6. Die zweite Sitzung des Tests ist so konzipiert, soziale Neuheit und soziales Gedächtnis zu schätzen. In diesem Teil ist das Thema der Maus eine freie Wahl zwischen dem ersten, bereits untersucht, ungewohnte Maus (Stranger 1), und ein Roman nicht vertraut mit der Maus (Stranger 2). Normalerweise erinnert sich an einen WT Tier seine früheren Kontakt mit Fremden 1, und in dieser Sitzung, neigt dazu, mehr Zeit mit dem neu aufgetretenen Maus (Stranger 2) verbringen, was darauf hinweist intaktes soziales Gedächtnis und die Vorliebe für neue Erfahrungen (Abbildung 2A). Im Gegensatz zu Wildtyp-Mäusen, tun GSK-3α mutierten Tiere nicht eine Präferenz für die Kammer mit einem neu eingeführten Maus (Stranger 2) über eine Kammer mit einem inzwischen bekannten Maus (Stranger 1) in Sitzung II (Abbildung 2B). Gleichgültig Verhalten der KO-Mäuse in diesem Test ist ein Hinweis auf verminderte soziale Motivation und Neuheit. <img src="/files/ftp_upload/2473/2473fig1.jpg" alt="Abbildung 1" /> . Abbildung 1 Session I: Soziale Zugehörigkeit und Geselligkeit. Mittlere Länge der Zeit (± SEM) in der Kammer mit dem Fremden (&quot;Fremder Seite&quot;) im Vergleich zu den anderen Kammer (&quot;leere Seite&quot;). Im Gegensatz zu WT Männer (A), nicht KO (B) Tiere eine Vorliebe für soziale Nähe von Ausgaben gleichzeitig in beiden Kammern zu demonstrieren. *** P ≤ 0,0001 im WT-Gruppe. <img src="/files/ftp_upload/2473/2473fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2 Session II:. Social-Speicher und Neuheit. Die mittlere Dauer der Zeit (± SEM) in die Kammer mit dem ungewohnten Maus aus der Geselligkeit Phase (&quot;Stranger 1&quot;) und in der gegenüberliegenden Kammer mit einer neuen unbekannten Maus (&quot;Stranger 2&quot;). Im Gegensatz zu WT Männer (A), nicht KO (B) Tiere eine Vorliebe für soziale Neuheit von Ausgaben gleichzeitig in beiden Kammern zu demonstrieren. *** P ≤ 0,0001 im WT-Gruppe.

