Name: quantifying social motivation in mice using operant conditioning
Uploaded: 2015-08-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 43 s
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우리는 보조금 지원을 위해 아주 사 퍼시픽 대학에서 학부 연구위원회 감사합니다. 우리는 또한 애슐리 슈나이더, 마이클 그레그 및 기술 지원에 대한 한나 샘플 감사합니다.

이 연구는 아주 사 퍼시픽 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었다. 동물과 관련된 모든 절차는 국립 보건원 (National Institutes of Health)에서 실험 동물의 관리 및 사용을위한 설명서의 권장 사항은 다음을 수행 하였다. 사회적 동기를 부여하고 발랑 비교 테스트 패러다임 1. 수정기구 <ol><li> 사회적 행동의 조작 적 작업에 마우스를 테스트하기 위해, 센터 채널 모듈 형 셔틀 상자를 수정합니다. 이 셔틀 상자는 44cm가 17.3 센티미터 X와 플렉시 유리와 스테인레스 스틸로 만들어진 측정한다. </li><li> 문틀의 얼굴에 와이어 그리드를 장착하여 프로그램 단두대 문을 수정합니다. 와이어 그리드는 제한된 사회적 접촉을 허용하지만, 마우스 하나의 챔버에서 다른 교차하는 것을 허용해서는 안된다. </li><li> 약 22cm X 17.3 cm 각 측정 : 프로그래머블 길로틴 도어를 사용하여, 두 챔버로 나누어 각 상자. 일 하나 챔버를 지정E 테스트 챔버 및 타겟 챔버로서 다른. </li><li> 단두대 문의 벽 맞은 편에 시험 챔버에서 마우스 레버를 놓습니다. 두 마우스 레버 사이의 액체 국자 식품 용기를 놓습니다. </li><li> 테스트 패러다임에 따라, 액체 식품 보상을 단두대 문을 열거 나 선물 중 하나에 프로그램은 마우스 레버. </li><li> (테스트 마우스의 사용 설명서 형성을위한) 장치 및 프로그램은 단두대 문을 엽니에 휴대용 단추를 연결합니다. </li><li> 각 실의 금속 격자 층에 걸쳐 활동을 모니터링하는 8 채널 I / R 컨트롤러와 각 셔틀 상자를 장착한다. 시험 챔버 위에 USB 디지털 비디오 카메라를 장착하고 컴퓨터에 연결. 멜라민 사운드 감쇠 부스 내에서 전체 장치를 묶습니다. </li><li> 실험실에서 작성된 사용자 정의 프로그램을 사용하여 조작 적 프로그램을 실행합니다. </li></ol> 2. 사회적 동기 부여 패러다임의 마우스를 쉐이핑 <ol><li> 테스트 C에서 테스트 마우스를 놓습니다hamber 대상 실의 연령과 성별 일치 자극 마우스입니다. </li><li> 원하는 조작 적 응답에 형성 또는 연속 근사 강화의 방법을 사용하여 단두대 문을 열어 레버를 눌러 테스트 마우스를 훈련. 이 성형 과정 동안, 길로틴 도어를 제어하도록 프로그래밍 된 휴대용 버튼을 눌러 수동으로 보강을 제공한다. 주 : 보강은 와이어 그리드를 통해 자극 마우스에 액세스하여, 15 초 동안 길로틴 도어를 개방하게 이루어져있다. </li><li> 시험 챔버 위에 장착 카메라를 사용하여 시험 챔버에 마우스를 관찰한다. </li><li> 그들은 5 개 만점에 3 개 연속 테스트 세션에 적어도 10 조건화 반응 (레버 프레스)를 보여 때까지 30 분 매일 세션 일련의 각 마우스를 훈련. 무작위 할당을 사용 셔틀 상자를 통해 마우스를 회전합니다. </li><li> 마우스는 30 일 훈련 기간 이후에이 기준에 도달하지 않는 경우, 실험 및 DESI의 쥐를 제거비 학습자로 gnate. 참고 : 매일 훈련 세션의 수는 연구원 환경 설정에 따라 30 일 이상으로 연장 될 수있다. </li><li> 다른 마우스를 매일 사용되도록 성형시 사용 자극 마우스 번갈아. </li><li> 70 %의 에틸 알코올을 사용하여 각 훈련 세션 사이 면도 셔틀 박스. 또한, 살균 세정제를 사용하여, 모든 청정 설비 매일 테스트의 완료에 따라. </li></ol> 3. 