Agradecemos ao Conselho de Investigação Faculdade da Universidade Azusa Pacific para a sustentação da concessão. Agradecemos também a Ashley Schneider, Michael Gregg, e Hannah Amostra para suporte técnico.

Esta pesquisa foi aprovada pelo Comitê Animal Care Institucional e Use a Universidade Azusa Pacific. Todos os procedimentos que envolvem animais foram realizadas seguindo as recomendações do Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório do National Institutes of Health. 1. Modificando Aparelhos de motivação social e de Comparação Valence Teste Paradigmas <ol><li> A fim de testar os ratos em tarefas operantes de comportamento social, modificar Canal Central caixas de transporte modular. Estas caixas de transporte medir 44 centímetros x 17,3 centímetros e são feitos de acrílico e aço inoxidável. </li><li> Modificar uma porta de guilhotina programável através da montagem de uma grade de arame para o rosto do batente da porta. A grelha de arame deverá permitir o contacto social limitado, mas não permite que os ratinhos para atravessar de uma câmara para a outra. </li><li> Usando a porta de guilhotina programável, dividir cada caixa em duas câmaras: cada um medindo aproximadamente 22 cm x 17,3 centímetros. Designar uma câmara como the câmara de ensaio e a outra como a câmara-alvo. </li><li> Coloque alavancas rato na câmara de ensaio na parede oposta da porta de guilhotina. Coloque um recipiente de alimentos dipper líquido entre as duas alavancas do mouse. </li><li> Programa de as alavancas de ratinho ou a abrir a porta de guilhotina ou apresentar uma recompensa de alimento líquido, dependendo do paradigma de teste. </li><li> Ligue um botão de mão para o aparelho e programá-lo para abrir a porta de guilhotina (para dar forma manual dos ratos de teste). </li><li> Encaixe cada caixa de transporte com um controlador de I / R de oito canais para monitorar a atividade em todo o piso de grade de metal de cada câmara. Montar uma câmera de vídeo digital USB acima da câmara de ensaio e conectá-lo a um computador. Coloque todo o aparelho dentro de um cubículo de atenuação de som melamina. </li><li> Executar os programas operantes utilizando programas personalizados escritos em laboratório. </li></ol> 2. Shaping the Mice para a Paradigm motivação social <ol><li> Coloque um rato de teste no teste de cHamber e uma idade e mouse estímulo pareados por sexo na câmara-alvo. </li><li> Formar o rato de ensaio para pressionar as alavancas para abrir a porta de guilhotina usando o método de moldagem ou reforço de aproximações sucessivas para a desejada resposta operante. Durante este procedimento de moldagem, entregar reforço manualmente premindo o botão de mão programado para controlar a porta de guilhotina. Nota: O reforço consiste na abertura da porta de guilhotina para 15 s, assim, permitindo o acesso ao estímulo do rato através da grelha de arame. </li><li> Observe o mouse na câmara de ensaio utilizando a câmera montada acima da câmara de ensaio. </li><li> Treine cada rato em uma série de 30 mínimo de sessões diárias até que demonstrem pelo menos 10 respostas operantes (prensas de alavanca) em 3 de 5 sessões de testes consecutivos. Gire ratos através de caixas de transporte, utilizando a atribuição aleatória. </li><li> Se os ratos não atingem este critério após 30 sessões de treino diárias, remover os ratos do experimento e designate como não-aprendentes. Nota: O número de sessões diárias de treinamento pode ser prorrogado para além de 30 dependendo das preferências pesquisador. </li><li> Alterne os ratos de estímulo utilizados durante moldar de modo que um mouse diferente é usado todos os dias. </li><li> Caixas de transporte limpos entre cada sessão de treinamento usando álcool etílico a 70%. Além disso, após a conclusão do teste de cada dia, limpo todo o equipamento usando um detergente de desinfecção. </li></ol> 3. Teste o Ratos no Paradigma motivação social <ol><li> Coloque um rato treinado ensaio na câmara de teste e uma idade e mouse estímulo pareados por sexo na câmara-alvo. Durante o teste, utilizar um conjunto de pelo menos 10 ratinhos de estímulo para atribuir a cada rato de teste de modo a que os ratinhos de estímulo só são repetidas