Name: Ogólna metoda oceny inkubacji głodu sacharozy u szczurów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-11-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 44 s
Description: Poznaj metodę oceny inkubacji głodu sacharozy u szczurów po okresie abstynencji. Badanie mierzy reakcję na sygnały związane z nagrodą, co pomaga zrozumieć mechanizmy nawrotów w uzależnieniach.

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

Przygotowanie niniejszego manuskryptu i filmu zostało sfinansowane z grantu R15 DA016285-02 National Institute on Drug Abuse/National Institutes of Health, Western Washington University Biomedical Research Activities in Neuroscience Initiative oraz Western Washington University.

1. Zwierzęta doświadczalne
<ol>
 <li>Samce szczurów Long-Evans mają 3 miesiące w momencie rozpoczęcia badania. Szczury pochodzą z linii Simonsen (Gilroy, Kalifornia, USA), są hodowane w wiriarium Western Washington University i utrzymywane indywidualnie w 12-godzinnym odwróconym cyklu dobowym (światło wygaszone o 07:00), z dostępem do wody i pelletu Mazuri Rodent Pellets od Purina Mills Inc. (Gray Summit, MO, USA) ad libitum.</li>
 <li>Wszystkie treningi i testy odbywają się w godzinach 09:00-13:00, a kohorty szczurów są zawsze trenowane i testowane codziennie o tej samej porze.</li>
 <li>W czasie trwania badania szczury są ważone w każdy poniedziałek, środę i piątek.</li>
 <li>Bezpośrednio przed fazą treningową szczury są pozbawiane wody przez około 20 h, aby zachęcić je do samopodawania sacharozy w pierwszym dniu treningu.</li>
</ol>
2. Procedury behawioralne
Wszystkie procedury behawioralne oparte na warunkowaniu instrumentalnym wykorzystują standardowe komory do warunkowania instrumentalnego (Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA) z pompą infuzyjną (Razel Scientific Instruments, St. Albans, VT, USA) umieszczoną na górze każdej komory. Komory do warunkowania instrumentalnego są zamknięte w wygłuszonych szafach z wentylatorami (Western Washington University, USA). Wszystkie warunki eksperymentalne i gromadzenie danych są kontrolowane przez oprogramowanie Med PC IV (Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA).
Komory warunkowania operacyjnego (30 x 20 x 24 cm) zawierają dwie dźwignie (jedną stacjonarną i jedną chowaną), generator tonów, białą lampkę bodźca nad chowaną dźwignią oraz czerwoną lampkę pokojową na przeciwległej ścianie. Pompa infuzyjna podaje sacharozę do pojemnika z nagrodą po prawej stronie aktywnej dźwigni. Dźwignie znajdują się 10 cm nad kratownicową podłogą. Cztery podczerwone wiązki fotokomórek przecinają każdą komorę. Przednie wiązki znajdują się w odległości 10,5 cm od ścian bocznych, a boczne wiązki w odległości 6 cm od ścian bocznych. Każda wiązka znajduje się 4,5 cm nad podłogą z prętów ze stali nierdzewnej. Wiązki są ustawione tak, aby zliczać liczbę całkowitych przerwań. Całkowita liczba przerwań wiązek jest rejestrowana podczas Treningu oraz Testów głodu.
Z wyjątkiem ograniczenia dostępu do wody przed pierwszą sesją treningową, szczury mają dostęp do pokarmu i wody ad libitum zarówno w klatkach domowych, jak i w komorach warunkowania operacyjnego. Komory znajdują się w dedykowanym pomieszczeniu testowym, które, podobnie jak w wiwarium, funkcjonuje w odwróconym cyklu światła. Szczury są transportowane w klatkach domowych między pomieszczeniami na wózku przykrytym tkaniną blokującą światło. Po zakończeniu każdej sesji szczury są wracane do klatek domowych.
Typowy eksperyment składa się z trzech faz: treningu, wymuszonej abstynencji oraz testowania. Testowanie jest sesją, podczas której ocenia się głód narkotykowy. W zależności od badania, ocenę tę przeprowadzamy w ramach dwóch ogólnych procedur testowych. Obie procedury zostały opisane w rozdziałach 2.3.1 i 2.3.2.
<ol>
 <li>Trening
 <ol>
