Este proyecto fue apoyado por becas de las Ciencias Naturales e Ingeniería de Investigación de Canadá (355.881) y la Fundación Canadiense para la Innovación.

* La mayoría de los pasos importantes. 1. Equipos y Software <ol><li> La formación y llevar a cabo ensayos en cámaras de ratón operantes equipados con dos ultraligeros, palancas retráctiles 1 posicionadas en ambos lados de un receptáculo de alimentos (véase Tabla 1). Una luz de estímulo está situado encima de cada palanca y hay una luz casa en la parte superior de la jaula. Un dispensador de pellets se encuentra fuera de la cámara. Cada cámara se encuentra dentro de un cubículo que atenúan el sonido con el ventilador. Cámaras están conectadas a un ordenador PC con el software MedPC IV a través de un armario de la interfaz &quot;Smart Control&quot;. </li></ol> Nota: Cuando ultraligeros palancas no están disponibles, se recomienda que la nariz-poke ser utilizado como la respuesta operante para estudios en ratones. Sin embargo, con las dos opciones disponibles sugieren que la selección de la ultra-luz palancas como una medida más fiable de la motivación, ya que asoman la nariz, las respuestas pueden be provocada por inhalación de exploración. <ol start="2"><li> Los programas MedPC utilizados para ejecutar las tareas operantes están escritos en el código de la notación Medstate que un usuario puede aprender con la ayuda de la guía de programación proporcionada. Programación proporciona flexibilidad para el usuario para modificar los códigos existentes o generar únicos parámetros experimentales. Ciertos códigos se pueden obtener de forma gratuita desde Med Associates &quot;Notación Medstate repositorio&quot; <a href="http://www.mednr.com" target="_blank">http://www.mednr.com</a> . Códigos adicionales pueden ser adquiridos en Med Associates. </li></ol> 2. Ratón de aclimatación y la restricción alimentaria <ol><li> A los ratones de llegada se alojan en grupos de al menos 10 días para aclimatarse a un retroceso de 12 h de luz / oscuridad ciclo y siempre con acceso libre a agua y comida. En nuestro caso usamos ratones adultos C57BL / 6 adquiridos de Charles River (San constante control de calidad,). Todas las manipulaciones y experimentos de comportamiento del ratón se realizan durante el ciclo de oscuridad. Todos los programasprocedimientos que impliquen el uso de los animales fueron aprobados por el Comité de Cuidado Animal CRCHUM. </li><li> Los ratones que, posteriormente, por separado, alojamiento y alimentación restringida (70% de su ingesta diaria de alimentos) hasta llegar a 90-95% libres de amamantar peso corporal con el fin de facilitar la adquisición de la respuesta de palanca de prensa. Los ratones que recibieron su cuota diaria de comida en la jaula de su casa después de la terminación del período de sesiones. Al llegar a la pérdida de 5-10% en peso, la comida diaria asignado se ajusta para estabilizar los pesos corporales más bajos para el resto del período de entrenamiento. Una vez que los ratones han alcanzado los criterios de adquisición (véase más adelante) que se vuelven a colocar en un horario de alimentación ad libitum. Los ratones que recuperar el peso perdido del cuerpo en unos 3-4 días. </li><li> Los ratones que se manejan en la sala de ensayo durante 3 días consecutivos antes de la primera sesión de entrenamiento. El día antes del inicio de la formación 10-15 alto contenido de grasa y azúcar (HFHS) pastillas se colocan en la jaula para evitar que la influencia potencial de la neofobia alimentaria en operante performance. Usamos 20 HFHS mg, libres de polvo, gránulos de precisión de alimentos (14 mg también está disponible), que contiene 48,9% Kcal en forma de grasa (Bio Serv, Frenchtown, Nueva Jersey). </li></ol> 3. Condicionamiento operante <ol><li> Los ratones se formó inicialmente para presionar la palanca en una proporción fija (FR) -1 programa de refuerzo mediante el cual una prensa de palanca provoca la entrega de una bola de comida en el receptáculo. Sólo una palanca se designa como &quot;activo&quot; (activar la entrega de premio de comida) y la asignación de las palancas izquierda y derecha se ve compensada entre los ratones. Es importante añadir al menos un tiempo de espera de 5 segundos (A) con el calendario FR1 (FR1/TO-5), durante el cual la palanca de prensado adicional no da lugar a la entrega de una pastilla de alimentos. Este período de tiempo para A permite ratones para consumir el pellet de alimentos, sin embargo más largos tiempos de espera puede ser usado si el experimentador considera que es necesario para su modelo de ratón. Cada sesión de entrenamiento FR tiene una duración de 1 hora o 50 pastillas, cuando se han entregado. </li><li> * Los criterios de adquisición: &lt;/ Strong&gt; Los criterios utilizados para determinar la adquisición de alimentos mantiene operante la respuesta incluye: (1) un número mínimo de respuestas activas y premios ganados, (2) una medida de discriminación entre las palancas de activos e inactivos, y (3) entre el período de sesiones niveles de estabilidad. Los ratones que muestran la discriminación de ≥ 3:01 de la palanca activa versus inactiva y la obtención de ≥ 20 premios por sesión más de tres sesiones consecutivas se consideran para alcanzar los criterios de adquisición 10. Hemos observado que la mayoría (~ 75%) de ratones C57BL6 requieren alrededor de 7-10 días de