depois de 10 sessões de teste diárias. Não utilize ratos de estímulo utilizados durante moldar para o teste. </li><li> Programar a porta de guilhotina para abrir num esquema de razão progressiva de reforço, de modo que o número de re operanterespos- (prensas de alavanca) necessários para obter a recompensa Social, de 15 sec acesso ao mouse alvo aumenta aritmeticamente por uma taxa fixa de 3 cada tentativa. </li><li> Programar as sessões de teste para acabar quando o mouse teste pára alavanca pressionando por cinco minutos consecutivos. </li><li> Grave o último concluído (armado) proporção que o ponto de interrupção. Use esta medida dependente como um índice de motivação social. Teste cada rato durante 20 sessões diárias consecutivas ou por pelo menos 10 sessões de teste depois que os níveis de desempenho assintóticas são observados. </li><li> Limpe as caixas de transporte entre cada sessão de teste usando o álcool etílico 70% e após a conclusão do teste de cada dia usando um detergente de desinfecção. </li></ol> 4. Valence Comparação da social Versus Food Recompensa <ol><li> Depois de concluir todos os ratinhos do paradigma motivação social, testar estes mesmos ratinhos em uma tarefa desenhado para comparar a valência do recompensa social, com a de uma recompensa alimentar. </li><li> Programa de uma alavancapara abrir a porta de guilhotina e apresentar a recompensa social para 15 seg e programar a alavanca oposta apresentar uma recompensa alimentar líquido durante 15 segundos. Nota: A recompensa do alimento líquido usado neste protocolo consistiu de leite evaporado adoçado com 0,2% de sacarose. Prepare quantidades suficientes (geralmente 500 ml) para apresentar repetidamente recompensas de 0,02 ml para cada rato. </li><li> Atribuir ratinhos de teste alternadas contingências alavanca / recompensa para controlar vieses alavanca potenciais entre camundongos. Assim, atribuir a metade dos ratos em cada grupo de teste para uma alavanca para a esquerda / recompensa alimentar e alavanca direita / contingência recompensa social ea outra metade a uma alavanca para a esquerda / recompensa social e direito recompensa contingência alavanca / alimentos. </li><li> Treinar os ratos para comparação valência social, contra recompensa alimentar. <ol><li> Coloque um rato de ensaio na câmara de teste e coloque uma idade e mouse estímulo pareados por sexo na câmara-alvo. </li><li> Faça apenas uma alavanca / recompensar contingência ativo durante cada sessão de treinamento. Treinamento consistede seis sessões de 1 hr que alternam entre contingências de cada dia. Camundongos estímulo suplentes designados para cada ratinho teste todas as outras sessão recompensa social. </li><li> Manter os ratos em seu ad libitum comida de dieta durante o treinamento e testes com a recompensa alimentar. Privação de alimento é desnecessária para o condicionamento operante em ratos com o uso da solução leite e sacarose 18 evaporado. </li></ol></li><li> Testando os ratos para a comparação valência de recompensa social, contra comida. <ol><li> Programar o esquema de reforço a uma razão fixa de 3: 1, de modo que cada terceira pressão da alavanca é reforçada, mas apenas pela sua respectiva recompensa associados. </li><li> Sessões de testes programa para ser executado durante 60 minutos. </li><li> Coloque um rato de ensaio na câmara de teste e coloque uma idade e mouse estímulo pareados por sexo na câmara-alvo. Nota: O mesmo conjunto de 10 ratinhos estímulo utilizado na tarefa motivação social pode ser utilizado novamente, mas designados para os ratinhos de teste, utilizando uma rotação de 10 dias. </li><li> Test os ratos em 20 sessões diárias seguintes os 6 dias de treinamento ou para, pelo menos, 10 sessões diárias após a observação dos níveis de desempenho assintótica. As medidas dependentes primários para este paradigma é o número total de prensas de alavanca para cada tipo de recompensa. </li><li> Mais uma vez, limpe as caixas de transporte entre as sessões de teste usando o álcool etílico 70% e após cada dia de teste usando um detergente de desinfecção. </li></ol></li></ol>

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Os autores não têm interesses financeiros concorrentes.