 <li>W typowym eksperymencie szczury spędzają 2 h/dobę przez 10 kolejnych dni w komorach warunkowania operacyjnego, gdzie mogą naciskać chowaną (aktywną) dźwignię w celu otrzymania 0,2 ml 10% roztworu sacharozy do zbiornika znajdującego się po prawej stronie dźwigni.</li>
 <li>Reakcja ta aktywuje również bodziec złożony składający się z sygnału dźwiękowego (2 kHz, 15 dB powyżej hałasu otoczenia) i białego światła. Bodziec złożony trwa 5 s, po czym następuje 40-s przerwa (time out), podczas której nacisnięcia aktywnej dźwigni są rejestrowane, ale nie wywołują zaprogramowanych skutków.</li>
 <li>Reakcja na nieaktywnej (stacjonarnej) dźwigni nie ma zaprogramowanych skutków, jednak nacisnięcia są rejestrowane. Liczba przerw w wiązce światła jest rejestrowana podczas treningu i testów. Wszystkie miary reakcji i lokomocji są zapisywane jako przebiegi czasowe (interwały 2-minutowe), lecz zazwyczaj raportowane są jako wartości całkowite na sesję.</li>
 </ol>
 </li>
 <li>Wymuszona abstynencja. Szczury pozostają w klatkach domowych przez cały czas trwania wymuszonej abstynencji. Typowe stosowane przez nas okresy wymuszonej abstynencji polegają na testowaniu szczurów w dniu bezpośrednio następującym po ostatnim dniu treningu (dzień 1 wymuszonej abstynencji) lub 30 dni po ostatnim dniu treningu (dzień 30 wymuszonej abstynencji).</li>
 <li>Testowanie
 <ol>
 <li>Wygaszanie bez sygnałów. W tej procedurze testowej szczury mogą najpierw naciskać aktywną dźwignię w warunkach identycznych z treningiem, z wyjątkiem tego, że reakcja nie wywołuje skutków, a czas trwania sesji wynosi 1 h. W dniu testu szczury przechodzą co najmniej sześć takich sesji wygaszania. Każda sesja wygaszania jest oddzielona 5-minutowym okresem, podczas którego aktywna dźwignia jest chowana, a światło w pomieszczeniu zostaje wyłączone. „Wygaszanie” uznaje się za osiągnięte, jeśli liczba reakcji na aktywną dźwignię spadła poniżej 20 nacisnięć/h. Niektóre szczury wymagają siódmej sesji. Kolejna sesja (po kolejnej 5-minutowej przerwie) jest sesją testową, w której szczury mogą naciskać dźwignię w celu uzyskania sygnału dźwiękowego i świetlnego, który był początkowo parowany z każdym podaniem sacharozy podczas treningu.</li>
 <li>Wygaszanie z sygnałami. W tej skróconej procedurze testowej szczury mogą naciskać aktywną dźwignię w warunkach identycznych z treningiem, z wyjątkiem tego, że sacharoza nie jest podawana.</li>
 </ol>
 </li>
 <li>Naciskanie nieaktywnej dźwigni służy jako miara dyskryminacji dźwigni. Jest ono również, wraz z przerwami w wiązce światła, wykorzystywane jako miara nieswoistej aktywacji motorycznej. Zmiany motoryczne w kontraście do motywacyjnych komplikują interpretację zachowań związanych z głodem (craving). Dane dotyczące reakcji na nieaktywną dźwignię oraz przerw w wiązce światła są przydatne w wyjaśnieniu wkładu motoryki i motywacji w głód, podobnie jak grupy porównawcze w badaniach farmakologicznych, w których szczury reagujące z wysoką częstotliwością na sacharozę lub inny pokarm są poddawane działaniu związku potencjalnie wpływającego na głód (np. 7,8).</li>
</ol>
3. Reprezentatywne manipulacje w celu wpłynięcia na głód sacharozy po zmiennych okresach wymuszonej abstynencji
Ogólna metoda opisana w niniejszym materiale umożliwia badanie behawioralnych i neurobiologicznych uwarunkowań głodu po zmiennych okresach wymuszonej abstynencji. Przedstawione tutaj metody odnoszą się do Reprezentatywnych Wyników opisanych w sekcji 4.
<ol>
 <li>Sycenie. Niektóre szczury otrzymały butelki z 10 % sacharozą w swoich klatkach domowych przez 17 h bezpośrednio przed Testowaniem 8. Szczury w tej badaniu były testowane przy użyciu procedury wygaszania bez sygnałów.</li>
 <li>Wzbogacenie środowiskowe. Podczas okresu wymuszonej abstynencji część szczurów pozostała w klatkach indywidualnych (Kontrola), podczas gdy pozostałe przeniesiono do dużej klatki (36 " szerokości x 20 " głębokości x 40 " wysokości; Quality Cage Products, Portland, OR, USA) z trzema kohortami (Wzbogacone). Zwierzęta ze grupy Wzbogaconej miały w swoim środowisku kilka zabawek, w tym rurki PVC, a dodatkowo w każdy poniedziałek, środę i piątek otrzymywały nowe zabawki 10. Szczury w tej badaniu były testowane przy użyciu procedury wygaszania bez sygnałów.</li>
