Farelerde Kimlik Tanımanın İncelenmesi için Davranışsal Görevler

Özet

Negatif veya pozitif değerli deneyimleri bireysel sosyal hedeflerle eşleştirerek, C57BL / 6 farelerinin kimlik tanımayı incelemek için davranış görevleri geliştirdik. Bu görevler, sosyal biliş bozukluğu olan sağlıklı ve hastalıkla ilgili fare modellerinde bireysel sosyal hedeflerin sosyal hafıza mekanizmalarının incelenmesine izin verir.

Özet

Kemirgenler gibi sosyal hayvanlar, tanıdık bireylerin kimliğini tanıyabilir ve ayırt edebilir. Tanıdık bireylerin kimliğini tanımak, hiyerarşi, akrabalık ve aile gibi sosyal yapıları geliştirmek için önemlidir. Bununla birlikte, sosyal kimliğin tanınmasının altında yatan mekanizmalar belirsizliğini korumaktadır. Sosyal tanınma ile ilgili kemirgen çalışmalarının çoğu, kemirgenlerin sosyal yenilik olarak bilinen bir fenomen olan yeni bir sosyal hedefle etkileşime girme eğilimine dayanmaktadır. Bununla birlikte, sosyal yeniliği incelemek için davranışsal görevler, kimliklerine dayalı olarak tanıdık özelliklerin tanınmasını ortaya çıkaramaz. Burada sunulanlar, C57BL / 6 farelerinde, değerlenmiş bir deneyime sahip olan veya olmayan iki tanıdık fareyi ilişkilendirerek kimlik tanımanın incelenmesine izin veren davranışsal görevlerdir. Denekler, ya olmayan (nötr) ya da değerli bir deneyime sahip (negatif veya pozitif) iki fare ile etkileşime girdiler ve bu farelere aşina oldular. Negatif değerli fare şoklarla ilişkilendirilirken, pozitif değerli fare bir yiyecek ödülü ile ilişkilendirildi. Eğitimin ardından, bu tanıdık farelerin kimliğinin tanınması, pozitif değerli farenin tercih edilmesi ve nötr fareye kıyasla negatif değerli farenin önlenmesi olarak temsil edilen bir sosyal ayrımcılık testinde ortaya çıkarılabilir. Kimlik tanıma için davranışsal görevler, sosyal hafıza mekanizmalarını ve otizm spektrum bozukluğu veya şizofreni gibi bozulmuş sosyal bilişe sahip bozuklukların patofizyolojisini araştırmada yararlı olabilir.

Giriş

Kimlik tanıma veya önceki deneyimlere dayanarak tanıdık bireyleri tanımlama yeteneği, sosyal hayvanların hayatta kalması için kritik öneme sahiptir¹. Kemirgenlerde, sosyal hiyerarşi, eş ve yavru tanıma, bölgesel savunma ve grupların kurulması ve sürdürülmesi, başarılı bir kimlik tanımanın gerektirdiği davranışlardır ^2,3. Mevcut sosyal hafıza anlayışı, yeni ve tanıdık türdeşleri tanımlama yeteneğine dayanan kemirgen çalışmalarına dayanmaktadır. Bu görevler, hipokampal CA2⁴ ve ventral CA1 bölgeleri⁵ gibi sosyal hafızaya aracılık ettiği düşünülen beyin bölgelerini ortaya çıkarmak için yararlı olmuştur. Bununla birlikte, bu tür çalışmalar, sosyal yeniliğin kategorik olarak tanınmasıyla sınırlı olduklarından, kimlik tanımanın altında yatan mekanizmaları aydınlatmada sınırlı kalmaktadır.

Kimlik tanıma, değerli göze çarpan deneyimlerin iki (veya daha fazla) tanıdık sosyal hedeften biriyle ilişkilendirildiği ilişkisel öğrenme paradigmaları aracılığıyla sosyal yenilikten bağımsız olarak gösterilmiştir. Bu görevler, sosyal etkileşimlerin genellikle duygusal anlamla bağlantılı olduğu, olumsuz deneyimlerin çatışmayı önleyici davranışlarla sonuçlandığı, oysa eğlenceli veya besleyici etkileşimlerin genellikle ödüllendirici olduğu fikrine dayanmaktadır. Etkileşimlere bağlı duygusal duygulanım, sosyal değerlik olarak adlandırılır. Erkek altın hamsterlar, biri daha önce onlara saldırdığında iki tanıdık özdeş hedef arasında ayrım yapabildiler⁶. Bireysel erkek Wistar sıçanlarının tanınma hafızası da sosyal rütbe^7'nin kurulması için önemliydi.

Son zamanlarda, sinirbilim araştırmalarında en yaygın kullanılan fare türü olan C57BL/6 farelerinde, iştah açıcı uyaranları olan veya olmayan bireysel C57BL/6 fareleri ilişkilendirilerek kimlik tanıma incelenmiştir⁸. Bu yaklaşım, serbestçe hareket eden farelerde doğal davranışları incelemek için kullanımını sınırlayan yüzlerce eğitim denemesinden geçmek için kafaya sabitlenmiş fareler kullandı. Diğer çalışmalarda, C57BL / 6 farelerinin kimlik tanıması, etanol ile uygulanan türdeşlerin^tercihi ile desteklenmiştir ^9,10. Bununla birlikte, maddelerin uygulanması karışıklıklara neden olabilir. Son olarak, bu çalışmaların çok azı her iki cinsiyetten kemirgenlerde kimlik tanımayı incelemek için kullanılmıştır. Hem erkek hem de dişi C57BL / 6 farelerine uygulanabilen, kolayca benimsenebilir bir yöntem, kimlik tanıma çalışmasını ilerletmek için çok önemli bir araçtır.

