Павлова кондиционером подход к обучению у крыс
Summary
Here, we present a protocol to elicit Pavlovian conditioned approach behavior in rats. This procedure can be used to measure individual differences in the tendency to approach and attribute incentive salience to reward-related cues and investigate addiction vulnerability.
Abstract
Реплики, которые условно паре с безусловными, награждение раздражители могут приобретать награждение свойства самому посредством процесса, известного как атрибуции мотивации выпуклостью или трансформации нейтральных раздражителей в привлекательной, "хотел" стимулы, способные мотивировать поведение. Павловский условный подход (СПС) развивается после ответного независимый презентации условного раздражителя (CS; например, рычаг), которая предсказывает доставку безусловного раздражителя (США; например, пищевая осадок) и может быть использован для измерения стимул Salience во время тренировки, три модели. условных рефлексов (CRS) может развиваться:. подписать отслеживания поведения (CS-направленного CR), цель отслеживания поведения (США направлены CR), и промежуточный ответ (оба КЛ) Вход трекеры атрибут стимул заметность наградить связанной киев и более уязвимы для кия-индуцированной восстановление ищет наркотики, а также другие виды поведения наркомании связанных, делая PCA горшокненциально необходимой процедурой для изучения наркомании уязвимость. Здесь мы описываем материалы и методы, используемые для выявления поведение ПМС у крыс, а также анализировать и интерпретировать поведение ПМС в отдельных экспериментах.
Introduction
Переход употребления наркотиков к наркомании включает сложные взаимодействия между павловской и инструментального обучения 1,2. Во употреблением наркотиков и поиску наркотиков поведения, действия и результаты изучены через призму инструментальных процессов; Однако, отношения между стимулами (например, реплики, связанные с наркотиками) и наградах также узнал через павловских процессов. Павлова сигналы приобретают прогностическую ценность, но они также могут приобретать стимулирования мотивации значение 3, в результате чего они становятся привлекательными, желательно, и способна стимулировать и поддерживать поведение награда ищущих 4.
Многие процедуры следственные награду обучения у животных, однако, не позволяют распутывания интеллектуального против стимулирования мотивационной обучения. В процедурах препарат самоуправления, например, оба инструментальные и Павлова условные обычно используются, например, что крысы научиться выполнять действия (например, нос-Pokiнг, рычаг прессования и т.д.), чтобы получить определенного результата (например, внутривенное вливание препарата). Полезным результатом также в паре с павловских раздражители (например, освещение носа-мешке порт, кий свет презентации, звук инфузионного насоса, интероцептивный чувство подачи жидкости в кровоток и т.д.). Часто неясно в этих процедурах ли сигналы поддерживают целенаправленное действия просто потому, что их предсказательной отношений с наградой, или были ли сигналы приобрела стимулирования мотивации свойства самостоятельно.
Для того, чтобы экспериментально выделить стимулирующую мотивационную значение из прогнозной стоимости павловских раздражители, наша лаборатория использует процедуру Павлова условный подход (СПС), чтобы определить крыс, которые приписывают стимул заметность наградить связанных реплики. Во время тренировки, условный раздражитель (CS; например, рычаг) отклика независимо предсказывает выскачень из безусловного раздражителя (США; например, шарик пищи). В течение нескольких сеансов обучения, три фенотипа разработать: подписать отслеживания (CS-направленного условный рефлекс [CR]), цель отслеживания (США, направленную Cr), и промежуточный ответ (оба КЛ). Для целенаправленной трекеров (ГТС), то CS используется в качестве предсказателя поставки вознаграждение; Однако, для регистраций трекеров (STS), то CS объясняется с стимулирования выпуклостью, став привлекательной и желанной. В этом обзоре мы опишем оборудования, настройке и обработку данных, необходимых для выполнения процедуры PCA. Кроме того, мы обеспечиваем показательные результаты обучения PCA, наметить важные экспериментальные соображения, и обсудить предполагаемый полезность процедур СПС в расследовании наркоманию и другие нервно-психических расстройств.
Protocol
Representative Results
Discussion
Обучение PCA может быть использован для определения индивидуальные вариации в тенденции приписывать стимулирования выпукло на условные сигналы, которые Утверждалось, что важным компонентом уязвимости перед зависимостями. Например, ранее было показано, что СЦ атрибут стимул выпукло о?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was funded by the University of Michigan Department Of Psychiatry (U032826; JDM), the National Institute on Drug Abuse (NIDA; K08 DA037912-01; JDM) and the Department of Defense (DoD) National Defense Science and Engineering Graduate (NDSEG) Fellowship (CJF).
