Name: signal attenuation as a rat model of obsessive compulsive disorder
Uploaded: 2015-01-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 29 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Signal Attenuation as a Rat Model of Obsessive Compulsive Disorder at JoVE.com

This research was supported by the Israel Science Foundation (grant No. 592/12) to DJ

The authors have nothing to disclose.

מודל החולדה הנחתה האות של OCD הוא מודל התנהגות רב עוצמה לחקר ההתנהגות כמו-כפייתית. המודל מציג פנים גבוהים, חיזוי ולבנות תוקף 20,21, וכבר נעשה שימוש נרחב כדי ללמוד את מצעים העצביים של התנהגות זו 39,43-45,48, את תגובתה למניפולציות תרופתיות 38,39,43,47,53, 54 ולגירוי עמוק של מוח 40,46,50 והאפנון שלה על ידי הורמוני השחלות 51. לפיכך, מודל זה הוא מודל חיה שימושי עבור המחקר של OCD. יש במודל הנחתה אות לחיצת מנוף כפייתי מספר יתרונות על פני התנהגויות אחרות הנגרמות בניסוי חוזר (כגון פרץ הכחדה ודפוסי התנהגות חוזרת). ראשית, את הרלוונטיות של כפייתי התנהגויות כפייתיות בבני אדם לחיצת המנוף כבר מבוסס היטב ואילו את תוקפו של התנהגויות אחרות חוזרות ונשנות, שלעתים קרובות מכונים כפייתי-כמו כ, נמוכות אומעולם לא נבדק 20-22. יש לציין, חזרה / פרסברציה התנהגות היא תופעה המשותפת להפרעות פסיכיאטריות שונות 55-62 ולכן, אימות נכונה של התנהגות המטרה כמו-כפייתית כחיונית. בנוסף, אמצעי התנהגותיים השונים שנאספו במהלך הליך PTSA (כלומר, מספר הלחיצות על הידית המחוזקת שאינו או המספר הכללי של האף-דוקר החולדות לבצע בשלב הבדיקה) עזרה בחיסול הסברים חלופיים להבדלים בכפייתיים נבדק בין קבוצות הלחיצה-מנוף. לדוגמא, לחיצה על מנוף מוגזם יכול לשקף עלייה כללית בפעילות מוטורית, ובמקרה זה יהיה ככל הנראה לוותה בעלייה במספר הלחיצות על הידית המחוזקת שאינו (ובכך, צעד זה גם מבטל את הצורך לבדוק החולדות בהליכים נוספים כגון בדיקת השטח הפתוח). מצד השני, מניפולציות שיובילו לעלייה כללית במספר האף-pokes החולדות לבצע עלול להוביל לירידה בכפייתית, גם אם אין להם השפעה אנטי-כפייתית אמיתית לחיצה-מנוף. צעדים נוספים שנאספו עוד לפני המבחן (מנוף המכבשים מוגזמים בשלב הכשרת מנוף-לחץ, ניסויים הושלמו בשלב הנחתה אות) מאפשר הנסיין כדי לשלול את האפשרות שהבדלים בין הקבוצות על גזע שלב מבחן מהפרשים קודמים ב למידה. יש לציין, בכל האמצעים שנאספו במהלך השלבים השונים של ההליך הם כמותי, ולכן משוחדות, לא ניתנים לפרשנות סובייקטיבית ואינם מושפעים משונות הבין-הנסיין. חסרון של מודל הנחתה האות הוא העובדה שהוא דורש ציוד מיוחד (תיבות אופרנטית המופעל במחשב, תוכנה מתאימה להפעלת תיבות אלה, וכו &#39;). זה עושה את זה גם יקר וגם מעט מורכב לביצוע, הדורש כוח אדם מיומן, בקיאשניהם פתרון בעיות אד-הוק ובתחזוקה היום-היום של הציוד. בנוסף, מכיוון שהמודל מבוסס על למד ולא התנהגות ספונטנית, וכי זה מורכב מהשלבים מרובים, זה יחסית זמן רב (11 ימים) בהשוואה לחלק מהמודלים של בעלי החיים האחרים של OCD. עם זאת, בניסיון שלנו, עם ההכשרה המתאימה המומחיות הנדרשת לביצוע ההליך נרכש די בקלות. כמו כן, משום שכל הציוד הוא מבוקר מחשב וכמעט באופן אוטומטי לחלוטין, קבוצות גדולות של חולדות ניתן להפעיל ביעילות ובבו-זמנית, צמצום הזמן-העלות שלה. בנוסף, תוצאות מחושבות בקלות ואינה דורשות קידוד ידני או כל עיבוד מיוחד. לבסוף, תיבות אופרנטית הן תכליתיות מאוד, וברגע שרכש, הם יכולים לשמש לנוהלי התנהגות שונים, בנוסף להנחתת אות, מה שהופך אותם מאוד חסכוני. שיקול נוסף, שיש להביא בחשבון בעת ​​שימוש בהמודל, הוא שבשל האופי הארוך ורב-שלבים שלה, זה לא יכול להיות גם מתאים לטיפולים כרוניים או מחקרים התפתחותיים. על מנת שלא להשפיע על הלמידה של חולדות בשלבים הראשונים של הליך ההתנהגות, ממשל של טיפול כרוני דורש הפסקה בהליך, מה שהופך את ההליך אפילו יותר זמן יקר. יתר על כן הפסקה זו לא יכולה לקחת את המקום מייד לפני שלב הבדיקה, ובכך, חולדות מנוהלות הטיפול הכרוני יעבור שלב הנחתה אות תחת ההשפעה של הטיפול, שעשויה לשנות את ההתנהגות שלהם עוד לפני שלב המבחן והופך כל פרשנות של תוצאות בעייתיות. לגבי מחקרים התפתחותיים, שוב, בגלל האופי הארוך של המודל, שאי אפשר להשתמש בו לחולדות צעירות מאוד (לדוגמא, ישנות חולדות צעירות מ -46 יום ביום בדיקה). בנוסף, לא ניתן מחדש נבדקו חולדות, מה שהופך בצורך להכשיר חולדות חדשות בכל גיל למדו, ולמעט possibility של שימוש בעיצובים אורך. היבט חשוב של מודל הנחתה האות שכבר הוזכר לעיל, הוא העובדה שלחיצת מנוף כפייתי הוא מווסת על ידי תנודות ברמות הורמונים בשחלות לאורך מחזור ייחום עכברוש 51. היבט זה חשוב לחוקרים המתעניייינים בחקר המנגנונים שבאמצעותם הורמונים נשיים משפיעים על אשכי התנהגויות כפייתיות. למרות ההשפעות של הורמוני אשכי גבר על כפייתי לחיצת המנוף לא נבדק, גורמים אלה או אחרים משפיעים על ביצועים גבריים במודל, כהשתנות של צעדי תגובה השונים במודל דומה בגברים ובחולדות נקבות 51. לכן, חוקרים, שאינו שואפים ללמוד את התפקיד של הורמוני אשכים, עשויים להשתמש בחולדות זכרים ונקבות ללא מדידת רמת ההורמונים אלה. לסיכום, למרות חסרונות מסוימים של מודל החולדה הנחתה האות של OCD כגון אורך ועובדה שזה דורש ציוד מיוחד וקצת ידע טכני, הוא מספק דרך רגישה ואמינה של הערכת התנהגויות כפייתיות בחולדות. יתר על כן, הוא יכול להבחין בין התנהגויות אלו והתנהגויות חוזרות אחרות / עקשניות, שאינם באמת כפייתיים בטבע. ככזה, הוא הוא מודל מצוין להערכת טיפולים אנטי-כפייתיים משוערים, ומחקרי ההעסקה ניתן להשתמש בו כדי להרחיב את הידע של מצעים העצביים של OCD, שעדיין לא הבינו היטב שלנו.

