Dieses Projekt wurde durch Zuschüsse aus dem Natural Sciences and Engineering Research Council von Kanada (355.881) und der kanadischen Stiftung für Innovation unterstützt.

* Die wichtigsten Schritte. 1. Geräte und Software <ol><li> Schulungen und Prüfungen erfolgt in der Maus operanten Kammern mit zwei ultra-light, einziehbare Hebel 1 auf jeder Seite eines Lebensmittels Gefäß (siehe Tabelle 1) positioniert ausgestattet ist. Ein Stimulus Licht wird über jedem Hebel befindet und es gibt ein Haus Licht an der Oberseite des Käfigs. Ein Pellet Spender außerhalb der Kammer befindet. Jede Kammer wird innerhalb eines schalldämpfenden Kabine mit Ventilator untergebracht. Die Kammern werden mit einem PC-Computer mit MedPC IV-Software über eine &quot;Smart Control&quot;-Schnittstelle Schrank verbunden. </li></ol> Hinweis: Bei der ultra-leichten Hebel nicht verfügbar sind, empfiehlt es sich, Nasen-Sack als operante Antwort für Maus-Studien verwendet werden. Doch mit beiden Optionen zur Verfügung, empfehlen wir die Auswahl aus ultra-leichtem Hebel als eine zuverlässigere Maß an Motivation gegeben, dass Nasen-Sack Antworten können be ausgelöst durch explorativen Schnüffeln. <ol start="2"><li> Die MedPC Programme verwendet werden, um Aufgaben auszuführen operante werden in Medstate Notation Code, die ein Benutzer mit Hilfe der Programmier-Handbuch lernen kann geschrieben. Programmierung bietet Flexibilität für den Anwender zu bestehenden Codes zu ändern oder zu generieren einzigartigen experimentellen Parameter. Bestimmte Codes kann kostenlos von Med Associates &quot;Medstate Notation Repository&quot; gewonnen werden <a href="http://www.mednr.com" target="_blank">http://www.mednr.com</a> . Zusätzliche Codes können von Med Associates erworben werden. </li></ol> 2. Maus Akklimatisierung und Lebensmittelsicherheit Restriction <ol><li> Nach der Ankunft Mäuse sind für mindestens 10 Tage bis zu einem Reverse 12 h Licht / Dunkel-Zyklus akklimatisieren Gruppen gehalten und mit ad libitum Zugang zu Standard-Futter und Wasser. In unserem Fall verwenden wir Erwachsenen C57BL / 6 Mäuse von Charles River (St. Constant, QC) gekauft. Alle Maus-Manipulationen und Verhaltensexperimente werden während der Dunkel-Zyklus durchgeführt. Alle Proumfang für die die Verwendung von Tieren wurden von der CRCHUM Animal Care Committee genehmigt. </li><li> Mäuse werden anschließend einzeln untergebracht und Nahrungsmittel beschränkt (70% der täglichen Nahrungsaufnahme), bis sie erreichen 90-95% free-Fütterung Körpergewicht um Erwerb von Hebel-Presse reagiert zu erleichtern. Die Mäuse wurden ihre tägliche Quote von Speisen im Haushalt bereitgestellten Käfig nach Beendigung der Sitzung. Beim Erreichen von 5-10% Gewichtsverlust, wird die tägliche Nahrung zugeteilt angepasst, um die niedrigeren Körpergewicht für den Rest der Ausbildungszeit zu stabilisieren. Sobald Mäusen haben Akquisitionskriterien erreicht (siehe unten) werden sie wieder auf einer Ad-libitum-Fütterung Zeitplan gesetzt. Mäuse wieder verloren Körpergewicht in ca. 3-4 Tagen. </li><li> Mäuse werden im Prüfraum an 3 aufeinanderfolgenden Tagen vor dem ersten Training behandelt. Der Tag vor dem Beginn der Ausbildung 10-15 fettreiche und High-Zucker (HFHS) Pellets in den eigenen Käfig gelegt werden, um den potenziellen Einfluss von Nahrung auf Neophobie operante Performan verhindernce. Wir verwenden 20 mg HFHS, staub-, Präzisions-Futterpellets (14 mg ebenfalls erhältlich) mit 48,9% Kcal in Form von Fett (Bio Serv, Frenchtown, NJ). </li></ol> 3. Operante Ausbildung <ol><li> Mäuse werden zunächst geschult, um den Hebel an einem festen Verhältnis (FR) -1 Stahlliste wobei ein einzelner Hebel drücken entlockt die Lieferung von Lebensmitteln Pellet mit der Aufnahme drücken. Nur ein Hebel als &quot;aktiv&quot; (Auslösen der Abgabe von Futterbelohnung) und die Zuweisung von rechten und linken Hebel zwischen Mäusen ausgeglichen bezeichnet. Es ist wichtig, mindestens eine 5 Sekunden Timeout (TO) an den Zeitplan FR1 (FR1/TO-5) hinzu, bei denen zusätzliche Hebel-Betätigung nicht in der Lieferung eines Lebensmittels Pellet führen. Dies ermöglicht Bis Periode der Zeit für Mäuse, die Futterpellet verbrauchen jedoch mehr Auszeiten verwendet werden, wenn der Experimentator hält es notwendig sind für die Maus Modell. Jede Trainingseinheit dauert FR 1 Stunde oder wenn 50 Pellets geliefert worden sind. </li><li> * Erwerb Kriterien: &lt;/ Strong&gt; Die Kriterien für die Übernahme von Lebensmittel-gepflegt operante Reaktion bestimmen beinhaltet: (1) eine minimale Anzahl von aktiven Antworten und Belohnungen verdient, (2) ein Maß für die Unterscheidung zwischen