 <li>Wyzwanie farmakologiczne. W dniu testowania szczury zostały poddane wstępnemu traktowaniu dawką antagonisty dopaminowych receptorów D1 SCH 23390. Szczury w tej badaniu były testowane przy użyciu procedury wygaszania z sygnałami.</li>
</ol>
4. Reprezentatywne wyniki:
<img alt="Wykresy liniowe i słupkowe analizy zachowania; dane z treningu i testów z okresu 30 dni; wskaźniki aktywne i nieaktywne." src="/files/ftp_upload/3335/3335fig1.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1 Reprezentatywne dane z treningu i testów dla eksperymentu inkubacji głodu sacharozy.
Punkty danych wskazują średnie ± SEM. Liczebność grupy dla Ryc. 1a wynosi 77 szczurów, a dla Ryc. 1b liczebność grup wynosiła od 11 do 12 osobników na grupę. * istotna różnica w stosunku do grupy z Dnia 1, p &lt; 0.05. Rycina została opracowana na podstawie danych z 8 za zgodą wydawnictwa Springer.
<img alt="Wykres słupkowy odpowiedzi nasycenia; dzień 1 vs dzień 30; wpływ wygaszania i wskazówki; zmiana statystyczna." src="/files/ftp_upload/3335/3335fig2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2 Wpływ nasycenia sacharozą na głód sacharozy po 1 lub 30 dniach wymuszonej abstynencji. Wielkość grup wynosi 8-9 osobników na grupę. * istotna różnica w stosunku do grupy z dnia 1, † istotna różnica w stosunku do grupy kontrolnej, p &lt; 0.05. Rycina została zaadaptowana z 9 za zgodą wydawnictwa Elsevier.
<img alt="Wykres wzbogacenia środowiskowego; kontrola vs. wzbogacone wygaszanie i sygnał przez 30 dni." src="/files/ftp_upload/3335/3335fig3.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3 Miesiąc wzbogacenia środowiskowego zmniejszył głód sacharozy. Liczebność grup wynosi 8 szczurów dla każdej z nich. * istotna różnica względem dnia 1, † istotna różnica względem grupy kontrolnej, p &lt; 0.05. Rysunek adapted z 10 za zgodą Wolters Kluwer Health.
<img alt="Wykres słupkowy zależności dawka-odpowiedź dla SCH 23390; porównanie reakcji w czasie; badanie farmakologiczne." src="/files/ftp_upload/3335/3335fig4.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4 Systemiczne podanie SCH 23390 skuteczniej zmniejszyło głód sacharozy po jednym dniu wymuszonej abstynencji. Liczebność grup wynosi 8-12 osobników na grupę. * istotna różnica w stosunku do grupy z Dnia 1, † istotna różnica w stosunku do grupy z dawką 0, p &lt; 0.05. Rycina opracowana na podstawie 8 za zgodą wydawnictwa Springer.
<ol>
 <li>Rysunek 1 przedstawia reprezentatywne dane z treningu i testów u szczurów samopodających sacharozę (Rysunek 1 GÓRA), a następnie reagujących w fazie wygaszania przy dostępnym sygnale powiązanym z sacharozą (Rysunek 1 DÓŁ). Jak widać, szczury reagują selektywnie na dźwignię aktywną podczas treningu oraz podczas testów. Co ciekawe, reakcje na dźwignię nieaktywną oraz aktywność lokomotoryczna wykazują pewną inkubację, choć efekt ten jest najsilniejszy w przypadku reakcji na dźwignię aktywną.</li>
 <li>Rysunek 2 przedstawia wpływ sytości sacharozą na głód sacharozy po 1 lub 30 dniach wymuszonej abstynencji. Sytość zmniejszyła reakcje w fazie wygaszania bez sygnałów po obu okresach wymuszonej abstynencji, ale zmniejszyła reakcje na sam sygnał sacharozy tylko u szczurów, które przeszły jedynie jeden dzień wymuszonej abstynencji.</li>
 <li>Jak pokazano na Rysunku 3, wzbogacenie środowiskowe zredukowało inkubowane reakcje w fazie wygaszania bez sygnału oraz reakcje na sam sygnał sacharozy do poziomów obserwowanych po zaledwie jednym dniu wymuszonej abstynencji.</li>
 <li>Rysunek 4 obrazuje zależny od czasu abstynencji efekt SCH 23390 na reakcje w fazie wygaszania z sygnałami. SCH 23390 był najskuteczniejszy w redukowaniu głodu sacharozy po 1, a nie po 30 dniach wymuszonej abstynencji.</li>
</ol>

