Name: Onderzoek van Rapid Dopamine Dynamics met Fast scan cyclische voltammetrie Tijdens intra-orale Tastant Administration in Awake Rats (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-08-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 44 s
Description: Leer hoe je snelle dopamine-dynamiek meet met fast scan cyclische voltammetrie tijdens intra-orale smaakstofadministratie bij wakke ratten. Deze methode biedt inzicht in beloningsverwerking.

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

Het onderzoek dat in deze publicatie wordt gerapporteerd, werd ondersteund door een NSF Graduate Research Fellowship (RJW) en door het National Institute on Drug Abuse van de National Institutes of Health en FDA Center for Tobacco Products (CTP) onder Award Nummer P50DA036151 (EJN en NAA). De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs het officiële standpunt van de National Institutes of Health.

<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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Intraorale tastant levering gecombineerd met FSCV maakt analyse van de &quot;real-time&quot; DA reacties op orale smaakstoffen. Er zijn drie belangrijke stappen in het protocol die zijn vereist voor succesvolle DA metingen. Ten eerste goede implantatie van de orale katheter kritisch voor afgifte van smaakstoffen. Ervoor zorgen dat de katheter achter de eerste kies is geplaatst en ingeklemd in plaats voorkomt dat de catheter verliest doorgankelijkheid en voorkomt onbedoelde verwijdering door het dier. Spoelen van de kath...

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

Fasieke DA-afgifte speelt een belangrijke rol bij het mediëren van beloningsgericht gedrag [1-3]. Het is echter vaak ingewikkeld om te isoleren en te bestuderen hoe een primaire beloning de fasische DA-afgifte verandert, vanwege mede optredende gedrags- of cognitieve processen die ook in staat zijn om de fasische DA-afgifte te veranderen - zoals besluitvormingsprocessen of beloningsgericht motorisch gedrag om de beloning te verkrijgen. In het huidige werk isoleren we fasische DA-responsen op smaken door gebruik te maken van in vivo fast-scan cyclische voltammetrie (FSCV) gecombineerd met de afgifte van smaken via intraorale canules. Deze techniek omzeilt keuze en actie en stelt ons in staat om extracellulaire DA-afgifte te onderzoeken tijdens directe infusie van een smaakstof op het gehemelte van een rat.
FSCV is een elektrochemische techniek met hoge temporele en ruimtelijke resolutie, waardoor metingen van DA-afgifte in een discreet lokaal gebied (ongeveer 100 µm) mogelijk zijn op een schaal van minder dan een seconde (resolutie van 10 Hz). De combinatie van intra-orale afgifte en FSCV biedt het voordeel om snelle, 'real-time' DA-responsen op een smaakstof te observeren, wat niet kan worden onderzocht met conventionele microdialysemethoden. Bovendien vindt fasische DA-afgifte als reactie op beloningen of beloningsgerelateerde signalen plaats bij concentraties tussen de 20-100 nM, wat boven de 10-20 nM detectiedrempel voor FSCV ligt [4]. De hoge ruimtelijke resolutie van FSCV maakt ook opnames mogelijk van subregio's van kleine hersengebieden, zoals de kern van de nucleus accumbens (NAc). FSCV gecombineerd met intraorale infusies van smaken is dus een ideaal model voor het bestuderen van hoe smaken of andere stimuli de fasische DA-afgifte veranderen bij wakkere, gedragende dieren. Inderdaad hebben deze technieken experimenten mogelijk gemaakt die onderzoeken hoe belonende en aversieve smaken de extracellulaire DA-afgifte veranderen [5].
In het afgelopen decennium zijn FSCV-analyses met succes gecombineerd met intraveneuze toediening van geneesmiddelen [6] en ratten-zelftoedieningsparadigma's [7, 8] om de rol van fasische DA-mechanismen in drugsverslavingsmodellen te identificeren. Daarnaast is gecombineerde intraorale afgifte met FSCV gebruikt om te onderzoeken hoe smaaksignalen gekoppeld aan cocaïnebeschikbaarheid de fasische DA-afgifte en gedragsresponsen die emotionele affectie weerspiegelen, moduleren [3]. Deze gecombineerde intraorale en FSCV-methodologie kan ook krachtig worden gebruikt om fasische DA-responsen te onderzoeken op smaakstoffen, zoals menthol en orale zoetstoffen, die worden toegevoegd aan sigaretten en oplosbare tabaksproducten [9-11]. Hoewel veel van de smaakstoffen die aan tabaksproducten worden toegevoegd, appetitief zijn [9-11], is het onbekend of deze smaakstoffen de fasische DA-afgifte verhogen op een manier die consistent is met een belonende hedonische valentie. Inderdaad kunnen smaakstoffen die aan sigaretten en oplosbare tabaksproducten worden toegevoegd, directe effecten hebben op het DA-beloningssysteem en kunnen ze door middel van dopaminerge mechanismen inwerken op de belonende valentie van sigaretten en andere tabaksproducten. Intraorale afgifte gecombineerd met FSCV kan dus nieuw inzicht bieden in hoe smaakstoffen de snelle DA-afgifte moduleren. Het gebruik van gecombineerde intra-orale en in vivo FSCV-methodologie, en de gegevens verkregen uit dergelijke studies, kunnen ook toekomstige studies faciliteren om te bepalen hoe smaakstoffen en nicotine interageren om DA-signalering te veranderen en mogelijk nicotineversterking te moduleren. Verder kunnen de gegevens uit dergelijke studies worden gebruikt om regelgevende beslissingen over smaakstoffen in tabaksproducten te informeren.

