Name: Un metodo generale per la valutazione effetti di stimolazione cerebrale profonda per via endovenosa Methamphetamine Self-Amministrazione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 16 s
Description: Scopri la stimolazione cerebrale profonda per trattare la dipendenza da metanfetamina in roditori. Questo metodo valuta gli effetti della DBS separata temporalmente dall'ambiente di assunzione del farmaco.

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Supportato dal premio 2014-2015 della Neurosurgery Research and Education Foundation (NREF) e da un premio Grant-In-Aid 2014 della Louisiana State University Shreveport School of Medicine (J.A.W.). Ringraziamo S. Harold e C.M. Keller per la loro preziosa assistenza tecnica e didattica.

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Gli autori non hanno interessi finanziari concorrenti per quanto riguarda questa metodologia.

Sebbene l&#39;esatto meccanismo di stimolazione cerebrale profonda non sono completamente caratterizzati, efficacia DBS sia per motori e disturbi psichiatrici può derivare da una interazione dinamica tra la terapia elettrica e il funzionamento di diverse regioni del cervello subcorticale e corticale nel tempo 6,22-26. Mentre i metodi non contingenti di consegna metanfetamine a roditori sono ben descritti, 27,28, questi metodi sono più appropriati per le indagini discrete di farmacocinetica farmaco e gli effetti neurochimici 27-29. Operante droga IV autosomministrazione, incorporando un elemento di motivazione per droga, è ideale per lo studio di come le terapie elettrici come DBS interagiscono con comportamenti patologici nel tempo. Le procedure che descriviamo esaminano gli effetti di DBS in un unico ambiente su consumo di metanfetamine contingente in un ambiente diverso. Ci sono tre passi chiave nella nostra IV metanfetamine self-administparadigma razione: 1) Induzione di acquisizione rapida ed escalation di assunzione di droga durante le sessioni di accesso lunghe, 2) Mantenimento di un stabile, alto tasso di assunzione di droga durante le sessioni di accesso breve successive e 3) Sviluppo di un modello di caricamento frontale del doping. Questo paradigma può essere realizzato in un 2 a 3 settimane tempi con 10 - 12 ratti per esperimento, che è sia conveniente e ideale per testare gli effetti della DBS dato la vita potenzialmente limitato di tappi di testa nei roditori con psicostimolanti. Questa procedura, come altri paradigmi che incorporano un periodo di lunga accesso 19,30,31 simula ragionevolmente alcuni aspetti dei disturbi da uso di sostanze; lo dimostra sia l&#39;escalation di utilizzo e forte motivazione per ottenere droga con sessione anticipata &quot;droga-carico&quot;, che sono aspetti importanti della dipendenza dell&#39;uomo contro l&#39;uso ricreativo 19,30. Roditori che hanno l&#39;esposizione a lungo per l&#39;accesso IV metanfetamine dimostrare anche deficit cognitivi 32, Risposte diverse al trattamento farmacologico 33, 34 e farmacocinetica neurochimici cambiamenti 35 che sono più simili agli esseri umani che soffrono di disturbo uso di metanfetamine cronico di roditori con solo l&#39;esposizione accesso breve. Allo stesso modo ci sono tre punti chiave della nostra procedura di stimolazione cerebrale profonda: 1) assuefazione all&#39;ambiente DBS, tra cui il collegamento cavezza testa, per una o due sessioni &quot;finta&quot;, 2) Tutti i giorni, la consegna intermittente di stimolazione attiva utilizzando un sistema commerciale, e 3) disconnessione DBS e successivo trasporto all&#39;impostazione droga. Questo paradigma è stato progettato per imitare il processo di terapie non invasive come TMS piuttosto che quella del tradizionale continuo DBS. Completamente impiantati, sistemi programmabili DBS come quelli utilizzati per disturbi del movimento comune 3 saranno marginalmente fattibile in pazienti affetti da dipendenza psico-stimolante per diverse ragioni summenzionate. Intermittent strategie di trattamento elettrici che non implicano un intervento chirurgico ad alto rischio e post-terapia, come TMS, possono essere meglio adattati a questa popolazione di pazienti. I metodi che abbiamo descritto consentiranno agli investigatori di sviluppare e affinare le strategie di trattamento in grado di modificare il comportamento legati alla droga al momento della consegna al di fuori dell&#39;ambiente di droga in un lasso di tempo ristretto. Ci sono prove che l&#39;accumulo transitorio stimolazione elettrica intracranica che viene modellato dopo specifici deficit neurofisiologici 23 o in combinazione con la terapia farmacologica sistemica 36 esercitano duraturi effetti positivi sui comportamenti psichiatrici e legati alla droga per diverse settimane dopo il trattamento è cessato. Il fabbisogno di eccellente tecnica chirurgica iniziale e per la cura continua di più siti chirurgici durante intenso consumo di stupefacenti sono i principali limiti di questa metodologia. Se uno dei due il catetere IV o gli elettrodi DBS diventano non-operativa e / o infetti, il ratto devechiudere lo studio. Catetere giugulare e elettrodi intracranica posizionamenti sotto stretto tecnica sterile sono meglio apprese da investigatori esperti prima di iniziare queste procedure in modo indipendente. Questa procedura è suscettibile di numerose modifiche e indagini future, tra cui l&#39;esame di:. 1) Parametri alternativi di stimolazione (ad esempio, - stimolazione della forma d&#39;onda, larghezza di impulso, frequenza, ampiezza), 2) altri potenziali bersagli cerebrali terapeutici (ad esempio, - il nucleo accumbens. nucleo, corteccia prefrontale mediale, mesencefalo, habenula), 3) diversi modelli di consegna DBS (ad esempio, -. consegna DBS quotidiano, consegna settimanale DBS, DBS a vari intervalli precedenti sessioni operante, DBS prima acquisizione), e, forse più interessanti, 4) le combinazioni di breve durata DBS e agenti farmaceutici che imitano la stimolazione optogenetic di percorsi selettivi ed esercitano duratura modifiche comportamentali 36.