הפרעה טורדנית-כפייתית (OCD) היא הפרעה פסיכיאטרית עיקרי שבאה לידי ביטוי ב1-3% מהאוכלוסייה הכללית 1,2. אנשים הסובלים מ- OCD יש לי חוזר ונשנה, חודרני ומחשבות לא רצויות (אובססיות) ו / או התנהגויות טקסיות חוזרות (התנהגות כפייתית) 3. מנגנוני נוירו המיוחדים המונחים ביסוד OCD עדיין לא הבינו באופן מלא. עם זאת, המעורבות של serotonergic 4-7, דופאמין 8,9 וglutamatergic 10 המערכות הודגמה בהפרעה זו. בנוסף, קליפת orbitofrontal, ברכס החגורה, הגרעינים הבזליים והאזורים בתוך האונה הקודקודית היו מעורבים בפתופיזיולוגיה שלה 7,11-13. לבסוף, אירועי חיים הקשורים לתנודות ברמת הורמונים בשחלות (לדוגמא, לידת ילד, ביוץ) כבר דיווחה להפעיל או להחמיר OCD בחולי נשים 14-16, המצביעים על כך &lt;em&gt; הורמוני השחלות לשחק תפקיד modulatory בOCD 17. בגלל מנגנוני OCD הם הבינו היטב, השימוש במודלים של בעלי החיים מתאימים המחקים באופן הדוק הביטויים התנהגותיים ועצביים שלה הוא חיוני לקידום הידע של הבסיס הביולוגי שלנו. בנוסף, מודלים כאלה לתרום לפיתוח קווים החדשים של טיפול. זה רלוונטי במיוחד במקרה של OCD, כי חולים רבים הם או עמיד לטיפול או ניסיון הקלה חלקית בלבד של תסמיני 18,19. ואכן, בשנים האחרונות, מודלים גנטיים, תרופתיים והתנהגותי לבעלי חיים של OCD (שנסקר ב20-28) הרחיבו והידע מתקדם של הפרעה זו שלנו. אחד מהמודלים של בעלי החיים התנהגות בשימוש נרחב ביותר של OCD הוא מודל החולדה הנחתה אות (לסקירה, ראה 29). ההנחה התיאורטית מאחורי המודל היא שגירעון במשוב הקשוריםעם ביצועים מוצלחים של התנהגויות מכוונות למטרה מוביל לכפייתיים תגובות 30-37. המודל, שפותח על ידי יואל ועמיתים 28, מבוסס על התנהגות אופרנטית בחולדות. במהלך הכשרה ראשונית, חולדות מתוגמלות עם גלולה מזון לאחר הלחיצה על מנוף. מנוף-עיתונות מוצלחת מפעילה בנוסף את התחלתה של מגזין אור וצליל. זה מספק את העכברוש עם משוב שתגובת מנוף-העיתונות הובילה למשלוח של מזון. בשלב הבא, את היכולת של הגירוי לאותת המשלוח של הפרס היא ירידה במכוון על ידי הצגתו שוב ושוב ללא תגמול (חשוב, אין מנופים בתיבה בשלב זה). התנהגות כמו-כפייתית עולה על השלב האחרון של אימון. בשלב בדיקה זו, המתבצע בתנאי הכחדה, מנוף לחץ ואחריו את המצגת של הגירוי, אך לא של גמול המזון. התנהגות &quot;כפייתית&quot; באה לידי ביטוי כמנוף מכבשים מרובים לאחר שאיילת העכברושs לא מנסה לאסוף את הפרס. השפעה פרו-כפייתית אנטי / באה לידי ביטוי כירידה / עלייה במספר של מנוף מכבשים &quot;כפייתיים&quot;. מאז הנחתה אות כרוכה הכחדה, חשוב להבחין בין ההשפעות של הנחתה אות והכחדה כשלעצמה. לכן בקבוצת ביקורת (קבוצת ההכחדה רגילה) הגירוי המורכב אינו נחלש לקראת שלב הבדיקה. טיפול שיש לו השפעה כפייתית / פרו אנטי לא צריך לשנות את מספר מנוף מכבשים &quot;כפייתיים&quot; בקבוצה זו. (לפרטים נוספים, ראה 29). &quot;כפייתיים&quot; מנוף-בתי לחקות את הטבע המוגזם ומיותר של התנהגויות כפייתיות המוצגות על ידי חולי OCD. לכן, מודל הנחתה האות מציג בפני תוקף טוב. בנוסף, מחקרים שנערכו במודל זה מראים שיש לו חזוי טוב ולבנות תוקף (שנסקר ב20,21). p של המודלתוקף redictive נובע ממחקרים המראים כי המנוף-טקטיקת לחץ הכפייתי מוחלש על ידי תרופות הידועות לשיפור סימפטומים טורדנים-כפייתיים 38,39, כמו גם על ידי גירוי בתדר גבוה של גרעין subthalamic 40, שכבר נמצא לי אנטי-כפייתי השפעה בחולי OCD אדם 41,42. יתר על כן, מספר תרופות שאינן יעילים בטיפול ב- OCD נמצאו לא להפעיל השפעה אנטי-כפייתית ב38,39 המודל. המודל מציג גם תוקף מבנה טוב, מכיוון שמחקרים מצביעים על כך שמנגנונים עצביים דומים מעורבים הן בסימפטומי OCD ובהתנהגות כמו-כפייתית הנגרמת על ידי הנחתה אות בחולדות. לפיכך, המעורבות של serotonergic 43-46, דופאמין 39,46 וglutamatergic 47 מערכות, כמו גם את מעורבותם של אזורים במוח הקשורים לOCD 40,44,48-50 הודגמה בלחיצה-מנוף כפייתי. בנוסף, השחלותהורמונים נמצאו לווסת בנקבות 51 לחיצת מנוף כפייתי. לכן, מודל הנחתה האות הוא כלי רב עוצמה לחקר מצעים העצביים של OCD ולסינון טיפולים אנטי-כפייתי רומן. לדיון מעמיק וקושרת הקלינית של מודל הנחתה האות והשימושיות שלה ויישום במחקר OCD, לראות 20-22,29.

