Ringraziamo il Consiglio di Ricerca di Facoltà presso Azusa Pacific University di sovvenzioni. Ringraziamo anche Ashley Schneider, Michael Gregg, e Hannah Esempio per il supporto tecnico.

Questa ricerca è stata approvata dal Institutional Animal Care and Use Committee Azusa Pacific University. Tutte le procedure che coinvolgono gli animali sono stati effettuati seguendo le raccomandazioni della Guida per la cura e l&#39;uso di animali da laboratorio del National Institutes of Health. 1. Modifica Apparecchi di motivazione sociale e Valence confronto test Paradigmi <ol><li> Al fine di testare topi in attività operante del comportamento sociale, modificare centro scatole navetta modulare di canale. Queste scatole navetta misurano 44 centimetri x 17,3 centimetri e sono realizzati in plexiglas e acciaio inossidabile. </li><li> Modifica una porta a ghigliottina programmabile montando una griglia di filo alla faccia dello stipite. La griglia filo dovrebbe consentire limitata contatti sociali ma non permettere ai topi di attraversare da una camera all&#39;altra. </li><li> Utilizzando la porta a ghigliottina programmabile, dividere ogni scatola in due camere: ciascuno dei quali misura circa 22 cm x 17,3 centimetri. Designare una camera come the camera di prova e l&#39;altro come camera del bersaglio. </li><li> Inserire leve mouse nella camera di prova sulla parete opposta della porta a ghigliottina. Collocare un liquido ricettacolo cibo mestolo tra le due leve del mouse. </li><li> Programmare le leve del mouse per aprire il porta a ghigliottina o presentare un alimento premio liquido, a seconda del paradigma test. </li><li> Collegare un pulsante palmare per l&#39;apparato e il programma per aprire la porta a ghigliottina (per la sagomatura manuale di prova topi). </li><li> Montare ogni scatola navetta con un controller I / R a otto canali per monitorare l&#39;attività sul pavimento griglia metallica di ogni camera. Montare una videocamera digitale USB sopra la camera di prova e collegarla a un computer. Racchiudere l&#39;intero apparato di un melammina attenuazione del suono cubicolo. </li><li> Eseguire i programmi operanti con programmi personalizzati scritti in laboratorio. </li></ol> 2. Un progetto per il Mice per il Motivation paradigma sociale <ol><li> Inserire un topo di prova nel test cHamber e un&#39;età e sesso del mouse stimolo nella camera di destinazione. </li><li> Formare il mouse test per premere le leve per aprire la porta a ghigliottina utilizzando il metodo di formatura o di rinforzo di approssimazioni successive alla risposta operante desiderato. Durante questa procedura di sagomatura, fornire rinforzo manualmente premendo il pulsante palmare programmato per controllare la porta a ghigliottina. Nota: Rinforzo consiste nell&#39;aprire la porta a ghigliottina per 15 sec, quindi permettendo l&#39;accesso al mouse stimolo attraverso la griglia metallica. </li><li> Osservare il mouse nella camera di prova si utilizza la fotocamera montata sopra la camera di prova. </li><li> Treno ogni mouse in una serie di 30 min sedute giornaliere fino a che non dimostrano di almeno 10 risposte operante (presse a leva) in 3 su 5 sessioni di test consecutivi. Ruotare topi attraverso scatole di navetta con l&#39;assegnazione casuale. </li><li> Se i topi non raggiungono tale criterio dopo 30 sedute di allenamento giornaliere, togliere i topi dalla sperimentazione e designate come non-studenti. Nota: Il numero di sessioni di allenamento giornaliere può essere prorogato oltre il 30 a seconda delle preferenze del ricercatore. </li><li> Alternate i topi stimolo utilizzati durante formatura in modo che un diverso mouse viene utilizzato ogni altro giorno. </li><li> Scatole navetta Clean tra ogni sessione di allenamento con il 70% di alcol etilico. Inoltre, a seguito del completamento di testare ogni giorno, pulire tutte le apparecchiature con un detergente disinfettante. </li></ol> 3. Test del Mice nella motivazione paradigma sociale <ol><li> Posizionare un topo addestrato prova nella camera di prova e l&#39;età e sesso del mouse stimolo nella camera di destinazione. Durante il test, utilizzare un pool di