테스트 사회적 동기 부여의 패러다임에서 마우스 <ol><li> 대상 챔버에서 테스트 챔버에서 훈련을 테스트 마우스와 연령과 성별 일치 자극 마우스를 놓습니다. 테스트하는 동안, 그 자극 마우스는 10 일 테스트 세션 후 반복되는 각각의 테스트 마우스에 할당 적어도 10 자극 마우스의 풀을 사용합니다. 테스트를 위해 성형시 사용되는 자극 마우스를 사용하지 마십시오. </li><li> 그래서 보강의 진보적 인 비율이 일정에 열 단두대 문을 프로그램 조작 적 재 수대상 마우스에 15 초 액세스의 사회적 보상을 얻기 위해 필요한 sponses (레버 프레스)는 산술적으로 3 각 시험의 고정 된 비율로 증가한다. </li><li> 테스트 마우스가 연속 5 분간 눌러 레버를 정지 할 때 최종 테스트 세션을 프로그래밍합니다. </li><li> 중단 점으로 마지막 완료 (강화) 비율을 기록합니다. 사회적 동기 부여의 지표로이 따라 측정을 사용합니다. 점근 성능 수준을 관찰 한 후 20 연속 매일 세션에 적어도 10 테스트 세션에 대한 각각의 마우스를 테스트합니다. </li><li> 70 %의 에틸 알코올을 사용하고, 살균 세정제를 사용하여 매일 시험의 완료에 따라 각각의 테스트 세션 사이 셔틀 박스 닦아. </li></ol> 식품 보상 대 사회 4. 발랑 비교 <ol><li> 모든 마우스는 사회적 동기 부여 패러다임을 완료 한 후, 음식 보상의 그것과 사회적 보상의 원자가를 비교하기위한 작업에이 같은 쥐를 테스트합니다. </li><li> 프로그램 하나 레버단두대 문을 열고 15 초 동안 사회적 보상을 제시하고 15 초 동안 액체 식품의 보상을 제시하는 반대 레버를 프로그래밍 할 수 있습니다. 참고 :이 프로토콜에 사용되는 액체 식품의 보상은 0.2 % 자당 달게 증발 우유로 구성되었다. 반복 각 마우스에 0.02 ml의 보상을 제시하기위한 충분한 양 (일반적으로 500 ㎖) 준비합니다. </li><li> 마우스 가운데 잠재적 레버 편견에 대한 제어 레버 / 보상 사태를 번갈아 테스트 마우스를 할당합니다. 따라서, 왼쪽 레버 / 사회적 보상과 오른쪽 레버 / 식품 보상 비상에 왼쪽 레버 / 식품 보상과 오른쪽 레버 / 사회 보상 비상 다른 반에 각각의 테스트 그룹의 쥐의 절반을 할당합니다. </li><li> 음식 보상 대 사회의 원자가 비교를 위해 쥐를 훈련. <ol><li> 시험 챔버에서 테스트 마우스를 놓고 대상 실의 연령과 성별 일치 자극 마우스를 놓습니다. </li><li> / 단 하나의 레버를 확인 각 교육 세션 동안 활성 비상 보상. 교육으로 구성매일 우발 교대 육 1 시간 세션. 각 테스트 마우스 다른 모든 사회적 보상 세션에 할당 된 다른 자극 마우스. </li><li> 식품 보상과 교육 및 테스트 중에 자신의 임의로 우 다이어트에 쥐를 유지한다. 식품 박탈은 증발 우유와 설탕 용액 (18)의 사용과 마우스의 조건화에 대한 필요가 없습니다. </li></ol></li><li> 사회적 대 음식 보상의 원자가 비교를 위해 마우스를 테스트. <ol><li> 모든 세 번째 레버를 눌러 강화되도록하지만 각각의 관련 보상에 의해, 1 : 3의 고정 비율 강화의 일정을 프로그래밍합니다. </li><li> 프로그램 테스트 세션은 60 분 동안 실행합니다. </li><li> 시험 챔버에서 테스트 마우스를 놓고 대상 실의 연령과 성별 일치 자극 마우스를 놓습니다. 주 : 사회적 동기 작업에 사용 10 자극 된 마우스의 동일한 풀 다시 사용하지만, 10 일의 회전을 이용하여 테스트 생쥐에 할당 될 수있다. </li><li> 테세인트 훈련 또는 점근 성능 수준의 관찰 다음 적어도 10 일 세션의 육일 다음 20 일 세션에서 마우스. 이 패러다임 차 의존 측정 각 보상 형 레버 프레스의 총 개수이다. </li><li> 다시 한번, 소독 세제를 사용하여 각 시험 당일을 70 % 에틸 알코올을 사용하여 다음과 같은 테스트 세션 사이에 셔틀 상자를 닦아. </li></ol></li></ol>