<table><tbody><tr><td>Modular test chamber for rats</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model 80003M</td><td></td></tr><tr><td>Pellet trough for modular chamber</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model 80210M-R</td><td>with head entry and door</td></tr><tr><td>Low profile retractable response lever</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model CI4460-M</td><td>2 levers per chamber</td></tr><tr><td>Stimulus lights</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model 80221</td><td></td></tr><tr><td>Pellet dispenser</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model 80209-45</td><td>with 45 mg interchangeable pellet size wheel</td></tr><tr><td>Mouse nosepoke</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model 80116S</td><td>with stimulus light</td></tr><tr><td>Sonalert audible stimulus system</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model SC628</td><td></td></tr><tr><td>ABET II Complete Starter Package</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model 88501*C</td><td>with 220 VAC/50 Hz power supply</td></tr><tr><td>Sound attenuating chamber</td><td>Campden Instruments Ltd.</td><td>Model 80600A-SAC</td><td>Equipped with a peephole and a 28 VDC ventilation fan panel</td></tr><tr><td>Animal Behavior Environment Test system (ABET) II</td><td>Lafayette Instrument Neuroscience, Indiana, USA</td><td>Model 89501</td><td></td></tr><tr><td>Personal computer</td><td></td><td></td><td>with a minimum 1.8 GHz Processor, running Microsoft Windows XP (SP3), or Win7</td></tr><tr><td>45 mg dust-free precision pellets</td><td>PMI Nutrition International, Indiana, USA</td><td>Formula. P/AlN-76A</td><td>Keep the containers tightly closed to protect from moisture.</td></tr></tbody></table>