Materials
| Standard Modular Operant Test Chamber with Modified Top for Rat | Med Associates, Inc. | ENV-008CT | Top has access slot for drug delivery leashes or other harness systems; comes with ENV-008CTC (Cover Insert) for access slot |
| Expanded PVC Sound Attenuating Cubicle | Med Associates, Inc. | ENV-022V | |
| PCI Operating Package for up to Sixteen Chambers | Med Associates, Inc. | MED-SYST-16 | Based on the number of operant chambers, MED-SYST-8 (PCI Operating Package for up to Eight Chambers) is also available |
| SmartCtrl | Med Associates, Inc. | DIG-716P2 | |
| Universal Cable, 25′ (7.6 m) | Med Associates, Inc. | SG-210CB | Based on individual needs, SG-210CB-50 (Universal Cable, 50′ [15.2 m]) is also available |
| 18″ (45.7 cm) 3-Pin Mini-Molex | Med Associates, Inc. | SG-216A | Based on individual needs, SG-216A-2 (2′ [61.0 cm] 3-Pin Mini-Molex) is also available |
| Power Cable, 25′ (7.6 m) | Med Associates, Inc. | SG-210CP-25 | |
| Stainless Steel Grid Floor for Rat | Med Associates, Inc. | ENV-005 | Based on preference, ENV-005A (Stainless Steel Grid Floor for Mouse) is also available |
| Reusable Waste Pan | Med Associates, Inc. | ENV-007-P3 | |
| Filler Panel Package for Standard Modular Test Chamber | Med Associates, Inc. | ENV-008-FP | |
| Modular Pellet Dispenser for Rat, 45mg | Med Associates, Inc. | ENV-203M-45 | |
| Pellet Receptacle, Trough Type | Med Associates, Inc. | ENV-200R2M | Based on preference, ENV-200R1M (Pellet Receptable, Cup Type) is also available |
| Retractable Lever | Med Associates, Inc. | ENV-112CM | Calibrated to 25 g; needs to be adjusted to 10 g before Pavlovian conditioned approach training |
| Retractable Lever Cue Light | Med Associates, Inc. | ENV-112CML | |
| House Light for Rat | Med Associates, Inc. | ENV-215M | |
| 100 mA Replacement Bulbs, Pack of 10 | Med Associates, Inc. | SG-800R | Red-colored; for use with ENV-215M (House Light for Rat) |
| Pellets, 45 mg, Primate Purified Diet, Banana Flavor | Bio-Serv | F0059 | 50,000/box |
References
- Everitt, B. J., Robbins, T. W. Neural systems of reinforcement for drug addiction: from actions to habits to compulsion. Nature Neurosci. 8 (11), 1481-1489 (2005).
- Everitt, B. J. Neural and psychological mechanisms underlying compulsive drug seeking habits and drug memories–indications for novel treatments of addiction. Eur J Neurosci. 40 (1), 2163-2182 (2014).
- Robinson, T. E., Berridge, K. C. The neural basis of drug craving: an incentive-sensitization theory of addiction. Brain Res Brain Res Rev. 18 (3), 247-291 (1993).
- Milton, A. L., Everitt, B. J. The psychological and neurochemical mechanisms of drug memory reconsolidation: implications for the treatment of addiction. Eur J Neurosci. 31 (12), 2308-2319 (2010).
- Meyer, P. J., et al. Quantifying individual variation in the propensity to attribute incentive salience to reward cues. PloS One. 7 (6), e38987 (2012).
- Yager, L. M., Robinson, T. E. A classically conditioned cocaine cue acquires greater control over motivated behavior in rats prone to attribute incentive salience to a food cue. Psychopharmacology (Berl). 226 (2), 217-228 (2013).
- Yager, L. M., Pitchers, K. K., Flagel, S. B., Robinson, T. E. Individual variation in the motivational and neurobiological effects of an opioid cue. Neuropsychopharmacology. 40 (5), (2015).
- Lovic, V., Saunders, B. T., Yager, L. M., Robinson, T. E. Rats prone to attribute incentive salience to reward cues are also prone to impulsive action. Behav Brain Res. 223 (2), 255-261 (2011).
