Waiting
Processando Login

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Порядок Роман для оценки подкрепляющих свойств Tastants у лабораторных крыс: Operant Интраоральная Самоуправление

Published: February 6, 2014 doi: 10.3791/50956
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Psychology, University of Guelph

Summary

Данное исследование оценивает процедуру роман для оценки подкрепляющие эффекты аппетитных решений в лабораторных крыс: внутриротовая самоуправления. С этой целью оперантный отвечать на запросы (то есть рычаг нажатием) для внутриротовой инфузий сладких растворов при различных концентрациях измеряли на непрерывных и прогрессивных соотношениях графиков армирования.

Abstract

Эта статья описывает новый метод для изучения био-поведенческая основу пристрастия к еде. Этот метод сочетает в себе хирургическую составляющую вкус реактивности с поведенческими аспектами оперантного самоуправления наркотиков. При очень короткой общей анестезии крысам имплантируют с внутриротовой (IO) канюли, что позволяет доставку испытуемых растворов непосредственно в полости рта. Затем животных испытания в рабочих камерах самоуправления посредством чего они могут нажать на рычаг, чтобы получить IO настои испытуемых растворов. IO самоуправление имеет ряд преимуществ перед экспериментальных процедур, которые связаны с питьевой раствор из носиком или оперантного отвечая на твердые гранулы или растворов, поставляемых в емкости. Здесь показано, что IO самоуправления могут быть использованы для изучения самовведения высокий кукурузный сироп фруктозы (ГФУ). Крысы были впервые испытаны для самостоятельного управления на прогрессивное отношение (PR) графику, который оценивает максимальную сумму орerant поведение, которое будет выделяться для различных концентраций HFCS (т.е. 8%, 25% и 50%). После этого теста крыс самоуправляющиеся эти концентрации на режим непрерывного подкрепления (т.е. один инфузии для каждого рычажного пресса) в течение 10 последовательных дней (1 сеанс / день, каждый продолжительностью 3 ч), а затем они были повторно на графике PR . При режиме непрерывного подкрепления крысы взял меньше вливания более высоких концентрациях, хотя низкая концентрация ГФУ (8%) поддерживается более переменную самоуправление. Кроме того, PR тесты показали, что 8% имели более низкий усиливающий значение, чем 25% и 50%. Эти результаты показывают, что IO самоуправление может быть использован для изучения приобретению и сохранению в ответ на сладких растворов. Чувствительность оперантного ответ на различия в концентрации и графика арматуры делает IO самоуправления идеальным процедура для расследования нейробиологию добровольного потребления ое сладости.

Introduction

Изучение нейробиологических и поведенческих основе пристрастия к еде опирается на наблюдения, что, как и в наркотики, чрезмерное потребление аппетитных продуктов способствует поведенческую зависимость 1-4 и индуцирует изменения в мозговых вознаграждение схем в обоих людей 5-6 и лабораторного животные 7-8. Но, в то время как существует несколько протоколов и процедур для изучения привыкание свойства наркотики в лабораторных крысах, адаптации этих методов для оценки "привыкание" поведения, вызванные пищи представляет уникальные задачи. Целью настоящего исследования было применять принципы оперантного внутривенного (IV) наркотиков самоуправления к исследованию оперантного самоуправления сладких решений, поставляемых внутриротового (IO) инфузии. Сладкий занятых был высокий кукурузный сироп фруктозы (ГФУ), потому что, хотя спорно, есть свидетельства, что ГФУ может быть связано с современной эпидемии ожирения 9-12.

Традиционно IO настои поставляются изучить вкусовые качества Tastants во вкусовых экспериментов реактивности 13. Вкратце, канюли IO имплантируется в щеку крыс и IO вливаний различных растворов пассивно доставлен 14. Цель состоит в том, чтобы изучить орофациальных реакции животных на Tastants. Тем не менее, IO канюли также были имплантированы хронически в небе крыс, чтобы определить, будут ли они научиться нажимать на рычаг, чтобы самостоятельно Настаивать решений непосредственно в их полости рта; отсюда термин IO самостоятельно инъекции 15-17. В текущем исследовании, мы описываем процедуру, которая использует небольшую операцию и который позволяет долгосрочное оперантного тестирование самоуправления. Эта процедура имеет несколько существенных преимуществ по сравнению с традиционными процедурами, которые включают питьевой раствор с носиком (а), или оперантной реагировать на твердые гранулы (б) или оперантный отвечать на капли жидкости, подаваемой в сосуде(С).