signal attenuation as a rat model of obsessive compulsive disorder

במודל העכברים הנחתה האות של הפרעה טורדנית-כפייתית (OCD), למזון לחיצת מנוף ואחריו הצגת גירוי מתחם המשמש כאות משוב. משוב זה נחלש מאוחר יותר על ידי מצגות חוזרות ונשנות של הגירוי ללא מזון (ללא העכברוש פולטות תגובת מנוף-לחץ). בשלב הבא, לחיצה-מנוף מוערך בתנאי הכחדה (כלומר, ללא מזון מועבר). בשלב זה חולדות להציג שני סוגים של מנוף מכבשים, אלה שאחריו ניסיון לאסוף גמול, ואלה שאינם. האחרונים הם המידה של התנהגות כפייתית כמו במודל. הליך בקרה שבה חולדות לא חווים את הנחתה של אות המשוב משמש להבחין בין ההשפעות של הנחתה אות והכחדה. מודל הנחתה האות הוא מודל תקף מאוד של OCD ומבדיל בין התנהגויות כמו כפייתיות-והתנהגויות החוזרות על עצמן, אבל nכפייתי ot. בנוסף הצעדים שנאספו במהלך הליך ביטולם של הסברים חלופיים להבדלים בין הקבוצות נבדקות, והם כמותי, משוחדות ואינם מושפעים משונות הבין-הנסיין. החסרונות העיקריים של מודל זה הם הציוד היקר, עובדה שזה דורש קצת ידע טכני ועובדה שזה גוזל זמן בהשוואה לדגמים אחרים של OCD (11 ימים). המודל עשוי לשמש לזיהוי ההשפעות אנטי או פרו-כפייתיות של מניפולציות תרופתיות ולא תרופתיות וללומד את המצע העצבי של התנהגות כפייתית.