<ol><li>Sobik, L., Hutchison, K., Craighead, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cue-elicited+craving+for+food%3A+a+fresh+approach+to+the+study+of+binge+eating%5BTitle%5D)+AND+%22Appetite%22%5BJournal%5D)">Cue-elicited craving for food: a fresh approach to the study of binge eating.</a> Appetite. 44, 253-2561 (2005).</li>
<li>Geiger, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deficits+of+mesolimbic+dopamine+neurotransmission+in+rat+dietary+obesity%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Deficits of mesolimbic dopamine neurotransmission in rat dietary obesity.</a> Neuroscience. 159, 1193-1199 (2009).</li>
<li>Grimm, J. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGrimm%2C+JW+%22Craving+In+Animal+Models+of+Drug+Addiction%22">Craving In Animal Models of Drug Addiction</a>. Olmstead, C. , Humana Press. New York. 311-336 (2011).</li>
<li>Grimm, J. W., Kruzich, P. J., See, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contingent+access+to+stimuli+associated+with+cocaine+self-administration+is+required+for+reinstatement+of+drug-seeking+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Psychobiology%22%5BJournal%5D)">Contingent access to stimuli associated with cocaine self-administration is required for reinstatement of drug-seeking behavior.</a> Psychobiology. 28, 383-386 (2000).</li>
<li>Bossert, J. M., Ghitza, U. E., Lu, L., Epstein, D. H., Shaham, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobiology+of+relapse+to+heroin+and+cocaine+seeking%3A+an+update+and+clinical+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Neurobiology of relapse to heroin and cocaine seeking: an update and clinical implications.</a> Eur. J. Pharmacol. 526, 36-50 (2005).</li>
<li>Bossert, J. M., Poles, G. C., Wihbey, K. A., Koya, E., Shaham, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+effects+of+blockade+of+dopamine+D1-family+receptors+in+nucleus+accumbens+core+or+shell+on+reinstatement+of+heroin+seeking+induced+by+contextual+and+discrete+cues%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Differential effects of blockade of dopamine D1-family receptors in nucleus accumbens core or shell on reinstatement of heroin seeking induced by contextual and discrete cues.</a> J. Neurosci. 27, 12655-12663 (2007).</li>
<li>Grimm, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+systemic+or+nucleus+accumbens-directed+dopamine+D1+receptor+antagonism+on+sucrose+seeking+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Effects of systemic or nucleus accumbens-directed dopamine D1 receptor antagonism on sucrose seeking in rats.</a> Psychopharmacology (Berl). , (2011).</li>
<li>Grimm, J. W., Fyall, A. M., Osincup, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incubation+of+sucrose+craving%3A+effects+of+reduced+training+and+sucrose+pre-loading%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">Incubation of sucrose craving: effects of reduced training and sucrose pre-loading.</a> Physiol Behav. 84, 73-79 (2005).</li>
<li>Grimm, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+enrichment+attenuates+cue-induced+reinstatement+of+sucrose+seeking+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Environmental enrichment attenuates cue-induced reinstatement of sucrose seeking in rats.</a> Behav Pharmacol. 19, 777-785 (2008).</li>
<li>Shaham, Y., Shalev, U., Lu, L., De Wit, H., Stewart, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+reinstatement+model+of+drug+relapse%3A+history%2C+methodology+and+major+findings%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">The reinstatement model of drug relapse: history, methodology and major findings.</a> Psychopharmacology (Berl). 168, 3-20 (2003).</li>
<li>Childress, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Limbic+activation+during+cue-induced+cocaine+craving%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Limbic activation during cue-induced cocaine craving.</a> Am J Psychiatry. 156, 11-18 (1999).</li>
<li>Gearhardt, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+Correlates+of+Food+Addiction%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Gen.+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Neural Correlates of Food Addiction.</a> Arch. Gen. Psychiatry. , (2011).</li>
<li>Markou, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+drug+craving%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Animal models of drug craving.</a> Psychopharmacology (Berl). 112, 163-182 (1993).</li>
<li>Phillips, R. G., LeDoux, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+contribution+of+amygdala+and+hippocampus+to+cued+and+contextual+fear+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Differential contribution of amygdala and hippocampus to cued and contextual fear conditioning.</a> Behav. Neurosci. 106, 274-285 (1992).</li>
<li>Holland, P. C., Bouton, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampus+and+context+in+classical+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Hippocampus and context in classical conditioning.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 9, 195-202 (1999).</li>
<li>Epstein, D. H., Preston, K. L., Stewart, J., Shaham, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+a+model+of+drug+relapse%3A+an+assessment+of+the+validity+of+the+reinstatement+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Toward a model of drug relapse: an assessment of the validity of the reinstatement procedure.</a> Psychopharmacology (Berl). 189, 1-16 (2006).</li>
<li>Kupferschmidt, D. A., Brown, Z. J., Erb, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Procedure+for+Studying+the+Footshock-Induced+Reinstatement+of+Cocaine+Seeking+in+Laboratory+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">A Procedure for Studying the Footshock-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Laboratory Rats.</a> J. Vis. Exp. (47), (2011).</li>
</ol>

