שיטה כללית להערכת השפעות העמוקה גירוי המוח במתאמפטמין תוך ורידים-מנהל עצמי

המטרה הכוללת של הליך זה היא להעריך את ההשפעות של גירוי מוחי עמוק הנפרד זמנית ומרחבית מסביבת השימוש בסמים של מתאמפטמין תוך ורידי במכרסמים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בפסיכיאטריה של התמכרויות, כגון: האם גירוי חשמלי של אזורים נפרדים במוח יכול להפחית את השימוש בסמים, ובאילו נסיבות טיפול זה יעיל ביותר? היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהטיפול החשמלי מועבר בזמן שונה ובסביבה שונה מסביבת השימוש בסמים.

זה קרוב יותר למה שיהיה אפשרי בחולים אנושיים. ידגימו הליך זה ד"ר ויניטה בטרה, אחת מעמיתי הפוסט-דוקטורט שלנו במעבדה שלנו, ומר גלן גרין, טכנאי המעבדה הראשי שלנו. ההכנות לניסוי זה מתוארות בפרוטוקול הטקסט.

כדי להתחיל, העמיסו את החולדות לתאים האופרנטיים במהירות וברוגע ככל האפשר כדי למזער חפצים התנהגותיים. שטפו את הקטטר של החולדה ב-0.1 מיליליטר של תמיסת מלח של 0.9% כדי להבטיח סבלנות של הקו לפני תחילת הניסוי. לאחר מכן, חבר רצועת קפיצי נירוסטה לצינורית ההנחיה בגב המכרסם.

חבר את הקצה השני של הצינורית לנוזל חסין דליפות המסתובב מעל התא האופרנטי. על מנת שהחולדות ילמדו במהירות את משימת הניהול העצמי, הפעל את המפגשים במשך שש שעות ביום במשך ארבעה עד חמישה ימים רצופים, ותמיד בערך באותה שעה ביום. עבור כל לחיצה פעילה על הידית, ספק עירוי אחד של מתאמפטמין, ואחריו פסק זמן של 30 שניות שבו הידית לא מספקת דבר.

עד סוף השבוע הראשון, המכרסמים יהיו מיומנים במתן מתאמפטמין לעצמם. במהלך השבוע השני של האימון, הפעל את החולדות במפגשים יומיים של שעתיים, בימים שני עד שישי, כדי לשמר ולחדד את המתן העצמי של מתאמפטמין בעירוי. המשך לנהל את המפגשים ביחס קבוע של אחד, עם פסק זמן של שלושים שניות.

תגובה יציבה ואינטנסיבית מושגת כאשר המספר הכולל של עירויי מתאמפטמין בכל שלושה מפגשים רצופים משתנה בפחות מעשרה אחוזים. אינדיקטור נוסף לתגובה אינטנסיבית יציבה מתרחש כאשר המספר המצטבר של עירויים בשלושים הדקות הראשונות גדול מהמספר המצטבר של עירויים במהלך שלושים הדקות השניות. כאשר החולדות מפתחות את דפוס העמסת הסמים הזה, זה מעיד על התנהגות ממכרת, ולא רק על שימוש מזדמן.

בסוף כל מפגש יש להכין מזרק לשטיפת הקטטר ולניתוק הרצועה מגב המכרסם. שטפו את הצנתר של החולדה עם 0.1 מיליליטר של תמיסת מלח 0.9% המכילה 800 יחב"ל סטרפטוקינאז למניעת קרישי דם. לאחר ההדחה, הכנס נדן על כל צינורית מנחה כדי למנוע סתימה.

לאחר מכן, החזירו את החולדה לכלוב הביתי שלה. ראה את פרוטוקול הטקסט על בדיקת הסבלנות של הצנתרים וכיצד לטפל בבעיות נפוצות בניסוי זה. הכן עשר עד שתים עשרה קופסאות פרספקס לניסוי זה.

על כל קופסה, כסו את החלק החיצוני של שלושת הקירות בנייר אטום נוקשה כדי למנוע מהחולדות לראות זו את זו. עם זאת, השאירו את הקיר הקדמי פנוי כדי לראות את בעלי החיים במהלך מפגשי הגירוי. לאחר מכן, כסו חלקית את החלק העליון של הקופסאות בלוח קשיח כדי למנוע מהחולדות לברוח, אך עדיין לאפשר זרימת אוויר.

בפאנל העליון, תמכו בקומוטטורים לחיבור החשמלי בין מכסה ראש המכרסם למערכת הגירוי. השתמש במערכת גירוי שיכולה לספק זרם קבוע למספר בעלי חיים בו זמנית עבור ניסויי DBS. זה צריך לכלול ממשק הניתן לתכנות.