התוצאות שלהלן מבוססות על Brimberg et al., 2007 52. כל הנתונים מחדש מודפסים באישור Elsevier. במחקר זה בדקנו את ההתנהגות של ספראג Dawley (SD) חולדות זכרים במודל הנחתה אות. ראשית, בניסוי 1, שבדקנו את ההשפעות של 3 מנות של paroxetine מעכבי ספיגה החוזרת של סרוטונין (SSRI) בהליך PTSA (n לכל קבוצה = 10). במבחן, paroxetine מינון dependently הפחית את מספר ELP-C (איור 1 א; ANOVA הניב השפעה העיקרית משמעותית של מינון, F (3,22) = 5.15, p &lt;0.01) וELP-U (איור 1; ANOVA הניב השפעה העיקרית משמעותית של מינון, F (3,22) = 7.99, p &lt;0.001). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52287/52287fig1highres.jpg" /> איור 1. נתון זה מראה exp תגובת מינון נציגeriment השוואת ההשפעות של מינונים שונים של Paroxetine SSRI על ELP-C וELP-U של חולדות זכרים הבאים הנחתה אות. ממוצע וסטיית ההתקן של מספר מנוף נוסף שלוחצת () היו במעקב על ידי כניסת מגזין (בתי מנוף נוספים בניסויים הושלמו; ELP-C) ו- (ב) לא אחרי כניסת מגזין (בתי מנוף נוספים בניסויים שלא הושלמו; ELP-U) של חולדות שטופלו ברכב או 1, 5 או 10 מ&quot;ג / קילוגרם של paroxetine ביום המבחן של הליך PTSA. הודפס מחדש באישור 52. בניסוי 2 שבדקנו את מינון התרופה שהיה יעיל ביותר בניסוי 1 (5 מ&quot;ג / קילוגרם), בשני PTSA ונהלי RE (n לכל קבוצה = 10). במבחן, paroxetine הפחית את מספר ELP-C בשני PTSA ונהלי RE (איור 2 א; דו-כיוונית ANOVA, השפעה העיקרית של נוהל, F (1,32) = 6.50, p &lt;0.05; השפעה העיקרית של תרופות , F (1,32) = 8.69, p &lt;0.01; נוהל Xהאינטראקציה תרופה, F (1,32) = 0.43, p = 0.52) ובנוסף הפעיל השפעה אנטי-כפייתית, כלומר, ירידה במספר ELP-U בPTSA אך לא בהליך RE (איור 2; השפעה העיקרית של נוהל, F (1,32) = 9.60, p &lt;0.005; ההשפעה העיקרית של תרופות, F (1,32) = 5.75, p &lt;0.05; אינטראקציה תרופות הנוהל X, F (1,32) = 4.83, p &lt; 0.05). <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52287/52287fig2highres.jpg" /> איור 2. נתון זה מראה ניסוי נציג השוואת ההשפעות של הנחתה אות והכחדה רגילה על ELP-C וELP-U של saline- וחולדות זכרים שנחשפו paroxetine. ממוצע וסטיית התקן של מספר () ELP-C ו- (ב) ELP-U של חולדות שטופלו ברכב או 5 מ&quot;ג / קילוגרם של paroxetine ביום המבחן של PTSA ונהלי RE. הודפס מחדש באישור 52.

Watch this Scientific Journal Video about Signal Attenuation as a Rat Model of Obsessive Compulsive Disorder at JoVE.com

Signal Attenuation as a Rat Model of Obsessive Compulsive Disorder

המטרה של הפרוטוקול המתואר במאמר זה היא לגרום להתנהגות כמו-כפייתי בחולדות לחקר ההפרעה טורדנית-כפייתי (OCD). התנהגות זו זירזה על-ידי הפחתת אות המציין כי תגובת מנוף-עיתונות הייתה יעילה בייצור מזון.

אות הנחתה כמודל עכברוש של הפרעה אובססיבית קומפולסיבית

In the signal attenuation rat model of obsessive-compulsive disorder (OCD), lever-pressing for food is followed by the presentation of a compound stimulus ...

signal-attenuation-as-a-rat-model-of-obsessive-compulsive-disorder

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

15.4K Views.  Tel-Aviv University.  המטרה של הפרוטוקול המתואר במאמר זה היא לגרום להתנהגות כמו-כפייתי בחולדות לחקר ההפרעה טורדנית-כפייתי (OCD). התנהגות זו זירזה על-ידי הפחתת אות המציין כי תגובת מנוף-עיתונות הייתה יעילה בייצור מזון. 

Video: Signal Attenuation as a Rat Model of Obsessive Compulsive Disorder

Marble Burying and Nestlet Shredding as Tests of Repetitive, Compulsive-like Behaviors in Mice

