Name: 使用两瓶选择家笼饮酒和微观结构分析对啮齿动物的饮酒进行建模 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-11-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: 学习使用间歇性双瓶选择家笼范式对大鼠进行自愿饮酒建模，并结合自制舔舐检测系统进行微观结构分析。该方法可高分辨率捕捉饮酒模式，为研究酒精使用障碍提供精确的临床前数据。

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作者感谢 Joseph Pitock 和 Katie Przybysz 博士在 LIQ HDR 方法开发过程中提供的技术协助。我们还感谢 Nicholas Petersen 和 Marie Doyle 博士在 LIQ HDR 开发期间参与的许多有益讨论。本研究由美国国立卫生研究院下属的国家酒精滥用与酒精中毒研究所资助（项目编号：P50 AA022538 和 R01 AA029130，授予 EJG）。

Intermittent-Access Two-Bottle Choice Drinking with Lick Detection in Rats

<ol><li>GBD 2016 Alcohol Collaborators. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alcohol+use+and+burden+for+195+countries+and+territories%2C+1990-2016%3A+a+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2016%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Alcohol use and burden for 195 countries and territories, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016.</a> Lancet. 392 (10152), 1015-1035 (2018).</li>
<li>Fillmore, K. M., Stockwell, T., Chikritzhs, T., Bostrom, A., Kerr, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moderate+alcohol+use+and+reduced+mortality+risk%3A+systematic+error+in+prospective+studies+and+new+hypotheses%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+Epidemiol%22%5BJournal%5D)">Moderate alcohol use and reduced mortality risk: systematic error in prospective studies and new hypotheses.</a> Annals Epidemiol. 17 (5 Suppl), S16-S23 (2007).</li>
<li>GBD 2020 Alcohol Collaborators. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Population-level+risks+of+alcohol+consumption+by+amount%2C+geography%2C+age%2C+sex%2C+and+year%3A+a+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2020%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Population-level risks of alcohol consumption by amount, geography, age, sex, and year: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2020.</a> Lancet. 400 (10347), 185-235 (2020).</li>
<li>Esser, M. B., Sherk, A., Liu, Y., Naimi, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deaths+from+excessive+alcohol+use+-+United+States%2C+2016-2021%5BTitle%5D)+AND+%22Morbidity+Mortality+Weekly+Rep%22%5BJournal%5D)">Deaths from excessive alcohol use - United States, 2016-2021.</a> Morbidity Mortality Weekly Rep. 73, 154-161 (2024).</li>
<li>Melendez, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+%28every-other-day%29+drinking+induces+rapid+escalation+of+ethanol+intake+and+preference+in+adolescent+and+adult+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Intermittent (every-other-day) drinking induces rapid escalation of ethanol intake and preference in adolescent and adult C57BL/6J mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 35 (4), 652-658 (2011).</li>
<li>Wise, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+ethanol+intake+in+rats+following+exposure+to+ethanol+on+various+schedules%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacologia%22%5BJournal%5D)">Voluntary ethanol intake in rats following exposure to ethanol on various schedules.</a> Psychopharmacologia. 29 (3), 203-210 (1973).</li>
<li>Simms, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+access+to+20%25+ethanol+induces+high+ethanol+consumption+in+Long-Evans+and+Wistar+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Intermittent access to 20% ethanol induces high ethanol consumption in Long-Evans and Wistar rats.</a> Alcohol Clin Exp Res. 32 (10), 1816-1823 (2008).</li>
<li>Carnicella, S., Ron, D., Barak, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+ethanol+access+schedule+in+rats+as+a+preclinical+model+of+alcohol+abuse%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Intermittent ethanol access schedule in rats as a preclinical model of alcohol abuse.</a> Alcohol. 48 (3), 243-252 (2014).</li>
<li>Loi, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increase+in+alcohol+intake%2C+reduced+flexibility+of+alcohol+drinking%2C+and+evidence+of+signs+of+alcohol+intoxication+in+Sardinian+alcohol-preferring+rats+exposed+to+intermittent+access+to+20%25+alcohol%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Increase in alcohol intake, reduced flexibility of alcohol drinking, and evidence of signs of alcohol intoxication in Sardinian alcohol-preferring rats exposed to intermittent access to 20% alcohol.</a> Alcohol Clin Exp Res. 34 (12), 2147-2154 (2010).</li>
<li>Rhodes, J. S., Best, K., Belknap, J. K., Finn, D. A., Crabbe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+simple+model+of+ethanol+drinking+to+intoxication+in+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behavior%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a simple model of ethanol drinking to intoxication in C57BL/6J mice.</a> Physiol Behavior. 84 (1), 53-63 (2005).</li>
<li>Thiele, T. E., Navarro, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%26%2334%3BDrinking+in+the+dark%26%2334%3B+%28DID%29+procedures%3A+a+model+of+binge-like+ethanol+drinking+in+non-dependent+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">&#34;Drinking in the dark&#34; (DID) procedures: a model of binge-like ethanol drinking in non-dependent mice.</a> Alcohol. 48 (3), 235-241 (2014).</li>
<li>Rimondini, R., Sommer, W., Heilig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+temporal+threshold+for+induction+of+persistent+alcohol+preference%3A+behavioral+evidence+in+a+rat+model+of+intermittent+intoxication%5BTitle%5D)+AND+%22J+Studies+Alcohol%22%5BJournal%5D)">A temporal threshold for induction of persistent alcohol preference: behavioral evidence in a rat model of intermittent intoxication.</a> J Studies Alcohol. 64 (4), 445-449 (2003).</li>
<li>Sommer, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upregulation+of+voluntary+alcohol+intake%2C+behavioral+sensitivity+to+stress%2C+and+amygdala+crhr1+expression+following+a+history+of+dependence%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Upregulation of voluntary alcohol intake, behavioral sensitivity to stress, and amygdala crhr1 expression following a history of dependence.</a> Biol Psychiatry. 63 (2), 139-145 (2008).</li>