Burada sunulanlar, hem erkek hem de dişi farelerde kullanılabilecek kimlik tanıma paradigmalarıdır. Kimliği, yeniliğin etkilerinden bağımsız olarak incelemek için, iki tanıdık sosyal hedef kullanılır ve bu hedeflerden biri, etkileşim davranışını bilgilendirdiği varsayılan göze çarpan bir duygusal deneyimle ilişkilendirilir. Negatif sosyal değerlik ilişkisi için, belirli bir sosyal hedefe yönelik kaçınmayı ortaya çıkarmak için sosyal korku koşullandırmasına benzer bir yaklaşım uyarlanmıştır¹¹. Caydırıcı bir ayak şoku gibi olumsuz bir sosyal değerlik bir bireyle ilişkiliyse, sosyal hedefle etkileşimin azalması beklenir. Tersine, iştah açıcı bir ödül gibi olumlu bir sosyal değerlik belirli bir bireyle ilişkilendirilirse, sonraki testlerde bu fare ile artan etkileşim beklenecektir. Birlikte ele alındığında, belirtilen davranışsal görevler, C57BL / 6 farelerinde ve diğer fare suşlarında kimlik tanıma çalışması için çoğu laboratuvarda kolayca uygulanabilir.

Protokol

Bu çalışmada erkek yetişkin C57BL / 6 fareler (8-10 haftalık; vücut ağırlığı: 18-25 g) kullanıldı. Sosyal hedef olarak kullanılan fareler, farklı yavrulardan olduklarından ve daha önce denek farelere aşina olmadıklarından emin olmak için farklı bir kaynaktan ( Materyal Tablosuna bakınız) elde edildi. Tüm protokoller Douglas Araştırma Merkezi'ndeki Tesis Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylandı ve Kanada Hayvan Bakımı Konseyi'nin yönergelerini takip etti (protokol no.: DOUG-5935).

1. Malzemeler (bkz. Şekil 1)

1. Negatif sosyal değerlik deneyinde tarafsız bağlam olması için büyük bir şeffaf kafes (24 cm x 36 cm x 19,5 cm) kurun
2. Negatif değerlik bağlamı olarak siyah duvarlı, üçgen bir şok kutusu (her iki kenarın uzunluğu = 46 cm; yükseklik = 29 cm) kullanın. Şok kutusunun tabanının Şifreli Izgara Akım Jeneratörüne bağlı metal ızgaralardan oluştuğundan emin olun.
3. Pozitif sosyal değerlik deneyinde yiyecek alışkanlığı bağlamı olarak büyük bir şeffaf kafes (26 cm x 47 cm x 21 cm) kullanın.
4. Pozitif sosyal değerlik deneyinde nötr bağlam olarak büyük siyah duvarlı bir kafes (24 cm x 36 cm x 19,5 cm) kullanın.
5. Pozitif sosyal değerlik bağlamı olarak bir yiyecek portu olan büyük beyaz duvarlı bir kafes (24 cm x 36 cm x 19.5 cm) kullanın. Yiyecek portu olarak, duvarın bir tarafından geçen plastik bir tüp (0,5 cm çapında) kullanın ve tüpün altına beyaz plastik bir tabak yerleştirin.
6. Nötr bağlamın (hem negatif hem de pozitif sosyal değerlik deneylerinde nötr eğitim) ve pozitif sosyal değerlik bağlamlarının zemini olarak kullanmak için önceden kesilmiş beyaz şövale ped kağıtları. Konu faresinin kağıdın altına girmesini önlemek için pedi bağlamın alt yüzeyinden biraz daha küçük kesin. Konu fareleri arasındaki şövale pedlerini değiştirin.
7. Olumlu değere sahip sosyal hedefle etkileşim üzerine ödül işareti olarak tozsuz hassas peletler (20 mg, çikolata aroması) kullanın.
8. Pozitif sosyal değerlik deneyleri süresince denek farelerini günlük olarak tartmak için bir ölçek kullanın.
9. Sosyal ayrımcılık testi için orta bölmede sol ve sağ bölmelere bağlanan açıklıkları olan üç odacıklı bir kutu (81 cm x 23 cm x 23 cm) kullanın. Oturumlar arasında konu faresini orta bölmede tutmak için çıkarılabilir bölme kapakları kullanın, bu da kullanım stresini önleyin.
10. Hem negatif hem de pozitif sosyal değerlik eğitimi için iki özdeş dikdörtgen pleksiglas muhafaza (10 cm x 5 cm x 30 cm) kullanın.
11. Sosyal ayrımcılık testi için dört dairesel tel bardak (8 cm x 8 cm x 10 cm) kullanın. Sosyal ayrımcılık testinin 1. oturumu sırasında iki tel bardağı boş tutun. 2. seansta, pozitif veya negatif sosyal değerlik eğitiminde kullanılan sosyal hedefleri diğer iki tel kabın içine yerleştirin.
    NOT: Aynı tel kapları ayırt etmek için tel kapları etiketleyin (örn. bant kullanarak). Bir deney içinde, deney süresi boyunca tel kapları aynı amaç için kullanın. Tel kabın içine farklı bir sosyal hedef yerleştirilmesi gerekiyorsa, tel kabı sabun, su ve hidrojen peroksit bazlı hızlı etkili bir dezenfektan ile iyice temizleyin.
12. Sosyal ayrım testi sırasında söz konusu farelerin tel bardakların üzerine tırmanmasını önlemek için devrilmiş tel bardakların üzerine iki cam şişe yerleştirin.
13. Eğitimdeki muhafazaların, negatif sosyal değerlik deneyleri için iletken olmayan bir malzemeden zeminlere sahip olduğundan emin olun. Örneğin, negatif değerli sosyal hedefin eğitim sırasında şok almamasını sağlamak için elektrik bandı ile kaplı plastik veya karton kullanın.
14. Hayvan davranışlarına müdahale edebilecek dış ipuçlarından kaçınmak için sessiz bir zamanlayıcı kullanın.
15. Eğitim ve sosyal ayrımcılık testi sırasında fare davranışını yakalamak için dizüstü bilgisayara bağlı yüksek çözünürlüklü (1.080 p/30 fps) bir web kamerası kullanın.
16. Bağlamın merkezinde ölçülen 60 dB'de statik beyaz gürültü üreten bir beyaz gürültü üreteci kullanın.
    NOT: Tüm davranışsal prosedürler, hayvan davranışını etkileyebilecek çevresel sesleri maskelemek için bağlamın merkezinde ölçülen 60 dB'de statik beyaz gürültü ile yürütülmelidir.
17. Tüm davranışsal prosedürler için kırmızı ışık lambaları kullanın.
    NOT: Bu, farelerde keşfi teşvik eden ve video kayıtlarında hayvan davranışlarının görselleştirilmesine izin veren karanlık çevresel koşullar sağlar.
18. Hızlı kuruyan %70 etanol ile denek fareler arasında hem boş hem de hayvan içeren muhafazaları temizleyin. Önceki denek farelerinden gelen koku alma ipuçlarından kaynaklanan davranış üzerindeki potansiyel etkileri ortadan kaldırmak için hidrojen peroksit bazlı hızlı etkili bir dezenfektan ile denek fareler arasında temiz eğitim ve test bağlamları.