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저자는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없습니다.

이 문서에서 설명하는 조작 적 사회적 동기 부여 패러다임은 인간의 질병의 마우스 모델에서 사회적 행동의 특성에 대한 강력한 도구입니다. 오히려 시험 마우스 수동적 사회적 만남을 선택할 수있는 것보다,이 패러다임은 사회적 보상을 얻기 위해 시험 마우스에서의 노력을 필요로한다. 테스트 마우스가 사회적 보상을 얻기 위해 생산 기꺼이 노력의 양은 사회적 동기 부여의 정량적 측정을 제공합니다. 또한, 원자가 비교 패러다임을 통해, 동기 동작은 다른 타입들에 보상과 비교 될 수있다. 이러한 조건화 패러다임은 모두 단두대 문 반대측에 적절한 자극을 제시하여도 성적과 부모 동기를 평가하기 위해 사용될 수있다. 이러한 사회적 동기 부여 패러다임의 개발은 몇 가지 주요 변수의 문제 해결을 포함했다. 예를 들어, 파일럿을 통해 시간의 양을 연구하는 사회적 보상 전30 초에서 15 초로 감소되었다 제시 s의. 이번에는 테스트 및 자극 마우스 간의 사회적 상호 작용을위한 충분하지만, 미래 연구는 사회적 보상 시간을 최적화 할 수있다. 마찬가지로, 사회적 보상에 레버 프레스의 점진적 증가 비율은 5 파일럿 연구에 따라 3의 고정 금리로 하향 조정했다. 필요한 일수 매일 처음 테스트 세션 후 30 일을 통해 평가 하였다 동작을 가압 레버 점근선에 도달한다. 그것은 대부분의 마우스는 시험 세션의 수는 있지만 변동 않는 20 일간 성능 저하 그래서 7 일 점근선에 도달하므로 또한 사실 평균 성능의 좋은 지표를 제공하면서 지난 10 일 동안의 데이터를 평균화하여 점근 성능을 보장하는 것이 결정되었다 적은 테스트 일보다. 연구원은 점근 적 성능 시험 10 일 이내에 도달 할 수 있도록 또는 프로토콜이 필요에 따라 수정하는 데이터를 모니터링해야합니다. 트라ining 세션은 30 분에 1 시간에서 하향 조정했다. 훈련 된 마우스 균주에 의존 않고 필요한 세션 일부 마우스의 수는 임의로 트레이닝 세션 (18)의 고정 후 nonlearners 번호로 지정 될 수있다. 시험 패러다임에 발전을위한 기준에 도달하기 위해 필요한 트레이닝 일수 사회적 동기의 다른 인덱스를 제공하고, 추적 따라서 가치가있다. 연구원은 또한 원자가 비교 패러다임에 대한 다른 음식 보상 옵션을 실험 할 수 있습니다. 그러나, 시험 쥐가 처음 순수 사회적 보상을 이용한 훈련 후 원자가 비교 패러다임을 시작하기 전에 동기 사회적 패러다임으로 시험하는 것이 중요하다. 이러한 조건화 사회적 동기 패러다임 수정 및 상기 프로토콜에 표시된 것보다 추가 변수를 측정시 개선 될 수있다. 예를 들어, 자신의 각각의 챔버 내에서 각 마우스의 위치는 CU를 사용하여 추적 될 수있다rrently 가능한 상용 소프트웨어. 또한, 코 - 투 - 코 접촉 또는 초음파 발성을 포함하여 특정 행동은 사회적 상호 작용하는 동안 득점 할 수 있습니다. 연구원은 conspecific 또는 꼭두각시의 비디오와 사회적 동기 부여 패러다임이나 사회적 파트너 또는 단두대 문 뒤에 다른 자극을 포함하는 경우에도 비교의 부재를 포함하는 임상 시험에 사용되는 비율 조정과 실험을 촉진 할 수있다. 원자가 비교 패러다임으로 인해 특정 보상 형 18 포만에 의욕의 변화에 대한 자세한 정보를 제공 할 수 있습니다 시험에서 선택 역학 분석. 이러한 조작 적 사회적 동기 부여 패러다임이 생쥐에서 사회적 의욕을 정량화 많이 필요한 도구를 제공하지만, 그들은 몇 가지 제한이 있습니까. 첫째, 이러한 패러다임 레버 압박과 사회적 보상 사이에 배운 협회을 할 수있는인지 능력을 가지고 마우스가 필요합니다. 일부 마우스 모델 수도이인지 적, 사회적 모두 능력에 적자 어려운 이러한 패러다임을 사용하여 사회 의욕을 평가 할 수있다. 마우스 만 와이어 그리드를 가로 질러 상호 작용하도록 허용 둘째, 사회적 만남의 성질이 제한된다. 그러나 마우스는 여전히 성공적으로, 특히, 많은 일반적인 사회적 행동에 참여 코 - 투 - 코를 조사 할 수 있습니다. 이러한 방법 중 하나는 최종 제한은 노동 집약적이고 완료 될 많은 시간을 필요로한다는 것이다. 두 패러다임을 통해 교육 및 테스트는 매일 세션 2 개월 최소 필요합니다. 일부 마우스는 세션의 필요한 수의 스트레칭 레버를 눌러 연결을 배우고 훨씬 더 오래 걸릴 수 있습니다. 패러다임은 확실히 높은 처리량 기술을 필요하지 않은 반면, 생성하는 데이터는 매우 소중하고 필요한 노동 투자 가치가있다. 그러나, 특정 마우스 모델의 사회적 행동의 풀러 특성을 제공하기 위해, 그것은 이러한 패러다임이 우리를하는 것이 좋습니다생쥐에서 사회적 행동을 측정하는 다른 방법 설립과 함께 에드.