По сравнению с (а), И. О. самоуправление предполагает оперантного ответ (т.е. нажатие на рычаг) и, следовательно, можно изменить расписание, регулирующий отношения между требованиями реагирования и доставки IO вливаний. Например, при использовании прогрессивной отношение (PR) график, в результате чего ответы, необходимые для последовательных инфузий экспоненциально увеличить в сессии 18, можно оценить, насколько животное "хочет" следующий настой 19. Этот важный аспект "Поиск" поведение не может быть оценена, когда животные пьют решение из носика, если специальный аппарат, который управляет доставку жидкости и контролирует ответов не используется 20. Кроме того, И. О. самоуправление обеспечивает среднее для сравнения поведения на почве различных усиливающих раздражители. То есть, можно сравнить оперантного ответивших поддерживается сладостей и других подкреплений, таких как наркотики втак называемые "замещение исследования".

По сравнению с (В), IO самоуправление позволяет тестировать любой концентрации и любой объем любой водорастворимый пищевой добавки. Это имеет решающее значение для изучения поведения на почве сладостей, таких как ГФУ, потому что, насколько нам известно, не существует коммерчески доступные твердые гранулы из фруктозы или комбинации фруктозы-глюкозы в различных соотношениях, что будет одним из рабочих камерах. Кроме того, важность контроля и манипулирования отношения концентрации / громкости является обязательным в экспериментах, где потребление можно модулировать как по калорийности раствора (ведущей к питательной конкретных сытости) и на сколько этого раствора может быть использовано в течение заданного период времени (то есть полноты) 21. IO самоуправления также сокращает задержку между оперантного реагирования и доставки первичного подкрепления, фактор, который играет важную роль в приобретении и техническомурезонанса оперантного поведения 16,22-23.

Наконец, по сравнению с (с), И. О. самоуправления позволит поставлять пассивных IO вливаний контролируемых количествах исследуемого раствора, и это дает возможность для измерения орофациальных ответы "вкусу" (объективный гедоническое реакции, такие как языка выступов 24 -25) и является ли изменить эти ответы в ходе IO самоуправления. Кроме того, способность управлять пассивные настои IO имеет значительные приложения для изучения рецидива продовольственной помощью. То есть, в исследованиях IV наркотиков самоуправления, после периодов вымирания, простые наркотиков (т.е. введение небольшой дозы препарата 26) может "восстановить" отвечая 27-28. Таким образом, способность доставлять IO настои без каких-либо действий со стороны животного может быть использован для изучения «пищу» инициирован возобновление договора, а также потенциальную кросс восстановления между едой ипсихоактивные вещества.

IO самоуправления сладких решений также предпочтительно IV и внутри желудка самоуправления. На самом деле, хотя IV вливания фруктозы в людей и лабораторных животных производить физиологические последствия, аналогичные тем, которые наблюдаются после перорального потребления 29-31, это плохой модель того, как конфеты, как правило, потребляется (т.е. устно). Кроме того, вкусовые сигналы, создаваемые жевания придают важную информацию о вкусовых качеств пищи, и, когда этот этап процесса пищеварения опущен, развитие дезадаптивных поведения, таких как переедание сводится 32-33.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Уход животных и жилищного

Все эксперименты утверждаются по уходу за животными комитета университета гвельфов мимо, и осуществляются в соответствии с рекомендациями Канадского совета по уходу за животными. Данное исследование включает в себя 22 взрослых мужчин Спрэг Доули (Charles River, КК) весом 200-225 г в начале эксперимента.

  1. Холост крысы дома и поддерживать их на обратном цикле свет / темнота (7:00 утра OFF - 7:00 вечера ON) с свободном доступе к пище и воде если не указано иное, или во время тестирования поведения, которое происходит во время активной цикла.
  2. Приучить крыс В комнате и человеческой обработки взвешиванием ежедневно в течение одной недели до операции.

2. Интраоральная Катетеризация Хирургия: Материалы и процедуры

Внутриротовая (IO) хирургии и материалы описаны в Limebeer др. 14.