Metamfetamina è uno psicostimolante che produce euforia intensa e prolungata causa di un aumento acuto monoammine sinaptici, particolarmente dopamina. La metamfetamina dipendenza è un problema di salute epidemia con una stima di 25 a 34 milioni di utenti a livello globale e non 1,2 provata trattamento. Vi è la necessità sostanziale di sviluppare nuove strategie terapeutiche per la dipendenza metanfetamine. Stimolazione cerebrale profonda (DBS) è una procedura neurochirurgica che utilizza un cervello &quot;pacemaker&quot; per normalizzare dirompenti modelli di cottura neuronali che si verificano in alcune malattie, tra cui il morbo di Parkinson, distonia e tremore essenziale 3. Recenti casi clinici umani suggeriscono che la DBS può anche essere un trattamento efficace per l&#39;alcol e la tossicodipendenza, ma evidenze precliniche per quanto riguarda psicostimolanti (ad es., La cocaina, metanfetamina) è limitata 4-8. Continua stimolazione cerebrale profonda, in quanto è correntely praticata, richiede la cooperazione eccezionale da parte del paziente e la sua / la sua famiglia. La cura delle ferite meticolosa e l&#39;igiene personale sono necessari per proteggere l&#39;hardware del pacemaker sottostante, che è suscettibile di infezione anche nei pazienti che non utilizzano droghe per via endovenosa con conseguente batteriemia. Regolare follow-up del dispositivo DBS è anche necessario dato il design anello aperto del sistema; medici esperti modificano le impostazioni della moderna DBS per diminuire i sintomi di destinazione durante un appuntamento di routine clinica 3. Questo paradigma trattamento sarà limitato a cocaina e metanfetamine utenti a causa delle loro situazioni psicosociali difficili. Diversi studi su roditori hanno imitato questo paradigma impraticabile esaminando effetti DBS quando la terapia viene erogata continuamente durante cocaina procedure di auto-amministrazione per l&#39;ambiente l&#39;uso della droga 9-11. Non invasiva tecniche discontinue che non richiedono hardware interiore, come transcranicastimolazione magnetica (TMS), può essere una scelta migliore per il trattamento di disturbi da uso di sostanze 12. TMS viene consegnato in modo non invasivo con un headcoil esterno per generare campi elettrici in un particolare bersaglio cerebrale durante tutti i giorni, trattamenti intermittenti. Il recente avvento di H bobina o &quot;in profondità&quot; TMS consente strutture cerebrali profonde da stimolare, oltre ai siti corticali, espandendo il suo potenziale utilizzo 13,14. Entrambe le terapie sono consegnati discontinuo nel corso di una serie di sessioni in un ambiente diverso da quello del consumo di droga primaria e hanno mostrato risultati promettenti in entrambi gli studi umani e roditori di tossicodipendenza 13,15-17. La finestra per il trattamento di pazienti dipendenti da metanfetamine sarà probabilmente durante i periodi di sobrietà come la riabilitazione su incarico della corte, non durante abbuffate di strada quando possono sperimentare violenti o irregolare comportamento 18. Come tale, lo scopo di questo articolo è quello di descrivere la consegna di stimolazione elettrica che è temporalmentee spazialmente separato dall&#39;ambiente droga-uso, che si avvicina maggiormente ciò che è possibile in esseri umani, per il trattamento della dipendenza da metamfetamina IV.