Wszystkie procedury zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi określonymi w „Principles of Laboratory Animal Care” (publikacja NIH nr 86-23) i zostały zatwierdzone przez Institutional Animal Care and Use Committee Uniwersytetu Western Washington.

Procedury opisane w niniejszej pracy można by uznać za procedury przywracania (reinstatement), choć technicznie jest to nieścisłe, ponieważ naciskanie dźwigni w odpowiedzi na sygnał nie zostaje wygaszone przed sesją testową badania głodu (craving). W typowej procedurze przywracania reakcje na sygnały powiązane z nagrodą są wygaszane, a następnie „przywracane” poprzez niekontyngentne podanie nagrody (przywracanie indukowane torowaniem) lub zastosowanie stresora, takiego jak wstrząs stopy (przywracanie indukowane stresem) ...

<table><tbody><tr><td>Klatka do wzbogacania środowiska</td><td>Quality Cage Company</td><td>FH-36&amp;#189;T-N</td><td></td></tr><tr><td>Komora operantowa</td><td>Med Associates, Inc.</td><td>MED-008-CT-B3</td><td></td></tr><tr><td>SCH 23390</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D054</td><td></td></tr></tbody></table>

ogólna metoda oceny inkubacji głodu sacharozy u szczurów

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

W przypadku osób stosujących dietę z ograniczeniem spożycia pokarmów, głód pokarmowy w odpowiedzi na bodźce skojarzone z jedzeniem może stanowić kluczowy punkt przejścia behawioralnego między abstynencją a nawrotem spożywania pokarmów 1. Głód pokarmowy konceptualizowany w ten sposób jest analogiczny do głodu narkotykowego w odpowiedzi na bodźce skojarzone z narkotykami. Powstała obszerna literatura dotycząca determinant behawioralnych i neurobiologicznych głodu narkotykowego; my oraz inni badacze skupiamy się ostatnio na przeniesieniu technik z podstawowych badań nad uzależnieniami, aby lepiej zrozumieć zachowania podobne do uzależnień związane z jedzeniem 2-4.
Podobnie jak w poprzednich badaniach nad głodem narkotykowym, badamy zachowanie związane z głodem sacharozy, wykorzystując szczurzy model nawrotu. W modelu tym szczury w ramach sesji trwających kilka dni samodzielnie podają sobie lek lub pokarm. Podczas sesji naciskanie dźwigni powoduje dostarczenie nagrody wraz z bodźcem dźwiękowym i świetlnym. Zachowanie głodowe jest następnie definiowane operacyjnie jako reagowanie w kolejnej sesji, w której nagroda jest niedostępna. Szczury będą wiarygodnie reagować na bodziec dźwiękowy i świetlny, prawdopodobnie ze względu na jego nabyte uwarunkowane właściwości wzmacniające 5. Zachowanie to jest czasami określane jako poszukiwanie sacharozy lub reaktywność na sygnały. W niniejszej dyskusji będziemy używać terminu „głód sacharozy”, aby objąć oba te konstrukty.
W ciągu ostatniej dekady skupialiśmy się na tym, jak długość czasu następującego po samodzielnej administracji nagrody wpływa na głód nagrody. Co ciekawe, szczury zwiększają reakcję na sygnał powiązany z nagrodą w ciągu kilku tygodni okresu wymuszonej abstynencji. To „inkubowanie głodu” obserwuje się u szczurów, które samodzielnie przyjmowały albo pokarm, albo substancje nadużywane 4,6. Ten zależny od czasu wzrost głodu, który zidentyfikowaliśmy w modelu zwierzęcym, może mieć ogromne znaczenie w kontekście ludzkich zachowań związanych z uzależnieniem od narkotyków i jedzenia.
Przedstawiamy tutaj protokół oceny inkubowania głodu sacharozy u szczurów. Wskazane zostaną warianty procedury, w których głód oceniany jest jako reakcja na pojedynczy sygnał powiązany z sacharozą po wygaszeniu naciskania dźwigni w kontekście samodzielnej administracji sacharozy (Wygaszanie bez sygnałów) lub jako reakcja na sygnały powiązane z sacharozą w ogólnym kontekście wygaszania (Wygaszanie z sygnałami).

Reagowanie na sygnały powiązane z pokarmem lub lekiem nasila się w czasie okresu abstynencji, co może wiązać się ze zwiększoną podatnością na zachowania nawrotowe. W niniejszym materiale szczegółowo opisujemy procedurę oceny tej „inkubacji głodu” (ang. incubation of craving) u szczurów, które podawały sobie samodzielnie sacharozę.

Ogólna metoda oceny inkubacji głodu sacharozy u szczurów

W przypadku osób na diecie z ograniczeniem spożycia pokarmów, głód specyficzny (food craving) w odpowiedzi na wskazówki związane z jedzeniem może stanowić kluczowy punkt przejścia behawioralnego między abstynencją a...