entrenamiento para alcanzar los criterios de adquisición. Los ratones que no alcanzan los criterios de adquisición en ese momento una formación adicional para un 5-7 días adicionales. Se excluyen los ratones de prueba (~ 5% de los casos) cuando no hay progreso por la quinta jornada de formación adicional. Es importante tener en cuenta que la adquisición operante puede ser una alteración de los resultados de determinadas intervenciones farmacológicas y genéticas y por lo tanto debe ser documentado. &lt;/ Li&gt; <li> Después de tres sesiones sucesivas de la obtención de ≥ 20 pastillas, el horario se aumenta a FR5/TO-5 segundo en el que 5 prensas de palanca activa desencadenar la entrega de la bolita de comida. Capacitación en el horario FR5 dura tres días. </li><li> * Los ratones son entonces entrenado en la relación progresiva (PR) programa de reforzamiento. El horario de ratio de respuesta durante la prueba de relaciones públicas puede ser calculado de acuerdo con Richardson y Roberts (1996) 11 con la siguiente fórmula (redondeado al entero más cercano): = [5 e (R $ * $ 0,2)] - 5 donde R es igual al número de premios de alimentos ya ganado más 1 (es decir, reforzador siguiente). Así, el número de respuestas necesarias para ganar un premio de comida seguir el orden: 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 62, 77, 95 y así sucesivamente. La relación final terminado es el punto de interrupción. </li><li> Una sesión de relaciones públicas tiene una duración máxima de 1 hora. Si no se presiona la palanca en cualquier período de 10 min en los resultados de la terminación de la sesión. RendimientoMance en el programa de relaciones públicas de refuerzo se considera estable cuando el número de premios ganados en una sesión de una hora 1 se desvía por el ≤ 10% durante al menos 3 días consecutivos. </li></ol> 4. Prueba de Relación progresiva y validación <ol><li> Para validar los alimentos mantiene operante la respuesta en la tarea de relaciones públicas, se puede evaluar los puntos de interrupción que responden manipulaciones siguientes sabe que modulan la recompensa de comida. Una prueba relativamente fácil de llevar a cabo es la privación de alimentos que aumentan el estado motivacional del ratón para la alimentación y por lo tanto aumentar los puntos de interrupción. Los ratones que primero debe ser probado en la tarea de relaciones públicas durante un período de alimentación ad libitum hasta un rendimiento estable y de referencia se logra. El día después de la última comida &quot;de base&quot; días se retira de la jaula y ratones se ensayan luego en la tarea PR 24 horas después del comienzo del ayuno. </li><li> También se investigó si la administración periférica de la hormona leptina anoréxica tendría el efecto opuesto en punto de interrupciónumbrales. La leptina (AF Parlow, la hormona del Programa Nacional de péptido, NIDDK) se disolvió en PBS estéril. PR prueba se llevó a cabo siguiendo una inyección IP de PBS en un día y luego después de la inyección de leptina (5 mg / kg) al día siguiente. La leptina se inyectó una hora antes de la prueba PR. Los puntos de interrupción se compararon mediante una prueba t pareada (GraphPad Prism). </li></ol> 5. Los resultados representativos Cuando se prueba la capacidad de la privación de alimentos para modular punto de interrupción de responder en un horario PR de refuerzo, esperamos aumentar significativamente los puntos de interrupción como se muestra en la Figura 1. En este experimento, un período de 24 h de privación de alimentos produjo un ~ 3.6 veces mayor en los puntos de interrupción en comparación con los obtenidos en el libre estado de línea base de alimentación lo que sugiere que la privación de alimentos aumenta los efectos gratificantes de la comida. En contraste, la administración periférica de la hormona leptina anoréxico (5 mg / kg, IP) una hora antes de tsante debe disminuir punto de interrupción de responder como se muestra en la Figura 2. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig1.jpg" /> Figura 1. El ayuno aumenta los efectos gratificantes de la comida. Un ayuno de 24 horas aumentó significativamente los puntos de interrupción en una proporción progresiva (PR) programa de reforzamiento en los ratones (n = 4). La media ± SEM, * p &lt;0,05. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig2.jpg" /> Figura 2. La leptina disminuye la recompensa de comida en los ratones. La administración periférica de leptina (5 mg / kg) disminuyó PR umbrales de respuesta de punto de interrupción en los ratones (n = 4). La media ± 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. C., Anisman, H., Merali, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+differences+in+sucrose+consumption+in+the+rat:+motivational+and+neurochemical+correlates+of+hedonia.">Individual differences in sucrose consumption in the rat: motivational and neurochemical correlates of hedonia.</a> Psychopharmacology (Berl). 157, 269-276 (2001).</li><li>Vaughan, C., Moore, M., Haskell-Luevano, C., Rowland, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+motivated+behavior+of+melanocortin-4+receptor+knockout+mice+under+a+progressive+ratio+schedule.">Food motivated behavior of melanocortin-4 receptor knockout mice under a progressive ratio schedule.</a> Peptides. 27, 2829-2835 (2006).</li><li>Haluk, D. 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>