  1. Чтобы строит. канюли И.О., вырезать кусок полиэтилена пластиковых труб до приблизительно 130 мм в длину (внутренний диаметр 0,86 мм и наружным диаметром 1,27 мм).
  2. Трубка быть обеспечено в ротовой полости требует фланцевый конец (~ 5 мм в диаметре). Создание этого фланцами нагреванием конец трубки с паяльником в течение 2-5 сек и затем быстро выравниваться нагретого край трубки с плоской поверхности. Cut хирургической сетки диск (приблизительно 6-7 мм диаметр, чтобы соответствовать вокруг диаметра фланца канюли) и нить его на длине трубы, пока диск не упирается в заднюю часть фланцевого конца канюли ввода-вывода.
  3. Для каждого IO канюли, вырезать еще одну хирургическую диск сетки (8 мм в диаметре) и три квадраты резинке (6 мм х 6 мм; см. рисунок 1).
  4. Стерилизовать канюли IO, хирургические диски сетки, и упругие квадраты в качестве антибактериального решения в течение как минимум 24 часов до операции.
  5. До операции, аutoclave все хирургические инструменты и дезинфицировать операционного поля. Между операций, использовать в бисер стерилизатор для стерилизации инструментов, и носить сетку для волос, нитриловые перчатки и хирургические маски для поддержания асептических условий.

Обезболивание и анестезия

  1. Примерно за 30 мин до операции администрирования подкожной (SC) инъекции антибиотика Depocillin (0,33 мг / кг) и обезболивающее Мелоксикама (5 мг / кг SC).
  2. Общей анестезии с использованием изофлураном (4% индукции и 3% обслуживание).
  3. После того, как крысы реагируют на носок крайнем случае, и до внесения каких-либо разрезов, использовать хлопок тампоном для администрирования местный анестетик вдоль внутренней левой щеке крыс, где канюли для имплантации, и ввести местный анестетик, такой как лидокаин НСl при сайт разрез для биопсии иглы (основание шеи) и головкой (скальпа).
  4. Применение смазочного глазную мазь на обоих глазах до начала всплескары.

Хирургические процедуры

  1. Бритье 10 мм х 10 мм патч волос у основания шеи. Используйте стерильные сеток тампоном и очистить бритая область в следующем порядке: антибактериальное мыло, изопропиловый 70% алкоголя, и Betadine.
  2. Вставка 15 G иглу из нержавеющей стали на основании шеи и переместить его подкожно вокруг уха в левую щеку. Поместите кончик иглы и передать его через щеку позади первого моляра внутри полости рта.
  3. Передайте канюли IO через кончик иглы, выступающей из полости рта, а затем извлеките иглу оставив только канюли IO.
  4. Автор одного хирургического диск сетки следуют три квадратных упругих дисков на внешней части канюли IO и привлечь их к открытой кожи на задней части шеи, чтобы стабилизировать его.
  5. Промойте канюли IO с антибактериальным полосканий рта
  6. До начала операции, изменять нейлоновой болт(28 мм длина, 4 мм точка; 8 мм головки), чтобы удалить голову и вырезать 2 мм паз по всей длине нити (см. рисунок 2).
  7. Бритье 10 мм х 20 мм полоску волос вдоль средней линии головы. Используйте стерильные сеток тампоном и очистить бритая область в следующем порядке: антибактериальное мыло, изопропиловый 70% алкоголя, и Betadine.
  8. Используйте хирургического скальпеля сделать 20 мм длинный разрез вдоль стреловидного шва в. Используйте ручная дрель, чтобы сделать 4 отверстия (2 на каждой стороне шва) и использовать ручные отвертку, чтобы обеспечить четыре ювелиров винты к черепу.
  9. Поместите болт в центре четырех винтов ювелиры с канавкой, расположенной по направлению к задней части животного. Установите болт с черепом крысы путем создания headcap зубным цементом (использовать достаточное стоматологического цемента для покрытия поверхности винтов ювелиров). Разрешить зубной цемент высохнуть, прежде чем снимать животное от операционного поля и прекратить наркоз.
Послеоперационный мониторинг и уход

  1. Индивидуально дом крысы в ​​пластовых клетках сразу после операции и внимательно следить в течение 24 часов.
  2. Администрирование вторую инъекцию обезболивающего Мелоксикам 24 ч после операции и промойте канюли IO с антибактериальным полосканий рта один раз / сут в течение трех дней.

Дайте крыс 3-5 дней, чтобы оправиться от операции до начала эксперимента.