<table><tbody><tr><td>Stimulerende elektrode</td><td>PlasticsOne</td><td>MS303/2-A/SPC</td><td>vraag bij bestelling een snede van 22 mm onder het voetstuk</td></tr><tr><td>Cannula voor elektrode</td><td>BioAnalytical Systems</td><td>MD-2251</td><td></td></tr><tr><td>Glas capillair</td><td>A-M systems</td><td>624503</td><td></td></tr><tr><td>Koolstofvezel</td><td>Thornel</td><td>T650</td><td></td></tr><tr><td>Elektrodepuller</td><td>Narishige International</td><td>PE-22</td><td></td></tr><tr><td>&lt;a href="http://digitimer.com/products/neurolog-system/" target="_blank"&gt;Neurolog stimulus isolator&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>Shrinkkous</td><td>3M</td><td>FP-301</td><td></td></tr><tr><td>Geïsoleerde draden voor elektroden</td><td>Squires electronics</td><td>Aangepast</td><td>L 3.000 x 1.000s x 1.000s UL1423 30/1 BLU</td></tr><tr><td>Micromanipulator</td><td>Univ. of Illinois at Chicago, Engineering Machine Shop</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Epoxy</td><td>ITW Devcon</td><td>14250</td><td>"5-minuten-epoxy"</td></tr><tr><td>Copolymeer van perfluor-3,6-dioxo-4-methyl-7octeen-sulfonzuur en tetrafluoretheen</td><td>Ion Power</td><td>LQ-1105</td><td>&lt;em&gt;dat wil zeggen,&lt;/em&gt; Nafion</td></tr><tr><td>Zilververf</td><td>GC Electronics</td><td>22-023</td><td></td></tr><tr><td>Voeding</td><td>BK Precision</td><td>9110</td><td></td></tr><tr><td>Slang voor intra-orale katheters</td><td>Intramedic</td><td>427426</td><td>PE 100, B.I. = 0,86 mm; B.U. = 1,52 mm</td></tr><tr><td>Slang voor intra-orale infusie</td><td>Fischer Scientific</td><td>02-587-1A</td><td>B.I. 1/32"; B.U. 3/32"</td></tr><tr><td>Spijkerspuitpomp voor stroomcel</td><td>Pump Systems Inc.</td><td>NE 1000</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgisch cement</td><td>Dentsply Caulk</td><td>675571 en 675572</td><td></td></tr><tr><td>Luchtactuator</td><td>VICI</td><td>A60</td><td>6-posities digitale klepinterface</td></tr><tr><td>Digitale klepinterface</td><td>VICI</td><td>DVI</td><td>230 VAC</td></tr><tr><td>Quad headstage</td><td>Univ. of N. Carolina, Electronics Facility</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UEI-voeding</td><td>Univ. of N. Carolina, Electronics Facility</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UEI-breakoutbox</td><td>Univ. of N. Carolina, Electronics Facility</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Voeding voor smaakpompspuit</td><td>Med Associates</td><td>SG-504</td><td></td></tr><tr><td>Smaakpompspuit</td><td>Med Associates</td><td>PHM-107</td><td></td></tr><tr><td>Wolframe micro-elektrode</td><td>MicroProbes</td><td>WE30030.5A3</td><td></td></tr><tr><td>Zilverdraadreferentie met AgCl</td><td>InVivo Metric</td><td>E255A</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Sigma</td><td>80497</td><td></td></tr><tr><td>Magnesiumchloride</td><td>Sigma</td><td>M8266</td><td></td></tr><tr><td>Natriumchloride</td><td>Sigma</td><td>S7653</td><td></td></tr><tr><td>Perchloraat</td><td>Sigma</td><td>244252</td><td></td></tr><tr><td>Zoutzuur (4 M)</td><td>Sigma</td><td>54435</td><td></td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>Sigma</td><td>306576</td><td></td></tr><tr><td>Waterstofperoxide</td><td>Sigma</td><td>H1009</td><td></td></tr><tr><td>Dopaminehydrochloride</td><td>Sigma</td><td>H8502</td><td></td></tr><tr><td>TarHeel HDCV-software</td><td>University of North Carolina-Chapel Hill</td><td></td><td>&lt;a href="http://www.chem.unc.edu/facilities/index.html?display=electronics&amp;amp;content=software&amp;amp;software_id=2" target="_blank"&gt;Software aanvragen: klik hier voor de link naar de aanvraagpagina voor software&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

