Name: 覚醒ラットにおける口腔内味物質投与の間に高速スキャンサイクリックボルタンメトリーと迅速ドーパミンダイナミクスの検討 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 44 s
Description: 学ぶ高速スキャンサイクリックボルタンメトリーによる覚醒ラットの口腔内味物質投与時のドーパミンダイナミクス測定法。核内側前頭部でのサブセコンド応答を記録し、報酬処理の神経化学メカニズム解明に貢献する。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

この出版物で報告された研究は、NSF大学院研究員(RJW)と国立衛生研究所の国立薬物乱用研究所、およびFDAタバコ製品センター(CTP)の賞番号P50DA036151（EJNおよびNAA)によって支援されました。内容は著者の責任であり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を表すものではありません。

<ol><li>Roitman, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dopamine+operates+as+a+subsecond+modulator+of+food+seeking%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Dopamine operates as a subsecond modulator of food seeking.</a> J Neurosci. 24 (6), 1265-1271 (2004).</li>
<li>Aragona, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+specificity+in+the+real-time+development+of+phasic+dopamine+transmission+patterns+during+acquisition+of+a+cue-cocaine+association+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Regional specificity in the real-time development of phasic dopamine transmission patterns during acquisition of a cue-cocaine association in rats.</a> European Journal of Neuroscience. 30 (10), 1889-1899 (2009).</li>
<li>Wheeler, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cocaine+cues+drive+opposing+context-dependent+shifts+in+reward+processing+and+emotional+state%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Cocaine cues drive opposing context-dependent shifts in reward processing and emotional state.</a> Biol Psychiatry. 69 (11), 1067-1074 (2011).</li>
<li>Wickham, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+studying+phasic+dopamine+signaling+in+brain+reward+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Biosci+%28Elite+Ed%29%22%5BJournal%5D)">Advances in studying phasic dopamine signaling in brain reward mechanisms.</a> Front Biosci (Elite Ed). 5, 982-999 (2013).</li>
<li>Roitman, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+chemical+responses+in+the+nucleus+accumbens+differentiate+rewarding+and+aversive+stimuli%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Real-time chemical responses in the nucleus accumbens differentiate rewarding and aversive stimuli).</a> Nature Neuroscience. 11 (12), 1376-1377 (2008).</li>
<li>Cheer, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phasic+dopamine+release+evoked+by+abused+substances+requires+cannabinoid+receptor+activation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Phasic dopamine release evoked by abused substances requires cannabinoid receptor activation.</a> J Neurosci. 27 (4), 791-795 (2007).</li>
<li>Owesson-White, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+encoding+of+cocaine-seeking+behavior+is+coincident+with+phasic+dopamine+release+in+the+accumbens+core+and+shell%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neural encoding of cocaine-seeking behavior is coincident with phasic dopamine release in the accumbens core and shell.</a> Eur J Neurosci. 30 (6), 1117-1127 (2009).</li>
<li>Phillips, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subsecond+dopamine+release+promotes+cocaine+seeking%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Subsecond dopamine release promotes cocaine seeking.</a> Nature. 422 (6932), 614-618 (2003).</li>
<li>Chen, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Levels+of+mint+and+wintergreen+flavorants%3A+smokeless+tobacco+products+vs.+confectionery+products%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chem+Toxicol%22%5BJournal%5D)">Levels of mint and wintergreen flavorants: smokeless tobacco products vs. confectionery products.</a> Food Chem Toxicol. 48 (2), 755-763 (2010).</li>
<li>Manning, K. C., Kelly, K. J., Comello, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flavoured+cigarettes%2C+sensation+seeking+and+adolescents%27+perceptions+of+cigarette+brands%5BTitle%5D)+AND+%22Tob+Control%22%5BJournal%5D)">Flavoured cigarettes, sensation seeking and adolescents' perceptions of cigarette brands.</a> Tob Control. 18 (6), 459-465 (2009).</li>
<li>Rainey, C. L., Conder, P. A., Goodpaster, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+characterization+of+dissolvable+tobacco+products+promoted+to+reduce+harm%5BTitle%5D)+AND+%22J+Agric+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Chemical characterization of dissolvable tobacco products promoted to reduce harm.</a> J Agric Food Chem. 59 (6), 2745-2751 (2011).</li>