최근, 자폐증 스펙트럼 장애를 포함한 사회적 행동 장애의 유전 적 및 환경 적 요인들의 결합은 사회적 행동에 이들 인자의 역할을 조사하기위한 마우스 모델의 개발을 유도 하였다. 이것은 사회적 동기 (1)의 정량적 측정을 포함하여 마우스의 사회적 행동의 특성에 대한 새로운 기술에 대한 수요를 만들었습니다. 그러나, 쥐에서의 사회적 의욕을 입증하는 데 사용될 수있는 여러 가지 설정 패러다임이있다; 그들은 모두 동기 동작의 강도를 정량화하는 능력에 심각한 제한을 갖는다. 예를 들어, 초기 행동 평가의 일부는 만난 적이없는 두 설치류 사이의 사회적 상호 작용의 단순한 관찰을 포함했다. , 접근 다음, 스니핑 및 정리 등 여러 가지 행동을 자주 측정, 사회적 동기 부여의 인덱스를 제공 할 수있다. 이 연구는 처음 실시되었다다음 래트 2-5 및 뒷부분 생쥐 -6,7-에서 사용되도록. 요법 이니 / dishabituation 사회적 인식의 패러다임이되는 실험 동물은 사회적 동기 (8)의 측정을 제공하는 동일한 자극 동물 (습관화) 다음 소설 동물 (dishabituation)에 노출에 반복적으로 노출되어있다. 레이블을 제안, 전형적인 동물 같은 자극 동물의 반복 존재에 길들여 행동 응답을 표시하지만 새로운 동물에 노출되었을 때, dishabituation, 또는 기준에 반환을 시연 할 예정이다. 습관화 응답 가능성이 자극 마우스와 상호 작용하는 시험 마우스의 동기 부여의 감소를 보여줍니다. 시험 마우스 빈 챔버와 다른 챔버로 제한 자극 마우스 사이에서 선택할 수 있도록 선택 사회 패러다임은 사회적 의욕을 평가하는데 사용되었다. 시험은 일반적으로 중성, 중심 챔버에 시험 마우스를 배치하는 것으로 시작한다. 이 작업의 일부 버전은 T를 포함하나의 챔버 (9)에 자극 마우스를 ethering. 이 작업의 변형 동물은 자극 (10)의 테 더링을 회피 자극 마우스 위에 와이어 인클로저의 사용을 채용. 최근 사회적 조건화 된 장소 환경 설정 작업을하는 생쥐가 존재 또는 사회적 파트너의 부재, 다음 컨디셔닝 (11) 다음 빈 챔버를 탐험 할 수 중 하나를 시각적으로 별개의 챔버를 연결하는 조절 된 개발되었다. 사회 짝 이전에 발생 챔버에서 보낸 시간이 더 사회적 동기 부여의 지표로 간주됩니다. 위의 패러다임의 모든 마우스의 사회적 표현형과 관련된 중요한 데이터를 제공합니다. 사람이 마우스를 상기 패러다임에서 사회적 상호 작용을 추구하는 &quot;욕망을&quot;관찰 할 수 있는지 여부를 입증하면서 그러나,이 &quot;소망&quot;, 즉. 사회적 동기의 강도를 측정하는 것이 곤란하다. 동기 행동의 강도는있다전통적 그들의 동기 소스에 액세스하기 위해 일해야하는 시나리오를 작성하여 설치류에서 측정되었다. 이것은 일반적으로 동기 요소로 음식을 포함한 조건화 패러다임 트레이닝 설치류를 포함한다. 그러나이 방법은 12, 13 (매튜스 외. 2005 년 검토) 자신의 새끼에 쥐 사회적 동기 부여,하지만 남성 쥐를위한 섹스 파트너 중 하나를 포함하는 액세스 나, 여성에 대한 액세스를 조사하기 위해 이전에 사용되어왔다. 아래에 설명 된 사회적 동기 부여 패러다임의 개발에 앞서, 마우스 (12)와 조작 적 패러다임을 사용하여 성적 동기 부여의 외부 사회 의욕을 조사 만 한 다른 연구가 있었다. 이러한 일련의 실험에서, 이계 스위스 웹스터 마우스 동성 conspecific에 액세스하기 위해 레버를 누르도록 훈련시켰다. 한 실험에서, 대기 시간은 현저하게 감소 대상 MOUS에 액세스 응답을 시작합니다전자는이 사회적으로 고립 된 생쥐에서 사회적 접근을 추구 증가 의욕을 제안 그룹 보관 마우스에 비해 개별적으로 보관 생쥐에서 증명되었다. 같은 연구의 또 다른 실험에서, 비교 식염수과 옥시토신 길항제 (아토 시반) 주입 쥐 사이에 만들어졌다. 흥미롭게도, 약물 주입 마우스는이 생쥐에서 사회적 보상을 감소 의욕을 제안 대상 마우스에 액세스 응답을 시작하기 위해 크게 증가 대기 시간을 보여 주었다. 이들 실험은 조건화를 사용 생쥐 사회적 동기 정량화 노블 시도를 나타내는 반면, 그들은 또한 매우 제한적이라고 크게 후술 방법에 따라 사용이 개선된다. 예를 들어, 첫 번째 실험에서 명백한 근본적인 결함 (실제 연구 실험 2) 상술 한 실험 일에 걸쳐 교대 만이 대상 마우스의 연구자들의 사용했다. 이전 연구는 사회 인식 그룹 - 보관 것으로 나타났습니다마우스는 동일한 대상 (14)에 반복 노출 감소 사회 조사로 이어지는 최소 7 일 동안 지속될 수 있습니다. 동일한 대상에 대한 반복 노출은 초기 노출 15-17 후 최소 2 시간의 경우 사회 조사 기간은 기본 수준을 유지할 수 있도록 2 시간 - 그러나, 개별적으로 보관 쥐와 생쥐의 사회적 인식은 1에서 발산. 개별적으로 보관되어 마우스의 대기 시간 감소는 매튜스에보고 된 사회적 접근에 대한 응답을 시작하는 등. 실험은 테스트 일 (12)에 걸쳐 대상 쥐의 사회적 인식의 부족의 결과일지도 모른다. 이것은 잠재적 혼동 각 시험 당일 신규 대상 마우스를 이용하여 아래의 방법에 대해 제어된다. 또한, 매튜 등. 연구 모두 실험에는이 그룹 사이에 레버 프레스의 총 수의 차이를보고 없었다 상술. 이는 총 레버 프레스 차이가있을 수 있다는 것이 가능하다연구진은 아래에 설명 된 우리의 연구 디자인에 사용되는 응답의 점진적 증가 비율을 보상하기 위해 사용하는 경우 EN가 감지되었습니다. 또한, 대상에 대한 접근은 마우스 타겟 덮여 상자를 올려, 실험자에 의해 수동으로 제어되었다. 대상 마우스에 대한 액세스를 자동 제어 길로틴 도어의 사용으로 인해 실험자의 존재 아티펙트의 가능성을 제거한다. 아래 설명과 같이 사실상 완전히 사회적 동기 조건화 패러다임을 자동화하기 위해서, 조사 장비는 지정 하였다.

<table><tbody><tr><td>Modular Shuttle Box</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-010MC</td><td></td></tr><tr><td>Auto-Guillotine Door&amp;nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-010B</td><td></td></tr><tr><td>Mouse Levers&amp;nbsp;</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&amp;nbsp;</td><td>Med Associates Inc.</td><td>ENV-253C</td><td></td></tr><tr><td>Melamine Sound-Attenuating Cubicle&amp;nbsp;</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&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Microsoft Lifecam Camera&amp;nbsp;</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.&amp;nbsp;</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 for each reward per mouse. We always purchase the same brand for better consistency.&amp;nbsp;</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.&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