onderzoek van rapid dopamine dynamics met fast scan cyclische voltammetrie tijdens intra-orale tastant administration in awake rats

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

Snelle, phasic dopamine (DA) release in de hersenen van zoogdieren speelt een cruciale rol in beloningsverwerking, leerversterking en motivationele controle. Fast scan cyclic voltammetry (FSCV) is een elektrochemische techniek met hoge ruimtelijke en temporele (sub-seconde) resolutie die is gebruikt om phasic DA release in verschillende soorten preparaties te onderzoeken. In vitro experimenten in enkele cellen en hersensneden en in vivo experimenten in verdoofde knaagdieren zijn gebruikt om mechanismen te identificeren die dopamine release en opname mediëren onder normale omstandigheden en in ziektemodellen. In de afgelopen 20 jaar hebben in vivo FSCV experimenten in wakkere, vrij bewegende knaagdieren ook inzicht geboden in dopaminerge mechanismen in beloningsverwerking en beloningsleren. Een groot voordeel van de wakkere, vrij bewegende voorbereiding is de mogelijkheid om snelle DA schommelingen te onderzoeken die tijdgebonden zijn aan specifieke gedragsgebeurtenissen of aan belonings- of cuepresentatie. Echter, een beperking van gecombineerde gedrags- en voltammetrie-experimenten is de moeilijkheid om DA effecten die specifiek zijn voor primaire belonende of aversieve stimuli te scheiden van mede-optredende DA schommelingen die beloningsgericht of ander motorisch gedrag mediëren. Hier beschrijven we een gecombineerde methode met in vivo FSCV en intra-orale infusie in een wakkere rat om DA reacties op orale smaken direct te onderzoeken. In deze experimenten worden orale smaken direct in de mondholte van de rat geïnfuseerd – waardoor beloningsgericht gedrag en vrijwillig drinkgedrag worden omzeild – waardoor een directe onderzoek van DA reacties op smaak stimuli mogelijk is.

