Name: Modelowanie spożycia alkoholu u gryzoni przy użyciu dwóch butelek do wyboru w klatce domowej i analizy mikrostrukturalnej (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-11-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 45 s
Description: Poznaj metodę modelowania spożycia alkoholu u szczurów z wykorzystaniem dwóch butelek do wyboru w klatce domowej oraz analizy mikrostrukturalnej zachowań pijących.

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

Autorzy dziękują Josephowi Pitockowi i dr Katie Przybysz za pomoc techniczną podczas rozwoju LIQ HDR. Dziękujemy również Nicholasowi Petersenowi i dr Marie Doyle za wiele pomocnych rozmów podczas tworzenia LIQ HDR. Prace te były wspierane przez National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism przy National Institutes of Health (P50 AA022538 i R01 AA029130 do EJG).

Intermittent-Access Two-Bottle Choice Drinking with Lick Detection in Rats

<ol><li>GBD 2016 Alcohol Collaborators. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alcohol+use+and+burden+for+195+countries+and+territories%2C+1990-2016%3A+a+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2016%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Alcohol use and burden for 195 countries and territories, 1990-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016.</a> Lancet. 392 (10152), 1015-1035 (2018).</li>
<li>Fillmore, K. M., Stockwell, T., Chikritzhs, T., Bostrom, A., Kerr, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moderate+alcohol+use+and+reduced+mortality+risk%3A+systematic+error+in+prospective+studies+and+new+hypotheses%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+Epidemiol%22%5BJournal%5D)">Moderate alcohol use and reduced mortality risk: systematic error in prospective studies and new hypotheses.</a> Annals Epidemiol. 17 (5 Suppl), S16-S23 (2007).</li>
<li>GBD 2020 Alcohol Collaborators. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Population-level+risks+of+alcohol+consumption+by+amount%2C+geography%2C+age%2C+sex%2C+and+year%3A+a+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2020%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Population-level risks of alcohol consumption by amount, geography, age, sex, and year: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2020.</a> Lancet. 400 (10347), 185-235 (2020).</li>
<li>Esser, M. B., Sherk, A., Liu, Y., Naimi, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deaths+from+excessive+alcohol+use+-+United+States%2C+2016-2021%5BTitle%5D)+AND+%22Morbidity+Mortality+Weekly+Rep%22%5BJournal%5D)">Deaths from excessive alcohol use - United States, 2016-2021.</a> Morbidity Mortality Weekly Rep. 73, 154-161 (2024).</li>
<li>Melendez, R. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+%28every-other-day%29+drinking+induces+rapid+escalation+of+ethanol+intake+and+preference+in+adolescent+and+adult+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Intermittent (every-other-day) drinking induces rapid escalation of ethanol intake and preference in adolescent and adult C57BL/6J mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 35 (4), 652-658 (2011).</li>
<li>Wise, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voluntary+ethanol+intake+in+rats+following+exposure+to+ethanol+on+various+schedules%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacologia%22%5BJournal%5D)">Voluntary ethanol intake in rats following exposure to ethanol on various schedules.</a> Psychopharmacologia. 29 (3), 203-210 (1973).</li>
<li>Simms, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+access+to+20%25+ethanol+induces+high+ethanol+consumption+in+Long-Evans+and+Wistar+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Intermittent access to 20% ethanol induces high ethanol consumption in Long-Evans and Wistar rats.</a> Alcohol Clin Exp Res. 32 (10), 1816-1823 (2008).</li>
<li>Carnicella, S., Ron, D., Barak, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intermittent+ethanol+access+schedule+in+rats+as+a+preclinical+model+of+alcohol+abuse%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Intermittent ethanol access schedule in rats as a preclinical model of alcohol abuse.</a> Alcohol. 48 (3), 243-252 (2014).</li>
<li>Loi, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increase+in+alcohol+intake%2C+reduced+flexibility+of+alcohol+drinking%2C+and+evidence+of+signs+of+alcohol+intoxication+in+Sardinian+alcohol-preferring+rats+exposed+to+intermittent+access+to+20%25+alcohol%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Increase in alcohol intake, reduced flexibility of alcohol drinking, and evidence of signs of alcohol intoxication in Sardinian alcohol-preferring rats exposed to intermittent access to 20% alcohol.</a> Alcohol Clin Exp Res. 34 (12), 2147-2154 (2010).</li>
<li>Rhodes, J. S., Best, K., Belknap, J. K., Finn, D. A., Crabbe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+simple+model+of+ethanol+drinking+to+intoxication+in+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behavior%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a simple model of ethanol drinking to intoxication in C57BL/6J mice.</a> Physiol Behavior. 84 (1), 53-63 (2005).</li>
<li>Thiele, T. E., Navarro, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%26%2334%3BDrinking+in+the+dark%26%2334%3B+%28DID%29+procedures%3A+a+model+of+binge-like+ethanol+drinking+in+non-dependent+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">&#34;Drinking in the dark&#34; (DID) procedures: a model of binge-like ethanol drinking in non-dependent mice.</a> Alcohol. 48 (3), 235-241 (2014).</li>
<li>Rimondini, R., Sommer, W., Heilig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+temporal+threshold+for+induction+of+persistent+alcohol+preference%3A+behavioral+evidence+in+a+rat+model+of+intermittent+intoxication%5BTitle%5D)+AND+%22J+Studies+Alcohol%22%5BJournal%5D)">A temporal threshold for induction of persistent alcohol preference: behavioral evidence in a rat model of intermittent intoxication.</a> J Studies Alcohol. 64 (4), 445-449 (2003).</li>
<li>Sommer, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upregulation+of+voluntary+alcohol+intake%2C+behavioral+sensitivity+to+stress%2C+and+amygdala+crhr1+expression+following+a+history+of+dependence%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Upregulation of voluntary alcohol intake, behavioral sensitivity to stress, and amygdala crhr1 expression following a history of dependence.</a> Biol Psychiatry. 63 (2), 139-145 (2008).</li>
<li>Nentwig, T. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+lateral+habenula+is+not+required+for+ethanol+dependence-induced+escalation+of+drinking%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacol%22%5BJournal%5D)">The lateral habenula is not required for ethanol dependence-induced escalation of drinking.</a> Neuropsychopharmacol. 47 (12), 2123-2131 (2022).</li>
<li>Becker, H. C., Lopez, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+ethanol+drinking+after+repeated+chronic+ethanol+exposure+and+withdrawal+experience+in+C57BL%2F6+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Increased ethanol drinking after repeated chronic ethanol exposure and withdrawal experience in C57BL/6 mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 28 (12), 1829-1838 (2004).</li>
<li>Lopez, M. F., Becker, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+pattern+and+number+of+chronic+ethanol+exposures+on+subsequent+voluntary+ethanol+intake+in+C57BL%2F6J+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Effect of pattern and number of chronic ethanol exposures on subsequent voluntary ethanol intake in C57BL/6J mice.</a> Psychopharmacology. 181 (4), 688-696 (2005).</li>
<li>Griffin, W. C., Lopez, M. F., Becker, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intensity+and+duration+of+chronic+ethanol+exposure+is+critical+for+subsequent+escalation+of+voluntary+ethanol+drinking+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Intensity and duration of chronic ethanol exposure is critical for subsequent escalation of voluntary ethanol drinking in mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 33 (11), 1893-1900 (2009).</li>
<li>Hwa, L. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+escalation+of+alcohol+drinking+in+C57BL%2F6J+mice+with+intermittent+access+to+20%25+ethanol%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Persistent escalation of alcohol drinking in C57BL/6J mice with intermittent access to 20% ethanol.</a> Alcohol Clin Exp Res. 35 (11), 1938-1947 (2011).</li>
<li>Vierkant, V., Xie, X., Wang, X., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+models+of+alcohol+use+disorder+and+their+application+for+pathophysiological+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Prot%22%5BJournal%5D)">Experimental models of alcohol use disorder and their application for pathophysiological investigations.</a> Curr Prot. 3 (6), e831(2023).</li>
<li>Greenfield, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risks+of+alcohol+use+disorders+related+to+drinking+patterns+in+the+U.S.+general+population%5BTitle%5D)+AND+%22J+Studies+Alcohol+Drugs%22%5BJournal%5D)">Risks of alcohol use disorders related to drinking patterns in the U.S. general population.</a> J Studies Alcohol Drugs. 75 (2), 319-327 (2014).</li>