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Mus musculus ist eine soziale Spezies, die in hohen wechselseitigen sozialen Interaktionen, kommunale Nist-, Sexual-und Elternschaft Verhaltensweisen, die territoriale Duftmarkierung und aggressive Verhaltensweisen 8-10 greift. Mehrere Tests wurden entwickelt, um soziale Verhalten bei Mäusen (Übersicht in 3) zu untersuchen. Hier präsentieren wir eine weithin angewandte Test zur Geselligkeit bei Mäusen zu bewerten. Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit Test wurde ursprünglich von Crawley und Kollegen 7, 11 entwickelt. Es gibt mehrere Vorteile, die Drei-Kammer-Paradigma, das die Zuverlässigkeit der Daten zur Prüfung der Geselligkeit, der sozialen Zugehörigkeit, soziale Gedächtnis-und Vorzugsaktien, die ähnliche Verfahren zu verbessern. Die wichtigsten Spezifität dieses Tests ist der Entwurf, in dem eine Maus, die zuvor von dem Thema Tier unencountered, steht unter einem Draht Becher gelegt und sich nicht frei bewegen. Dies verhindert den direkten körperlichen Kontakt, wodurch kämpfen und / oder aggressives Verhalten, sondern ermöglicht sensorische Interaktionen (Geruch, Sehen, Hören, Schmecken). Unter diesen Bedingungen wird der experimentellen Maus und beendet alle Interaktionen, wobei jedoch stets die Wahl zwischen fremden Maus vs leeren Behälter (in Session 1), oder zwischen vertrauten Maus (Stranger 1) vs Roman Maus (Stranger 2). Zum Beispiel, in einer Kammer der sozialen Interaktion Tests wird das Thema mit der Maus an einen Fremden in der gleichen Kammer ausgesetzt, und da beide Mäuse frei bewegen können sind die genannten aktiven körperlichen Kontakt eher dominant und kann nicht beseitigt werden. Das Drei-Kammer-Apparat ist viel größer als eine typische Einkammer-Gerät, das Gegenstand der Maus in die Nähe zu bleiben oder zu verschieben weit weg von den Fremden Maus ermöglicht. Somit ist das Stressniveau von Crawley die Geselligkeit Test gering und vor allem, indem die experimentellen Maus in eine neue Umgebung, die Wiederholung dieser Test über die Zeit erlaubt, zum Beispiel in den verschiedenen Altersstufen der gleichen Kohorte Maus verursacht: juvenile vs Erwachsenen. Durch den Vergleich einer jungen Gruppe von Tieren mit der gleichen, aber älteren Kohorte ist es möglich, zu verfolgen und zu diskriminieren zwischen Beeinträchtigung der sozialen Anerkennung vs soziales Gedächtnis und / oder kognitiven Behinderungen, die in Session 2 beobachtet werden kann, und bezogen werden alters- abhängig Physiologie. Dieser Test ist relativ zeitaufwendig (~ 40 Minuten pro Maus), was ein Nachteil ist. Allerdings können mehrere Repertoires von Parametern überwacht und umkodiert werden (manuell und / oder Video), ermöglicht robuste Analyse. Zum Beispiel können einige zusätzliche Parameter, wie das Einfrieren und / oder Selbst-Pflege Verhalten, weisen auf eine erhöhte Ängstlichkeit und verringert die Motivation für soziales Verhalten. Durch die Verwendung des gleichen Protokolls, können Mäuse in den nächsten Tag mit der gleichen Fremder 1 Maus erneut getestet werden, um auszuschließen, ein Effekt der sozialen Angststörung. Zusätzliche Parameter (zB Schwanz Rasseln, Beißen der Draht-Pokals, wenn Fremde 1 befindet) kann hilfreich sein bei der Unterscheidung aggressive gegenüber ungewöhnlichen Freundlichkeit Verhalten gegenüber dem Roman Tier. Beobachtete Angst kann durch unsachgemäße Anpassung der Mäuse an die experimentellen Raum, übermäßiger