almeno 10 topi di stimolo da assegnare a ciascun topo di prova in modo che i topi di stimolo si ripetono solo dopo 10 sessioni di test al giorno. Non usare i topi di stimolo utilizzati durante plasmare per i test. </li><li> Programmare la porta a ghigliottina per aprire su un programma rapporto progressivo di rinforzo in modo che il numero di operante resposte (presse a leva) necessari per ottenere la ricompensa sociale del 15 sec accesso al mouse bersaglio aumenta aritmeticamente da un tasso fisso di 3 ogni prova. </li><li> Programmare le sessioni di prova per terminare quando il mouse si ferma prova leva premendo per cinque minuti consecutivi. </li><li> Registrare l&#39;ultimo completato (rinforzato) rapporto come il punto di interruzione. Utilizzare questa misura dipendente come indice di motivazione sociale. Verificare ogni mouse per 20 sessioni giornaliere consecutive o per almeno 10 sessioni di test dopo si osservano livelli di prestazione asintotica. </li><li> Pulire le caselle di navetta tra ogni sessione di test con il 70% di alcol etilico e dopo il completamento della prova ogni giorno con un detergente disinfettante. </li></ol> 4. Confronto tra Valence sociale Versus ricompensa in cibo <ol><li> Dopo che tutti i topi completano il paradigma motivazione sociale, testare questi stessi topi in un compito progettato per confrontare la valenza del premio sociale con quella di un premio alimentare. </li><li> Programmare una levaper aprire la porta a ghigliottina e presentare il premio sociale per 15 sec e programmare la leva opposta a presentare un alimento premio liquido per 15 secondi. Nota: La ricompensa cibo liquido utilizzato in questo protocollo consisteva di latte evaporato addolcito con lo 0,2% di saccarosio. Preparare una quantità sufficiente (in genere 500 ml) per presentare ripetutamente ricompense di 0,02 ml per ogni mouse. </li><li> Assegnare topi prova alternati contingenze leva / ricompensa per controllare i potenziali bias leva tra i topi. Quindi, assegnare la metà dei topi in ogni gruppo di test ad una leva sinistra / ricompensa alimentare e leva destra / rendimento contingenza sociale e l&#39;altra metà ad una leva sinistra / ricompensa sociale e leva destra / cibo ricompensa contingenza. </li><li> Treno il mouse per il confronto di valenza sociale contro cibo ricompensa. <ol><li> Posizionare un topo di prova nella camera di prova e inserire un età e sesso-abbinato del mouse stimolo nella camera di destinazione. </li><li> Fare una sola leva / premiare contingenza attivo durante ogni sessione di allenamento. Training consistedi sei sessioni di 1 h che si alternano tra contingenze ogni giorno. Topi stimolo alternativi assegnati a ogni mouse prova ogni altra sessione ricompensa sociale. </li><li> Mantenere i topi sulla loro chow dieta ad libitum durante l&#39;allenamento e test con la ricompensa cibo. Privazione cibo è inutile per condizionamento operante nei topi con l&#39;utilizzo del latte e saccarosio soluzione evaporata 18. </li></ol></li><li> Test del mouse per il confronto valenza di ricompensa sociale contro cibo. <ol><li> Programmare il programma di rinforzo ad un rapporto fisso di 3: 1, in modo che ogni terza pressa a leva è rinforzato, ma solo dalla sua rispettiva successi associati. </li><li> Sessioni di test del programma di correre per 60 minuti. </li><li> Posizionare un topo di prova nella camera di prova e inserire un età e sesso-abbinato del mouse stimolo nella camera di destinazione. Nota: Lo stesso gruppo di 10 topi stimolo utilizzati nel compito motivazione sociale può essere riutilizzato ma assegnato ai topi di prova utilizzando una rotazione di 10 giorni. </li><li> Test i topi in 20 sedute giornaliere seguenti i 6 giorni di allenamento o per almeno 10 sessioni giornaliere seguito all&#39;osservazione di livelli di performance asintotica. Le misure dipendenti primarie per questo paradigma è il numero totale di presse a leva per ogni tipo di premio. </li><li> Ancora una volta, pulire le caselle di navetta tra una sessione di test che utilizzano il 70% di alcol etilico e dopo ogni giornata di test con un detergente disinfettante. </li></ol></li></ol>