quantifying social motivation in mice using operant conditioning

이 프로토콜에서, 사회적 동기는 조건화 패러다임의 쌍을 통해 마우스로 측정됩니다. 실험을 수행하기 위해, 두 개의 챔버 셔틀 박스 두 조건화 레버 (좌우), 그리고, 와이어 그리드에 의해 덮여 자동화 단두대 문에 의해 상기 제 2 챔버에서 분할되었다 한 챔버 내의 음식 용기 장착 하였다. 다른 자극 마우스는 시험 일에 걸쳐 회전 와이어 그리드 뒤에 사회적 자극을 역임하고, 단두대 도어의 개방 다음 만 볼 수 있었다. 시험 생쥐 문을 열고 15 초 동안 자극 파트너에 액세스하기 위해 레버를 누르도록 훈련시켰다. 실험 쥐는 연속 5 분간 가압 레버 정지 후 점진적 3. 테스트 세션의 정해진 시간에 증가 사회적 보상을 얻기 위해 필요한 레버 프레스 수가었다. 마지막 강화 비율 또는 중단 사회적 동기 정량적 척도로서 사용될 수있다. 두 번째 패러다임, T의EST 마우스는 음식 보상 또는 사회적 보수를 얻기 위해 좌 ㆍ 우측 레버 프레스 구별하도록 훈련시켰다. 마우스는 각각의 레버의 매 3 프레스에 대한 보상을했다. 음식 및 사회적 효익 번호는 각 위치에 따라 보상 값의 측정과 비교 될 수있다. 각각의 보상 형의 비율은 또한 마우스 균주를 비교 될 수 있으며,이 비율의 변화가 소정의 보상 형과 포만을 측정하는 테스트 세션 내에서 모니터 할 수있다. 이러한 조건화 패러다임 모두 자폐증과 사회적 행동의 다른 질환의 마우스 모델에서 사회적 동기 부여의 정량화에 매우 유용합니다.

이 프로토콜은 이전에 보여보고되었다 BTBR 근친 마우스 균주 친 사회적 C57BL / 6J 근친 마우스 균주를 비교하기 위해 사용 된 것은 사회적 행동 10,18 감소한다. 또한 증가 또는 사회적 의욕을 감소 한 것으로 중 가설 다른 녹아웃 마우스 변종 사회 의욕을 특성화하기 위해 사용되어왔다. C57BL / 6J 및 BTBR 근친 마우스 균주를 비교 이전에 출판 된 결과는도 1에 나타내었다. 이러한 결과는 C57BL / 6J 마우스에 비해 BTBR 마우스 소셜 의욕을 감소 보였다. 또한 입증 발랑 비교 패러다임이 변형 (그림 1B)에 대한 동기를 행동의 전반적인 감소를 제안 BTBR 마우스에 대한 식품 의욕을 감소. 도 2a는 이형과 homozygo와 C57BL / 6 배경 변형에 야생 형 형제를 비교하는 일부 미 출판 예비 데이터를 제공합니다우리는 유전자 (유전자 X)에서 감소 또는 결석 단백질 제품과 형제 자매를 녹아웃 사회 의욕을 촉진하기 위해 가설을 세웠다. 그림 2b는에서 감소 된 단백질 제품과 이형 녹아웃 형제에 C57BL / 6 배경 변형에 야생 형 형제를 비교하는 일부 미 출판 예비 자료를 제공합니다 유전자 (유전자 Y)는 사회적 의욕을 감소시키는 가설. 이러한 연구에서의 각각의 예비 데이터는 각각의 가설을지지하고, 상기 한 바와 조건화 사회적 동기 패러다임의 가치를 입증한다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig1.jpg" /> 사회적 동기와 원자가 비교 패러다임 1. 이전에 발행 된 결과를 그림. (A) 사회적 동기 태스크 테스트 지난 10 일에 걸쳐 개별적으로 수납 (IH) B6 쥐 그룹 - 수용 (GH) B6 쥐, 및 그룹 수납 BTBR 쥐의 평균 브레이크 포인트. 있었다각 군의 마우스 (9)의 총. 개별 및 그룹 보관 B6 마우스는 유사하게 수행하지만 그룹 보관 B6와 BTBR 마우스 (T = 2.741, DF = 16, P = 0.015) 사이에 유의 한 차이가 있었다. (나) 식품 보상과에 대한 사회적 보상의 평균 수 원자가 비교 패러다임의 지난 10 세션에서 그룹 보관 B6와 BTBR 마우스. 두 마우스 그룹은 사회적 보상보다 훨씬 더 많은 음식 보상 획득 (BTBR : T = 3.551, DF = 8, P = 0.007; B6 : T = 9.478, DF = 8, P &lt;0.001). 그러나, BTBR 마우스는 B6 마우스보다 훨씬 적은 음식의 보상을 획득하고 사회적 보상 가장 적은 수의 (T = 3.321, DF = 16, P = 0.004). 그림 참조 (18)에서 수정했습니다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig2.jpg" /> 사회적 동기 부여 패러다임을 이용하여 게시되지 않은 연구에서 그림 2. 대표 결과. (A) 평균 중단 점 (마지막) 비율을 강화 쥐가 5 분 동안 눌러 레버를 중지하기 전에 달성했다. 유전자 X를 들어, WT (12), 7 HET, 6 KO 마우스의 총 사회적 동기 패러다임으로 시험 하였다. 분산 분석은 유전자형 (F = 7.18, DF = 2, 22, P = 0.004) 사이에 유의 한 차이가 나타났다. 사후 Tukey에 HSD 테스트 KO 마우스는 WT 제어 아래 수행 크게 것으로 나타났다. (B) 유전자 Y 8 HET 6 WT 마우스 테스트 한 총. 독립 표본 t 검정은 유전자형 사이에 유의 한 차이를 보여 (t = 2.26, DF = 8.97, P = 0.05). * 0.05 알파 수준에서 WT 생쥐에서 유의 한 차이를 나타냅니다.

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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.