<table><tbody><tr><td>Camere operanti per roditori</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-008CT</td><td>Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478 USA Telefono: (802) 527-2343</td></tr><tr><td>Strumento stereotassico per piccoli animali Kopf con console di visualizzazione digitale</td><td>Kopf Instruments</td><td>Modello 940</td><td>Kopf Telefono: 1-877-352-3275 Fax: 1-818-352-3275 E-mail: sales@kopfinstruments.net</td></tr><tr><td>Processore Bioamp 3-DSP serie Z</td><td>Tucker Davis Technologies</td><td>RZ5D</td><td>Tucker-Davis Technologies&nbsp; 11930 Circolo di ricerca Alachua, FL 32615&nbsp; Tel USA: 386-462-9622&nbsp; www.tdt.com</td></tr><tr><td>Stimolatore a 32 canali serie Z Tucker</td><td>Davis Technologies</td><td>Il software IZ2-32</td><td>è accompagnato da un manuale che illustra come programmare gli esperimenti utilizzando la piattaforma OpenEx, a cui è possibile accedere qui: http://www.tdt.com/files/manuals/OpenEx_User_Guide.pdf</td></tr><tr><td>pacco batteria agli ioni di litio da 48 Volt per stimolatore IZ2</td><td>Tucker Davis Technologies</td><td>LZ48-200</td><td></td></tr><tr><td>Splitter Box a 32 canali per PZ5</td><td>Tucker Davis Technologies</td><td>Pacchetto software S-BOX_PZ5</td><td></td></tr><tr><td>OpenEx Ext per la registrazione neurale multicanale</td><td>Tucker Davis Technologies</td><td>OpenEx</td><td></td></tr><tr><td>Elettrodi stimolanti platino-iridio</td><td>Plastics One Inc</td><td>MS303/8-B/SPC ELECT PT 2C TW .005"</td><td>Plastics One Inc P.O.Box 21465, S.W. Roanoke, VA 24018, PH 540-772-7950</td></tr><tr><td>Cavi a 2 canali tra stimolatore e commutatore</td><td>Plastica One Inc</td><td>305-441/2 con molla</td><td></td></tr><tr><td>Cavi a 2 canali tra commutatore e piedistallo dell'elettrodo</td><td>Plastics One Inc</td><td>305-305 W/ Commutatori</td><td></td></tr><tr><td>a molla a 4 canali</td><td>Plastics One Inc</td><td>SL2+2C e SL2+SC/SB</td><td></td></tr></tbody></table>

un metodo generale per la valutazione effetti di stimolazione cerebrale profonda per via endovenosa methamphetamine self-amministrazione

A General Method for Evaluating Deep Brain Stimulation Effects on Intravenous Methamphetamine Self-Administration

I disturbi da uso di sostanze, in particolare alla metanfetamina, sono malattie devastanti e recidivanti che colpiscono in modo sproporzionato i giovani. C'è bisogno di strategie di trattamento nuove, efficaci e pratiche che siano convalidate in modelli animali. La neuromodulazione, compresa la terapia di stimolazione cerebrale profonda (DBS), si riferisce all'uso dell'elettricità per influenzare l'attività neuronale patologica e si è dimostrata promettente per i disturbi psichiatrici, inclusa la tossicodipendenza. La DBS nella pratica clinica comporta l'erogazione continua di stimolazione nelle strutture cerebrali utilizzando un sistema simile a un pacemaker impiantabile che viene programmato esternamente da un medico per alleviare i sintomi. Questo trattamento sarà limitato nei consumatori di metanfetamine a causa di situazioni psicosociali difficili. I trattamenti elettrici che possono essere somministrati in modo intermittente, non invasivo e remoto dall'ambiente di consumo di farmaci saranno più realistici. Questo articolo descrive l'erogazione di stimolazione elettrica intracranica che è temporalmente e spazialmente separata dall'ambiente di uso della droga per il trattamento della dipendenza da metanfetamina per via endovenosa. La dipendenza da metanfetamina si sviluppa rapidamente nei roditori utilizzando un paradigma operante di autosomministrazione endovenosa (IV) che incorpora un periodo di accesso prolungato al farmaco e dimostra sia l'escalation dell'uso che l'elevata motivazione a ottenere il farmaco.