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Gli autori non hanno interessi finanziari concorrenti.

I paradigmi operanti motivazione sociale descritte in questo articolo sono strumenti potenti per la caratterizzazione del comportamento sociale in modelli murini di patologie umane. Piuttosto che permettere un mouse test per scegliere passivamente un incontro sociale, questi paradigmi richiedono sforzo dal mouse di prova per ottenere un premio sociale. La quantità di sforzo che un mouse test è disposta a produrre per ottenere il premio sociale fornisce una misura quantitativa della motivazione sociale. Inoltre, attraverso il paradigma di confronto valenza, un comportamento motivato può essere paragonato tra i diversi tipi di ricompensa. Entrambi questi paradigmi operanti può essere utilizzato per valutare motivazioni sessuali e parentali pure presentando stimolo appropriato sul lato opposto della porta a ghigliottina. Lo sviluppo di questi paradigmi motivazione sociale ha comportato la risoluzione dei problemi di più variabili chiave. Ad esempio, attraverso pilota studia la quantità di tempo che la ricompensa i socials presentato è stata abbassata da 30 sec a 15 sec. Mentre questo tempo è sufficiente per le interazioni sociali tra test e stimolo topi, la ricerca futura può ottimizzare la quantità di tempo per il premio sociale. Allo stesso modo, il progressivo aumento rapporto presse a leva a ricompense sociali è stata abbassata da un tasso fisso di 5 a 3 in base alle ricerche pilota. Il numero di giorni necessari per raggiungere leva asintotico premendo comportamento inizialmente valutata attraverso 30 giorni di sessioni di test al giorno. È stato stabilito che la maggior parte dei topi raggiungono asymptote in 7 giorni in modo che il numero di sessioni di test è stato abbassato a 20. prestazione giornaliera non variare tuttavia, così la media dei dati nel corso degli ultimi 10 giorni assicura prestazioni asintotico fornendo allo stesso tempo una migliore indice delle vere prestazioni media di un minor numero di giorni di test. I ricercatori dovrebbero monitorare i loro dati per garantire che le prestazioni asintotica è raggiunto entro 10 giorni di prova o modificare il protocollo, se necessario. Trasessioni ining sono stati abbassati da 1 ora a 30 min. Il numero di sessioni di formazione richiesti non dipende dal ceppo di topo e di alcuni topi può essere arbitrariamente designato come nonlearners dopo un numero fisso di sessioni di formazione 18. Il numero di giorni di formazione necessari per raggiungere il criterio per l&#39;avanzamento al paradigma test fornisce un altro indice di motivazione sociale ed è quindi degno di inseguimento. I ricercatori possono anche voler provare diverse opzioni di cibo fedeltà per il paradigma di confronto valenza. Tuttavia, è importante che i topi di prova sono inizialmente formati utilizzando un premio puramente sociale e poi testato nel paradigma motivazione sociale prima di iniziare il paradigma di confronto valenza. Questi paradigmi operanti motivazione sociale possono essere modificati e migliorati attraverso la misurazione delle variabili aggiuntivi rispetto a quelli indicati nel protocollo di cui sopra. Ad esempio, la posizione di ciascun topo nella sua rispettiva camera può essere monitorato utilizzando currently disponibili software commerciale. Inoltre, i comportamenti specifici, tra cui il contatto naso-naso o vocalizzazioni ultrasoniche possono essere lanciati durante le interazioni sociali. I ricercatori possono ulteriore esperimento con adattamenti dei rapporti utilizzati nel paradigma motivazione sociale o con processi che coinvolgono l&#39;assenza di un partner sociale o addirittura confronti che coinvolgono altri stimoli dietro la porta a ghigliottina, come un video di una conspecifico o anche un fantoccio. Per il paradigma di confronto valenza, analisi delle dinamiche di scelta in tutti gli studi in grado di fornire ulteriori informazioni per quanto riguarda spostamenti di motivazione a causa di sazietà per un particolare tipo di ricompensa 18. Mentre questi operanti paradigmi motivazioni sociali forniscono uno strumento tanto necessario per quantificare motivazione sociale nei topi, hanno alcune limitazioni. In primo luogo, questi paradigmi richiedono topi di avere la capacità cognitiva di fare associazioni apprese tra la leva di pressatura e la ricompensa sociale. Alcuni modelli di mouse puòhanno deficit nelle abilità sia cognitive e sociali che rende difficile valutare la motivazione sociale utilizzando questi paradigmi. In secondo luogo, la natura dell&#39;incontro sociale è limitata come i topi sono solo permesso di interagire attraverso una griglia metallica. Tuttavia, i topi sono ancora in grado di impegnarsi con successo in molti comportamenti sociali tipici, in particolare, naso a naso indagini. Una limitazione finale di questi metodi è che sono intensità di lavoro e richiedono molto tempo per essere completata. La formazione e la sperimentazione attraverso entrambi i paradigmi richiede un minimo di due mesi di sedute quotidiane. Alcuni topi possono richiedere molto più tempo per imparare l&#39;associazione leva premendo estende il numero di sessioni. Mentre i paradigmi di certo non si qualificano le tecniche high-throughput, i dati che esse generano è di grande valore e vale l&#39;investimento lavoro richiesto. Tuttavia, per fornire una caratterizzazione più completa del comportamento sociale di un particolare modello di topo, si raccomanda che questi paradigmi ci sianocato in combinazione con altri metodi consolidati di misurazione comportamento sociale nei topi.