aktiven und inaktiven Hebel, und (3) zwischen den Sitzungen Performance-Stabilität. Mäuse, welche die Diskriminierung von ≥ 3:1 für die aktive und inaktive Hebel und den Erhalt ≥ 20 Belohnungen pro Sitzung in drei aufeinander folgenden Sitzungen werden als Kriterien erreichen Erwerb 10. Wir haben beobachtet, dass die Mehrheit (~ 75%) der C57BL/6-Mäuse ca. 7-10 Tage Schulung zum Erwerb Kriterien erreichen müssen. Mäuse, die nicht bis Akquisition Kriterien zu diesem Zeitpunkt unterziehen Weiterbildung für weitere 5-7 Tage. Wir schließen aus Mäuse-Tests (~ 5% der Fälle), wenn es keine Fortschritte, die die zusätzlichen fünften Trainingstag. Es ist wichtig zu bedenken, dass beeinträchtigte operante Erwerb kann ein Ergebnis von bestimmten pharmakologischen und genetischen Interventionen sein und sollte daher dokumentiert werden. &lt;/ Li&gt; <li> Nach drei aufeinanderfolgenden Sitzungen zu erhalten ≥ 20 Pellets, wird der Zeitplan FR5/TO-5 Sekunden, in denen 5 aktive Hebelpressen die Zustellung aller der Lebensmittel Pellets erhöht. Training on the FR5 Zeitplan dauert drei Tage. </li><li> * Die Mäuse werden dann in der Stufensprung (PR) Zeitplan der Verstärkung ausgebildet. Die Antwort-Verhältnis Zeitplan während PR Tests können nach Richardson und Roberts (1996) 11 berechnet werden unter Verwendung der folgenden Formel (gerundet auf die nächste ganze Zahl): = [5 e (R * 0,2)] - 5 wobei R gleich der Anzahl der bereits erworbenen Futterbelohnungen plus 1 (dh nächsten Verstärker). Somit kann die Anzahl der erforderlichen Reaktionen verdienen Futterbelohnung in der Reihenfolge: 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 62, 77, 95 und so weiter. Das endgültige Verhältnis abgeschlossen ist der Haltepunkt. </li><li> Ein PR-Sitzung dauert maximal 1 Stunde. Die Nichteinhaltung des Hebels in jeder Periode 10 min führt zu Beendigung der Sitzung zu drücken. PerforMance auf dem PR-Zeitplan der Verstärkung wird als stabil angesehen, wenn die Zahl der Belohnungen verdient in einer 1-stündigen Sitzung weicht von ≤ 10% für mindestens 3 aufeinander folgenden Tagen. </li></ol> 4. Stufensprung Prüfung und Validierung <ol><li> Um zu überprüfen, Lebensmittel-gepflegt operante Reaktion in der PR-Aufgabe, kann man beurteilen Haltepunkt reagiert folgenden Manipulationen bekannt zu modulieren Lebensmittel Belohnung. Ein relativ einfacher Test durchzuführen ist Nahrungsentzug, die den motivationalen Zustand der Maus für Lebensmittel erhöhen und damit zu einer Erhöhung Haltepunkte. Mäuse müssen zunächst in der PR-Aufgabe während eines Zeitraums von ad libitum-Fütterung getestet werden, bis eine stabile, Baseline-Performance erreicht wird. Am Tag nach dem letzten &quot;Baseline&quot;-Tag Nahrung wird aus dem Käfig zu Hause entfernt und Mäuse werden dann in der PR-Aufgabe 24 Stunden nach dem Start des schnellen getestet. </li><li> Wir haben auch untersucht, ob periphere Verabreichung des Hormons Leptin anorektischen würde den gegenteiligen Effekt haben am HaltepunktSchwellenwerte. Leptin (AF Parlow, National-und Peptid-Hormon-Programm, NIDDK) wurde in sterilem PBS gelöst. PR Prüfung wurde nach einer ip Injektion von PBS auf einen Tag und dann nach der Injektion von Leptin (5 mg / kg) am nächsten Tag durchgeführt. Leptin wurde eine Stunde vor der Prüfung PR injiziert. Haltepunkte wurden mit Hilfe eines gepaarten t-Test (GraphPad Prism). </li></ol> 5. Repräsentative Ergebnisse Beim Testen der Fähigkeit Nahrungsentzug zu modulieren Haltepunkt reagiert auf eine PR-Zeitplan der Bewehrung, erwarten wir eine beträchtliche Erhöhung Haltepunkte wie in Abbildung 1 dargestellt. In diesem Experiment wurde eine 24 h Zeitraum von Nahrungsentzug hergestellt einer ~ 3,6-fachen Anstieg der Haltepunkte zu denjenigen in der freien fördernde Grundlinie Zustand was darauf hindeutet, dass Nahrungsentzug die lohnende Wirkung von Nahrungsmitteln erhöht verglichen. Im Gegensatz dazu periphere Verabreichung der Appetitzügler Leptin (5 mg / kg, IP) eine Stunde vor dem Zeitpunkt tinteressante abnehmen sollte Haltepunkt reagieren, wie in 2 gezeigt. <img alt="1" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig1.jpg" /> Abbildung 1. Fasten erhöht die belohnende Wirkung von Nahrung. Ein 24 h schnell deutlich Haltepunkte auf einer progressiven Ratio (PR) Zeitplan für die Verstärkung bei Mäusen (n = 4) erhöht. Mittelwert ± SEM; * p &lt;.05. <img alt="2" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig2.jpg" /> Abbildung 2. Leptin sinkt Lebensmittel Belohnung bei Mäusen. Periphere Leptin-Gabe (5 mg / kg) verringerte PR Haltepunkt Ansprechschwellen bei Mäusen (n = 4). Mittelwert ± SEM; * p &lt;0,05.