FSCV gecombineerd met intra-orale katheter implantatie werd gebruikt om te onderzoeken hoe sucrose, een appetitive tastant, moduleert fasische DA release in de NAc kern. Vóór tastant infusie elektrische stimulatie (150 uA, 60 Hz, 24 pulsen, aangeduid met het rode balk) van het VTA produceert sterke toename driefase DA afgifte in de NAc (figuur 1) Figuur 1 toont een kleurenplot met potentiaal op. de y-as de tijd op de x-as en stroom (weergegeven als valse kleur) op de z-as. Onder de kleur plot is DA conc...

Snelle schommelingen in extracellulair dopamine (DA) bemiddelen zowel beloningsverwerking als gemotiveerd gedrag bij zoogdieren. Dit manuscript beschrijft het gecombineerde gebruik van snelle scancyclische voltammetrie (FSCV) en intra-orale toediening van smaakstoffen om te bepalen hoe smaakstoffen de snelle dopamine-afgifte bij wakkere, vrij bewegende ratten veranderen.

Onderzoek van Rapid Dopamine Dynamics met Fast scan cyclische voltammetrie Tijdens intra-orale Tastant Administration in Awake Rats

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

Het algemene doel van deze procedure is het meten van dopamine-responsen in subseconden op orale smaakprikkels. Dit wordt bereikt door eerst orale katheters, referentie-elektroden en koolstofvezelelektroden te maken die nodig zijn voor de chirurgische procedures en de daaropvolgende registratie via fast scan cyclic voltammetrie. De tweede stap bestaat uit het chirurgisch implanteren van de orale katheters, de intracraniale elektrode en de geleidecanule voor de koolstofvezelelektrode.Eén week later kan de koolstofvezel-micro-elektrode in de nucleus accumbens worden gebracht om veranderingen in de extracellulaire dopamine-afgifte te registreren als reactie op intraorale toediening van smaken. De laatste stap na de registratie is het kalibreren van de elektrode en het gebruik van principale componentenanalyse om gegevens te isoleren die informatie over dopamine bevatten. Uiteindelijk wordt het gecombineerde gebruik van intraorale toediening van smaak en fast-scan cyclic voltammetry-telemetrie gebruikt om veranderingen in dopamine-responsen die minder dan een seconde duren op smaken aan te tonen.Deze gecombineerde techniek biedt twee belangrijke voordelen ten opzichte van bestaande methoden. Ten eerste heeft snelle IC-fotometrie een hoge temporele resolutie en ten tweede minimaliseert intra-orale toediening van tatin de bewegingen die de rat moet maken om de tatin te verkrijgen, waardoor we de dopamine-responsen op de tatin beter kunnen isoleren. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben met de vervaardiging van de orale catheter.Het vervaardigen van een goede en passende orale catheter garandeert echter een nauwe aansluiting van de catheter tussen de wang en de bovenste molaren, wat de kans op een succesvol experiment vergroot. Om de registratie-elektrode voor te bereiden, wordt eerst een koolstofvezel van type T six 50 met een diameter van 7 µm in een borosilicaatglaskapillair met een binnendiameter van 0,4 mm geaspireerd. Plaats vervolgens de capillair in een verticale elektrode-puller; trek de elektrode aanvankelijk met een verwarmingselement ingesteld op 55,0 en de magneet uitgeschakeld, en pas dit daarna naar behoefte aan.Nadat de pipet onder een microscoop is getrokken, wordt de blootliggende koolstofvezel zo doorgeknipt dat deze 75 tot 100 microns buiten het glas uitsteekt. De vezel in het glas moet hermetisch zijn afgesloten; anders moet de preparatie worden weggegooid. Strip vervolgens de isolatie van de helft van een 3 inch 30 gauge draad en breng krimpslang aan om de elektrode aan de micromanipulator te bevestigen.Breng vervolgens een dunne laag zilververf aan op de draad terwijl de verf nog nat is. Voeg de draad in het open uiteinde van de elektrode en bevestig deze aan de koolstofvezel daarin. Controleer dit contact onder een microscoop.Neem de elektrode in de micromanipulator en zet deze vast met krimpkous. Plaats de geprepareerde koolstofvezelelektrode gedurende ten minste 10 minuten in IPA om het elektrodeoppervlak te reinigen en de daaropvolgende gevoeligheid voor dopamine te verhogen. Spoel de koolstofvezel na het verwijderen van de elektrode uit de IPA met kraanwater om de IPA te verwijderen.Bereid vervolgens de referentie-elektrode voor uit een zilverdraad van 13 millimeter met een zilver/zilverchloride-gaas van zes millimeter en een diameter van 0,4 millimeter; knip het gedeelte van de draad zonder gaas af en soldeer dit aan een gouden pin. Breng daarna epoxy aan op de soldeerverbinding. Dompel vervolgens het gaasgedeelte vijf keer in een copolymeerzuur.Laat het na de laatste dip tussen de dips door 30 minuten aan de lucht drogen. Laat het 's nachts aan de lucht drogen. De volgende dag.Bak het gaasgedeelte van de draad gedurende een uur bij 120 °C. Om de orale katheter te maken, snijdt u eerst polyethyleen 100-buisjes in segmenten van zes centimeter.Maak vervolgens een klein plat schijfje aan een van de buissegmenten door het uiteinde te smelten en dit in het midden van de schijf op een vlak, koel oppervlak te drukken. Gebruik een naald van 18 gauge om een gat te