Raumbeleuchtung, arme Maus Gesundheit, oder als Folge der gentechnischen Veränderung und / oder Neophobie (in einigen KO-Modelle). Darüber hinaus beeinträchtigt Gewöhnung als kognitive Beeinträchtigung interpretiert werden, und können die Ergebnisse der zweiten Sitzung beeinflussen. Vor unterwerfen Mäusen zu diesem Test ist es wichtig, zu unterwerfen Tiere auf die allgemeine Gesundheit und neurologischen Screening, einschließlich Körpertemperatur und Gewicht, Fell Untersuchung, und die Reihe der folgenden Untersuchungen Reflex: Whisker, Righting, Ear-Twitch, Greifen und Key jangling ( beschrieben in 12-15). Zusätzliche Verhaltenstests kann hilfreich sein bei der Unterscheidung spezifische Reaktionen. Eine erhöhte Anzahl von Kontakten und / oder eine Erhöhung der Gesamtdauer der aktiven Kontakte vielleicht mit hyperaktiven Verhalten bestimmter Maus Flecken, die durch die Nutzung offener Feldversuch (bis Bewegungsaktivität zu messen) bestätigt werden kann assoziiert. Verminderte Dauer und / oder die Anzahl der Kontakte können mit depressiven und / oder Angst-ähnliches Verhalten, die durch die Nutzung FST, TST oder EPM, Null-Labyrinth, hell / dunkel-Tests, bzw. (beschrieben in 6, 13 ausgewertet werden können zugeordnet werden , 15). Sobald geeignete Bedingungen angewandt werden, und signifikante Unterschiede beobachtet, es ist eine Anforderung zu erfüllen Follow-up-Tests, um die Ergebnisse zu bestätigen. Olfaction spielt eine wichtige Rolle in der sozialen Anerkennung in Nagetieren, da entweder chemisch induzierte Anosmie oder Entfernung der Vomeronasalorgan Blöcke individuelle Anerkennung 16, 17. Mäuse neigen dazu, einen Roman Geruch schnuppern und dann schnell auf seine Neuheit gewöhnen. Der Riechkolben Test kann zu diesem Zweck (beschrieben in 6, 7) verwendet werden. Es gibt auch Modifikationen und alternative Nutzung der Drei-Kammer-Kammer Geselligkeit Test, wie Abschätzung des mütterlichen Verhaltens, durch die Untersuchung der Zeitverbrachte von einem Subjekt weiblichen proximalen, um eine Tasse mit ihren Welpen (reflektierende mütterlichen Motivation) sowie sexuelle Motivation, durch die Beurteilung der Reaktion des getesteten männlich / weiblich, eine weiblich / männlich unter cup statt Fremder 1 in Session 1 7, 11. Weitere Tests können verwendet werden, um Geselligkeit in Mäusen durch den Einsatz alternativer Ansätze / Paradigmen, wie soziale Interaktion im Käfig und / oder in eine neue Umgebung (Ein-Kammer-soziale Interaktion Test) untersucht werden, wohnhaft Eindringling, Partition testen, sozialen Ansatz Test , in der sozialen Interaktion, etc (beschrieben in 3, 18). Vocalizations in der Ultraschall-und klangliche Bereiche, visuelle Hinweise, Geschmacks-und taktile Modalitäten kann auch die Kommunikation von Informationen und zur sozialen Bindung (Übersicht in 19) beitragen. Impaired Geselligkeit und dysregulierten soziales Verhalten hat als Markenzeichen für viele psychiatrische Erkrankungen in Verbindung gebracht. Zum Beispiel sind Autismus-Spektrum-Störung und Schizophrenie beide geprägt von Defiziten in der sozialen Kognition und Sozialverhalten 20, und Störungen der sozialen Beziehungen führen zu einem erhöhten Risiko für Vertiefung 21 aus. So kann die hier beschriebenen Tests in Tiermodellen für die oben genannten Bedingungen verwendet werden. Darüber hinaus ist dieser Test zur Beurteilung der möglichen Auswirkungen von pharmakologischen Verbindungen auf Geselligkeit (Übersicht in 3, 22-24).