<li>Nentwig, T. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+lateral+habenula+is+not+required+for+ethanol+dependence-induced+escalation+of+drinking%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacol%22%5BJournal%5D)">The lateral habenula is not required for ethanol dependence-induced escalation of drinking.</a> Neuropsychopharmacol. 47 (12), 2123-2131 (2022).</li>
<li>Becker, H. C., Lopez, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+ethanol+drinking+after+repeated+chronic+ethanol+exposure+and+withdrawal+experience+in+C57BL%2F6+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Increased ethanol drinking after repeated chronic ethanol exposure and withdrawal experience in C57BL/6 mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 28 (12), 1829-1838 (2004).</li>
<li>Lopez, M. F., Becker, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+pattern+and+number+of+chronic+ethanol+exposures+on+subsequent+voluntary+ethanol+intake+in+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Effect of pattern and number of chronic ethanol exposures on subsequent voluntary ethanol intake in C57BL/6J mice.</a> Psychopharmacology. 181 (4), 688-696 (2005).</li>
<li>Griffin, W. C., Lopez, M. F., Becker, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intensity+and+duration+of+chronic+ethanol+exposure+is+critical+for+subsequent+escalation+of+voluntary+ethanol+drinking+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Intensity and duration of chronic ethanol exposure is critical for subsequent escalation of voluntary ethanol drinking in mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 33 (11), 1893-1900 (2009).</li>
<li>Hwa, L. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+escalation+of+alcohol+drinking+in+C57BL%2F6J+mice+with+intermittent+access+to+20%25+ethanol%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Persistent escalation of alcohol drinking in C57BL/6J mice with intermittent access to 20% ethanol.</a> Alcohol Clin Exp Res. 35 (11), 1938-1947 (2011).</li>
<li>Vierkant, V., Xie, X., Wang, X., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+models+of+alcohol+use+disorder+and+their+application+for+pathophysiological+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Prot%22%5BJournal%5D)">Experimental models of alcohol use disorder and their application for pathophysiological investigations.</a> Curr Prot. 3 (6), e831(2023).</li>
<li>Greenfield, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risks+of+alcohol+use+disorders+related+to+drinking+patterns+in+the+U.S.+general+population%5BTitle%5D)+AND+%22J+Studies+Alcohol+Drugs%22%5BJournal%5D)">Risks of alcohol use disorders related to drinking patterns in the U.S. general population.</a> J Studies Alcohol Drugs. 75 (2), 319-327 (2014).</li>
<li>Rehm, J., Greenfield, T. K., Rogers, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Average+volume+of+alcohol+consumption%2C+patterns+of+drinking%2C+and+all-cause+mortality%3A+results+from+the+US+National+Alcohol+Survey%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Epidemiol%22%5BJournal%5D)">Average volume of alcohol consumption, patterns of drinking, and all-cause mortality: results from the US National Alcohol Survey.</a> Am J Epidemiol. 153 (1), 64-71 (2001).</li>
<li>Grant, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drinking+typography+established+by+scheduled+induction+predicts+chronic+heavy+drinking+in+a+monkey+model+of+ethanol+self-administration%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Drinking typography established by scheduled induction predicts chronic heavy drinking in a monkey model of ethanol self-administration.</a> Alcohol Clin Exp Res. 32 (10), 1824-1838 (2008).</li>
<li>Nathan, P. E., O'Brien, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+experimental+analysis+of+the+behavior+of+alcoholics+and+nonalcoholics+during+prolonged+experimental+drinking%3A+A+necessary+precursor+of+behavior+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Ther%22%5BJournal%5D)">An experimental analysis of the behavior of alcoholics and nonalcoholics during prolonged experimental drinking: A necessary precursor of behavior therapy.</a> Behav Ther. 2 (4), 455-476 (1971).</li>
<li>Godynyuk, E., Bluitt, M. N., Tooley, J. R., Kravitz, A. V., Creed, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open-source%2C+automated+home-cage+sipper+device+for+monitoring+liquid+ingestive+behavior+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">An open-source, automated home-cage sipper device for monitoring liquid ingestive behavior in rodents.</a> eNeuro. 6 (5), (2019).</li>
<li>Frie, J. A., Khokhar, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open+source+automated+two-bottle+choice+test+apparatus+for+rats%5BTitle%5D)+AND+%22HardwareX%22%5BJournal%5D)">An open source automated two-bottle choice test apparatus for rats.</a> HardwareX. 5, e00061(2019).</li>
<li>Melo, M. C., Alves, P. E., Cecyn, M. N., Eduardo, P. M. C., Abrahao, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+eight+wireless+automated+cages+system+with+two+lick-o-meters+each+for+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">Development of eight wireless automated cages system with two lick-o-meters each for rodents.</a> eNeuro. 9 (4), (2022).</li>
<li>Wong, K., et al. Socially integrated polysubstance (SIP) system: An open-source solution for continuous monitoring of polysubstance fluid intake in group housed mice. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWong%2C+K+%22Addiction+Neurosci%22">Addiction Neurosci</a>. , (2023).</li>
<li>Frie, J. A., Khokhar, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FARESHARE%3A+An+open-source+apparatus+for+assessing+drinking+microstructure+in+socially+housed+rats%5BTitle%5D)+AND+%22NPP-Digit+Psychiatry+Neurosci%22%5BJournal%5D)">FARESHARE: An open-source apparatus for assessing drinking microstructure in socially housed rats.</a> NPP-Digit Psychiatry Neurosci. 2 (1), 1-7 (2024).</li>
