Modellazione del consumo di alcol nei roditori utilizzando l'uso di due bottiglie di alcol in gabbia domestica e l'analisi microstrutturale

Questo protocollo descrive un paradigma standard di consumo in gabbia domestica ad accesso intermittente a due bottiglie per modellare il consumo volontario di alcol nei ratti. Inoltre, fornisce istruzioni dettagliate per aumentare il protocollo standard con un sistema di rilevamento delle leccate fai-da-te che consente l'analisi microstrutturale del comportamento nel bere. Il consumo casalingo in gabbia a due bottiglie è un paradigma preclinico ampiamente utilizzato per studiare il consumo di alcol nei roditori.

Gli animali hanno accesso a due borracce, una con acqua e una con etanolo. Può essere facilmente implementato per misurare il consumo volontario di alcol senza attrezzature o analisi specializzate. La risoluzione dei dati sul consumo di alcol acquisiti utilizzando questo approccio è limitata dalla frequenza con cui il ricercatore misura il peso della bottiglia.

Di conseguenza, l'approccio standard non è in grado di catturare i modelli di consumo, che sono noti per avere un impatto sia sul rischio che sulla gravità del disturbo da abuso di alcol. Il nostro protocollo risponde alla necessità di aumentare la risoluzione dei dati nei modelli preclinici aumentando il paradigma standard di scelta delle due bottiglie con un sistema leccometrico fatto in casa a basso costo. I ricercatori saranno in grado di acquisire facilmente varie misure della microstruttura del bere e ottenere stime precise dell'assunzione di etanolo con un'elevata risoluzione temporale.

Questo protocollo offre ai ricercatori la flessibilità di utilizzare bottiglie standard o un apparecchio dotato di leccometro per misurare il consumo di alcol a seconda delle loro esigenze sperimentali. È importante sottolineare che la misurazione della microstruttura del bere consente ai ricercatori di studiare le differenze individuali nei modelli di consumo e come i modelli di consumo cambiano in risposta all'intervento sperimentale. Per iniziare, rimuovere le parti superiori del filtro dalle gabbie.

Il lunedì, il mercoledì e il venerdì, rimuovere le bottiglie del martedì, del giovedì e del sabato dai tappi della gabbia. Pesare e registrare il peso iniziale dell'etanolo e delle bottiglie d'acqua per la sessione di bevute della giornata. Per iniziare la sessione, posiziona le bottiglie del lunedì, del mercoledì e del venerdì sulla parte superiore della gabbia di ciascun topo con il nastro adesivo rivolto verso l'alto per evitare che il topo mastichi le etichette delle bottiglie.

Il martedì, il giovedì e il sabato, rimuovere le bottiglie del lunedì, del mercoledì e del venerdì da ogni gabbia. Pesare ogni bottiglia e registrare il peso finale per la sessione di bevute precedente. Quindi, misura il peso corporeo di ogni ratto.

Posiziona le bottiglie d'acqua del martedì, giovedì e sabato su ogni parte superiore della gabbia con i nastri rivolti verso l'alto per evitare che il topo mastichi le etichette delle bottiglie. Per iniziare a costruire l'unità sensore A, coprire un cavo del connettore femmina a due pin con una guaina termorestringente rossa. Inserire le estremità del filo rosso e nero del cavo nel pin 0 e nel pin 1 della scheda del sensore e saldarle in posizione.

Allo stesso modo, salda altri cinque cavi con una guaina termorestringente di colore distinto. Per assemblare l'unità sensore A, collegare la scheda sensore A a un punto finale di breakout di comunicazione con un cavo a quattro pin. Quindi, collegare il punto finale all'uscita a 3 volt del traslatore di livello.

Inserire l'unità sensore A nella custodia stampata in 3D e chiudere delicatamente la parte superiore. Dopo aver costruito le unità sensore B e C in modo simile, collegare in cascata tutte e tre le unità sensore utilizzando cavi Ethernet per completare la configurazione del sensore. Per configurare l'interfaccia del microcontrollore, impilare il data logger modificato sul microcontrollore.

Quindi, impilare il touchscreen modificato sul registratore di dati. Inserire la scheda microSD e l'adattatore nel data logger. Collegare i ponticelli a quattro pin e un cavo di messa a terra aggiuntivo al microcontrollore.