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		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Ethanol 70% (commercial Alcohols)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>MSH</td>
<td>19901</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Clidox 1:5:1 Base Activator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pharmacal</td>
<td> 96130F 95130F</td>
<td>1 part Base to 5 parts water to 1 part Activator</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

assessment of social interaction behaviors

Soziale Interaktionen sind eine grundlegende und adaptive Komponente der Biologie der zahlreichen Arten. Soziale Anerkennung ist wichtig für die Struktur und Stabilität der Netze und Beziehungen, die Gesellschaften zu definieren. Für Tiere, wie Mäuse, kann die Anerkennung von Artgenossen werden für die Aufrechterhaltung der sozialen Hierarchie und Partnerwahl 1 wichtig. Eine Vielzahl von neuropsychiatrischen Störungen werden durch Störungen im Sozialverhalten und soziale Anerkennung, einschließlich Depression, Autismus-Spektrum-Störungen, bipolare Störungen, Zwangsstörungen und Schizophrenie aus. Studium der Menschen als auch Tiermodelle (zB Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus, Rattus norvegicus) haben Gene bei der Regulation des Sozialverhaltens 2 beteiligt identifiziert. Um zu beurteilen, Geselligkeit in Tiermodellen, mehrere Verhaltenstests entwickelt worden (Übersicht in 3). Integrative Forschung mit Tiermodellen und dabei entsprechenden Prüfungen für das soziale Verhalten kann zur Entwicklung von verbesserten Behandlungsmethoden für soziale Psychopathologien führen. Das Drei-Kammer-Paradigma Test als Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit Protokoll bekannt wurde erfolgreich eingesetzt, um soziale Zugehörigkeit und soziale Gedächtnis in mehreren Inzucht und mutierte Maus-Linien (zB 4-7) zu studieren. Das Hauptprinzip dieses Tests ist auf die freie Wahl von einem Subjekt Maus zu Zeit in einer der drei Box Fächer verbringen während zwei experimentellen Sitzungen, einschließlich der indirekten Kontakt mit einem oder zwei Mäuse, mit denen sie nicht vertraut basiert. Um quantifizieren gesellschaftlichen Tendenzen der experimentellen Maus, sind die wichtigsten Aufgaben, die a) die Zeit mit einem neuen Artgenossen und b) Präferenz für einen Roman im Vergleich zu einem vertrauten Artgenossen verbracht zu messen. Somit ermöglicht die experimentelle Design dieser Test Auswertung von zwei kritische, aber unterscheidbare Aspekte des sozialen Verhaltens, wie z. B. soziale Zugehörigkeit / Motivation, sowie soziale Gedächtnis und Neuheit. &quot;Geselligkeit&quot; in diesem Fall als Neigung zur Zeit mit einer anderen Maus zu verbringen, um Zeit allein in einem identischen, aber leeren Kammer 7 im Vergleich definiert. &quot;Präferenz für soziale Neuheit&quot; wird als Neigung zu Zeit mit einem zuvor unencountered Maus verbringen, anstatt mit einer Maus vertraut 7 definiert. Dieser Test liefert robuste Ergebnisse, die dann sorgfältig analysiert werden, auszulegen und unterstützt / bestätigt durch alternative Geselligkeit Tests. Neben den spezifischen Anwendungen können Crawley der Geselligkeit Test als ein wichtiger Bestandteil des allgemeinen Verhaltens-Bildschirm des mutierten Mäusen aufgenommen werden.

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Assessment of Social Interaction Behaviors

Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll zur Untersuchung der Geselligkeit in Mäusen mit Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit zu testen. Wir beschreiben die Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten für dieses Verfahren, einschließlich kritischer Details wichtig für die korrekte Interpretation der Ergebnisse.

Bewertung der sozialen Interaktion Behaviors

Social interactions are a fundamental and adaptive component of the biology of numerous species. Social recognition is critical for the structure and ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

92.4K Aufrufe.  Mount Sinai Hospital. Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll zur Untersuchung der Geselligkeit in Mäusen mit Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit zu testen. Wir beschreiben die Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten für dieses Verfahren, einschließlich kritischer Details wichtig für die korrekte Interpretation der Ergebnisse.

Serie: Assessment of Social Interaction Behaviors

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they yield data relevant to the cognitive processing that occurs under ecologically valid conditions. These two goals often are at odds, since well controlled stimuli often are too repetitive to sustain subjects' motivation. Studies employing electroencephalography (EEG) are often especially sensitive to this dilemma between ecological validity and experimental control: attaining sufficient signal-to-noise in physiological averages demands large numbers of repeated trials within lengthy recording sessions, limiting the subject pool to individuals with the ability and patience to perform a set task over and over again. This constraint severely limits researchers' ability to investigate younger populations as well as clinical populations associated with heightened anxiety or attentional abnormalities. Even adult, non-clinical subjects may not be able to achieve their typical levels of performance or cognitive engagement: an unmotivated subject for whom an experimental task is little more than a chore is not the same, behaviourally, cognitively, or neurally, as a subject who is intrinsically motivated and engaged with the task. A growing body of literature demonstrates that embedding experiments within video games may provide a way between the horns of this dilemma between experimental control and ecological validity. The narrative of a game provides a more realistic context in which tasks occur, enhancing their ecological validity (Chaytor &amp; Schmitter-Edgecombe, 2003). Moreover, this context provides motivation to complete tasks. In our game, subjects perform various missions to collect resources, fend off pirates, intercept communications or facilitate diplomatic relations. In so doing, they also perform an array of cognitive tasks, including a Posner attention-shifting paradigm (Posner, 1980), a go/no-go test of motor inhibition, a psychophysical motion coherence threshold task, the Embedded Figures Test (Witkin, 1950, 1954) and a theory-of-mind (Wimmer &amp; Perner, 1983) task. The game software automatically registers game stimuli and subjects' actions and responses in a log file, and sends event codes to synchronise with physiological data recorders. Thus the game can be combined with physiological measures such as EEG or fMRI, and with moment-to-moment tracking of gaze. Gaze tracking can verify subjects' compliance with behavioural tasks (e.g. fixation) and overt attention to experimental stimuli, and also physiological arousal as reflected in pupil dilation (Bradley et al., 2008). At great enough sampling frequencies, gaze tracking may also help assess covert attention as reflected in microsaccades - eye movements that are too small to foveate a new object, but are as rapid in onset and have the same relationship between angular distance and peak velocity as do saccades that traverse greater distances. The distribution of directions of microsaccades correlates with the (otherwise) covert direction of attention (Hafed &amp; Clark, 2002).