2. Davranışsal prosedürler

1. Negatif sosyal değerlik
   1. Bağlam alışkanlığı
      1. Deney odasını deney süresince beyaz gürültü ve ortam kırmızı ışığı ile donatın.
      2. Ortasına iletken olmayan bir zemine sahip boş bir pleksiglas muhafaza yerleştirerek şok kutusunu hazırlayın.
      3. Konu fareyi şok kutusunun bir köşesine yerleştirin ve farenin 5 dakika boyunca serbestçe keşfetmesine izin verin.
      4. Konu fareyi yuvasına geri koyun.
      5. Kalan farelerle şok kutusu alışkanlığını tekrarlayın.
      6. En az 1 saat sonra, bağlam alıştırma prosedürünü (adım 2.1.1.1-2.1.1.5) nötr bağlamda tekrarlayın.
   2. Negatif değerlik eğitimi
      1. Her iki bağlama alıştıktan en az 1 saat sonra negatif değerlik eğitimine başlayın.
      2. Akımı 0.3 mA'ya ayarlayarak şok kutusunu hazırlayın.
         NOT: Önerilen akım ayarı, kullandığımız şok kutusuna ve deneysel tasarımımıza (3 eğitim günü) dayanmaktadır. Bu ayar, diğer deneysel tasarımlara uyacak şekilde değiştirilebilir (örneğin, daha az eğitim denemesi tasarımlarında daha güçlü akım kullanılabilir).
      3. Negatif değerli sosyal hedefi, şok kutusunun ortasında iletken olmayan bir alt kısım bulunan pleksiglas muhafazaya yerleştirin.
      4. Video kaydını başlatın ve konu faresini şok kutusunun bir köşesine yerleştirin.
      5. Zamanlayıcıyı başlatın ve konu faresinin serbestçe keşfetmesine izin verin.
      6. 4 ve 4.5 dakikada, 1 s uzunluğunda bir elektrik çarpması verin.
         NOT: Bu, caydırıcı şoklar yaşamadan önce denek fare ile sosyal hedef arasında yeterli etkileşim süresine izin verir.
      7. Konu faresini 5 dakikada çıkarın ve kaydı ve zamanlayıcıyı durdurun.
      8. Konu fareyi yuvasına geri koyun.
      9. Şok kutusunu dezenfekte edin ve kalan denek fareleri ile negatif değerlik eğitimini tekrarlayın.
   3. Tarafsız eğitim
      1. Negatif değerlik antrenmanından en az 2 saat sonra nötr antrenmana başlayın.
      2. Tarafsız sosyal hedefi, bağlamın merkezinde iletken olmayan bir alt kısım olacak şekilde muhafazaya yerleştirin.
         NOT: Negatif ve nötr bağlamların aynı bağlam ipuçlarına sahip olmasını sağlamak için iletken olmayan bir alt kısım kullanılır. Nötr eğitimde herhangi bir şok uygulanmaz.
      3. Video kaydını başlatın ve konu faresini nötr bağlamın bir köşesine yerleştirin.
      4. Zamanlayıcıyı başlatın ve konu faresinin serbestçe keşfetmesine izin verin.
      5. Konu faresini 5 dakikada çıkarın ve kaydı ve zamanlayıcıyı durdurun.
      6. Konu fareyi yuvasına geri koyun.
   4. Eğitim sırası
      1. 1. Gün: Her iki bağlamın da alışılmasından sonra (adım 2.1.1), negatif değerlik eğitiminden 2 saat sonra (adım 2.1.2) nötr eğitimi (adım 2.1.3) gerçekleştirin.
      2. 2. Gün: 2. günde ters egzersiz sırası ile egzersizi tekrarlayın (adım 2.1.3 ve ardından 2.1.2; yani, nötr antrenman yapın ve ardından 2 saat sonra negatif değerlik antrenmanı yapın).
      3. 3. Gün: 3. günde ters egzersiz sırası ile egzersizi tekrarlayın (adım 2.1.2 ve ardından 2.1.3; yani, negatif değerlik antrenmanı ve ardından 2 saat sonra nötr antrenman).
2. Olumlu sosyal değerlik
   1. Gıda yoksunluğu
      1. Deney süresince her bir denek faresini günlük olarak tartın.
         NOT: Herhangi bir noktada, bir denek fare orijinal vücut ağırlığının %15'inden fazlasını kaybederse, yiyecek yoksunluğu durdurulmalı ve fare daha sonraki deneylerden atılmalıdır.
      2. Ev kafesinde denek fare başına 1 g normal fare maması sağlayın.
         NOT: Denek fareler, fare başına 1 g yiyecek bulunacak şekilde grup halinde barındırılır. Örneğin, dört fare grup halinde barındırılıyorsa, ev kafesine 4 g yiyecek yerleştirilir.
      3. Pozitif sosyal değerlik deneyi süresince gıda yoksunluğunu günlük olarak tekrarlayın (yani, gıda pelet alışkanlığı, bağlam alışkanlığı ve pozitif değerlik eğitiminin her gününü takip edin).
   2. Sükroz gıda pelet alışkanlığı
      1. Gıda yoksunluğunun başlamasından 12 saat sonra gıda pelet alışkanlığına başlayın.
      2. Deney odasını deney süresince beyaz gürültü ve ortam kırmızı ışığı ile donatın.
      3. Konu faresini yemek alışkanlığı bağlamının bir köşesine yerleştirin.
      4. Zamanlayıcıyı başlatın ve 10 dakika boyunca 1 sakaroz gıda peleti/dk verin.
      5. Nesneyi 10 dakika sonra çıkarın ve fareyi ev kafesine geri koyun.
      6. Denek fare tarafından tüketilen sakaroz gıda peletlerinin sayısını kaydedin.
      7. Sükroz gıda pelet alışkanlığını toplam 3 gün boyunca tekrarlayın.
         NOT: Fareler 3 gün sonra herhangi bir sakaroz gıda peleti tüketmezse daha fazla alışma günü eklenebilir.
      8. Gıda peleti alışkanlığı sırasında herhangi bir sakaroz gıda peleti tüketmeyen denekleri çalışmadan çıkarın.
   3. Bağlam alışkanlığı