Negli ultimi anni, il legame tra fattori genetici e ambientali per i disturbi del comportamento sociale tra cui disturbi dello spettro autistico, ha portato allo sviluppo di modelli murini progettati per esplorare il ruolo di questi fattori nel comportamento sociale. Questo ha creato una domanda di nuove tecniche per la caratterizzazione del comportamento sociale nei topi, tra cui una misura quantitativa della motivazione sociale 1. Ci sono diversi paradigmi stabiliti che possono essere usati per dimostrare motivazione sociale in topi, tuttavia; tutti hanno gravi limitazioni alla loro capacità di quantificare la forza del comportamento motivato. Ad esempio, alcune delle prime valutazioni comportamentali inclusi semplici osservazioni di interazioni sociali tra due roditori che non hanno mai incontrato. Diversi comportamenti, tra cui si avvicina, in seguito, annusando, e governare sono spesso misurati, e possono fornire un indice di motivazione sociale. Sono stati condotti inizialmente Questi studiin ratti 2-5, e poi adattato per l&#39;uso in topi 6,7. Assuefazione / Dishabituation paradigmi di riconoscimento sociale in cui la sperimentazione animale è esposto più volte allo stesso stimolo animale (assuefazione), e quindi esposti a un animale romanzo (Dishabituation) anche fornire una misura di motivazione sociale 8. Come le etichette suggeriscono, animali tipici mostrerà una risposta comportamentale abituata alla presenza ripetuta degli stessi animali di stimolo ma dimostreranno Dishabituation, o un ritorno alla linea di base, se esposti al romanzo animali. La risposta assuefazione probabile dimostra un calo della motivazione del mouse test per interagire con il mouse stimolo. Paradigmi scelta sociale che permettono un mouse di prova di scegliere tra una camera vuota e un mouse di stimolo limitato a una camera diversa sono stati utilizzati anche per valutare la motivazione sociale. Un processo inizia tipicamente posizionando il mouse di prova in una camera centrale neutra. Alcune versioni di questo compito comporta tethering il mouse stimolo per una camera 9. Una modifica di questo compito impiegato l&#39;uso di un contenitore di filo nei topi stimolo evitando stabulazione fissa stimolo 10. Più recentemente, un compito condizionata posto preferenza sociale è stato sviluppato in cui i topi sono stati condizionati ad associare camere distinte visivamente con la presenza o assenza di un partner sociale, e poi lasciata per esplorare le camere vuote seguente condizionamento 11. Più tempo trascorso nella camera dove accoppiamenti sociali precedentemente verificati è considerato un indice di motivazione sociale. Tutti i paradigmi di cui sopra forniscono dati importanti relativi al fenotipo sociale dei topi. Tuttavia, mentre si può osservare se un topo dimostra un &quot;desiderio&quot; di cercare l&#39;interazione sociale nei paradigmi di cui sopra, la forza di questo &quot;desiderio&quot;, vale a dire., Motivazione sociale, è difficile da misurare. La forza di comportamento motivato hatradizionalmente stata misurata nei roditori creando uno scenario in cui devono lavorare in modo da accedere alla sorgente della loro motivazione. Si tratta di solito roditori di formazione in un paradigma operante coinvolge cibo come il fattore motivante. Tuttavia, questo metodo è stato impiegato in precedenza per studiare motivazione sociale nei ratti, ma o richieda l&#39;accesso a un partner sessuale per i ratti maschi o, per le femmine, l&#39;accesso ai propri cuccioli (rivisto in Matthews et al., 2005) 12,13. Prima dello sviluppo dei paradigmi motivazioni sociali descritte di seguito, c&#39;era solo un altro studio che ha indagato la motivazione sociale al di fuori della motivazione sessuale utilizzando un paradigma operante con i topi 12. In questa serie di esperimenti, outbred topi Swiss Webster stati formati a premere una leva per ottenere l&#39;accesso ad un conspecifico stesso sesso. In un esperimento, una latenza significativamente ridotta inizi a rispondere per l&#39;accesso al mous destinazionee è stato dimostrato nei topi individualmente ospitato rispetto ai topi del gruppo-alloggiato suggeriscono maggiore motivazione a cercare l&#39;accesso sociale in questi topi socialmente isolati. In un altro esperimento di questo stesso studio, il confronto è stato effettuato tra saline e l&#39;ossitocina antagonista (atosiban) topi infusi. È interessante notare che i topi-farmaco infuso dimostrato un significativo aumento della latenza per iniziare rispondere per accedere al mouse destinazione suggerendo motivazione ridotta per un premio sociale in questi topi. Mentre questi esperimenti rappresentano un nobile tentativo di quantificare motivazione sociale nei topi utilizzando condizionamento operante, sono stati anche fortemente limitate e sono notevolmente migliorati utilizzando i metodi descritti di seguito. Ad esempio, un difetto fondamentale apparente nel primo esperimento sopra descritto (esperimento 2 dello studio effettivo) era uso dei ricercatori di soli 2 topi bersaglio alternati attraverso giorni di test. Precedenti ricerche hanno dimostrato che il riconoscimento sociale in gruppo ospitatotopi possono durare da un minimo di 7 giorni che portano alla riduzione di indagine sociale, con l&#39;esposizione ripetuta alla stessa destinazione 14. Tuttavia, il riconoscimento sociale, in ratti e topi individualmente alloggiati dissipa entro 1-2 ore in modo che le durate di indagine sociale rimangono a livelli di base se un&#39;esposizione ripetuta alla stessa destinazione è di almeno 2 ore dopo l&#39;esposizione iniziale 15-17. La latenza ridotta di topi alloggiati individualmente inizi a rispondere per l&#39;accesso sociale riportato nella Matthews et al. Esperimento può essere una conseguenza della mancanza di riconoscimento sociale dei topi bersaglio attraverso giorni di test 12. Questo potenziale confondente è controllato dai metodi indicati utilizzando un nuovo target del mouse su ogni giorno di prova. Inoltre, in entrambi gli esperimenti del Matthews et al. Lo studio di cui sopra, non c&#39;erano differenze nel numero totale di presse a leva effettuate tra i gruppi segnalati. E &#39;possibile che una differenza totale presse a leva potrebbe avere essereit rilevato se i ricercatori hanno utilizzato un rapporto progressivamente crescente di risposte per premiare ed usati nel nostro disegno di ricerca riportate qui di seguito. Inoltre, l&#39;accesso al mouse obiettivo è stato controllato manualmente dallo sperimentatore, sollevando una scatola che copriva il bersaglio. L&#39;utilizzo di una porta a ghigliottina a controllo automatico per l&#39;accesso al mouse destinazione elimina la possibilità di artefatti dovuti alla presenza dello sperimentatore. Infatti, al fine di automatizzare completamente la motivazione sociale paradigmi operanti, attrezzature di ricerca è stato personalizzato come descritto di seguito.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Modular Shuttle Box</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-010MC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Auto-Guillotine Door&#160;</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-010B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse Levers&#160;</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-3010M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid Dipper with Food Receptacle</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-202M-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eight-Channel I/R Controller&#160;</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-253C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Melamine Sound-Attenuating Cubicle&#160;</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>ENV-016MD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MED-PC IV Software Program</td>
			<td>Med Associates Inc.</td>
			<td>MED-PC IV&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsoft Lifecam Camera&#160;</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire Grid</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Wire grids can be purchases from a hardward store. We cut wire grids from stainless steel mouse cage tops.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% Ethyl Alcohol</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Used to clean shuttle boxes between mice. Specific brand is unnecessary.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Evaportated Milk</td>
			<td>Carnation</td>
			<td></td>
			<td>0.02 mL combined with 0.2% sucrose. We always purchase the same brand for better consistency.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any brand of pure granular sugar will due as it is dissolved in the evaporated milk.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantifying social motivation in mice using operant conditioning