Procedures for recording high-density EEG and gaze data during computer game-based cognitive tasks are described. Using a video game to present cognitive tasks enhances ecological validity without sacrificing experimental control.

Die Kombination Computer Game-Based Behavioural Experimente mit High-Density EEG-und Infrarot-Tracking-Gaze

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

Forschung

Neurowissenschaften

Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Observing Virtual Social Interactions

The ability to gauge social interactions is crucial in the assessment of others&#x2019; intentions. Factors such as facial expressions and body language affect our decisions in personal and professional life alike 1. These "friend or foe" judgements are often based on first impressions, which in turn may affect our decisions to "approach or avoid". Previous studies investigating the neural correlates of social cognition tended to use static facial stimuli 2. Here, we illustrate an experimental design in which whole-body animated characters were used in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) recordings. Fifteen participants were presented with short movie-clips of guest-host interactions in a business setting, while fMRI data were recorded; at the end of each movie, participants also provided ratings of the host behaviour. This design mimics more closely real-life situations, and hence may contribute to better understanding of the neural mechanisms of social interactions in healthy behaviour, and to gaining insight into possible causes of deficits in social behaviour in such clinical conditions as social anxiety and autism 3.

This article demonstrates an experimental design in which whole-body animated characters are used in conjunction with functional magnetic resonance imaging (fMRI) to investigate the neural correlates of observing virtual social interactions.

Brain Imaging Untersuchung der neuronalen Korrelate von Observing virtuellen sozialen Interaktionen

The ability to gauge social interactions is crucial in the assessment of others&#x2019; intentions. Factors such as facial expressions and body language ...

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker bees spend the first half of their life inside the dark hive, where they are nursing the larvae or building the regular hexagonal combs for food (e.g. pollen or nectar) and brood3. The antennae are extraordinary multisensory feelers and play a pivotal role in various tactile mediated tasks4, including hive building5 and pattern recognition6. Later in life, each single bee leaves the hive to forage for food. Then a bee has to learn to discriminate profitable food sources, memorize their location, and communicate it to its nest mates7. Bees use different floral signals like colors or odors7, 8, but also tactile cues from the petal surface9 to form multisensory memories of the food source. Under laboratory conditions, bees can be trained in an appetitive learning paradigm to discriminate tactile object features, such as edges or grooves with their antennae10, 11, 12, 13. This learning paradigm is closely related to the classical olfactory conditioning of the proboscis extension response (PER) in harnessed bees14. The advantage of the tactile learning paradigm in the laboratory is the possibility of combining behavioral experiments on learning with various physiological measurements, including the analysis of the antennal movement pattern.

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L.

In this protocol we show how to condition harnessed honey bees to tactile stimuli and introduce a 2D motion capture technique for analyzing the kinematics of fine-scale antennal sampling pattern.

Tactile Conditioning und Bewegungsanalyse der antennalen Sampling Strategies In Honey Bees (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker ...