<li>Zhao, Z., et al. INGEsT: An open-source behavioral setup for studying self-motivated ingestive behavior and learned operant behavior. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZhao%2C+Z+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Petersen, N., Adank, D. N., Raghavan, R., Winder, D. G., Doyle, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((LIQ+HD+%28Lick+Instance+Quantifier+Home+Cage+Device%29%3A+An+open-source+tool+for+recording+undisturbed+two-bottle+drinking+behavior+in+a+home+cage+environment%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">LIQ HD (Lick Instance Quantifier Home Cage Device): An open-source tool for recording undisturbed two-bottle drinking behavior in a home cage environment.</a> eNeuro. 10 (4), (2023).</li>
<li>Trujillo, J. L., Roberts, A. J., Gorman, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+timing+of+ethanol+exposure+exerts+enduring+effects+on+subsequent+ad+libitum+consumption+in+C57+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Circadian timing of ethanol exposure exerts enduring effects on subsequent ad libitum consumption in C57 mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 33 (7), 1286-1293 (2009).</li>
<li>Nentwig, T. B., Margaret Starr, E., Judson Chandler, L., Glover, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absence+of+compulsive+drinking+phenotype+in+adult+male+rats+exposed+to+ethanol+in+a+binge-like+pattern+during+adolescence%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Absence of compulsive drinking phenotype in adult male rats exposed to ethanol in a binge-like pattern during adolescence.</a> Alcohol. 79, 93-103 (2019).</li>
<li>Patwell, R., Yang, H., Pandey, S. C., Glover, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+operant+ethanol+self-administration+paradigm+that+discriminates+between+appetitive+and+consummatory+behaviors+reveals+distinct+behavioral+phenotypes+in+commonly+used+rat+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">An operant ethanol self-administration paradigm that discriminates between appetitive and consummatory behaviors reveals distinct behavioral phenotypes in commonly used rat strains.</a> Neuropharmacology. 201, 108836(2021).</li>
<li>Bito-Onon, J. J., Simms, J. A., Chatterjee, S., Holgate, J., Bartlett, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Varenicline%2C+a+partial+agonist+at+neuronal+nicotinic+acetylcholine+receptors%2C+reduces+nicotine-induced+increases+in+20%25+ethanol+operant+self-administration+in+Sprague-Dawley+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Addict+Biol%22%5BJournal%5D)">Varenicline, a partial agonist at neuronal nicotinic acetylcholine receptors, reduces nicotine-induced increases in 20% ethanol operant self-administration in Sprague-Dawley rats.</a> Addict Biol. 16 (3), 440-449 (2011).</li>
<li>Mill, D. J., Bito-Onon, J. J., Simms, J. A., Li, R., Bartlett, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fischer+rats+consume+20%25+ethanol+in+a+long-term+intermittent-access+two-bottle-choice+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Fischer rats consume 20% ethanol in a long-term intermittent-access two-bottle-choice paradigm.</a> PloS One. 8 (11), e79824(2013).</li>
<li>Carnicella, S., Amamoto, R., Ron, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excessive+alcohol+consumption+is+blocked+by+glial+cell+line-derived+neurotrophic+factor%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Excessive alcohol consumption is blocked by glial cell line-derived neurotrophic factor.</a> Alcohol. 43 (1), 35-43 (2009).</li>
<li>Moore, C. F., Lynch, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alcohol+preferring+%28P%29+rats+as+a+model+for+examining+sex+differences+in+alcohol+use+disorder+and+its+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Biochem+Behav%22%5BJournal%5D)">Alcohol preferring (P) rats as a model for examining sex differences in alcohol use disorder and its treatment.</a> Pharmacol Biochem Behav. 132, 1-9 (2015).</li>
<li>Pitock, J. R., et al. Presence of distinct operant phenotypes and transient withdrawal-induced escalation of operant ethanol intake in female rats. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPitock%2C+JR+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Carnicella, S., Yowell, Q. V., Ron, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+operant+oral+ethanol+self-administration%3A+a+dose-response+curve+study+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Regulation of operant oral ethanol self-administration: a dose-response curve study in rats.</a> Alcohol Clin Exp Res. 35 (1), 116-125 (2011).</li>
<li>De Oliveira Sergio, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex-+and+estrous-related+response+patterns+for+alcohol+depend+critically+on+the+level+of+compulsion-like+challenge%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neuro-Psychopharmacol+Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Sex- and estrous-related response patterns for alcohol depend critically on the level of compulsion-like challenge.</a> Prog Neuro-Psychopharmacol Biol Psychiatry. 133, 111008(2024).</li>
<li>Foo, J. C., Skorodumov, I., Spanagel, R., Meinhardt, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex-+and+age-specific+effects+on+the+development+of+addiction+and+compulsive-like+drinking+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Sex+Diff%22%5BJournal%5D)">Sex- and age-specific effects on the development of addiction and compulsive-like drinking in rats.</a> Biol Sex Diff. 14 (1), 44(2023).</li>
<li>Moolten, M., Kornetsky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oral+self-administration+of+ethanol+and+not+experimenter-administered+ethanol+facilitates+rewarding+electrical+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Oral self-administration of ethanol and not experimenter-administered ethanol facilitates rewarding electrical brain stimulation.</a> Alcohol. 7 (3), 221-225 (1990).</li>
</ol>