Ogólnym celem niniejszego eksperymentu jest ocena głodu sacharozy u szczurów po krótkim lub przedłużonym okresie wymuszonej abstynencji od samopodawania sacharozy. Cel ten jest realizowany poprzez umożliwienie szczurom samopodawania sacharozy w ciągu 10 codziennych sesji. Następnie szczury zostają poddane okresowi wymuszonej abstynencji od samopodawania sacharozy poprzez pozostawienie ich w klatkach domowych przez jeden lub 30 dni.Ostatnim krokiem procedury jest powrót szczurów do środowiska samopodawania i umożliwienie im reakcji na sygnały, które były wcześniej jednoznacznie powiązane z samopodawaniem sacharozy, ale nie z samą sacharozą. Ostatecznie wyniki pokazują, jak intensywność reakcji na sygnały sprzężone z sacharozą zmienia się w zależności od długości wymuszonej abstynencji. Jak zgłaszaliśmy wcześniej, głód sacharozy zwiększa się lub ulega inkubacji podczas miesiąca wymuszonej abstynencji od sacharozy.W celu zbadania behawioralnych i neurobiologicznych substratów inkubacji głodu narkotykowego można przeprowadzić eksperymenty z samodzielnym podawaniem substancji zgodnie z opisaną procedurą. Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami jest możliwość zróżnicowania czasu następującego po ostatniej sesji samodzielnego podawania. Metoda ta może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w badaniach nad uzależnieniami, w szczególności dotyczące tego, jak długość okresu wymuszonej abstynencji wpływa na nasilenie głodu.Implikacje stosowania tej techniki rozciągają się na terapię zachowań nawrotowych. W szczególności, ponieważ ogromna większość osób doświadczyła nawrotu po dłuższym okresie abstynencji. Metoda ta może jednak dostarczyć wglądu w mechanizm głodu cukrowego.Metodę tę można zastosować również do innych nagród, takich jak substancje psychoaktywne. W niniejszym badaniu wykorzystano samce szczurów linii long Evans, które w momencie rozpoczęcia badania miały trzy miesiące. Szczury utrzymywano indywidualnie w 12-godzinnym odwróconym cyklu dobowym, z dostępem ad libitum do paszy w formie peletu oraz wody; przed rozpoczęciem procedury należy zważyć wszystkie zwierzęta doświadczalne i kontrolne, a następnie monitorować ich masę ciała.Zwierzęta należy ważyć w każdy poniedziałek, środę i piątek przez cały czas trwania badania. Na koniec, około 20 godzin przed rozpoczęciem badania nad głodem sacharozy, należy wprowadzić deprywację wody. Zachęci to do samodzielnego podawania sacharozy w pierwszym dniu treningu.Wszystkie szkolenia i testy odbywają się między godziną 9:00 a 13:00, a grupy są zawsze szkolone i testowane codziennie o tej samej porze w pomieszczeniu testowym. Komory warunkowania operacyjnego znajdują się w dźwiękochłonnych szafach z wentylatorami. Komory użyte w tym badaniu mają wymiary 30 na 20 na 24 centymetrów i zawierają dwie dźwignie: dźwignię stacjonarną oraz dźwignię chowaną.Oba dźwignie są umieszczone 10 centymetrów nad kratową podłogą. Dodatkowo komory zawierają generator tonów, białe światło stymulujące nad chowaną dźwignią oraz czerwone światło pokojowe na przeciwległej ścianie. Aby ocenić aktywność lokomotoryczną, komory są wyposażone w podczerwone wiązki fotoelektryczne; wiązki przednie znajdują się 10,5 centymetra od ścian bocznych, a wiązki boczne w odległości sześciu centymetrów od ścian bocznych.Każda belka znajduje się 4,5 cm nad podłogą z prętów ze stali nierdzewnej. Napełnij pompę infuzyjną znajdującą się na górze każdej komory świeżym 10% roztworem sacharozy. Zaprogramuj odpowiednie oprogramowanie tak, aby pompa podała 0,2 ml 10% roztworu sacharozy do zbiornika znajdującego się po prawej stronie dźwigni.Dodatkowo, przy użyciu powiązanego programu oprogramowania komory, nacisnięcie dźwigni chowanej lub aktywnej aktywuje również bodziec złożony składający się z sygnału dźwiękowego i białego światła. Bodziec złożony powinien trwać pięć sekund, a po nim powinna nastąpić 42-sekundowa przerwa, podczas której nacisnięcia dźwigni aktywnej będą rejestrowane, lecz nie będą miały zaprogramowanych konsekwencji. Dźwignia stacjonarna lub nieaktywna jest zaprogramowana tak, aby jej naciśnięcie nie wywoływało żadnych konsekwencji, a jedynie rejestrowało liczbę naciśnięć.W zasadzie oprogramowanie powinno rejestrować wszystkie naciśnięcia obu dźwigni oraz liczbę przerw w wiązce podczerwieni podczas każdej sesji treningowej. Pierwszego dnia treningu umieść szczura w komorze warunkowania instrumentalnego na łącznie dwie godziny. W tym czasie szczur może swobodnie się poruszać i naciskać chowaną dźwignię w celu podania 10% roztworu sacharozy lub naciskać nieaktywną dźwignię stacjonarną.Wszystkie miary reakcji i lokomocji są rejestrowane w formie przebiegów czasowych w dwuminutowych przedziałach, lecz zazwyczaj raportuje się je jako sumy dla całej sesji. Po upływie dwóch godzin należy wyjąć szczura i przenieść go z powrotem do klatki domowej. Należy upewnić się, że komora warunkowania operacyjnego została dokładnie oczyszczona z wszelkich pozostałości i sygnałów zapachowych, które mogłyby zakłócić kolejne sesje treningowe.Podczas okresu wymuszonej abstynencji szczury pozostają w klatkach domowych z dostępem do wody i paszy w formie peletek ad libitum. Okres wymuszonej abstynencji może trwać tak długo, jak jest to konieczne. Typowy przedział czasowy dla badań nad inkubacją głodu narkotykowego wynosi od 1 do 30 dni.Dodatkowo w warunkach kontrolnych można badać inne parametry, takie jak sacharoza, sytość lub efekt wzbogacenia środowiskowego. W tym okresie przedstawiono tutaj dwa paradygmaty testowe. Pierwszy z nich ilustruje wygaszanie bez wskazówek.Najpierw należy przygotować komorę warunkowania instrumentalnego tak, aby odzwierciedlała ona warunki treningowe, z