Motor Nerve Transection and Time-lapse Imaging of Glial Cell Behaviors in Live Zebrafish

The nervous system is often described as a hard-wired component of the body even though it is a considerably fluid organ system that reacts to external stimuli in a consistent, stereotyped manner, while maintaining incredible flexibility and plasticity. Unlike the central nervous system (CNS), the peripheral nervous system (PNS) is capable of significant repair, but we have only just begun to understand the cellular and molecular mechanisms that govern this phenomenon. Using zebrafish as a model system, we have the unprecedented opportunity to couple regenerative studies with in vivo imaging and genetic manipulation. Peripheral nerves are composed of axons surrounded by layers of glia and connective tissue. Axons are ensheathed by myelinating or non-myelinating Schwann cells, which are in turn wrapped into a fascicle by a cellular sheath called the perineurium. Following an injury, adult peripheral nerves have the remarkable capacity to remove damaged axonal debris and re-innervate targets. To investigate the roles of all peripheral glia in PNS regeneration, we describe here an axon transection assay that uses a commercially available nitrogen-pumped dye laser to axotomize motor nerves in live transgenic zebrafish. We further describe the methods to couple these experiments to time-lapse imaging of injured and control nerves. This experimental paradigm can be used to not only assess the role that glia play in nerve regeneration, but can also be the platform for elucidating the molecular mechanisms that govern nervous system repair.

Although the peripheral nervous system (PNS) is capable of significant repair after injury, little is known about the cellular and molecular mechanisms that govern this phenomenon. Using live, transgenic zebrafish and a reproducible nerve transection assay, we can study dynamic glial cell behaviors during nerve degeneration and regeneration.

Motor Nervendurchtrennung und Zeitraffer-Imaging von Gliazellen Verhalten im Live Zebrafisch

The  nervous system is often described as a hard-wired component of the body even  though it is a considerably fluid organ system that reacts to external ...

Straightforward Assay for Quantification of Social Avoidance in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster is an emerging model to study different aspects of social interactions. For example, flies avoid areas previously occupied by stressed conspecifics due to an odorant released during stress known as the Drosophila stress odorant (dSO). Through the use of the T-maze apparatus, one can quantify the avoidance of the dSO by responder flies in a very affordable and robust assay. Conditions necessary to obtain a strong performance are presented here. A stressful experience is necessary for the flies to emit dSO, as well as enough emitter flies to cause a robust avoidance response to the presence of dSO. Genetic background, but not their group size, strongly altered the avoidance of the dSO by the responder flies. Canton-S and Elwood display a higher performance in avoiding the dSO than Oregon and Samarkand strains. This behavioral assay will allow identification of mechanisms underlying this social behavior, and the assessment of the influence of genes and environmental conditions on both emission and avoidance of the dSO. Such an assay can be included in batteries of simple diagnostic tests used to identify social deficiencies of mutants or environmental conditions of interest.

Straightforward Assay for Quantification of Social Avoidance in Drosophila melanogaster

Here, we present a protocol to quantify the avoidance of stressed individuals. This paradigm is powerful yet user-friendly and can be used to assess the influence of genes and environment on one kind of social interaction in Drosophila melanogaster.

Einfache Assay zur Quantifizierung von Sozialvermeidung in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster is an emerging model to study different aspects of social interactions. For example, flies avoid areas previously occupied by ...

Conditions Affecting Social Space in Drosophila melanogaster

The social space assay described here can be used to quantify social interactions of Drosophila melanogaster &#8212; or other small insects &#8212; in a straightforward manner. As we previously demonstrated 1, in a two-dimensional chamber, we first force the flies to form a tight group, subsequently allowing them to take their preferred distance from each other. After the flies have settled, we measure the distance to the closest neighbor (or social space), processing a static picture with free online software (ImageJ). The analysis of the distance to the closest neighbor allows researchers to determine the effects of genetic and environmental factors on social interaction, while controlling for potential confounding factors. Diverse factors such as climbing ability, time of day, sex, and number of flies, can modify social spacing of flies. We thus propose a series of experimental controls to mitigate these confounding effects. This assay can be used for at least two purposes. First, researchers can determine how their favorite environmental shift (such as isolation, temperature, stress or toxins) will impact social spacing 1,2. Second, researchers can dissect the genetic and neural underpinnings of this basic form of social behavior 1,3. Specifically, we used it as a diagnostic tool to study the role of orthologous genes thought to be involved in social behavior in other organisms, such as candidate genes for autism in humans 4.

