Name: progressive-ratio responding for palatable high-fat and high-sugar food in mice
Uploaded: 2012-05-03T13:00:00
Duration: 11 min 16 s
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Ce projet a été soutenu par des subventions de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (355 881) et la Fondation canadienne pour l&#39;innovation.

* Les étapes les plus importantes. 1. Matériel et Logiciel <ol><li> Formation et essais ont été effectués dans des chambres de souris opérant équipés de deux ultra-légers, les leviers rétractables 1 placés de chaque côté d&#39;un récipient alimentaire (voir tableau 1). Une lumière de stimulation est située au-dessus de chaque levier et il ya une lumière interne dans la partie supérieure de la cage. Distributeur de culot est situé à l&#39;extérieur de la chambre. Chaque chambre est logée à l&#39;intérieur une cabine d&#39;atténuation du son avec ventilateur. Chambres sont connectés à un ordinateur PC avec MedPC IV logiciel via une armoire &quot;Smart Control&quot; interface. </li></ol> Remarque: Lorsque ultra-légers leviers ne sont pas disponibles, il est recommandé que le nez-poke être utilisé comme la réponse opérante pour les études de la souris. Cependant, avec les deux options disponibles, nous suggérons la sélection des ultra-légers leviers comme une mesure plus fiable de la motivation étant donné que le nez-poke réponses peuvent be déclenchée par exploratoire reniflant. <ol start="2"><li> Les programmes utilisés MedPC pour exécuter des tâches opérantes sont écrits en code notation Medstate laquelle un utilisateur peut apprendre avec l&#39;aide du manuel de programmation fourni. Programmation offre une flexibilité pour l&#39;utilisateur de modifier les codes existants ou de générer des paramètres expérimentaux uniques. Certains codes peuvent être obtenus gratuitement à partir Associés Med &quot;Notation Medstate référentiel&quot; <a href="http://www.mednr.com" target="_blank">http://www.mednr.com</a> . Les codes additionnels peuvent être achetés à partir Associés Med. </li></ol> 2. Acclimatation souris et des restrictions alimentaires <ol><li> Sur des souris d&#39;arrivée sont hébergés en groupe pendant au moins 10 jours pour s&#39;acclimater à un renversement 12 h cycle jour / nuit et muni d&#39;un accès ad libitum à la norme chow et de l&#39;eau. Dans notre cas, nous utilisons des souris adultes C57BL / 6 achetés auprès de Charles River (Saint-Constant, QC). Toutes les manipulations de la souris et des expériences comportementales sont effectuées pendant le cycle nocturne. Tous les proprocédures impliquant l&#39;utilisation d&#39;animaux ont été approuvés par le Comité de protection des animaux CRCHUM. </li><li> Les souris sont ensuite individuellement-logés et des aliments restreint (70% de leur ration alimentaire quotidienne) jusqu&#39;à ce qu&#39;ils atteignent 90-95% de libre-alimentation du poids corporel en vue de faciliter l&#39;acquisition de levier de presse de répondre. Les souris ont été à condition que leur quota quotidien de la nourriture dans la cage à la maison après la fin de la session. Après avoir atteint 5-10% perte de poids, la nourriture quotidienne alloué est ajusté afin de stabiliser le poids corporel inférieur pour le reste de la période de formation. Une fois que les souris ont atteint les critères d&#39;acquisition (voir ci-dessous), ils sont remis sur un horaire d&#39;alimentation ad libitum. Souris reprendre du