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	<li>Fulton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetite+and+reward.">Appetite and reward.</a> Front. Neuroendocrinol. 31, 85-103 (2010).</li><li>Zheng, H., Lenard, N. R., Shin, A. C., Berthoud, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetite+control+and+energy+balance+regulation+in+the+modern+world:+reward-driven+brain+overrides+repletion+signals.">Appetite control and energy balance regulation in the modern world: reward-driven brain overrides repletion signals.</a> International journal of Obesity. 33, S8-S13 (2009).</li><li>Skinner, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Behavior of Organisms: An Experimental Analysis. , (1938).</li><li>Hodos, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive+ratio+as+a+measure+of+reward+strength.">Progressive ratio as a measure of reward strength.</a> Science. 134, 943-944 (1961).</li><li>Hodos, W., Kalman, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+increment+size+and+reinforcer+volume+on+progressive+ratio+performance.">Effects of increment size and reinforcer volume on progressive ratio performance.</a> J. Exp. Anal. Behav. 6, 387-392 (1963).</li><li>Stafford, D., LeSage, M. G., Glowa, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive-ratio+schedules+of+drug+delivery+in+the+analysis+of+drug+self-administration:+a+review.">Progressive-ratio schedules of drug delivery in the analysis of drug self-administration: a review.</a> Psychopharmacology. , 139-169 (1998).</li><li>Glass, M. J., O'Hare, E., Cleary, J. P., Billington, C. J., Levine, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+naloxone+on+food-motivated+behavior+in+the+obese+Zucker+rat.">The effect of naloxone on food-motivated behavior in the obese Zucker rat.</a> Psychopharmacology (Berl). 141, 378-384 (1999).</li><li>Brennan, K., Roberts, D. 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M., Wickman, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+study+design+variables+and+their+impact+on+food-maintained+operant+responding+in+mice.">Evaluation of study design variables and their impact on food-maintained operant responding in mice.</a> Behav. Brain Res. 207, 394-401 (2010).</li><li>Richardson, N. R., Roberts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive+ratio+schedules+in+drug+self-administration+studies+in+rats:+a+method+to+evaluate+reinforcing+efficacy.">Progressive ratio schedules in drug self-administration studies in rats: a method to evaluate reinforcing efficacy.</a> J. Neurosci. Methods. 66, 1-11 (1996).</li><li>Jewett, D. C., Cleary, J., Levine, A. S., Schaal, D. W., Thompson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+neuropeptide+Y,+insulin,+2-deoxyglucose,+and+food+deprivation+on+food-motivated+behavior.">Effects of neuropeptide Y, insulin, 2-deoxyglucose, and food deprivation on food-motivated behavior.</a> Psychopharmacology (Berl). 120, 267-271 (1995).</li><li>Fulton, S., Woodside, B., Shizgal, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+brain+reward+circuitry+by+leptin.">Modulation of brain reward circuitry by leptin.</a> Science. 287, 125-128 (2000).</li><li>Figlewicz, D. P., Bennett, J. L., Naleid, A. M., Davis, C., Grimm, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraventricular+insulin+and+leptin+decrease+sucrose+self-administration+in+rats.">Intraventricular insulin and leptin decrease sucrose self-administration in rats.</a> Physiol. Behav. 89, 611-616 (2006).</li></ol>