Conditions Affecting Social Space in Drosophila melanogaster

The effect of genes and environment on social space of Drosophila melanogaster can be quantified through a powerful but straightforward analytical paradigm. We show here different factors that can affect this social space, and thus need to be taken into consideration when designing experiments in this paradigm.

Bedingungen, die sozialen Raum, in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

The social space assay described here can be used to quantify social interactions of Drosophila melanogaster &#8212; or other small insects &#8212; in a ...

Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer

A key challenge in neurobiology is to understand how neural circuits function to guide appropriate animal behaviors. Drosophila melanogaster is an excellent model system for such investigations due to its complex behaviors, powerful genetic techniques, and compact nervous system. Laboratory behavioral assays have long been used with Drosophila to simulate properties of the natural environment and study the neural mechanisms underlying the corresponding behaviors (e.g. phototaxis, chemotaxis, sensory learning and memory)1-3. With the recent availability of large collections of transgenic Drosophila lines that label specific neural subsets, behavioral assays have taken on a prominent role to link neurons with behaviors4-11. Versatile and reproducible paradigms, together with the underlying computational routines for data analysis, are indispensable for rapid tests of candidate fly lines with various genotypes. Particularly useful are setups that are flexible in the number of animals tested, duration of experiments and nature of presented stimuli. The assay of choice should also generate reproducible data that is easy to acquire and analyze. Here, we present a detailed description of a system and protocol for assaying behavioral responses of Drosophila flies in a large four-field arena. The setup is used here to assay responses of flies to a single olfactory stimulus; however, the same setup may be modified to test multiple olfactory, visual or optogenetic stimuli, or a combination of these. The olfactometer setup records the activity of fly populations responding to odors, and computational analytical methods are applied to quantify fly behaviors. The collected data are analyzed to get a quick read-out of an experimental run, which is essential for efficient data collection and the optimization of experimental conditions.

Olfactory Behaviors Assayed by Computer Tracking Of Drosophila in a Four-quadrant Olfactometer

We describe here a behavioral setup and data analysis method for assaying olfactory responses of up to 100 vinegar flies (Drosophila melanogaster). This system may be used with single or multiple olfactory stimuli, and adaptable for optogenetic activation or silencing of neuronal subsets.

Olfaktorischen Behaviors Assayed von Computer-Tracking<em&gt; Drosophila</em&gt; In einem Vier-Quadranten-Olfaktometer

A key challenge in neurobiology is to understand how neural circuits function to guide appropriate animal behaviors. Drosophila melanogaster is an ...

Electroencephalographic, Heart Rate, and Galvanic Skin Response Assessment for an Advertising Perception Study: Application to Antismoking Public Service Announcements

The evaluation of advertising, products, and packaging is traditionally performed through methods based on self-reports and focus groups, but these approaches often appear poorly accurate in scientific terms. Neuroscience is increasingly applied to the investigation of the neurophysiological bases of the perception of and reaction to commercial stimuli to support traditional marketing methods. In this context, a particular sector or marketing is represented by public service announcements (PSAs). The objective of this protocol is to apply electroencephalography (EEG) and autonomic signal analysis to study responses to selected antismoking PSAs. Two EEG indices were employed: the frontal alpha band EEG asymmetry (the Approach Withdrawal (AW) index) and the frontal theta (effort index). Furthermore, the autonomic Emotional Index (EI) was calculated, as derived from the Galvanic Skin Response (GSR) and Heart Rate (HR) signals. The present protocol describes a series of operational and computational steps required to properly estimate, through the aforementioned indices, the emotional and cerebral reaction of a group of subjects towards a selected number of antismoking PSAs. In particular, a campaign characterized by a symbolic communication style (classified as "awarded" on the basis of the prizes received by specialized committees) obtained the highest approach values, as estimated by the AW index. A spot and an image belonging to the same PSA campaign based on the "fear arousing appeal" and with a narrative/experiential communication style (classified as "effective" on the basis of the economical/health-related improvements promoted) reported the lowest and highest effort values, respectively. This is probably due to the complexity of the storytelling (spot) and to the immediateness of the image (a lady who underwent a tracheotomy). Finally, the same "effective" campaign showed the highest EI values, possibly because of the empathy induced by the testimonial and the explicitness of the message.

