在实验室老鼠研究求可卡因电击诱导恢复原状的程序

本视频演示了一种系统研究压力与可卡因觅药复吸之间关系的实验方法。在实验室大鼠中，首先通过多个每日训练阶段，在12小时光照-黑暗循环的黑暗期或活跃期，训练大鼠通过按压杠杆来自我给予静脉注射可卡因。随后，通过在多次训练阶段中不再给予按压杠杆行为所依赖的可卡因强化刺激，使该强化的杠杆按压反应逐渐消退。

随后通过在动物接触先前可卡因强化的杠杆之前，给予间歇性足底电击，来恢复其对已消退杠杆的按压行为。尽管足底电击诱导的可卡因觅药复现效应已被多个研究团队稳定地实现，但该效应可能对某些参数变量较为敏感。我们所描述的实验方案反映了我们在优化这些参数方面的成功努力，以在大鼠中实现稳定且显著的足底电击诱导可卡因觅药复现效应。

我们今天在此描述的方法及其变体可用于研究药物成瘾领域中的关键问题，特别是可用于探究介导压力与药物寻求复吸之间关系的基本行为学和神经生物学机制。用于研究足底电击诱发可卡因寻求复吸的设备包括一组标准操作式条件反射箱，每个箱子均置于隔音隔音箱内。所有设备均由Med Associates Incorporated公司提供。

每个操作箱均配备两个可伸缩杠杆，均位于不锈钢栅栏地板上方6.5厘米处。其中一个杠杆正上方设有一个白色刺激灯。该杠杆称为“活动杠杆”，按压此杠杆会同时点亮刺激灯，并启动位于操作箱上端外侧架子上的输注泵。

在隔音屏蔽室内，另一个杠杆（即所谓的非活动杠杆）保持伸出状态置于实验箱内。在整个实验过程中，对该杠杆的按压行为不会产生任何后果。最后，每个实验箱均配备可通过混频器向钢条地板传递恒定电流、间歇性且可逃避的电足底刺激装置。

所有实验条件以及数据记录与整合均通过测试舱与中央计算机之间的接口完成，操作由配套软件控制。每次每日实验会话开始前（实验在明暗循环的黑暗期或活跃期进行），需在饲养室内对大鼠进行称重，然后将其转移至操作舱内。

在首次可卡因自我给药实验前24小时，让大鼠在操作箱中适应环境，进行一次持续两小时的适应性训练。在此期间，主动杠杆处于收回状态，非主动杠杆在每日训练开始时伸出。将弹簧和导管组件连接到颅骨固定套管，然后将大鼠放入操作箱中。该套管连接至已外科手术植入右侧颈静脉的赛莱斯塔导管（celesta catheter），以实现静脉给药。

让大鼠在每天持续三小时的训练中自行注射可卡因，总共进行8至10天。每次训练开始前，先进行5分钟的适应期，期间将动物放入操作箱内，此时活动杠杆处于缩回状态。训练开始时，将活动杠杆伸入箱内，并点亮刺激灯持续30秒。

此外，此时应激活箱内照明灯，并使其在整个实验过程中保持亮起。这些事件共同提示实验期间可获得可卡因。按压主动杠杆的反应会得到强化，每次按压将触发一次持续三秒的可卡因灌注，强化程序采用固定比率一（FR1）方案，即每次灌注同时伴随给药泵的启动和药物输送，同时第22次激活位于主动杠杆上方的刺激灯。

第22次灯光呈现对应于一个暂停期，在此期间会继续记录动物对活动压杆的额外按压反应，但不再给予强化。在每次持续三小时的实验阶段中，为降低过量给药的风险，限制动物最多获得50次药物输注。每天实验阶段结束后，用0.2至0.3毫升的肝素葡萄糖溶液冲洗大鼠的导管，然后将其放回原来的饲养笼中。

最后一次可卡因自我给药训练结束后，将大鼠置于其饲养笼中，至少静置五至七天。静置期结束后，将大鼠转移至操作箱中进行消退训练，训练条件与先前训练保持一致。每次消退训练开始前，需进行为期五分钟的适应期，期间将动物放入操作箱内，同时保持主动杠杆处于缩回状态。

然后，给予大鼠四次持续60分钟的消退训练，每次间隔30分钟。每次60分钟的消退训练均以与训练阶段开始时相同的事件启动。除在每次60分钟消退训练之间的30分钟间隔期内不再以可卡因输注强化主动杠杆反应外，其余所有训练期间的条件均保持不变。

在最后一次60分钟训练结束时，收回活动杠杆并熄灭箱内灯光，然后将大鼠放回其饲养笼中。上述步骤连续重复三天。

将大鼠转移至操作箱中，操作条件与训练和消退阶段保持一致。提供5分钟的适应期，在此期间将大鼠放入操作箱，同时将活动杠杆收回。随后给予大鼠两次60分钟的消退训练，两次训练之间间隔30分钟，与消退阶段的方案完全相同。

如果在第二次60分钟训练结束后，先前活跃杠杆上的总反应次数少于15次，则在额外30分钟间隔后对动物进行复燃测试，期间给予足底电击或假性足底电击。从第二次60分钟消退训练结束后的10分钟开始，在操作箱内对动物施加持续20分钟的间歇性足底电击、应激或假性足底电击。在活跃杠杆收回、饲养室灯和刺激灯均熄灭的时间段内实施足底电击。

在足部电击结束后，立即伸出活动杠杆，允许大鼠在消除条件下按压杠杆。该时间段定义为复燃测试阶段，通常持续一至三小时。测试阶段结束后，将大鼠从实验箱中取出，并放回其饲养笼中。

接下来展示一些代表性结果。此处显示的是一条典型的可卡因自我给药训练曲线，包括总输注次数以及主动和非主动杠杆按压的总次数。大鼠通常在1至3个训练阶段内即可建立可卡因自我给药行为，一旦该行为形成，在后续阶段的第一天消退实验中，其药物摄入率将保持稳定。

当反应首次不被强化时，主动杠杆上的反应总数最初非常高，但在消退期第二天和第三天的四次消退训练中逐渐减少。可能会观察到一定程度的反应恢复，但反应次数通常少于前一天消退训练开始时的水平，且当天的四次训练中消退过程通常进行得更快。主动杠杆上的无强化反应。

经过20分钟的间歇性足底电击暴露后，与非活动杠杆相比，应激会导致先前活动杠杆上的反应增加。足底电击还会引起反应增加，相较于观察到的反应水平。在假性足底电击施加的条件下，一旦掌握，所述操作程序可在大约六周内完成。

根据我们的经验，当系统性地操作并由训练有素的人员执行时，成功率最高。本文所述的操作步骤可轻松调整，以适应针对特定神经元底物的各种药理学或神经化学干预。通过增加此类干预措施，足底电击诱导与表达实验程序可成为研究药物摄取消退以及应激诱发药物寻求复吸的神经生物学机制的有力工具。