所有作者均声明不存在利益冲突。

本方案提供了使用间歇性双瓶选择家庭笼具程序采集乙醇饮用数据的逐步操作说明。该方法实施相对简便，几乎无需额外成本或专用科研设备。通过本文提供的方法构建和实施LIQ HDR——一种用于大鼠的舔舐检测系统——研究人员除可获得摄入量和偏好性的常规测量指标外，还可采集高分辨率的饮水微结构数据。
当前方案中描述的间歇性获取模式被广泛使用，主要原因在于该模式已知能够诱导出比许多其他乙醇获取模式更高的乙醇摄入水平。事实上，先前的研究表明，采用间歇性获取模式的大鼠其平均每日乙醇摄入量高于持续24小时自由获取乙醇的大鼠6,7。然而，根据具体的研究问题或其他实验设计参数，可能需要采用不同的乙醇获取模式。研究人员可以非常容易地修改本方案，以适应不同的获取模式（例如，持续获取、暗期饮酒等），只需简单调整瓶子的开启/关闭时间及操作的天数即可。
尽管双瓶选择饮酒实验是一种相对容易实施的范式，但仍可能出现影响数据采集的问题。因此，实验人员必须每天检查数据，以便及时发现潜在问题。研究人员应特别注意饮水瓶重量出现极大或极小的变化，这可能分别提示吸管漏水或堵塞。及早发现这些问题的迹象，可避免在分析中排除某个受试动物的全部数据。事实上，如果研究人员发现24小时内饮水瓶重量发生剧烈变化（或无变化），简单更换为新瓶子即可帮助确认该瓶子是否应停止使用。基于这些原因，准备额外的瓶子和吸管是明智之举。然而需要注意的是，某些大鼠天生乙醇摄入量极低，例如35。对于某些品系的大鼠尤其如此，详见文献8的综述。因此，若在某项实验中仅有少量动物表现出低水平或无乙醇摄入，研究人员无需担忧。同样，部分动物可能倾向于玩耍吸管或瓶子，从而导致液体洒出。尽管这种情况较为罕见，但如果反复出现与摄取无关的瓶子重量显著变化，则可能需要将该动物从实验中剔除。
我们详细的分步操作方案展示了在大鼠中实施和使用LIQ HDR系统的简便性。即使研究人员此前不具备微控制器电子学或编程方面的任何知识或技能，也可以轻松地将该系统根据实验需求进行调整，通常无需或仅需极少修改。我们的代表性数据进一步证明了该系统在大鼠笼内饮水研究中的成功应用，并展示了其以高时间分辨率捕捉多种饮水微结构参数的强大能力。相较于其用于小鼠的前代系统30，LIQ HDR在设计上进行了多项改进。这些改进不仅是为了成功适配大鼠使用所必需，同时也旨在提升系统的功能性和用户体验。笼内组件，包括3D打印的水瓶架、吸管阻断器和电子元件，均已移至笼顶，以防止动物啃咬，从而避免频繁且严重的数据丢失和硬件损坏。增加的激光切割丙烯酸板进一步有助于保护这些易损部件。除丙烯酸板（其材质与标准鞋盒式大鼠笼相同）外，所有其他LIQ HDR组件在笼内均无法被动物接触，或仅在更换水瓶的短暂过程中可接触。该设计最大限度地减少了设备部件被破坏的可能性，以及动物误食非食物物品带来的风险。与LIQ HD设计中相对费力的定制水瓶不同，LIQ HDR的3D打印水瓶架设计兼容市售的标准啮齿类动物饮水瓶。水瓶安装在笼顶，大鼠接触方式与常规饲养管理中的饮水瓶使用方式基本相同。吸管阻断器的加入是一种简单而有效的解决方案，可提高系统可靠性，防止宝贵数据的丢失——若无此阻断器，在通过Arduino界面启动数据采集前发生的饮水行为，或大鼠在日常校准期间与吸管互动所导致的错误舔舐记录，均可能造成数据损失。由于大鼠笼尺寸明显更大，需将原始硬件设计按比例放大，但使用过长的电缆可能因干扰而影响电容感应的灵敏度和准确性，同时也会损害串联传感器板与Arduino接口之间I2C通信的完整性。我们通过采用差分式I2C通信系统，利用以太网电缆实现超远距离、近乎无损的信号传输，从而规避了这一问题。笼内组件所用材料便于在使用间隙进行清洁和消毒。舔舐传感器可用70%乙醇溶液喷洒并擦拭，但需注意确保导电铜箔等电子元件保持完好。与动物直接接触的非电气设备，如吸管阻断器和丙烯酸板，可用温肥皂水彻底清洗。
任何舔舐检测系统的可靠性和有效性都依赖于正确的构建与安装，以及充分的测试、仔细的错误监控和有效的故障排除。所有自制组件都需要熟练且谨慎地制作和组装，其中涉及焊接的步骤尤其重要，初学者可能需要进行练习才能掌握。无论何种情况，在实际实验使用前，都必须对所有舔舐检测装置进行充分测试。如果系统需要根据特定实验需求进行修改，则可能需要进一步微调传感器设置（例如触碰和释放阈值），以实现准确的舔舐检测。对于首次使用者，我们建议先开展一项简短的小样本预实验，使用一种高度适口的溶液，以诱导较高的饮水水平。可通过观察传感器板上LED灯在每次检测到舔舐时的闪烁情况，实时验证舔舐检测是否正常工作。舔舐次数与瓶重变化之间应存在强效、显著且一致的相关性，该相关性可作为软硬件系统正确设置的基准。即使系统设置已最终确定，我们也建议在实验开始当天，先让大鼠接受两瓶水的处理，以排查可能在实验初期显现的设备问题。此外，在与换笼相关的给水日测试舔舐检测器功能也可能具有优势，因为此过程需要将舔舐检测器从传感器上断开并重新连接。个别舔舐检测器或传感器的随机故障会导致明显异常的数据（例如，尽管瓶重发生显著变化，但检测到的舔舐次数极少或为零），且该问题持续出现在同一检测器上，提示存在有缺陷的组件。我们建议预先为舔舐检测系统的每个部件准备额外的备用组件，以便必要时能够快速更换。最后，必须特别强调确保传感器电缆不相互重叠或过度弯折的重要性。若未做到这一点，可能导致随机出现的舔舐检测不良现象，表现为在瓶重发生一定变化时舔舐次数异常偏低，或舔舐持续时间极长（接近每分钟数据箱的60,000毫秒），甚至跨越数分钟或数小时。然而，在采用标准方法或配备舔舐检测器的方法、对多只动物连续多天进行24小时数据采集的研究中，少量数据丢失是不可避免的。研究人员可在数据分析时，针对极少数饮水会话中瓶重和/或舔舐次数明显不能反映实际摄入量的情况（如吸管堵塞、校准错误等），剔除这些异常数据。在此类情况下，可用该受试个体在整个研究期间对应指标（如摄入量（g/kg）、舔舐次数等）的平均值替代缺失值。此外，也可采用混合效应方差分析（mixed-effects ANOVA）作为处理缺失数据点的替代方法。
双瓶选择饮酒范式的一个优势在于乙醇摄入的自愿性。这具有良好的表面效度，特别是考虑到已有研究发现，实验者给予的酒精与自愿自我摄入的酒精对大脑功能和行为所产生的影响存在显著差异42。此外，该范式的自愿特性使研究人员能够捕捉到个体在摄入量上的差异，类似于人类中观察到的酒精偏好和饮酒模式的变异性。这些个体差异为研究人员提供了有力的机会，将摄入量（摄入量和/或摄入模式）与所观察到的病理效应程度进行相关性分析。
然而，应考虑到双瓶家庭笼具饮酒范式存在一些局限性。例如，尽管个体间乙醇摄入量的差异在某些实验中可能具有优势，但在另一些实验中可能成为劣势，尤其是在需要保持一致的醉酒程度或乙醇暴露水平时。这一点在研究慢性乙醇暴露所导致的依赖性和戒断后果的实验中尤为明显。重要的是，即使大鼠长期接触乙醇，双瓶选择饮酒范式也不被视为依赖性模型。因此，在缺乏伴随戒断症状的情况下，研究人员在将长期乙醇摄入的后果解释为依赖性和/或戒断效应时应保持谨慎。事实上，即使并非完全确定，也有可能在双瓶选择实验过程中，摄入相对大量乙醇的大鼠表现出戒断症状，而那些在特定24小时时间段内总摄入量较低的大鼠则未表现出类似的依赖迹象。饮酒模式在此考量中也可能发挥重要作用，因为在24小时内摄入相同总量乙醇的两只动物，其醉酒程度（即血液乙醇浓度，BEC）可能因摄入模式的不同而存在显著差异22。这凸显了在双瓶选择实验中使用液体摄入高分辨率记录（LIQ HDR）技术的优势，因为它能够轻易识别出以较快速度（即“大口吞饮”）摄入特定剂量乙醇的大鼠，与以较慢速度（即“小口啜饮”）摄入相同剂量的大鼠之间的差异。尽管这种模式可能不利于研究固定剂量乙醇效应的实验，但检测特定实验干预后饮酒模式的变化（例如，暴饮发作减少）具有重要的转化价值，这与临床上日益采用的减害策略相一致。最后，在家庭笼具饮酒范式（包括本文所述范式）中，动物无需付出努力即可获得乙醇。因此，该范式的应用仅限于单独分析饮酒行为本身，而在研究人员希望考察酒精寻求行为（酒精使用障碍[AUD]的重要特征之一）时，则更倾向于采用操作式实验方法。
综上所述，本文所述方案为研究人员提供了在大鼠家庭笼环境中测量乙醇摄入量所需的全部信息和资源。我们提供了分辨率相对较低和较高的多种方法选择，使研究人员能够灵活地选用最符合其研究需求的方法。

