Articolo metodologico

Signal attenuazione come un modello murino di disturbo ossessivo-compulsivo

18.9K visualizzazioni

⸱

DOI:

10.3791/52287

⸱

9 gennaio 2015

 ,  ,  , 
1School of Psychological Sciences, Tel-Aviv University, 2Sagol School of Neuroscience, Tel-Aviv University

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

L'obiettivo del protocollo descritto in questo documento è di indurre comportamento compulsivo simile nei ratti per lo studio del disturbo ossessivo-compulsivo (OCD). Questo comportamento viene precipitato per attenuare un segnale che indica che una risposta a leva stampa era efficace nel produrre alimenti.

Abstract

Nel modello di ratto di attenuazione del segnale di disturbo ossessivo-compulsivo (OCD), leva pressione per alimentare è seguita dalla presentazione di uno stimolo composto che serve come cue feedback. Questo feedback è poi attenuato da ripetuti presentazioni dello stimolo senza cibo (senza il ratto che emette la risposta leva-press). Nella fase successiva, è valutata leva premendo in condizioni di estinzione (cioè, senza cibo viene consegnato). In questa fase i topi mostrano due tipi di leva-presse, quelli che sono seguiti da un tentativo di raccogliere una ricompensa, e quelle che non lo sono. Questi ultimi sono la misura del comportamento compulsivo come nel modello. Una procedura di controllo in cui ratti non sperimentano l'attenuazione della stecca di feedback serve a distinguere tra gli effetti di attenuazione del segnale e di estinzione. Il modello di attenuazione del segnale è un modello altamente convalidato di OCD e distingue tra i comportamenti compulsivi-simili e comportamenti che sono ripetitivo ma ncompulsivo ot. Inoltre, le misure raccolti durante la procedura di eliminare le spiegazioni alternative per le differenze tra i gruppi in fase di test, e sono quantitative, imparziale e non influenzata da variabilità inter-sperimentatore. I principali svantaggi di questo modello sono le attrezzature costose, il fatto che esso richiede una certa conoscenza tecnica e il fatto che richiede tempo rispetto ad altri modelli di OCD (11 giorni). Il modello può essere utilizzato per rilevare gli effetti anti o pro-compulsivi di manipolazioni farmacologiche e non farmacologiche e per studiare il substrato neurale del comportamento compulsivo.

Introduzione

Disturbo ossessivo-compulsivo (OCD) è un disturbo psichiatrico che si manifesta in 1 - 3% della popolazione generale 1,2. Le persone che soffrono di OCD sono ricorrenti, invadenti e pensieri indesiderati (ossessioni) e / o ripetitivi comportamenti rituali (compulsioni) 3. I meccanismi neuropatologici particolari che OCD non sono ancora del tutto chiari. Tuttavia, il coinvolgimento dei 10 sistemi serotoninergico 4-7, dopaminergico 8,9 e glutamatergiche è stata dimostrata in questo disturbo. Inoltre, la corteccia orbitofrontale, la corteccia cingolata, i gangli della base e le regioni all'interno del lobo parietale sono stati implicati nella patofisiologia 7,11-13. Infine, gli eventi della vita legati alle fluttuazioni del livello di ormoni ovarici (ad esempio, la nascita del bambino, l'ovulazione) sono stati segnalati per innescare o esacerbare OCD in donne pazienti 14-16, suggerendo che ormoni ovarici svolgono un ruolo di modulazione in OCD 17.

Poiché i meccanismi alla base OCD sono poco conosciuti, l'uso di modelli animali appropriati, strettamente imitano le sue manifestazioni comportamentali e neurali è essenziale per l'approfondimento delle conoscenze della sua base biologica. Inoltre, tali modelli contribuiscono allo sviluppo di nuove linee di trattamento. Questo è particolarmente rilevante nel caso di OCD, perché molti pazienti sono sia resistenti al trattamento o esperienza solo una riduzione parziale dei sintomi 18,19. Infatti, negli ultimi anni, i modelli animali, farmacologiche e comportamentali genetici del disturbo ossessivo compulsivo (rivisto nel 20-28) hanno ampliato e avanzato la nostra conoscenza di questo disturbo.

Uno dei più ampiamente utilizzati modelli animali di comportamento del disturbo ossessivo compulsivo è il modello di ratto attenuazione del segnale (per la revisione, vedi 29). Il presupposto teorico dietro il modello è che un deficit nel feedback associatocon una performance di successo di comportamenti goal-directed porta a compulsivo risposte 30-37. Il modello, sviluppato da Joel e colleghi 28, si basa sul comportamento operante nei ratti. Durante la formazione iniziale, i ratti sono ricompensati con un pellet di cibo dopo aver premuto una leva. Un successo leva-press innesca oltre l'insorgenza di una luce rivista e un tono. Questo fornisce il ratto con feedback che la risposta a leva stampa ha portato alla consegna di cibo. Quindi, la capacità dello stimolo per segnalare la consegna del premio è intenzionalmente diminuita ripetutamente presentando senza compenso (soprattutto, non ci sono leve nella casella in questa fase). Comportamento compulsivo come emerge l'ultima tappa di formazione. Durante questa fase di test, che viene effettuata in condizioni di estinzione, una pressa a leva è seguita dalla presentazione dello stimolo ma non del premio cibo. Comportamento "compulsivo" è espressa come più leva presse dopo che la cerva topos non cercare di raccogliere la ricompensa. Un effetto anti / pro-compulsivo è espresso come diminuzione / aumento del numero di "compulsivi" leva-presse. Poiché attenuazione del segnale comporta l'estinzione, è importante distinguere tra gli effetti di attenuazione del segnale e di estinzione per sé. Pertanto in un gruppo di controllo (gruppo di estinzione Regular) lo stimolo composto non è attenuato prima della fase di test. Il trattamento che ha un / pro effetto anti compulsivo non dovrebbe alterare il numero di "compulsivi" leva-presse in questo gruppo. (Per ulteriori dettagli, vedi 29).