A seguito di posizionamento di un catetere IV giugulare e gli elettrodi DBS intracraniche, roditori possono essere addestrati con successo ad auto-somministrarsi IV metanfetamine dopo un breve periodo di recupero. La figura 3 mostra che i ratti acquisiranno e degenerare metanfetamine auto-somministrazione dopo 2 giorni di prolungato l&#39;accesso alla droga con una media di 168 ± 12 infusioni per ogni sessione di giorno 4. I ratti sono poi spostati in un programma giornaliero di 2 ore di formazione operante per due motivi: 1) per prevenire la tossicità metanfetamine e gravi alterazioni comportamentali con persistente, accesso prolungato e 2) per stabilire un tasso relativamente stabile di rispondere che possono essere manipolate da vari interventi terapeutici. figura 4 mostra che il numero medio di infusioni totali per sessione di accesso breve sulla seconda settimana è 75 ± 8 e generalmente varia da meno del 10% giorno per giorno. Figura 5 dimostra che i topi develop una maggiore motivazione a prendere droga come dimostra l&#39;emergere di un modello di &quot;front-loading&quot; di assunzione di giorno 6 di formazione rispetto al giorno 1. Una volta che questo si sviluppa, l&#39;effetto è in gran parte sostenuta nel sessioni successive (dati non riportati) . La figura 6 mostra che DBS bilaterale consegnato in ambiente non-droga portato ad una notevole diminuzione di operante IV metanfetamine autosomministrazione su tre dei cinque giorni rispetto al gruppo sham stimolato. Il nucleo accumbens shell è stato preso di mira dato il suo coinvolgimento nel comportamento noto farmaco-consummatory 8 utilizzando il seguente stereotassica coordinate relative al bregma (AP + 1,6, DV - 8.5, ML ± 2.4). Parametri di stimolazione e la durata sono vagamente basati su precedenti esperienze pubblicato con DBS per il trattamento della malattia psichiatrica 8,20,21 ma può essere regolata a seconda delle esigenze dello sperimentatore. Le barre di errore sono moderati e non tutti giorni reaimportanza ch indica la gamma di risposte che possono essere visti nelle valutazioni del comportamento, nonostante un effetto del trattamento chiaro. L&#39;aumento del numero di ratti per esperimento può contribuire a compensare questa variabilità naturale. 11 animali sono stati inizialmente utilizzati per questo esperimento. Un animale è stato abbattuto per, un animale è stato escluso scarsa alimentazione post-operatorio a causa di crisi epilettiche, e un animale è stato escluso a causa di DBS malfunzionamento elettrodo lasciandoci con un totale di 8 animali (N = 4 Sham; N = 4 attivo DBS). In generale, cominciando con circa 10 - 12 ratti per ogni esperimento consentirà suo completamento. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53266/53266fig1.jpg" /> Figura 1. visiva linguaggio di programmazione. L&#39;investigatore usa un linguaggio di programmazione visuale, come nell&#39;esempio mostrato qui, per la progettazione di un programma in grado di fornire la stimolazione cerebrale di anima multiplals simultaneamente a parametri immessi dall&#39;utente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53266/53266fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53266/53266fig2.jpg" /> Figura 2. Pannello di controllo visivo. Prima dell&#39;inizio dell&#39;esperimento, l&#39;investigatore specifica la frequenza desiderata, larghezza di impulso, e dell&#39;ampiezza sul lato sinistro di un pannello di controllo visivo. Qui parametri di stimolazione sono: intensità di corrente 200 μA; Larghezza impulso 61 msec; frequenza degli impulsi 130 Hz. Una volta che la stimolazione è iniziata, la forma d&#39;onda per l&#39;erogazione di corrente attiva viene visualizzato a destra. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53266/53266fig2large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 3. Acquisizione di IV metamfetamina auto-amministrazione. Operante Totale rispondere dati (360 min) sono stati analizzati utilizzando un ripetuto-misure ANOVA con la sessione giornaliera definita come la misura ripetuta. Tutte le analisi che erano p &lt;0,05 sono stati considerati significativi. I dati sono media ± errore standard. Totale infusi metanfetamina durante le quotidiane 6-hr sessioni operante nei primi quattro giorni di formazione operante. + P &lt;0,05 rispetto alle sessioni 1 e 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53266/53266fig3large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53266/53266fig4.jpg" /> Figura 4.I dati di manutenzione di IV metamfetamina auto-amministrazione. Operanti totale di rispondere (120 min) sono stati analizzati utilizzando un ripetuto-misure ANOVA con la sessione giornaliera definita come la misura ripetuta. Tutte le analisi che erano p &lt;0,05 sono stati considerati significativi. I dati sono media ± errore standard. Totale infusi metanfetamina durante le quotidiane sessioni di 2 ore operanti sulla seconda settimana di formazione operante, dimostrando stabile ma intenso comportamento doping. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53266/53266fig4large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53266/53266fig5.jpg" /> Figura 5. Sviluppo di motivazione a prendere farmaci. Operant risposto è stata pari a ogni 15 minuti per la prima ora e dati sono stati analizzati utilizzando un ripetute measures ANOVA con ogni quadrante 15 min definita come la misura ripetuta. Tutte le analisi che erano p &lt;0,05 sono stati considerati significativi. I dati sono media ± errore standard. Un modello &quot;front-loading&quot; non è presente il giorno 1 di formazione operante ma si sviluppa per la seconda settimana, indicando una forte motivazione a prendere droga. + P &lt;0.05 rispetto al 30, 45, e 60 minuti, ++ p &lt;0.05 rispetto al 45 e 60 minuti, +++ P &lt;0.05 rispetto ai 60 min. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53266/53266fig5large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53266/53266fig6.jpg" /> Figura 6. Effetti sulla DBS IV Methamphetamine autogestione. Operante totale di rispondere nella prima ora di dati (60 min) sono stati analizzati utilizzando un ANOVA mescolato con un betweit variabili oggetto di trattamento (DBS vs Sham) e una misura ripetuta di sessione giornaliera. Tutte le analisi che erano p &lt;0,05 sono stati considerati significativi. I dati sono media ± errore standard. La stimolazione cerebrale profonda pre-operante Bilaterale ha ridotto significativamente il numero di infusioni metanfetamina sopra i primi 60 min di rispondere operante nei giorni di trattamento 3, 4, e 7 + P &lt;0.05 rispetto al gruppo sham e basale rispondere. Rispondendo tornati ai livelli basali dopo il trattamento quotidiano è conclusa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53266/53266fig6large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

