如何正确评价并测试小鼠冲动行为模型?
我们物种的标志是能够基于理性和逻辑思维做出决定的能力。每天都有数百种选择轰炸我们,如果没有我们头脑所能做出的合理的决策计算,那么负面的结果就会占主导地位。选择坚持理性的思维过程中缺乏的决定和行动会导致冲动行为。
因此,冲动行为是在没有任何先见之明,计划或理性思考的情况下进行的。冲动行为使正常的日常工作无法进行。冲动或做出冲动的选择和决定通常会带来负面影响。个人在学校,工作,社交活动和人际关系上的表现可能很差。冲动行为在几种精神疾病中都很明显,例如多动症,精神分裂症,躁狂症和成瘾。由于冲动性是几种精神疾病的重要组成部分,因此研究试图阐明冲动行为的神经和行为成分。
良好地测量冲动性很重要,尤其是在涉及动物模型时。有许多可以测量冲动性的行为测试,但是研究表明,特定的测试可以帮助在人类背景下提供特定的治疗方法。因此,建立冲动动物模型作为潜在治疗结果的媒介。
下面,我们将讨论研究如何建立某些准则来评估实验性老鼠是否有冲动,同时还展示了一些用于评估冲动性的行为测试。
什么是冲动性?
尽管对冲动的传统定义是由没有预见的行为或动作组成的,但对现象的更详细描述却浮出水面。关于冲动行为,有两类:冲动的行为和冲动的选择。
冲动行为定义为通过停止或简单地保持来保持电机响应的能力。冲动的这一子类别可以在一系列精神疾病中观察到。例如,它在饮食失调和多动症中普遍存在。一个人无法控制其他食物的摄入量会导致不良的冲动行为,导致暴饮暴食,进而导致我们所说的饮食失调。ADHD患者也是如此。在适当的时间保持安静,保持沉默和专心的困难进一步补充了一系列疾病中冲动行为的作用。
另一方面,冲动选择被定义为一种过程,在该过程中,动机力量会基于数量,时间延迟和努力来影响奖励的选择。因此,选择小的,快速且最省力的奖励指向冲动行为。在诸如成瘾的情况下可以观察到该子类别。各种成瘾性的反复行为见证者说明,尽管微不足道但立即获得的报酬总能使患有精神疾病的人感到满意。一个令人上瘾的赌徒从长远来看意识到了赔钱的潜力,但他或她仍在赌博,因为即时奖励(无论多么小)仍然令人满意。尽管如此,鉴于冲动的复杂性及其在精神疾病中的作用,研究已转向研究在实验室中测量这些因素的可能方法
这两个子类别的重要性通过用于评估它们的行为测试得以说明。冲动行为和冲动选择是受不同神经元区域控制的过程,这影响了研究如何在小鼠中产生冲动行为模型。这些子类别使研究人员可以研究不同的模式以及几种精神疾病,从而获得更好的治疗效果。因此,临床前实验有必要最大程度地测试和测量这两个类别。
小鼠冲动行为建模
产生具有冲动行为的小鼠可以通过几种方法来完成。模仿精神疾病的转基因小鼠是在小鼠中重现冲动行为的一种方式。如上所述的疾病是表现出冲动性的疾病的例子。第二种更具成本效益的方法是更改神经递质多巴胺。研究表明,降低多巴胺水平的药理物质会改变小鼠的冲动作用和冲动选择。
由于遗传和神经元改变可能会影响受试者的其他组成部分,因此有必要进行一些模型前检查来排除不良行为。运动功能障碍和自发行为是执行冲动行为测试之前必须评估的两个常见因素。实验中不得排除任何形式的运动延迟或虚弱。同样,使用多种测试来评估自发性行为(例如焦虑),包括旷场实验和高架十字迷宫测试。
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在对实验小鼠(即遗传或药物)进行初始操作后,研究人员可以开始研究冲动性。回想一下,冲动行为是难以控制或抑制且时机错误的行为。为了评估冲动的这一子类别,研究人员使用了三个主要测试。
五选择串行反应时间任务(5-CSRT)
停止信号任务(SST)
执行/不执行任务
5-CSRT测试是用来有助于在实验小鼠冲动行为的不同的基因突变之间进行区分。该测试由一个具有五个位置的平台组成,并在其中一个位置提供了刺激。必须延迟响应,直到出现发出允许采取行动的信号为止。允许前的响应时间越长,冲动性就越高。
其他操作测试,SST和执行/不执行任务,测量抑制响应的能力。在SST中,电机响应由运行信号启动。在响应开始期间,将测量反应时间。在某些试验中,会显示一个停止信号,研究人员测量抑制运动反应所需的时间。受试者开始停止反应所花费的时间越长,他们所具有的抑制控制就越差。
执行/不执行任务非常类似于SST,但是每次运行仅给出一个信号。由于行进信号在数量上要高于行进信号,因此小鼠会准备好启动运动反应。因此,无通过信号响应的量越高,抑制控制越差。
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如前所述,冲动选择取决于两个重要因素,即努力和时间延迟。冲动选择测试通过评估每个对象根据时间和精力的操纵如何响应奖励来确定小鼠的冲动水平。有两个主要测试涵盖了这一冲动性子类别:
延迟折扣任务(DDT)
努力打折任务(EDT)
在延迟折扣任务中,实验小鼠必须在立即给予的小额奖励和经过一定时间延迟的较大奖励之间进行选择。在这种情况下,时间变量在立即试验和延迟试验中都会更改,直到两个选项均等选择,即达到无差异点。然后执行几次,直到建立双曲线。曲线的陡峭程度决定了冲动的水平,其中曲线越陡峭,冲动选择就越高。
同样,在工作量折扣任务中的步骤都相同,除了变量(在这种情况下由工作量表示)之外。实验小鼠可以选择以最少的努力获得小的奖励,或者以某种形式的努力获得更大的奖励。同样,在重复这些步骤之后,双曲线将确定冲力的水平。曲线越陡峭,小鼠获得更大奖励所付出的努力就越少。
上述测量使研究人员对冲动的神经和解剖功能有了更深入的了解。在通过精神病引起的小鼠进行的冲动行为和选择之间目睹的不同测量值可以帮助确定通往更好治疗结果的途径。知道哪种精神疾病具有最冲动的行为而不是冲动的选择,可以帮助我们确定应对疾病的方法。为了使研究能够将临床前设置的结果转换为人类临床设置,必须进行进一步的研究。