"Compulsivi" leva-presse imitano la natura esagerata e inutile di comportamenti compulsivi mostrate dai pazienti OCD. Pertanto, il modello di attenuazione del segnale mostra una buona validità di facciata. Inoltre, gli studi condotti con questo modello di dimostrare che ha una buona predittiva e costruire la validità (rivisto in 20,21). P Il modellovalidità redictive deriva da studi che dimostrano che la leva-compulsivo pressatura viene attenuato di farmaci noti per migliorare i sintomi ossessivo-compulsivi 38,39, nonché da stimolo ad alta frequenza del nucleo subtalamico 40, che è stato trovato per avere un anti-compulsivo effetto in pazienti OCD umani 41,42. Inoltre, alcuni farmaci che sono inefficienti nel trattamento di OCD sono stati trovati non esercitare un effetto anti-compulsivo nel modello 38,39. Il modello mostra anche una buona validità di costrutto, perché gli studi indicano che i meccanismi neurali simili sono coinvolti sia in OCD sintomatologia e nel comportamento compulsivo come indotta da attenuazione del segnale in ratti. Così, il coinvolgimento dei sistemi serotoninergico 43-46, dopaminergico 39,46 e glutamatergica 47, così come il coinvolgimento di aree cerebrali OCD legati 40,44,48-50 è stata dimostrata in compulsivo leva-pressatura. Inoltre, ovaricogli ormoni sono stati trovati di modulare compulsivo leva pressatura nelle femmine 51. Pertanto, il modello di attenuazione del segnale è un potente strumento per esplorare i substrati neurali del disturbo ossessivo compulsivo e per lo screening nuove terapie anti-compulsivi. Per una discussione approfondita di correlati clinici del modello attenuazione del segnale e la sua utilità e l'applicazione nella ricerca OCD, vedi 20-22,29.

Protocollo

NOTA: Tutti i protocolli sperimentali conformi alle linee guida della cura e l'uso degli animali Comitato Istituzionale dell'Università di Tel Aviv, Israele, e le linee guida del NIH. Sono stati fatti tutti gli sforzi per ridurre al minimo il numero di animali utilizzati e le loro sofferenze.

1. Preparazione degli animali

  1. Ratti casa in una stanza con una luce 12 ore / ciclo scuro.
  2. Durante le procedure sperimentali mantenere ratti su una pianificazione restrizione alimentare 22 ore con acqua liberamente disponibili.
  3. Pesare i ratti due volte alla settimana per assicurare che il loro peso corporeo non sia inferiore al 90% del peso di ratti privi di alimentazione, basata su curve di crescita (ad esempio, Harlan, http://www.harlan.com/models/spraguedawley. asp ). Escludi topi il cui peso è ridotto.

2. Set-up

  1. Utilizzare due stanze adiacenti. Uno da utilizzare come "sala d'attesa" fo tenendo ratti prima della prova comportamentale, e l'altra per l'esecuzione della procedura. Questa stanza ospiterà le camere operante.
    NOTA: Assicurarsi che i topi in sala d'attesa non sono esposti ai toni generati dalle camere operante.
  2. Usare camere operante con pavimento di griglia e una rivista di cibo, che offre una 45 mg cibo pellet accessibile attraverso un pannello di plexiglas incernierato.
    NOTA: Apertura della cerniera attiva un micro-switch; una luce 3 W per illuminare la rivista alimentare; due leve retrattili (larghezza 4 cm posizionati 2,8 centimetri dalle pareti laterali, 7,5 cm su ogni lato della rivista alimentare e 5 cm dal pavimento); una luce casa situata sul soffitto per illuminare le stanze; un dispositivo segnale audio per produrre un 80 dB, tono di 2,8 kHz.
  3. Sedile camere operante in scatole sonore attenuati con ventilatori montati sul lato della scatola.
  4. Prima dell'inizio dell'esperimento, pre-programma tutte le fasi di formazione con il parametro esatta sessiones rilevante per ogni fase utilizzando un software designato, quale computer-controlli e attiva le camere operante come pure automaticamente registra tutti i dati pertinenti accumulati durante l'esecuzione dell'esperimento.
    NOTA: I parametri per ogni fase di formazione (formazione magazine, leva-press di formazione, di attenuazione del segnale, di prova) sono completamente descritto di seguito. Il modo esatto in cui questi parametri sono preprogrammati dipende il software e l'hardware in uso.

3. Gestione e la restrizione alimentare

  1. Maniglia ratti per circa 2 minuti al giorno, 5 giorni prima dell'inizio della procedura sperimentale.
  2. Avviare un programma di restrizione alimentare 22 ore a partire dal primo giorno di trattamento. Consentire ratti accesso al cibo per 2 ore nelle loro gabbie a casa non prima di mezz'ora dopo la fine del trattamento formazione / comportamentale.
    NOTA: Assicurarsi che i ratti hanno acqua ad libitum, quando nelle loro gabbie a casa, e in particolare durante la feedi 2 hrperiodo ng, in quanto essi non mangiare correttamente senza acqua.
  3. Sugli ultimi 3 giorni di trattamento, posizionare 20-30 pellet cibo su un piccolo vassoio e posizionare il vassoio nella gabbia ratto domestico. Rimuovere il vassoio dalla gabbia solo dopo ogni ratto è stato osservato a consumare almeno due pellet.
    NOTA: In seguito, utilizzare il pellet come rinforzo per la formazione operante.