<li>Rehm, J., Greenfield, T. K., Rogers, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Average+volume+of+alcohol+consumption%2C+patterns+of+drinking%2C+and+all-cause+mortality%3A+results+from+the+US+National+Alcohol+Survey%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Epidemiol%22%5BJournal%5D)">Average volume of alcohol consumption, patterns of drinking, and all-cause mortality: results from the US National Alcohol Survey.</a> Am J Epidemiol. 153 (1), 64-71 (2001).</li>
<li>Grant, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drinking+typography+established+by+scheduled+induction+predicts+chronic+heavy+drinking+in+a+monkey+model+of+ethanol+self-administration%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Drinking typography established by scheduled induction predicts chronic heavy drinking in a monkey model of ethanol self-administration.</a> Alcohol Clin Exp Res. 32 (10), 1824-1838 (2008).</li>
<li>Nathan, P. E., O'Brien, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+experimental+analysis+of+the+behavior+of+alcoholics+and+nonalcoholics+during+prolonged+experimental+drinking%3A+A+necessary+precursor+of+behavior+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Ther%22%5BJournal%5D)">An experimental analysis of the behavior of alcoholics and nonalcoholics during prolonged experimental drinking: A necessary precursor of behavior therapy.</a> Behav Ther. 2 (4), 455-476 (1971).</li>
<li>Godynyuk, E., Bluitt, M. N., Tooley, J. R., Kravitz, A. V., Creed, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open-source%2C+automated+home-cage+sipper+device+for+monitoring+liquid+ingestive+behavior+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">An open-source, automated home-cage sipper device for monitoring liquid ingestive behavior in rodents.</a> eNeuro. 6 (5), (2019).</li>
<li>Frie, J. A., Khokhar, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+open+source+automated+two-bottle+choice+test+apparatus+for+rats%5BTitle%5D)+AND+%22HardwareX%22%5BJournal%5D)">An open source automated two-bottle choice test apparatus for rats.</a> HardwareX. 5, e00061(2019).</li>
<li>Melo, M. C., Alves, P. E., Cecyn, M. N., Eduardo, P. M. C., Abrahao, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+eight+wireless+automated+cages+system+with+two+lick-o-meters+each+for+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">Development of eight wireless automated cages system with two lick-o-meters each for rodents.</a> eNeuro. 9 (4), (2022).</li>
<li>Wong, K., et al. Socially integrated polysubstance (SIP) system: An open-source solution for continuous monitoring of polysubstance fluid intake in group housed mice. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWong%2C+K+%22Addiction+Neurosci%22">Addiction Neurosci</a>. , (2023).</li>
<li>Frie, J. A., Khokhar, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FARESHARE%3A+An+open-source+apparatus+for+assessing+drinking+microstructure+in+socially+housed+rats%5BTitle%5D)+AND+%22NPP-Digit+Psychiatry+Neurosci%22%5BJournal%5D)">FARESHARE: An open-source apparatus for assessing drinking microstructure in socially housed rats.</a> NPP-Digit Psychiatry Neurosci. 2 (1), 1-7 (2024).</li>
<li>Zhao, Z., et al. INGEsT: An open-source behavioral setup for studying self-motivated ingestive behavior and learned operant behavior. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZhao%2C+Z+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Petersen, N., Adank, D. N., Raghavan, R., Winder, D. G., Doyle, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((LIQ+HD+%28Lick+Instance+Quantifier+Home+Cage+Device%29%3A+An+open-source+tool+for+recording+undisturbed+two-bottle+drinking+behavior+in+a+home+cage+environment%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">LIQ HD (Lick Instance Quantifier Home Cage Device): An open-source tool for recording undisturbed two-bottle drinking behavior in a home cage environment.</a> eNeuro. 10 (4), (2023).</li>
<li>Trujillo, J. L., Roberts, A. J., Gorman, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+timing+of+ethanol+exposure+exerts+enduring+effects+on+subsequent+ad+libitum+consumption+in+C57+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Circadian timing of ethanol exposure exerts enduring effects on subsequent ad libitum consumption in C57 mice.</a> Alcohol Clin Exp Res. 33 (7), 1286-1293 (2009).</li>
<li>Nentwig, T. B., Margaret Starr, E., Judson Chandler, L., Glover, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Absence+of+compulsive+drinking+phenotype+in+adult+male+rats+exposed+to+ethanol+in+a+binge-like+pattern+during+adolescence%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Absence of compulsive drinking phenotype in adult male rats exposed to ethanol in a binge-like pattern during adolescence.</a> Alcohol. 79, 93-103 (2019).</li>
<li>Patwell, R., Yang, H., Pandey, S. C., Glover, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+operant+ethanol+self-administration+paradigm+that+discriminates+between+appetitive+and+consummatory+behaviors+reveals+distinct+behavioral+phenotypes+in+commonly+used+rat+strains%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">An operant ethanol self-administration paradigm that discriminates between appetitive and consummatory behaviors reveals distinct behavioral phenotypes in commonly used rat strains.</a> Neuropharmacology. 201, 108836(2021).</li>
<li>Bito-Onon, J. J., Simms, J. A., Chatterjee, S., Holgate, J., Bartlett, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Varenicline%2C+a+partial+agonist+at+neuronal+nicotinic+acetylcholine+receptors%2C+reduces+nicotine-induced+increases+in+20%25+ethanol+operant+self-administration+in+Sprague-Dawley+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Addict+Biol%22%5BJournal%5D)">Varenicline, a partial agonist at neuronal nicotinic acetylcholine receptors, reduces nicotine-induced increases in 20% ethanol operant self-administration in Sprague-Dawley rats.</a> Addict Biol. 16 (3), 440-449 (2011).</li>
<li>Mill, D. J., Bito-Onon, J. J., Simms, J. A., Li, R., Bartlett, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fischer+rats+consume+20%25+ethanol+in+a+long-term+intermittent-access+two-bottle-choice+paradigm%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Fischer rats consume 20% ethanol in a long-term intermittent-access two-bottle-choice paradigm.</a> PloS One. 8 (11), e79824(2013).</li>
<li>Carnicella, S., Amamoto, R., Ron, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excessive+alcohol+consumption+is+blocked+by+glial+cell+line-derived+neurotrophic+factor%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Excessive alcohol consumption is blocked by glial cell line-derived neurotrophic factor.</a> Alcohol. 43 (1), 35-43 (2009).</li>
<li>Moore, C. F., Lynch, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alcohol+preferring+%28P%29+rats+as+a+model+for+examining+sex+differences+in+alcohol+use+disorder+and+its+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Biochem+Behav%22%5BJournal%5D)">Alcohol preferring (P) rats as a model for examining sex differences in alcohol use disorder and its treatment.</a> Pharmacol Biochem Behav. 132, 1-9 (2015).</li>
<li>Pitock, J. R., et al. Presence of distinct operant phenotypes and transient withdrawal-induced escalation of operant ethanol intake in female rats. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPitock%2C+JR+%22bioRxiv%22">bioRxiv</a>. , (2024).</li>
<li>Carnicella, S., Yowell, Q. V., Ron, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+operant+oral+ethanol+self-administration%3A+a+dose-response+curve+study+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol+Clin+Exp+Res%22%5BJournal%5D)">Regulation of operant oral ethanol self-administration: a dose-response curve study in rats.</a> Alcohol Clin Exp Res. 35 (1), 116-125 (2011).</li>
<li>De Oliveira Sergio, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex-+and+estrous-related+response+patterns+for+alcohol+depend+critically+on+the+level+of+compulsion-like+challenge%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neuro-Psychopharmacol+Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Sex- and estrous-related response patterns for alcohol depend critically on the level of compulsion-like challenge.</a> Prog Neuro-Psychopharmacol Biol Psychiatry. 133, 111008(2024).</li>
<li>Foo, J. C., Skorodumov, I., Spanagel, R., Meinhardt, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex-+and+age-specific+effects+on+the+development+of+addiction+and+compulsive-like+drinking+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Sex+Diff%22%5BJournal%5D)">Sex- and age-specific effects on the development of addiction and compulsive-like drinking in rats.</a> Biol Sex Diff. 14 (1), 44(2023).</li>
<li>Moolten, M., Kornetsky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oral+self-administration+of+ethanol+and+not+experimenter-administered+ethanol+facilitates+rewarding+electrical+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Alcohol%22%5BJournal%5D)">Oral self-administration of ethanol and not experimenter-administered ethanol facilitates rewarding electrical brain stimulation.</a> Alcohol. 7 (3), 221-225 (1990).</li>
</ol>