      1. Sükroz gıda pelet alışkanlığından bir gün sonra (4. gün), bağlamın bir köşesine boş bir pleksiglas muhafaza yerleştirerek pozitif değerlik bağlamını hazırlayın.
      2. Konu faresini pozitif değerlik bağlamının bir köşesine yerleştirin ve farenin 10 dakika boyunca serbestçe keşfetmesine izin verin.
      3. Konu fareyi yuvasına geri koyun.
      4. Kalan farelerle pozitif değerlik bağlamı alışkanlığını tekrarlayın.
      5. En az 1 saat sonra, bağlam alıştırma prosedürünü nötr bağlamda tekrarlayın.
   4. Pozitif değerlik eğitimi
      1. Her iki bağlama alıştıktan en az 1 saat sonra pozitif değerlik eğitimine başlayın.
      2. Pozitif değerliliğe sahip sosyal hedefi, pozitif değerlik bağlamının merkezindeki muhafazaya yerleştirin.
      3. Video kaydını başlatın ve konu faresini pozitif değerlik bağlamının bir köşesine yerleştirin.
      4. Zamanlayıcıyı başlatın ve konu faresinin 10 dakika boyunca serbestçe keşfetmesine izin verin.
      5. >2 saniye olan sosyal hedefle her etkileşim durumunda, yiyecek portu üzerinden 1 sakaroz gıda peleti teslim edin. Etkileşim, denek farenin burnunun pleksiglas muhafazanın çevresinden <2 cm uzakta olduğu dönemler olarak tanımlanır. Deneğin baş açısı muhafazaya doğru konumlandırılmalıdır.
         NOT: Burun dürtme ve koklama meydana gelebilir ancak sükroz gıda peleti dağıtımı için gerekli değildir.
      6. Konu faresini 10 dakikada çıkarın ve kaydı ve zamanlayıcıyı durdurun.
      7. Konu fareyi yuvasına geri koyun.
      8. Yiyecek portu aracılığıyla verilen sakaroz gıda peletlerinin sayısını ve denek fare tarafından tüketilen peletlerin sayısını kaydedin.
      9. Şövale pedi tabanını değiştirin, pozitif bağlamı dezenfekte edin ve kalan denek farelerle pozitif değerlik eğitimini tekrarlayın.
   5. Tarafsız eğitim
      1. Pozitif değerlik antrenmanından en az 2 saat sonra nötr antrenmana başlayın.
      2. Tarafsız sosyal hedefi, tarafsız bağlamın bir köşesindeki muhafazaya yerleştirin.
      3. Video kaydını başlatın ve konu faresini nötr bağlamın bir köşesine yerleştirin.
      4. Zamanlayıcıyı başlatın ve konu faresinin 10 dakika boyunca serbestçe keşfetmesine izin verin.
      5. Konu faresini 10 dakikada çıkarın ve kaydı ve zamanlayıcıyı durdurun.
      6. Konu fareyi yuvasına geri koyun.
      7. Şövale pedi tabanını değiştirin, ekipmanı dezenfekte edin ve kalan denek farelerle nötr eğitimi tekrarlayın.
   6. Eğitim sırası
      1. 1-3. Günler: Yiyeceklere pelet alışkanlığı kazandırın (adım 2.2.2).
      2. 4. Gün: Her iki bağlamın da alışılmasından sonra (adım 2.2.3), önce pozitif değerlik antrenmanı (adım 2.2.4) ve ardından 2 saat sonra nötr antrenman (adım 2.2.5) yapın.
      3. 5. Gün: 5. günde ters egzersiz sırası ile egzersizi tekrarlayın (adım 2.2.5 ve ardından 2.2.4; yani, nötr antrenman ve ardından 2 saat sonra pozitif değerlik antrenmanı).
3. Sosyal ayrımcılık testi
   1. Deney odasını beyaz gürültü ve ortamdaki kırmızı ışıkla donatın.
   2. Denekleri deney odasına taşıyın ve en az 1 saat boyunca odaya rahatsız edilmeden alışmalarına izin verin.
      NOT: Alışkanlık süresi boyunca sosyal hedeflerin deney odasının dışında kaldığından emin olun.
   3. 1. oturumda, üç odacıklı sosyal ayrım kutusunun sol ve sağ odacıklarının karşı köşelerine iki boş tel kabı yerleştirin.
      NOT: Aynı büyük ağırlıklı nesneler (örn. cam şişeler), söz konusu farenin tel kabın üzerine çıkmamasını sağlamak için tel kapların üzerine yerleştirilir.
   4. Video kaydını başlatın, konu faresini orta bölmenin ortasına yerleştirin ve zamanlayıcıyı başlatın.
      NOT: Mümkünse, denek fareler üzerinde deneyci girişimini en aza indirmek için odadan çıkın.
   5. 8 dakika sonra test odasına dönün ve denek faresine dokunmadan, deneği orta hazneye kapatmak için hazne kapılarını kullanın.
   6. Boş tel kapları, sosyal hedefleri içeren aynı ancak farklı bir bardak setiyle değiştirin.
      NOT: Sosyal hedefler, negatif veya pozitif sosyal değerlik eğitiminde kullanılan hedeflerdir.
   7. Hazne kapılarını çıkarın ve konu faresi 2. oturumda keşfederken zamanlayıcıyı başlatın.
   8. 8 dakika sonra kaydı durdurun ve konu faresini ve sosyal hedefleri ilgili ev kafeslerine geri koyun.
   9. Bardakları %70 etanol ile temizleyin ve arenayı dezenfektan ile temizleyin.
   10. Sosyal ayrımcılık testini (adım 2.3.3-2.3.9) kalan denek farelerle tekrarlayın.
   11. Kohortun yarısı testi tamamladıktan sonra, tel kabın konumunu dengeleyin.
       NOT: Birbiriyle çelişen koku alma ipuçlarını önlemek için sosyal hedefler kendi tel kaplarıyla hareket ettirilmelidir.
   12. Tüm tel bardakları sabun, su ve dezenfektanla temizleyin. Üç odacıklı sosyal ayrımcılık kutusunu dezenfektan ile temizleyin.

