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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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 ...

Investigación

Neurociencias

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 ...

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

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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 ...

Electrocorticographic Recording of Cerebral Cortex Areas Manipulated Using an Adeno-Associated Virus Targeting Cofilin in Mice

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. Adeno-associated viruses (AAVs) are increasingly used to improve understanding of brain circuits and their functions. The AAV-mediated manipulation of specific cell populations and/or of precise molecular components has been tremendously useful to identify new sleep regulatory circuits/molecules and key proteins contributing to the adverse effects of sleep loss. For instance, inhibiting activity of the filamentous actin-severing protein&#160;cofilin&#160;using AAV prevents sleep deprivation-induced memory impairment. Here, a protocol is&#160;described that combines the manipulation of cofilin function in a cerebral cortex area with the recording of ECoG activity to examine whether cortical cofilin modulates the wakefulness and sleep ECoG signals. AAV injection is performed during the same surgical procedure as the implantation of ECoG and electromyographic (EMG) electrodes in adult male and female mice. Mice are anesthetized, and their heads are shaved. After skin cleaning and incision, stereotaxic coordinates of the motor cortex are determined, and the skull is pierced at this location. A cannula prefilled with an AAV expressing cofilinS3D, an inactive form of cofilin, is slowly positioned in the cortical tissue. After AAV infusion, gold-covered screws (ECoG electrodes) are screwed through the skull and cemented to the skull with gold wires inserted in the neck muscles (EMG electrodes). The animals are allowed three weeks to recover and to ensure sufficient expression of cofilinS3D. The infected area and cell type are verified using immunohistochemistry, and the ECoG is analyzed using visual identification of vigilance states and spectral analysis. In summary, this combined methodological approach allows the investigation of the precise contribution of molecular components regulating neuronal morphology and connectivity to the regulation of synchronized cerebral cortex activity during wakefulness and sleep.

This article describes a protocol for the manipulation of molecular targets in the cerebral cortex using adeno-associated viruses and for monitoring the effects of this manipulation during wakefulness and sleep using electrocorticographic recordings.

Registro electrocorticográfico de áreas de la corteza cerebral manipuladas con un virus adenoaso asociado dirigido a la cofilina en ratones

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. ...

A Rapid Food-Preference Assay in Drosophila

To select food with nutritional value while avoiding the consumption of harmful agents, animals need a sophisticated and robust taste system to evaluate their food environment. The fruit fly, Drosophila melanogaster, is a genetically tractable model organism that is widely used to decipher the molecular, cellular, and neural underpinnings of food preference. To analyze fly food preference, a robust feeding method is needed. Described here is a two-choice feeding assay, which is rigorous, cost-saving, and fast. The assay is Petri-dish-based and involves the addition of two different foods supplemented with blue or red dye to the two halves of the dish. Then, ~70 prestarved, 2-4-day-old flies are placed in the dish and&#160;allowed to choose between blue and red foods in the dark for about 90 min. Examination of the abdomen of each fly is followed by the calculation of the preference index. In contrast to multiwell plates, each Petri dish takes only ~20 s to fill and saves time and effort. This feeding assay can be employed to quickly determine whether flies like or dislike a particular food.

A Rapid Food-Preference Assay in Drosophila

We present a protocol for a two-choice feeding assay for flies. This feeding assay is fast and easy to run and is suitable not only for small-scale laboratory research, but also for high-throughput behavioral screens in flies.

Un ensayo rápido de preferencia alimentaria en Drosophila

To select food with nutritional value while avoiding the consumption of harmful agents, animals need a sophisticated and robust taste system to evaluate ...

Modeling Stroke in Mice: Focal Cortical Lesions by Photothrombosis

Stroke is a leading cause of death and acquired adult disability in developed countries. Despite extensive investigation for novel therapeutic strategies, there remain limited therapeutic options for stroke patients. Therefore, more research is needed for pathophysiological pathways such as post-stroke inflammation, angiogenesis, neuronal plasticity, and regeneration. Given the inability of in vitro models to reproduce the complexity of the brain, experimental stroke models are essential for the analysis and subsequent evaluation of novel drug targets for these mechanisms. In addition, detailed standardized models for all procedures are urgently needed to overcome the so-called replication crisis. As an effort within the ImmunoStroke research consortium, a standardized photothrombotic mouse model using an intraperitoneal injection of Rose Bengal and the illumination of the intact skull with a 561 nm laser is described. This model allows the performance of stroke in mice with allocation to any cortical region of the brain without invasive surgery; thus, enabling the study of stroke in various areas of the brain. In this video, the surgical methods of stroke induction in the photothrombotic model along with&#160;histological analysis are demonstrated.