In questo protocollo, la motivazione sociale si misura nei topi attraverso un paio di condizionamento operante paradigmi. Per condurre gli esperimenti, a due camere scatole navetta erano dotati di due leve operante (sinistra e destra) e un ricettacolo alimentare in una camera, che è stato poi diviso dalla seconda camera da una porta a ghigliottina automatizzato coperto da una griglia metallica. Diversi topi stimolo, ruotati attraverso giorni di test, serviti come stimolo sociale dietro la griglia di filo, ed erano visibili solo dopo l&#39;apertura della porta a ghigliottina. Topi di prova sono stati addestrati a premere la leva per aprire la porta e ottenere l&#39;accesso al partner stimolo per 15 sec. Il numero di presse a leva necessarie per ottenere la ricompensa sociale aumentato progressivamente su un programma fisso di 3. sessioni di test si è conclusa dopo i topi di prova fermato leva premuto per 5 minuti consecutivi. L&#39;ultimo rapporto o breakpoint rinforzato può essere usato come una misura quantitativa di motivazione sociale. Per il secondo paradigma, ttopi est sono stati addestrati a discriminare tra presse a leva sinistra e destra in modo da ottenere sia una ricompensa alimentare o la ricompensa sociale. I topi sono stati premiati per ogni 3 presse di ogni rispettivo leva. Il numero di ricompense alimentari e sociali può essere paragonato come una misura del valore attribuito ad ogni ricompensa. Il rapporto di ogni tipo di ricompensa può essere confrontata tra ceppi di topi e il cambiamento di questo rapporto può essere monitorato in sessioni di test per misurare la sazietà con un determinato tipo di ricompensa. Entrambi questi operante condizionamento paradigmi sono molto utili per la quantificazione di motivazione sociale in modelli murini di autismo e altri disturbi del comportamento sociale.