wyjątkiem tego, że sygnał dźwiękowy i białe światło nie są aktywowane w odpowiedzi na naciśnięcie dźwigni aktywnej. Zaprogramuj komorę tak, aby przeprowadzić sześć takich jednogodzinnych sesji wygaszania, z których każda jest oddzielona pięciominutowym okresem, podczas którego światło w komorze jest wyłączone, a dźwignia aktywna jest cofnięta, i aby przebiegały one bez przerw. Następnie, po zakończeniu wymuszonego okresu abstynencji, umieść szczura w komorze warunkowania instrumentalnego i pozwól mu reagować na dźwignię aktywną podczas sześciu jednogodzinnych sesji wygaszania.Wygaszenie behawioralne uznaje się za zaistniałe, jeśli liczba aktywnych naciśnięć dźwigni w szóstej sesji wygaszania spadła poniżej 20 naciśnięć na godzinę. Jeśli nie nastąpiło wygaszenie, należy przeprowadzić z szczurem siódmą sesję wygaszania. Kolejna sesja, po kolejnej pięciominutowej przerwie, to godzinna sesja testowa, podczas której szczury mogą naciskać dźwignię w odpowiedzi na sygnał dźwiękowy i świetlny, który był początkowo parowany z każdym podaniem sacharozy podczas treningu dla drugiej procedury testowej wygaszania z sygnałami; komora warunkowania operacyjnego jest skonfigurowana tak, aby odzwierciedlać warunki treningowe.Z wyjątkiem tego, że po naciśnięciu aktywnej dźwigni nie podawany jest roztwór sacharozy, szczur przeznaczony do badania jest umieszczany w komorze warunkowania operacyjnego na okres dwóch godzin. Naciskanie nieaktywnej dźwigni w połączeniu z danymi z przerywania wiązki może być również wykorzystane jako miara nieswoistej aktywacji motorycznej. Wynika to z faktu, że zmiany motoryczne w przeciwieństwie do motywacyjnych mogą potencjalnie utrudniać interpretację zachowania reaktywnego na Q.Rysunek ten ilustruje typowe dane uzyskane od grupy 77 normalnych szczurów szkolonych w celu samopodawania sacharozy. Zgodnie z paradygmatem szkoleniowym opisanym w niniejszym protokole, widać, że podczas szkolenia szczury reagują selektywnie na dźwignię aktywną. Tutaj przedstawiono dane uzyskane z sesji testowej.Zaobserwowano, że szczury wykazują reakcję w procesie wygaszania przy dostępnym sparowanym sygnale oraz wygaszanie z sygnałami. Ponownie, podczas testowania szczury reagują selektywnie na dźwignię aktywną, natomiast reakcje na dźwignię nieaktywną oraz aktywność lokomotoryczna wykazują pewną inkubację, choć efekt ten jest najbardziej wyraźny w przypadku reakcji na dźwignię aktywną; wielkość grup wynosiła od 11 do 12 osobników na grupę, a istotna różnica została odnotowana między grupami z dnia pierwszego i dnia 30. przy wartości P mniejszej niż 0,05. Rysunek ten przedstawia wpływ nasycenia sacharozą na reaktywność na sacharozę po 1 lub 30 dniach wymuszonej abstynencji; niektóre szczury otrzymały butelki z 10% sacharozą w swoich klatkach domowych przez 17 godzin bezpośrednio przed testowaniem z wykorzystaniem wygaszania bez sygnałów.Procedura: redukcja sytości w procesie wygaszania bez wskazówek doprowadziła do zmniejszenia reakcji po obu okresach wymuszonej abstynencji, jednakże zmniejszenie reakcji na samą sacharozę Q wystąpiło jedynie u szczurów, które przeszły jednodniową wymuszoną abstynencję; liczebność grup wynosiła od ośmiu do dziewięciu osobników na grupę. Gwiazdka oznacza istotną różnicę w porównaniu z grupą z pierwszego dnia, a symbol krzyżyka oznacza istotną różnicę w porównaniu z grupą kontrolną, gdzie P jest mniejsze niż 0,05. Wyniki te ilustrują, że miesięczne wzbogacenie środowiskowe zmniejszyło reaktywność na sacharozę Q u szczurów.Podczas okresu wymuszonej abstynencji szczury kontrolne pozostały w klatkach indywidualnych, natomiast kohorta w środowisku wzbogaconym została przeniesiona do dużych klatek z kilkoma zabawkami w otoczeniu, w tym z rurkami z PVC. Szczury te otrzymywały również nowe zabawki w każdy poniedziałek, środę i piątek. Szczury w tym badaniu zostały przetestowane z wykorzystaniem procedury wygaszania bez Q'S.Wzbogacenie środowiskowe zredukowało zachowania związane z wygaszaniem inkubowanym bez reagowania na Q oraz reagowania na samą sacharozę Q do poziomów obserwowanych po zaledwie jednym dniu wymuszonej abstynencji; każda grupa składała się z ośmiu szczurów. Gwiazdka oznacza istotną różnicę w stosunku do grupy z pierwszego dnia, a symbol krzyżyka oznacza istotną różnicę w stosunku do grupy kontrolnej, gdzie P jest mniejsze niż 0,05. W tym przypadku szczury otrzymały w dniu testu dawkę antagonisty receptorów dopaminowych D1 s CH 2 3 3 9 0, a następnie zostały poddane procedurze wygaszania z Q.Można zauważyć, że systemiczne podanie s CH 2 3 3 9 0 skuteczniej zmniejsza poszukiwanie sacharozy po jednym dniu wymuszonej abstynencji; każda grupa składała się z ośmiu do 12 szczurów. Gwiazdka oznacza istotną różnicę w stosunku do grupy z pierwszego dnia. Symbol krzyżyka oznacza istotną różnicę w stosunku do grupy kontrolnej, gdzie P jest mniejsze niż 0,05.Podczas przeprowadzania tej procedury należy pamiętać o zrównoważeniu grup przydzielonych do warunków wymuszonej abstynencji w oparciu o ich zachowania treningowe. Po zastosowaniu tej procedury można przeprowadzić inne metody, takie jak samopodawanie narkotyku, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, np. dotyczące generalizacji efektu inkubacji głodu po jego wystąpieniu. Technika ta umożliwiła badaczom z dziedziny uzależnień zbadanie neuronalnych substratów zmian w głodzie występujących u zależnych szczurów w stanie abstynencji.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać gruntowną wiedzę na temat przeprowadzania badania mierzącego zależne od abstynencji pożądanie sacharozy u szczurów, oceniane na podstawie reakcji zwierząt na dźwignię wcześniej powiązaną z samopodawaniem sacharozy.