Wszyscy autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Obecny protokół zawiera instrukcje krok po kroku dotyczące przechwytywania danych dotyczących picia etanolu przy użyciu procedury klatki domowej z przerywanym dostępem do dwóch butelek. Metoda ta może być wdrożona ze względną łatwością i przy niewielkich lub zerowych kosztach lub potrzebie specjalistycznego sprzętu badawczego. Korzystając z przedstawionych tutaj procedur do konstruowania i wdrażania LIQ HDR - systemu wykrywania lizawek do stosowania u szczurów - naukowcy mogą rejestrować dane o mikrostrukturze picia o wysokiej rozdzielczości, oprócz standardowych pomiarów spożycia i preferencji.
Harmonogram przerywanego dostępu opisany w obecnym protokole jest szeroko stosowaną procedurą w dużej mierze dlatego, że jest dobrze znany z tego, że powoduje wyższe poziomy spożycia etanolu niż wiele alternatywnych harmonogramów dostępu do etanolu. Rzeczywiście, wcześniejsze badania wykazały, że szczury z dostępem w trybie przerywanym mają wyższe średnie dzienne spożycie etanolu niż szczury z ciągłym dostępem przez 24 godzinyna dobę 6,7. Niemniej jednak pożądane mogą być różne harmonogramy dostępu do etanolu w zależności od pytania badawczego lub innych parametrów projektu eksperymentalnego. Naukowcy mogą bardzo łatwo zmodyfikować obecny protokół, aby dostosować go do różnych harmonogramów (np. ciągły dostęp, picie w ciemności itp.), po prostu zmieniając czas i dni włączania i wyłączania butelki.
Chociaż picie z dwóch butelek jest stosunkowo prostym do wdrożenia paradygmatem, mogą pojawić się problemy, które mogą zagrozić gromadzeniu danych. Dlatego tak ważne jest, aby eksperymentatorzy codziennie sprawdzali dane, aby szybko zidentyfikować potencjalne problemy. W szczególności badacze powinni zwrócić szczególną uwagę na bardzo duże lub bardzo małe zmiany w wadze butelek, które mogą wskazywać odpowiednio na nieszczelny lub zatkany łyk. Wczesne wychwycenie oznak tych problemów może zapobiec wykluczeniu z analizy wszystkich danych z danego tematu. Rzeczywiście, jeśli badacze zauważą drastyczne zmiany (lub brak zmian) w wadze butelki w ciągu 24 godzin, prosta zmiana na nową butelkę może pomóc w potwierdzeniu, czy dana butelka powinna zostać wycofana z obiegu. Z tych powodów dobrze jest mieć pod ręką dodatkowe butelki i popijaki. Należy jednak zauważyć, że niektóre szczury naturalnie wykazują bardzo niski poziom picia etanolu, np. 35. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku szczurów niektórych szczepów, patrz8 w celu przeglądu. Dlatego naukowcy nie powinni być zaniepokojeni, jeśli niewielka populacja zwierząt w danym eksperymencie ma niskie spożycie etanolu lub nie ma go wcale. Podobnie, niektóre zwierzęta mają skłonność do zabawy łykiem/butelką w sposób, który może sprzyjać rozlaniu. Chociaż rzadko, powtarzające się przypadki dużych zmian masy butelki, które nie są związane ze spożyciem, mogą wymagać usunięcia określonego zwierzęcia z eksperymentu.
Nasz szczegółowy protokół krok po kroku pokazuje łatwość wdrożenia i użytkowania systemu LIQ HDR dla szczurów. Badacze bez wcześniejszej wiedzy lub umiejętności w zakresie elektroniki mikrokontrolerów i programowania mogą łatwo dostosować ten system do swoich potrzeb eksperymentalnych z niewielkimi lub żadnymi modyfikacjami. Nasze reprezentatywne dane dodatkowo wskazują na jego udane zastosowanie w badaniach nad piciem w klatkach dla szczurów w domach i jego potężną zdolność do uchwycenia wielu pomiarów mikrostruktury picia w wysokiej rozdzielczości czasowej. LIQ HDR zawiera kilka modyfikacji konstrukcyjnych w stosunku do swojego poprzednikamyszy 30. Zostało to zrobione nie tylko ze względu na konieczność udanej adaptacji do stosowania u szczurów, ale także w celu poprawy funkcjonalności i doświadczenia użytkownika. Elementy w klatce, w tym wydrukowany w 3D uchwyt na butelkę, blokada łyków i elementy elektroniczne, są przenoszone na górę klatki w celu ochrony przed żuciem, co może skutkować częstą i znaczną utratą danych oraz rotacją sprzętu. Dodanie wycinanego laserowo panelu akrylowego dodatkowo pomaga zapobiegać zniszczeniu tych wrażliwych elementów. Poza panelem akrylowym, który jest wykonany z tego samego materiału, co standardowa klatka dla szczurów w pudełku po butach, wszystkie inne elementy LIQ HDR są niedostępne dla zwierzęcia z wnętrza klatki lub dostępne tylko na krótką chwilę podczas zmiany butelki. Taka konstrukcja ogranicza możliwość zniszczenia elementów urządzenia i ryzyko dla zwierzęcia w wyniku spożycia produktów nieżywnościowych. W przeciwieństwie do stosunkowo pracochłonnych butelek na zamówienie używanych w projekcie LIQ HD, wydrukowany w 3D UCHWYT NA BUTELKĘ LIQ HDR został zaprojektowany tak, aby był kompatybilny z dostępnymi na rynku butelkami do picia dla gryzoni. Butelki są instalowane na górze klatki i są dostępne dla szczurów w taki sam sposób, jak butelki do picia są stosowane podczas standardowej pielęgnacji i hodowli. Dodanie blokerów sipper jest prostym, ale skutecznym rozwiązaniem, które poprawia niezawodność systemu i zapobiega utracie cennych danych, które w przypadku braku blokera mogą wynikać z picia, które ma miejsce przed zainicjowaniem przechwytywania danych na interfejsie Arduino lub błędnych pomiarów lizania, które występują, gdy szczury wchodzą w interakcję z łykami podczas codziennej kalibracji. Podczas gdy znacznie większe klatki dla szczurów wymagają zwiększenia rozmiaru oryginalnego projektu sprzętu, użycie znacznie dłuższych kabli może negatywnie wpłynąć na czułość i dokładność wykrywania pojemnościowego z powodu zakłóceń, a także na integralność komunikacjiI2Cmiędzy łańcuchowymi płytkami czujników a interfejsem Arduino. Obejście tego problemu polega na zastosowaniu systemu komunikacji różnicowej I2C w celu uzyskania ultradalekiego zasięgu, prawie bezstratnej transmisji sygnału za pośrednictwem kabli Ethernet. Materiały użyte do produkcji komponentów w klatce pozwalają na łatwe czyszczenie i dezynfekcję między użyciami. Linkometr można spryskać i przetrzeć 70% roztworem EtOH, przy czym należy zachować ostrożność, aby elementy elektryczne, takie jak przewodząca taśma miedziana, pozostały nienaruszone. Sprzęt nieelektryczny, który ma bezpośredni kontakt ze zwierzęciem, taki jak bloker łyka i panel akrylowy, można dokładnie umyć ciepłą wodą z mydłem.