Os paradigmas motivação social operantes descritos neste artigo são ferramentas poderosas para a caracterização do comportamento social no mouse modelos de doenças humanas. Em vez de permitir que um rato de ensaio para escolher passivamente um encontro social, estes paradigmas requerem esforço do rato de ensaio, a fim de obter uma recompensa social. A quantidade de esforço que um rato de teste é disposto para produzir a obter a recompensa social, fornece uma medida quantitativa da motivação social. Além disso, através do paradigma comparação valência, o comportamento motivado pode ser comparado entre os diferentes tipos de recompensa. Ambos os paradigmas operantes pode ser usado para avaliar motivações sexuais e parentais como também através da apresentação do estímulo apropriado no lado oposto da porta de guilhotina. O desenvolvimento destes paradigmas motivação social envolveu a solução de problemas de diversas variáveis-chave. Por exemplo, através de estudos piloto a quantidade de tempo que o i recompensa sociaisS apresentou foi reduzida de 30 segundos para 15 segundos. Embora este tempo é suficiente para interações sociais entre os ratinhos de teste e de estímulo, a pesquisa futura pode otimizar a quantidade de tempo para a recompensa social. Do mesmo modo, o aumento progressivo da razão de pressões da alavanca para recompensa sociais foi reduzido a partir de uma taxa fixa de 5-3 baseada na pesquisa piloto. O número de dias necessários para alcançar alavanca assintótica pressionando comportamento foi avaliada inicialmente através de 30 dias de sessões de testes diários. Determinou-se que a maioria dos mouses chegar a assíntota em 7 dias para que o número de sessões de testes foi reduzido para 20. desempenho diário faz flutuar no entanto, para a média dos dados ao longo dos últimos 10 dias garante um desempenho assintótica ao mesmo tempo proporcionar um melhor índice de verdadeiro desempenho médio de menos dias de teste. Pesquisadores devem monitorar seus dados para garantir que o desempenho assintótica é atingido dentro de 10 dias de teste ou modificar o protocolo, se necessário. Trasessões ining também foram reduzidos a partir de 1 h 30 min. O número de sessões de formação necessárias não depende da cepa de rato e alguns ratos podem ser arbitrariamente designada como nonlearners após um número fixo de 18 sessões de treinamento. O número de dias de formação necessárias para atingir o critério para a progressão para o paradigma de teste fornece um outro índice de motivação social e é, portanto, digno de rastreamento. Os pesquisadores também pode querer experimentar com diferentes opções de recompensa alimentar para o paradigma comparação valência. No entanto, é importante que os ratinhos de teste são inicialmente formados usando uma recompensa puramente social e, em seguida, testados no paradigma motivação social antes de iniciar o paradigma comparação valência. Esses paradigmas motivação social operantes pode ser modificado e melhorado medindo variáveis ​​adicionais superiores aos indicados no protocolo acima. Por exemplo, a localização de cada rato na sua respectiva câmara pode ser rastreado utilizando cusoftware comercial rrently disponível. Além disso, comportamentos específicos, incluindo o contato nariz-de-nariz ou vocalizações ultra-som pode ser marcado durante interações sociais. Os pesquisadores podem continuar a experiência com adaptações dos índices usados ​​no paradigma motivação social ou com os ensaios que envolvem a ausência de um parceiro social, ou até mesmo comparações envolvendo outros estímulos por trás da porta de guilhotina, como um vídeo de uma mesma espécie ou mesmo um fantoche. Para o paradigma comparação valência, análises da dinâmica de escolha através de ensaios pode fornecer mais informações sobre mudanças na motivação devido à saciedade para um determinado tipo de recompensa 18. Embora esses paradigmas motivação sociais operantes fornecer uma ferramenta muito necessária para quantificar motivação social em camundongos, eles têm algumas limitações. Em primeiro lugar, esses paradigmas exigem ratos para ter a capacidade cognitiva para fazer associações aprendidas entre a alavanca premente ea recompensa social. Certos modelos de mouse podetêm déficits em habilidades, tanto cognitivas e sociais tornando-se difícil avaliar motivação social usando esses paradigmas. Em segundo lugar, a natureza do encontro social é limitado como os ratos só estão autorizados a interagir através de uma grade de arame. No entanto, os ratos ainda são capazes de se engajar com sucesso em muitos comportamentos sociais típicas, mais notavelmente, nariz-a-nariz investigações. Uma limitação final destes métodos é que eles são muito trabalhosa e requer muito tempo para ser concluída. A formação e os testes através de ambos os paradigmas exige um mínimo de dois meses de sessões diárias. Alguns ratos podem levar muito mais tempo para aprender a associação-pressionando a alavanca estica o número necessário de sessões. Enquanto os paradigmas certamente não se qualificam como técnicas de alto rendimento, os dados que eles geram é altamente valiosa e vale a pena o investimento trabalho necessário. No entanto, para proporcionar uma caracterização mais completa do comportamento social de um determinado modelo do rato, recomenda-se que estes paradigmas ser nósed em conjunção com outros métodos estabelecidos de medir o comportamento social em murganhos.