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Operante Konditionierung Aufgaben ein wirksames Mittel, um Veränderungen in den Motivations-Eigenschaften von Lebensmitteln zu bewerten. Die experimentellen Verfahren in den vorliegenden Artikel Erlaubnis Training Mäuse auf den Hebel drücken für Lebensmittel Belohnungen und stabil detailliert auf einer PR Zeitplan der Verstärkung zu reagieren. Messung der Menge des konsumierten Lebensmittel nicht die gleiche Anzeige wie Aufwand-basierte Response Maßnahmen, da nicht alle Faktoren, die die Nahrungsaufnahme beeinflussen modulieren die belohnende Wirkung von Nahrung. Zum Beispiel, abbauende verwertbare Glucose durch periphere 2-Desoxyglucose an Ratten erhöht die Menge des frei verfügbaren Lebensmittel verzehrt, aber nicht Haltepunkte in einer PR-Aufgabe für Lebensmittel 12 zu ändern. PR Haltepunkt reagieren können auch Ausdruck von Veränderungen in der Qualität von Lebensmitteln belohnt. Zum Beispiel werden Sollbruchstellen positiv korreliert mit der Saccharosekonzentration zeigen, dass die Motivation für Saccharose in einer Weise erhöht, die süßen Geschmack 8 folgt </sbis&gt;. Hier zeigen wir, dass 24 Stunden Nahrungsentzug wesentlich erhöht PR-Grenzwerte für Lebensmittel HFHS bei Mäusen. Im Gegensatz dazu fanden wir, dass periphere Verabreichung des anorektischen Hormons Leptin signifikant abnimmt Haltepunkte für HFHS Nahrung bei Mäusen. Diese Ergebnisse sind konsistent mit zuvor berichteten Handlungen von Nahrungsentzug und Leptin auf die Belohnung Schwellen bei Ratten 12-14. Bei der Verwendung dieses Protokolls ist es wichtig, im Hinterkopf behalten, dass der Erwerb von Lebensmitteln gepflegte operanten Reaktion deutlich wird durch regelmäßige Schulungen (alle 1-2 Tage) und durch die Erhöhung der motivationalen Zustand der Maus durch die Implementierung eines Lebensmittel Einschränkung Behandlungsschema verbessert. Darüber hinaus gewährleisten, dass Mäuse relativ stabil zeigen reagiert auf eine Verstärkung Zeitplan, bevor sie zu komplexeren Termine (zB FR1 bis FR5) ist Schlüssel zur Minimierung variabler Leistung während des Testens. Trotz der Anwendung dieser Schritte ist es nicht ungewöhnlich, dass gewisse Variabilität zu erhalteninsbesondere zwischen verschiedenen Mäusen. Aus diesem Grund ist es sehr empfehlenswert, einen in-Fächer (wiederholte Messungen) Design zu verwenden, wenn möglich über Variabilität zu entfernen. Obwohl intraindividuelle Tests ist nicht für die Untersuchung von stabilen genetischen Veränderungen (dh Knockout-Mäuse im Vergleich zur Kontrollgruppe) möglich es kann verwendet werden, um den Einfluss von Drogen, Verletzungen oder akuten genetischen (zB optogenetische) Manipulationen zu untersuchen. Übergewicht und Fettleibigkeit bedingte Krankheiten sind ein wachsendes Problem, dass die Dringlichkeit zugenommen hat, die Moleküle und Nervenbahnen beteiligt sind. Zunehmend Hinweise darauf, welch wichtige Rolle des Gehirns Belohnung Schaltung in Esssucht, erhöhte Kalorienzufuhr und Gewichtszunahme. Die PR-Aufgabe ist ein wertvolles Instrument zur Messung der Auswirkungen von neurobiologischen, genetischen oder pharmakologischen Manipulationen auf die belohnende Wirkung von Nahrung.

<html><table border="1"><tbody><tr><td> Artikel </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Firma </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Maus operanten Kammern </td><td> ENV-009A </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td> Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, USA Telefon: (802) 527-2343 </td></tr><tr><td> 8 Eingänge Eingänge/16 Smart- Control-Panel-Anschluss </td><td> SG-716b </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Ultra-leicht versenkbare Maus Hebel </td><td> ENV-312 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Pellet-Zufuhr </td><td> ENV-203 </td><td>. Med-associates.com / &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Med Associates, Inc. </td><td></td></tr><tr><td> Haus Licht </td><td> ENV-215 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Stimulus Licht </td><td> ENV-221 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Med Associates, Inc.</a> </td><td></td></tr><tr><td> Staubfreie Precision 20 mg fettreiche &amp; High-Zucker Pellets </td><td> F-06649 </td><td> Bio-Serv </td><td> Bio-Serv Ein 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, USA Telefon: (800) -996-9908 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Ausstattung und Material.

