Prüfung von Rapid Dopamine Dynamics mit Fast Scan Cyclovoltammetrie Während Intraorale Geschmacksträger in Verwaltung Awake Rats

Summary

Schnelle Fluktuationen des extrazellulären Dopamins (DA) vermitteln sowohl die Belohnungsverarbeitung als auch das motivierte Verhalten bei Säugetieren. Dieses Manuskript beschreibt die kombinierte Anwendung von zyklischer Fast-Scan-Voltammetrie (FSCV) und intraoraler Tastant-Verabreichung, um zu bestimmen, wie Tastants die schnelle Dopaminfreisetzung bei wachen, sich frei bewegenden Ratten verändern.

Abstract

Die schnelle, phasische Freisetzung von Dopamin (DA) im Gehirn von Säugetieren spielt eine entscheidende Rolle bei der Belohnungsverarbeitung, dem verstärkenden Lernen und der Motivationskontrolle. Die zyklische Fast-Scan-Voltammetrie (FSCV) ist eine elektrochemische Technik mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung (unter einer Sekunde), die zur Untersuchung der phasischen DA-Freisetzung in verschiedenen Arten von Präparaten eingesetzt wird. In-vitro-Experimente an Einzelzellen und Hirnschnitten sowie In-vivo-Experimente an anästhesierten Nagetieren wurden verwendet, um Mechanismen zu identifizieren, die die Dopaminfreisetzung und -aufnahme unter normalen Bedingungen und in Krankheitsmodellen vermitteln. In den letzten 20 Jahren haben In-vivo-FSCV-Experimente an wachen, sich frei bewegenden Nagetieren auch Einblicke in dopaminerge Mechanismen bei der Belohnungsverarbeitung und dem Belohnungslernen gegeben. Ein großer Vorteil der wachen, sich frei bewegenden Vorbereitung ist die Fähigkeit, schnelle DA-Schwankungen zu untersuchen, die zeitlich an bestimmte Verhaltensereignisse oder an die Präsentation von Belohnungen oder Hinweisen gebunden sind. Eine Einschränkung von kombinierten Verhaltens- und Voltammetrie-Experimenten ist jedoch die Schwierigkeit, DA-Effekte, die spezifisch für primäre Belohnungs- oder aversive Reize sind, von gleichzeitig auftretenden DA-Fluktuationen zu trennen, die belohnungsgerichtete oder andere motorische Verhaltensweisen vermitteln. Hier beschreiben wir eine kombinierte Methode mit in vivo FSCV und intraoraler Infusion bei einer wachen Ratte, um die DA-Reaktionen auf orale Tastants direkt zu untersuchen. In diesen Experimenten werden orale Schmackhafte direkt in den Gaumen der Ratte infundiert – unter Umgehung des belohnungsgerichteten Verhaltens und des freiwilligen Trinkverhaltens – was eine direkte Untersuchung der DA-Reaktionen auf schmackhafte Reize ermöglicht.

Introduction

Die phasische DA-Freisetzung spielt eine wichtige Rolle bei der Vermittlung von belohnungsorientiertem Verhalten ^[1-3]. Die Isolierung und Untersuchung, wie eine primäre Belohnung die phasische DA-Freisetzung verändert, wird jedoch oft durch gleichzeitig auftretende Verhaltens- oder kognitive Prozesse erschwert, die ebenfalls in der Lage sind, die phasische DA-Freisetzung zu verändern - wie z. B. Entscheidungsprozesse oder belohnungsgesteuertes motorisches Verhalten, um die Belohnung zu erhalten. In der vorliegenden Arbeit isolieren wir phasische DA-Reaktionen auf Tastanten durch den Einsatz von in vivo Fast-Scan-zyklischer Voltammetrie (FSCV) in K....

Protocol

Alle Experimente wurden nach den National Institutes of Health (NIH) Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt und wurden von der Yale University Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) zugelassen.

1) Präoperative Vorbereitungen

1. Lösung zum Einnehmen Vorbereitung
   1. Schaffen Lösungen von 10% Saccharose und 0,005% L-Menthol in entionisiertem Wasser (pH 7,4). Bewahren Sie diese Lösungen in geschlossenen Behältern bei Raumtemperatur, und Remake alle 2 Wochen, um den Abbau zu verhindern.
2. Elektrode Kalibrierlösungen
   1. Machen Tris-Puffer (pH 7,4) zu jeder Ze....