The following protocol describes a series of operational and computational steps required to properly estimate the emotional and cerebral reaction of a group of subjects towards a selected number of Public Service Announcements (PSAs) against smoking, aired in the USA and Europe during the period between 1998 and 2015.

EEG, Herzfrequenz und elektrodermale Bewertung für eine Werbung Wahrnehmung zu studieren: Anwendung auf Antirauch Public Service Announcements

The evaluation of advertising, products, and packaging is traditionally performed through methods based on self-reports and focus groups, but these ...

Cheek Injection Model for Simultaneous Measurement of Pain and Itch-related Behaviors

Itch was defined as &#34;an unpleasant cutaneous sensation that provokes a desire to scratch&#34;&#160;by Rothman in 1941. In mouse models, scratch bouts are typically counted to evaluate itch induced by pruritogens. However, previous reports have shown that algesic substances also induce scratching behaviors in a mouse neck injection model, which is the most common test used for scratching behaviors. This finding makes it difficult to study itch in mice. &#160;In contrast, capsaicin, a common algogen, reduced scratching behaviors in some neck injection experiments. Therefore, the effect of pain on scratching behaviors remains unclear. It is thus necessary to develop a method to concurrently investigate itch and pain sensation using behavioral tests. Here, a cheek injection model is introduced which can be used to simultaneously measure pain- and itch-related behaviors. In this model, pruritogens induce scratching behaviors while algesic substances induce wiping behaviors. Using this model, lysophosphatidic acid (LPA), an itch mediator found in cholestatic patients with itch, is shown to exclusively induce itch but not pain. However, in mouse models, LPA has been reported to be both a pruritogen and an algogen. Investigation into the effects of LPA in a mouse cheek injection model showed that LPA only induced scratching, but not wiping behaviors. This indicates that LPA acts as a pruritogen similarly in mice and humans, and demonstrates the utility of a cheek injection model for itch research.

Typically, the mouse neck injection model is used for evaluate pruritogen-induced scratch behaviors. However, the model provides information only on itch, not pain. Here, a cheek injection model is introduced in mice which can be used to simultaneously measure pain and itch-related behaviors.

Wangeninjektionsmodell zur gleichzeitigen Messung von Schmerz- und Itch-bezogenen Verhaltensweisen

Itch was defined as &#34;an unpleasant cutaneous sensation that provokes a desire to scratch&#34;&#160;by Rothman in 1941. In mouse models, scratch bouts ...

The Joint Effect of Social Comparison and Social Distance on Evaluation of Intertemporal Choice Outcomes in Event-related Potential Studies

Intertemporal choice plays a crucial role in our daily lives, influencing decisions related to education, health, consumption, and investment. This research proposes an innovative experimental protocol that examines how social comparison and social distance jointly affect the neural processes involved in outcome assessment for intertemporal choices. The study is based on the theoretical framework of cognitive resource competition. This protocol enables researchers to dynamically establish an indifference point for each participant, effectively eliminating the influence of any biased indifference points on the assessment of intertemporal choices. Consequently, the study solely measures the combined impact of social comparison and social distance on how participants evaluate intertemporal choice outcomes. The findings reveal that individuals are more inclined to opt for immediate outcomes under negative unfair conditions. Moreover, compared to the fair and positive unfair conditions, people tend to undervalue delayed outcomes in the negative unfair condition. The strength of this approach lies in its dynamic indifference point setting, making it an effective method to investigate the influence of various external factors (such as social status and power level) on intertemporal decision-making. While the protocol is designed to measure electrophysiological events like event-related potentials, it can also be tailored for use with fMRI.

This protocol aims to investigate the neural activity related to social comparison and social distance during the processing of intertemporal decision outcomes. Indifference points will be measured using event-related potentials as part of the study.

Der gemeinsame Effekt von sozialem Vergleich und sozialer Distanz auf die Bewertung von intertemporalen Entscheidungsergebnissen in ereigniskorrelierten Potenzialstudien

Intertemporal choice plays a crucial role in our daily lives, influencing decisions related to education, health, consumption, and investment. This ...