הדרכת גישה אלפה הפבלובית בחולדות
4 בפברואר 2016
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לעורר התנהגות גישה מותנית פבלובית בחולדות. ניתן להשתמש בהליך זה כדי למדוד הבדלים אינדיבידואליים בנטייה להתקרב ולייחס בולטות תמריצים לרמזים הקשורים לתגמול ולחקור פגיעות התמכרות.
המטרה הכוללת של הליך זה היא לעורר התנהגות גישה מותנית פבלובית בחולדות. הליך זה יכול לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום מדעי המוח ההתנהגותיים, כגון מדוע אנשים מסוימים יכולים לעמוד בפיתוי לרדוף אחר רמזי תגמול בעוד שאחרים לא. היתרון העיקרי של הליך זה הוא שהוא מאפשר לנו למדוד את ערך התמריץ המוטיבציוני של רמזים בנפרד מערך החיזוי שלהם.
מי שידגים את ההליך הזה יהיה כריסטופר פיצפטריק, סטודנט לתואר שני במדעי המוח מהמעבדה שלי. פרוטוקול זה משתמש בתאי מיזוג אופרנטיים מסחריים בארונות מחלישי רעש עם מאווררי אוורור כדי לספק רעשי סביבה. בתוך כל תא, ציידו מגזין גלולה בחיישן אינפרא אדום לכניסות ראש.
מקם אותו בקיר הקדמי של כל תא, שלושה סנטימטרים מעל הרצפה, והצמד מתקן כדי לספק כדורי מזון בטעם בננה של 45 מיליגרם. לאחר מכן, בצורה מאוזנת, מקם מנוף נשלף כ -2.5 סנטימטרים משני צידי השקע וכ -3 סנטימטרים מעל הרצפה. הידית צריכה להיות בעלת נורת LED כדי להפוך אותה לאטרקטיבית יותר.
כדי לכייל את הידית, הנח עליה משקל של 10 גרם וכוונן את בורג הכיול עד שהמשקולת דוחפת את הידית כלפי מטה. לאחר מכן, חבר אור אדום לגג החדר מעל השקע. זה יגדיל את הבולטות של המנוף המואר.
זה משלים את ההכנות לחדר. הזמינו חולדות ספראג דולי זכרים בוגרים שמשקלן בין 250 ל-300 גרם, ושיכנו אותם בזוגות עם ההגעה. השאירו את החולדות ללא הפרעה לפחות יומיים במושבת הדיור כדי להתאקלם.
יש לשמור על המושבה במחזור אור-חושך של 12 שעות, ולחולדות צריכה להיות גישה חופשית למזון ולמים. לאחר תקופת התאקלמות ראשונית, טפלו בכל חולדה לפחות דקה אחת ביום, למשך מספר ימים. ביומיים שלפני האימון המקדים, תנו לכל חולדה 15 כדורים בטעם בננה מדי יום.
חלקו את הכדורים הללו באופן שווה בצדדים נפרדים של כלוב הבית. עבור פרוטוקול זה, צור תוכנית טרום אימון. התכנות נעשה בסימון MEDState.
המדריך זמין באינטרנט. כתוב תוכנית לאספקת 50 כדורי מזון בלוח זמנים משתנה של 30 שניות חמש דקות לאחר תחילת התוכנית. המרווח הוא בממוצע 30 שניות אך משתנה באופן אקראי בין אפס ל-60 שניות.
במהלך תקופה זו, נורית הבית האדום צריכה להיות דולקת, אך הידית הנשלפת צריכה להישאר נסוגה למשך התוכנית. בצע את האימון המקדים במהלך מחזור האור יום לפני אימון PCA. הנח כל חולדה בתא אופרנטי.
סגור ונעל את דלת החדר. סגור את דלת הארון המחלישה את הרעש והפעל מיד את התוכנית. ברגע שהתוכנית הושלמה, הוציאו את החולדות מהתאים.
רשום את מספר הכדורים שנצרכו. יש להוציא כל חולדה שאינה צורכת את כל הכדורים מבדיקות נוספות. בתוכנה, כתוב תוכנית הדרכה להפעלת 25 ניסויים במשך כ-40 דקות, החל מדקה אחת לאחר תחילת התוכנית.
במהלך כל ניסוי, בקש מהידית להאיר ולהאריך לתוך התא למשך שמונה שניות. האור האדום הפנימי דולק תמיד. כאשר הידית נסוגה, בקש מכדור מזון אחד להוציא ללא תלות בתגובת החולדה.
