Een algemene methode voor het evalueren van Deep Brain Stimulation Effecten op Intraveneuze Methamfetamine Self-Administration

Het algemene doel van deze procedure is om de effecten van diepe hersenstimulatie die tijdelijk en ruimtelijk gescheiden is van de omgeving van intraveneuze methamfetaminegebruik bij knaagdieren te evalueren. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen in de addictiepsychiatrie, zoals:kan elektrische stimulatie van discrete hersengebieden drugsmisbruik verminderen, en onder welke omstandigheden is deze therapie het meest effectief? Het grote voordeel van deze techniek is dat de elektrische therapie op een ander tijdstip en in een andere omgeving wordt toegediend dan de druggebruiksomgeving.

Dit benadert dichterbij wat mogelijk zal zijn bij menselijke patiënten. Het demonstreren van deze procedure zal worden gedaan door Dr. Vinita Batra, een van onze post-doctorale fellows in ons laboratorium, en Mr. Glenn Guerin, onze hoofdlaboratoriumtechnicus. Voorbereidingen voor dit experiment worden beschreven in het tekstprotocol.

Om te beginnen, plaats de ratten zo snel en rustig mogelijk in de operante kamers om gedragsartefacten te minimaliseren. Spoel de katheter van de rat met 0,1 milliliter 0,9%zoutoplossing om de doorlaatbaarheid van de leiding te waarborgen voordat het experiment begint. Bevestig vervolgens een veer van roestvrij staal aan de geleidecanule op de rug van het knaagdier.

Verbind het andere uiteinde van de canule met een lekvrije vloeistofscharnieren boven de operante kamer. Laat de ratten dezelfde opdracht zes uur per dag gedurende vier tot vijf opeenvolgende dagen leren, en altijd rond dezelfde tijd van de dag. Geef bij elke actieve hefbombestelling één infusie methamfetamine, gevolgd door een tijdout van 30 seconden waarbij de hefboom niets levert.

Aan het einde van de eerste week zullen de knaagdieren bedreven zijn in het zelf toedienen van methamfetamine. Tijdens de tweede week van training, laat de ratten dagelijkse sessies van twee uur draaien, van maandag tot vrijdag, om hun intraveneuze methamfetamine zelftoediening te onderhouden en verfijnen. Blijf de sessies houden op een vaste verhouding van één, met tijdouts van dertig seconden.

Stabile, intense respons wordt bereikt wanneer het totale aantal methamfetamine-infusies gedurende elke drie opeenvolgende sessies niet meer dan tien procent varieert. Een andere indicator van stabiele intense respons treedt op wanneer het cumulatieve aantal infusies gedurende de eerste dertig minuten groter is dan het cumulatieve aantal infusies gedurende de tweede dertig minuten. Wanneer de ratten dit patroon van drugsbelasting ontwikkelen, duidt dit op verslavend gedrag, en niet slechts casual gebruik.

Aan het einde van elke sessie, bereid een spuit voor om de katheter te spoelen en loskoppel de veer van de rug van de rat. Spoel de katheter van de rat met 0,1 milliliter 0,9%zoutoplossing met 800 IE streptokinase om bloedstolsels te voorkomen. Na het spoelen, plaats een schede op elke geleidecanule om verstopping te voorkomen.

Breng vervolgens de rat terug naar zijn kooi. Zie het tekstprotocol over het testen van de doorlaatbaarheid van de katheters en hoe u veelvoorkomende problemen met dit experiment kunt aanpakken. Bereid tien tot twaalf Plexiglas-dozen voor dit experiment voor.

Dek op elke doos de buitenkant van drie wanden af met stijf, ondoorzichtig papier om te voorkomen dat de ratten elkaar kunnen zien. Laat echter de voorwand open om de dieren tijdens de stimulatiesessies te kunnen zien. Bedek vervolgens de bovenkant van de dozen gedeeltelijk met een hard paneel om te voorkomen dat de ratten ontsnappen, maar laat toch luchtstroom toe.

Ondersteun op het bovenste paneel de commutators voor de elektrische verbinding tussen de hoofdkap van het knaagdier en het stimulatiesysteem. Gebruik een stimulatiesysteem dat constante stroom kan leveren aan meerdere gelijktijdige dieren voor de DBS-experimenten. Het moet een programmeerbare interface omvatten.

Met kabels van aangepaste lengte, verbind de kanaalpoorten van de stimulators met het superieure elektronische pedaal van elke commutator. Verbind vervolgens het inferieure elektronische pedaal van de commutator met het geïmplanteerde elektrodepedaal op de hoofdkap van het knaagdier met behulp van 16-duim kabels die zijn ingekapseld in een veer van roestvrij staal. De kabel moet de rat vrij laten bewegen naar elk gebied van de behuizing zonder aanzienlijke spanning op de hoofdkap te creëren.

Een kabel die reikt tot waar het hoofd van de rat zou kunnen gaan wanneer het op vier poten staat, is meestal lang genoeg. Gebruik een visuele programmeertaal om te specificeren welke functies elk apparaat zal uitvoeren om aan de experimentele eindpunten te voldoen, en welke gegevens er worden opgeslagen en/of geprojecteerd voor weergave in realtime. Specificeer de gewenste frequentie, pulsbreedte en amplitude in het visuele controlepaneel voordat het experiment begint.

Typische parameters voor hoogfrequente stimulatie bij ratten zijn vergelijkbaar met die welke worden gebruikt bij klinische diepe hersenstimulatie bij mensen. Een frequentie van 130 tot 180 Hertz, een pulsbreedte van 60 tot 90 milliseconden en een stroomamplitude van 100 tot 250 microamps. Voor het hersenstimulatie-experiment, wanneer u de ratten in de dozen laadt, bevestigt u de veer van roestvrij staal van de commutator aan elke elektrodepedaal op de hoofdkap.

Test eerst de impedantie van elke elektrode met vijf microamps stroom bij 1000 Hertz gedurende twee seconden. Als de impedantie van een elektrode gelijk is aan of minder dan 125 kilo Ohm, gaat u door met het experiment. Maar als dat niet het geval is, overweeg dan de dieren uit het experiment te verwijderen omdat de weerstand van de elektrode de stroom mogelijk tot mogelijk subtherapeutische niveaus kan verkorten.

Begin met een of twee oefensessies om de ratten te laten wennen. Pas geen actieve therapie toe tijdens deze sessies. Direct na elke oefensessie, vervoer de ratten naar de operante dozen voor hun dagelijkse twee uur durende sessie van intraveneuze methamfetamine zelftoediening.

Voor het experiment, verdeel de ratten in twee groepen, een actieve stimulatiegroep en een sham-stimulatiegroep die o