Questo protocollo è stato utilizzato per confrontare la prosociale C57BL / 6J ceppo di topo inbred con il ceppo di topi inbred BTBR che è stato riportato in precedenza a mostrare diminuzioni di comportamento sociale 10,18. E &#39;stato anche utilizzato per caratterizzare motivazione sociale in diversi ceppi di topi knockout ipotizzate essere aumentato o diminuito motivazione sociale. Risultati precedentemente pubblicati confrontando il C57BL / 6J e BTBR ceppi di topi inbred sono mostrati in Figura 1. Questi risultati dimostrano diminuita motivazione sociale per i topi BTBR rispetto ai C57BL / 6J. Il paradigma Valence confronto anche dimostrato diminuita motivazione cibo per i topi BTBR suggerendo una diminuzione complessiva del comportamento motivato per questo ceppo (Figura 1B). Figura 2A presenta alcuni dati preliminari pubblicati confronto wild-type fratelli sul C57BL / 6 sfondo ceppo con eterozigote e homozygonoi Knockout fratelli con ridotta o assente proteina prodotto da un gene (gene X) ipotizzarono a promuovere la motivazione sociale. Figura 2B presenta alcuni dati preliminari pubblicati confronto wild-type fratelli sul C57BL / 6 sfondo sforzo per knockout fratelli eterozigoti con ridotta proteina prodotto da un gene (gene Y) ipotizza di ridurre motivazione sociale. I dati preliminari di ciascuno di questi studi sostengono ogni rispettivo ipotesi e dimostrano ulteriormente il valore delle operanti paradigmi motivazione sociale descritti. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig1.jpg" /> Figura 1. Risultati precedentemente pubblicati dalla motivazione sociale e di valenza paradigmi di confronto. (A) Il punto di interruzione media dei ricoveri individuali (IH) topi B6, alloggiato in gruppo (GH) topi B6, e di gruppo-alloggiato topi BTBR attraverso gli ultimi 10 giorni di test nel compito motivazione sociale. C&#39;eranoun totale di 9 topi in ciascun gruppo. Individualmente e topi B6 gruppo-alloggiato eseguite in modo simile, ma c&#39;era una differenza significativa tra i topi B6 e BTBR alloggiato in gruppo (t = 2.741, df = 16, p = 0,015). (B) Il numero medio di ricompense alimentari e ricompense sociali per i topi B6 e BTBR gruppo-alloggiato attraverso gli ultimi 10 sessioni del paradigma di confronto valenza. Entrambi i gruppi di topo ottenuti significativamente più ricompense alimentari di ricompense sociali (BTBR: t = 3.551, df = 8, p = 0.007; B6: t = 9.478, df = 8, p &lt;0.001). Tuttavia, i topi BTBR acquisite significativamente minor numero di ricompense alimentari rispetto ai topi B6 e anche il minor numero di ricompense sociali (t = 3.321, df = 16, p = 0,004). Figura modificato da Reference 18. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig2.jpg" /> Figura 2. Risultati rappresentativi della ricerca inedita utilizzando il paradigma motivazione sociale. (A) Media breakpoint (ultima rinforzato ratio) raggiunto prima i topi fermato leva di pressione per 5 min. Per gene X, per un totale di 12 WT, 7 HET, e 6 topi KO sono stati testati nel paradigma motivazione sociale. ANOVA ha rivelato una differenza significativa tra genotipi (F = 7,18, df = 2, 22, p = 0,004). Post hoc test di Tukey HSD hanno dimostrato che topi KO eseguita significativamente al di sotto dei controlli WT. (B) Per gene Y, per un totale di 8 HET e 6 topi WT sono stati testati. Una campioni t-test indipendente ha rivelato una differenza significativa tra genotipi (t = 2.26, df = 8,97, p = 0,05). * Indica una differenza significativa dai topi WT a livello .05 alfa.

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Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

This article describes a new protocol for the quantitative measurement of social motivation in mice using operant conditioning for a social reward. The protocol is useful for the measurement of social motivation in mouse models of autism and other disorders of social behavior.

Quantificare motivazione sociale nei topi mediante condizionamento operante

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered ...

quantifying-social-motivation-in-mice-using-operant-conditioning

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

17.9K Views.  Azusa Pacific University. This article describes a new protocol for the quantitative measurement of social motivation in mice using operant conditioning for a social reward. The protocol is useful for the measurement of social motivation in mouse models of autism and other disorders of social behavior. 

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Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association between environmental cues and aversive experiences. In this test, mice are placed into a conditioning chamber and are given parings of a conditioned stimulus (an auditory cue) and an aversive unconditioned stimulus (an electric footshock). After a delay time, the mice are exposed to the same conditioning chamber and a differently shaped chamber with presentation of the auditory cue. Freezing behavior during the test is measured as an index of fear memory. To analyze the behavior automatically, we have developed a video analyzing system using the ImageFZ application software program, which is available as a free download at http://www.mouse-phenotype.org/. Here, to show the details of our protocol, we demonstrate our procedure for the contextual and cued fear conditioning test in C57BL/6J mice using the ImageFZ system. In addition, we validated our protocol and the video analyzing system performance by comparing freezing time measured by the ImageFZ system or a photobeam-based computer measurement system with that scored by a human observer. As shown in our representative results, the data obtained by ImageFZ were similar to those analyzed by a human observer, indicating that the behavioral analysis using the ImageFZ system is highly reliable. The present movie article provides detailed information regarding the test procedures and will promote understanding of the experimental situation.

This article presents a protocol for a contextual and cued fear conditioning test using a video analyzing system to assess fear learning and memory in mice.

Contestuali e Cued paura condizionata test utilizzando un sistema di video Analizzare in topi

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association ...

Ricerca

Comportamento

Trace Fear Conditioning in Mice

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings between a neutral stimulus and an unconditioned stimulus. There is a 20 sec trace period that separates each conditioning trial. On the following day freezing is measured during presentation of the conditioned stimulus (CS) and trace period. On the third day there is an 8 min test to measure contextual memory. The representative results are from mice that were presented with the aversive unconditioned stimulus (shock) compared to mice that received the tone presentations without the unconditioned stimulus. Trace fear conditioning has been successfully used to detect subtle learning and memory deficits and enhancements in mice that are not found with other fear conditioning methods. This type of fear conditioning is believed to be dependent upon connections between the medial prefrontal cortex and the hippocampus. One current controversy is whether this method is believed to be amygdala-independent. Therefore, other fear conditioning testing is needed to examine amygdala-dependent learning and memory effects, such as through the delay fear conditioning.

In the following experiment we describe a protocol for trace fear conditioning in mice. This type of associative memory includes a trace period that separates the neutral stimulus and the unconditioned stimulus.

Trace paura condizionata in topi

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings ...