3. Davranış analizi

1. Antrenman
   1. Her bir sosyal hedefle etkileşim süresini analiz edin ve etkileşim nöbetlerinin sayısını puanlayın.
      NOT: Analiz manuel olarak (hayvan kafası, muhafazanın çevresinden <2 cm uzakta ve 180° kafa açısı) veya otomatik bir program kullanılarak puanlanabilir.
   2. Sosyal davranışlardaki değişikliklerin yiyecek ödülleri tüketme motivasyonundaki farklılıklardan kaynaklanmamasını sağlamak için olumlu sosyal değerlik eğitimi sırasında tüketilen yiyecek peletlerinin sayısını kaydedin.
2. Sosyal ayrımcılık testi
   1. Denek farenin her bir bardağı ne kadar süre incelediğini ölçün. Testin 8 dakikalık kesintisiz süresi, deneyci odadan çıktıktan sonra başlar.
      NOT: Analiz manuel olarak (hayvan kafası tel kabın çevresinden <2 cm uzakta ve 180° kafa açısı) veya otomatik bir program kullanılarak puanlanabilir.
   2. Test oturumlarındaki bireysel değişiklikleri daha iyi yakalamak için ikili analizleri hesaplayın. Ek olarak, keşifte seanslar arasındaki farklılıkları tespit etmek için iki yönlü tekrarlanan ölçümler ANOVA (seans ve kupa faktörleriyle) gerçekleştirin.

Sonuçlar

C57BL / 6 farelerinde kimlik tanımayı değerlendirmek için pozitif ve negatif sosyal değerlik görevlerini kullandık (Şekil 2). Sükroz gıda pelet alışkanlığının 1. günü ile karşılaştırıldığında (H1, Şekil 2B), çoğu fare, gıda alışkanlığının son gününe (H3) kadar verilen tüm peletleri tüketmiştir. Eğitim oturumları (T1 ve T2) sırasında, denek fareler iki CD1 faresi ile tanıştı: nötr (Neu) ve pozitif değerlikle ilişkili fare (PV), farklı bağlamlarda onlarla ayrı ayrı etkileşime girerek. Denek farelere sadece fare PV ile etkileşimden sonra yiyecek ödülleri verildi. Sosyal ayrımcılık görevi sırasında, eğitimli farelerin, nötr fareye kıyasla PV fare ile etkileşime girmeyi tercih ettiğini bulduk (* p < 0.05, eşleştirilmiş Öğrenci t-testi). Oturum 2 etkileşim süresinin oturum 1 etkileşimine karşı oturumlar arası oranı da PV fareye yönelik bir tercih olduğunu ortaya koydu (* p < 0.05, eşleştirilmiş Öğrenci t-testi).

Ayrıca, kimlik tanımayı incelemek için negatif sosyal değerlik görevini de kullandık (Şekil 2C). Denek fareler, iki CD1 faresi ile tanıştı: Neu ve negatif değerlikle ilişkili fare (NV), farklı bağlamlarda onlarla ayrı ayrı etkileşime girerek. NV faresi ile etkileşim oturumunun sonuna doğru iki elektrik şoku verilirken, Neu faresi ile etkileşimden sonra herhangi bir şok verilmedi. Her eğitim gününde denek fareler ile Neu veya NV fareleri arasındaki etkileşim sürelerinde farklılıklar bulamadık. Bununla birlikte, denek farelerin sosyal ayrımcılık testi sırasında NV faresi ile etkileşim süresini azalttığını bulduk (* p < 0.05, eşleştirilmiş Öğrenci t-testi). Oturum 2 etkileşim süresinin oturum 1 etkileşimine karşı oturumlar arası oranı da Neu faresine yönelik bir tercih olduğunu ortaya koydu (* p < 0.05, eşleştirilmiş Öğrenci t-testi).