- Saunders, B. T., Robinson, T. E. Individual variation in the motivational properties of cocaine. Neuropsychopharmacology. 36 (8), 1668-1676 (2011).
- Saunders, B. T., Yager, L. M., Robinson, T. E. Cue-evoked cocaine ‘craving’: role of dopamine in the accumbens core. J Neurosci. 33 (35), 13989-14000 (2013).
- Kearns, D. N., Gomez-Serrano, M. A., Weiss, S. J., Riley, A. L. A comparison of Lewis and Fischer rat strains on autoshaping (sign-tracking), discrimination reversal learning and negative auto-maintenance. Behav Brain Res. 169 (2), 193-200 (2006).
- Fitzpatrick, C. J., et al. Variation in the form of Pavlovian conditioned approach behavior among outbred male Sprague-Dawley rats from different vendors and colonies: sign-tracking vs. goal-tracking. PloS One. 8 (10), e75042 (2013).
- Anderson, R. I., Spear, L. P. Autoshaping in adolescence enhances sign-tracking behavior in adulthood: impact on ethanol consumption. Pharmacol Biochem Behav. 98 (2), 250-260 (2011).
- Pitchers, K. K., et al. Individual variation in the propensity to attribute incentive salience to a food cue: Influence of sex. Behav Brain Res. 278, 462-469 (2015).
- Anderson, R. I., Bush, P. C., Spear, L. P. Environmental manipulations alter age differences in attribution of incentive salience to reward-paired cues. Behav Brain Res. 257, 83-89 (2013).
- Beckmann, J. S., Bardo, M. T. Environmental enrichment reduces attribution of incentive salience to a food-associated stimulus. Behav Brain Res. 226 (1), 331-334 (2012).
- Burns, M., Domjan, M. Topography of spatially directed conditioned responding: effects of context and trial duration. J Exp Psychol Anim Behav Process. 27 (3), 269-278 (2001).
- Christie, J. Spatial contiguity facilitates Pavlovian conditioning. Psychon Bull Rev. 3 (3), 357-359 (1996).
- Meyer, P. J., Cogan, E. S., Robinson, T. E. The form of a conditioned stimulus can influence the degree to which it acquires incentive motivational properties. PloS One. 9 (6), e98163 (2014).
- Beckmann, J. S., Chow, J. J. Isolating the incentive salience of reward-associated stimuli: value, choice, and persistence. Learn Mem. 22 (2), 116-127 (2015).
- Flagel, S. B., et al. A selective role for dopamine in stimulus-reward learning. Nature. 469 (7328), 53-57 (2011).
- Saunders, B. T., Robinson, T. E. The role of dopamine in the accumbens core in the expression of Pavlovian-conditioned responses. Eur J Neurosci. 36 (4), 2521-2532 (2012).
- Clark, J. J., Collins, A. L., Sanford, C. A., Phillips, P. E. Dopamine encoding of Pavlovian incentive stimuli diminishes with extended training. J Neurosci. 33 (8), 3526-3532 (2013).
- Anselme, P., Robinson, M. J., Berridge, K. C. Reward uncertainty enhances incentive salience attribution as sign-tracking. Behav Brain Res. 238, 53-61 (2013).
- Robinson, M. J., Anselme, P., Fischer, A. M., Berridge, K. C. Initial uncertainty in Pavlovian reward prediction persistently elevates incentive salience and extends sign-tracking to normally unattractive cues. Behav Brain Res. 266, 119-130 (2014).
- Gallistel, C. R., Gibbon, J. Time, rate, and conditioning. Psychol Rev. 107 (2), 289-344 (2000).
- Morrow, J. D., Maren, S., Robinson, T. E. Individual variation in the propensity to attribute incentive salience to an appetitive cue predicts the propensity to attribute motivational salience to an aversive cue. Behav Brain Res. 220 (1), 238-243 (2011).
- Morrow, J. D., Saunders, B. T., Maren, S., Robinson, T. E. Sign-tracking to an appetitive cue predicts incubation of conditioned fear in rats. Behav Brain Res. 276, 59-66 (2015).
- Saunders, B. T., O’Donnell, E. G., Aurbach, E. L., Robinson, T. E. A cocaine context renews drug seeking preferentially in a subset of individuals. Neuropsychopharmacology. 39 (12), 2816-2823 (2014).