a-general-method-for-evaluating-incubation-of-sucrose-craving-in-rats

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Ogólna metoda oceny inkubacji pożądania sacharozy u szczurów

Obecne badanie ocenia nowatorską procedurę oceny wzmacniających efektów smacznych roztworów u szczurów laboratoryjnych: samodzielne podawanie wewnątrzustne. W tym celu mierzono reakcję instrumentalną (tj. naciskanie dźwignią) na wewnątrzustne wlewy słodkich roztworów o różnych stężeniach na podstawie ciągłych i progresywnych harmonogramów współczynników wzmocnienia.

Nowatorska procedura oceny wzmacniających właściwości degustatorów u szczurów laboratoryjnych: instrumentalne samodzielne podawanie wewnątrzustne

Protokół warunkowania Proboscis Extension Response (PER), opracowany dla pszczół miodnych (Apis mellifera), dostarcza ekologicznie istotnych i łatwo mierzalnych środków do badania kilku różnych mechanizmów uczenia się u wielu gatunków owadów.

Protokół odpowiedzi na wydłużenie trąby do badania plastyczności behawioralnej u owadów: zastosowanie do badań podstawowych, biomedycznych i rolniczych

Ten protokół opisuje nowatorską i efektywną metodę szybkiego inicjowania reakcji instrumentalnej na etanol u szczurów, która, w przeciwieństwie do standardowych metod, nie wymaga pozbawienia wody ani zaniku sacharyny/sacharozy, aby zainicjować odpowiedź.

Metoda oceny wzmacniających właściwości etanolu u szczurów bez niedoboru wody, blaknięcia sacharyny lub szkolenia o przedłużonym dostępie

Celem tego badania jest zidentyfikowanie rozproszonych sieci mózgowych związanych z nagrodą poprzez nakreślenie niezawodnej techniki immunohistologicznej wykorzystującej komórkową aktywację c-fos do pomiaru jednoczesnych zmian w szlakach dopaminy i miejscach końcowych po nowym spożyciu tłuszczu i cukru u szczurów.

Jednoczesne wykrywanie aktywacji c-FOS z mezolimbicznych i mezokortykalnych miejsc nagrody dopaminy po naiwnym spożyciu cukru i tłuszczu u szczurów

Smak jest ważnym procesem sensorycznym, który ułatwia przyciąganie do dobroczynnych substancji i unikanie substancji toksycznych.  Protokół ten opisuje prosty test spożycia w celu określenia preferencji smakowej Drosophila dla danego związku chemicznego.

Test preferencji smakowych dla dorosłych Drosophila

Reaktywność wskazówek jest rozumiana jako wrażliwość na sygnały związane z doświadczeniami związanymi z zażywaniem narkotyków, które przyczyniają się do głodu i nawrotów u abstynentów. Reaktywność sygnału jest modelowana u szczurów poprzez pomiar orientacji uwagi na sygnały związane z narkotykami, co skutkuje zachowaniem podejścia apetytywnego w teście reaktywności sygnału po samodzielnym podaniu i wymuszonej abstynencji.

Protokół pomiaru reaktywności sygnałów w szczurzym modelu zaburzeń związanych z używaniem kokainy

Ten protokół opisuje nowy model, dzięki któremu zdrowe szczury mogą nabawić się depresji w danym okresie czasu poprzez zarażenie przez kontakt z chronicznymi nieprzewidywalnymi szczurami zestresowanymi (CUS).

Nowa metoda wywoływania zachowań podobnych do depresji u szczurów

Tutaj opisany jest protokół preferencji miejsca uwarunkowanego morfiną (CPP) do pomiaru inkubacji głodu u szczurów.

Protokół warunkowej preferencji miejsca do pomiaru inkubacji łaknienia u szczurów

Prezentowany tutaj jest protokół do badania zachowań podobnych do depresji i anhedonów u szczurów. Łączy dwie dobrze znane metody behawioralne, preferencję sacharozy i testy hipofagii wywołanej nowością, z automatycznym systemem monitorowania spożycia żywności i płynów, aby pośrednio badać zachowanie gryzoni przy użyciu parametrów zastępczych.

Testy preferencji sacharozy i hipofagii wywołanej nowością u szczurów przy użyciu zautomatyzowanego systemu monitorowania spożycia pokarmu

Ten protokół opisuje metodę badania hierarchii społecznej w modelu szczurzym. Szczury wykonują złożone zadanie nurkowania w poszukiwaniu pożywienia, w którym tworzą wyraźną hierarchię zgodnie z ich chęcią nurkowania pod wodą i pływania w celu uzyskania granulki pokarmu. Metoda ta służy do zrozumienia procesu podejmowania decyzji i relacji społecznych wśród wysoce towarzyskich zwierząt w małych grupach.

Złożone zadanie polegające na nurkowaniu w poszukiwaniu pożywienia w celu zbadania organizacji społecznej i interakcji u szczurów

W badaniu tym oceniono skuteczność przeciwdepresyjną Qiangzhifang w szczurzym modelu przewlekłej depresji wywołanej stresem ograniczającym i wyjaśniono jego wpływ regulacyjny na szlaki HIF-1 i JAK-STAT za pomocą farmakologii sieciowej i analizy dokowania molekularnego.

Farmakologia sieciowa i walidacja mechanizmów przeciwdepresyjnych Qiangzhifang w modelu szczura depresji wywołanej przewlekłym stresem

Poznaj metodę oceny inkubacji głodu sacharozy u szczurów po okresie abstynencji. Badanie mierzy reakcję na sygnały związane z nagrodą, co pomaga zrozumieć mechanizmy nawrotów w uzależnieniach.

Ogólna metoda oceny inkubacji głodu sacharozy u szczurów

Przeglądaj więcej filmów