정맥 필로폰 자기 관리에 깊은 뇌 자극의 효과를 평가하기위한 일반적인 방법

이 절차의 전반적인 목표는 설치류에서 메스암페타민 정맥 주사의 약물 사용 환경과 시간적, 공간적으로 분리된 뇌심부 자극의 효과를 평가하는 것입니다. 이 방법은 다음과 같은 중독 정신 의학의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다 : 개별 뇌 영역의 전기 자극이 약물 남용을 줄일 수 있는지, 그리고 어떤 상황에서이 치료법이 가장 효과적입니까? 이 기술의 주요 장점은 전기 요법이 약물 사용 환경과 다른 시간과 다른 환경에서 제공된다는 것입니다.

이것은 인간 환자에서 가능한 것과 더 밀접하게 유사합니다. 이 절차를 시연하는 것은 우리 실험실의 박사 후 연구원 중 한 명인 Vinita Batra 박사와 수석 실험실 기술자인 Mr. Glenn Guerin입니다. 이 실험에 대한 준비는 텍스트 프로토콜에 설명되어 있습니다.

먼저, 가능한 한 빠르고 침착하게 쥐를 조작실에 집어넣어 행동 아티팩트를 최소화한다. 실험을 시작하기 전에 0.1ml의 0.9%식염수로 쥐의 카테터를 세척하여 라인의 개통성을 확인합니다. 다음으로, 설치류 등의 가이드 캐뉼라에 스테인리스 스틸 스프링 가죽 끈을 부착합니다.

캐뉼라의 다른 쪽 끝을 피연산자 챔버 위의 누출 방지 유체 회전대에 연결합니다. 쥐가 자기 관리 작업을 빠르게 배울 수 있도록 4-5일 연속으로 하루에 6시간씩 세션을 실행하고 항상 하루 중 거의 같은 시간에 세션을 실행합니다. 각 활성 레버 누름에 대해 메스암페타민을 한 번 주입한 다음 레버가 아무 것도 제공하지 않는 30초 타임아웃을 제공합니다.

첫 주가 끝날 무렵, 설치류는 메스암페타민을 투여하는 데 능숙해질 것입니다. 훈련의 두 번째 주 동안, 월요일부터 금요일까지 매일 2시간씩 쥐를 운영하여 IV 메스암페타민 자가 투여를 유지하고 개선하십시오. 30초의 시간 초과와 함께 1의 고정 비율로 세션을 계속 수행합니다.

안정적이고 강렬한 반응은 각 연속 3회 세션에서 총 메스암페타민 주입 횟수가 10% 미만으로 변할 때 도달합니다. 안정적이고 강렬한 반응의 또 다른 지표는 처음 30분 동안의 누적 주입 횟수가 두 번째 30분 동안의 누적 주입 횟수보다 클 때 발생합니다. 쥐가 이러한 약물 로딩 패턴을 보일 때, 그것은 단순히 우연한 사용이 아니라 중독성 행동을 나타냅니다.

각 세션이 끝나면 주사기를 준비하여 카테터를 세척하고 설치류의 등에서 가죽 끈을 분리합니다. 혈전을 방지하기 위해 800IU 스트렙토키나제를 함유한 0.1ml의 0.9%식염수로 쥐의 카테터를 세척합니다. 세척 후 막힘을 방지하기 위해 각 가이드 캐뉼라에 덮개를 삽입합니다.

그런 다음 쥐를 집 우리로 되돌립니다. 카테터의 개통 테스트 및 이 실험의 일반적인 문제를 해결하는 방법에 대한 텍스트 프로토콜을 참조하십시오. 이 실험을 위해 10-12개의 플렉시글라스 상자를 준비합니다.

각 상자에서 세 벽의 바깥쪽을 뻣뻣하고 불투명한 종이로 덮어 쥐가 서로를 못하도록 합니다. 그러나 자극 세션 동안 동물을 볼 수 있도록 전면 벽을 비워 두십시오. 다음으로, 쥐가 탈출하는 것을 방지하기 위해 단단한 패널로 상자 상단을 부분적으로 덮지만 여전히 공기 흐름을 허용합니다.

상단 패널에서 설치류 헤드 캡과 자극 시스템 사이의 전기 연결을 위해 정류자를 지원합니다. DBS 실험을 위해 여러 동물에게 동시에 일정한 전류를 전달할 수 있는 자극 시스템을 사용합니다. 프로그래밍 가능한 인터페이스가 포함되어야 합니다.