3. IO Процедуры само-администрирования

Аппарат

Для самоуправления, оргстекла рабочих камерах кондиционирования используются, и каждая камера заключена в большем фанерный ящик звуковой смягчающих. Каждый оперантного камеры кондиционирования есть дом свет (28 V) и двумя выдвижными рычаги (активные и неактивные), расположенный на противоположных сторонах камеры, 8 см над полом. Активный рычаг соединен с инфузионный насос, расположенных аутовязь звукоизоляционных камера и белый свет (28 Вт) расположен в 3 см выше него, чтобы служить в качестве стимула света в паре с доставкой IO вливаний. Неактивным рычаг служит для контроля за исходным, nonreinforced оперантного поведения; нажатие этой рычаг не имеет никаких последствий, но все машины записаны.

Еда

  1. Обеспечение крыс со стандартным крысиным кормом (3,1 ккал / г) в клетках, где их.
  2. Развести высокий кукурузный сироп фруктозы (55% формула) в трех различных концентрациях (8% = 0,026 kcal/80 мкл инфузии; 25% = 0,08 kcal/80 мкл инфузии; 50% = 0,17 kcal/80 мкл инфузионных) с помощью обратного осмоса воды. Эти концентрации выбраны потому, что каждый производит вязкость, подходящую для доставки быстрого вливания (2,5 сек) ввода-вывода, данные экспериментальный аппарат (т.е. диаметр шприцы и трубы).

Питание лишение

Для того чтобы облегчить приобретениеIO самоуправление, а способствуют нормальному росту, крысы циклически через периоды лишения пищи и вволю доступ к стандартной крысы чау.

  1. Взвешивание крыс ежедневно в 7 часов вечера и удалить чау от кормушки клетки.
  2. На следующий день, весят крыс в 12:00 (примерно 18 ч позже) и начать IO самоуправление на 1:00 вечера.
  3. Вернуться крыс в их клетки в 4:00 вечера и обеспечивают объявлений доступ без ограничений к чау в течение 3 последовательных часов. Затем записать вес крыс и общее количество потребленной кормом в течение трех часов. Резюме нехватку продовольствия, как описано.

Генеральный IO процедура самоуправления

Operant отвечать на IO вливаний ГФУ оценивается по связям с общественностью и непрерывных графиков подкрепления. Крысы испытывают в IO самоуправления пока потребление не является стабильной, как определяется по формуле: 1) значительного различия в реагировании между активным и INACTive рычаги не менее 2 последовательных сессий, и 2) менее 20% разброс в количестве настоев заработанных за сессию на 2 последовательных сессий. Каждая сессия начинается 6 ч в темную цикла и длится 3 часа. Фаза приобретения состоит из 10 сессий подряд самоуправления IO на режим непрерывного подкрепления, и крысы получения разового PR тест через 24 часа до начала приобретения (тест PR I) и 24 ч после заключительной сессии приобретения (PR Test II). Для PR-тестов, точка останова (BP) определяется как последней инфузии, полученные до прекращения реагирует на активный рычаг по крайней мере 1 ч. 18.