poids corps perdu dans environ 3-4 jours. </li><li> Les souris sont traitées dans la salle d&#39;essai pendant 3 jours consécutifs avant la première session de formation. Le jour avant le début de la formation 10-15 riches en matières grasses et en sucre (HFHS) pastilles sont placées dans la cage pour éviter l&#39;influence potentielle de néophobie alimentaire sur opérant performanCE. Nous utilisons 20 HFHS mg, sans poussière, boulettes alimentaires de précision (14 mg est également disponible) contenant Kcal 48,9% sous forme de graisse (Serv Bio, Frenchtown, NJ). </li></ol> 3. Formation opérant <ol><li> Les souris sont d&#39;abord entraînés à appuyer sur le levier d&#39;un rapport fixe (FR) -1 programme de renforcement par lequel une presse à levier unique suscite la livraison d&#39;un boulette de nourriture sur le récipient. Un seul levier est désigné comme «actif» (déclencher une délivrance de récompense alimentaire) et la répartition des leviers droit et gauche est contrebalancé entre les souris. Il est important d&#39;ajouter au moins un délai de 5 secondes (A) le calendrier FR1 (FR1/TO-5), au cours de laquelle le levier de pressage supplémentaire n&#39;entraîne pas la délivrance d&#39;un boulette de nourriture. Cette période permet À temps pour les souris à consommer la boulette de nourriture, les temps morts mais plus longs peuvent être utilisés si l&#39;expérimentateur estime qu&#39;il est nécessaire pour leur modèle de souris. Chaque session de formation FR dure 1 heure ou lorsque 50 pastilles ont été livrés. </li><li> Critères d &#39;Acquisition *: &lt;/ Strong&gt; Les critères utilisés pour déterminer l&#39;acquisition de la nourriture entretenu opérant répondre comprend: (1) un nombre minimum de réponses actives et les récompenses gagnées; (2) une mesure de discrimination entre les leviers actifs et inactifs, et (3) entre les sessions stabilité des performances. Souris présentant une discrimination ≥ 3:1 pour le levier actif et inactifs et l&#39;obtention de ≥ 20 récompenses par session au cours de trois sessions consécutives sont envisagées pour atteindre les critères d&#39;acquisition 10. Nous avons observé que la majorité (~ 75%) des souris C57BL6 besoin d&#39;environ 7-10 jours de formation pour atteindre les critères d&#39;acquisition. Les souris qui ne parviennent pas à des critères d&#39;acquisition en ce moment l&#39;objet d&#39;une formation complémentaire pour les jours supplémentaires 5-7. Nous excluons les souris de test (~ 5% des cas) quand il n&#39;ya pas de progrès par la cinquième journée de formation supplémentaire. Il est important de garder à l&#39;esprit que l&#39;acquisition avec facultés affaiblies opérant peut être un résultat de certaines interventions pharmacologiques et génétiques et devrait donc être documentée. &lt;/ Li&gt; <li> Après trois séances successives de l&#39;obtention de ≥ 20 boulettes, le calendrier est porté à FR5/TO-5 secondes dans lequel 5 presses à levier actifs déclencher la livraison de la boulette de nourriture. Formation sur le calendrier FR5 dure trois jours. </li><li> * Les souris sont ensuite formés dans le rapport progressif (PR) calendrier de renforcement. Le calendrier taux de réponse au cours des essais PR peut être calculé comme par Richardson et Roberts (1996) 11 en utilisant la formule suivante (arrondi à l&#39;entier le plus proche): = [5 e (R * 0,2)] - 5 où R est égal au nombre de récompenses déjà acquises alimentaires plus 