Niezawodność i skuteczność każdego systemu wykrywania lizawek wymaga odpowiedniej konstrukcji i instalacji, a także szeroko zakrojonych testów, starannego monitorowania błędów i skutecznego rozwiązywania problemów. Wszystkie elementy do majsterkowania muszą być wykonane i zmontowane z wprawą i starannością. Jest to szczególnie ważne w przypadku etapów związanych z, które mogą wymagać praktyki dla początkujących. Niezależnie od tego, przed użyciem w rzeczywistych eksperymentach wymagane jest szeroko zakrojone testowanie wszystkich likometrów. Jeśli system musi zostać zmodyfikowany w celu dostosowania do indywidualnych potrzeb eksperymentalnych, ustawienia czujnika (np. progi dotyku i zwolnienia) mogą wymagać dalszego dostrojenia w celu dokładnego wykrywania lizania. Dla początkujących użytkowników sugerujemy przetestowanie systemu w krótkim, pilotażowym badaniu na małej próbie przy użyciu wysoce smacznego roztworu, który spowoduje wysoki poziom picia. Wykrywanie lizawki można zweryfikować w czasie rzeczywistym, dokonując wizualnej kontroli płytki czujnika, ponieważ dioda LED za każdym razem, gdy zarejestrowane jest lizawki. Silne, znaczące i stałe korelacje między liczbą lizawek a zmianą wagi butelki powinny być wykorzystywane jako punkt odniesienia dla prawidłowej konfiguracji sprzętu i oprogramowania. Nawet po sfinalizowaniu konfiguracji zalecamy rozpoczęcie nagrywania dla danego eksperymentu w dniu, w którym szczury otrzymują dwie butelki zawierające wodę, w celu rozwiązania problemów ze sprzętem, które mogą być widoczne na początku eksperymentu. Korzystne może być również przetestowanie funkcji likometru w dniu wodnym w związku ze zmianą klatki, ponieważ wymaga to odłączenia likometrów i ponownego podłączenia do czujnika. Losowa awaria pojedynczego lizometru lub czujnika, która skutkowałaby bardzo oczywistymi danymi odstającymi (np. brak lub wykryto niewiele lizawek pomimo znacznej zmiany masy butelki) konsekwentnie dla tego samego lizometru, wskazuje na wadliwy komponent (elementy). Zalecamy wcześniejsze przygotowanie dodatkowych komponentów do każdego elementu systemu likometru, aby umożliwić łatwą wymianę w razie potrzeby. Wreszcie, nie można przecenić znaczenia upewnienia się, że kable czujników nie zachodzą na siebie ani nie zginają się nadmiernie. Może to skutkować losowymi przypadkami słabego wykrywania lizania, widocznym przez nieracjonalnie niską liczbę lizania dla danej zmiany wagi butelki lub bardzo długi czas lizania (blisko 60 000 ms dla 1-minutowego pojemnika) obejmujący minuty lub godziny. Niemniej jednak niewielkie straty danych są nieuniknione w badaniach, w których dane zbiera się w ciągu 24 godzin dla wielu zwierząt przez wiele dni przy użyciu podejścia standardowego lub wyposażonego w lizometr. Badacze mogą wykluczyć błędne dane dotyczące rzadkich sesji picia, gdy waga butelki i/lub lizanie wyraźnie nie odzwierciedlają spożycia (np. zatkanie łyka, błąd kalibracji itp.). W takich przypadkach średnia wartość dla danej miary (np. spożycia (g/kg), lizania itp.) w okresie badania dla tego konkretnego podmiotu może zostać zastąpiona brakującą wartością podczas analizy danych. ANOVA z efektami mieszanymi może być również używana jako alternatywa w celu uzupełnienia brakujących punktów danych.
Jedną z zalet paradygmatu picia z wyboru dwóch butelek jest dobrowolny aspekt przyjmowania etanolu. Zapewnia to doskonałą trafność twarzy, szczególnie w świetle wyników pokazujących, że alkohol podawany przez eksperymentatora może mieć znacząco różny wpływ na funkcjonowanie mózgu i zachowanie w porównaniu z dobrowolnie podawanym alkoholem42. Co więcej, dobrowolny charakter paradygmatu pozwala naukowcom uchwycić indywidualne różnice w spożyciu, podobne do zmienności preferencji alkoholowych i wzorców picia obserwowanych u ludzi. Te indywidualne różnice mogą stanowić potężną okazję dla badaczy do skorelowania konsumpcji (spożycia i/lub wzorców) z wielkością obserwowanych efektów patologicznych.
Niemniej jednak należy wziąć pod uwagę pewne ograniczenia paradygmatu picia w klatce domowej z dwiema butelkami. Na przykład, chociaż indywidualna zmienność spożycia etanolu może być korzystna dla niektórych eksperymentów, może być wadą w innych eksperymentach, w których pożądany może być stały poziom odurzenia lub narażenia na etanol. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku eksperymentów badających konsekwencje uzależnienia i odstawienia od przewlekłego narażenia na etanol. Co ważne, picie z dwóch butelek nie jest charakteryzowane jako model uzależnienia - nawet u szczurów z dostępem do etanolu przez dłuższy czas. Tak więc, przy braku objawów towarzyszących odstawieniu, badacze powinni zachować ostrożność w interpretacji konsekwencji długotrwałego spożywania etanolu jako skutków uzależnienia i/lub odstawienia. Rzeczywiście, jest możliwe, jeśli nie prawdopodobne, że szczury pijące stosunkowo duże ilości etanolu podczas procedury wyboru dwóch butelek wykazują objawy odstawienia, ale szczury pijące mniejsze całkowite ilości w danym okresie 24 godzin nie wykazują podobnych objawów uzależnienia. Wzorce picia mogą również odgrywać ważną rolę w tych rozważaniach, ponieważ dwa zwierzęta pijące tę samą ilość w ciągu 24 godzin mogą doświadczać bardzo różnych poziomów zatrucia (tj. BEC) w zależności od wzorca spożycia etanolu22. Podkreśla to użyteczność LIQ HDR w procedurze wyboru dwóch butelek, ponieważ może łatwo zidentyfikować szczury, które spożywają daną dawkę etanolu w szybkim tempie (tj. łyk) w porównaniu z tymi, które spożywają tę samą dawkę w znacznie wolniejszym tempie (tj. łyk). Chociaż jest to potencjalnie niepożądane w badaniach oceniających skutki kontrolowanej dawki etanolu, wykrywanie zmian we wzorcach picia (np. zmniejszone epizody objadania się) po określonej interwencji eksperymentalnej ma znaczącą wartość translacyjną, biorąc pod uwagę podejście do redukcji szkód, które jest coraz częściej stosowane w klinice. Wreszcie, nie jest wymagany wysiłek, aby zwierzęta uzyskały dostęp do etanolu w paradygmatach picia w klatkach domowych, w tym w opisanym tutaj. Dlatego użyteczność tego paradygmatu ogranicza się do analizy samego picia, podczas gdy metody instrumentalne są preferowane w przypadkach, gdy badacze są zainteresowani badaniem poszukiwania alkoholu - co jest ważną cechą AUD.
Podsumowując, opisany tutaj protokół dostarcza naukowcom wszystkich informacji i zasobów niezbędnych do pomiaru spożycia etanolu przez szczury w klatce domowej. Przedstawiamy opcje podejść o stosunkowo niskiej i wysokiej rozdzielczości, zapewniając badaczom elastyczność w wyborze metody, która jest najbardziej odpowiednia dla ich potrzeb badawczych.