La producción y el libre acceso de este video-artículo es patrocinado por Med Associates, Inc.

Las tareas de condicionamiento operante constituyen un medio eficaz para evaluar los cambios en las propiedades motivacionales de los alimentos. Los procedimientos experimentales que se detallan en los ratones presente artículo formación de permisos a la palanca de prensa para las recompensas de comida y de forma estable responder en un horario de relaciones públicas de refuerzo. Medir la cantidad de alimentos que se consumen no proporciona la lectura de la misma las medidas de respuesta basadas en el esfuerzo, ya que no todos los factores que afectan la ingesta de alimentos modulan los efectos gratificantes de la comida. Por ejemplo, agotando glucosa utilizables por periférico 2-desoxiglucosa administración en ratas aumenta la cantidad de alimentos consumidos libremente disponible, pero no para alterar puntos de ruptura en una tarea PR para la alimentación 12. Punto de ruptura de relaciones públicas de responder también puede reflejar los cambios en la calidad de las recompensas de comida. Por ejemplo, puntos de ruptura están correlacionados positivamente con la concentración de sacarosa que demuestra que la motivación para los aumentos de sacarosa en una manera que sigue sabor dulce 8 </sa&gt;. Aquí demostramos que la privación de alimentos las 24 horas aumenta considerablemente los puntos de interrupción de relaciones públicas para la alimentación HFHS en ratones. En contraste, se encontró que la administración periférica de la hormona leptina anoréxico disminuye significativamente los puntos de interrupción para la alimentación HFHS en ratones. Estos hallazgos son consistentes con las acciones ya se ha informado de la privación de alimentos y de la leptina en los umbrales de recompensa en ratas 12-14. Cuando se utiliza este protocolo es importante tener en cuenta que la adquisición de alimentos mantiene operante la respuesta se ha mejorado notablemente por el entrenamiento regular (cada 1-2 días) y al aumentar el estado motivacional del ratón mediante la aplicación de un régimen de restricción de alimentos. Además, asegurar que los ratones muestran relativamente estables de responder en un programa de refuerzo antes de pasar a los horarios más complejos (por ejemplo, a la FR5 FR1) es clave para reducir el comportamiento variable durante la prueba. A pesar de la aplicación de estos pasos, no es inusual para obtener cierta variabilidadespecialmente entre diferentes ratones. Por esta razón, se recomienda utilizar un intra-sujetos (medidas repetidas) de diseño siempre que sea posible para eliminar la variabilidad en cuestión. Aunque dentro del sujeto de prueba no es posible para la investigación de las modificaciones genéticas estables (es decir, octavos de final frente a los ratones de control) puede ser utilizado para examinar la influencia de drogas, lesiones o las enfermedades graves manipulaciones genéticas (por ejemplo, optogenética). La obesidad y las enfermedades relacionadas con la obesidad son un problema creciente que ha aumentado la urgencia de identificar las moléculas y las vías neurales implicadas. La acumulación de pruebas pone de relieve el importante papel de los circuitos de recompensa del cerebro en el ansia por la comida, el aumento de la ingesta calórica y el aumento de peso. La tarea de relaciones públicas es una herramienta valiosa para medir el impacto de las manipulaciones neurobiológicos, genéticos o farmacológicos sobre los efectos de recompensa de los alimentos.