4. Procedura Formazione

  1. Affinché i topi per ottenere acclimatati per l'ambiente di test, trasportare i ratti nelle loro gabbie a casa almeno 15 minuti prima del test comportamentali in sala d'attesa.
  2. Formazione Magazine (giorni 1 - 3).
    1. Il 1 ° giorno di allenamento magazine, mettere una quantità sufficiente di pellets alimentari nella rivista alimentare in modo che siano visibili al ratto.
      NOTA: Un modo per farlo è quello di mettere il pellet in modo che essi causano il pannello in perspex incernierato a rimanere leggermente aperta.
    2. Calcola il programma di formazione rivista in modo che la casa light è attivata automaticamente all'inizio di ogni prova e un singolo pellet alimentare è scesa in magazzino alimentare seguendo un ritardo variabile 5 sec, contemporaneamente con l'insorgenza di uno stimolo composto costituito della luce magazine e un tono.
    3. Calcola lo stimolo composto e casa di luce di spegnere dopo la testa del topo entra nella rivista alimentare (di prova raccolti) o dopo 15 sec (processo non raccolti), si verifica per primo. Definire ogni prova deve essere seguito da un intervallo inter-trial 30 sec.
    4. Posizionare i ratti nelle camere operante e 5 minuti dopo verificare manualmente che tutti i ratti hanno raccolto pellet. In tal caso, attivare il programma di formazione. Se no, consentire un extra 5 min.
    5. Programmare la sessione di allenamento magazine per interrompere l'esecuzione sia dopo il ratto ha completato 30 prove raccolti o dopo un totale di 40 prove è stato raggiunto.
    6. Al 3 ° giorno di allenamento rivista assicurare che i ratti effettuano 30 prove raccolti su un totale di 32 trial al massimo. Ratti che non riescono a raggiungere tale criterio alle camere operante per un'altra allenamento pieno alla fine della giornata di formazione e ritorno.
      NOTA: Eseguire i ratti che non riescono a raggiungere questo criterio seguito di una sessione in più l'ultimo giorno di allenamento rivista la mattina del primo giorno di leva-press formazione. Escludi ratti che non riescono a raggiungere i criteri.
  3. Leva-press formazione - fase di pre-formazione (giorno 4): Leva-pressione su un programma senza operante.
    1. Attivare il programma di formazione prima di mettere i topi nelle camere operante. Calcola il programma in modo che la leva di rinforzo è presente nella camera e la luce casa è durante l'intera sessione di formazione e che la leva non rinforzato è sempre retratto.
      NOTA: controbilanciare il lato della leva (sinistra / destra) attraverso ratti e mantenere costante per ogni ratto durante la procedura sperimentale.
    2. Mettere alcuni pellet sulla leva e mettere in un rattola camera.
    3. Lasciare il ratto per esplorare la zona leva finché non preme ulteriormente la leva mentre la raccolta dei pellets, innescando la consegna di un singolo pellet cibo e l'insorgenza dello stimolo composto.
    4. Calcola il programma in modo che lo stimolo composto è spento dopo la testa del topo entra rivista alimentare (di prova completata) o dopo 15 sec (processo incompiuto), quello che viene prima.
    5. Programmare la sessione di smettere di correre dopo il ratto ha raggiunto 30 prove completate.
    6. Se un ratto non raggiunge tale criterio in 30 min, mettere 3 - 4 pellets sulla leva e attendere per altri 20 min. Se un ratto non riesce a completare 30 prove, ritornare alla camera operante per formazione complementare al termine della giornata di formazione.
      NOTA: Eseguire i ratti che non riescono a raggiungere questo criterio seguito nuovamente la sessione di pre-formazione supplementare, la mattina del primo giorno di leva-press formazione. Escludi ratti che non riescono a raggiungere i criteri. Generalmente, quasi tutti rats acquisiscono leva premendo dopo 3 sedute di pre-formazione (la maggior parte lo fanno entro la prima sessione). Tuttavia, se gli animali hanno più difficoltà ad acquisire le leve pressatura, uso shaping.
    7. Durante la modellatura, tenere la porta del box suono attenuato aperta e osservare il topo nella camera operante. Quando il ratto si avvicina la leva utilizzare il software per attivare l'erogazione di un pellet cibo e l'insorgenza dello stimolo composto. Farlo ripetutamente.
    8. In principio, rinforzare il ratto quando è in prossimità della leva, ma gradualmente iniziare rinforzo solo quando entra in contatto fisico con la leva, e infine rafforzare tentativi solo per premerlo.
      NOTA: Shaping può richiedere un po '. Essere il più silenziosa possibile.
  4. Premere formazione Lever (giorni 5 - 7): Leva-pressione su un programma di prova discreta.
    1. Calcola il programma in modo che l'inizio di ogni prova viene segnalata dalla comparsa della luce casa e 5 sec tardi, sialeve sono introdotti nella camera.
    2. Assicurarsi che le risposte sulla leva non rinforzato (NRL) non hanno conseguenze programmati e pressa sulla leva rinforzata attivare l'erogazione di una singola pastiglia alimentare nel caricatore, insieme con la presentazione dello stimolo composto.
    3. Dopo la testa del topo entra nella rivista di cibo o dopo che sono trascorsi 15 secondi le leve sono rientrato e lo stimolo composto e casa di luce sono spenti.
    4. Definire ogni prova in modo che è seguito da un intervallo inter-trial 30 sec. Il primo giorno della leva-press formazione (giorno 5) definiscono lo stimolo compound essere spento dopo 15 sec per facilitare l'acquisizione della risposta leva pressa. Nelle seguenti due giorni (giorni 6 - 7) definisce lo stimolo mescola a durare soltanto 10 sec per garantire che l'ingresso rivista segue da vicino le risposte leva-press.
    5. Mettere i topi nelle camere operante, e quindi attivare il programma di formazione.