maken. Bevestig het andere uiteinde van het buissegment aan het stompe uiteinde van een 18 gauge naald.Gebruik vervolgens een pons om meerdere schijfjes van polytetrafluoroethyleen te maken met een diameter van 6 millimeter en een dikte van 3,18 millimeter. Maak vervolgens in het midden van deze schijfjes een gat, zodat de schijfjes ringen worden. Snijd de ring in een trapeziumvorm om te helpen deze te fixeren tijdens de implantatie van de molaar.Om de katheter te voltooien, duwt u een naald die aan de PE-tubing is bevestigd volledig door de ring, en schuift u de ring strak tegen de tubing aan. Het volgende protocol duurt ongeveer 75 minuten om te voltooien. Begin met een rat die is voorbereid voor de chirurgie en open de bek met een wattenstaafje.Duw vervolgens de naald van een canule in het weefsel tussen de wang en de eerste bovenste molaar, zodat de naald net achter en mediaal van de oren naar buiten komt. Verschuif daarna de canule omhoog en bevestig de ring aan de molaren om de katheter op de blootliggende naald te stabiliseren. Schuif een ring over de naald en trek deze strak aan tegen de incisie.Zet deze ring stevig vast in de juiste positie. Trim de slang zodat er twee tot vier centimeter boven het hoofd van de rat uitsteekt. Plaats vervolgens met dezelfde techniek een katheter aan de andere zijde van de mond.Plaats daarna de rat in een stereotaxisch frame en boor drie gaten voor de canules en elektroden om opnames te maken in de positie van de nucleus accumbens core. De gids-canule bevindt zich 1,2 millimeter anterior en 1,4 millimeter lateraal ten opzichte van Bregma.Laat de canule-apparatuur zakken tot de plastic basis vlak tegen de schedel aan ligt. Plaats de referentie-elektrode in het hemisfeer contralateral aan de geleidecanule. Laat de referentie ongeveer twee millimeter onder het dura zakken.Positioneer vervolgens de stimulerende elektrode 5,2 millimeter posterieur en 1,0 millimeter lateraal ten opzichte van het torema, om het ventrale tegmentale gebied te targeten. Laat de stimulerende elektrode 8,0 millimeter onder de dura zakken.Zet vervolgens de componenten vast met schroeven en cement en bied postoperatieve zorg. Controleer vóór het uitvoeren van een experiment altijd de doorgankelijkheid van de orale canule door 200 µL water in te brengen en observeer of de rat het water proeft; maak de registratieplaats vrij door de dummy-canule te verwijderen, twee druppels 50% heparine hieraan toe te voegen en deze vervolgens voorzichtig opnieuw te positioneren. De dummy mag zich niet binnen twee millimeter van de registratieplaats bevinden.Bevestig en stabiliseer nu de headstage aan de stimulator die in de VTA is geïmplanteerd en laat vervolgens de registratie-elektrode in de nucleus accumbens core zakken. Maak nu, volgens het tekstprotocol, een trainingsdataset aan. Wacht altijd minimaal twee minuten, maar maximaal vier tot vijf minuten tussen de stimulaties om het opnieuw vullen van de blaasjes mogelijk te maken.De meest kritische stap in het experiment is het verkrijgen van een elektrode van hoge kwaliteit. Als de achtergrond een karakteristieke afgeronde vorm vertoont tijdens de stijgende fase, is er sprake van een goede elektrode. Als de afgeronde vorm klein is of sterk overeenkomt met de toegepaste golfvorm, probeer dan een andere elektrode.Als de achtergrond direct verschuift, pas dan een offset-verschuiving toe op de toegepaste golfvorm in positieve richting in stappen van 0,1 volt. Zodra er ter plaatse van de opname een trainingsset is gegenereerd, worden gegevens verzameld terwijl elke één tot drie minuten bolussen van 200 microliter taten worden geïnfuseerd gedurende 25 infusies. Wacht vervolgens minstens 30 minuten en infuseer de volgende smaak op dezelfde wijze.FSCV in combinatie met intra-orale katheterimplantatie werd gebruikt om te onderzoeken hoe sucrose en een AIT van taten de fasische dopaminevrijgave in de nucleus accumbens core moduleren vóór de infusie van taten. Elektrische stimulatie, aangegeven door de rode balk van de VTA, veroorzaakte robuuste toenames in de fasische dopaminevrijgave in de nucleus accumbens core. Nadat de trainingsset was verkregen, produceerden infusies van 200 µL sucrose gedurende 6,5 seconden, aangegeven door de rode balk, een stijging in de stroom, aangegeven door de witte pijl. Dit gebeurde bij het oxidatiepotentiaal van dopamine, dat wordt aangegeven door de witte stippellijn, waarbij de gegevens werden omgezet in een concentratie-tijdplot. Na PCA werd bevestigd dat de toegenomen stroom als reactie op de smaak het resultaat is van een toename in de dopamineconcentratie.Een andere tatin menthol werd geïnfundeerd tijdens FSCV-registraties in de nucleus accumbens core, waarbij ook een verhoogde dopamineconcentratie werd waargenomen na infusie van menthol. Eenmaal beheerst, kan de gecombineerde intra-orale en canulatiechirurgie in 75 minuten worden uitgevoerd. Deze techniek kan worden gecombineerd met andere vormen van gedrag, zoals competitieve en aversieve Pavloviaanse en operante conditionering, om vragen te beantwoorden over dopamine-signalering op subseconde-niveau tijdens deze processen.