Nos últimos anos, a ligação de factores genéticos e ambientais para desordens de comportamento social, incluindo a desordem do espectro autista, levou ao desenvolvimento de modelos de ratos concebidos para explorar o papel destes factores de comportamento social. Isso criou uma demanda por novas técnicas para a caracterização do comportamento social em camundongos, incluindo uma medida quantitativa da motivação social 1. Existem vários paradigmas estabelecidos que podem ser utilizados para demonstrar a motivação social em ratos, no entanto; todos eles têm severas limitações da sua capacidade de quantificar a força do comportamento motivado. Por exemplo, algumas das primeiras avaliações comportamentais incluídos simples observações de interações sociais entre os dois roedores que nunca conheceu. Vários comportamentos incluindo aproximando, seguindo, cheirando, e de higiene geralmente são medidas, e pode fornecer um índice de motivação social. Estes estudos foram inicialmente conduzidaem ratos 2-5, e depois adaptado para utilização em ratinhos 6,7. A habituação / dishabituation paradigmas de reconhecimento social em que o animal de teste é exposta várias vezes para o mesmo animal estímulo (habituação) e, em seguida, exposta a um novo animais (dishabituation) também fornecem uma medição de motivação social 8. Como sugerem os rótulos, animais típicos irão exibir uma resposta comportamental habituados à presença repetida dos mesmos animais estímulo mas irá demonstrar dishabituation, ou um retorno à linha de base, quando exposto ao novo animal. A resposta de habituação provável demonstra um declínio na motivação do rato de teste para interagir com o mouse estímulo. Paradigmas escolha social, permitindo um teste de rato para escolher entre uma câmara de vazio e um estímulo rato restrita a uma câmara diferente, também têm sido utilizados para avaliar a motivação social. Um ensaio começa tipicamente pela colocação do rato no ensaio, uma câmara central neutra. Algumas versões deste tarefa envolver tethering o mouse estímulo para uma câmara 9. Uma modificação desta tarefa empregue o uso de um invólucro de fio ao longo dos ratinhos estímulo evitando amarramento dos animais de estímulo 10. Mais recentemente, uma tarefa lugar de preferência condicionada social, foi desenvolvido em ratinhos que foram condicionados a associar câmaras distintas visualmente ou com a presença ou ausência de um parceiro sociais, e depois deixou-se explorar as câmaras vazias seguinte condicionado 11. Mais tempo gasto na câmara onde previamente ocorreu emparelhamentos sociais é considerado ser um índice de motivação social. Todos os paradigmas acima fornecem dados importantes relacionados com a fenotipagem social dos ratos. No entanto, embora se possa observar se um rato demonstra um &quot;desejo&quot; de buscar interação social nos paradigmas acima, a força desse &quot;desejo&quot;, ie., Motivação social, é difícil de medir. A força de comportamento motivado possuisido tradicionalmente medido em roedores, criando um cenário em que eles têm que trabalhar a fim de obter acesso à fonte de sua motivação. Isso geralmente envolve roedores de treinamento em um paradigma operante envolvendo alimentos como o fator motivador. No entanto, este método tem sido utilizado anteriormente para investigar a motivação social de ratos, mas de qualquer envolvendo o acesso a um parceiro