Chociaż umiarkowane spożywanie alkoholu historycznie wiązało się z umiarkowanymi korzyściami zdrowotnymi, ostatnie kompleksowe badania na dużą skalę wykazały, że żadna ilość spożywanego alkoholu nie jest bezpieczna1,2. W rzeczywistości spożywanie alkoholu jest siódmym najczęstszym czynnikiem ryzyka śmierci i niepełnosprawności na świecie1, a osoby, które piją nawet niewielkie ilości alkoholu, mają zwiększone ryzyko zachorowania na nowotwory, choroby zakaźne i urazy1,3. W Stanach Zjednoczonych liczba zgonów spowodowanych spożyciem alkoholu wzrosła o prawie 30% w latach 2016-20214. Co ważne, ryzyko śmierci i niepełnosprawności wzrasta monotonicznie wraz ze wzrostem konsumpcji1.
Chociaż badania na ludziach dostarczyły cennych informacji na temat neurobiologii używania i nadużywania alkoholu, eksperymentalna kontrola zapewniana przez modele zwierzęce jest kluczowa dla dogłębnego zrozumienia mechanizmów leżących u podstaw zachowań związanych z piciem i ryzykiem intensywnego picia. Modele te są również cennymi narzędziami do opracowywania metod leczenia mających na celu ograniczenie niekontrolowanego zużycia. Picie w klatce domowej z dwoma butelkami jest jednym z najczęściej stosowanych paradygmatów przedklinicznych do badania spożycia alkoholu przez gryzonie. Wynika to w dużej mierze z łatwości wdrożenia, ponieważ pozwala na pomiar całkowitego dobrowolnego spożycia alkoholu i preferencji bez konieczności korzystania ze specjalistycznego sprzętu badawczego lub skomplikowanych analiz. Korzystając z tego podejścia, naukowcy mogą zbierać pomiary w żądanych odstępach czasu (np. godzinach, dniach, tygodniach), obliczając zmianę wagi butelki od początku do końca sesji picia. Odmiany tej podstawowej metody były stosowane przez wielu w tej dziedzinie, aby ułatwić niskie, umiarkowane lub upijające się poziomy spożycia alkoholu zarówno w krótkich, jak i długich okresach czasu. Na przykład, ciągłe i przerywane procedury wyboru dwóch butelek zostały zastosowane w celu ułatwienia niskiego i umiarkowanego poziomu spożycia alkoholu, odpowiednio, zarówno u myszy5, jak i rats6,7,8. Te same paradygmaty mogą sprzyjać wysokiemu poziomowi spożycia w odmianach preferujących alkohol7,9. Alternatywnie, wykazano, że adaptacja tej metody, która ogranicza dostęp do alkoholu do 2-4 godzin dziennie, rozpoczynając około 3 godziny po rozpoczęciu ciemnego cyklu, powoduje upijanie się u myszy (tj. Picie w ciemności)10,11. Dodatkowe warianty tych metod zostały wykorzystane w połączeniu z metodami, które ułatwiają uzależnienie od alkoholu (tj. przewlekła przerywana ekspozycja na opary etanolu) w celu zbadania eskalacji dobrowolnego picia alkoholu podczas odstawienia12,13,14,15,16,17,18,19.
Chociaż powszechnie przyjęty przez tę dziedzinę, standardowe podejście do mierzenia spożycia alkoholu na podstawie zmiany wagi butelki jest ograniczone w rozdzielczości do całkowitego spożycia na sesję picia. W związku z tym podejście to nie jest w stanie uchwycić wzorców picia, o których wiadomo, że wpływają zarówno na ryzyko, jak i nasilenie zaburzeń związanych z używaniem alkoholu (AUD)20,21,22. Rzeczywiście, średnie spożycie przez daną osobę w czasie może być konsekwencją kilku epizodów intensywnego picia lub wielu epizodów picia, z których każdy wiąże się ze stosunkowo niskim spożyciem, a niuanse te pozostają niewykryte, gdy konsumpcja jest mierzona jako całkowite spożycie na sesję picia. Co ważne, znacznie więcej epizodów picia związanych z dużymi napadami picia (tj. przełykaniem) obserwuje się u osób z AUD w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej23, a dane dotyczące naczelnych sugerują, że osoby, które ustaliły wzorzec spożywania alkoholu, który obejmuje duże napady picia na wczesnym etapie ich historii picia, są narażone na znaczne ryzyko wystąpienia AUD22. Co więcej, epizody picia, które obejmują duże okresy konsumpcji, znacznie zwiększają ryzyko zachorowalności i śmiertelności niezależnie od diagnozy AUD21. Ogólnie rzecz biorąc, dane te doprowadziły do wzrostu zainteresowania badaniem wzorców picia oprócz poziomów całkowitego spożycia w modelach przedklinicznych i skłoniły do opracowania szeregu systemów o różnym stopniu złożoności, które są w stanie rejestrować dane dotyczące picia na poziomie poszczególnych lizawek.
Jednym z pierwszych było opracowanie systemu dwóch butelek wyposażonego w wykrywanie lizania wiązką fotowolną, przeznaczonego do stosowania u myszy24. System ten został następnie zaadaptowany przez oddzielną grupę do użytku u szczurów25. Od tamtej pory wariacje na ten temat zostały wykorzystane do opracowania podobnych systemów zawartych w niestandardowych pomieszczeniach dla gryzoni26, które pozwalają na wykrywanie lizania poszczególnych zwierząt trzymanych społecznie27,28, i które rejestrują zarówno zachowania związane z karmieniem, jak i piciem29. Wśród nich, LIQ HD (Lick Instance Quantifier Home cage Device)30 zyskał znaczną uwagę dzięki zaoferowaniu systemu do użytku w myszach, który jest równoległy do łatwości implementacji i przystępności cenowej systemu opracowanego przez Godnyuck et al.24. System ten wykorzystuje wykrywanie pojemnościowe do bezpośredniego wykrywania kontaktu między językiem a przewodzącą metalową rurką łykającą, w przeciwieństwie do środków pośrednich, takich jak podejście sipper lub interakcja, które są zapewniane za pomocą systemu wykrywania wiązki światła. Autorzy dostarczają danych pokazujących, że ich pojemnościowy system wykrywania zapewnia znacznie większą precyzję i czułość w wykrywaniu lizawek, tworząc silniejsze korelacje między liczbą lizawek a zmianą masy butelki niż detekcja fotowiązką. Autorzy demonstrują ponadto możliwość wykorzystania tego systemu w połączeniu z paradygmatem picia w klatce domowej z ciągłym dostępem do dwóch butelek w celu uchwycenia pomiarów mikrostruktury picia alkoholu oprócz pomiarów całkowitego dziennego spożycia30.
Tutaj opisujemy procedury picia alkoholu w domowej klatce z dwoma butelkami przy użyciu standardowego podejścia, jak również metody umożliwiające wykrywanie lizawki (<silna klasa="xfig">Rysunek 1). Wprowadzamy również metody budowania i wdrażania LIQ HDR - adaptacji LIQ HD30 do użytku u szczurów, która obejmuje modyfikacje sprzętowe w celu dostosowania do większych rozmiarów klatek oraz przeprojektowany uchwyt na butelki wydrukowany w 3D, kompatybilny ze standardowymi butelkami dostępnymi z półki. Metody te zapewniają naukowcom elastyczność w stosowaniu podejścia standardowego lub wyposażonego w lizometr, w zależności od ich zasobów eksperymentalnych i potrzeb w zakresie gromadzenia danych.
Poniżej znajduje się opis potrzebnych materiałów i instrukcje krok po kroku dotyczące rejestrowania picia w klatce domowej przy użyciu procedury picia z przerywanym dostępem do dwóch butelek, zaadaptowanej z Simms et al.7. W tej procedurze szczury mają zapewniony 24-godzinny dostęp do dwóch butelek do picia 7 dni w tygodniu. W poniedziałki, środy i piątki (MWF) szczury otrzymują jedną butelkę zawierającą wodę (H2O) i drugą butelkę zawierającą etanol (EtOH). Butelki te są usuwane we wtorki, czwartki i soboty (TRS) i zastępowane dwiema butelkami wody. Szczury piją z tych samych dwóch butelek wody w soboty i niedziele. Należy pamiętać, że w razie potrzeby metody te można łatwo dostosować do alternatywnych harmonogramów dostępu do etanolu (np. ciągły, objadanie się itp.). Dla podejść standardowych i wyposażonych w lizometr podano osobne instrukcje.