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Met behulp van fast-scan cyclische voltammetrie elektrisch opgeroepen presynaptische dopamine dynamiek te meten in de hersenen striatale plakjes.

Presynaptische Dopamine Dynamiek in het striatum Brain Plakjes met Fast-scan cyclische voltammetrie

This video demonstrates the implantation of electrodes and cannulas in an anesthetized rat to measure dopamine release in the nucleus accumbens using a potentiostat and the infusion of drugs to modulate dopaminergic activity in the ventral tegmental area.

Monitoring Dopamine Release in a Rat Model with VTA Dopaminergic Neuron Receptor Manipulation

De huidige studie evalueert een nieuwe procedure voor de beoordeling van de versterkende effecten van smakelijke oplossingen in laboratoriumratten: intraorale zelf toedienen. Daartoe operant reageert (dat wil zeggen hefboom drukken) voor intra-orale infusies van zoete oplossingen bij verschillende concentraties werd gemeten op een continue en progressieve ratio's van de wapening.

A Novel Procedure voor het evalueren van de versterkende eigenschappen van tastants in laboratoriumratten: Operante Intraoral Zelftoediening

Het doel van deze studie is om op beloning van gedistribueerde hersenprocessen netwerken te identificeren door het afbakenen van een betrouwbare immunohistologische techniek met behulp van mobiele c-fos activering gelijktijdige veranderingen in de dopamine wegen en terminal plaatsen na roman inname van vet en suiker in ratten te meten.