progressive-ratio responding for palatable high-fat and high-sugar food in mice

Nahrungsmittel, die reich an Fett und Zucker sind deutlich zu Überernährung und eskalierende Raten von Übergewicht beitragen. Der Verzehr von Lebensmitteln schmackhaft kann einen lohnenden Effekt, der Handlungs-Ergebnis Verbänden stärkt und bekräftigt das zukünftige Verhalten bei Erhalt dieser Lebensmittel gerichtet. Zunehmende Anzeichen, dass die belohnende Wirkung von energiereichen Lebensmitteln eine tiefgreifende Rolle bei Überernährung und die Entwicklung von Übergewicht spielen hat gesteigertes Interesse bei der Untersuchung der Gene, Moleküle und neuronale Schaltkreise, die Lebensmittel Belohnung 1,2 modulieren. Die lohnende Auswirkungen verschiedener Reize kann durch Messung der Bereitschaft zu arbeiten, um sie, wie in der operanten Konditionierung Aufgaben 3 zu erhalten studiert werden. Operante Modelle von Lebensmitteln Belohnung Maßnahme erworben und freiwilligen Verhaltensreaktionen, die auf die Erlangung Lebensmittel gerichtet sind. Ein häufig verwendetes Maß für die Stärke Belohnung ist eine operante Verfahren wie der progressiven Ratio (PR) Zeitplan für die Verstärkung bekannt. 4,5 In der PR-t, das Subjekt zu stellen ist erforderlich, um eine zunehmende Anzahl von operanten Antworten für jede nachfolgende Belohnung zu machen. Die bahnbrechende Studie von Hodos (1961) zeigten, dass die Anzahl der Antworten gemacht, um die letzte Belohnung zu erhalten, bezeichnet den Haltepunkt dient als Index für die Belohnung Stärke 4. Während operante Verfahren zur Messung von Veränderungen in der Response-Rate alleine nicht trennen können Veränderungen in der Stärke Belohnung von Veränderungen in der Leistungsfähigkeit, wird der Haltepunkt von der PR Zeitplan abgeleitet eine gut validierte Maß für die belohnende Wirkung von Nahrung. Die PR-Aufgabe wurde ausgiebig um die lohnenden Auswirkungen von Drogen und Nahrung in Ratten (zB 6-8) zu beurteilen, aber in geringerem Maße auch bei Mäusen 9 verwendet. Der verstärkte Einsatz von gentechnisch veränderten Mäusen und Diät-induzierter Adipositas Mausmodellen hat Forderungen nach Verhaltensmaßnahmen von Lebensmitteln Belohnung bei Mäusen erhöht. Im vorliegenden Artikel werden wir ausführlich die Materialien und Verfahren verwendet, um Mäuse zu trainieren, zu reagieren (Hebel-Presse) für eine fettreicheund High-Zucker Futterpellets auf einem PR Zeitplan der Bewehrung. Wir zeigen, dass Haltepunkt Ansprechschwellen erhöhen nach akutem Nahrungsentzug und abnehmen mit peripherer Verabreichung des Hormons Leptin anorektischen und damit validiert die Verwendung dieser Lebensmittel-operante Paradigma bei Mäusen.

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Progressive-ratio Responding for Palatable High-fat and High-sugar Food in Mice

Die vorliegenden Bericht die Protokoll eingesetzt, um die belohnende Wirkung von fettreicher Nahrung bei Mäusen messen mit Hilfe eines progressiven Verhältnis operante Konditionierung Aufgabe.

Progressive-Verhältnis reagiert Palatable für High-Fett-und High-Zucker Lebensmittel in Mäuse

Foods that are rich in fat and sugar significantly contribute to over-eating and escalating rates of obesity. The consumption of palatable foods can ...

progressive-ratio-responding-for-palatable-high-fat-high-sugar-food

Research

JoVE Journal

Neuroscience

22.0K Aufrufe.  University of Montreal. Die vorliegenden Bericht die Protokoll eingesetzt, um die belohnende Wirkung von fettreicher Nahrung bei Mäusen messen mit Hilfe eines progressiven Verhältnis operante Konditionierung Aufgabe.

Serie: Progressive-ratio Responding for Palatable High-fat and High-sugar Food in Mice

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in rodents. In our laboratory, we evaluated the two types of memory in more than 30 strains of genetically engineered mice using the automated version of this apparatus. Here, we present the modified T-maze apparatus operated by a computer with a video-tracking system and our protocols in a movie format. The T-maze apparatus consists of runways partitioned off by sliding doors that can automatically open downward, each with a start box, a T-shaped alley, two boxes with automatic pellet dispensers at one side of the box, and two L-shaped alleys. Each L-shaped alley is connected to the start box so that mice can return to the start box, which excludes the effects of experimenter handling on mouse behavior. This apparatus also has an advantage that in vivo microdialysis, in vivo electrophysiology, and optogenetics techniques can be performed during T-maze performance because the doors are designed to go down into the floor. In this movie article, we describe T-maze tasks using the automated apparatus and the T-maze performance of &alpha;-CaMKII+/- mice, which are reported to show working memory deficits in the eight-arm radial maze task. Our data indicated that &alpha;-CaMKII+/- mice showed a working memory deficit, but no impairment of reference memory, and are consistent with previous findings using the eight-arm radial maze task, which supports the validity of our protocol. In addition, our data indicate that mutants tended to exhibit reversal learning deficits, suggesting that &alpha;-CaMKII deficiency causes reduced behavioral flexibility. Thus, the T-maze test using the modified automatic apparatus is useful for assessing working and reference memory and behavioral flexibility in mice.