Resim 1: Kimlik tanıma görevleri için kullanılan cihaz. (A) Negatif sosyal değerlik testi için nötr değerlik bağlamı. Bağlamın altına beyaz bir şövale ped kağıdı yerleştirilir. (B) Olumlu sosyal değerlik bağlamı. Kutunun orta alt kısmındaki yiyecek bağlantı noktasına (ok) dikkat edin. (C) Pozitif sosyal değerlik testi için nötr değerlik bağlamı. (D) Yemek alışkanlığı bağlamı. Kutunun sağ tarafına, E (kesikli daire) ve F (büyütülmüş) olarak gösterildiği gibi bir yemek dağıtım portu takılmıştır. (G) Şok kutusu. (H) Pleksiglas muhafaza. (I) Tel kap. (J) Sosyal ayrımcılık testi için üç odacıklı sosyal ayrımcılık kutusu. Konu fareyi orta bölmede tutmak için çıkarılabilir bölme kapıları K (ok uçları) ile gösterilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Kimlik tanıma görevlerinin tasarımı ve beklenen sonuçları. (A) Kimlik tanıma görevlerinin pozitif (üstte) ve negatif sosyal değerlik versiyonlarının şematik diyagramları (altta). C57BL / 6 fareleri, nötr (fare Neu) ve değerlikle ilişkili sosyal hedeflerle (fare PV veya NV) günlük olarak etkileşime girecek şekilde eğitildi. Eğitimden bir gün sonra, denek fareler sosyal ayrımcılık testi için üç odacıklı bir cihaza konuldu. Pozitif ve negatif sosyal değerlik eğitiminden sonra, denek farelerin sırasıyla pozitif değerli (yeşil, fare PV) ve negatif değerli farelere (kırmızı, fare NV) karşı tercih ve kaçınma göstermesini bekliyoruz. (B) Olumlu bir sosyal değerlik eğitimi deneyinden elde edilen temsili veriler. Denek fareler, 2 gün boyunca her gün pozitif değerli fare (fare PV) ve nötr fare (fare Neu) ile etkileşime girecek şekilde eğitildi. Etkileşim sırası 2. günde tersine çevrildi. Sol: Histogramlar, fare PV ile alışkanlık (1-3 alışkanlık günlerini temsil eden H1-3) ve antrenman (1-2 antrenman günlerini temsil eden T1-2) sırasında tüketilen sakaroz gıda peletlerinin yüzdesini gösterir. Sağ: Histogramlar, sosyal ayrımcılık testi sırasında pozitif değerli fare PV ile sosyal etkileşim süresindeki artışı göstermektedir. Oturumlar arası oran (oturum 2 etkileşim süresi/oturum 1 etkileşim süresi) pozitif değerli fare PV tercihini ortaya koydu. * p < 0.05, eşleştirilmiş Öğrenci t-testi. (C) Negatif bir sosyal değerlik eğitimi deneyinden elde edilen temsili veriler. Denek fareler, 3 gün boyunca her gün negatif değerli fare (fare NV) ve nötr fare (fare Neu) ile etkileşime girecek şekilde eğitildi. Etkileşim sırası günlük olarak tersine çevrildi. Sol: Histogramlar, farklı eğitim günlerinde fare Neu ve NV ile etkileşim süresini gösterir. Sağ: Histogramlar, sosyal ayrımcılık testi sırasında negatif değerli fare NV ile sosyal etkileşim süresinin azaldığını göstermektedir. Seanslar arası oran, negatif değerli fare NV'den kaçınmayı ortaya koydu. * p < 0.05, eşleştirilmiş Öğrenci t-testi. Kısaltmalar: Neu = nötr; PV = pozitif değerlik; NV = negatif değerlik; H = alışkanlık; T = eğitim. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışmalar

Kimlik tanıma paradigmaları, minimum düzeyde özel ekipman ve bir hafta içinde birkaç eğitim oturumu ile laboratuvarlarda kolayca uygulanmak üzere tasarlanmıştır. Mevcut kaynaklara ve istenen araştırma sorusuna bağlı olarak alternatif değerli deneyimler kullanılabilir. Örneğin, agresif bir sosyal hedeften gelen saldırıları takiben negatif değerli kimlik tanıma ilk olarak altın hamsterlarda tanımlanmış ve modelimiz ^6,12'de farelere uyarlanmıştır.

Değerli kimlik tanıma paradigmaları, toplumsal bellek alanında daha geniş uygulamalara sahip olabilir. Bu görevler sadece sosyal hafızayı veya sosyal değerlik mekanizmalarını daha fazla incelemek için kullanılmakla kalmaz, aynı zamanda sosyal tanıma bozukluğu olduğu bilinen hastalık modellerinin incelenmesine de yardımcı olabilir. Şizofreni ^13,14,15 ve otizm spektrum bozukluğu^16,17,18 gibi bozukluklarda kimlik tanımadaki bozukluklar sosyal davranış eksikliklerinin temelini oluşturur ve otizmli yetişkinlerin üçte birinin bireysel kimlik tanımada zorluk çektiği tahmin edilmektedir¹⁹. Örneğin, Shank3 nakavt fareleri ve Df(16)A^+/-, bozulmuş sosyal biliş sergilediği bilinen otizm spektrum bozukluğu ve şizofreni fare modelleridir^20,21,22. Yeni paradigmalarımız, sosyal hafıza eksikliklerini özetleyebilir ve hastalık modellerinin karakterizasyonu ve sosyal davranış eksikliklerini iyileştiren manipülasyonların veya tedavilerin tanımlanması için benimsenebilir. Cansız nesneler, sosyal tanınma ile karşılaştırıldığında, nesneyi destekleyen mekanizmaları daha da ayrıştırmak için sosyal hedeflerin yerine de incelenebilir¹².

Şekil 1'de kullanılan sosyal hedefler aynı cinsiyetten CD1 suşu fareleridir, ancak aynı suş C57BL / 6 hedeflerini kullanarak karşılaştırılabilir değerli kimlik tanıma elde ettik. Bu nedenle, beyin hastalıklarının hayvan modellerinde sosyal değerlik işleme, sosyal kimlik ve bu sosyal bilişsel işlevlerin eksiklikleri hakkında daha fazla çalışma için kullanılabilecek, kolayca benimsenebilir bir yöntem geliştirdik.