<li>Phillips, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+measurements+of+phasic+changes+in+extracellular+dopamine+concentration+in+freely+moving+rats+by+fast-scan+cyclic+voltammetry%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Med%22%5BJournal%5D)">Real-time measurements of phasic changes in extracellular dopamine concentration in freely moving rats by fast-scan cyclic voltammetry.</a> Methods Mol Med. 79, 443-464 (2003).</li>
<li>Robinson, D. L., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRobinson%2C+DL+%22Rapid+Dopamine+Release+in+Freely+Moving+Rats.+Electrochemical+Methods+for+Neuroscience%22">Rapid Dopamine Release in Freely Moving Rats. Electrochemical Methods for Neuroscience</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2007).</li>
<li>Montague, P. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+gain+control+of+dopamine+delivery+in+freely+moving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Dynamic gain control of dopamine delivery in freely moving animals.</a> J Neurosci. 24 (7), 1754-1759 (2004).</li>
<li>Heien, M. L., Johnson, M. A., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolving+neurotransmitters+detected+by+fast-scan+cyclic+voltammetry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Resolving neurotransmitters detected by fast-scan cyclic voltammetry.</a> Anal Chem. 76 (19), 5697-5704 (2004).</li>
<li>Keithley, R. B., Heien, M. L., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multivariate+concentration+determination+using+principal+component+regression+with+residual+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Analyt+Chem%22%5BJournal%5D)">Multivariate concentration determination using principal component regression with residual analysis.</a> Trends Analyt Chem. 28 (9), 1127-1136 (2009).</li>
<li>Keithley, R. B., Carelli, R. M., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rank+estimation+and+the+multivariate+analysis+of+in+vivo+fast-scan+cyclic+voltammetric+data%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Rank estimation and the multivariate analysis of in vivo fast-scan cyclic voltammetric data.</a> Anal Chem. 82 (13), 5541-5551 (2010).</li>
<li>Rising, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Healthy+Young+Adults%3A+description+and+use+of+an+innovative+health+insurance+program%5BTitle%5D)+AND+%22J+Adolesc+Health%22%5BJournal%5D)">Healthy Young Adults: description and use of an innovative health insurance program.</a> J Adolesc Health. 41 (4), 350-356 (2007).</li>
<li>Day, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Associative+learning+mediates+dynamic+shifts+in+dopamine+signaling+in+the+nucleus+accumbens%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Associative learning mediates dynamic shifts in dopamine signaling in the nucleus accumbens.</a> Nature Neuroscience. 10 (8), 1020-1028 (2007).</li>
<li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catecholamines+in+the+bed+nucleus+of+the+stria+terminalis+reciprocally+respond+to+reward+and+aversion%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Catecholamines in the bed nucleus of the stria terminalis reciprocally respond to reward and aversion.</a> Biol Psychiatry. 71 (4), 327-334 (2012).</li>
<li>Wheeler, R. A., Carelli, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neuroscience+of+pleasure.+Focus+on+%27Ventral+pallidum+firing+codes+hedonic+reward%3A+when+a+bad+taste+turns+good%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">The neuroscience of pleasure. Focus on 'Ventral pallidum firing codes hedonic reward: when a bad taste turns good.</a> J Neurophysiol. 96 (5), 2175-2176 (2006).</li>
<li>Bunin, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+and+uptake+rates+of+5-hydroxytryptamine+in+the+dorsal+raphe+and+substantia+nigra+reticulata+of+the+rat+brain%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Release and uptake rates of 5-hydroxytryptamine in the dorsal raphe and substantia nigra reticulata of the rat brain.</a> J Neurochem. 70 (3), 1077-1087 (1998).</li>
<li>Zimmerman, J. B., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+electrochemical+measurements+of+oxygen+and+dopamine+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Simultaneous electrochemical measurements of oxygen and dopamine in vivo.</a> Anal Chem. 63 (1), 24-28 (1991).</li>
<li>Levy, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+procedure+for+evaluating+the+reinforcing+properties+of+tastants+in+laboratory+rats%3A+operant+intraoral+self-administration%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">A novel procedure for evaluating the reinforcing properties of tastants in laboratory rats: operant intraoral self-administration.</a> J Vis Exp. (84), e50956(2014).</li>
</ol>