Questo articolo descrive l'erogazione di stimolazione elettrica intracranica che è temporalmente e spazialmente separata dall'ambiente di uso della droga per il trattamento della dipendenza da metanfetamina per via endovenosa.

Un metodo generale per la valutazione effetti di stimolazione cerebrale profonda per via endovenosa Methamphetamine Self-Amministrazione

Substance use disorders, particularly to methamphetamine, are devastating, relapsing diseases that disproportionally affect young people.  There is a need ...

L'obiettivo generale di questa procedura è valutare gli effetti della stimolazione cerebrale profonda, temporale e spazialmente separata dall'ambiente di assunzione della metanfetamina endovenosa nei roditori. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nella psichiatria delle dipendenze, come: la stimolazione elettrica di specifiche aree cerebrali può ridurre l'abuso di sostanze, e in quali circostanze questa terapia risulta più efficace? Il principale vantaggio di questa tecnica è che la terapia elettrica viene somministrata in un momento diverso e in un contesto differente rispetto all'ambiente di assunzione della droga.Questa procedura si avvicina maggiormente a ciò che sarà possibile nei pazienti umani. A dimostrare questa procedura sarà la dottoressa Vinita Batra, una delle nostre borsiste post-dottorato nel nostro laboratorio, e il signor Glenn Guerin, il nostro tecnico capo di laboratorio. I preparativi per questo esperimento sono descritti nel protocollo testuale.Per iniziare, caricare i ratti nelle camere operanti nel modo più rapido e tranquillo possibile per minimizzare gli artefatti comportamentali. Sciacquare il catetere del ratto con 0,1 millilitri di soluzione salina allo 0,9% per garantire la pervietà della linea prima dell'inizio dell'esperimento. Successivamente, collegare un guinzaglio a molla in acciaio inossidabile alla cannula guida presente sulla schiena del roditore.Collegare l'altra estremità della cannula a un giunto rotante a tenuta stagna posizionato sopra la camera operante. Affinché i ratti imparino rapidamente il compito di auto-somministrazione, eseguire le sessioni per sei ore al giorno per quattro o cinque giorni consecutivi, sempre pressappoco alla stessa ora del giorno. Per ogni pressione della leva attiva, somministrare un'infusione di metanfetamina, seguita da un periodo di timeout di 30 secondi durante il quale la leva non eroga nulla.Entro la fine della prima settimana, i roditori saranno in grado di somministrarsi autonomamente la metanfetamina. Durante la seconda settimana di addestramento, sottoponete i ratti a sessioni quotidiane di due ore, dal lunedì al venerdì, per mantenere e perfezionare l'auto-somministrazione endovenosa di metanfetamina. Continuate a effettuare le sessioni con un rapporto fisso di uno, con pause di trenta secondi.Una risposta stabile e intensa si raggiunge quando il numero totale di infusioni di metanfetamina in ciascuna serie di tre sessioni consecutive varia di meno del dieci percento. Un altro indicatore di risposta intensa stabile si verifica quando il numero cumulativo di infusioni nei primi trenta minuti è maggiore rispetto al numero cumulativo di infusioni durante i secondi trenta minuti. Quando i ratti sviluppano questo schema di assunzione della droga, ciò indica un comportamento da dipendenza e non un semplice uso occasionale.Al termine di ogni sessione, preparare una siringa per lavare il catetere e scollegare il guinzaglio dalla schiena del roditore. Lavare il catetere del ratto con 0,1 millilitri di soluzione salina 0,9% contenente 800 UI di streptochinasi per prevenire la formazione di coaguli sanguigni. Dopo il lavaggio, inserire una guaina su ciascun cannula guida per evitare ostruzioni.Quindi, restituire il ratto alla sua gabbia di mantenimento. Consultare il protocollo testuale per verificare la pervietà dei cateteri e per sapere come affrontare i problemi comuni in questo esperimento. Preparare da dieci a dodici scatole in Plexiglas per questo esperimento.In ogni scatola, coprire l'esterno di tre pareti con carta opaca rigida per impedire ai ratti di vedersi a vicenda. Tuttavia, lasciare la parete frontale trasparente per poter osservare gli animali durante le sessioni di stimolazione. Successivamente, coprire parzialmente la parte superiore delle scatole con un pannello rigido per impedire ai ratti di uscire, consentendo comunque il flusso d'aria.Nel pannello superiore, posizionare i collettori per il collegamento elettrico tra il tappo cranico del roditore e il sistema di stimolazione. Utilizzare un sistema di stimolazione in grado di erogare una corrente costante a più animali contemporaneamente per gli esperimenti di DBS. Il