  1. Автопогрузчик крыс на основе весов, взятых в течение трех дней до начала эксперимента и назначить крыс самовведению один из трех концентраций ГФУ: 8%, 25%, или 50%.
  2. Взвешивание крыс в 12:00 и передавать их из колонии номер в комнату тестирования в их клетках. Для удаления остатков пищи или beddiнг, которые могут накапливаться в канюлю ввода-вывода, насос воздух через канюлю с помощью 12 мл шприц с фиксированной 16 G иглу с 50 мм полиэтиленовой трубки (внутренний диаметр 1,14 мм и наружным диаметром 1,57 мм), прикрепленных к концу.
  3. В оперантного камеру, подключить канюли IO в Tygon трубки (внутренний диаметр 0,02 мм и наружным диаметром 1,53 мм) с помощью вала, изготовленные из модифицированного 20 г иглы (снять пластиковую втулку и скошенный наконечник). Установите нижнюю часть трубки (т.е. ближе к животному) в рощи болта. Чем выше часть трубки соединен с поворотным, и защищены с помощью пружины. Подключите базу весной на резьбу болта, установленного на голове крысы.
  4. Дайте крыс пять минут, чтобы акклиматизироваться к оперантного камеры, а затем начать самоуправления сессии IO. Самоуправления сессия IO начинается с активацией дом свет, вход из двух выдвижных рычагов и освещениясветовой раздражитель над активным рычагом в течение 30 сек.
  5. Для заменяемого Test I, используйте график PR описанный Ричардсон и Roberts18 (соотношение ответ эскалации = (5 е (число инъекций х 0,2)) - 5).
  6. Для сеансов сбора 1-10, использовать непрерывный график подкрепления которой каждое нажатие на активных результатов рычаг в доставке 80 мкл инфузии исследуемого раствора более 2,5 сек.
  7. Чтобы обеспечить достаточное время для приема внутрь, наложить тайм-аута 27,5 сек, в течение которого активно рычаг убирается и стимул света активируется (т.е. крысы могут получить вливание IO каждые 30 сек). Не наложить ограничение на количество настоев, получаемых в рамках каждого самоуправления сессии IO.
  8. Если крыса не сделать ответ на активный рычаг в течение 20 минут подряд, премьер-крыса (открыть оперантного камеры и облегчить крысу, нажав один раз на активный рычаг). Премьер животные каждые 20 мин до 5x/session дюзвонить в первые три дня только приобретения.
  9. Администрирование второе испытание PR, используя параметры, описанные в шаге 3.10.
  10. После ввода-вывода сессий самоуправления, удалить крыс из рабочих камерах, промойте канюли IO с 2,0 мл воды, используя те же материалы, описанные в п. 3.7, и вернуться крыс в родную клетку в колонии номер.
  11. После трех часов свободном доступе к крысы чау, вес крысы в 7:00 вечера, удаления остатков пищи из кормушки, и возобновить нехватку продовольствия.

Данные само-администрирования анализируются с помощью двухфакторной повторных измерений Анализы дисперсии (ANOVA). Несколько сравнения с использованием метода Стьюдента-Ньюмана-Keuls (α = 0,05) были использованы для изучения любых значимых взаимодействий или основные эффекты.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Приобретение IO самоуправления

Рисунок 3 представляет оперантного отвечая на активных и неактивных рычагов во самоуправления 8%, 25%, или 50% ГФУ в течение 10 сессий подряд. Крысы приобрести IO самовведения ГФУ в течение первых трех сессий и поддержания стабильного активное рычаг отвечать на запросы (как описано выше) в течение оставшейся части приобретения. Концентрация зависит от различий в ответах активных рычаг также очевидны: по сравнению с 25% в ответ значительно ниже у крыс самоуправляющиеся 50% ГФУ. Самый низкий испытания концентрация (8%) утверждает, промежуточный уровень оперантного ответивших характеризуется более высокой индивидуальной изменчивости в потреблении.

Прогрессивные испытания соотношение

Активные ответы рычаг и ВР на PR испытаний представлены на рисунках 4 и 5, соответственно. На тесте I, есть скромная отвечать на всех концентрациях ГФУ. Тем не менее, различия между группами выходят на испытания II с более высокие концентрации порождающие более отвечать на запросы и высокие БП.

Рисунок 1
Рисунок 1. Полный IO канюля с фланцами, сетка диска (слева) с дополнительными упругими и сетки дисков, необходимое для обеспечения канюли после имплантации (справа).

Рисунок 2
Рисунок 2. Нейлон болт до модификации (слева). Нейлон болт (справа) после замены головки и добавлением 2 мм паз вдоль длины нити.

es/ftp_upload/50956/50956fig3highres.jpg "Первоначально" / files/ftp_upload/50956/50956fig3.jpg "/>
Рисунок 3. Среднее (SEM) количество активных и неактивных ответов рычага, сделанных крыс, ответивших на режим непрерывного подкрепления 8% (N = 6), 25% (N = 8) или 50% (N = 8) с высоким содержанием фруктозы кукурузный сироп. одноместные и двухместные звездочка представляет значительные групповые различия в активных ответов рычага между крысами самоуправляющиеся 25% и 50%, и 25% и 8%, соответственно (р <0,05).