עם כבלים באורך מותאם אישית, חבר את יציאות ערוץ הממריצים לכן האלקטרוני המעולה של כל קומוטטור. לאחר מכן, חבר את הכן האלקטרוני התחתון של הקומוטטור לכן האלקטרודה המושתלת על מכסה הראש של המכרסם באמצעות כבלים בגודל 16 אינץ' עטופים בקפיץ נירוסטה. הכבל אמור לאפשר תנועה חופשית לחולדה לכל אזור במתחם מבלי ליצור מתח משמעותי על מכסה הראש.

כבל שמגיע למקום שבו ראש החולדה יכול להגיע כשהוא על ארבע רגליים הוא בדרך כלל ארוך מספיק. כדי לתכנת את המערכת, השתמש בשפת תכנות ויזואלית כדי לציין אילו פונקציות יבצע כל מכשיר כדי לעמוד בנקודות הקצה הניסיוניות, ואילו נתונים יאוחסנו ו/או יוקרנו לצפייה בזמן אמת. ציין את התדר, רוחב הדופק והמשרעת הרצויים בלוח הבקרה החזותי לפני תחילת הניסוי.

פרמטרים אופייניים לגירוי בתדירות גבוהה בחולדות דומים לאלה המשמשים בגירוי מוחי עמוק אנושי קליני. תדר של 130 עד 180 הרץ, רוחב פולס של 60 עד 90 מילישניות ומשרעת זרם של 100 עד 250 מיקרו-אמפר. עבור ניסוי הגירוי המוח, כאשר מעמיסים את החולדות לתוך הקופסאות, חברו את כבל קפיץ הנירוסטה מהקומוטטור לכל כן אלקטרודה על מכסה הראש.

ראשית בדוק את העכבה של כל אלקטרודה באמצעות חמישה מיקרו-אמפר של זרם ב-1000 הרץ למשך שתי שניות. אם העכבה של אלקטרודה שווה או קטנה מ-125 קילו אוהם, המשך בניסוי. אך אם לא, שקול להוציא את החיה מהניסוי מכיוון שהתנגדות האלקטרודה עלולה לחתוך את הזרם לרמות תת-טיפוליות פוטנציאליות.

התחל עם מפגש מדומה אחד או שניים כדי להרגיל את החולדות. אל תפעיל שום טיפול פעיל במהלך הפגישות הללו. מיד לאחר כל מפגש מדומה, העבירו את החולדות לקופסאות האופרנט לסשן היומי של שעתיים של מתן עצמי של מתאמפטמין לווריד.

לצורך הניסוי, אזנו את החולדות לשתי קבוצות, קבוצת גירוי פעילה וקבוצת גירוי מזויפת שמקבלת מפגשים מדומים. בצעו את הפגישות היומיות של גירוי מוחי עמוק במשך חמישה ימים, במשך שלוש שעות ביום. התבוננו בבעלי חיים בזהירות במהלך חלק מכל מפגש גירוי כדי לשים לב אם הגירוי גורם לשינוי ברור בהתנהגות.

מיד לאחר כל מפגש גירוי מוחי עמוק, התחל את הפגישה היומית של מתן עצמי של מתאמפטמין לווריד של חולדות. לאחר הנחת צנתרי צוואר תוך ורידיים ואלקטרודות לגירוי מוחי עמוק תוך גולגולתי, חולדות רכשו והסלימו מתן עצמי של סמים לאחר יומיים של גישה ממושכת למתאמפטמין. לאחר מכן, החולדות הועברו ללוח זמנים יומי של שעתיים של אימון אופרנטי כדי למנוע רעילות של מתאמפטמין וכדי לבסס קצב תגובה יציב שניתן לתמרן על ידי התערבויות טיפוליות שונות.

ביום השישי של האימון האופרנטי, החולדות פיתחו מוטיבציה מוגברת לקחת את התרופה, כפי שמעיד על הופעתו של דפוס העמסה קדמית של צריכה. דפוס זה נשמר במידה רבה במהלך המפגשים הבאים. בעקבות ביסוס דפוס התייצבות זה של שימוש בסמים, ניתן גירוי מוחי עמוק בהתאם לפרוטוקול המתואר.

זה הביא לירידה ניכרת במתן עצמי של מתאמפטמין לווריד. לאחר שליטה, ניתן להשלים טכניקה זו במסגרת זמן של שבועיים עד ארבעה שבועות, תוך שימוש בכעשרה עד שתים עשרה בעלי חיים לקבוצה. זה מתאים באופן אידיאלי לבדיקת ההשפעות של גירוי מוחי עמוק, בהתחשב בתוחלת החיים המוגבלת של כובעי ראש וצנתרים לווריד במכרסמים המשתמשים במתאמפטמין.

הליך זה עשוי לשמש לחקירת פרמטרים חשמליים חלופיים, מטרות מוחיות שונות ודפוסי אספקה חדשים, כמו גם שילובים של טיפול חשמלי וחומרים פרמצבטיים שעשויים לגרום לשינוי התנהגותי ארוך טווח.