This article presents the protocol of T-maze tests using a modified automated apparatus for assessing the learning and memory functions in mice.

T-Labyrinth Erzwungener Wechsel und die Links-Rechts-Discrimination Aufgaben für die Beurteilung der Arbeitsbedingungen und Referenz-Gedächtnis bei Mäusen

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

Forschung

Neurowissenschaften

Measuring Oral Fatty Acid Thresholds, Fat Perception, Fatty Food Liking, and Papillae Density in Humans

Emerging evidence from a number of laboratories indicates that humans have the ability to identify fatty acids in the oral cavity, presumably via fatty acid receptors housed on taste cells. Previous research has shown that an individual&#39;s oral sensitivity to fatty acid, specifically oleic acid (C18:1) is associated with body mass index (BMI), dietary fat consumption, and the ability to identify fat in foods. We have developed a reliable and reproducible method to assess oral chemoreception of fatty acids, using a milk and C18:1 emulsion, together with an ascending forced choice triangle procedure. In parallel, a food matrix has been developed to assess an individual&#39;s ability to perceive fat, in addition to a simple method to assess fatty food liking. As an added measure tongue photography is used to assess papillae density, with higher density often being associated with increased taste sensitivity.

Oral chemoreception of fatty acids and the association with diet and fatty food preferences may enable the identification of mechanisms involved with the development of obesity and why dietary changes may be difficult for many individuals.

Mess Oral-Fettsäure-Schwellenwerte, Fett Wahrnehmung, Fatty Essen gefallen, und Papillen Dichte in Humans

Emerging evidence from a number of laboratories indicates that humans have the ability to identify fatty acids in the oral cavity, presumably via fatty ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life. The cold plantar assay allows the objective and inexpensive assessment of cold sensitivity in mice, and can quantify both analgesia and hypersensitivity. Mice are acclimated on a glass plate, and a compressed dry ice pellet is held against the glass surface underneath the hindpaw. The latency to withdrawal from the cooling glass is used as a measure of cold sensitivity.
Cold sensation is also important for survival in regions with seasonal temperature shifts, and in order to maintain sensitivity animals must be able to adjust their thermal response thresholds to match the ambient temperature. The Cold Plantar Assay (CPA) also allows the study of adaptation to changes in ambient temperature by testing the cold sensitivity of mice at temperatures ranging from 30 &#176;C to 5 &#176;C. Mice are acclimated as described above, but the glass plate is cooled to the desired starting temperature using aluminum boxes (or aluminum foil packets) filled with hot water, wet ice, or dry ice. The temperature of the plate is measured at the center using a filament T-type thermocouple probe. Once the plate has reached the desired starting temperature, the animals are tested as described above.
This assay allows testing of mice at temperatures ranging from innocuous to noxious. The CPA yields unambiguous and consistent behavioral responses in uninjured mice and can be used to quantify both hypersensitivity and analgesia. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

The Cold Plantar Assay (CPA) measures cold responsiveness between 30 &#176;C and 5 &#176;C, and can also measure cold adaptation. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

Eine einfache und kostengünstige Methode zur Bestimmung der Überempfindlichkeit auf Kälte und Anpassung an der Maus

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

For most animals, feeding is an essential behavior for securing survival, and it influences development, locomotion, health and reproduction. Ingestion of the right type and quantity of food therefore has a major influence on quality of life. Research on feeding behavior focuses on the underlying processes that ensure actual feeding and unravels the role of factors regulating internal energy homeostasis and the neuronal bases of decision-making. The model organism Drosophila melanogaster, with its great variety of genetically traceable tools for labeling and manipulating single neurons, allows mapping of neuronal networks and identification of molecular signaling cascades involved in the regulation of food intake. This report demonstrates the CApillary FEeder assay (CAFE) and shows how to measure food intake in a group of flies for time spans ranging from hours to days. This easy-to-use assay consists of glass capillaries filled with liquid food that flies can freely access and feed on. Food consumption in the assay is accurately determined using simple measurement tools. Herein we describe step-by-step the method from setup to successful execution of the CAFE assay, and provide practical examples to analyze the food intake of a group of flies under controlled conditions. The reader is guided through possible limitations of the assay, and advantages and disadvantages of the method compared to other feeding assays in D. melanogaster are evaluated.

The CApillary FEeder Assay Measures Food Intake in Drosophila melanogaster

The CApillary FEeder (CAFE) assay is a simple, budget-friendly, highly reliable method for investigating mechanisms underlying food intake. Used with the highly versatile genetic model organism Drosophila melanogaster, it provides a powerful means of gaining new insights into regulatory mechanisms of food intake.

Die kapillare feeder Assay misst die Nahrungsaufnahme in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

For most animals, feeding is an essential behavior for securing survival, and it influences development, locomotion, health and reproduction. Ingestion of ...