Рисунок 4
. Рисунок 4 Среднее (SEM) количество активных ответных рычага крысами, ответивших на графике PR 8%, 25%, или 50% HFCS Крысы были испытаны два раза по графику PR;. До (PR Испытанием I) и после ( PR Тест II) реагирует на тот же сотрудничестваncentration ГФУ в течение 10 дней с момента IO самоуправления на режим непрерывного подкрепления. Сингл звездочка означает значительную разницу в активных ответов рычага между PR Test I и PR Test II. Двойной звездочка означает значительные групповые различия в активных реакций рычага в сравнении с 8% (р <0,05).

Рисунок 5
Рисунок 5. Среднее (SEM) останова достигается крыс ответивших на PR 8%, 25%, или 50% ГФУ. Единственная звездочка указывает на значительное различие в активных ответов рычага между PR Test I и PR Test II. Двойная звездочка означает значительные групповые различия в активных реакций рычага в сравнении с 8% (р <0,05).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Данное исследование иллюстрирует подход роман для оценки подкрепляющих свойств сладких решений, комбинируя методы традиционно используемые для изучения поведения на почве наркотиков, вызывающих зависимость (внутривенное оперантного самоуправления) и оценить вкусовые качества Tastants (вкус реактивности через инфузиям). С этой целью под очень короткий изофлуран, вызванной анестезии крысам имплантируют канюлю с IO, что позволяет для доставки испытуемых растворов непосредственно в рот. После восстановления после операции, животные испытаны в рабочих камерах самоуправления посредством чего они могут нажать на рычаг для получения ввода-вывода инфузии испытуемых растворов.

Используя процедуру самоуправления IO мы установили, что: 1) крысы приобрести и сохранить IO самоуправление различных концентраций ГФУ; 2) крысы корректировать свое поведение самоуправления в соответствии с различными концентрациями ГФУ и 3) выше concentratio нс ГФУ порождают выше отвечая по расписанию PR от самоуправления.

Эти результаты ясно показывают, что IO поведение самоуправления регулируется после ingestional последствий ГФУ. На самом деле, на режим непрерывного подкрепления крысы взять меньше вливаний, когда концентрация выше (сравните 25% и 50% на рисунке 3). Кроме того, низкая концентрация ГФУ (8%) поддерживает переменную самоуправление на режим непрерывного и тест PR показывает, что 8% имеет более низкую усиливающий значение по отношению к 25% и 50%. Эти модели поведения тесно зеркало тех, которые наблюдаются, когда крысы самостоятельно администрировать различные дозы наркотики 34-36. Это первое исследование, чтобы продемонстрировать интраоральную оперантного самовведения высокий кукурузный сироп фруктозы в лабораторных крысах, и установить, что поведение самоуправления контролируется питательных последствий этой конкретной сахара.

ove_content "> При использовании IO самоуправление, важно принимать во внимание процедурный вопрос. Когда животное помещается в оперантного камеры и ее IO канюли крепится к НКТ Tygon, есть возможность отключения во время сессии . Для предотвращения и исправить эту проблему, важно часто наблюдать за животными на герметичность (т.е. проверить жидкости наращивание, которое очевидно на головкой). Кроме того, около 50-70 мм канюли выходов IO от назад из животных, и, следовательно, канюли IO можно жевать, когда крысы в ​​их родной клетке. Чтобы устранить эту проблему, разъем может быть построен из иглы 20 G, чтобы заменить недостающий часть канюли IO. В крайнем случае, все канюли может быть заменен путем повторения операции.

Процедура самоуправления IO предлагает новый и инновационный подход к решению важных вопросов относительно neurobioloческие и поведенческие основой пищевой зависимости. Во-первых, ясно, что фактором, способствующим избыточного веса и ожирения является чрезмерное потребление продуктов, которые рафинированных с добавками, такими как подсластители для повышения вкусовой привлекательности 1-4. Есть несколько подсластителей, которые обычно используются в продуктах питания, отличающихся по структуре и, следовательно, калорийность и вкус 37. Роль этих различий в развитии чрезмерного потребления могут быть изучены систематически используя IO самоуправление. Во-вторых, наличие привыкание продуктов не может быть единственным фактором, определяющим чрезмерного самоуправления; как в случае наркотики, индивидуальные различия / уязвимости должны также играть роль 38-39. IO самоуправления, из-за его активной и измеримой поведенческий компонент, может определить уязвимые фенотипы и, следовательно, позволяют расследование основных генетических и эпигенетических различий. В-третьих, IO самоуправление может поддерживаться в течение длительных периодов времени, поэтому аллокрыло расследование нейробиологических коррелятов добровольного потребления аддиктивного питания и диеты вызванных ожирением. В-четвертых, IV и IO исследования самоуправления могут выполняться параллельно, чтобы определить общие нейробиологические факторы, которые участвуют в регуляции потребления и рецидива компульсивное награды поисков. И, наконец, снова из-за его активной и измеримого поведенческого компонента, IO самоуправление могут быть использованы для тестирования новых фармакологические подходы, чтобы уменьшить чрезмерное потребление очень вкусной пищи.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы, не имеющие ничего раскрывать.