Studying Food Reward and Motivation in Humans

A key challenge in studying reward processing in humans is to go beyond subjective self-report measures and quantify different aspects of reward such as hedonics, motivation, and goal value in more objective ways. This is particularly relevant for the understanding of overeating and obesity as well as their potential treatments. In this paper are described a set of measures of food-related motivation using handgrip force as a motivational measure. These methods can be used to examine changes in food related motivation with metabolic (satiety) and pharmacological manipulations and can be used to evaluate interventions targeted at overeating and obesity. However to understand food-related decision making in the complex food environment it is essential to be able to ascertain the reward goal values that guide the decisions and behavioral choices that people make. These values are hidden but it is possible to ascertain them more objectively using metrics such as the willingness to pay and a method for this is described. Both these sets of methods provide quantitative measures of motivation and goal value that can be compared within and between individuals.

This article describes a set of methods for the measurement of food related motivation and food related goal values in humans.

Studiare ricompensa in cibo e motivazione in esseri umani

A key challenge in studying reward processing in humans is to go beyond subjective self-report measures and quantify different aspects of reward such as ...

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these processes is the ability to adjust behavior in response to changes in one&#8217;s environment (i.e., behavioral flexibility). These processes are essential to normal human behavior, and may be disrupted in diverse neuropsychiatric conditions, including schizophrenia, alcoholism, depression, stroke, and Alzheimer&#8217;s disease. Understanding of the neurobiology of executive functions has been greatly advanced by the availability of animal tasks for assessing discrete components of behavioral flexibility, particularly strategy shifting and reversal learning. While several types of tasks have been developed, most are non-automated, labor intensive, and allow testing of only one animal at a time. The recent development of automated, operant-based tasks for assessing behavioral flexibility streamlines testing, standardizes stimulus presentation and data recording, and dramatically improves throughput. Here, we describe automated strategy shifting and reversal tasks, using operant chambers controlled by custom written software programs. Using these tasks, we have shown that the medial prefrontal cortex governs strategy shifting but not reversal learning in the rat, similar to the dissociation observed in humans. Moreover, animals with a neonatal hippocampal lesion, a neurodevelopmental model of schizophrenia, are selectively impaired on the strategy shifting task but not the reversal task. The strategy shifting task also allows the identification of separate types of performance errors, each of which is attributable to distinct neural substrates. The availability of these automated tasks, and the evidence supporting the dissociable contributions of separate prefrontal areas, makes them particularly well-suited assays for the investigation of basic neurobiological processes as well as drug discovery and screening in disease models.

The ability to assess executive functions such as behavioral flexibility in rats is useful for investigating the neurobiology of cognition in both intact animals and disease models. Here we describe automated tasks for assessing strategy shifting and reversal learning, which are particularly sensitive to disruptions in prefrontal cortical networks.

Procedure operante per la Valutazione di flessibilità comportamentale in Rats

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

The Hole Consiglio Modified - Behavior, Cognition e l&#39;interazione sociale in topi e ratti di misura

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

The Social Dimension of Stress: Experimental Manipulations of Social Support and Social Identity in the Trier Social Stress Test

In many situations humans are influenced by the behavior of other people and their relationships with them. For example, in stressful situations supportive behavior of other people as well as positive social relationships can act as powerful resources to cope with stress. In order to study the interplay between these variables, this protocol describes two effective experimental manipulations of social relationships and supportive behavior in the laboratory. In the present article, these two manipulations are implemented in the Trier Social Stress Test (TSST)&#8212;a standard stress induction paradigm in which participants are subjected to a simulated job interview. More precisely, we propose (a) a manipulation of the relationship between different protagonists in the TSST by making a shared social identity salient and (b) a manipulation of the behavior of the TSST-selection committee, which acts either supportively or unsupportively. These two experimental manipulations are designed in a modular fashion and can be applied independently of each other but can also be combined. Moreover, these two manipulations can also be integrated into other stress protocols and into other standardized social interactions such as trust games, negotiation tasks, or other group tasks.

Previous research on the social dimension of stress has focused on two important variables: social identity and social support. This protocol introduces an effective experimental manipulation of these two social variables and describes their implementation in a standard stress induction paradigm (Trier Social Stress Test).

La dimensione sociale dello stress: manipolazioni sperimentali di sostegno sociale e identità sociale nella Trier Social Stress Test

In many situations humans are influenced by the behavior of other people and their relationships with them. For example, in stressful situations ...

Whisker-signaled Eyeblink Classical Conditioning in Head-fixed Mice

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive repertoire of scientific techniques available to study learning and memory at the cellular level, it is ideal to have a stable cranial platform. Because mice do not readily tolerate restraint, they are usually trained while moving about freely in a chamber. Conditioned stimulus (CS) and unconditioned stimulus (US) information are delivered and eyeblink responses recorded via a tether connected to the mouse's head. In the head-fixed apparatus presented here, mice are allowed to run as they desire while their heads are secured to facilitate experimentation. Reliable conditioning of the eyeblink response is obtained with this training apparatus, which allows for the delivery of whisker stimulation as the CS, a periorbital electrical shock as the US, and analysis of electromyographic (EMG) activity from the eyelid to detect blink responses.