Results

FSCV kombiniert mit intraoralen Katheterimplantation wurde verwendet, um zu prüfen, wie Saccharose, eine appetitive Geschmacksträger moduliert phasic DA Freisetzung im NAc Kern. Vor der Geschmacksträger Infusion, elektrische Stimulation (150 & mgr; A, 60 Hz, 24 Impulse; durch den roten Balken gekennzeichnet) der VTA produziert robuste Anstieg der phasischen DA Freisetzung im NAc (Abbildung 1) Abbildung 1 zeigt eine Farb Grundstück mit Potenzial auf. die y-Achse, die Zeit auf der x-Achse, und Strom (.......

Discussion

Intraorale Geschmacksträger Lieferung kombiniert mit FSCV ermöglicht die Analyse von "real-time" DA antwortet mündlich Geschmacksstoffe. Es gibt drei kritische Schritte in dem Protokoll, das für eine erfolgreiche DA Messungen erforderlich sind. Erstens ist die richtige Implantation der mündlichen Katheter kritisch für die Lieferung von Geschmacksstoffen. Sicherzustellen, dass der Katheter hinter der ersten molaren gesteckt und eingeklemmt verhindert den Katheter verlieren Durchgängigkeit und verhindert ein ver.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Stimulierende Elektrode	PlasticsOne	MS303/2-A/SPC	Fordern Sie bei der Bestellung einen 22 mm Schnitt unter dem Sockel
Kanüle für die Elektrode	BioAnalytical Systems	MD-2251
Glaskapillare	A-M-Systeme	624503
Kohlefaser	Thornel	T650
Elektrodenabzieher	Narishige International	PE-22
Neurolog Stimulus-Isolator	Digitimer Ltd.	DS4
Wärmeschrumpf	3M	FP-301
Isolierte Drähte für Elektroden	Squires electronics	Custom	L 3.000 x 1.000s x 1.000s UL1423 30/1 BLU
Mikromanipulator	Univ. of Illinois in Chicago, Engineering Machine Shop
Epoxy	ITW Devcon	14250	"5 Minuten Epoxy"
Copolymer aus Perfluor-3,6-dioxa-4-methyl-7octen-sulfonsäure und Tetrafluorethylen	Ion Power	LQ-1105<	em>i.e. Nafion
Silver Lack	GC Electronics	22-023
Netzteil	BK Precision	9110
Schlauch für Intraorale Katheter	Intramedic	427426	PE 100, I.D. = 0,86 mm; O.D. = 1,52 mm
Schlauch für die intraorale Infusion	Fischer Scientific	02-587-1A	I.D. 1/32"; O.D. 3/32"
Spritzenpumpe für Durchflusszelle	Pump Systems Inc.	NE 1000
Chirurgischer Zement	Dentsply Caulk	675571 und 675572
Luftantrieb	VICI	A60	6 Positionen digitale Ventilschnittstelle
Digitale Ventilschnittstelle	VICI	DVI	230 VAC
Quad Kopftisch	Univ. N. Carolina, Elektronik Einrichtung
UEI Stromversorgung	Univ. N. Carolina, Elektronik Einrichtung
UEI Breakout-Box	Univ. of N. Carolina, Elektronikeinrichtung
Stromversorgung für geschmackvolle Spritzenpumpe	Med Associates	SG-504
Geschmackvolle Spritzenpumpe	Med Associates	PHM-107
Wolfram-Mikroelektrode	Mikrosonden	WE30030.5A3
Silberdrahtreferenz mit AgCl	InVivo Metrisch	E255A
Saccharose	Sigma	80497
Magnesiumchlorid	Sigma	M8266
Natriumchlroid	Sigma	S7653
Perchlorsäure	Sigma	244252
Salzsäure (4 M)	Sigma	54435
Soidum	hydroxid Sigma	306576
Wasserstoffperoxid	Sigma	H1009
Dopaminhydrochlorid	Sigma	H8502
TarHeel HDCV Software	Universität von North Carolina-Chapel Hill		Software muss angefordert werden: Klicken Sie hier für den Link zur Software-Anforderungsseite