הפרד כל ניסיון בלוח זמנים משתנה של 90 שניות. המרווח הוא בממוצע 90 שניות, אך משתנה באופן אקראי בין 30 ל-150 שניות. הפעל את תוכנית PCA בדיוק כפי שבוצעה ההכשרה המוקדמת.
לאחר הסרת החולדות, רשום את מספר הכדורים שנצרכו, והוצא חולדות שאינן צורכות את כל הכדורים. כעת, באמצעות נתונים שנאספו על ידי התוכנית, חשב את ציוני מדד ה-PCA. חולדות זכרים עברו חמישה מפגשי אימון PCA, שבמהלכם נרשמו המספר, ההשהיה וההסתברות של כניסות למגזין ולחיצות מנוף.
עבור כל אימון יומי של PCA, ציוני מדד PCA חושבו ממשתנים אלה. ציוני מדד ה-PCA משני האימונים האחרונים שימשו לסיווג החולדות כעוקבות סימנים, עוקבות מטרות או כבעלות פנוטיפ ביניים. עוקבי סימנים בעיקר ניגשו וכיוונו את התנהגותם לעבר רמז המנוף הקשור לתגמול.
במדד PCA, הציונים שלהם נעו בין 5 ל-1. לעומת זאת, עוקבי המטרות ניגשו וכיוונו את התנהגותם בעיקר למקור אספקת התגמול, מגזין הגלולה. במדד PCA, הציונים שלהם נעו בין 5 ל-1.
פנוטיפ הביניים אינו מוטה אף אחת מההתנהגויות. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לעורר גישה מותנית פבלובית בחולדות.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מעורר התנהגות גישה מותנית פבלוביאנית בחולדות, ובכך מאפשר לחוקרים למדוד הבדלים אינדיבידואליים בנטייה לגשת לרמזים הקשורים לתגמול. הוא מספק תובנות לגבי פגיעות להתמכרות והערך המוטיבציוני של רמזים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- נוירוביולוגיה התנהגותית
- מחקר התמכרויות
- התנהגות מותנית
רקע
- התניה פבלוביאנית היא מושג יסודי במדעי העצבים ההתנהגותיים.
- הבנת הבדלים אינדיבידואליים בעיבוד תגמול היא קריטית למחקרי התמכרות.
- הליך זה מפריד בין הערך המוטיבציוני של התגמול לבין הערך החזוי של הרמזים.
- בפרוטוקול זה נעשה שימוש בתאי התניה תפעולית מסחריים.
מטרת המחקר
- לבחון מדוע חלק מהפרטים עמידים לרמזי תגמול בעוד שאחרים אינם עמידים.
- למדוד את הבולטות התמריצית (incentive salience) המיוחסת לרמזים הקשורים לתגמול.
- לחקור פגיעות להתמכרות באמצעות תגובות התנהגותיות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שימוש בתאי התנייה אופרנטית בעלי תכונות בידוד אקוסטי.
- שילוב של חיישן אינפרא-אדום במגזין הפלט (pellet magazine) למדידת כניסת הראש.
- הדגמה של הפרוצדורה על ידי סטודנט לתואר שני במדעי המוח.
- הערכה של התנהגות גישה מותנית בחולדות.
תוצאות עיקריות
- השגה מוצלחת של התנהגות פנייה מותנית פבלוביאנית.
- מדידה של הבדלים אינדיבידואליים בתגובה לרמזי גמול.
- תובנות לגבי ההיבטים המוטיבציוניים של עיבוד גמול.
- השלכות פוטנציאליות להבנת מנגנוני התמכרויות.
מסקנות
- פרוטוקול זה יעיל לחקר התנהגות מותנית בחולדות.
- הוא מספק מסגרת לבחינת פגיעות להתמכרות.
- מחקרים עתידיים יכולים להתבסס על ממצאים אלו כדי להבין טוב יותר את עיבוד התגמול.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
אימון בגישת התנייה פבלוביאנית (PCA) בחולדות מאפשר לצוותים בביו-פארמה לנתח את התכונות המוטיבציוניות של רמזים הקשורים לגמול, ובכך לסייע בהסרת סיכונים מכניסטיים במחקרים על הפרעות נוירו-פסיכיאטריות והתמכרויות. באמצעות כימות הבדלים אינדיבידואליים בהתנהגות המונעת מרמזים, PCA מספקת ביטחון ניבוי עבור תיקוף מטרות ובחירת מודלים תרגומיים. גישה זו מסייעת בקבלת החלטות בשלבי הגילוי המוקדמים ובמיון תיקי פיתוח עבור תוכניות למערכת העצבים המרכזית (CNS) והפרעות התנהגותיות.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של ייחוס בולטות תמריצית (incentive salience) לרמזי תגמול, ובכך מבהיר מסלולים התנהגותיים הרלוונטיים לפגיעות להתמכרות.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגית על ידי הבחנה בין תכונות של רמזים ניבויים לבין תכונות של רמזים מוטיבציוניים במודלים פרה-קליניים.