sistema dovrebbe includere un'interfaccia programmabile.Utilizzando cavi di lunghezza personalizzata, collegare le porte dei canali degli stimolatori al basamento elettronico superiore di ciascun commutatore. Successivamente, collegare il basamento elettronico inferiore del commutatore al basamento dell'elettrodo impiantato sulla corona cranica del roditore mediante cavi da 16 pollici racchiusi in una molla di acciaio inossidabile. Il cavo deve permettere al ratto di muoversi liberamente in ogni zona dell'ambiente senza esercitare una tensione significativa sulla corona cranica.Un cavo che arriva fino al punto in cui la testa del ratto può spostarsi quando è appoggiato su quattro zampe è generalmente abbastanza lungo. Per programmare il sistema, utilizzare un linguaggio di programmazione visuale per specificare quali funzioni verranno svolte da ciascun dispositivo al fine di raggiungere gli obiettivi sperimentali e quali dati verranno memorizzati e/o proiettati per la visualizzazione in tempo reale. Specificare la frequenza, la larghezza dell'impulso e l'ampiezza desiderate nel pannello di controllo visuale prima dell'inizio dell'esperimento.I parametri tipici per la stimolazione ad alta frequenza nei ratti sono simili a quelli utilizzati nella stimolazione cerebrale profonda clinica nell'uomo. Una frequenza di 130-180 Hertz, una larghezza dell'impulso di 60-90 millisecondi e un'ampiezza della corrente di 100-250 microampere. Per l'esperimento di stimolazione cerebrale, durante il posizionamento dei ratti nelle scatole, collegare il cavo a molla in acciaio inossidabile dal commutatore a ciascun basamento dell'elettrodo sul casco cranico.Testare innanzitutto l'impedenza di ciascun elettrodo utilizzando una corrente di cinque microampere a 1000 hertz per due secondi. Se l'impedenza di un elettrodo è pari o inferiore a 125 chilo Ohm, procedere con l'esperimento. In caso contrario, prendere in considerazione la rimozione dell'animale dall'esperimento poiché la resistenza dell'elettrodo potrebbe ridurre la corrente a livelli potenzialmente sub-terapeutici.Iniziare con una o due sessioni di prova per abituare i ratti. Non applicare alcuna terapia attiva durante queste sessioni. Immediatamente dopo ogni sessione di prova, trasportare i ratti nelle scatole operanti per la loro sessione giornaliera di auto-somministrazione endovenosa di metanfetamina della durata di due ore.Per l'esperimento, suddividere casualmente i ratti in due gruppi: un gruppo con stimolazione attiva e un gruppo con stimolazione fittizia che riceve sessioni simulate. Eseguire le sessioni giornaliere di stimolazione cerebrale profonda per cinque giorni, per tre ore al giorno. Osservare attentamente gli animali durante una parte di ogni sessione di stimolazione per verificare se questa provochi alterazioni evidenti del comportamento.Immediatamente dopo ogni sessione di stimolazione cerebrale profonda, iniziare la sessione giornaliera di autoamministrazione endovenosa di metanfetamina nei ratti. Dopo il posizionamento dei cateteri endovenosi nella giugulare e degli elettrodi per la stimolazione cerebrale profonda intracranica, i ratti hanno acquisito e aumentato l'autoamministrazione della droga dopo due giorni di accesso prolungato alla metanfetamina. Successivamente, i ratti sono stati sottoposti a un programma operante giornaliero di due ore per prevenire la tossicità da metanfetamina e stabilire una frequenza costante di risposta che potesse essere modificata da diverse interazioni terapeutiche.Al sesto giorno di addestramento operante, i ratti hanno sviluppato una maggiore motivazione ad assumere la droga, come indicato dall'emergere di un modello di assunzione caratterizzato da un carico iniziale elevato. Questo modello è stato in gran parte mantenuto nelle sessioni successive. Dopo aver stabilito questo modello stabilizzato di abuso di droga, è stata somministrata una stimolazione cerebrale profonda secondo il protocollo descritto.Ciò ha determinato una marcata riduzione dell'assunzione operante di metanfetamina per via endovenosa. Una volta acquisita, questa tecnica può essere completata in un arco di tempo di due a quattro settimane, utilizzando circa dieci-dodici animali per gruppo. Questo approccio è particolarmente adatto per testare gli effetti della stimolazione cerebrale profonda, data la limitata durata dei tappi cranici e dei cateteri endovenosi nei roditori che assumono metanfetamina.Questa procedura può essere utilizzata per studiare parametri elettrici alternativi, diversi bersagli cerebrali e nuovi schemi di somministrazione, nonché combinazioni di terapia elettrica e agenti farmacologici che potrebbero determinare una modificazione comportamentale duratura.