著者らは開示するものは何もない。

FSCVと組み合わせた口腔内味物質の送達は、経口香味料に「リアルタイム」DA応答の分析を可能にします。成功したDAの測定のために必要とされるプロトコルにおける3つの重要なステップがあります。まず、経口カテーテルの適切な注入は、風味剤を送達するために重要です。カテーテルは、第一大臼歯の後ろに挿入し、所定の位置にくさび止めされていることを保証することは開通性を失うことから、カテーテルを防止し、動物によって偶発的な脱落を防止します。回復後の最初の数日の間にカテーテルをフラッシュすると、最初の2、3日中に動物に与えられるソフト食べ物は手術後、カテーテルを詰まらせる可能性があるので、また重要です。第二に、電極の品質を自由に移動するラットにおける信号対雑音比を増加させるために重要です。いくつかの例では、視覚的に高品質と良好な状態であるように思われる電極は、まだノイズの多い信号を与えることができます。この問題を解決する一つの方法は、（d）に、ベースラインの記録を取ることですorsal線条体（硬膜下の4ミリメートル）。電極は、あまりにも多くのノイズを生成する場合、電極を取り出し、前のNACコア記録部位に（硬膜下6〜7ミリメートル）の実験を行うに新しい...

Erratum: Examination of Rapid Dopamine Dynamics with Fast Scan Cyclic Voltammetry During Intra-oral Tastant Administration in Awake Rats

Phasic DAの放出は、報酬指向の行動を媒介する上で重要な役割を果たします[1-3]。しかし、一次報酬が位相性DAの放出をどのように変化させるかを分離して研究することは、意思決定プロセスや報酬を獲得するための報酬指向の運動行動など、位相性DAの放出を変化させる可能性のある行動的または認知的プロセスが同時に発生することによって複雑になることがよくあります。現在の研究では、経口カニューレを介したテイスタント送達と組み合わせたin vivo高速スキャンサイクリックボルタンメトリー(FSCV)を使用して、テイスタントに対する位相DA応答を分離します。この技術は、選択と行動をバイパスし、ラットの口蓋にテイスタントを直接注入する際の細胞外DA放出を調べることができます。
FSCVは、高い時間的および空間的分解能を持つ電気化学的手法であり、サブセカンドスケール(10Hz分解能)で離散的な局所領域(約100μm)でのDA放出の測定を可能にします。経口内送達とFSCVの組み合わせは、従来のマイクロダイアリシス法では調べられない、タスタントに対する迅速な「リアルタイム」DA応答を観察できるという利点を提供します。さらに、報酬または報酬関連の手がかりに応答した位相性DA放出は、FSCVの10〜20 nM検出閾値を超える20〜100 nMの濃度で発生します[4]。FSCVの高い空間分解能により、側坐核(NAc)などの小さな脳領域のサブ領域からの記録も可能になります。したがって、FSCV とテイスタントの口腔内注入の組み合わせは、テイスタントまたは他の刺激が覚醒して行動する動物の位相 DA 放出をどのように変化させるかを研究するための理想的なモデルです。実際、これらの技術により、報酬と嫌悪感のあるテイスタントが細胞外DA放出をどのように変化させるかを調査する実験が可能になりました[5]。
過去10年間で、FSCV分析は、薬物依存モデルにおける位相DAメカニズムの役割を特定するために、静脈内薬物送達[6]およびラット自己投与パラダイム[7, 8]と成功裏に組み合わされてきました。さらに、FSCV と組み合わせた経口送達は、コカインの利用可能性と組み合わせたテイスタント キューが、感情的な影響を反映する位相 DA 放出と行動反応をどのように調節するかを調べるために使用されています [3]。この経口内およびFSCV組み合わせ方法論は、紙巻きたばこや溶解性たばこ製品に添加されるメントールや経口甘味料などの香料に対する相性DA反応を調べるためにも強力に利用できます[9-11]。タバコ製品に添加される香料の多くは食欲をそそるものですが[9-11]、これらの香料が報酬のある快楽価と一致する方法で相性DA放出を増加させるかどうかは不明です。実際、紙巻たばこおよび溶解性たばこ製品に添加される香料は、DA報酬系に直接影響を与える可能性があり、ドーパミン作動性メカニズムを通じて作用して、紙巻たばこや他のたばこ製品の報酬価に影響を与える可能性があります。したがって、FSCVと組み合わせた経口送達は、フレーバー剤が急速なDA放出をどのように調節するかについての新たな理解を提供することができます。経口内およびin vivoのFSCV法を組み合わせた方法、およびそのような研究から得られたデータを使用することは、香料とニコチンがどのように相互作用してDAシグナル伝達を変化させ、ニコチン強化を調節するかを決定する将来の研究も促進できます。さらに、このような研究から得られたデータは、たばこ製品香料に関する規制上の決定に情報を提供するために使用できます。