<table><tbody><tr><td><mocny>Dostępne na rynku komponenty</td><td></td><td></td><td>Ilość</mocny></td></tr><tr><td>12-klawiszowy pojemnościowy czujnik dotykowy (MPR121)</td><td>Adafruit</td><td>1982</td><td>3</td></tr><tr><td>2-pinowa para (raster JST XH 2,5 mm)</td><td>Adafruit</td><td>4872</td><td>18</td></tr><tr><td>4-pinowa zworka do płytki stykowej (Qwiic)</td><td>SparkFun</td><td>PRT-17912</td><td>1</td></tr><tr><td>4-pinowy (100mm Qwiic)</td><td>SparkFun</td><td>PRT-17259</td><td>1</td></tr> <tr><td>4-pinowy (50mm Qwiic)</td><td>SparkFun</td><td>PRT-17260</td><td>3</td></tr><tr><td>przesuwnik poziomu 5V-na-3V</td><td>Adafruit</td><td>5637</td><td>1</td></tr><tr><td>Pojemnościowa osłona dotykowa (2,8 cala)</td><td>Adafruit</td><td>1947</td><td>1</td></tr><tr><td>Miedziana taśma przewodząca (1/4 cala)</td><td>DigiKey</td><td>4393-CFT-1/4-ND</td><td></td></tr><tr><td>1 Dane Osłona rejestracyjna</td><td>Adafruit</td><td>1141</td><td>1</td></tr><tr><td>Zestaw do różnicowej komunikacji I2C (QwiicBus)</td><td>SparkFun</td><td>KIT-17250</td><td>1</td></tr><tr><td>Taśma izolacyjna</td><td>DigiKey</td><td>3M156004-ND</td><td>1</td></tr><tr><td>Rurka termokurczliwa (3/16 cala różne kolory)</td> <td>Opaski kablowe i więcej</td><td>HS357-S10</td><td>6</td></tr><tr><td>Zestaw rurek termokurczliwych (4 cale)</td> <td>Jameco</td><td>2095963</td><td>1</td></tr><tr><td>Litowa bateria pastylkowa (3V 12.5mm)</td><td>DigiKey</td><td>1908-CR1220JAUCHSB-ND</td><td>1</td></tr><tr><td>M5 płaska podkładka</td><td>Grainger</td><td>54FN66</td><td>1</td></tr><tr><td>M5 nakrętka sześciokątna</td><td>Grainger</td><td>6CA72</td><td>1</td></tr><tr><td>śruba maszynowa M5 (12mm)</td><td>Grainger</td><td>6GU88</td><td>1</td></tr><tr><td>M5 śruba maszynowa (25mm)</td><td>Grainger</td><td>&nbsp; 6GU91</td><td>2</td></tr><tr><td>męski/męski przewód połączeniowy</td><td>Adafruit</td><td>1957</td><td>1</td></tr><tr><td>płytka mikrokontrolera (Arduino Mega 2560 Rev3)</td><td>DigiKey</td><td>1050-1018-ND</td><td></td></tr><tr><td>1 filament PETG (2,85 mm srebrny)</td> <td>MatterHackers</td><td>M-DDH-UZR2</td><td></td></tr><tr><td>2 filament PLA (2,85 mm)</td> <td>MatterHackers</td><td>M-SEW-RUAW</td><td>2</td></tr><tr><td>filament PLA (2,85 mm srebrny)</td><td>MatterHackers</td><td>M-66P-6CLE</td><td>1</td></tr><tr><td>Zasilacz (DC 9V 1A)</td><td>Newegg</td><td>9SIBPPKJYR5991</td><td>1</td></tr><tr><td>karta pamięci SD/microSD (8GB)</td><td>Adafruit</td><td>1294</td><td>1</td></tr><tr><td>Nagłówki do układania w stosy Adafruit</td><td></td><td>85</td><td>1</td></tr><tr><td>Drut z rdzeniem stałym (22AWG czerwony)</td><td>Adafruit</td><td>288</td><td>1</td></tr><tr><td>Przewód linkowy (22AWG)</td><td>Adafruit</td><td>2976</td><td>1</td></tr><tr><td>Drut linkowy (22AWG czerwony)</td><td>Adafruit</td><td>3068</td><td>1</td></tr><tr><td>rurka sipper z nakrętką skręcaną z kulką</td><td>Alternatywny projekt</td><td>TCCN8.5-ST2.5SB</td><td>38</td></tr><tr><td>Butelka na wodę (8 uncji)</td><td>Alternatywny projekt</td><td>WB8FS</td><td>38</td></tr><tr><td><mocny>niestandardowe komponenty drukowane w 3D< / mocny></td><td></td><td></td><td><mocny>Ilość</mocny></td></tr> <tr><td>spód obudowy Arduino wydrukowany w 3D</td><td>Nie dotyczy</td><td>ARDUINO_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Górna część obudowy Arduino z nadrukiem 3D</td><td>Nie dotyczy</td><td>ARDUINO_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Klips kablowy drukowany w 3D L</td><td>Nie dotyczy</td><td>CLIP_L.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>Nakrętka z klipsem kablowym</td> wydrukowana <td>w</td> 3D <td>Nie dotyczy CLIP_Nut.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>Klips kablowy drukowany w 3D R</td> Nie <td>dotyczy</td><td>CLIP_R.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>Uchwyt na butelkę z drukowanym w 3D likometrem</td><td>Nie dotyczy</td><td>LICKOMETER_Bottle Holder.stl</td><td>19</td></tr><tr><td>Drukowana w 3D osłona liktometru L</td><td>Nie dotyczy</td><td>LICKOMETER_Cable Protector_L.stl</td><td>6</td></tr><tr><td>Drukowana w 3D osłona likometru R</td><td>Nie dotyczy</td><td>LICKOMETER_Cable Protector_R.stl</td><td>12</td></tr><tr><td>Drukowane w 3D litery likometru</td><td>Nie dotyczy</td><td>LICKOMETER_Letters.stl</td><td>19</td></tr><tr><td>Śruba montażowa drukowana w 3D</td><td>Nie</td> dotyczy <td>Śruba mocująca.stl</td><td>4</td></tr><tr><td>Obudowa czujnika wydrukowana w 3D A dół</td><td>Nie</td> dotyczy <td>SENSOR_A_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Obudowa czujnika wydrukowana w 3D A góra</td><td>Nie</td> dotyczy <td>SENSOR_A_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Obudowa czujnika wydrukowana w 3D B dół</td><td>Nie</td> dotyczy <td>SENSOR_B_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Obudowa czujnika wydrukowana w 3D B góra</td><td>Nie</td> dotyczy <td>SENSOR_B_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Obudowa czujnika wydrukowana w 3D C dół</td><td>Nie dotyczy</td><td>SENSOR_C_Bottom.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Wydrukowana w 3D obudowa czujnika C top</td><td>N/A</td><td>SENSOR_B_Top.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Wydrukowane w 3D litery obudowy</td><td>czujnika N/A</td><td>SENSOR_Letters.stl</td><td>1</td></tr><tr><td>Drukowana w 3D blokada sipper</td><td>Nd.</td><td>SIPPER_Blocker.stl</td><td>36</td></tr><tr><td>Wydrukowana w 3D podstawa blokująca sipper</td><td>Nie dotyczy</td><td>SIPPER_Base.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>Wydrukowana w 3D przekładnia blokująca sipper</td><td>Nie dotyczy</td><td>SIPPER_Gear.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>Nakrętka blokująca sipper z nadrukiem 3D</td><td>N/A</td><td>SIPPER_Nut.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>Drukowana w 3D śruba blokująca sipper</td><td>Nd.</td><td>SIPPER_Worm.stl</td><td>18</td></tr><tr><td>Wycinany laserowo panel akrylowy Lizkometr</td><td>N/A</td><td>LICKOMETER_Acrylic Panel_Sketch.dxf</td><td>19</td></tr></tbody></table>