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a significant public health concern, particularly in children. Both of these conditions are highlighted by the repeated expression of meaningless behaviors. Individuals with OCD often show checking, frequent hand washing, and counting. Children with ASDs also engage in repetitive tapping, arm or hand flapping, and rocking. These behaviors can vary widely in intensity and frequency of expression. More intense forms of repetitive behaviors can even result in injury (e.g.&#160;excessive grooming, hand washing, and self-stimulation). These behaviors are therefore very disruptive and make normal social discourse difficult. Treatment options for repetitive behaviors in OCD and ASDs are somewhat limited and there is great interest in developing more effective therapies for each condition. Numerous animal models for evaluating compulsive-like behaviors have been developed over the past three decades. Perhaps the animal models with the greatest validity and ease of use are the marble burying test and the nestlet shredding test. Both tests take advantage of the fact that the target behaviors occur spontaneously in mice. In the marble burying test, 20 marbles are arrayed on the surface of clean bedding. The number of marbles buried in a 30 min session is scored by investigators blind to the treatment or status of the subjects. In the nestlet shredding test, a nestlet comprised of pulped cotton fiber is preweighed and placed on top of cage bedding and the amount of the nestlet remaining intact after a 30 min test session is determined. Presently, we describe protocols for and show movie documentation of marble burying and nestlet shredding. Both tests are easily and accurately scored and each is sensitive to small changes in the expression of compulsive-like behaviors that result from genetic manipulations, disease, or head injury.

Disease, head injury, genetic modifications, and treatment of mice with drugs can have profound effects on behavior. Utilizing well-characterized and validated approaches such as marble burying and nestlet shredding, compulsive-like behaviors can be documented accurately in mice as models of human obsessive-compulsive disorder and autism spectrum disorder.

קבורת שיש וNestlet רטוש כבדיקות של התנהגויות חוזרות, כמו כפייתיות בעכברים

Obsessive-compulsive disorder (OCD) and autism spectrum disorders (ASD) are serious and debilitating psychiatric conditions and each constitutes a ...

Applying Stereotactic Injection Technique to Study Genetic Effects on Animal Behaviors

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or knockdown gene expression in a relatively focused region without significant damage to the brain tissue. After recovery, the injected mouse can be tested on various behavioral tasks such as the Open Field Test (OFT) and the Forced Swim Test (FST). The OFT is designed to assess locomotion and the anxious phenotype in mice by measuring the amount of time that a mouse spends in the center of a novel open field. A more anxious mouse will spend significantly less time in the center of the novel field compared to controls. The FST assesses the anti-depressive phenotype by quantifying the amount of time that mice spend immobile when placed into a bucket of water. A mouse with an anti-depressive phenotype will spend significantly less time immobile compared to control animals. The goal of this protocol is to use the stereotactic injection of a lentivirus in conjunction with behavioral tests to assess how genetic factors modulate animal behaviors.

Stereotactic injection of lentiviruses expressing cDNAs or shRNAs can modulate gene expression in specific brain areas of mice. Here, we present a protocol to combine stereotactic injections with behavioral tasks, such as the Open Field Test (OFT) and the Forced Swim Test (FST).

יישום טכניקת הזרקת stereotactic לחקר השפעות גנטיות על התנהגות בעלי החיים

Stereotactic injection is a useful technique to deliver high titer lentiviruses to targeted brain areas in mice. Lentiviruses can either overexpress or ...

Biomarkers in an Animal Model for Revealing Neural, Hematologic, and Behavioral Correlates of PTSD

Identification of biomarkers representing the evolution of the pathophysiology of Post Traumatic Stress Disorder (PTSD) is vitally important, not only for objective diagnosis but also for the evaluation of therapeutic efficacy and resilience to trauma. Ongoing research is directed at identifying molecular biomarkers for PTSD, including traumatic stress induced proteins, transcriptomes, genomic variances and genetic modulators, using biologic samples from subjects' blood, saliva, urine, and postmortem brain tissues. However, the correlation of these biomarker molecules in peripheral or postmortem samples to altered brain functions associated with psychiatric symptoms in PTSD remains unresolved. Here, we present an animal model of PTSD in which both peripheral blood and central brain biomarkers, as well as behavioral phenotype, can be collected and measured, thus providing the needed correlation of the central biomarkers of PTSD, which are mechanistic and pathognomonic but cannot be collected from people, with the peripheral biomarkers and behavioral phenotypes, which can.
Our animal model of PTSD employs restraint and tail shocks repeated for three continuous days - the inescapable tail-shock model (ITS) in rats. This ITS model mimics the pathophysiology of PTSD 17, 7, 4, 10. We and others have verified that the ITS model induces behavioral and neurobiological alterations similar to those found in PTSD subjects 17, 7, 10, 9. Specifically, these stressed rats exhibit (1) a delayed and exaggerated startle response appearing several days after stressor cessation, which given the compressed time scale of the rat's life compared to a humans, corresponds to the one to three months delay of symptoms in PTSD patients (DSM-IV-TR PTSD Criterian D/E 13), (2) enhanced plasma corticosterone (CORT) for several days, indicating compromise of the hypothalamopituitary axis (HPA), and (3) retarded body weight gain after stressor cessation, indicating dysfunction of metabolic regulation.
The experimental paradigms employed for this model are: (1) a learned helplessness paradigm in the rat assayed by measurement of acoustic startle response (ASR) and a charting of body mass; (2) microdissection of the rat brain into regions and nuclei; (3) enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for blood levels of CORT; (4) a gene expression microarray plus related bioinformatics tools 18. This microarray, dubbed rMNChip, focuses on mitochondrial and mitochondria-related nuclear genes in the rat so as to specifically address the neuronal bioenergetics hypothesized to be involved in PTSD.