    6. Programma la leva-press allenamento a smettere di correre sia dopo un topo ha premuto la leva rinforzato (RL) e raccolto il pellet alimentare (studio completato) 40 volte o dopo un totale di 60 prove è stato raggiunto.
    7. L'ultimo giorno della leva-press formazione assicurarsi ratti completa 40 studi su un totale di 42 prove totali al massimo. Se un ratto non raggiunge questo criterio, ritornare alla camera operante per una sessione di addestramento supplementare alla fine della giornata.
      NOTA: Escludere i ratti che non riescono a raggiungere questo criterio seguito di una sessione in più l'ultimo giorno di leva-press formazione.
    8. L'ultimo giorno della leva-press registro di formazione il numero di presse a leva senza ricompensa per ciascuna prova, vale a dire, il numero di pressioni dopo la prima risposta sul RL (leva-presse extra).
    9. Casualmente destinare ratti ai gruppi sperimentali.
    10. Nell'effettuare la manipolazione sperimentale al momento della fase di test (ad esempio, in studitestare l'effetto acuto di un farmaco), utilizzare l'analisi della varianza (ANOVA) con i principali fattori di manipolazione (con manipolazione / senza manipolazione) e procedura (attenuazione del segnale post-formazione, PTSA / estinzione regolare, RE, vedere paragrafo 4.5) per analizzare il numero di eccessivi presse a leva seguiti da collezione pellet (di nome eccessivi leva-presse-compilati, ELP-C) e le prove non pressate l'ultimo giorno di leva-press di formazione prima dell'inizio della fase di attenuazione del segnale.
    11. Assicurarsi che non ci sono differenze statisticamente significative tra i gruppi in questa misura.
      NOTA: In genere, ci sono solo un paio di ratti con un elevato numero di access leva-presse, quindi confrontare i gruppi senza questi ratti. Inoltre, assicurarsi che i topi sottoposti extra-training sono distribuiti tra i gruppi nel modo più uniforme possibile.
  5. Attenuazione del segnale / estinzione regolare (giorni 8 - 10).
    1. Eseguire la procedura in un IDEmaniera ntical alla formazione rivista nei giorni 1-3 con due eccezioni:
      1. Svuotare il dispenser pellet in modo che nessun pellet cibo è consegnato al magazzino alimentare dopo l'inizio dello stimolo composto.
      2. Programmare la fase rilevanti in modo che lo stimolo composto è spento dopo 10 secondi e non dopo 15 sec.
    2. Assicurarsi che sia la RL e NRL rimanere incastrati durante la sessione di allenamento.
    3. Assicurarsi che ogni sessione di allenamento attenuazione del segnale consistere di 30 prove. L'ultimo giorno di allenamento assicurarsi ratti tentativo di raccogliere una pallina di cibo (ad esempio, inserire la testa nel caricatore cibo dopo l'inizio dello stimolo composto) non più di 14 volte.
    4. Ratti che non hanno raggiungere questo criterio alle camere operante per una sessione di formazione complementare al termine della giornata ritorno.
      NOTA: Non escludere i ratti che non riescono a raggiungere il criterio in questa fase.
    5. Portare i ratti sottoposti estinzione regolarela "sala d'attesa" e lasciarli nelle loro gabbie a casa per un periodo equivalente alla durata media della fase di attenuazione del segnale.
    6. Utilizzare un ANOVA mista con i principali fattori di manipolazione (con la manipolazione / senza manipolazione) e procedura (PTSA / RE) e un fattore di ripetute misure di sessione (sessione 1 - 3) per analizzare il numero di prove portate a termine a tre sessioni del segnale fase di attenuazione.
    7. Assicurarsi che differenze di prestazioni in fase di test non sono il risultato di una differenza precedente.
  6. Test (giorno 11): Eseguire la routine in modo identico a leva-press di formazione, ma in condizioni di estinzione, cioè, premendo i risultati RL nella presentazione dello stimolo composto, ma non il cibo viene consegnato al magazzino cibo perché il pellet erogatore è vuoto.
    1. Calcolare la sessione di test a consistere di 50 prove per i maschi e 60 le prove per le femmine, perché di solito le femmine ancora RESPOnd dopo 50 prove. Tuttavia, se si utilizzano entrambi i sessi nello stesso studio (consigliato), quindi dare 60 prove per tutte le materie.
    2. Raccogliere il numero di eccessiva leva-presse che non sono stati seguiti da ingresso magazine (denominata eccessivi leva-presse-incompiuto, ELP-U); il numero di eccessivi leva-presse che sono stati seguiti da entrata rivista (cioè, ELP-C); il numero di presse a leva sul NRL; e il numero di naso-sporge (cioè il numero di volte che il ratto inserita la testa nel caricatore cibo.
    3. Analizzare prestazioni ratti sulla fase di test utilizzando l'analisi della varianza (ANOVA) con i principali fattori di manipolazione (con manipolazione / senza manipolazione) e procedura (PTSA / RE) eseguita sul numero di ELP-C, ELP-U, il numero di completati, le prove non completate e non pressate, e il numero di naso-poke e pressa sulla leva non rinforzato.
    4. Seguire le interazioni significative con l'analisi post hoc di confronto del gruppo wi trattatoth il gruppo non trattato / di controllo, all'interno di ogni procedura.
      NOTA: Quando i parametri esatti della manipolazione non sono noti (ad esempio, la dose rilevante droga, i parametri di stimolazione elettrica) e al fine di ridurre il numero di animali, testare gli effetti della manipolazione nella procedura PTSA unica, utilizzando diversi parametri (ad esempio, utilizzando diverse dosi di droga).
    5. Trova i parametri ottimali, cioè, i parametri che esercitano l'effetto maggiore sul numero di ELP-U, senza abolire comportamentale rispondere, e quindi eseguire un disegno sperimentale completo (PTSA e RE).