Alloggia l'interfaccia del microcontrollore completamente assemblata all'interno del case stampato in 3D con i ponticelli a quattro pin e il cavo di messa a terra infilati attraverso l'apertura nella parte superiore. Per installare il sistema LIQ HDR nei componenti della gabbia, fissare il leccometro e il pannello acrilico tagliato al laser alla parte superiore della gabbia utilizzando due serie di viti e dadi. Quindi, installare il bloccante assemblato sulla parte superiore della gabbia utilizzando un set di viti, assicurandosi che entrambi i bloccanti si allineino correttamente con le aperture del sedile.

Per utilizzare il sistema LIQ HDR nel vivaio, montare ciascuna unità sensore sulla scaffalatura del vivaio. Disporre e fissare tutti i cavi del connettore femmina per evitare sovrapposizioni o piegature eccessive. Montare l'interfaccia del microcontrollore accanto all'unità sensore A e collegare il suo connettore al traslatore di livello collegato all'unità sensore A.Utilizzare del nastro isolante per fissare il filo di terra extra alla scaffalatura metallica.

Collegare saldamente tutti i cavi del connettore del licometro maschio ai cavi del connettore del sensore femmina corrispondenti. Collegare l'alimentatore per attivare l'interfaccia del microcontrollore. Per avviare la procedura di scelta delle due bottiglie dotata di lickometer, utilizzare il sipper per coprire le aperture del sipper su tutte le gabbie.

Prima di registrare, selezionare il lato sperimentale corretto nella pagina principale dell'interfaccia grafica corrispondente al lato con la bottiglia di etanolo per quel giorno. Dopo aver installato tutte le bottiglie del lunedì, mercoledì e venerdì, toccare Avvia nella pagina principale per avviare la calibrazione del sensore. Una volta completata la calibrazione, il sistema visualizzerà i conteggi cumulativi delle leccate per ogni bottiglia nella pagina di registrazione.

Sollevare tutti i bloccanti sopra la parte superiore della gabbia per consentire ai ratti di accedere ai sorseggiatori. Rimettere delicatamente tutte le parti superiori del filtro nelle gabbie. Tocca Aggiorna sullo schermo per aggiornare il conteggio dei lick.

Il martedì, il giovedì e il sabato, toccare Salva Esci per interrompere la registrazione e tornare alla pagina principale della GUI. Per rimuovere la scheda SD per il trasferimento dei dati, toccare Espelli SD. Inserire la scheda SD in un computer. Quindi, crea una copia del file di dati CSV con la data della sessione di registrazione sul computer.

Per prepararsi alla sessione di registrazione successiva, reinserire la scheda SD nell'interfaccia e toccare Monta SD. L'assunzione di etanolo nei ratti ha mostrato un modello di escalation durante i primi giorni di accesso a due bottiglie, seguito da un plateau. Molti ratti hanno mostrato un consumo di etanolo simile a un'abbuffata poco dopo l'inizio della sessione di bevute. La preferenza per l'etanolo era significativamente più alta dell'acqua durante il binge drinking, ma spesso rimaneva al di sotto del 50% se misurata nell'arco di 24 ore.

Il numero cumulativo di leccate rilevate dal sistema LIQ HDR è fortemente correlato alla variazione del peso delle bottiglie sia per l'etanolo che per le bottiglie d'acqua nell'arco delle 24 ore. I ratti hanno consumato più etanolo e acqua durante il ciclo di buio rispetto al ciclo di luce, come illustrato nei modelli di consumo suddivisi in intervalli di 30 minuti. Il comportamento di consumo di alcol è stato concentrato nei primi cinque minuti della sessione di bevute, come indicato dall'analisi dei dati a più alta risoluzione.

Le concentrazioni di etanolo nel sangue assunte 15 minuti dopo l'inizio della sessione erano ben correlate con il numero di leccate rilevate, anche a bassi livelli di assunzione di etanolo. L'analisi microstrutturale del consumo di alcol ha rivelato un numero simile di leccate e attacchi di leccate tra ratti maschi e femmine associati a un livello simile di assunzione di etanolo.