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L'auto-somministrazione per via endovenosa (IVSA) paradigma è considerato il gold standard nella esaminando le proprietà di rinforzo delle sostanze d'abuso nei roditori. Questo manoscritto descrive le procedure sperimentali e le tecniche chirurgiche necessarie per ottenere dati affidabili IVSA. In particolare, l'impianto del catetere meticolosa e la manutenzione sono evidenziati.

Metodi per l&#39;auto-somministrazione per via endovenosa in un modello murino

Un metodo per determinare l'andamento nel tempo della concentrazione di etanolo nel cervello di ratti durante etanolo operante autosomministrazione viene descritto. Gascromatografia con rivelazione a ionizzazione di fiamma viene utilizzato per quantificare etanolo nei campioni di dialisato, perché ha la sensibilità richiesta per i piccoli volumi generati.

Microdialisi di etanolo durante la determinazione operante auto-amministrazione ed etanolo etanolo mediante gascromatografia

Fonte: Casquero-Veiga, M. et al. Tomografia a emissione di positroni in vivo per rivelare modelli di attività indotti dalla stimolazione cerebrale profonda nei ratti. J. Vis. Exp. (2022).Questo video mostra gli effetti metabolici della stimolazione cerebrale profonda (DBS) utilizzando l'imaging FDG-PET in un modello di ratto. Descrive i passaggi coinvolti nella somministrazione di FDG, nell'applicazione della DBS e nell'imaging PET/CT per mappare le regioni cerebrali con attività metabolica...