Risultati

I seguenti risultati sono basati su Brimberg et al., 2007 52. Tutte le cifre sono ristampate con il permesso di Elsevier.

In questo studio abbiamo testato il comportamento di Sprague Dawley (SD) ratti maschi nel modello attenuazione del segnale. In primo luogo, in esperimento 1, abbiamo testato gli effetti di 3 dosi del paroxetina inibitori della ricaptazione della serotonina (SSRI) nella procedura PTSA (n = 10 per gruppo). Nel test, paroxetina diminuzione dose-dipendente il numero di ELP-C (Figura 1A; ANOVA ha prodotto un signi fi cativo effetto principale di Dose, F (3,22) = 5,15, p <0.01) e ELP-U (figura 1B; ANOVA prodotto un signi fi cativo effetto principale di Dose, F (3,22) = 7.99, p <0.001).

figure-results-1
Figura 1. Questa figura mostra una risposta exp dose di rappresentanteeriment confrontando gli effetti di varie dosi di SSRI paroxetina sulla ELP-C e ELP-U di ratti maschi seguenti attenuazione del segnale. Significa ed errore standard del numero della leva supplementare presse che (A) sono state seguite da entrata rivista (presse a leva supplementare in studi completati, ELP-C) e (B), non sono state seguite da ingresso magazine (presse a leva supplementare prove incomplete, ELP-U) di ratti trattati con veicolo o 1, 5 o 10 mg / kg di paroxetina il giorno del test della procedura PTSA. Re-stampata con il permesso di 52.

Nell'esperimento 2 abbiamo testato la dose del farmaco che è stato il più efficace nell'esperimento 1 (5 mg / kg), sia nel PTSA e procedure RE (n = 10 per gruppo). Nel test, paroxetina diminuito il numero di ELP-C sia nel PTSA e procedure RE (figura 2A; ANOVA a due vie, effetto principale di procedura, F (1,32) = 6.50, p <0.05; effetto principale di droga , F (1,32) = 8.69, p <0.01; Procedure XInterazione farmacologica, F (1,32) = 0,43, p = 0,52) e inoltre esercitato un effetto anti-compulsivo, cioè, diminuito il numero di PEL-U nel PTSA ma non nel procedimento RE (Figura 2B; effetto principale di procedura, F (1,32) = 9.60, p <0,005; effetto principale di droga, F (1,32) = 5,75, p <0.05; Interazione farmacologica procedura X, F (1,32) = 4,83, p < 0.05).

figure-results-2
Figura 2. Questa figura mostra un esperimento rappresentativo confrontando gli effetti di attenuazione del segnale e di estinzione regolare ELP-C e ELP-U di saline- e ratti maschi paroxetina esposti. Media e l'errore standard del numero di (A) ELP-C e (B) PEL-U di ratti trattati con veicolo o 5 mg / kg di paroxetina il giorno del test del PTSA e procedure RE. Re-stampata con il permesso di 52.

Discussione

L'attenuazione del segnale modello di ratto di OCD è un modello comportamentale potente per lo studio del comportamento compulsivo-like. Il modello mostra alta viso, predittiva e costruire la validità 20,21, ed è stato ampiamente utilizzato per studiare i substrati neurali di questo comportamento 39,43-45,48, la sua risposta alle manipolazioni farmacologiche 38,39,43,47,53, 54 e per la stimolazione cerebrale profonda 40,46,50 e la sua modulazione dagli ormoni ovarici 51. Pertanto, questo modello è un modello animale utile per lo studio di OCD.

Compulsivo leva premendo nel modello attenuazione del segnale ha diversi vantaggi rispetto ad altri comportamenti ripetitivi sperimentalmente indotti (come l'estinzione di scoppio e comportamenti perseverative). In primo luogo, la rilevanza di compulsivo-leva pressatura a comportamenti compulsivi negli esseri umani è stato ben definito che la validità di altri comportamenti ripetitivi, che sono spesso indicati come compulsivo-like, è basso onon è mai stato testato 20-22. In particolare, la ripetizione del comportamento / perseverazione è un fenomeno comune a vari disturbi psichiatrici 55-62 e quindi, una corretta validazione del comportamento di destinazione come compulsivo-come è fondamentale. Inoltre, le varie misure comportamentali raccolti durante la procedura PTSA (cioè, il numero di pressioni sulla leva non rinforzato o il numero generale di naso sporge ratti esibiranno durante la fase di test) aiuto nell'eliminare spiegazioni alternative per differenze compulsivo leva pressione tra i gruppi in fase di test. Ad esempio, l'eccessiva leva di pressatura può riflettere un generale aumento dell'attività motoria, nel qual caso sarà probabilmente accompagnata da un aumento del numero di presse sulla leva non rinforzato (quindi, questa misura elimina anche la necessità di testare i ratti nelle procedure aggiuntive, come il test di campo aperto). D'altra parte, manipolazioni che portano ad un aumento generale del numero di naso-pokes i ratti eseguono sono suscettibili di portare ad una riduzione compulsivo leva pressatura, anche se non possiedono un vero effetto anti-compulsivo. Ulteriori misure raccolte anche prima del test (eccessiva leva presse durante la fase di leva-press di formazione, studi compiuti durante la fase di attenuazione del segnale) permette lo sperimentatore per eliminare la possibilità che eventuali differenze tra i gruppi sullo stelo fase di test da differenze pregresse l'apprendimento. In particolare, tutte le misure raccolti durante le varie fasi della procedura sono quantitativi, e quindi imparziale, non dato a interpretazione soggettiva e influenzata dalla variabilità inter-sperimentatore.

Uno svantaggio del modello di attenuazione del segnale è il fatto che essa richiede attrezzature speciali (scatole operante computer azionato, software appropriato per il funzionamento di tali scatole, ecc). Ciò rende costosa e alquanto complessa effettuare, richiedono personale qualificato, abilesia ad-hock guasti e nella manutenzione giorno per giorno dell'apparecchiatura. Inoltre, poiché il modello si basa su imparato piuttosto che comportamento spontaneo, ed essendo costituita da più stadi, è relativamente termini di tempo (11 giorni) rispetto ad alcuni degli altri modelli animali di OCD. Tuttavia, nella nostra esperienza, con la formazione adeguata l'esperienza necessaria per completare le procedure sono abbastanza facilmente acquisita. Inoltre, poiché tutte le apparecchiature è controllato dal computer e quasi completamente automatico, grandi gruppi di ratti possono essere eseguiti in modo efficiente e contemporaneamente, riducendo i tempi costo. Inoltre, i risultati sono facilmente calcolati e non richiedono la codifica manuale o qualsiasi trattamento speciale. Infine, scatole operanti sono altamente versatile, e una volta acquisiti, possono essere utilizzati per varie procedure comportamentali in aggiunta al segnale di attenuazione, che li rende estremamente conveniente.