Acknowledgments

Эти исследования были поддержаны грантами от естественных наук и инженерии исследовательского совета в Канады (NSERC) до FL и канадской Высшей стипендии (CGSD) из NSERC до AM.L.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagents
Meloxicam Boehringer Ingelheim Canada Ltd. From the Ontario Veterinary College pharmacy
Procaine Penicillin G Pen Aqueous, Wyeth Animal Health From the Ontario Veterinary College pharmacy
Lidocaine HCl 2% From the Ontario Veterinary College pharmacy
Marcaine 0.5 % From the Ontario Veterinary College pharmacy
Lubricating eye ointment Product can be bought at any pharmacy
2% Lidocaine Viscous Oral (Topical Anesthetic) Pharmascience Inc. CDMV # 14705 100 ml bottle
Isoflurane USP Pharmaceutical Partners of Canada CDMV # 108737 250 ml bottle
Bacti-Stat Merck Sante Animale CDMV # 6449 3.785 L bottle
Isopropyl alcohol (70%) Perdu Pharma Fisher # MPX18404 4 L bottle
Betadine 10% McKesson Canada CDMV # 104826 500 ml bottle
Super Germiphene Ceva Animal Health CDMV # 103629 454 ml bottle
Chlorhexidene (Novadent) Zoetis CDMV # 8908 236 ml bottle
High Fructose Corn Syrup Natures Flavours HFCS-55 1 gal bottle
Materials
PE90 tubing Becton Dickinson and Company VWR # CA-63019-080A 100 ft/coil
PE160 tubing Becton Dickinson and Company VWR # CA-63018-747 100 ft/coil
Polypropylene Mesh Small Parts Inc. CMP-0297-D
Soldering iron Product can be bought at any hardware store
#64 Elastic bands Staples Office supplies Item # 13556 Product can be bought at any office supply store
15 G Thin-walled 3.5 in needles VWR # CABD1108 12 needles/pack
Electric razor (1/2 in wide blade) Product can be bought at any pet supply store
Precision Glide Needles 20 G needles (1½ in) Becton Dickinson and Company Fisher # 14-826D
Precision Glide Needles 16 G needles (1½ in) Becton Dickinson and Company Fisher # 14-826-5D
Operant conditioning chambers Med Associates Inc. ENV-008-CTC
Sound attenuating chamber Med Associates Inc. ENV-018M
MED PC IV software Med Associates Inc. SOF-735
Syringe Pumps Razel Scientific Instruments
Disposable plastic swivel assembly Med Associates Inc. PHM-115I
Tygone Microbore tubing Saint Gobain Performance Plastics Fisher # 1417015B 500 ft/coil