Assessment of Dopaminergic Homeostasis in Mice by Use of High-performance Liquid Chromatography Analysis and Synaptosomal Dopamine Uptake

Dopamine (DA) is a modulatory neurotransmitter controlling motor activity, reward processes and cognitive function. Impairment of dopaminergic (DAergic) neurotransmission is strongly associated with several central nervous system-associated diseases such as Parkinson&#39;s disease, attention-deficit-hyperactivity disorder and drug addiction1,2,3,4. Delineating disease mechanisms involving DA imbalance is critically dependent on animal models to mimic aspects of the diseases, and thus protocols that assess specific parts of the DA homeostasis are important to provide novel insights and possible therapeutic targets for these diseases.
Here, we present two useful experimental protocols that when combined provide a functional read-out of the DAergic system in mice. Biochemical and functional parameters on DA homeostasis are obtained through assessment of DA levels and dopamine transporter (DAT) functionality5. When investigating the DA system, the ability to reliably measure endogenous levels of DA from adult brain is essential. Therefore, we present how to perform high-performance liquid chromatography (HPLC) on brain tissue from mice to determine levels of DA. We perform the experiment on tissue from dorsal striatum (dStr) and nucleus accumbens (NAc), but the method is also suitable for other DA-innervated brain areas.
DAT is essential for reuptake of DA into the presynaptic terminal, thereby controlling the temporal and spatial activity of released DA. Knowing the levels and functionality of DAT in the striatum is of major importance when assessing DA homeostasis. Here, we provide a protocol that allows to simultaneously deduce information on surface levels and function using a synaptosomal6 DA uptake assay.
Current methods combined with standard immunoblotting protocols provide the researcher with relevant tools to characterize the DAergic system.

Synaptosomal dopamine uptake and high-performance liquid chromatography analysis represent experimental tools to investigate dopamine homeostasis in mice by assessing the function of the dopamine transporter and levels of dopamine in striatal tissue, respectively. Here we present protocols to measure dopamine tissue content and assess the functionality of the dopamine transporter.

Bewertung der dopaminergen Homöostase bei Mäusen durch Verwendung von High-Performance Liquid Chromatography Analyse und Synaptosomal Dopamin-Aufnahme

Dopamine (DA) is a modulatory neurotransmitter controlling motor activity, reward processes and cognitive function. Impairment of dopaminergic (DAergic) ...

An In Ovo Model for Testing Insulin-mimetic Compounds

Elevated blood glucose levels in type 2 diabetes mellitus (T2DM), a complex and multifactorial metabolic disease, are caused by insulin resistance and &#946;-cell failure. Various strategies, including the injection of insulin or the usage of insulin-sensitizing drugs, were pursued to treat T2DM or at least reduce the symptoms. In addition, the application of herbal compounds has attracted increasing attention. Thus, it is necessary to find efficient test systems to identify and characterize insulin-mimetic compounds. Here we developed a modified chick embryo model, which enables testing of synthetic compounds and herbal extracts with insulin-mimetic properties. Using a fluorescence microscopy-based primary screen, which quantifies the translocation of Glucose transporter 4 (Glut4) to the plasma membrane, we were able to identify compounds, mainly herbal extracts, which lead to an increase of intracellular glucose concentrations in adipocytes. However, the efficacy of these substances requires further verification in a living organism. Thus, we used an in-ovo approach to identify their blood glucose-reducing properties. The approval by an ethics committee is not needed since the use of chicken embryos during the first two-thirds of embryonic development is not considered an animal experiment. Here, the application of this model is described in detail.

An In Ovo Model for Testing Insulin-mimetic Compounds

In this study, we describe an in-ovo system as a promising tool to test insulin-mimetic compounds in a living organism. The main advantages include adequate throughput rates and acceptable costs, which enable the identification of phytochemicals with insulin-mimetic properties.

Ein In Ovo -Modell zum Testen Insulin-mimetischen Verbindungen

Elevated blood glucose levels in type 2 diabetes mellitus (T2DM), a complex and multifactorial metabolic disease, are caused by insulin resistance and ...

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools to selectively manipulate brain rhythms. Here we describe an approach combining projection-specific optogenetics with extracellular electrophysiology for high-fidelity control of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The specificity of the optogenetic entrainment is achieved by targeting channelrhodopsin-2 (ChR2) to the GABAergic population of medial septal cells, crucially involved in the generation of hippocampal theta oscillations, and a local synchronized activation of a subset of inhibitory septal afferents in the hippocampus. The efficacy of the optogenetic rhythm control is verified by a simultaneous monitoring of the local field potential (LFP) across lamina of the CA1 area and/or of neuronal discharge. Using this readily implementable preparation we show efficacy of various optogenetic stimulation protocols for induction of theta oscillations and for the manipulation of their frequency and regularity. Finally, a combination of the theta rhythm control with projection-specific inhibition addresses the readout of particular aspects of the hippocampal synchronization by efferent regions.