맞춤형 길이 케이블을 사용하여 자극기의 채널 포트를 각 정류자의 우수한 전자 받침대에 연결합니다. 그런 다음 스테인리스 스틸 스프링으로 둘러싸인 16인치 케이블을 사용하여 정류자의 열등한 전자 받침대를 설치류의 머리 캡에 이식된 전극 받침대에 연결합니다. 케이블은 헤드 캡에 큰 장력을 가하지 않고 인클로저의 모든 영역으로 쥐가 자유롭게 이동할 수 있도록 해야 합니다.

쥐의 머리가 4피트일 때 갈 수 있는 곳까지 닿는 케이블은 일반적으로 충분히 길다. 시스템을 프로그래밍하려면 시각적 프로그래밍 언어를 사용하여 각 장치가 실험 종점을 충족하기 위해 수행할 기능과 실시간으로 볼 수 있도록 저장 및/또는 프로젝션할 데이터를 지정합니다. 실험을 시작하기 전에 원하는 주파수, 펄스 폭 및 진폭을 시각적 제어 패널에 지정합니다.

쥐에서 고주파 자극을 위한 일반적인 매개변수는 임상적 인간 뇌 자극에 사용되는 매개변수와 유사합니다. 130 - 180 헤르츠의 주파수, 60 - 90 밀리 초의 펄스 폭, 100 - 250 마이크로 암페어의 전류 진폭. 뇌 자극 실험의 경우 쥐를 상자에 넣을 때 정류자의 스테인리스 스틸 스프링 케이블을 헤드 캡의 각 전극 받침대에 연결합니다.

먼저 2초 동안 1000Hz에서 5마이크로암페어의 전류를 사용하여 각 전극의 임피던스를 테스트합니다. 전극의 임피던스가 125킬로 옴 이하인 경우 실험을 진행하십시오. 그러나 그렇지 않은 경우 전극의 저항으로 인해 전류가 잠재적으로 치료 이하의 수준으로 절단될 수 있으므로 실험에서 동물을 제거하는 것이 좋습니다.

쥐를 습관화하기 위해 하나 또는 두 개의 모의 세션으로 시작하십시오. 이 세션 중에는 적극적인 요법을 적용하지 마십시오. 각 모의 세션 직후, 쥐를 조작 상자로 옮겨 매일 2시간 동안 IV 메스암페타민 자가 투여 세션을 진행합니다.

실험을 위해 쥐를 두 그룹, 즉 능동적 자극 코호트와 모의 세션을 받는 가짜 자극 코호트로 균형을 맞춥니다. 매일 5일 동안, 하루에 3시간씩 뇌심부 자극 세션을 수행합니다. 각 자극 세션의 일부 동안 동물을 주의 깊게 관찰하여 자극이 행동에 명확한 변화를 일으키고 있는지 확인합니다.

모든 뇌 심부 자극 세션 직후, 쥐의 일일 IV 메스암페타민 자가 투여 세션을 시작하십시오. 정맥 주사 경정맥 카테터와 두개내 뇌 심부 자극 전극을 배치한 후, 쥐는 메스암페타민에 대한 이틀 간의 장기간 접근 후 약물 자가 투여를 획득하고 확대했습니다. 다음으로, 쥐는 메스암페타민 독성을 예방하고 다양한 치료 개입으로 조작할 수 있는 안정적인 반응 속도를 확립하기 위해 매일 2시간 일정의 조작 훈련으로 이동했습니다.

조작 훈련 6일째가 되자, 쥐들은 약물을 복용하려는 동기가 증가했는데, 이는 섭취의 선행 로딩 패턴의 출현에서 알 수 있다. 이 패턴은 후속 세션에서 대체로 유지되었습니다. 이 안정화된 약물 남용 패턴이 확립된 후, 설명된 프로토콜에 따라 뇌심부 자극이 시행되었습니다.

그 결과 조작적 IV 메스암페타민 자가 투여가 현저히 감소했습니다. 일단 숙달되면, 이 기술은 2주에서 4주 안에 완료할 수 있으며, 한 그룹당 약 10마리에서 12마리의 동물을 사용할 수 있습니다. 이것은 메스암페타민을 사용하는 설치류에서 머리 뚜껑과 IV 카테터의 수명이 제한되어 있다는 점을 감안할 때 뇌심부 자극의 효과를 테스트하는 데 이상적으로 적합합니다.

이 절차는 대체 전기 매개변수, 다양한 뇌 표적 및 새로운 전달 패턴뿐만 아니라 오래 지속되는 행동 수정을 초래할 수 있는 전기 요법과 약제의 조합을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.