Individual differences on running wheel activity: relation to anxiety parameters, spontaneous locomotion and social interaction

Abstract

Motivated behaviors are characterized by a high degree of vigor, persistence and work output, and organisms frequently make effort-related decisions based upon cost/benefit analysis. The study of individual differences in effort-related choice and performance has shown that some animals consistently reach high levels of effort to obtain a more preferred reinforcer instead of choosing other more sedentary activities. These differences are related to mesolimbic dopamine (DA) signaling in nucleus accumbens. In order to characterize behavioral parameters related to these individual differences linked with DA activity, we separated animals in three groups based on levels of running wheel activity and assessed a range of behaviors such as spontaneous locomotion, anxiety and social interaction. A total of 20 young CD1 male mice were tested in three behavioral paradigms: Open Field Test (OF), Social Interaction (SI) and Dark and Light box (DL), in this order. Then, these animals were trained daily in voluntary running wheels (RW) for 4 weeks and were divided in low, moderate and high runners depending on their level of activity. Results demonstrated significant differences between the three groups on the number of counts in the RW. In the OF, no differences have been found in spontaneous locomotion between high and low runners, however, both groups explore more than moderate runners. In the SI, low runners spent less time interacting with the non-social stimuli compared with the two other groups but showed a tendency to be more anxious in the DL. It seems that high levels of RW activity, which in turn correlate with high levels of DA activity, are related to lower levels of anxiety and less preference for social interaction. However, there are not differences between high and low runners in locomotion activity. Further studies should assess other behavioral parameters more closely related to DA function such as preference for motor sources of reinforcement instead of sedentary sources of reinforcement.

Los comportamientos motivados están caracterizados por un alto grado de velocidad, vigor y persistencia y los organismos generalmente llevan a cabo decisiones relacionadas con el esfuerzo basándose en un análisis de costes/beneficios. Estudios de diferencias individuales en ejecuciones y elecciones relacionadas con el nivel de esfuerzo han demostrado que muchos animales alcanzan regularmente niveles de esfuerzo muy grandes con el objetivo de obtener reforzadores preferidos en vez de escoger otras actividades más sedentarias. Estas diferencias están relacionadas con la dopamina (DA) mesolímbica del nucleo accumbens. Con el objetivo de describir parámetros relacionados con estas diferencias individuales vinculadas con la actividad DA, separamos a los animales en tres grupos basados en los niveles de actividad alcanzados en la rueda de actividad y evaluamos una gama de comportamientos entre los cuales se encuentran la locomoción espontánea, la ansiedad y la interacción social. Un total de 20 ratones CD1 machos y jóvenes fueron testados en tres paradigmas conductuales: Test de Campo Abierto (CA), Test de Interacción Social (IS) y Caja de Luz /Oscuridad (LO), en este orden. A continuación, los animales fueron entrenados diariamente en ruedas de actividad voluntarias durante cuatro semanas y fueron divididos en bajos, medios y altos corredores dependiendo de su nivel de actividad. Los resultados demuestran que existen diferencias significativas entre los tres grupos respecto al número de vueltas realizadas en la rueda de actividad. En el CA, no se han encontrado diferencias en cuanto a locomoción espontánea entre altos y bajos corredores, sin embargo, ambos grupos exploran más el terreno que los corredores de nivel medio. En el IS, los bajos corredores pasan menos tiempo interaccionando con el estímulo no social en comparación con los otros dos grupos, pero muestran una tendencia a ser más ansiosos en el LO. Parece ser que altos niveles de actividad en la rueda, que correlaciona con altos niveles de actividad DA, está relacionado con niveles menores de ansiedad y una menor preferencia por la interacción social. Sin embargo, no se observan diferencias entre altos y bajos corredores en cuanto a actividad locomotora. Otros estudios deberían evaluar otros parámetros de comportamiento más estrechamente relacionados con la función de DA, tales como la preferencia por las fuentes motoras de refuerzo en lugar de fuentes sedentarias de refuerzo.