<table><tbody><tr><td>刺激電極</td><td>PlasticsOne</td><td>MS303/2-A/SPC</td><td>注文時に、台座から下に22 mmの切断を依頼してください。</td></tr><tr><td>電極用カニューレ</td><td>バイオアナリティカルシステムズ</td><td>MD-2251</td><td></td></tr><tr><td>ガラス製キャピラリー</td><td>A-M システムズ</td><td>624503</td><td></td></tr><tr><td>カーボンファイバー</td><td>ソルネル</td><td>T650</td><td></td></tr><tr><td>電極引抜器</td><td>ナリシゲインターナショナル</td><td>PE-22</td><td></td></tr><tr><td>&lt;a href="http://digitimer.com/products/neurolog-system/" target="_blank"&gt;神経刺激絶縁装置&lt;/a&gt;</td><td><a href="http://www.digitimer.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> &lt;a href="http://digitimer.com" target="_blank"&gt;Digitimer Ltd.&lt;/a&gt;</a></td><td>&lt;a href="http://digitimer.com/products/research/stimulators/ds4-bi-phasic-stimulus-isolator/" target="_blank"&gt;DS4&lt;/a&gt;</td><td></td></tr><tr><td>ヒートシリンク</td><td>3M</td><td>FP-301</td><td></td></tr><tr><td>電極用絶縁電線</td><td>スカイアーズ電子</td><td>カスタム</td><td>L 3.000 x 1.000s x 1.000s UL1423 30/1 BLU</td></tr><tr><td>マイクロマニピュレーター</td><td>イリノイ大学シカゴ校、エンジニアリング機械工作所</td><td></td><td></td></tr><tr><td>エポキシ</td><td>ITW デブコン</td><td>14250</td><td>5分間硬化型エポキシ接着剤</td></tr><tr><td>パーフルオロ-3,6-ジオキサ-4-メチル-7-オクテンスルホン酸およびテトラフルオロエチレンの共重合体</td><td>イオンパワー</td><td>LQ-1105</td><td>&lt;em&gt;すなわち、&lt;/em&gt; ナフィオン</td></tr><tr><td>銀ペースト</td><td>GCエレクトロニクス</td><td>22-023</td><td></td></tr><tr><td>電源装置</td><td>BK Precision</td><td>9110</td><td></td></tr><tr><td>口腔内カテーテル用チューブ</td><td>イントラメディック</td><td>427426</td><td>PE 100、内径 = 0.86 mm；外径 = 1.52 mm</td></tr><tr><td>経口内灌流用チューブ</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック</td><td>02-587-1A</td><td>内径 1/32インチ；外径 3/32インチ</td></tr><tr><td>フローセル用シリンジポンプ</td><td>Pump Systems Inc.</td><td>NE 1000</td><td></td></tr><tr><td>外科用セメント</td><td>Dentsply Caulk</td><td>675571 および 675572</td><td></td></tr><tr><td>空気転圧シリンダ</td><td>VICI</td><td>A60</td><td>6ポジションデジタルバルブインターフェース</td></tr><tr><td>デジタルバルブインターフェース</td><td>VICI</td><td>DVI</td><td>230 VAC</td></tr><tr><td>クアッドヘッドステージ</td><td>ノースカロライナ大学、電子施設</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UEI電源装置</td><td>ノースカロライナ大学、電子施設</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UEIブレイクアウトボックス</td><td>ノースカロライナ大学、電子施設</td><td></td><td></td></tr><tr><td>呈味剤用シリンジポンプ電源</td><td>Med Associates</td><td>SG-504</td><td></td></tr><tr><td>味物質用シリンジポンプ</td><td>Med Associates</td><td>PHM-107</td><td></td></tr><tr><td>タングステン微小電極</td><td>マイクロプローブ</td><td>WE30030.5A3</td><td></td></tr><tr><td>AgClを被覆した銀線参照電極</td><td>インビボメトリクス</td><td>E255A</td><td></td></tr><tr><td>ショ糖</td><td>シグマ</td><td>80497</td><td></td></tr><tr><td>塩化マグネシウム</td><td>シグマ</td><td>M8266</td><td></td></tr><tr><td>塩化ナトリウム</td><td>シグマ</td><td>S7653</td><td></td></tr><tr><td>過塩素酸</td><td>シグマ</td><td>244252</td><td></td></tr><tr><td>塩酸（4 M）</td><td>シグマ</td><td>54435</td><td></td></tr><tr><td>水酸化ソディウム</td><td>シグマ</td><td>306576</td><td></td></tr><tr><td>過酸化水素</td><td>シグマ</td><td>H1009</td><td></td></tr><tr><td>ドパミン塩酸塩</td><td>シグマ</td><td>H8502</td><td></td></tr><tr><td>ターヒール HDCV ソフトウェア</td><td>ノースカロライナ大学チャペルヒル校</td><td></td><td>&lt;a href="http://www.chem.unc.edu/facilities/index.html?display=electronics"&amp;amp;ソフトウェア&amp;amp;software_id=2" target="_blank"&gt;ソフトウェアの申請が必要です：ソフトウェア申請ページへのリンクはこちらをクリック&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