Kimlik tanıma paradigmaları, belirli bireyler için hafızaya bakar. Deneyleri tasarlarken, eğitim ve test oturumlarının tamamen farklı olmasını ve sabit tutulan tek ipucunun sosyal hedeflerin kimliği olmasını sağlamaya özen gösterilmelidir. Örneğin, eğitim ve testin yürütüldüğü odalar, sosyal hedefleri tutan muhafazalar ve eğitim ve test bağlamlarıyla ilişkili ipuçlarının tümü farklı olmalıdır.

Dört tel kap birbiriyle aynı olmalı, ancak pleksiglas muhafazalardan mümkün olduğunca farklı olmalıdır. Tel kaplar ve muhafazalar, malzeme (örn. pleksiglas ve metal), şekil (örn. dikdörtgen veya dairesel) ve renk (örn. şeffaf veya pembe altın) açısından farklı olmalıdır. Bu, test sırasında keşif davranışını bildiren tek ipucunun sosyal hedeflerin kimliği olduğundan emin olmak için yapılır.

Bağlam alışkanlığı eğitimin 1. gününde yapılır. Bu, denek faresi tarafından zaten bilinecek olan bağlamdan ziyade eğitim sırasında sosyal hedeflerin keşfedilmesini teşvik etmek için yapılır. Ayrıca, değerli ve nötr egzersiz seansları arasında en az 2 saat bekleme süresi önerilir. Denek farelere eğitim oturumları arasında zaman verilmesinin genellemeyi azalttığı düşünülmektedir, çünkü zaman içinde daha yakın tahsis edilen deneyimlerin bağlantılı olma olasılığı daha yüksektir²³. Aynı nedenden ötürü, eğitim tekrarlanır, ancak sonraki günlerde sırayla dengelenir. Tekrarın, deneyimin ilgili sosyal hedefle daha fazla ilişkilendirilmesini teşvik ettiği düşünülmektedir. İdeal olarak, eğitim oturumları arasında daha fazla zaman geçirmek, denek farelerinin sosyal hedefi kendi değerli deneyimleriyle ilişkilendirmeyi öğrenmelerine izin verebilir. Pratik amaçlar için, hem nötr hem de değerli eğitim oturumlarının 8-12 fareden oluşan bir kohortta 1 gün içinde gerçekleşmesine izin verdiği için bekleme süresinin 2 saat olmasına karar verildi. Örneğin, 12 farenin eğitimi yaklaşık 2 saat sürebilir ve bu noktada ilk eğitilen denek faresi bir sonraki eğitim seansına başlamaya hazır olacaktır. Tabii ki, bekleme süresinin arttırılması denek farelerinin performansını artırabilir, ancak deneyci için daha fazla zaman alıcı olacaktır.

Denek fareler ve sosyal hedefler, taşıma stresinin etkisini en aza indirmek için davranışsal eğitimin başlamasından en az 7 gün önce hayvan tesisine gelmelidir. Kagematlardan gelen koku alma ipuçları kimlik tanımayı bozabileceğinden, sosyal hedefler tek başına yerleştirilmelidir. Aynı iki sosyal hedef, en fazla 12 denek faresinden oluşan bir kohort için kullanılabilir. Daha da önemlisi, sosyal hedefler, denek fareler arasındaki her temizlik ve kurulum döneminde evlerine geri gönderilmelidir. Sosyal hedefleri evlerine geri döndürmek önemlidir, çünkü muhafazalarda uzun süre hapsedilmek davranışlarını değiştirebilir ve buna bağlı olarak denek farelerin etkileşime girme kararını etkileyebilir.

Denek fareler ve sosyal hedefler aynı veya farklı suşların türdeşleri olabilir. Aynı türden sosyal hedefler kullanılıyorsa, söz konusu fareler ve sosyal hedeflerin birbirine yabancı olması gerektiği için aynı çöpten olmamaları çok önemlidir. Bu, farklı hayvan tedarikçilerinden denek fareleri ve sosyal hedefler sipariş ederek veya biraz farklı yaşlardaki hayvanları (yani, 8 haftalık denek fareleri ve 7 haftalık sosyal hedefler) sipariş ederek sağlanabilir. Kulak etiketleme prosedürleri gerekliyse, davranış eğitiminin başlamasından en az 24 saat önce yapılmalıdır. Bu, dış stres faktörlerinin denek fare davranışı üzerindeki etkisini en aza indirmek içindir. Tüm davranışsal eğitim ve testler için, aynı anda bir denek faresi ile çalışılması önerilir. Birden fazla denekli farenin aynı anda eğitilmesi ve test edilmesi zaman kazandırabilse de, deney odasında kimlik tanımanın kodlanmasını veya hatırlanmasını etkileyebilecek koku alma ipuçlarını da artırır. Bu nedenle, 8-12 denek fareden oluşan kohortlar öneriyoruz. Olumlu sosyal değerlik deneyleri için, yeni gıda tüketimini caydırabilecek elleçleme stresini en aza indirmek için eğitimden önce hayvanların günlük olarak ele alınması önerilir. Ayrıca, alışma sürecini kolaylaştırmak için alışkanlıktan 3 gün önce ev kafesine fare başına 2-3 sükroz gıda peleti yerleştirilmesi önerilir.

Sunulan veriler manuel olarak puanlanmış olsa da, davranış analizi için kullanıcı dostu ve otomatik seçenekler mevcuttur ve eğitim ve test videolarında sosyal etkileşimlerin daha verimli bir şekilde puanlanması için uygulanabilir. Örneğin, DeepLabCut, hayvan pozisyonunun işaretsiz açıklaması için kullanıcı tarafından eğitilmiş sinir ağlarını kullanan bir yazılımdır ve araştırma davranışını tatmin eden çerçevelerin kesin olarak tanımlanması için optimize edilebilir²⁴.