1 (à savoir, renforçateur suivante). Ainsi, le nombre de réponses nécessaires pour gagner une récompense en nourriture de suivre l&#39;ordre: 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 62, 77, 95 et ainsi de suite. Le rapport final complété est le point d&#39;arrêt. </li><li> Une séance de PR d&#39;une durée maximale de 1 heure. Le défaut d&#39;appuyer sur le levier dans les résultats de la période 10 min en fin de la session. Perforperformance sur le calendrier PR de renforcement est considéré comme stable lorsque le nombre de récompenses gagnées dans un 1 s&#39;écarte séance d&#39;une heure par ≤ 10% pendant au moins 3 jours consécutifs. </li></ol> 4. Test Ratio progressive et la validation <ol><li> Pour valider la nourriture entretenu opérant dans la tâche de répondre PR, on peut évaluer des points d&#39;arrêt qui ont répondu manipulations suivantes connues pour moduler récompense alimentaire. Un test relativement facile à réaliser est la privation de nourriture qui va augmenter l&#39;état de motivation de la souris pour se nourrir et d&#39;augmenter ainsi les points d&#39;arrêt. Souris doit d&#39;abord être testé dans la tâche PR au cours d&#39;une période d&#39;alimentation ad libitum jusqu&#39;à stable, la performance de base est atteint. Le lendemain de la dernière nourriture quotidienne &quot;de base&quot; est retiré de la cage et les souris sont ensuite testés dans la tâche PR 24 heures après le début du jeûne. </li><li> Nous avons également cherché à savoir si l&#39;administration périphérique de l&#39;hormone anorexigène leptine aurait l&#39;effet inverse sur les points d&#39;arrêtseuils. La leptine (AF Parlow, l&#39;hormone du Programme national de peptide, NIDDK) a été dissous dans du PBS stérile. PR essais ont été effectués à la suite d&#39;une injection IP de PBS sur une journée, puis après l&#39;injection de leptine (5 mg / kg) le jour suivant. La leptine a été injecté une heure avant le test PR. Les points d&#39;arrêt ont été comparées en utilisant un test t apparié (GraphPad Prism). </li></ol> 5. Les résultats représentatifs Lors du test de la capacité de la privation de nourriture pour moduler point d&#39;arrêt de répondre sur un calendrier PR de renfort, nous nous attendons à augmenter de manière significative les points d&#39;arrêt comme le montre la figure 1. Dans cette expérience, une période de 24 h de privation de nourriture a produit un ~ 3,6 fois plus que les points d&#39;arrêt par rapport à ceux obtenus dans le libre-alimentation état de référence ce qui suggère que la privation de nourriture augmente les effets de récompense de la nourriture. En revanche, l&#39;administration périphérique de l&#39;hormone anorexigène leptine (5 mg / kg, IP) une heure avant le tressant devrait diminuer point d&#39;arrêt de répondre comme le montre la figure 2. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig1.jpg" /> Figure 1. Le jeûne augmente les effets de récompense de la nourriture. Un jeûne de 24 h augmenté de façon significative les points d&#39;arrêt sur un ratio progressif (PR) calendrier de renforcement chez les souris (n = 4). Moyenne ± SEM; * p &lt;.05. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/3754/3754fig2.jpg" /> Figure 2. La leptine diminue récompense alimentaire chez la souris. Périphérique administration de leptine (5 mg / kg) a diminué seuils d&#39;intervention PR point d&#39;arrêt chez les souris (n = 4). Moyenne ± SEM; * p &lt;0,05.

