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脑声问答期丨动物享乐型摄食行为如何测试？

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2024-08-14 22:35

动机水平测试

动机水平测试实验分为4个阶段：适应阶段，Fixed ratio training(FR)阶段,Progressive ratio training(PR)阶段以及测试阶段。

适应阶段开始前小鼠将进行食物限制来提高小鼠对食物的渴求。限食开始前4天记录小鼠体重和摄食作为基线。整个动机水平测试实验中，小鼠体重和摄食将每日定时监控，小鼠体重将控制在基线体重的85%-90%之间，食物量根据体重变化给予但不低于基线的50%。

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适应阶段第一天，小鼠放置于行为学操作箱(Campden Instruments)中，每过1分钟后，20uL的奶昔（Yazoo）奖励会随声音线索给予，适应阶段持续20分钟。

从第二天开始，小鼠进行FR训练。FR阶段有3阶难度:FR1,FR3,FR5。小鼠需要通过鼻触屏幕来获得奶昔奖励，触碰后与适应阶段等量的奶昔随声音线索给予，FR后数字表示获得奖励需要鼻触的次数。当小鼠前一日完成目标后（60分钟获得40次奖励），将进入下一阶难度，若未能完成，则退回前一个阶段。达到FR5阶段后的小鼠继续进行FR5训练。

连续3天完成FR5阶段的小鼠将进行PR阶段，PR阶段中小鼠获得奖励的需要鼻触的次数按公式N=5e^(Trial number*0.2)-5逐渐增加(1,2,4,9…)。60分钟后或连续5min小鼠没有鼻触屏幕，则PR测试停止，N则记为breakpoint。若小鼠连续3天PR阶段的breakpoint波动小于15%，则进入测试阶段。测试阶段仍使用PR范式。

Fig1 动机水平测试实验

(A).PR实验训练示意图。(B).Campden条件性操作训练箱

可口食物摄取量

普通饮食ND组和高脂饮食HFD组大鼠，每周测量体重。8w后随机选取6只ND大鼠和6只饮食致肥胖（DIO）大鼠，观察饱食后30min内ND大鼠和DIO大鼠可口食物摄取量的差异。实验前，将大鼠单独饲养，自由饮水、摄食。实验当日上午9:00分别给ND组、DIO组饱食状态大鼠提供可口食物甜炼乳（sweet condensed milk），其成分为22%脂肪，67%糖,10%蛋白,能量3.25kcal/g，购于雀巢公司，用水3:1稀释后使用。持续30min/d记录甜炼乳摄入量。可口食物摄食量测定方法为在实验计时前、后称量甜炼乳的重量，并计算第2d、4d、6d、8d消耗量以确定大鼠摄入量。

选择雌性SD大鼠100只，置于温度22-24℃，湿度50%-60%，光照周期12h（18:00-6:00）的环境中单独饲养。大鼠分为自由进食组（50只）和限制进食组（50只）。自由进食大鼠可自由获取食物和水；限制进食大鼠可自由饮水，但每日15:00时喂食一次，以将其体重维持在自由进食大鼠体质量的85％。所有实验都在上午7:00至12:00之间进行。

按固定比率摄取蔗糖

将大鼠置于隔音箱标准操作室中，通过MED-PCIV软件控制。每天在1小时的训练期间，以固定比例1（FR1）训练大鼠按压杠杆获取蔗糖奖励（45mg蔗糖颗粒）的方案进行强化，按压无效杠杆没有食物奖励。蔗糖颗粒的出现往往伴随有一离散的光音复合线索（78dB，2900Hz;在按压有效杠杆上方的白色刺激光），并且伴随有20秒的持续时间。在蔗糖奖励和持续期间，在杠杆对面的墙上红灯处于关闭状态。训练大鼠给药10次，直到它们获得≥10蔗糖颗粒。一旦建立了这样的稳定反应，在自主给药前30分钟给予大鼠注射药物，总共3次。所有大鼠首先接受注射对照药物，24h后开始自主给药，共10天。确保大鼠的反应回到反应的基线水平。

按累进比率摄取蔗糖

自我给药后，测试来自实验1的16只大鼠（8只随意进食，8只限制进食）在累进比率下对蔗糖的摄取。在最后一次FR1训练后24小时，将大鼠转移至以累进比例（PR）训练大鼠按压杠杆获取蔗糖奖励（45mg蔗糖颗粒）的方案进行强化训练。每次达到所需的反应比率时就会奖励一个蔗糖颗粒。PR测试训练持续到大鼠1小时内没有获得奖励时停止。在1小时之前没有获得奖励的最后反应比率被认为是断点。经过6个测试阶段建立稳定的PR反应基线。第二天在PR测试前30分钟给大鼠注射药物，注射的顺序是平衡的。

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