조건화를 사용하여 마우스 사회적 동기 부여를 정량화

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

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Research

JoVE Journal

Behavior

18.0K 조회수.  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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Automated, Quantitative Cognitive/Behavioral Screening of Mice: For Genetics, Pharmacology, Animal Cognition and Undergraduate Instruction

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and pharmacological manipulations on basic mechanisms of cognition and learning in mice. A standard polypropylene mouse housing tub is connected through an acrylic tube to a standard commercial mouse test box. The test box has 3 hoppers, 2 of which are connected to pellet feeders. All are internally illuminable with an LED and monitored for head entries by infrared (IR) beams. Mice live in the environment, which eliminates handling during screening. They obtain their food during two or more daily feeding periods by performing in operant (instrumental) and Pavlovian (classical) protocols, for which we have written protocol-control software and quasi-real-time data analysis and graphing software. The data analysis and graphing routines are written in a MATLAB-based language created to simplify greatly the analysis of large time-stamped behavioral and physiological event records and to preserve a full data trail from raw data through all intermediate analyses to the published graphs and statistics within a single data structure. The data-analysis code harvests the data several times a day and subjects it to statistical and graphical analyses, which are automatically stored in the &#34;cloud&#34; and on in-lab computers. Thus, the progress of individual mice is visualized and quantified daily. The data-analysis code talks to the protocol-control code, permitting the automated advance from protocol to protocol of individual subjects. The behavioral protocols implemented are matching, autoshaping, timed hopper-switching, risk assessment in timed hopper-switching, impulsivity measurement, and the circadian anticipation of food availability. Open-source protocol-control and data-analysis code makes the addition of new protocols simple. Eight test environments fit in a 48 in x 24 in x 78 in&#160;cabinet; two such cabinets (16 environments) may be controlled by one computer.

Fully automated system for measuring physiologically meaningful properties of the mechanisms mediating spatial localization, temporal localization, duration, rate&#160;and probability estimation, risk assessment, impulsivity, and the accuracy and precision of memory, in order to assess the effects of genetic and pharmacological manipulations on foundational mechanisms of cognition in mice.

마우스의 자동화, 정량인지 / 행동 검사 : 유전학, 약리학, 동물인지 및 학부 교육을위한

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and ...

연구

행동분석학

Operant Sensation Seeking in the Mouse

Operant methods are powerful behavioral tools for the study of motivated behavior. These 'self-administration' methods have been used extensively in drug addiction research due to their high construct validity. Operant studies provide researchers a tool for preclinical investigation of several aspects of the addiction process. For example, mechanisms of acute reinforcement (both drug and non-drug) can be tested using pharmacological or genetic tools to determine the ability of a molecular target to influence self-administration behavior1-6. Additionally, drug or food seeking behaviors can be studied in the absence of the primary reinforcer, and the ability of pharmacological compounds to disrupt this process is a preclinical model for discovery of molecular targets and compounds that may be useful for the treatment of addiction3,7-9. One problem with performing intravenous drug self-administration studies in the mouse is the technical difficulty of maintaining catheter patency. Attrition rates in these experiments are high and can reach 40% or higher10-15. Another general problem with drug self-administration is discerning which pharmacologically-induced effects of the reinforcer produce specific behaviors. For example, measurement of the reinforcing and neurological effects of psychostimulants can be confounded by their psychomotor effects. Operant methods using food reinforcement can avoid these pitfalls, although their utility in studying drug addiction is limited by the fact that some manipulations that alter drug self-administration have a minimal impact on food self-administration. For example, mesolimbic dopamine lesion or knockout of the D1 dopamine receptor reduce cocaine self-administration without having a significant impact on food self-administration 12,16. 
Sensory stimuli have been described for their ability to support operant responding as primary reinforcers (i.e. not conditioned reinforcers)17-22. Auditory and visual stimuli are self-administered by several species18,21,23, although surprisingly little is known about the neural mechanisms underlying this reinforcement. The operant sensation seeking (OSS) model is a robust model for obtaining sensory self-administration in the mouse, allowing the study of neural mechanisms important in sensory reinforcement24. An additional advantage of OSS is the ability to screen mutant mice for differences in operant behavior that may be relevant to addiction. We have reported that dopamine D1 receptor knockout mice, previously shown to be deficient in psychostimulant self-administration, also fail to acquire OSS24. This is a unique finding in that these mice are capable of learning an operant task when food is used as a reinforcer. While operant studies using food reinforcement can be useful in the study of general motivated behavior and the mechanisms underlying food reinforcement, as mentioned above, these studies are limited in their application to studying molecular mechanisms of drug addiction. Thus, there may be similar neural substrates mediating sensory and psychostimulant reinforcement that are distinct from food reinforcement, which would make OSS a particularly attractive model for the study of drug addiction processes. The degree of overlap between other molecular targets of OSS and drug reinforcers is unclear, but is a topic that we are currently pursuing. While some aspects of addiction such as resistance to extinction may be observed with OSS, we have found that escalation 25 is not observed in this model24. Interestingly, escalation of intake and some other aspects of addiction are observed with self-administration of sucrose26. Thus, when non-drug operant procedures are desired to study addiction-related processes, food or sensory reinforcers can be chosen to best fit the particular question being asked. 
In conclusion, both food self-administration and OSS in the mouse have the advantage of not requiring an intravenous catheter, which allows a higher throughput means to study the effects of pharmacological or genetic manipulation of neural targets involved in motivation. While operant testing using food as a reinforcer is particularly useful in the study of the regulation of food intake, OSS is particularly apt for studying reinforcement mechanisms of sensory stimuli and may have broad applicability to novelty seeking and addiction.

In this protocol we describe a method of operant learning using sensory stimuli as a reinforcer in the mouse. It requires no prior training or food restriction, and it allows the study of motivated behavior without the use of a pharmacological or natural reinforcer such as food.

마우스의 추구 Operant 감각

Operant methods are powerful behavioral tools for the study of motivated behavior.  These 'self-administration' methods have been used extensively in drug ...