Un'altra considerazione, che dovrebbe essere preso in considerazione quando si utilizzail modello, è che a causa della sua lunga e multi-scenica natura, può non essere adatto per trattamenti cronici o studi sviluppo. Al fine di non pregiudicare l'apprendimento topi nelle fasi iniziali della procedura comportamentale, la somministrazione di un trattamento cronico richiede una sosta durante la procedura, il che rende il procedimento ancora più tempo-costosi. Inoltre questa rottura non può avvenire immediatamente prima della fase di test, e pertanto, ratti somministrato il trattamento cronico subirà fase attenuazione del segnale sotto l'effetto del trattamento, che può modificare il loro comportamento anche prima della fase di prova e fare qualsiasi interpretazione della risultati problematico. Per quanto riguarda gli studi di sviluppo, ancora una volta, a causa del modello lungo la natura, è impossibile usarlo per molto giovani ratti (ad esempio, più giovane di 46 giorni di età ratti in giornata di test). Inoltre, i topi non possono essere ri-testati, rendendo in necessario per formare nuovi ratti ad ogni età studiato, ed escludendo la possibility di utilizzare disegni longitudinali.

Un aspetto importante del modello di attenuazione del segnale che è stato menzionato sopra è il fatto che la leva compulsivo-pressatura è modulato dalle fluttuazioni dei livelli ormonali ovarici lungo il ciclo estrale ratto 51. Questo aspetto è importante per i ricercatori interessati a studiare i meccanismi con cui gli ormoni gonadici femminili influenzano comportamenti compulsivi. Anche se gli effetti degli ormoni gonadici maschili su compulsivo non sono stati testati leva pressatura, questi o altri fattori che influenzano le prestazioni di sesso maschile nel modello, come la variabilità delle diverse misure di risposta nel modello è simile in ratti maschi e femmine 51. Pertanto, i ricercatori, che non hanno lo scopo di studiare il ruolo degli ormoni gonadici, possono utilizzare i ratti maschi e femmine senza misurare il livello di questi ormoni.

In sintesi, nonostante alcune carenze del modello di ratto di attenuazione del segnale di OCD quali la lunghezza e lafatto che essa richiede apparecchiature speciali e qualche conoscenza tecnica, si fornisce un modo sensibile e affidabile per valutare comportamenti compulsivi nei ratti. Inoltre, può distinguere tra questi comportamenti e altri comportamenti ripetitivi / perseverative, che non sono veramente compulsivo in natura. In quanto tale, è un ottimo modello per la valutazione delle presunte terapie anti-compulsivo, e gli studi che impiegano può essere utilizzato per ampliare la nostra conoscenza dei substrati neurali del disturbo ossessivo compulsivo, che non sono ancora ben compresi.

Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Questa ricerca è stata supportata dalla Israel Science Foundation (sovvenzione n. 592/12) a DJ

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Camera di prova modulare per rattiCampden Instruments Ltd.Modello 80003M
Vasca per pellet per camera modulareCampden Instruments Ltd.Modello 80210M-Rcon ingresso testa e porta
Leva di risposta retrattile a basso profiloCampden Instruments Ltd.Modello CI4460-M2 leve per camera
Luci di stimoloCampden Instruments Ltd.Modello 80221
Distributore di pelletCampden Instruments Ltd.Modello 80209-45con rotella intercambiabile da 45 mg
Mouse nosepokeCampden Instruments Ltd.Modello 80116Scon luce di stimolo
Sistema di stimolo acustico SonalertCampden Instruments Ltd.Modello SC628
ABET II Pacchetto iniziale completoCampden Instruments Ltd.Modello 88501*Ccon alimentazione 220 VAC/50 Hz
Camera di attenuazione del suonoCampden Instruments Ltd.Modello 80600A-SACDotato di uno spioncino e di un pannello di ventilazione a 28 VDC
Sistema di test ambientale del comportamento animale (ABET) IILafayette Instrument Neuroscience, Indiana, USAModello 89501
Personal computercon un processore minimo di 1,8 GHz, con Microsoft Windows XP (SP3) o
Win7 45 mg pellet di precisione senza polverePMI Nutrition International, Indiana, USAFormula. P/AlN-76ATenere i contenitori ben chiusi per proteggerli dall'umidità.