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	<li>Fulton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetite+and+reward.">Appetite and reward.</a> Front. Neuroendocrinol. 31, 85-103 (2010).</li><li>Zheng, H., Lenard, N. R., Shin, A. C., Berthoud, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appetite+control+and+energy+balance+regulation+in+the+modern+world:+reward-driven+brain+overrides+repletion+signals.">Appetite control and energy balance regulation in the modern world: reward-driven brain overrides repletion signals.</a> International journal of Obesity. 33, S8-S13 (2009).</li><li>Skinner, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Behavior of Organisms: An Experimental Analysis. , (1938).</li><li>Hodos, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progressive+ratio+as+a+measure+of+reward+strength.">Progressive ratio as a measure of reward strength.</a> Science. 134, 943-944 (1961).</li><li>Hodos, W., Kalman, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+increment+size+and+reinforcer+volume+on+progressive+ratio+performance.">Effects of increment size and reinforcer volume on progressive ratio performance.</a> J. Exp. Anal. Behav. 6, 387-392 (1963).</li><li>Stafford, D., LeSage, M. G., Glowa, J. 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Tâches de conditionnement opérant de fournir un moyen efficace pour évaluer les changements dans les propriétés de motivation de la nourriture. Les procédures expérimentales décrites dans les présentes souris article de formation permis à appuyez sur le levier pour obtenir des récompenses alimentaires et de manière stable de répondre sur un calendrier PR de renforcement. Mesure de la quantité de nourriture consommée ne fournit pas la lecture même que les mesures d&#39;intervention basée sur l&#39;effort car tous les facteurs qui influent sur l&#39;apport alimentaire de moduler les effets de récompense de la nourriture. Par exemple, appauvrissant de glucose utilisable par périphérique 2-désoxyglucose l&#39;administration chez le rat augmente la quantité de nourriture consommée librement disponible, mais ne parvient pas à modifier des points de rupture dans une tâche de PR pour la nourriture 12. Point d&#39;arrêt PR répondant peut aussi refléter des changements dans la qualité des récompenses alimentaires. Par exemple, des points de rupture sont positivement corrélés avec la concentration de saccharose démontrant que la motivation pour les augmentations de saccharose d&#39;une manière qui suit goût sucré 8 </sjusqu&#39;à&gt;. Nous démontrons ici que la privation de nourriture 24h augmente considérablement les points d&#39;arrêt de relations publiques pour la nourriture HFHS chez la souris. En revanche, nous avons constaté que l&#39;administration périphérique de l&#39;hormone anorexigène leptine diminue de manière significative les points d&#39;arrêt pour l&#39;alimentation HFHS chez la souris. Ces résultats sont cohérents avec les actions déjà signalés de privation de nourriture et de la leptine sur les seuils de récompense chez le rat 12-14. Lorsque vous utilisez ce protocole, il est important de garder à l&#39;esprit que l&#39;acquisition de la nourriture entretenu opérant répondre est significativement renforcée par une formation régulière (tous les 1-2 jours) et en augmentant l&#39;état de motivation de la souris en mettant en œuvre un régime de restriction alimentaire. En outre, veiller à ce que les souris présentent relativement stable sur une réponse programme de renforcement avant de passer à des horaires plus complexes (par exemple, FR1 à FR5) est essentielle pour minimiser la performance variable au cours de tests. Malgré l&#39;application de ces étapes, il n&#39;est pas rare d&#39;obtenir une certaine variabilitéen particulier entre les différentes souris. Pour cette raison, il est fortement recommandé d&#39;utiliser un intra-sujets (mesures répétées) de conception lorsque cela est possible de supprimer toute variabilité sujet. Bien que les tests intra-sujet n&#39;est pas possible d&#39;enquêter sur les modifications génétiques stables (c.-à-KO contre les souris témoins), il peut être utilisé pour examiner l&#39;influence de drogues, des lésions aiguës ou les manipulations génétiques (par exemple, optogénétique). L&#39;obésité et les maladies liées à l&#39;obésité sont un problème croissant qui a renforcé l&#39;urgence d&#39;identifier les molécules et les voies neuronales impliquées. L&#39;accumulation des données met en évidence le rôle important des circuits de récompense du cerveau dans les envies alimentaires, augmentation de l&#39;apport calorique et le gain de poids. La tâche PR est un outil précieux pour mesurer l&#39;impact des manipulations neurobiologiques, génétiques ou pharmacologiques sur les effets de récompense de la nourriture.