sexual para ratos do sexo masculino ou, para as mulheres, o acesso aos seus próprios filhotes (revisto em Matthews et al., 2005) 12,13. Antes do desenvolvimento dos paradigmas motivação social descritos a seguir, houve apenas um outro estudo que investigou a motivação social fora da motivação sexual usando um paradigma operante com camundongos 12. Nesta série de experiências, não consanguíneas ratinhos Swiss Webster foram treinados para pressionar uma alavanca, a fim de obter acesso a uma mesma espécie do mesmo sexo. Numa experiência, uma latência significativamente reduzida para começar a responder de acesso ao alvo compue foi demonstrada em ratos-alojados individualmente em comparação com camundongos alojados em grupo, sugerindo uma maior motivação para buscar o acesso social desses ratos isolados socialmente. Em outro experimento desse mesmo estudo, foi feita uma comparação entre salina e antagonista da oxitocina (atosiban) ratos infundidos. Curiosamente, os ratos com infusão de drogas demonstraram um aumento significativo do tempo de latência para iniciar a resposta para o acesso ao dispositivo de destino sugerindo motivação reduzida para uma recompensa sociais nestes ratinhos. Embora estas experiências representam uma tentativa para quantificar nobre motivação social em ratos usando o condicionamento operante, eles foram também altamente limitada e são grandemente melhorados utilizando os métodos descritos abaixo. Por exemplo, uma falha fundamental aparente no primeiro experimento descrito acima (experimento 2 do presente estudo) foi o uso de apenas 2 ratos alvo alternados ao longo dos dias de teste dos pesquisadores. Pesquisas anteriores mostraram que o reconhecimento social no grupo alojadoscamundongos pode durar por pelo menos 7 dias que antecederam à redução investigação social com a exposição repetida ao mesmo alvo 14. No entanto, o reconhecimento social em ratos e ratinhos alojados individualmente dissipa dentro de 1 - 2 horas para que as durações de investigação social continuam em níveis basais se uma exposição repetida à mesma meta é, pelo menos, 2 horas após a exposição inicial 15-17. A latência reduzida de ratinhos alojados individualmente para começar a responder para o acesso social, apresentada na Matthews et al. Experimento pode ter sido uma consequência da falta de reconhecimento social dos ratos-alvo através de teste de 12 dias. Este confundem potencial é controlado pelos métodos a seguir, utilizando um novo alvo rato em cada dia de teste. Além disso, em ambas as experiências a partir do estudo de Matthews et ai. Descrito acima, não foram relatadas diferenças no número total de pressões da alavanca realizadas entre os grupos. É possível que a diferença em prensas totais de alavanca poderia ser têmen detectado se os pesquisadores utilizaram uma proporção progressivamente crescente de respostas para recompensar como usado em nosso projeto de pesquisa descrito abaixo. Além disso, o acesso ao rato alvo foi controlada manualmente pelo experimentador, levantando uma caixa que cobria o alvo. A utilização de uma porta de guilhotina para automaticamente controlado com acesso para o rato alvo elimina a possibilidade do artefacto, devido à presença do experimentador. Na verdade, a fim de automatizar completamente a motivação social, paradigmas operantes, o equipamento pesquisa foi personalizado como detalhado abaixo.