尽管历史上适度饮酒曾被认为对健康有一定益处，但近期大规模综合性研究显示，任何程度的酒精摄入均不安全。1,2事实上，酒精使用是第七大th 全球死亡和残疾的主要风险因素1 饮酒量即使很少的个体，其患癌症、传染病和受伤的风险也会增加1,3在美国，2016年至2021年间因饮酒导致的死亡人数增加了近30%4重要的是，死亡和残疾的风险随着消费量的增加而单调上升1.
尽管人类研究为了解酒精使用和滥用的神经生物学机制提供了宝贵的见解，但动物模型所提供的实验控制对于深入理解饮酒行为的机制以及重度饮酒风险至关重要。这些模型也是开发旨在减少失控性饮酒的治疗方法的重要工具。双瓶选择法在啮齿类动物的家笼环境中进行饮酒实验，是研究酒精摄入最广泛使用的临床前范式之一。这主要归因于其易于实施的特点，该方法无需特殊的研究设备或复杂的分析，即可测量动物的总自愿饮酒量及对酒精的偏好。使用这种方法，研究人员可通过计算每次饮酒时段开始和结束时瓶子重量的变化，在其期望的时间间隔（例如小时、天、周）内收集数据。该基本方法的多种变体已被领域内众多研究者采用，以实现短至长期范围内从低到中等乃至暴饮水平的酒精摄入。例如，连续性和间歇性双瓶选择程序已被用于分别促进小鼠5和大鼠6,7,8的低水平和中等水平酒精摄入。相同的范式在偏好酒精的品系动物中可促进高水平的酒精摄入7,9。此外，另一种对该方法的改进是将每日酒精接触时间限制在黑暗周期开始约3小时后，持续2至4小时，该方法已被证明可在小鼠中诱导暴饮行为（即“暗期饮酒”）10,11。这些方法的其他变体还曾与促进酒精依赖的方法（如慢性间歇性乙醇蒸气暴露）结合使用，以研究戒断期间自愿饮酒行为的加剧情况12,13,14,15,16,17,18,19。
尽管该领域广泛采用通过测量瓶子重量变化来评估酒精摄入量的标准方法，但其分辨率仅限于每次饮酒时段的总消耗量。因此，该方法无法捕捉饮酒模式，而饮酒模式已被证实会影响酒精使用障碍（AUD）的发生风险和严重程度20,21,22。事实上，个体在一段时间内的平均摄入量可能源于少数几次大量饮酒事件，也可能源于多次每次摄入量相对较低的饮酒事件，而当摄入量仅以每次饮酒时段的总量来衡量时，这些细微差异将无法被检测到。重要的是，与健康对照个体相比，AUD患者表现出显著更多的伴随大剂量饮酒行为（即“牛饮”）的饮酒事件23，且非人灵长类动物的数据表明，在饮酒早期即形成包含大剂量饮酒行为模式的个体，发展为AUD的风险显著增加22。此外，包含大剂量饮酒行为的饮酒事件会显著增加发病率和死亡率风险，这一风险独立于AUD的诊断21。综上所述，这些数据促使研究者在临床前模型中更加关注饮酒模式而不仅仅是总体摄入水平，并推动了多种复杂程度不同的系统的发展，这些系统能够记录到单次舔饮水平的饮酒数据。
最早的研究之一是开发了一种双瓶系统，配备有光束舔舐检测装置，专为小鼠使用而设计24。随后，另一研究团队将该系统改进并应用于大鼠25。在此之后的数年中，基于这一理念的多种变体被用于开发集成于定制啮齿类动物饲养笼内的类似系统26，可实现对群养个体动物的舔舐行为检测27,28，并能同时记录摄食和饮水行为29。其中，LIQ HD（舔舐事件定量家庭笼具装置，Lick Instance Quantifier Home cage Device）30 引起了广泛关注，因其为小鼠提供了一种在实施便捷性和成本效益方面可与Godnyuck等人开发的系统相媲美的方案24。该系统采用电容感应技术，直接检测舌头与导电金属吸管之间的接触，而非依赖光束检测系统所采用的吸管接近或互动等间接测量方式。作者提供了数据，证明其电容感应系统在舔舐检测方面具有显著更高的精确度和灵敏度，相较于光束检测，其在舔舐次数与瓶子重量变化之间的相关性更强。作者进一步展示了该系统可与持续可及的双瓶选择家庭笼具饮酒范式结合使用，不仅可测量每日总摄入量，还可获取酒精饮用微观结构的相关指标30。
本文介绍了在标准方法以及能够检测舔舐行为的方法（图1）下，利用双瓶选择实验在动物家庭笼中进行酒精摄取的操作流程。我们还介绍了构建和实施LIQ HDR的方法——这是对LIQ HD30的改进版本，适用于大鼠，包含硬件修改以适应更大的笼具尺寸，并配备重新设计的3D打印瓶架，可兼容市售的标准试剂瓶。这些方法为研究人员提供了灵活性，可根据其实验资源和数据采集需求，选择使用标准方法或配备舔舐监测装置的方法。
以下是根据 Simms 等人7改进的间歇性双瓶选择饮酒实验方法，用于在家庭笼环境中记录饮水行为所需的材料说明及逐步操作步骤。在此方法中，大鼠每周7天、每天24小时可接触两个饮水瓶。在周一、周三和周五（MWF），为大鼠提供一个装有水（H2O）的瓶子和另一个装有乙醇（EtOH）的瓶子。在周二、周四和周六（TRS），移除上述瓶子，并更换为两个装有水的瓶子。在周六和周日，大鼠持续从这两个水瓶中饮水。需要注意的是，如有需要，该方法可轻松调整为其他乙醇摄入模式（例如连续摄入、暴饮等）。本文分别提供了标准装置和配备舔触记录仪（lickometer）装置的操作说明。