覚醒ラットにおける口腔内味物質投与の間に高速スキャンサイクリックボルタンメトリーと迅速ドーパミンダイナミクスの検討

Examination of Rapid Dopamine Dynamics with Fast Scan Cyclic Voltammetry During Intra-oral Tastant Administration in Awake Rats

>jove_content<哺乳類の脳内での急速な位相ドーパミン(DA)の放出は、報酬処理、強化学習、および動機付け制御において重要な役割を果たします。高速スキャンサイクリックボルタンメトリー(FSCV)は、高い空間的および時間的(サブ秒)分解能を持つ電気化学技術であり、いくつかのタイプの調製物における位相DA放出を調べるために利用されています。単一細胞および脳切片でのin vitro実験、および麻酔をかけたげっ歯類でのin vivo実験は、正常な条件下でのドーパミンの放出と取り込みを媒介するメカニズムを同定するために使用されてきました。過去20年間、覚醒して自由に動くげっ歯類でのin vivo FSCV実験は、報酬処理と報酬学習におけるドーパミン作動性メカニズムの洞察も提供してきました。覚醒して自由に動く準備の大きな利点の1つは、特定の行動イベントに時間的に固定された急激なDA変動を調べたり、プレゼンテーションに報酬や合図を出すことができることです。しかし、複合行動実験とボルタンメトリー実験の1つの制限は、主要な報酬刺激または嫌悪刺激に特異的なDA効果を、報酬指向性または他の運動行動を媒介する共起するDA変動から切り離すことの難しさです。ここでは、覚醒状態のラットにin vivo FSCVと経口内注入を併用して、経口試飲に対するDA応答を直接調査する方法について説明します。これらの実験では、報酬指向行動や自発的な飲酒行動をバイパスして、ラットの口蓋に直接経口テイスタントを注入し、テイスタント刺激に対するDAの反応を直接調べることができます。

口腔内カテーテル注入と組み合わせFSCVはどのようにスクロース、食欲味物質を試験するために使用した、側坐核コア内の相性DA放出を調節します。以前は味物質の点滴に、電気刺激（150μA、60ヘルツ、24パルス、赤いバーで示される）VTAのは、側坐核における相性DA放出（ 図1）において強い増加を生成図1上の電位のカラープロットを示します。 z軸上のy軸、x軸上の時間と、現在の（偽色として表されます）。カラープロットの下に時間トレース対DAの濃度です。時間に対する濃度は、ドーパミンの酸化電位における電流対時間のトレースを使用して測定した電極のポスト較正以下の濃度に変換した（破線の白線で示します）。時間トレースに対するこのDA濃度は、PCAのトレーニングセットの一部として使用されました。 スクロースのトレーニングセットを取得した後、25点滴（10％、注入あたり200μl）を、すべての1-3分を与えました。相性DA放出のスクロース変調の例としては、 図2および図3に示されている。 <str...