<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

Neste protocolo, motivação social é medido em camundongos através de um par de paradigmas de condicionamento operante. Para realizar as experiências, duas câmaras caixas de transporte foram equipados com duas alavancas de operantes (esquerdo e direito) e um recipiente de alimentos em uma câmara, a qual foi, em seguida, separado da segunda câmara por uma porta de guilhotina automatizado coberta por uma grelha de arame. Diferentes ratos de estímulo, rodado ao longo dos dias de testes, serviu como um estímulo social por trás da grade de arame, e eram visíveis somente após a abertura da porta de guilhotina. Ratinhos de teste foram treinados para alavanca de imprensa, a fim de abrir a porta e ter acesso ao parceiro estímulo por 15 s. O número de prensas de alavanca necessários para obter a recompensa sociais progressivamente aumentada em um horário fixo de 3. sessões de testes terminou depois de ratinhos de teste parou alavanca pressionando por 5 minutos consecutivos. A última razão reforçado ou ponto de interrupção pode ser utilizada como uma medida quantitativa da motivação social. Para o segundo paradigma, test ratos foram treinados para discriminar entre prensas alavanca esquerda e direita, de modo a obter-se uma recompensa de alimentos ou a recompensa social. Os ratos foram recompensados ​​por cada 3 prensas de cada respectiva alavanca. O número de recompensas alimentares e sociais pode ser comparada como uma medição do valor colocado sobre cada recompensa. A proporção de cada tipo de recompensa pode também ser comparadas entre estirpes de ratinho e a alteração em esta relação pode ser monitorizada dentro sessões de teste para medir a saciedade com um determinado tipo de recompensa. Ambos os paradigmas de condicionamento operante são altamente útil para a quantificação de motivação social em modelos de ratinho de autismo e outras desordens de comportamento social.

Este protocolo foi utilizado para comparar a prosocial C57BL / 6J estirpe de ratinhos consanguíneos com o BTBR estirpe inata de rato que tenha sido relatada previamente para mostrar diminui no comportamento social 10,18. Também tem sido utilizado para caracterizar motivação social em diferentes estirpes de ratinho knockout hipótese de ter aumentado ou diminuído motivação social. Os resultados previamente publicados que comparam a C57BL / 6J e BTBR estirpes de ratinhos consanguíneos são mostrados na Figura 1. Estes resultados demonstraram diminuição da motivação social para os ratinhos BTBR em comparação com os ratinhos C57BL / 6J. O paradigma Valence Comparação também demonstraram diminuição da motivação alimento para os ratos BTBR sugerindo uma diminuição global do comportamento motivado para esta estirpe (Figura 1B). Figura 2A apresenta alguns dados preliminares não publicados que comparam do tipo selvagem irmãos na C57BL / 6 estirpe de fundo com heterozigotos e homozygonos nocaute irmãos com produto de proteína reduzida ou ausente de um gene (gene X) a hipótese de promover a motivação social. Figura 2B apresenta alguns dados preliminares não publicados que comparam do tipo selvagem irmãos na C57BL / 6 estirpe de fundo aos irmãos knockout heterozigóticos com produto de proteína reduzida de um gene (gene Y) a hipótese de reduzir a motivação social. Os dados preliminares de cada um destes estudos suportam cada respectiva hipótese e demonstram ainda mais o valor dos paradigmas descritos motivação social operantes. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig1.jpg" /> Figura 1. Resultados anteriormente publicados a partir das motivação social e de valência paradigmas de comparação. (A) O ponto de interrupção médio de-alojados individualmente (IH) ratinhos B6, (GH) ratinhos B6 alojados em grupo, e ratos BTBR alojados em grupo, entre os últimos 10 dias de testes na tarefa motivação social. Haviaum total de nove ratos em cada grupo. Individualmente e ratinhos B6 alojados em grupo, realizada de forma semelhante, mas houve uma diferença significativa entre B6 e BTBR ratos alojados em grupo (t = 2,741, df = 16, p = 0,015). (B) O número médio de recompensas do alimento e recompensas sociais para os ratinhos B6 e BTBR alojados em grupo, através das últimas 10 sessões do paradigma comparação valência. Ambos os grupos de rato obtido significativamente mais recompensas do alimento do que recompensas sociais (BTBR: t = 3,551, df = 8, p = 0,007; B6: t = 9,478, df = 8, p &lt;0,001). No entanto, os ratinhos BTBR adquirido um número significativamente menor de recompensas de comida do que os ratinhos B6 e também o menor número de recompensas sociais (t = 3,321, df = 16, p = 0,004). Figura modificado de Referência 18. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53009/53009fig2.jpg" /> Figura 2. Os resultados representativos de pesquisa inédita utilizando o paradigma motivação social. (A) Média (ponto de interrupçãoúltima reforçado ratio) realizados antes da ratos parou alavanca pressionando por 5 min. Para gene X, um total de 12 WT, 7 Het, e seis ratinhos KO foram testados no paradigma de motivação social. ANOVA revelou uma diferença significativa entre os genótipos (F = 7,18, df = 2, 22, p = 0,004). Testes post hoc de Tukey HSD mostraram que os ratinhos KO desempenho significativamente abaixo controlos WT. (B) para o gene Y, um total de 8 HET e seis ratinhos WT foram testados. Um amostras t-teste independente revelou uma diferença significativa entre os genótipos (t = 2,26, df = 8,97, p = 0,05). * Indica diferença significativa a partir de ratinhos WT no nível de 0,05 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.