신경과학

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the test mouse is placed in a standardized apparatus and relevant behaviors are assessed in three different sessions (called session I, II, and III).
The apparatus has three compartments (see Figure 1), the left and right compartments contain an inverted cup which can house a mouse (called &#34;stimulus mouse&#34;).
In session I, the test mouse is placed in the cage and its mobility is characterized by the number of transitions made between compartments. In session II, a stimulus mouse is placed under one of the inverted cups and the sociability of the test mouse is quantified by the amounts of time it spends near the cup containing the enclosed stimulus mouse vs. the empty inverted cup. In session III, the inverted cups are removed and both mice interact freely. The sociability of the test mouse in session III is quantified by the number of social approaches it makes toward the stimulus mouse and by the number of times it avoids a social approach by the stimulus mouse.
The automated evaluation of the movie detects the nose of the test mouse, which allows the determination of all described sociability measures in session I and II (in session III, approaches are identified automatically but classified manually). To find the nose, the image of an empty cage is digitally subtracted from each frame of the movie and the resulting image is binarized to identify the mouse pixels. The mouse tail is automatically removed and the two most distant points of the remaining mouse are determined; these are close to nose and base of tail. By analyzing the motion of the mouse and using continuity arguments, the nose is identified.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508fig1.jpg" /> 
Figure 1. Assessment of Sociability During 3 sessions. Session I (top): Acclimation of test mouse to the cage. Session II (middle): Test mouse moving freely in the cage while the stimulus mouse is enclosed in an inverted cup. Session III (bottom): Both test mouse and stimulus mouse are allowed to move freely and interact with each other.

This protocol describes a method to quantify mouse sociability. Mice are videotaped as they move and interact in a special cage. Movie processing allows for the automated quantification of sociability with excellent accuracy and reliability.

자동화 된 이미지 처리 방식을 사용하여 마우스 사교성의 실험 평가

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Assessment of Social Interaction Behaviors

Social interactions are a fundamental and adaptive component of the biology of numerous species. Social recognition is critical for the structure and stability of the networks and relationships that define societies. For animals, such as mice, recognition of conspecifics may be important for maintaining social hierarchy and for mate choice 1.
A variety of neuropsychiatric disorders are characterized by disruptions in social behavior and social recognition, including depression, autism spectrum disorders, bipolar disorders, obsessive-compulsive disorders, and schizophrenia. Studies of humans as well as animal models (e.g., Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus, Rattus norvegicus) have identified genes involved in the regulation of social behavior 2. To assess sociability in animal models, several behavioral tests have been developed (reviewed in 3). Integrative research using animal models and appropriate tests for social behavior may lead to the development of improved treatments for social psychopathologies.
The three-chamber paradigm test known as Crawley's sociability and preference for social novelty protocol has been successfully employed to study social affiliation and social memory in several inbred and mutant mouse lines (e.g. 4-7). The main principle of this test is based on the free choice by a subject mouse to spend time in any of three box's compartments during two experimental sessions, including indirect contact with one or two mice with which it is unfamiliar. To quantitate social tendencies of the experimental mouse, the main tasks are to measure a) the time spent with a novel conspecific and b) preference for a novel vs. a familiar conspecific. Thus, the experimental design of this test allows evaluation of two critical but distinguishable aspects of social behavior, such as social affiliation/motivation, as well as social memory and novelty. "Sociability" in this case is defined as propensity to spend time with another mouse, as compared to time spent alone in an identical but empty chamber 7. "Preference for social novelty" is defined as propensity to spend time with a previously unencountered mouse rather than with a familiar mouse 7. This test provides robust results, which then must be carefully analyzed, interpreted and supported/confirmed by alternative sociability tests. In addition to specific applications, Crawley's sociability test can be included as an important component of general behavioral screen of mutant mice.

Here we describe a detailed protocol for examination of sociability in mice by using Crawley's sociability and preference for social novelty test. We describe the advantages and possible applications for this procedure, including critical details important for correct interpretation of the results.

사회적 상호 작용 동작 평가

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

Rodent Brain Microinjection to Study Molecular Substrates of Motivated Behavior

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as appropriate models, partly because the response to behaviorally relevant stimuli and the circuitry parsing stimulus-action outcomes is astonishingly similar between humans and rodents. In studying molecular substrates of complex behaviors, the microinjection of reagents that modify, augment, or silence specific systems is an invaluable technique. However, it is crucial that the microinjection site is precisely targeted in order to aid interpretation of the results. We present a method for the manufacture of surgical implements and microinjection needles that enables accurate microinjection and unlimited customizability with minimal cost. Importantly, this technique can be successfully completed in awake rodents if conducted in conjunction with other JoVE articles that covered requisite surgical procedures. Additionally, there are many behavioral paradigms that are well suited for measuring motivation. The progressive ratio is a commonly used method that quantifies the efficacy of a reinforcer to maintain responding despite an (often exponentially) increasing work requirement. This assay is sensitive to reinforcer magnitude and pharmacological manipulations, which allows reinforcing efficacy and/ or motivation to be determined. We also present a straightforward approach to program operant software to accommodate a progressive ratio reinforcement schedule.

Rodents are an appropriate model to investigate the molecular substrates of behavior and complex psychiatric disorders. Brain microinjection in awake rodents can be used to elucidate disease substrates. An efficient and customizable brain microinjection method as well as the execution of an operant paradigm that quantifies motivation is presented.

쥐 뇌 미세 주입은 분자 기판 동기를 행동을 연구하기 위해

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as ...

Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous research determined a profound impact of gentle handling protocols on the well-being of laboratory mice. By introducing clicker training to the keeping of mice, not only do we promote the amicable treatment of mice, but we also enable them to experience cognitive enrichment. Clicker training is a form of positive reinforcement training using a conditioned secondary reinforcer, the "click" sound of a clicker, which serves as a time bridge between the strengthened behavior and an upcoming reward. The effective implementation of the clicker training protocol with a cohort of 12 BALB/c inbred mice of each sex proved to be uncomplicated. The mice learned rather quickly when challenged with tasks of the clicker training protocol, and almost all trained mice overcame the challenges they were given (100% of female mice and 83% of male mice). This study has identified that clicker training for mice strongly correlates with reduced fear in the mice during human-mice interactions, as shown by reduced anxiety-related behaviors (e.g., defecation, vocalization, and urination) and fewer depression-like behaviors (e.g., floating). By developing a reliable protocol that can be easily integrated into the daily routine of the keeping of laboratory mice, the lifetime experience of welfare in the mice can be improved substantially.