Gelijktijdige detectie van c-Fos Activering van mesolimbic en mesocorticale Dopamine Beloning Sites Na Naive suiker en vet inname bij ratten

Snelle-scan cyclische voltammetrie kan in vivo dopamine neurotransmissie in de context van drugs, ziekte en andere experimentele manipulaties monitoren. Dit werk beschrijft de implementatie van QNsim1.0, een software voor het modelleren van elektrisch gestimuleerde dopamine responsen volgens het kwantitatieve neurobiologische model om schattingen van dopamine release en reuptake dynamics te kwantificeren.

Modellering Snel-scannen Cyclische Voltammetrie Gegevens van Elektrisch Gestimuleerde Dopamine Neurotransmissie Gegevens Met behulp van QNsim1.0

Synaptosomal dopamine opname en krachtige vloeibare chromatografie vertegenwoordigen experimentele analysetools te onderzoeken van dopamine homeostase in muizen door beoordeling van de functie van de dopamine transporter en niveaus van dopamine in striatale weefsel, respectievelijk. Hier presenteren we protocollen voor dopamine weefsel inhoud meten en beoordelen van de functionaliteit van de dopamine transporter.

Beoordeling van Dopaminerge homeostase in muizen door gebruik van High-performance Liquid Chromatography analyse en Synaptosomal Dopamine opname

Deze paper gegevens het gebruik van vaste-potentieel amperometrische opnamen met behulp van koolstofvezel elektroden en de enzymatische biosensor technologie voor het meten van de vrijlating van dopamine en glutamaat met hoge temporele resolutie tijdens natuurlijke lonende gedrag in de vrouwelijke hamster.

Meten van In Vivo veranderingen in extracellulaire Neurotransmitters tijdens natuurlijk belonen van gedrag in vrouwelijke Syrische Hamsters

Het doel van dit protocol is om ventrale tegmentale gebiedsreceptoren direct te manipuleren om hun bijdrage aan subseconde dopamine-afgifte te bestuderen.

Gecombineerde infusie en stimulatie met Fast-Scan cyclische voltammetrie (CIS-FSCV) om ventrale tegmentale gebiedsreceptorregulatie van fasische dopamine te beoordelen

We presenteren een nieuwe PET-imaging benadering voor het vastleggen van dopamine schommelingen veroorzaakt door het roken van sigaretten. Onderwerpen roken in de PET-scanner. Dynamische PET-beelden worden gemodelleerd voxel-by-voxel in de tijd door lp-ntPET, die een tijdsafhankelijke dopamine term omvat. De resultaten zijn 'films' van dopamine schommelingen in het striatum tijdens het roken.

Dynamische Beelden van Kortlevend Dopamine Fluctuaties met lp-ntPET: Dopamine Films van het roken van sigaretten

Het ontwerp en de assemblage van microdrives in vivo elektrofysiologische opnames van hersenen signalen van de muis beschreven. Door het aanbrengen van micro-elektrode bundels aan stevige driveable dragers, deze technieken zorgen voor langdurige en stabiele neurale opnames. Het lichtgewicht ontwerp zorgt voor onbeperkte gedrags prestaties door het dier volgende station implantatie.

Bouw van Microdrive Arrays voor Chronische Neurale Recordings in Awake Behaving Muizen

Leer hoe je snelle dopamine-dynamiek meet met fast scan cyclische voltammetrie tijdens intra-orale smaakstofadministratie bij wakke ratten. Deze methode biedt inzicht in beloningsverwerking.

Onderzoek van Rapid Dopamine Dynamics met Fast scan cyclische voltammetrie Tijdens intra-orale Tastant Administration in Awake Rats (Video) | JoVE Journal

Onderzoek van Rapid Dopamine Dynamics met Fast scan cyclische voltammetrie Tijdens intra-orale Tastant Administration in Awake Rats

Meer video's verkennen