modelowanie spożycia alkoholu u gryzoni przy użyciu dwóch butelek do wyboru w klatce domowej i analizy mikrostrukturalnej

Modeling Alcohol Consumption in Rodents Using Two-Bottle Choice Home Cage Drinking and Microstructural Analysis

Picie w domowej klatce z dwoma butelkami jest jednym z najczęściej używanych paradygmatów do badania konsumpcji etanolu u gryzoni. W najprostszej formie zwierzęta mają zapewniony dostęp do dwóch butelek do picia, z których jedna zawiera zwykłą wodę z kranu, a druga etanol, przy czym dzienne spożycie mierzy się zmianą masy butelki w ciągu 24 godzin. W związku z tym takie podejście nie wymaga specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego. Chociaż taka łatwość wdrożenia jest prawdopodobnie największym czynnikiem przyczyniającym się do jej powszechnego przyjęcia przez przedklinicznych badaczy alkoholu, rozdzielczość danych dotyczących picia uzyskanych przy użyciu tego podejścia jest ograniczona przez liczbę pomiarów wagi butelki przez badacza (np. raz dziennie). Jednak chęć zbadania wzorców picia w kontekście ogólnego spożycia, interwencji farmakologicznych i manipulacji neuronalnych skłoniła do opracowania domowych systemów wykrywania lizania w klatkach, które mogą pozyskiwać dane na poziomie poszczególnych lizań. Chociaż wiele z tych systemów zostało opracowanych niedawno, system open source, LIQ HD (Lick Instance Quantifier Home Cage Device), zyskał znaczną uwagę w tej dziedzinie ze względu na swoją przystępność cenową i łatwość obsługi. Chociaż ekscytujący, system ten został zaprojektowany do użytku u myszy. W tym miejscu dokonujemy przeglądu odpowiednich procedur dotyczących standardowego i wyposażonego w likometr picia w klatce domowej z dwiema butelkami. Wprowadzamy również metody dostosowania systemu LIQ HD do szczurów, w tym modyfikacje sprzętowe w celu dostosowania do większych rozmiarów klatki oraz przeprojektowany uchwyt na butelkę wydrukowany w 3D, kompatybilny ze standardowymi, gotowymi butelkami do picia. Korzystając z tego podejścia, naukowcy mogą badać codzienne wzorce picia, a także poziomy spożycia u wielu szczurów równolegle, zwiększając w ten sposób rozdzielczość uzyskanych danych przy minimalnych inwestycjach w dodatkowe zasoby. Metody te zapewniają naukowcom elastyczność w korzystaniu zarówno ze standardowych butelek, jak i aparatury wyposażonej w lizometr do badania mechanizmów neurobiologicznych leżących u podstaw picia alkoholu, w zależności od ich precyzyjnych potrzeb eksperymentalnych.

Ten protokół opisuje standardowy paradygmat picia w domowej klatce z przerywanym dostępem do dwóch butelek do modelowania spożycia alkoholu u szczurów. Ponadto zawiera instrukcje krok po kroku, aby rozszerzyć standardowy protokół o system wykrywania lizawek DIY, który umożliwia analizę mikrostrukturalną zachowań związanych z piciem.

Modelowanie spożycia alkoholu u gryzoni przy użyciu dwóch butelek do wyboru w klatce domowej i analizy mikrostrukturalnej

Two-bottle choice home cage drinking is one of the most widely used paradigms to study ethanol consumption in rodents. In its simplest form, animals are ...

Protokół ten opisuje standardowy paradygmat picia w klatce domowej z przerywanym dostępem do dwóch butelek w celu modelowania dobrowolnego spożycia alkoholu u szczurów. Ponadto zawiera instrukcje krok po kroku, aby rozszerzyć standardowy protokół o system wykrywania lizawek DIY, który umożliwia analizę mikrostrukturalną zachowań związanych z piciem. Picie w klatce domowej z dwoma butelkami jest szeroko stosowanym paradygmatem przedklinicznym do badania spożycia alkoholu przez gryzonie.Zwierzęta mają dostęp do dwóch butelek z piciem, jednej z wodą, a drugiej z etanolem. Można go łatwo wdrożyć do pomiaru dobrowolnego spożycia alkoholu bez specjalistycznego sprzętu lub analizy. Rozdzielczość danych dotyczących picia uzyskanych przy użyciu tego podejścia jest ograniczona przez to, jak często badacz mierzy wagę butelki.W związku z tym standardowe podejście nie jest w stanie uchwycić wzorców picia, o których wiadomo, że wpływają zarówno na ryzyko, jak i nasilenie zaburzeń związanych z nadużywaniem alkoholu. Nasz protokół odpowiada na potrzebę zwiększenia rozdzielczości danych w modelach przedklinicznych poprzez rozszerzenie standardowego paradygmatu wyboru dwóch butelek o tani, domowy system lizometryczny. Naukowcy będą w stanie z łatwością uchwycić różne pomiary mikrostruktury picia i uzyskać precyzyjne szacunki spożycia etanolu z wysoką rozdzielczością czasową.Protokół ten zapewnia naukowcom elastyczność w korzystaniu zarówno ze standardowych butelek, jak i aparatury wyposażonej w likometr do pomiaru picia, w zależności od ich potrzeb eksperymentalnych. Co ważne, pomiar mikrostruktury picia pozwala naukowcom badać indywidualne różnice we wzorcach picia oraz to, jak zmieniają się wzorce picia w odpowiedzi na interwencję eksperymentalną. Aby rozpocząć, zdejmij pokrywki filtrów z klatek.W poniedziałki, środy i piątki wyjmij butelki z wtorków, czwartków i sobót z pokrywy klatki. Zważ i zapisz początkową wagę butelek z etanolem i wodą na całodzienną sesję picia. Aby rozpocząć sesję, umieść butelki w poniedziałki, środy i piątki na górze klatki każdego szczura taśmą skierowaną do góry, aby zapobiec gryzieniu etykiet butelek przez szczura.We wtorki, czwartki i soboty wyjmij butelki z poniedziałku, środy i piątku z każdej klatki. Zważ każdą butelkę i zapisz wagę końcową dla poprzedniej sesji picia. Następnie zmierz masę ciała każdego szczura.Umieść butelki z wodą we wtorki, czwartki i soboty na górze każdej klatki taśmami skierowanymi do góry, aby szczur nie przeżuwał etykiet butelek. Aby rozpocząć budowę modułu czujnika A, przykryj dwupinowy złącza żeńskiego czerwoną rurką termokurczliwą. Włóż czerwone i czarne końcówki do pinów 0 i 1 na płytce czujnika i je na miejscu.Podobnie pięć kolejnych z rurkami termokurczliwymi w wyraźnym kolorze. Aby zmontować moduł czujnika A, podłącz płytkę czujnika A do punktu końcowego rozłączania komunikacji za pomocą czteropinowego. Następnie podłącz punkt końcowy do wyjścia 3 V dźwigni zmiany poziomu.Czujnik domu A do obudowy wydrukowanej w 3D i delikatnie zamknij górę. Po zbudowaniu modułów czujników B i C w podobny sposób, połącz łańcuchowo wszystkie trzy moduły czujników za pomocą Ethernet, aby zakończyć konfigurację czujnika. Aby skonfigurować interfejs mikrokontrolera, należy umieścić zmodyfikowany rejestrator danych na mikrokontrolerze.Następnie ułóż zmodyfikowany ekran dotykowy na rejestratorze danych. Włóż kartę microSD i adapter do rejestratora danych. Podłącz czteropinowe przewody połączeniowe i dodatkowy przewód uziemiający do mikrokontrolera.Umieść w pełni zmontowany interfejs mikrokontrolera wewnątrz obudowy wydrukowanej w 3D z czteropinowymi przewodami połączeniowymi i przewodem uziemiającym przewleczonym przez otwór u góry. Aby zainstalować system LIQ HDR w elementach klatki, przymocuj lichometr i laserowo wycięty panel akrylowy do górnej części klatki za pomocą dwóch zestawów i nakrętek. Następnie zainstaluj zmontowaną blokadę sipper na górze klatki za pomocą zestawu, upewniając się, że obie blokady sipper są prawidłowo wyrównane z otworami sippera.Aby korzystać z systemu LIQ HDR w wiwarium, zamontuj każdy moduł czujnika na półkach wiwarium. Ułóż i zabezpiecz wszystkie złączy żeńskich, aby zapobiec zachodzeniu na siebie lub nadmiernemu zginaniu się. Zamontuj interfejs mikrokontrolera obok modułu czujnika A i podłącz jego złącze do przesuwnika poziomu podłączonego do modułu czujnika A. Użyj taśmy elektrycznej, aby przymocować dodatkowy przewód uziemiający do metalowych półek.Bezpiecznie podłącz wszystkie złączy męskiego lizometru do pasujących żeńskich połączeniowych czujnika. Podłącz zasilacz, aby włączyć interfejs mikrokontrolera. Aby rozpocząć procedurę wyboru dwóch butelek wyposażoną w likometr, użyj łyka, aby zakryć otwory łyka we wszystkich klatkach.Przed nagraniem wybierz właściwą stronę eksperymentalną na głównej stronie GUI odpowiadającą stronie z butelką etanolu na ten dzień. Po zainstalowaniu wszystkich butelek w poniedziałki, środy i piątki dotknij Start na stronie głównej, aby rozpocząć kalibrację czujnika. Po zakończeniu kalibracji system wyświetli skumulowaną liczbę lizawek dla każdej butelki na stronie nagrywania.Podnieś wszystkie blokery łyków powyżej górnych części klatki, aby umożliwić szczurom dostęp do popijaków. Delikatnie włóż wszystkie nasadki filtrów do klatek. Stuknij Odśwież na ekranie, aby zaktualizować liczbę lizawek.We wtorki, czwartki i soboty dotknij Zapisz Zakończ, aby zatrzymać nagrywanie i powrócić do głównej strony graficznego interfejsu użytkownika. Aby wyjąć kartę SD w celu przesłania danych, dotknij opcji Wysuń kartę SD. Włóż kartę SD do komputera. Następnie należy wykonać na komputerze kopię pliku danych CSV z datą sesji nagraniowej.Aby przygotować się do następnej sesji nagraniowej, włóż ponownie kartę SD do interfejsu i dotknij Zamontuj SD. Spożycie etanolu u szczurów wykazało wzorzec eskalacji w pierwszych dniach dostępu do dwóch butelek, po których nastąpił plateau. Wiele szczurów wykazywało spożycie etanolu podobne do napadów wkrótce po rozpoczęciu sesji picia. Preferencje dotyczące etanolu były znacznie wyższe niż woda podczas picia przypominającego uwiele, ale często utrzymywały się poniżej 50% podczas pomiaru w ciągu 24 godzin.Skumulowana liczba zaliznięć wykrytych przez system LIQ HDR silnie korelowała ze zmianą wagi butelek zarówno dla butelek z etanolem, jak i wodą w ciągu 24 godzin. Szczury spożywały więcej etanolu i wody podczas cyklu ciemności w porównaniu z cyklem światła, co ilustrują wzorce picia podzielone na 30-minutowe odstępy. Zachowania związane z upijaniem się były skoncentrowane w pierwszych pięciu minutach sesji picia, na co wskazuje analiza danych o wyższej rozdzielczości.Stężenie etanolu we krwi pobrane 15 minut po rozpoczęciu sesji dobrze korelowało z liczbą wykrytych lizawek, nawet przy niskich poziomach spożycia etanolu. Analiza mikrostrukturalna picia ujawniła podobną liczbę lizania i napadów lizania między samcami i samicami szczurów, związanych z podobnym poziomem spożycia etanolu.