Described here is the photothrombotic stroke model, where a stroke is produced through the intact skull by inducing permanent microvascular occlusion using laser illumination after administration of a photosensitive dye.

Modelado de accidente cerebrovascular en ratones: lesiones corticales focales por fototrombosis

Stroke is a leading cause of death and acquired adult disability in developed countries. Despite extensive investigation for novel therapeutic strategies, ...

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s disease (HD) is principally driven by a CAG nucleotide repeat that encodes an expanded glutamine tract in huntingtin protein. Thus, the inhibition of polyglutamine (polyQ) aggregation and, in particular, aggregation-associated neurotoxicity is a useful strategy for the prevention of HD and other polyQ-associated conditions. This paper introduces generalized experimental protocols to assess the neuroprotective capacity of test compounds against HD using established polyQ transgenic Caenorhabditis elegans models. The AM141 strain is chosen for the polyQ aggregation assay as an age-associated phenotype of discrete fluorescent aggregates can be easily observed in its body wall at the adult stage due to muscle-specific expression of polyQ::YFP fusion proteins. In contrast, the HA759 model with strong expression of polyQ-expanded tracts in ASH neurons is used to examine neuronal death and chemoavoidance behavior. To comprehensively evaluate the neuroprotective capacity of target compounds, the above test results are ultimately presented as a radar chart with profiling of multiple phenotypes in a manner of direct comparison and direct viewing.

Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds Against Polyglutamine-Mediated Neurotoxicity

Here, we present a protocol to assess the neuroprotective activities of test compounds in Caenorhabditis elegans, including polyglutamine aggregation, neuronal death, and chemoavoidance behavior, as well as an exemplary integration of multiple phenotypes.

Caenorhabditis elegans como sistema modelo para descubrir compuestos bioactivos contra la neurotoxicidad mediada por poliglutamina

Age-related misfolding and aggregation of pathogenic proteins are responsible for several neurodegenerative diseases. For example, Huntington&#39;s ...

Ensayos de estreñimiento en moscas Drosophila

Measuring Constipation in a Drosophila Model of Parkinson's Disease

Non-motor symptoms in Parkinson's disease (PD) are common, difficult to treat, and significantly impair quality of life. One prevalent non-motor symptom is constipation, which can precede the diagnosis of PD by years or even decades. Constipation has been underexplored in animal models of PD and lacks specific therapies. This assay utilizes a Drosophila model of PD in which human alpha-synuclein is expressed under a pan-neuronal driver. Flies expressing alpha-synuclein develop the hallmark features of PD: the loss of dopaminergic neurons, motor impairment, and alpha-synuclein inclusions.
This protocol outlines a method for studying constipation in these flies. Flies are placed on fly food with a blue color additive overnight and then transferred to standard food the following day. They are subsequently moved to new vials with standard fly food every hour for 8 h. Before each transfer, the percentage of blue-colored fecal spots compared to the total fecal spots on the vial wall is calculated. Control flies that lack alpha-synuclein expel all the blue dye hours before flies expressing alpha-synuclein. Additionally, the passage of blue-colored food from the gut can be monitored with simple photography. The simplicity of this assay enables its use in forward genetic or chemical screens to identify modifiers of constipation in Drosophila.

Autor destacado: Explorando los síntomas no motores en la enfermedad de Parkinson 

This protocol presents an assay for modeling constipation in an alpha-synuclein based Drosophila model of Parkinson's disease.

Medición del estreñimiento en un modelo de Drosophila de la enfermedad de Parkinson

Non-motor symptoms in Parkinson's disease (PD) are common, difficult to treat, and significantly impair quality of life. One prevalent non-motor symptom ...