細胞外ドーパミン（DA）の急激な変動は、哺乳類の報酬処理と動機付け行動の両方を媒介します。この原稿では、覚醒して自由に動くラットのテイスタントが急速なドーパミン放出をどのように変化させるかを決定するために、高速スキャンサイクリックボルタンメトリー(FSCV)と経口タスタント投与の併用について説明します。

Rapid, phasic dopamine (DA) release in the mammalian brain plays a critical role in reward processing, reinforcement learning, and motivational control. ...

この手順の全体的な目的は、口味刺激に対するサブセカンド（1秒未満）のドーパミン反応を測定することです。まず、手術およびその後の高速走査サイクリックボルタンメトリー（fast scan cyclic V）による記録に必要な、経口カテーテル、参照電極、およびカーボンファイバー電極を作製します。次に、経口カテーテル、頭蓋内電極、およびカーボンファイバー電極用のガイドカニューレを外科的に植え込みます。1週間後、カーボンファイバーマイクロ電極を側坐核に刺入し、口内への味質投与に応答した細胞外ドーパミン放出の変化を記録できます。記録後の最終ステップは、電極の校正を行い、主成分分析を用いてドーパミンに関する情報を含むデータを抽出することです。最終的に、口内味質投与と高速走査サイクリックボルタンメトリーを組み合わせて使用することで、味質に対する1秒未満のドーパミン応答の変化を示します。この複合的な手法には、既存の方法に対して主に2つの利点があります。第一に、高速IC光度法は高い時間分解能を有していること、第二に、tatinを口腔内投与することで、ラットがtatinを得るために行う動作を最小限に抑え、tatinに対するドーパミン反応をより正確に分離できることです。一般的に、この方法に不慣れな方は、口腔カテーテルの作製に苦労することがあります。しかしながら、適切に調整され固定された口腔カテーテルを構築することで、頬と上顎臼歯の間にカテーテルをぴったりと適合させることができ、実験の成功率を高めることができます。記録電極を準備するには、まず直径7 µmのT650カーボンファイバーを、内径0.4 mmのホウケイ酸ガラスキャピラリー内に吸引します。次に、キャピラリーを垂直電極プルアーに設置し、最初はヒーターを55.0に設定しマグネットをオフにしてプルを行い、その後必要に応じて調整します。顕微鏡下でピペットを引き出した後、露出したカーボンファイバーを、ガラス端から75～100 µm突出するように切断します。ガラス内のファイバーがしっかりと密閉されている必要があります。密閉されていない場合は、その作製物を廃棄してください。次に、3インチの30ゲージワイヤの半分から絶縁被覆を取り除き、熱収縮チューブを用いて電極をマイクロマニピュレーターに固定します。次に、塗料がまだ濡れているうちに、ワイヤーに銀ペイントを薄く塗布します。電極の開口端にワイヤーを挿入し、内部のカーボンファイバーに接続します。顕微鏡下でこの接触を確認してください。マイクロマニピュレーターで電極を保持し、熱収縮チューブで固定します。準備したカーボンファイバー電極をIPAに少なくとも10分間浸し、電極表面を洗浄して、その後のドーパミンに対する感度を高めます。IPAから電極を取り出した後、カーボンファイバーを水道水ですすいでIPAを除去します。次に、直径0.4 mmの銀および塩化銀メッシュを6 mm持つ13 mmの銀線から参照電極を作製します。電線のメッシュでない部分を切り取り、金ピンにはんだ付けします。その後、はんだ部分にエポキシ樹脂を塗布します。続いて、メッシュ部分を共重合酸に5回浸漬させます。最後の浸漬後、浸漬の間は30分間、空気中で乾燥させます。その後、一晩空気乾燥させます。翌日。ワイヤーのメッシュ部分を120 °Cで1時間加熱処理します。口腔カテーテルを作成するため、まずポリエチレン100チューブを6 cmのセグメントに切断します。次に、チューブセグメントの一端を溶かし、ディスクの中心を平らで冷たい表面に押し付けて、小さな平らなディスクを作成します。18ゲージの針を使用して穴を開けます。チューブセグメントのもう一端を、18ゲージ針の鈍端に接続します。次に、ホールパンチを使用して、直径6 mm、厚さ3.18 mmのポリテトラフルオロエチレン片を数枚作成します。次に、これらのディスクの中央に穴を開け、ディスクをワッシャー状にします。