<html><table border="1"><tbody><tr><td> Artículo </td><td> Número de catálogo </td><td> Empresa </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Ratón operantes cámaras </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, EE.UU. Teléfono: (802) 527-2343 </td></tr><tr><td> 8 entradas/16 entradas inteligente Panel de control de conexión </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-ligero retráctil la palanca del ratón </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> Dispensador de pellets </td><td> ENV-203 </td><td>Med. Associates.com-/ &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Med Associates, Inc. </td><td></td></tr><tr><td> Light House </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> Estímulo de la luz </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> Libre de polvo de precisión 20 mg alto contenido de grasa y alto nivel de azúcar- gránulos </td><td> F-06649 </td><td> Bio-Serv </td><td> Bio-Serv Una 8th Street, Suite 1 Frenchtown, NJ 08825, EE.UU. Teléfono: (800) -996 a 9908 </td></tr></tbody></table> Tabla 1. Equipos y materiales.

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

Los alimentos que son ricos en grasa y azúcar contribuye significativamente a las tasas de exceso de alimento y la escalada de la obesidad. El consumo de alimentos sabrosos puede producir un efecto gratificante que fortalezca la acción-resultado de asociaciones y refuerza el comportamiento futuro orientado al logro de estos alimentos. Cada vez más pruebas de que los efectos de recompensa de alimentos ricos en energía juegan un papel fundamental en el comer en exceso y el desarrollo de la obesidad tiene mayor interés en el estudio de los genes, moléculas y los circuitos neuronales que modulan los alimentos 1,2 recompensa. El impacto de diferentes estímulos gratificantes pueden ser estudiados mediante la medición de la voluntad de trabajar para su obtención, como en las tareas de condicionamiento operante 3. Modelos operantes de recompensa medida los alimentos adquiridos y voluntarios de las respuestas de comportamiento que se dirigen a la obtención de alimentos. Una medida comúnmente utilizada de la fuerza de recompensa es un procedimiento operante conocido como la relación progresiva (PR) programa de reforzamiento. 4,5 t En el PRpregunta, el sujeto está obligado a efectuar un creciente número de respuestas operantes para cada recompensa sucesivas. El estudio pionero de Hodos (1961) demostraron que el número de respuestas realizadas para obtener la recompensa última, denominada el punto de interrupción, sirve como un índice de resistencia recompensa 4. Si bien los procedimientos operantes que miden los cambios en la tasa de respuesta por sí sola no puede separar los cambios en la intensidad de la recompensa de las alteraciones en la capacidad de rendimiento, el punto de ruptura derivada de la agenda de relaciones públicas es una medida bien validada de los efectos gratificantes de la comida. La tarea de relaciones públicas se ha utilizado ampliamente para evaluar el impacto de recompensa de las drogas de abuso y de alimentos en ratas (por ejemplo, 6-8), pero en menor medida en los ratones 9. El aumento en el uso de ratones modificados genéticamente y los inducidos por la dieta modelos de ratón obesos ha aumentado la demanda de medidas de comportamiento de la recompensa de comida en los ratones. En el presente artículo se detallan los materiales y procedimientos utilizados para entrenar a los ratones para responder (palanca de prensa) para un alto contenido de grasay pellets de alto contenido de azúcar de los alimentos en un programa de relaciones públicas de refuerzo. Se demuestra que los umbrales de punto de interrupción de respuesta aumentan después de la privación aguda de alimentos y disminuyen con la administración periférica de la hormona leptina anoréxica y por lo tanto validar el uso de este paradigma operante de alimentos en ratones.

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

El presente informe detalla el protocolo empleado para medir los efectos de recompensa de alimentos altos en grasa en ratones mediante una tarea progresiva relación de condicionamiento operante.

Progresista-relación de respuesta de alimento sabroso de alta en grasa y azúcar en ratones

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 vistas.  University of Montreal. El presente informe detalla el protocolo empleado para medir los efectos de recompensa de alimentos altos en grasa en ratones mediante una tarea progresiva relación de condicionamiento operante.

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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-laberinto alternancia forzada y la izquierda-derecha para la evaluación de las tareas de discriminación y de trabajo de la memoria de referencia en ratones

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

Investigación

Neurociencias

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.

Medición oral de ácidos grasos Umbrales, Percepción de grasa, alimentos grasos gusto, y papilas Densidad en Humanos

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.

Un método simple y barato para la Determinación de la sensibilidad al frío y Adaptación en ratones

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.

El alimentador de ensayo capilar para analizar el consumo de alimentos en<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.

Evaluación de la Homeostasis dopaminérgica en ratones por medio de análisis de cromatografía líquida de alto rendimiento y absorción de la dopamina Synaptosomal

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.

Un modelo de Ovo para probar compuestos de insulina-mimético

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.

Optogenetic de arrastre de las oscilaciones Theta Hippocampal en comportarse ratones

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.

Un protocolo de Transcranial Photobiomodulation terapia en ratones

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.

Adquisición y análisis de datos en Brainstem Evocada Audiometría de Respuesta en Ratones

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.

Medición cuantitativa de proteínas sintetizadas intratecalmente en ratones

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 ...