The preparation presented here for whisker-signaled eyeblink conditioning in head-fixed mice precisely stimulates specific whiskers while allowing mice to ambulate on a cylindrical treadmill. A whisker stimulation conditioned stimulus (CS) paired with a periorbital shock unconditioned stimulus (US) results in reliable associative learning on this apparatus.

Baffo-segnalato Eyeblink condizionamento classico nei topi Head-fisso

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive ...

Examining Recall Memory in Infancy and Early Childhood Using the Elicited Imitation Paradigm

The ability to recall the past allows us to report on details of previous experiences, from the everyday to the significant. Because recall memory is commonly assessed using verbal report paradigms in adults, studying the development of this ability in preverbal infants and children proved challenging. Over the past 30 years, researchers have developed a non-verbal means of assessing recall memory known as the elicited or deferred imitation paradigm. In one variant of the procedure, participants are presented with novel three-dimensional stimuli for a brief baseline period before a researcher demonstrates a series of actions that culminate in an end- or goal-state. The participant is allowed to imitate the demonstrated actions immediately, after a delay, or both. Recall performance is then compared to baseline or to performance on novel control sequences presented at the same session; memory can be assessed for the individual target actions and the order in which they were completed. This procedure is an accepted analogue to the verbal report techniques used with adults, and it has served to establish a solid foundation of the nature of recall memory in infancy and early childhood. In addition, the elicited or deferred imitation procedure has been modified and adapted to answer questions relevant to other aspects of cognitive functioning. The broad utility and application of imitation paradigms is discussed, along with limitations of the approach and directions for future research.

The elicited imitation procedure was established to examine the development of recall memory in infancy and early childhood. This procedure has been widely used to establish a solid foundation of the nature of recall memory in infancy and early childhood.

Esaminando Richiamo Memoria in prima e seconda infanzia Utilizzando il suscitato imitazione Paradigma

The ability to recall the past allows us to report on details of previous experiences, from the everyday to the significant. Because recall memory is ...

An Operant Intra-/Extra-dimensional Set-shift Task for Mice

Alterations in executive control and cognitive flexibility, such as attentional set-shifting abilities, are core features of several neuropsychiatric diseases. The most widely used neuropsychological tests for the evaluation of attentional set-shifting in human subjects are the Wisconsin Card Sorting Test (WCST) and the CANTAB Intra-/Extra-dimensional set shift task (ID/ED). These tasks have proven clinical relevance and have been modified and successfully adapted for research in animal models. However, currently available tasks for rodents present several limitations, mainly due to their manual-based testing procedures, which are hampering translational advances in psychiatric medicine. To overcome these limitations and to better mimic the original version in primates, we present the development of a novel operant-based two-chamber ID/ED "Operon" task for rodents. We demonstrated the effectiveness of this novel task to measure different facets of cognitive flexibility in mice including attentional set formation and shifting, and reversal learning. Moreover, we show the high flexibility of this task in which three different perceptual dimensions can be manipulated with a high number of stimuli cues for each dimension. This novel ID/ED Operon task can be an effective preclinical tool for drug testing and/or large genetic screening relevant to the study of executive dysfunction and cognitive symptoms found in psychiatric disorders.

Attentional set-shifting cognitive abnormalities are a core feature of many psychiatric diseases. Here, we present the development of a novel automatic system for the effective study of attentional set-shifting abilities, executive functions and other cognitive abilities in mice with high translational validity to human studies.

Un operante intra / extra-dimensionale Set-shift attività per Mice

Alterations in executive control and cognitive flexibility, such as attentional set-shifting abilities, are core features of several neuropsychiatric ...

Using Facial Electromyography to Assess Facial Muscle Reactions to Experienced and Observed Affective Touch in Humans

"Affective" touch is believed to be processed in a manner distinct from discriminatory touch and to involve activation of C-tactile (CT) afferent fibers. Touch that optimally activates CT fibers is consistently rated as hedonically pleasant. Patient groups with impaired social-emotional functioning also show disordered affective touch ratings. However, relying on self-reported ratings of touch has many limitations, including recall bias and communication barriers. Here, we describe a methodological approach to study affective responses to touch via facial electromyography (EMG) that circumvents the reliance on self-report ratings. Facial EMG is an objective, quantitative, and non-invasive method to measure facial muscle activity indicative of affective responses. Responses can be assessed across healthy and patient populations without the need for verbal communication. Here, we provide two separate datasets demonstrating that CT-optimal and non-optimal touch elicit distinct facial muscle reactions. Moreover, facial EMG responses are consistent across stimulus modalities, e.g. tactile (experienced touch) and visual (observed touch). Finally, the temporal resolution of facial EMG can detect responses on timescales that supersede that of verbal reporting. Together, our data suggest that facial EMG is a suitable methodology for use in affective tactile research that can be used to supplement, or in some cases, supplant, existing measures.

We describe a protocol to assess facial muscle activity in response to experienced and observed tactile stimulation using facial electromyography.

Usando l'elettromiografia facciale per valutare le reazioni del muscolo facciale tatto affettiva esperto e osservati in esseri umani

"Affective" touch is believed to be processed in a manner distinct from discriminatory touch and to involve activation of C-tactile (CT) afferent fibers. ...