- מקל על תיקוף של מטרות תפקודיות על ידי קישור פנוטיפים התנהגותיים למנגנונים נוירוביולוגיים בבסיסם.
- מספק מדדים כמותיים לצורך תעדוף של מטרות מועמדות בשרשראות פיתוח נוירו-התנהגותיות.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מכין מערכות התנהגותיות שעברו תיקוף לסריקת תרכובות בשלבים הבאים במחקרי התמכרויות ומוטיבציה.
- מנstandardizes את המדידה של התנהגויות sign-tracking ו-goal-tracking לקבלת תוצאים ניתנים לשחזור של הבדיקה.
- מאפשר איסוף נתונים אוטומטי וניתן להרחבה של לחיצות על מנוף וכניסות למגזין לצורך פנוטיפיקה התנהגותית בתפוקה גבוהה.
- תומך בהערכה מהימנה של התערבויות פרמקולוגיות או גנטיות על בולטות תמריצית (incentive salience).
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאם פנוטיפים התנהגותיים פרה-קליניים עם סממנים של פגיעות להתמכרות בבני אדם להבטחת רציפות תרגומית.
- מאפשר קידום של תוכניות CNS המותאם לסיכון על ידי אספקת תוצאי קריאה מכניסטיים של התנהגות המונעת מרמזים.
- תומך בהפחתת סיכונים חזויה עבור זיהוי מולקולות מובילות (lead identification) בגילוי תרופות נוירו-פסיכיאטריות.
שילוב נתיבי עבודה וזרימת עבודה
ההכשרה ב-PCA ממוקמת בממשק שבין הגילוי המוקדם לתיקוף פרה-קליני, ומגשרת בין מחקר התנהגותי מונחה-הנחה לבין פיתוח מודלים תרגומיים.
- ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת השערות לגבי הערך המוטיבציוני של רמזים ומבהיר מנגנונים התנהגותיים העומדים בבסיס הסיכון להתמכרות.
- סקרינינג: מספק תוצרי כמותיים הניתנים לשחזור (ציוני מדד PCA) להשוואת השפעות של התערבויות בין קבוצות.
- אנליטיקה: מספק מדידות סטנדרטיות של לחיצות על המנוף, כניסות למגזין וזמני השהייה (latency) לצורך ניתוח סטטיסטי חסון.
- מחקר תרגומי: מקשר פנוטיפים התנהגותיים של מכרסמים לנקודות קצה רלוונטיות לבני אדם בהתמכרות ובהפרעות מוטיבציוניות.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה לביצוע בדיקה התנהגותית שמישנית עבור תוכניות מחקר נוירו-התנהגותיות מגוונות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את רמת הוודאות החיזויית בתיקוף מטרות ומפחית עמימות מכניסטית במודלים התנהגותיים.
- ערך תפעולי: מאפשר פנוטיפיקה התנהגותית סטנדרטית, ניתנת להרחבה וניתנת לשחזור בין מחקרים שונים.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת ההחלטות בנוגע להמשך פיתוח (go/no-go) ואת הקצאת ההון בתיקי פיתוח של תרופות למערכת העצבים המרכזית (CNS) ולהתמכרויות.
- השפעה על תיק הפיתוח: תומך בתעדוף מותאם סיכון ובקידום של מועמדים לתרופות נוירו-פסיכיאטריות.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בנוירוביולוגיה התנהגותית ובפרוטוקולים של התניה אופרנטית.
- נדרשת גישה לתאי התניה אופרנטית מסחריים עם תוכנה ניתנת לתכנות ומכשור חיישנים.
- נדרש סטנדרזציה בין-צוותית של דירוג התנהגותי ותהליכי ניתוח נתונים.
- ייתכן הצורך בהתאמה עבור זני מכרסמים שונים או נקודות קצה התנהגותיות שונות.
- יש להחיל באופן עקבי קריטריוני החרגה עבור נבדקים שאינם מגיבים כדי להבטיח את שלמות הנתונים.