modeling-alcohol-consumption-rodents-using-two-bottle-choice-home

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Zaburzenie związane z używaniem alkoholu (AUD) jest poważnym problemem zdrowotnym w kraju i konieczne jest opracowanie bardziej skutecznych metod leczenia, aby zrównoważyć potrzeby tej populacji pacjentów. W tym celu poniższy protokół wykorzystuje dwa proste modele picia gryzoni do oceny przedklinicznej skuteczności ołowiowych związków przeciwalkoholowych.

Mysie modele picia w rozwoju farmakoterapii alkoholizmu: picie w ciemności i wybór dwóch butelek

Prezentowany tutaj jest protokół dla modelu 2BC/CIE uzależnienia od alkoholu u myszy do badania zaburzeń związanych z używaniem alkoholu.

Przewlekła przerywana ekspozycja na opary etanolu w połączeniu z wyborem dwóch butelek w celu modelowania zaburzeń związanych z używaniem alkoholu

Niniejszy raport demonstruje technikę mechanicznej izolacji pojedynczych żywych neuronów z zachowaniem przytwierdzonych boutonów presynaptycznych. Neurony poddane wibrodysocjacji charakteryzują się zaletami takimi jak szybki czas przygotowania, doskonała kontrola farmakologiczna oraz usprawniona stabilizacja potencjału błonowego (space-clamp) bez wpływu komórek sąsiednich. Metoda ta może być wykorzystywana do obrazowania elementów synaptycznych oraz rejestracji metodą patch-clamp.

Wibrodysocjacja neuronów z plastrów mózgu gryzoni w celu badania transmisji synaptycznej i obrazowania terminali presynaptycznych

Przedstawiamy sposób sterylizacji, przygotowania, napełniania medium, wysiewania komórek oraz wykorzystywania do rejestracji elektrofizjologicznej płaskich chipów do patch-clampu, wyprodukowanych w Narodowej Radzie Badań Kanady (National Research Council of Canada).

Hodowla i elektrofizjologia komórek na chipach do patch-clampingu NRCC

Niniejszy artykuł szczegółowo opisuje protokół elektroporacji in utero kory mózgowia oraz hipokampa u myszy w stadium E14.5. Wykazujemy również, że jest to cenna metoda badania dendrytów i kolców dendrytycznych w tych dwóch obszarach mózgu.

Wizualizacja i manipulacja genetyczna dendrytów i kolców w korze mózgu i hipokampie myszy z wykorzystaniem elektroporacji in utero

Rytmy okołodobowe w dobrowolnej aktywności biegania kołem u ssaków są ściśle powiązane z molekularnymi oscylacjami głównego zegara w mózgu.  W związku z tym te codzienne rytmy zachowania można wykorzystać do badania wpływu czynników genetycznych, farmakologicznych i środowiskowych na funkcjonowanie tego zegara okołodobowego.

Rejestracja i analiza rytmów okołodobowych w aktywności kół biegowych u gryzoni

Ten protokół opisuje standardową metodę jednoczesnego funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego i głębokiej stymulacji mózgu u gryzonia. Połączone wykorzystanie tych narzędzi eksperymentalnych pozwala na badanie globalnej aktywności w odpowiedzi na stymulację elektryczną w praktycznie każdym miejscu w mózgu.

Głęboka stymulacja mózgu z jednoczesnym fMRI u gryzoni

Proste testy do pomiaru wrażliwości etanolu i szybkiej tolerancji u Drosophila ułatwiają wykorzystanie tego organizmu modelowego do badania tych ważnych zachowań związanych z etanolem. W tym miejscu opisano stosunkowo prosty, skalowalny test do pomiaru wrażliwości etanolu i szybkiej tolerancji u much.

Niedrogi, skalowalny test behawioralny do pomiaru wrażliwości i szybkiej tolerancji sedacji etanolem u Drosophila

Ten protokół opisuje obiektywną metodę oceny sprawności ruchowej i funkcji sensomotorycznej kończyny górnej zastosowanej u osób po udarze mózgu i zdrowych osób z grupy kontrolnej. Zapewniona jest ustandaryzowana procedura testowa, analiza kinematyczna i zmienne wynikowe do trójwymiarowego przechwytywania ruchu zadania picia.

Analiza kinematyczna z wykorzystaniem przechwytywania ruchu 3D podczas picia u osób z i bez upośledzenia kończyn górnych

Tutaj prezentujemy protokół do przeprowadzania wewnątrzczaszkowych eksperymentów farmakologicznych, a następnie testów zachowania bólu u gryzoni. Protokół ten pozwala naukowcom na dostarczanie celów molekularnych i komórkowych w mózgu, dla środków farmakologicznych w leczeniu bólu.

Farmakoterapia wewnątrzczaszkowa i testy bólu u gryzoni

Poznaj metodę modelowania spożycia alkoholu u szczurów z wykorzystaniem dwóch butelek do wyboru w klatce domowej oraz analizy mikrostrukturalnej zachowań pijących.

Modelowanie spożycia alkoholu u gryzoni przy użyciu dwóch butelek do wyboru w klatce domowej i analizy mikrostrukturalnej

Przeglądaj więcej filmów