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;市售可得组件&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;数量&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>12键电容式触摸传感器扩展板（MPR121）</td><td>Adafruit</td><td>1982</td><td>3</td></tr><tr><td>2针电缆配对（JST XH 2.5mm间距）</td><td>Adafruit</td><td>4872</td><td>18</td></tr><tr><td>4针面包板跳线（Qwiic）</td><td>SparkFun</td><td>PRT-17912</td><td>1</td></tr><tr><td>4针电缆（100mm Qwiic）</td><td>SparkFun</td><td>PRT-17259</td><td>1</td></tr><tr><td>4针电缆（50mm Qwiic）</td><td>SparkFun</td><td>PRT-17260</td><td>3</td></tr><tr><td>5V转3V电平转换扩展板</td><td>Adafruit</td><td>5637</td><td>1</td></tr><tr><td>电容式触摸扩展板（2.8英寸）</td><td>Adafruit</td><td>1947</td><td>1</td></tr><tr><td>导电铜箔胶带（1/4英寸）</td><td>DigiKey</td><td>4393-CFT-1/4-ND</td><td>1</td></tr><tr><td>数据记录扩展板</td><td>Adafruit</td><td>1141</td><td>1</td></tr><tr><td>差分I2C通信扩展套件（QwiicBus）</td><td>SparkFun</td><td>KIT-17250</td><td>1</td></tr><tr><td>绝缘胶带</td><td>DigiKey</td><td>3M156004-ND</td><td>1</td></tr><tr><td>热缩管（3/16英寸，多种颜色）</td><td>Cable Ties and More</td><td>HS357-S10</td><td>6</td></tr><tr><td>热缩管套件（4英寸，黑色）</td><td>Jameco</td><td>2095963</td><td>1</td></tr><tr><td>锂纽扣电池（3V，12.5mm）</td><td>DigiKey</td><td>1908-CR1220JAUCHSB-ND</td><td>1</td></tr><tr><td>M5平垫圈</td><td>Grainger</td><td>54FN66</td><td>1</td></tr><tr><td>M5六角螺母</td><td>Grainger</td><td>6CA72</td><td>1</td></tr><tr><td>M5机螺钉（12mm）</td><td>Grainger</td><td>6GU88</td><td>1</td></tr><tr><td>M5机螺钉（25mm）</td><td>Grainger</td><td>&amp;nbsp;6GU91</td><td>2</td></tr><tr><td>公对公跳线</td><td>Adafruit</td><td>1957</td><td>1</td></tr><tr><td>微控制器板（Arduino Mega 2560 Rev3）</td><td>DigiKey</td><td>1050-1018-ND</td><td>1</td></tr><tr><td>PETG线材（2.85mm，银色）</td><td>MatterHackers</td><td>M-DDH-UZR2</td><td>2</td></tr><tr><td>PLA线材（2.85mm，黑色）</td><td>MatterHackers</td><td>M-SEW-RUAW</td><td>2</td></tr><tr><td>PLA线材（2.85mm，银色）</td><td>MatterHackers</td><td>M-66P-6CLE</td><td>1</td></tr><tr><td>电源适配器（直流9V 1A）</td><td>Newegg</td><td>9SIBPPKJYR5991</td><td>1</td></tr><tr><td>SD/microSD存储卡（8GB）</td><td>Adafruit</td><td>1294</td><td>1</td></tr><tr><td>扩展板堆叠排针</td><td>Adafruit</td><td>85</td><td>1</td></tr><tr><td>实心导线（22AWG，红色）</td><td>Adafruit</td><td>288</td><td>1</td></tr><tr><td>绞合导线（22AWG，黑色）</td><td>Adafruit</td><td>2976</td><td>1</td></tr><tr><td>绞合导线（22AWG，红色）</td><td>Adafruit</td><td>3068</td><td>1</td></tr><tr><td>带钢珠的旋盖式饮水管</td><td>Alternative Design</td><td>TCCN8.5-ST2.5SB</td><td>38</td></tr><tr><td>水瓶（8盎司）</td><td>Alternative Design</td><td>WB8FS</td><td>38</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;定制3D打印组件&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td>&lt;strong&gt;数量&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>3D打印Arduino外壳底座</td><td>N/A</td><td>ARDUINO_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印Arduino外壳顶盖</td><td>N/A</td><td>ARDUINO_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印电缆夹左件</td><td>N/A</td><td>CLIP_L.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>3D打印电缆夹螺母</td><td>N/A</td><td>CLIP_Nut.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>3D打印电缆夹右件</td><td>N/A</td><td>CLIP_R.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>3D打印舔舐测量仪瓶架</td><td>N/A</td><td>LICKOMETER_Bottle Holder.stl</td><td>19</td></tr><tr><td>3D打印舔舐测量仪电缆保护左件</td><td>N/A</td><td>LICKOMETER_Cable Protector_L.stl</td><td>6</td></tr><tr><td>3D打印舔舐测量仪电缆保护右件</td><td>N/A</td><td>LICKOMETER_Cable Protector_R.stl</td><td>12</td></tr><tr><td>3D打印舔舐测量仪字母标识</td><td>N/A</td><td>LICKOMETER_Letters.stl</td><td>19</td></tr><tr><td>3D打印安装螺钉</td><td>N/A</td><td>Mount Screw.stl</td><td>4</td></tr><tr><td>3D打印传感器外壳A底座</td><td>N/A</td><td>SENSOR_A_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印传感器外壳A顶盖</td><td>N/A</td><td>SENSOR_A_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印传感器外壳B底座</td><td>N/A</td><td>SENSOR_B_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印传感器外壳B顶盖</td><td>N/A</td><td>SENSOR_B_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印传感器外壳C底座</td><td>N/A</td><td>SENSOR_C_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印传感器外壳C顶盖</td><td>N/A</td><td>SENSOR_B_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印传感器外壳字母标识</td><td>N/A</td><td>SENSOR_Letters.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>3D打印饮水管阻挡器</td><td>N/A</td><td>SIPPER_Blocker.stl</td><td>36</td></tr><tr><td>3D打印饮水管阻挡器底座</td><td>N/A</td><td>SIPPER_Base.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>3D打印饮水管阻挡器齿轮</td><td>N/A</td><td>SIPPER_Gear.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>3D打印饮水管阻挡器螺母</td><td>N/A</td><td>SIPPER_Nut.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>3D打印饮水管阻挡器蜗杆</td><td>N/A</td><td>SIPPER_Worm.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>激光切割舔舐测量仪亚克力面板</td><td>N/A</td><td>LICKOMETER_Acrylic Panel_Sketch.dxf</td><td>19</td></tr></tbody></table>