<html><table border="1"><tbody><tr><td> Point </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Entreprise </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> Chambres de souris opérant </td><td> ENV-009A </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Associés Med, Inc</a> </td><td> Associés Inc Med PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478, USA Téléphone: (802) 527-2343 </td></tr><tr><td> 8 entrées/16 entrées intelligente Panneau de Contrôle de Connexion </td><td> SG-716B </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Associés Med, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Ultra-léger rétractable la souris levier </td><td> ENV-312 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Associés Med, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Distributeur Pellet </td><td> ENV-203 </td><td>. Med-associates.com / &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Associés Med, Inc </td><td></td></tr><tr><td> Light House </td><td> ENV-215 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Associés Med, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Lumière de stimulation </td><td> ENV-221 </td><td> <a href="http://www.med-associates.com/" target="_blank">Associés Med, Inc</a> </td><td></td></tr><tr><td> Sans poussière de précision de 20 mg riche en graisses et en sucre pellets </td><td> F-06649 </td><td> Bio-Serv </td><td> Bio-Serv Un 8e Rue, bureau 1 Frenchtown, NJ 08825, Etats-Unis Téléphone: (800) -996 à 9908 </td></tr></tbody></table> Tableau 1. Équipement spécifique et du matériel.

progressive-ratio responding for palatable high-fat and high-sugar food in mice

Les aliments qui sont riches en gras et en sucre contribuer de manière significative aux taux de la suralimentation et l&#39;escalade de l&#39;obésité. La consommation de ces aliments peut produire un effet enrichissant qui renforce l&#39;action des associations de résultats et renforce le comportement futur à obtenir des ces aliments. Plus en plus évident que les effets de récompense de forte densité énergétique des aliments jouent un rôle profond dans la suralimentation et le développement de l&#39;obésité a un intérêt accru dans l&#39;étude des gènes, des molécules et des circuits de neurones qui modulent 1,2 récompense alimentaire. L&#39;impact enrichissant des différents stimuli peuvent être étudiés par la mesure de la volonté de travailler pour les obtenir, comme dans les tâches de conditionnement opérant 3. Modèles opérant de mesure récompense en nourriture acquise et volontaires des réponses comportementales qui visent à obtenir de la nourriture. Une mesure couramment utilisée de force récompense est une procédure connue sous le nom opérant le ratio progressif (PR) calendrier de renforcement. 4,5 Dans le t PRdemander, le sujet est nécessaire de faire un nombre croissant de réponses opérantes pour chaque récompense successives. L&#39;étude pionnière de Hodos (1961) ont démontré que le nombre de réponses apportées à obtenir la récompense dernière, appelée le point d&#39;arrêt, sert comme un indice de 4 Résistance récompense. Bien que les procédures opérantes qui mesurent les changements dans le taux de réponse ne suffit pas à séparer les changements de résistance de récompense auprès de modifications dans la capacité de performance, le point d&#39;arrêt provenant de l&#39;horaire PR est une mesure bien validé des effets de récompense de la nourriture. La tâche PR a été largement utilisé pour évaluer l&#39;impact enrichissant des médicaments d&#39;abus et de la nourriture chez les rats (par exemple, 6-8), mais dans une moindre mesure chez la souris 9. L&#39;utilisation accrue de souris génétiquement modifiées et induite par l&#39;alimentation des modèles de souris obèses a accru la demande de mesures comportementales de récompense alimentaire chez la souris. Dans le présent article, nous détaillons les matériaux et les procédures utilisées pour former les souris de répondre (levier de presse) pour une haute teneur en matières grasseset des pastilles alimentaires riches en sucre sur un calendrier PR de renforcement. Nous montrons que les seuils d&#39;intervention de point d&#39;arrêt à la suite d&#39;augmenter la privation alimentaire aiguë et diminuer avec l&#39;administration périphérique de l&#39;hormone anorexigène de la leptine et ainsi de valider l&#39;utilisation de ce paradigme alimentaire opérant chez la souris.

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Progressive-ratio Responding for Palatable High-fat and High-sugar Food in Mice

Les détails présent rapport le protocole utilisé pour mesurer les effets de récompense de haute teneur en graisses des aliments chez les souris en utilisant une tâche progressive rapport conditionnement opérant.

Progressive-ratio de répondre pour l&#39;alimentation riche en graisse et en sucre Palatable chez la souris

Foods that are rich in fat and sugar significantly contribute to over-eating and escalating rates of obesity. The consumption of palatable foods can ...

Research

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Mesure orale d&#39;acides gras seuils, Fat Perception, gras alimentaire Aimer, et Papilles densité chez les humains

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