Riferimenti

  1. Ruscio, A. M., Stein, D. J., Chiu, W. T., Kessler, R. C. The epidemiology of obsessive-compulsive disorder in the National Comorbidity Survey Replication. Mol Psychiatry. 15 (1), 53-63 (2010).
  2. Sasson, Y., et al. Epidemiology of obsessive-compulsive disorder: a world view. The Journal of clinical psychiatry. 58, Suppl 12. 7-10 (1997).
  3. Association, A. P. Diagnostic and statistical manual of mental disorders: DSM-IV. , Washington, DC. (1994).
  4. Murphy, D. L., et al. Genetic perspectives on the serotonin transporter. Brain Research Bulletin. 56, 487-494 (2001).
  5. Ozaki, N., et al. Serotonin transporter missense mutation associated with a complex neuropsychiatric phenotype. Mol Psychiatry. 8 (11), 933-936 (2003).
  6. Sasson, Y., Zohar, J. New developments in obsessive-compulsive disorder research: implications for clinical management. International clinical psychopharmacology. 11, Suppl 5. 3-12 (1996).
  7. Stein, D. J. Neurobiology of the obsessive–compulsive spectrum disorders. Biological. 47, 296-304 (2000).
  8. McDougle, C. J., et al. Haloperidol addition in fluvoxamine-refractory obsessive-compulsive disorder: A double-blind, placebo-controlled study in patients with and without tics. Archives of General Psychiatry. 51 (4), 302-308 (1994).
  9. McDougle, C. J., et al. Neuroleptic addition in fluvoxamine-refractory obsessive-compulsive disorder. The American Journal of Psychiatry. 147 (5), 652-654 (1990).
  10. Pittenger, C., Krystal, J. H., Coric, V. Glutamate-modulating drugs as novel pharmacotherapeutic agents in the treatment of obsessive-compulsive disorder. NeuroRx. 3 (1), 69-81 (2006).
  11. Menzies, L., et al. Integrating evidence from neuroimaging and neuropsychological studies of obsessive-compulsive disorder: The orbitofronto-striatal model revisited. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 32 (3), 525-549 (2008).
  12. Rotge, J. -Y., et al. Matter Alterations in Obsessive-Compulsive Disorder: An Anatomic Likelihood Estimation Meta-Analysis. Neuropsychopharmacology. 35 (3), 686-691 (2009).
  13. Saxena, S., Brody, A. L., Schwartz, J. M., Baxter, L. R. Neuroimaging and frontal-subcortical circuitry in obsessive-compulsive disorder. The British Journal of Psychiatry. 173 (Suppl. 35, 26-37 (1998).
  14. Abramowitz, J. S., Schwartz, S. A., Moore, K. M., Luenzmann, K. R. Obsessive-compulsive symptoms in pregnancy and the puerperium:: A review of the literature. Journal of Anxiety Disorders. 17, 461-478 (2003).
  15. Labad, J., et al. Female reproductive cycle and obsessive-compulsive disorder. The Journal of clinical psychiatry. 66 (4), 428-435 (2005).
  16. Maina, G., Albert, U., Bogetto, F., Vaschetto, P., Ravizza, L. Recent life events and obsessive–compulsive disorder (OCD): the role of pregnancy/delivery. Psychiatry Research. 89, 49-58 (1999).
  17. Uguz, F., et al. Course of obsessive-compulsive disorder during early postpartum period: a prospective analysis of 16 cases. Comprehensive Psychiatry. 48 (6), 558-561 (1016).
  18. Greenberg, B. D., et al. Deep brain stimulation of the ventral internal capsule/ventral striatum for obsessive-compulsive disorder: worldwide experience. Mol Psychiatry. 15 (1), 64-79 (2010).
  19. Eddy, K. T., Dutra, L., Bradley, R., Westen, D. A multidimensional meta-analysis of psychotherapy and pharmacotherapy for obsessive-compulsive disorder. Clinical Psychology Review. 24 (8), 1011-1030 (2004).
  20. Albelda, N., Joel, D. Current animal models of obsessive compulsive disorder: an update. Neuroscience. 211 (0), 83-106 (2012).
  21. Albelda, N., Joel, D. Animal models of obsessive-compulsive disorder: Exploring pharmacology and neural substrates. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 36 (1), 47-63 (2012).
  22. Joel, D. Current animal models of obsessive compulsive disorder: A critical review. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 30 (3), 374-388 (2006).
  23. Fineberg, N. A., et al. Probing Compulsive and Impulsive Behaviors, from Animal Models to Endophenotypes: A Narrative Review. Neuropsychopharmacology. 35 (3), 591-604 Forthcoming.
  24. Eilam, D., Zor, R., Fineberg, N., Hermesh, H. Animal behavior as a conceptual framework for the study of obsessive–compulsive disorder(OCD). Behavioural Brain Research. 231 (2), 289-296 (2012).
  25. Ting, J. T., Feng, G. Neurobiology of obsessive–compulsive disorder: insights into neural circuitry dysfunction through mouse genetics. Current Opinion in Neurobiology. 21 (6), 842-848 (2011).
  26. Boulougouris, V., Chamberlain, S. R., Robbins, T. W. Cross-species models of OCD spectrum disorders. Psychiatry Research. 170 (1), 15-21 (2009).
  27. Korff, S., Harvey, B. H. Animal models of obsessive-compulsive disorder: rationale to understanding psychobiology and pharmacology. Psychiatric Clinics of North America. 29 (2), 371-390 (2006).
  28. Camilla d'Angelo, L. -S., et al. Animal models of obsessive-compulsive spectrum disorders. CNS Spectrums. 19 (01), 28-49 (2014).
  29. Joel, D. The signal attenuation rat model of obsessive–compulsive disorder: a review. Psychopharmacology. 186 (4), 487-503 (2006).
  30. Baxter, L. R. Functional imaging of brain systems mediating obsessive-compulsive disorder. Neurobiology of Mental Illness. Charney, D. S., Nestler, E. J., Bunney, B. S. , University Press. Oxford. 534-547 (1999).
  31. Gray, J. A., McNaughton, N. The neuropsychology of anxiety: An enquiry into the function of the septo-hippocampal system. , Oxford University Press. (1982).
  32. Malloy, P. The frontal lobes revisited. Perecman, E. , IRBN Press. (1987).
  33. Pitman, R. K. The psychobiology of obsessive-compulsive disorder. Zohar, J., Insel, T. R. , Springer Publishing Company. (1991).
  34. Pitman, R. K. A cybernetic model of obsessive-compulsive psychopathology. Comprehensive Psychiatry. 28, 334-343 (1987).
  35. Reed, G. F. Obsessional personality disorder and remembering. The British Journal of Psychiatry. 130 (2), 177-183 (1977).