We describe the use of optogenetics and electrophysiological recordings for selective manipulations of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The efficacy of the rhythm entrainment is monitored using local field potential. A combination of opto- and pharmacogenetic inhibition addresses the efferent readout of hippocampal synchronization.

Optogenetische Mitnahme von Hippocampal Theta Schwingungen im Verhalten der Mäuse

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools ...

A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice

Transcranial photobiomodulation is a potential innovative noninvasive therapeutic approach for improving brain bioenergetics, brain function in a wide range of neurological and psychiatric disorders, and memory enhancement in age-related cognitive decline and neurodegenerative diseases. We describe a laboratory protocol for transcranial photobiomodulation therapy (PBMT) in mice. Aged BALB/c mice (18 months old) are treated with a 660 nm laser transcranially, once daily for 2 weeks. Laser transmittance data shows that approximately 1% of the incident red light on the scalp reaches a 1 mm depth from the cortical surface, penetrating the dorsal hippocampus. Treatment outcomes are assessed by two methods: a Barnes maze test, which is a hippocampus-dependent spatial learning and memory task evaluation, and measuring hippocampal ATP levels, which is used as a bioenergetics index. The results from the Barnes task show an enhancement of the spatial memory in laser-treated aged mice when compared with age-matched controls. Biochemical analysis after laser treatment indicates increased hippocampal ATP levels. We postulate that the enhancement of memory performance is potentially due to an improvement in hippocampal energy metabolism induced by the red laser treatment. The observations in mice could be extended to other animal models since this protocol could potentially be adapted to other species frequently used in translational neuroscience, such as rabbit, cat, dog, or monkey. Transcranial photobiomodulation is a safe and cost-effective modality which may be a promising therapeutic approach in age-related cognitive impairment.

Photobiomodulation therapy is an innovative noninvasive modality for the treatment of a wide range of neurological and psychiatric disorders and can also improve healthy brain function. This protocol includes a step-by-step guide to performing brain photobiomodulation in mice by transcranial light delivery, which can be adapted for use in other laboratory rodents.

Ein Protokoll für die transkranielle Photobiomodulation Therapie bei Mäusen

Transcranial photobiomodulation is a potential innovative noninvasive therapeutic approach for improving brain bioenergetics, brain function in a wide ...

Data Acquisition and Analysis In Brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as visually evoked potentials (VEPs) or somatosensory evoked potentials (SEPs), the auditory evoked potentials (AEPs) are triggered by the repetitive presentation of identical stimuli, the electroencephalographic (EEG) response of which is subsequently averaged resulting in distinct positive (p) and negative (n) deflections. In humans, both the amplitude and the latency of individual peaks can be used to characterize alterations in synchronization and conduction velocity in the underlying neuronal circuitries. Importantly, AEPs are also applied in basic and preclinical science to identify and characterize the auditory function in pharmacological and genetic animal models. Even more, animal models in combination with pharmacological testing are utilized to investigate for potential benefits in the treatment of sensorineural hearing loss (e.g., age- or noise-induced hearing deficits). Here we provide a detailed and integrative description of how to record auditory brainstem-evoked responses (ABRs) in mice using click and tone-burst application. A specific focus of this protocol is on pre-experimental animal housing, anesthesia, ABR recording, ABR filtering processes, automated wavelet-based amplitude growth function analysis, and latency detection.

Brainstem evoked response audiometry is an important tool in clinical neurophysiology. Nowadays, brainstem evoked response audiometry is also applied in the basic science and preclinical studies involving both pharmacological and genetic animal models. Here we provide a detailed description of how auditory brainstem responses can be successfully recorded and analyzed in mice.

Datenerfassung und -analyse in Brainstem Evokierte Reaktion Audiometrie bei Mäusen

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as ...

Quantitative Measurement of Intrathecally Synthesized Proteins in Mice

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the CSF protein composition delivers crucial information in basic neuroscience research as well as neurological diseases. One caveat is that proteins measured in CSF may derive from both intrathecal synthesis and transudation from serum, and protein analysis of CSF can only determine the sum of these two components. To discriminate between protein transudation from the blood and intrathecally produced proteins in animal models as well as in humans, CSF protein profiling measurements using conventional protein analysis tools must include the calculation of the albumin CSF/serum quotient (Qalbumin), a marker of the integrity of the blood-brain interface (BBI), and the protein index (Qprotein/Qalbumin), an estimate of intrathecal protein synthesis. This protocol illustrates the entire procedure, from CSF and blood collection to quotients and indices calculations, for the quantitative measurement of intrathecal protein synthesis and BBI impairment in mouse models of neurological disorders.

Elevated spinal fluid protein levels can either be the result of diffusion of plasma protein across an altered blood-brain barrier or intrathecal synthesis. An optimized testing protocol is presented in this article that helps to discriminate both cases and provides quantitative measurements of intrathecally synthesized proteins.

Quantitative Messung von intrathecally Synthetisierten Proteinen bei Mäusen

Cerebrospinal fluid (CSF), a fluid found in the brain and the spinal cord, is of great importance to both basic and clinical science. The analysis of the ...