使用双瓶选择家庭笼饮酒法与微观结构分析对啮齿类动物饮酒行为建模

Modeling Alcohol Consumption in Rodents Using Two-Bottle Choice Home Cage Drinking and Microstructural Analysis

双瓶选择法在动物家庭笼具中的饮酒行为研究是目前研究啮齿类动物乙醇摄入最广泛使用的方法之一。在最简单的形式中，动物可自由接触两个饮水瓶，其中一个装有普通自来水，另一个装有乙醇，每日摄入量通过测量24小时内饮水瓶重量的变化来确定。因此，该方法无需使用特殊实验设备。尽管这种易于实施的特性可能是其被临床前酒精研究领域广泛采用的主要原因，但该方法所获取的饮酒数据分辨率受限于研究人员测量饮水瓶重量的频率（例如每天一次）。然而，为了在总体摄入量、药理学干预和神经调控的背景下进一步分析饮酒模式，研究人员已开发出可在单次舔舐水平上采集数据的家庭笼具舔舐检测系统。尽管近年来已出现多种此类系统，但开源系统LIQ HD（Lick Instance Quantifier Home cage Device，家庭笼具舔舐实例量化装置）因其成本低廉且操作友好而在该领域受到广泛关注。尽管该系统令人期待，但其最初设计仅适用于小鼠。本文综述了标准双瓶选择法及配备舔舐计数器的双瓶选择法在家庭笼具中的适当操作流程，并介绍了将LIQ HD系统适配于大鼠的方法，包括对硬件进行改造以适应更大的笼具尺寸，以及重新设计一款可与市售标准饮水瓶兼容的3D打印饮水瓶支架。通过该方法，研究人员可同时并行分析多只大鼠的每日饮酒模式和摄入水平，从而在几乎不增加资源投入的情况下显著提高数据分辨率。这些方法为研究人员提供了灵活性，可根据具体实验需求选择使用标准饮水瓶或配备舔舐计数器的装置，以探究酒精饮用行为背后的神经生物学机制。

本方案描述了一种标准的间歇性接触双瓶选择家庭笼具饮酒范式，用于模拟大鼠的酒精摄入行为。此外，本方案还提供了逐步指导，通过添加自制的舔舐检测系统来增强标准方案，从而实现对饮酒行为的微结构分析。