  36. Szechtman, H., Woody, E. Obsessive-Compulsive Disorder as a Disturbance of Security Motivation. Psychological Review. 111 (1), 111-127 (2004).
  37. Otto, M. W. Normal and abnormal information processing: A neuropsychological perspective on obsessive compulsive disorder. Psychiatric Clinics of North America. 15 (4), 825-848 (1992).
  38. Joel, D., Ben-Amir, E., Doljansky, J., Flaisher, S. 'Compulsive' lever-pressing in rats is attenuated by the serotonin re-uptake inhibitors paroxetine and fluvoxamine but not by the tricyclic antidepressant desipramine or the anxiolytic diazepam. Behavioural Pharmacology. 15 (3), 241-252 (2004).
  39. Joel, D., Doljansky, J. Selective alleviation of compulsive lever-pressing in rats by D1, but not D2, blockade: possible implications for the involvement of D1 receptors in obsessive-compulsive disorder. Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. 28 (1), 77-85 (2003).
  40. Klavir, O., Flash, S., Winter, C., Joel, D. High frequency stimulation and pharmacological inactivation of the subthalamic nucleus reduces ‘compulsive’ lever-pressing in rats. Experimental Neurology. 215 (1), 101-109 (2009).
  41. Fontaine, D., et al. Effect of subthalamic nucleus stimulation on obsessive—compulsive disorder in a patient with Parkinson disease. Journal of Neurosurgery. 100 (6), 1084-1086 (2004).
  42. Mallet, L., et al. Compulsions, Parkinson's disease, and stimulation. The Lancet. 360 (9342), 1302-1304 (2002).
  43. Flaisher-Grinberg, S., Klavir, O., Joel, D. The role of 5-HT2A and 5-HT2C receptors in the signal attenuation rat model of obsessive–compulsive disorder. The International Journal of Neuropsychopharmacology. 11 (06), 811-825 (2008).
  44. Joel, D., Doljansky, J., Roz, N., Rehavi, M. Role of the orbital cortex and of the serotonergic system in a rat model of obsessive compulsive disorder. Neuroscience. 130 (1), 25-36 (2005).
  45. Schilman, E. A., Klavir, O., Winter, C., Sohr, R., Joel, D. The role of the striatum in compulsive behavior in intact and orbitofrontal-cortex-lesioned rats: possible involvement of the serotonergic system. Neuropsychopharmacology. 35 (4), 1026-1039 (2010).
  46. Winter, C., et al. The role of the subthalamic nucleus in ‘compulsive’ behavior in rats. European Journal of Neuroscience. 27 (8), 1902-1911 (2008).
  47. Albelda, N., Bar-On, N., Joel, D. The role of NMDA receptors in the signal attenuation rat model of obsessive–compulsive disorder. Psychopharmacology. 210 (1), 13-24 (2010).
  48. Joel, D., Doljansky, J., Schiller, D. 'Compulsive' lever pressing in rats is enhanced following lesions to the orbital cortex, but not to the basolateral nucleus of the amygdala or to the dorsal medial prefrontal cortex. European Journal of Neuroscience. 21 (8), 2252-2262 (2005).
  49. Joel, D., Klavir, O. The effects of temporary inactivation of the orbital cortex in the signal attenuation rat model of obsessive compulsive disorder. Behavioral Neuroscience. 120 (4), 976-983 (2006).
  50. Klavir, O., Winter, C., Joel, D. High but not low frequency stimulation of both the globus pallidus and the entopeduncular nucleus reduces ‘compulsive’ lever-pressing in rats. Behavioural Brain Research. 216 (1), 84-93 (2011).
  51. Flaisher-Grinberg, S., et al. Ovarian hormones modulate ‘compulsive’ lever-pressing in female rats. Hormones and Behavior. 55 (2), 356-365 (2009).
  52. Brimberg, L., Flaisher-Grinberg, S., Schilman, E. A., Joel, D. Strain differences in ‘compulsive’ lever-pressing. Behavioural Brain Research. 179 (1), 141-151 (2007).
  53. Joel, D., Avisar, A., Doljansky, J. Enhancement of excessive lever-pressing after post-training signal attenuation in rats by repeated administration of the D1 antagonist SCH 23390 or the D2 agonist quinpirole, but not the D1 agonist SKF 38393 or the D2 antagonist haloperidol. Behavioral Neuroscience. 115 (6), 1291-1300 (2001).
  54. Yankelevitch-Yahav, R., Joel, D. The role of the cholinergic system in the signal attenuation rat model of obsessive-compulsive disorder. Psychopharmacology. 230 (1), 37-48 (2013).
  55. Clark, L., et al. Association between response inhibition and working memory in adult ADHD: A link to right frontal cortex pathology. Biological Psychiatry. 61 (12), 1395-1401 (2007).
  56. Cools, R., Altamirano, L., D’Esposito, M. Reversal learning in Parkinson's disease depends on medication status and outcome valence. Neuropsychologia. 44 (10), 1663-1673 (1016).
  57. Gauggel, S., Rieger, M., Feghoff, T. -A. Inhibition of ongoing responses in patients with Parkinson’s disease. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 75 (4), 539-544 (2004).
  58. Hozumi, A., Hirata, K., Tanaka, H., Yamazaki, K. Perseveration for novel stimuli in Parkinson's disease: An evaluation based on event-related potentials topography. Movement Disorders. 15, 835-842 (2000).
  59. Huddy, V. C., et al. Impaired conscious and preserved unconscious inhibitory processing in recent onset schizophrenia. Psychological Medicine. 39 (06), 907-916 (2009).
  60. Itami, S., Uno, H. Orbitofrontal cortex dysfunction in attention-deficit hyperactivity disorder revealed by reversal and extinction tasks. NeuroReport. 13 (18), 2453-2457 (2002).
  61. Waford, R. N., Lewine, R. Is perseveration uniquely characteristic of schizophrenia. Schizophrenia Research. 118 (13), 128-133 (2010).
  62. Waltz, J. A., Gold, J. M. Probabilistic reversal learning impairments in schizophrenia: Further evidence of orbitofrontal dysfunction. Schizophrenia Research. 93 (13), 296-303 (1016).

Ristampe e permessi

Tag

Modello di attenuazione del segnaleaddestramento alla pressione della levastimolo compostoricompensa alimentarefase di estinzionecomportamento di tipo compulsivocamere operantirestrizione alimentareaddestramento al dispenser
Signal attenuazione come un modello murino di disturbo ossessivo-compulsivo
Contattaci
Consiglia alla biblioteca

Privacy

Termini di utilizzo

Politiche

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Tutti i diritti riservati.