We describe a rat model of post traumatic stress disorder (PTSD) that reveals the persistent alterations in neuroendocrine function and the delayed long-term, exaggerated fear response, characteristic of PTSD patients. The animal model and methods described here are useful for correlating biomarkers in brain nuclei, which are mechanistic but cannot be measured in patients, with biomarkers in peripheral white blood cells, which can.

סמנים ביולוגיים במודל חיה לחשיפה קושרת עצבית, המטולוגית, והתנהגות של PTSD

Identification of biomarkers representing the evolution of the pathophysiology of Post Traumatic Stress Disorder (PTSD) is vitally important, not only for ...

Medicine

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders such as post-traumatic stress disorder (PTSD). To understand the biological mechanisms of fear dysregulation in PTSD, it is important to start with a valid animal model of the disorder. This protocol describes the methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of PTSD, in both rats and mice. SEFL was developed to recapitulate critical aspects of PTSD, including long-term sensitization of fear learning caused by an acute stressor. SEFL uses aspects of Pavlovian fear conditioning but produces a distinct and robust sensitized fear response far greater than normal conditional fear responses. The trauma procedure involves placing a rodent in a conditioning chamber and administering 15 unsignaled shocks randomly distributed over 90 minutes (for rat experiments; for mouse experiments, 10 unsignaled shocks randomly distributed over 60 minutes are used). On day 2, rodents are placed in a novel conditioning context where they receive a single shock; then, on day 3 they are placed back in the same context as on day 2 and tested for changes in freezing levels. Rodents that previously received the trauma display enhanced levels of freezing on the test day compared to those that received no shocks on the first day. Thus, with this model, a single highly stressful experience (the trauma) produces extreme fear of the stimuli associated with the traumatic event.

Here we describe the detailed methodology required to conduct stress-enhanced fear learning (SEFL) experiments, a preclinical model of post-traumatic stress disorder, in both rats and mice. The model utilizes aspects of Pavlovian fear conditioning and freezing as an index of enhanced fear in rodents.

פחד משופרת מתח למידה, מודל מכרסמים חזקים של הפרעה פוסט-טראומטית

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...

A Conflict Model of Reward-seeking Behavior in Male Rats

The present protocol describes a novel conflict task as a model of inhibitory control in rats. In this model, a natural rewarding stimulus (sexual stimulus) that represents a high-value reward, and the aversive stimuli (pins), are concurrently presented. The male rats have to climb or jump over the obstacle full of pins to approach and investigate the sexual partner. If the animal persists in their approaching behavior regardless of the aversive stimuli, it is considered as a maladaptive or risky reward-seeking behavior. The conflict task permits the evaluation of deficit in inhibitory control resulting from exposure to abused drug, such as morphine, or a stressful event. 
The main advantage of this model is that it provides a simple and quick way to discover the deficit in inhibitory control after exposure to opiate drugs or other stressful events. In addition to opiates, this behavioral model would also be useful for quickly discovering the inhibitory control deficits induced by other addictive drugs. However, the limitation is that the male rats' performance may be subject to exercising effects with repeated testing under this conflict task. In the future, one can hope that the individuals with the compulsive phenotype of reward-seeking behavior after exposure to opiates will be identified based on modifying this conflict model.

This conflict model is used to measure the impairment of inhibitory control after exposure to addictive drugs, or other factors that may influence inhibitory control. A sexual stimulus and an aversive obstacle are concurrently presented, thus male rats have to conquer the obstacle to approach the sexual reward.

מודל ההתנגשות של שמחפש גמול בחולדות זכר

The present protocol describes a novel conflict task as a model of inhibitory control in rats. In this model, a natural rewarding stimulus (sexual ...