臼歯の植立時に固定しやすくするため、ワッシャーを台形にカットします。カテーテルを完成させるには、PEチューブに取り付けた針をワッシャーに完全に貫通させ、ワッシャーをチューブに密着するようにスライドさせます。以下のプロトコルの所要時間は約75分です。手術の準備が整ったラットを用意し、綿棒を使用して口を開かせてください。次に、カニューレの針を頬と第一上顎大臼歯の間の組織に刺し、針先が耳のすぐ後方かつ内側に的に出るようにします。その後、カニューレを上に移動させ、露出した針にカテーテルを固定するためにワッシャーを大臼歯に固定します。もう一つのワッシャーをスライドさせ、切開部位に密着させて締め付けます。このワッシャーを固定します。ラットの頭部の上に2〜4 cmが露出するようにチューブをカットします。その後、同様の手法を用いて、もう一方の口側にカテーテルを挿入します。次に、ラットを脳定位固定装置に固定し、側坐核コア領域で記録を行うために、カニューレおよび電極用の3つの穴をドリルで開けます。ガイドカニューレは、ブレグマから前方1.2 millimeters、外側1.4 millimetersの位置に設置します。プラスチックベースが頭蓋骨に密着するまで、カニューレ装置を下げます。ガイドカニューレとは反対側の半球に参照電極を挿入します。参照電極を硬膜から約2 mm下に下げます。次に、腹側被蓋野を標的とするため、刺激電極をtoremaから後方に5.2 millimeters、外側に1.0 millimetersの位置に配置します。刺激電極を硬膜下8.0 millimetersまで下げます。次に、ネジとセメントでコンポーネントを固定し、術後ケアを行います。実験を行う前に、200 µLの水を注入して口腔カニューレの開通性を常に確認し、ラットがその水を飲むか観察します。ダミーカニューレを取り除き、50%ヘパリンを2滴加えてから、慎重に元の位置に戻すことで記録部位を清浄化します。ダミーは記録部位から2 mm以上離して配置しなければなりません。次に、VTAに植え込まれた刺激装置にヘッドステージを取り付けて固定し、記録電極を側坐核コアまで下げます。続いて、テキストのプロトコルに従い、トレーニングデータセットを作成します。小胞の再充填を促すため、刺激の間は必ず最低2分、最大で4〜5分待機してください。本実験において最も重要なステップは、高品質な電極を入手することです。立ち上がり相において、バックグラウンドが特徴的な丸みを帯びた形状を示していれば、それは良好な電極です。丸みが小さい場合や、印加波形に酷似している場合は、別の電極を試してください。背景が右方向にシフトしている場合は、適用される波形に0.1 volt刻みで正の方向へのオフセットシフトを適用します。記録部位でトレーニングセットが作成されたら、1〜3分ごとに200 microliterのtatenをボラス投与し、計25回の注入を行いながらデータを収集します。その後、少なくとも30分待機し、同様の手順で次の味を投与します。口腔内カテーテル留置を併用したFSCVを用いて、スクロースおよびtatenのAITが、taten注入前の側坐核コアにおける位相性ドパミン放出をどのように調節するかを検討しました。VTAへの電気刺激（赤色のバーで表示）により、側坐核コアにおいて位相性ドパミン放出の顕著な増加が認められました。トレーニングセットの取得後、200 µLのスクロースを6.5秒間注入（赤色のバーで表示）したところ、白色の矢印で示すように電流の上昇が認められました。これは白色の破線で示すドパミンの酸化電位で発生し、データを濃度対時間のプロットに変換しました。PCAにより、味覚に対する電流の増加がドパミン濃度の増加によるものであることが確認されました。別のタチンメントールを側坐核コアでのFSCV記録中に注入したところ、メントールの注入後にドーパミン濃度の増加が観察されました。習得すれば、口腔内手術とカニューレ留置術の併用は75分で完了できます。この手法は、競争的または嫌悪的なパブロフ型・オペラント条件付けなどの他の行動解析と組み合わせることで、これらのプロセスにおけるサブセカンドのドーパミンシグナリングに関する疑問を解決するために活用できます。

examination-rapid-dopamine-dynamics-with-fast-scan-cyclic-voltammetry

Research

JoVE Journal

Behavior

行動

線条体の脳切片に電気的に誘発シナプス前ドーパミンのダイナミクスを測定するための高速スキャンサイクリックボルタンメトリーを使用する。...