The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice.

실험실 쥐에 대한인지 심화로 리모콘 교육 소개

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous ...

Analyzing Spatial Learning and Prosocial Behavior in Mice Using the Barnes Maze and Damsel-in-Distress Paradigms

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. The Barnes maze can also assess other mouse behaviors, such as general motivation to escape from the maze platform and exploratory behavior. The Barnes maze can measure whether a genetic mutation or environmental variable can impact the acquisition and retention of spatial memories, as well as provide information about the search strategy employed by the mice. Here we use the Barnes maze to detect a memory deficit in adult mice following a single developmental ethanol exposure event. The newly described Damsel-in-Distress paradigm exposes a male mouse to a female mouse trapped in a chamber in the open center field of the arena. It provides an opportunity for the mouse to socially respond to the trapped female and exhibit prosocial behavior. The Damsel-in-Distress paradigm can also be used to examine mouse behavior in a novel arena and measure locomotor activity. Both the Barnes Maze and the Damsel-in-Distress protocols require minimal financial investment and most aspects of the tests can be constructed from common lab supplies. These flexible and accessible tools can also be used to detect behavioral changes over the course of development.

This protocol measures spatial learning and memory using the Barnes maze. A novel Damsel-in-Distress paradigm is used to assess locomotor activity and prosocial behavior in mice.

공간 학습 및 반 즈 미로 계 집 아이-에서-조 난 패러다임을 사용 하 여 마우스 Prosocial 동작 분석

The Barnes maze is a reliable measure of spatial learning and memory that does not require food restriction or exposure to extremely stressful stimuli. ...

A System for Tracking the Dynamics of Social Preference Behavior in Small Rodents

Exploring the neurobiological mechanisms of social behavior requires behavioral tests that can be applied to animal models in an unbiased and observer-independent manner. Since the beginning of the millennium, the three-chamber test has been widely used as a standard paradigm to evaluate sociability (social preference) and social novelty preference in small rodents. However, this test suffers from multiple limitations, including its dependence on spatial navigation and negligence of behavioral dynamics. Presented and validated here is a novel experimental system that offers an alternative to the three-chamber test, while also solving some of its caveats. The system requires a simple and affordable experimental apparatus and publicly available open-source analysis system, which automatically measures and analyzes multiple behavioral parameters at individual and population levels. It allows detailed analysis of the behavioral dynamics of small rodents during any social discrimination test. We demonstrate the efficiency of the system in analyzing the dynamics of social behavior during the social preference and social novelty preference tests as performed by adult male mice and rats. Moreover, we validate the ability of the system to reveal modified dynamics of social behavior in rodents following manipulations such as whisker trimming. Thus, the system allows for rigorous investigation of social behavior and dynamics in small rodent models and supports more accurate comparisons between strains, conditions, and treatments.

Described here is a novel automated experimental system that offers an alternative to the three-chamber test and also solves several caveats. This system supplies multiple behavioral parameters that enable rigorous analysis of small rodent behavioral dynamics during the social preference and social novelty preference tests.

작은 설치류에서 사회적 선호 행동의 역학을 추적하기위한 시스템

Exploring the neurobiological mechanisms of social behavior requires behavioral tests that can be applied to animal models in an unbiased and ...

<meta charset="utf8"></head><body>마우스 모델의 자폐 스펙트럼 장애에 대한 행동 분석

Strategies for Assessing Autistic-Like Behaviors in Mice

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurobiologically complex condition with a heterogeneous genetic etiology. Clinically, ASD is diagnosed by social communication impairments and restrictive or repetitive behaviors, such as hand flapping or lining up objects. These behavioral patterns can be reliably observed in mouse models with ASD-linked genetic mutations, making them highly useful tools for studying the underlying cellular and molecular mechanisms in ASD. Understanding how genetic changes affect the neurobiology and behaviors observed in ASD will facilitate the development of novel targeted therapeutic compounds to ameliorate core behavioral impairments. Our lab has employed several protocols encompassing well-described training and testing procedures that reflect a wide range of behavioral deficits related to ASD. Here, we detail two assays to study the core features of ASD in mouse models: self-grooming (a measure of repetitive behavior) and the three-chamber social interaction test (a measure of social interaction approach and preference for social novelty).

<meta charset="utf8"></head><body>생쥐의 자폐증과 유사한 행동을 평가하기 위한 전략

Rodent models are valuable tools for studying core behaviors related to autism spectrum disorder (ASD). In this article, we expound on two behavioral tests for modeling the core features of ASD in mice: self-grooming, which assesses repetitive behavior, and the three-chamber social interaction test, which documents social impairments.

생쥐의 자폐증과 유사한 행동을 평가하기 위한 전략

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurobiologically complex condition with a heterogeneous genetic etiology. Clinically, ASD is diagnosed by social ...

조건화를 사용하여 마우스 사회적 동기 부여를 정량화

요약

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이 비디오의 챕터

마우스의 자동화, 정량인지 / 행동 검사 : 유전학, 약리학, 동물인지 및 학부 교육을위한

마우스의 추구 Operant 감각

자동화 된 이미지 처리 방식을 사용하여 마우스 사교성의 실험 평가

사회적 상호 작용 동작 평가

쥐 뇌 미세 주입은 분자 기판 동기를 행동을 연구하기 위해

실험실 쥐에 대한인지 심화로 리모콘 교육 소개

공간 학습 및 반 즈 미로 계 집 아이-에서-조 난 패러다임을 사용 하 여 마우스 Prosocial 동작 분석

작은 설치류에서 사회적 선호 행동의 역학을 추적하기위한 시스템

생쥐의 자폐증과 유사한 행동을 평가하기 위한 전략

생쥐의 자폐증과 유사한 행동을 평가하기 위한 전략