Quantificar motivação social em ratos usando Condicionamento Operante

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

17.9K visualizações.  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.

Contextual e Cued Medo Condicionado Teste Usando um sistema de análise de vídeo em Ratos

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 ...

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.

Traçar medo condicionado em ratos

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

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.

Procedimentos operantes para avaliar a flexibilidade comportamental em ratos

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 Board Modificado - Medir Comportamento, Cognição e Interação Social em camundongos e ratos

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).

A Dimensão Social do Stress: Manipulações experimentais de apoio social e de identidade social no Trier Social Stress Teste

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.

sinalizado-Bigode Eyeblink condicionamento clássico em Ratos fixo-Cabeça

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.

Examinando Chamada de Memória na infância e primeira infância Usando o provocou Imitação 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 ...

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.

Um operante intra / extra-dimensional Set-shift-Tarefa para ratos

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

Operant Conditioning Task to Measure Song Preference in Zebra Finches

An operant conditioning paradigm is used to test the song preference of female zebra finches. Finches are placed in a two-chambered cage with a connecting opening and indicate their preference for a song by landing on a perch within each chamber. By interrupting the infrared beam from a photoelectric sensor above each perch, the bird activates the playback of a song through a speaker located on each side of the cage. Freely available software is used to trigger the song playback from each perch. To determine the song preference of each animal, her chamber preference is first identified by triggering no song playback when she lands on each perch. This chamber preference is then compared to her song preference. A minimum activity threshold is set to ensure the preference is real. Using this method, we show that paired females prefer the song of their partner. This method was used to understand the contribution of dopamine to the formation and maintenance of song preference.

We describe a technique to evaluate song preference in zebra finches. Females are placed in a two-chambered cage and song preference is measured by the number of times she triggers the playback of one song by landing on a perch within one chamber, compared with triggering a different song in the second chamber. Perch landings are counted using infrared sensors.

Tarefa de condicionamento operante para medir a preferência da canção em tentilhões zebra

An operant conditioning paradigm is used to test the song preference of female zebra finches. Finches are placed in a two-chambered cage with a connecting ...

Tracking Rats in Operant Conditioning Chambers Using a Versatile Homemade Video Camera and DeepLabCut

Operant conditioning chambers are used to perform a wide range of behavioral tests in the field of neuroscience. The recorded data is typically based on the triggering of lever and nose-poke sensors present inside the chambers. While this provides a detailed view of when and how animals perform certain responses, it cannot be used to evaluate behaviors that do not trigger any sensors. As such, assessing how animals position themselves and move inside the chamber is rarely possible. To obtain this information, researchers generally have to record and analyze videos. Manufacturers of operant conditioning chambers can typically supply their customers with high-quality camera setups. However, these can be very costly and do not necessarily fit chambers from other manufacturers or other behavioral test setups. The current protocol describes how to build an inexpensive and versatile video camera using hobby electronics components. It further describes how to use the image analysis software package DeepLabCut to track the status of a strong light signal, as well as the position of a rat, in videos gathered from an operant conditioning chamber. The former is a great aid when selecting short segments of interest in videos that cover entire test sessions, and the latter enables analysis of parameters that cannot be obtained from the data logs produced by the operant chambers.

This protocol describes how to build a small and versatile video camera, and how to use videos obtained from it to train a neural network to track the position of an animal inside operant conditioning chambers. This is a valuable complement to standard analyses of data logs obtained from operant conditioning tests.

Rastreando ratos em câmaras de condicionamento operantes usando uma versátil câmera de vídeo caseira e deeplabcut

Operant conditioning chambers are used to perform a wide range of behavioral tests in the field of neuroscience. The recorded data is typically based on ...