双瓶选择家庭笼具饮酒法是研究啮齿类动物乙醇摄入最常用的范式之一。在其最简单的形式中，动物被……

本方案描述了一种标准的间歇性接触双瓶选择家庭笼具饮酒范式，用于模拟大鼠的自愿饮酒行为。此外，本方案还提供了逐步指导，可通过一套自制的舔舐检测系统对标准方案进行补充，从而实现对饮酒行为的微结构分析。双瓶选择家庭笼具饮酒法是一种广泛使用的临床前范式，用于研究啮齿类动物的酒精摄入行为。动物可自由接触两个饮水瓶，一个装有水，另一个装有乙醇。该方法无需特殊设备或分析手段，即可轻松用于测量动物对酒精的自愿摄入量及偏好性。通过此方法获取的饮水数据分辨率取决于研究人员测量饮水瓶重量的频率。因此，传统方法无法捕捉饮酒模式，而这些模式已知会影响酒精使用障碍的风险和严重程度。我们的方案通过在标准的双瓶选择范式基础上增加一种低成本、自制的舔舐监测系统，解决了在临床前模型中提高数据分辨率的需求。研究人员将能够轻松获取饮酒微结构的多种测量指标，并以高时间分辨率精确估算乙醇摄入量。本方案使研究人员能够根据实验需求灵活选择使用标准水瓶或配备舔水计的装置来测量饮水行为。重要的是，饮水微结构的测量使研究人员能够探究个体间饮水模式的差异，以及饮水模式如何随实验干预而变化。首先，从笼具上取下滤盖。在周一、周三和周五，从笼顶上取下周二、周四和周六的瓶子。称量并记录当天饮酒阶段乙醇瓶和水瓶的初始重量。开始饮酒阶段时，将周一、周三和周五的瓶子放置在每只大鼠笼顶上，瓶身标签朝上，并用胶带固定，以防止大鼠啃咬瓶身标签。在周二、周四和周六，从每个笼子中移除周一、周三和周五的瓶子。称量每个瓶子的重量，并记录上一次饮酒阶段结束时的重量。然后，测量每只大鼠的体重。将周二、周四和周六的水瓶放置在每个笼子顶部，瓶身标签朝上，以防大鼠啃咬瓶身标签。开始制作传感器单元A时，用红色热缩管包裹一个双针母头连接线。将该连接线的红色和黑色线端分别插入传感器板的0号和1号引脚，并焊接固定。同样，使用颜色不同的热缩管焊接另外五根电缆。将传感器模块A与四针电缆的通信转接端点连接，以组装传感器单元A。然后，将该端点连接至电平转换器的3伏输出端。将传感器单元A放入3D打印的外壳中，并轻轻合上顶盖。以类似方式组装传感器单元B和C后，使用以太网电缆将这三个传感器单元串联连接，完成传感器系统的搭建。为设置微控制器接口，将改装后的数据记录仪堆叠到微控制器上。然后，将改装后的触摸屏堆叠到数据记录仪上。将 microSD 卡及其适配器插入数据记录仪。将四针跳线和一条额外的接地线插入微控制器。将完全组装好的微控制器接口放入3D打印的外壳中，使四针跳线和接地线从顶部开口穿出。安装LIQ HDR系统至笼具组件时，使用两组螺丝和螺母将舔舐监测器和激光切割的亚克力面板固定在笼具顶部。接着，使用一组螺丝将组装好的吸管阻隔器安装到笼具顶部，确保两个吸管阻隔器与吸管开口准确对齐。在动物饲养室中使用LIQ HDR系统时，将每个传感器单元安装到动物饲养室的架子上。布置并固定所有母头连接线，以防止重叠或过度弯曲。将微控制器接口安装在传感器单元A旁边，并将其连接器插入与传感器单元A相连的电平转换器中。使用电工胶带将多余的接地线固定在金属架子上。将所有雄性舔触计连接线牢固地连接到匹配的雌性传感器连接线上。插入电源以开启微控制器接口。要开始使用舔触计的双瓶选择实验程序，请使用吸管将所有笼子的吸管开口覆盖。在开始记录前，请在主图形用户界面页面上选择正确的实验侧，该侧应与当天乙醇瓶所在的一侧相对应。安装好周一、周三和周五的所有瓶子后，点击主页面上的“开始”按钮，以启动传感器校准。校准完成后，系统将在记录页面上显示每个瓶子的累积舔舐次数。将所有饮水管阻隔器抬高至笼盖上方，使大鼠能够接触到饮水管。轻柔地将所有滤膜盖放回笼子上。点击屏幕上的“刷新”以更新舔水次数。在星期二、星期四和星期六，点击“保存并退出”以停止录制并返回主图形用户界面页面。如需取出SD卡进行数据传输，请点击“弹出SD卡”。将SD卡插入计算机，然后将记录会话日期的CSV数据文件复制到计算机上。为准备下一次记录会话，将SD卡重新插入接口并点击“挂载SD卡”。大鼠的乙醇摄入量在双瓶选择获取的最初几天呈现上升模式，随后趋于平稳。许多大鼠在饮酒会话开始后不久即表现出类似暴饮的乙醇摄入行为。在类似暴饮的饮酒期间，乙醇偏好显著高于水，但在24小时整体测量时，通常仍低于50%。LIQ HDR 系统检测到的累积舔水次数与乙醇瓶和水瓶在24小时内的重量变化高度相关。大鼠在黑暗周期内消耗的乙醇和水量均高于光照周期，这一趋势在以30分钟为间隔划分的饮水模式图中得以体现。类似暴饮的行为主要集中于饮水阶段的前五分钟，高分辨率数据分析结果表明了这一点。在实验开始后15分钟测得的血液乙醇浓度与检测到的舔舐次数高度相关，即使在低乙醇摄入水平下也是如此。饮酒微结构分析显示，雄性和雌性大鼠的舔舐次数及舔舐簇数量相似，且与相似水平的乙醇摄入量相关。

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对有无上肢功能障碍者饮水任务的三维运动捕捉运动学分析

本文介绍了一种在啮齿类动物中进行颅内药理学实验后继以疼痛行为检测的实验方案。该方案可使研究人员将分子和细胞靶点递送至脑内，用于疼痛治疗相关药理学制剂的研究。...

啮齿类动物颅内药物治疗与疼痛检测

学习使用间歇性双瓶选择家笼范式对大鼠进行自愿饮酒建模，并结合自制舔舐检测系统进行微观结构分析。该方法可高分辨率捕捉饮酒模式，为研究酒精使用障碍提供精确的临床前数据。

使用双瓶选择家庭笼饮酒法与微观结构分析对啮齿类动物饮酒行为建模

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