Valutazione della neuromodulazione metabolica indotta dalla stimolazione cerebrale acuta profonda nei ratti utilizzando FDG-PET in vivo

Fonte: Batra, V., et al. Un metodo generale per valutare gli effetti della stimolazione cerebrale profonda sull'autosomministrazione di metanfetamina per via endovenosa. J. Vis. Exp. (2016).Questo video mostra un modello di tossicodipendenza nel ratto in cui l'animale si autosomministra metanfetamina per via endovenosa premendo una leva, portando a un comportamento compulsivo di ricerca di droghe guidato dal rilascio di dopamina nel nucleo accumbens. Per contrastare questo, il ratto viene...

Stimolazione cerebrale profonda come trattamento per la tossicodipendenza in un modello di ratto

Questo video mostra l'impianto di elettrodi e cannule in un ratto anestetizzato per misurare il rilascio di dopamina nel nucleo accumbens utilizzando un potenziostato e l'infusione di farmaci per modulare l'attività dopaminergica nell'area tegmentale ventrale.

Monitoraggio del rilascio di dopamina in un modello di ratto con manipolazione del recettore dei neuroni dopaminergici VTA

Questo protocollo descrive un metodo standard per la simultanea risonanza magnetica funzionale e la stimolazione cerebrale profonda nei roditori. L'uso combinato di questi strumenti sperimentali consente l'esplorazione di attività downstream globale in risposta alla stimolazione elettrica a qualsiasi bersaglio cervello.

La stimolazione cerebrale profonda con simultanea fMRI in Roditori

Le rapide fluttuazioni della dopamina extracellulare (DA) mediano sia l'elaborazione della ricompensa che il comportamento motivato nei mammiferi. Questo manoscritto descrive l'uso combinato della voltammetria ciclica a scansione rapida (FSCV) e della somministrazione intraorale di tastant per determinare come i tastants alterano il rapido rilascio di dopamina nei ratti svegli e in movimento libero.

Esame di Rapid dopamina Dynamics con Fast Scan voltammetria ciclica Durante intraorale sapida Amministrazione in Rats Awake

La stimolazione cerebrale profonda (DBS) è un'opzione di trattamento efficace per il morbo di Parkinson. Abbiamo stabilito un disegno di studio per lo screening di nuovi paradigmi di stimolazione nei ratti. Il protocollo descrive l'uso del test delle scale e del test del cilindro per la valutazione dell'esito motorio nei ratti emiparkinsoniani trattati con DBS.

Un nuovo approccio per valutare il risultato del motore di cerebrale profonda effetti di stimolazione nel ratto Hemiparkinsonian: Scala e cilindro di prova

Cue la reattività è concettualizzata come sensibilità ai segnali collegati con esperienze di assunzione di droghe che contribuiscono alla brama e ricadono in esseri umani astinenti. Reattività di Cue viene modellata in ratti dalla misurazione orientamento attenzionale verso spunti droga-collegato che si traduce in un comportamento Appetitivo approccio in un test di reattività cue dopo il self-administration e costretto l'astinenza.

Un protocollo per la misurazione Cue reattività in un modello del ratto di disturbo da uso di cocaina

Questo protocollo viene illustrato come impostare un metodo affidabile di HFS in topi. Neuroni nel giro dentato dell'ippocampo sono stimolati elettricamente da HFS direttamente e indirettamente in vivo. Attività neuronale e induzione di segnali molecolari sono esaminate dal c-fos e macchiatura immunofluorescente Notch1, rispettivamente; neurogenesi è quantificata mediante analisi di etichettatura della bromodeossiuridina.

Un metodo invasivo per l'attivazione della circonvoluzione dentata del Mouse dalla stimolazione ad alta frequenza

L'obiettivo di questo protocollo è quello di manipolare direttamente i recettori dell'area tegmentale ventrale per studiare il loro contributo al rilascio di dopamina al di sottosecondo.

Infusione e stimolazione combinate con voltammetria ciclica a scansione rapida (CIS-FSCV) per valutare la regolazione del recettore dell'area tegmentale ventrale della dopamina fasica

Scopri la stimolazione cerebrale profonda per trattare la dipendenza da metanfetamina in roditori. Questo metodo valuta gli effetti della DBS separata temporalmente dall'ambiente di assunzione del farmaco.

Un metodo generale per la valutazione effetti di stimolazione cerebrale profonda per via endovenosa Methamphetamine Self-Amministrazione (Video) | JoVE Journal

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