An Inescapable Cat Odor Exposure Protocol for Studying Innate and Contextual Threat Conditioning in Rats

Animals respond to threatening situations by exhibiting a number of defensive behaviors, including avoidance, freezing, and risk assessment. An animal model with an ethological approach offers a deeper insight into the biological mechanisms underlying threat responses. This paper describes a methodology to measure defensive behaviors toward both innate and learned aversive stimuli in rats. Animals were individually exposed to predator odor in an inescapable chamber to elicit a measurable, sustained, defensive state. The experimental design involved placing a rat in a familiar chamber for 10 min followed by exposure to cat odor for another 10 min in the same context. The next day, the rats were re-exposed for 10 min to the same context chamber where cat odor exposure occurred. Sessions were video-recorded and defensive behaviors were assessed on both days. 
The behavioral test was coupled with reversible functional inactivation and c-Fos immunohistochemistry techniques to determine the role of the interoceptive cortex in threat responses. Rats exposed to cat odor on the first day and re-exposed to the context chamber on the second day displayed higher levels of defensive behaviors, and that cat odor elicited a robust increase in the neural activity of the interoceptive cortex. Moreover, muscimol inactivation of the interoceptive cortex reduced the expression of defensive behaviors in response to cat odor and impaired contextual threat memory. These results show that this behavioral assay is a useful tool for studying neural mechanisms of defensive behaviors and may offer insight into mechanisms that mediate fear in humans and its related disorders.

Cat skin/fur odor exposure provides a reliable method to investigate neural circuits and mechanisms of defensive responses in rodents and may offer insight into mechanisms that mediate fear in humans. Here, we describe a protocol for investigating the role of the interoceptive cortex in threat responses in rats.

Animals respond to threatening situations by exhibiting a number of defensive behaviors, including avoidance, freezing, and risk assessment. An animal ...

<meta charset="utf8"></head><body>מבחנים התנהגותיים להפרעת הספקטרום האוטיסטי במודלים של עכברים

Strategies for Assessing Autistic-Like Behaviors in Mice

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

<meta charset="utf8"></head><body>אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

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

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

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

Developing a Rat Model for Bipolar Disorder

Bipolar disorder is a mental health condition characterized by extreme mood swings, including periods of emotional highs (mania) and lows (depression). While the exact underlying neurobiology is not yet fully understood, imbalances in neurotransmitter systems, particularly dopamine, appear to play a central role. For this reason, manipulations of dopaminergic pathways have been used to model mania or depression in rodents. However, models that accurately represent the typical switch between these two episodes are rare, limiting face validity. In a unique model, modern techniques are used to temporarily increase dopamine D1 receptor expression, which has been implicated in the pathology of bipolar disorder. A tetracycline-inducible lentiviral construct that expresses the dopamine D1 receptor under the control of the calmodulin kinase II alpha promoter is stereotactically injected into the medial prefrontal cortex of adult rats. Dopamine D1 receptor overexpression is achieved by adding the tetracycline analog doxycycline to the animals&#39; drinking water, leading to an increase in reward-related, impulsive, and risk-taking behaviors and a decrease in anxiety. These behaviors resemble a mania-like phenotype. By removing doxycycline from the drinking water, a depressive-like phenotype, characterized by increased helplessness and anhedonia, can be induced within the same animal. This article provides a step-by-step protocol for performing the surgery, as well as procedures for inducing the bipolar disorder-like phenotype. Additionally, considerations for assessing behavioral changes associated with mania-like and depressive-like behavior are described. This promising model, which demonstrates good construct and face validity, offers a valuable tool for further investigating the pathophysiological mechanisms of bipolar disorder.

This article presents a protocol for the induction of a unique rat model of bipolar disorder that captures both mania-like and depressive-like behavior.

פיתוח מודל חולדות להפרעה דו קוטבית

Bipolar disorder is a mental health condition characterized by extreme mood swings, including periods of emotional highs (mania) and lows (depression). ...

אות הנחתה כמודל עכברוש של הפרעה אובססיבית קומפולסיבית

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

קבורת שיש וNestlet רטוש כבדיקות של התנהגויות חוזרות, כמו כפייתיות בעכברים

יישום טכניקת הזרקת stereotactic לחקר השפעות גנטיות על התנהגות בעלי החיים

סמנים ביולוגיים במודל חיה לחשיפה קושרת עצבית, המטולוגית, והתנהגות של PTSD

פחד משופרת מתח למידה, מודל מכרסמים חזקים של הפרעה פוסט-טראומטית

מודל ההתנגשות של שמחפש גמול בחולדות זכר

An Inescapable Cat Odor Exposure Protocol for Studying Innate and Contextual Threat Conditioning in Rats

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

אסטרטגיות להערכת התנהגויות דמויות אוטיסטיות בעכברים

פיתוח מודל חולדות להפרעה דו קוטבית