高速スキャンサイクリックボルタンメトリーによる線条体の脳スライスにおけるシナプス前ドーパミンのダイナミクス

このビデオは、麻酔をかけたラットに電極とカニューレを埋め込んで、ポテンショスタットを使用して側坐核のドーパミン放出を測定し、腹側被蓋領域のドーパミン作動性活性を調節するための薬物を注入する方法を示しています。...

VTAドーパミン作動性ニューロン受容体操作によるラットモデルにおけるドーパミン放出のモニタリング

口腔内自己投与：現在の研究では、実験用ラットにおける味の良いソリューションの強化効果を評価するための新たな手順を評価します。このために、オペラント異なる濃度で甘いソリューションの口腔内注入のため（ つまり、レバーを押す）が応答を強化継続的かつ進歩的な比率のスケジュールで測定した。...

実験用ラットにおける味物質の強化特性を評価するための新しい方法：オペラント口腔内自己投与

本研究の目的は、ラットの脂肪と砂糖の新規摂取後のドーパミン経路と端末サイトにおける同時変化を測定するために、携帯のc-fosの活性化を使用して、信頼性の高い免疫組織学的手法を描くことで報酬関連の分散型の脳のネットワークを識別することです。...

ラットにおけるナイーブ砂糖と脂肪の摂取後の中脳辺縁系と中間皮質ドーパミン報酬サイトからのc-Fosの活性化の同時検出

ファーストスキャンサイクリックボルタンメトリーは、薬剤、疾患、および他の実験的操作の文脈におけるインビボドーパミン神経伝達をモニターすることができる。この研究は、定量的な神経生物学的モデルに従って電気刺激されたドーパミン応答をモデリングしてドーパミン放出および再取り込み動態の推定を定量化するためのソフトウェアであるQNsim1.0の実施について記載している。...

QNsim1.0を用いた電気刺激されたドーパミン神経伝達データからの高速スキャンサイクリックボルタンメトリーデータのモデリング

シナプトソーム ドーパミンやドーパミン ・ トランスポーターの機能と線条体組織中ドパミンのレベルを評価することによりマウスにおけるドーパミン恒常性を調査するため高速液体クロマトグラフィー分析を表す実験ツールそれぞれ。ここでドーパミン組織量を測定、ドーパミン ・ トランスポーターの機能を評価するプロトコルを提案する.

高速液体クロマトグラフィー分析とシナプトソーム ドーパミンによるマウスにおけるドーパミン作動性恒常性の評価

自然やりがいのある行動の中にドーパミンやグルタミン酸高時間分解能のリリースを測定する炭素繊維電極と酵素バイオ...

当然やりがい雌ハムスターの行動中に細胞外の神経伝達物質の生体内変化を測定

このプロトコルの目標は、直接腹側テグメンタル領域受容体を操作して、第二次ドーパミン放出への寄与を研究することです。...

高速スキャン環状ボルタンメトリー(CIS-FSCV)による注入と刺激を組み合わせて、パジカルドーパミンの腹側テグメンタル領域受容体調節を評価する

私たちは、喫煙によって誘発されるドーパミン変動を捕捉するための新規PETイメージングアプローチを提示する。被験者は、PETスキャナーでたばこを吸​​う。ダイナミックPET画像は、時間的に変化するドーパミン言葉が含まれていますLP-ntPET、だけ時間的にボクセルごとのボクセルをモデル化している。結果は、喫煙中線条体におけるドーパミン変動のオススメ作品です。...

喫煙のドーパミン作品：LP-ntPETと短命ドーパミン変動の動的イメージの作成

アウェイク行動マウスにおける慢性神経録音のためにマイクロドライブアレイの構築

学ぶ高速スキャンサイクリックボルタンメトリーによる覚醒ラットの口腔内味物質投与時のドーパミンダイナミクス測定法。核内側前頭部でのサブセコンド応答を記録し、報酬処理の神経化学メカニズム解明に貢献する。

覚醒ラットにおける口腔内味物質投与の間に高速スキャンサイクリックボルタンメトリーと迅速ドーパミンダイナミクスの検討

さらに動画を探す