Başarılı kimlik tanıma protokollerinin elde edildiğini doğrulamak için daha fazla kontrol deneyi kullanılabilir¹². Eğitim sırasının tersine çevrilmesi, kimlik tanımayı ortaya çıkarmaya devam etmeli ve sonuçların değerli ve tarafsız eğitim sırasına bağlı olmadığını doğrulamalıdır. Eğitim de tarif edildiği gibi gerçekleştirilebilir, ancak testler nötr ve yeni bir sosyal hedefle gerçekleştirilebilir, burada yeni hedefle artan etkileşim, denek farelerin nötr hedef için sosyal bir hafızaya sahip olduğunu ve bunun tanıdık olduğunu kabul ettiğini düşündürür. Benzer şekilde, kaçınma veya yaklaşma davranışlarının aslında sırasıyla negatif ve pozitif değerli sosyal hedeflere özgü olduğunu doğrulamak için iki yeni denek faresi ile test yapılabilir. Aynı denek faresinin hem negatif hem de pozitif sosyal değerlik eğitiminden geçip geçemeyeceği şu anda test edilmemiş olsa da, deneycilerin birden fazla sosyal hedef suşuna veya eğitim bağlamına erişimi olması durumunda bunun mümkün olduğuna inanıyoruz. Pozitif ve negatif değerlik deneyleri için aynı sosyal hedef türünü kullanmak, bir suşun belirli bir değerlik ile ilişkisini karmaşıklaştırabilir. Mümkünse, farklı sosyal hedef suşları kullanmak, araştırmayı teşvik edebilir ve olumlu ve olumsuz deneyimler arasında genellemeden kaçınabilir. Benzer şekilde, aynı eğitim bağlamlarının yeniden kullanılması, zıt değerli deneyimler arasındaki genellemeyi artıracak ve eğitim için farklı bağlamların kullanılmasıyla en aza indirilecektir. Deneysel zaman çizelgesi izin veriyorsa, pozitif ve negatif değerlik deneylerinin birkaç hafta ile ayrılması da önerilecektir.

Kimlik tanıma protokollerinin oluşturulmasında zorluklar yaşanması durumunda, yaygın olarak karşılaştığımız sorunlara çözümler öneriyoruz. Grup konut deneği fareleri, normal kafes arkadaşı etkileşimini takiben sosyal bir hedefle ilişkili değerlik nesli tükendiği^{için nesli tükendiği için yok} olma eğitimi olarak işlev görebilir 25, ancak sosyal izolasyon sosyal hafızayı bozduğu ve sosyal davranışı değiştirdiği^{için gereklidir 26,27}. Aslında, tek bir konutun erkek farelerde kimlik tanımayı ortaya çıkarmadığını bulduk. Bununla birlikte, hayvanlar stereotaksik ameliyatlardan kurtuluyorsa veya dekolmana duyarlı olabilecek intrakraniyal implantlara sahipse, tek kişilik barınak gerekebilir. Bu gibi durumlarda, fareleri delikli bir bölme ile ayrılmış büyük kafeslerde başarılı bir şekilde eşleştirdik ve bu durumda kimlik tanımayı çoğalttık¹².

Pozitif sosyal değerlik görevi için, farelerin yeni sakaroz peletlerini tüketmekte tereddüt göstermesi yaygındır. Bu sorunu çözmek için, alışkanlık seansından 2-3 gün önce ev kafeslerine birkaç pelet koyarak gıda yoksunluğu süresini artırmak veya fareleri peletlerle tanıştırmak faydalı olacaktır. Farelerin çoğunluğunun herhangi bir gıda peleti tüketmediği bazı durumlarda, alışkanlık seanslarının sayısını artırmak da yardımcı olabilir. Erkek farelerin genellikle gıda peleti alışkanlığı sırasında dişi farelere göre daha az yediklerini fark etmemize rağmen, olumlu olarak değerlendirilen sosyal hedefi tanıma yeteneklerini etkilemez.

Son olarak, kimlik tanıma görevlerinin parametreleri, görevin zorluğunu azaltmak veya artırmak için değiştirilebilir. Örneğin, biyolojik faktörlerin kimlik tanıma üzerindeki ince etkisini ortaya çıkarmak için, görevin zorluğunu artırmak için eğitim süresi ve eğitim oturumlarının sayısı azaltılabilir.

Bu protokolde sunduğumuz davranışsal görevler basittir, kolayca kurulur ve kimlik tanımayı incelemek için erkek ve dişi farelere uyarlanabilir. Bu görevlerde iştah açıcı veya caydırıcı uyaranların esnek kullanımı, kimlik tanımada sosyal değerliğin rolünün incelenmesine de izin verir. Bu görevler, sağlıklı farelerde biyolojik kimlik tanıma mekanizmalarını veya sosyal bozulma sergileyen hastalıklarla ilgili fare modellerinde bu mekanizmalardaki eksiklikleri incelemek için faydalı olacaktır.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
70% ethanol
Black-walled cage (24 cm x 36 cm x 19.5 cm)			neutral context, positive social valence experiment
C57BL/6 mice	Charles River, Jackson Laboratory		Social targets from Jackson Laboratory
Dustless precision pellets	BioServ	F05301	20 mg, chocolate flavor
Electric tape
Glass bottles (2)
hydrogen peroxide-based disinfectant
Plastic or cardboard			Non-conductive material for enclosure floor
Rectangular plexiglass enclosures (2, 10 cm x 5 cm x 30 cm)			Identical
Shock box (triangular, length of each side = 46 cm; height = 29 cm)
Silent timer
Single Output Scrambled Animal Shocker	Lafayette Instrument	HSCK100AP
three-chamber box (81 cm x 23 cm x 23 cm), with openings in the middle chamber that connect to the left and the right chambers			social discrimination testing
Transparent cage (24 cm x 36 cm x 19.5 cm)			Negative social valence
Transparent cage (26 cm x 47 cm x 21 cm)			Food habituation (positive social valence)
Webcam	Logitech	C920x
Weighing scale
white easel pad papers			floor of the neutral context
White noise generator			60 dB
White, plastic dish
White-walled cage (24 cm x 36 cm x 19.5 cm) with a 1 cm diameter plastic tube as food port			positive social valence context
Wire cups (circular, four, 8 cm x 8 cm x 10 cm)