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Avena, N. M., Bocarsly, M. E., Hoebel, B. G., Gold, M. S. Overlaps in the nosology of substance abuse and overeating: the translational implications of "food addiction". Curr. Drug Abuse Rev. 4 (3), 133-139 (2011).
  2. Ifland, J. R., Preuss, H. G., et al. Refined food addiction: a classic substance use disorder. Med. Hyp. 72, 518-526 (2009).
  3. Volkow, N., Wise, R. A. How can drug addiction help us understand obesity. Nat. Neurosci. 8 (5), 555-560 (2005).
  4. Gearhardt, A. N., Davis, C., Kuschner, R., Brownell, K. D. The addiction potential of hyperpalatable foods. Curr. Drug Abuse Rev. 4 (3), 140-145 (2011).
  5. Gearhardt, A. N., Yokum, S., Orr, P. T., Stice, E., Corbin, W. R., Brownell, K. D. Neural correlates of food addiction. Arch. Gen. Psychiatry. 68 (8), 808-816 (2011).
  6. Volkow, N. D., Wang, G., Fowler, J. S., Telang, F. Overlapping neuronal circuits in addiction and obesity: evidence of systems pathology. Philos. Trans. Royal Soc. 363, 3191-3200 (2008).
  7. Alsiö, J., Olszewski, P. K., Levine, A. S., Schiöth, H. B. Feed-forward mechanisms: addiction-like behavioral and molecular adaptations in overeating. Front. Neuroendocrinol. 33 (2), 127-139 (2012).
  8. Johnson, P. M., Kenny, P. J. Dopamine D2 receptors in addiction-like reward dysfunction and compulsive eating in obese rats. Nat. Neurosci. 13 (5), 635-644 (2010).
  9. Bray, G. A., Nielsen, S. J., Popkin, B. M. Consumption of high-fructose corn syrup in beverages may play a role in the epidemic of obesity. Am. J. Clin. Nutr. 79 (4), (2004).
  10. Forshee, R. A., Storey, M. L., et al. A critical examination of the evidence relating high fructose corn syrup and weight gain. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 47 (6), 561-582 (2007).
  11. Moeller, S. M., Fryhofer, S. A., Osbahr, A. J., Robinowitz, The effects of high fructose corn syrup. J. Am. Coll. Nutr. 28 (6), 619-626 (2009).
  12. White, J. S., Foreyt, J. P., Melanson, K. J., Angelopoulos, T. J. High fructose corn syrup: Controversies and common sense. Am. J. Lifestyle Med. 4 (6), 515-520 (2010).
  13. Grill, H. J., Norgren, R. The taste reactivity test. I. Mimetic responses to gustatory stimuli in neurologically normal rats. Brain Res. 143 (2), 263-279 (1978).
  14. Limebeer, C. L., Vemuri, V. K., et al. Inverse agonism of cannabinoid CB1 receptors potentiates LiCl-induced nausea in the conditioned gaping model in rats. Br. J. Pharmacol. 161 (2), 336-349 (2010).
  15. DeBold, R. C., Miller, N. E., Jensen, D. D. Effect of strength of drive determined by a new technique for appetitive classical conditioning of rats. J. Comp. Physiol.Psychol. 59 (1), 102-108 (1965).
  16. Panksepp, J., Trowill, J. A. Intraoral self injection: I. Effects of delay of reinforcement on resistance to extinction and implications for self-stimulation. Psychonomic Sci. 9 (7), 405-406 (1967).
  17. Panksepp, J., Trowill, J. A. Intraoral self injection: II. The simulation of self-stimulation phenomena with a conventional reward. Psychonomic Sci. 9 (7), 407-408 (1967).
  18. Richardson, N. R., Roberts, D. C. Progressive ratio schedules in drug self-administration studies in rats: a method to evaluate reinforcing efficacy. J. Neurosci. Methods. 66, 1-11 (1996).
  19. Berridge, K. C., Robinson, T. E. Parsing reward. Trends Neurosci. 26 (11), 507-501 (2003).
  20. Sclafani, A., Ackroff, K. Reinforcement value of sucrose measured by progressive ratio operant licking in the rat. Physiol. Behav. 79, 663-670 (2003).
  21. Houpt, K. A. Gastrointestinal factors in hunger and satiety. Neurosci. Biobehav. Rev. 6 (2), 145-164 (1982).
  22. Mazur, J. E. Effects of rate of reinforcement and rate of change on choice behaviour in transition. J. Exp. Psychol. 50 (2), 111-128 (1997).
  23. Samaha, A. N., Robinson, T. E. Why does the rapid delivery of drugs to the brain promote addiction. Trends Pharmacol. Sci. 26 (2), 82-87 (2005).
  24. Berridge, K. C., Kringelbach, M. L. Affective neuroscience of pleasure: reward in humans and animals. Psychopharmacology. 199 (3), 457-480 (2008).
  25. Kelley, A. E., Berridge, K. C. The neuroscience of natural rewards: relevance to addictive drugs. J. Neurosci. 22 (9), 3306-3311 (2002).
  26. Shaham, Y., Shalev, U., Lu, L., De Wit, H., Stewart, J. The reinstatement model of drug relapse: history, methodology and major findings. Psychopharmacology. 168 (1-2), 3-20 (2003).
  27. de Wit, H., Stewart, J. Drug reinstatement of heroin-reinforced responding in the rat. Psychopharmacology. 79 (1), 29-31 (1983).
  28. Schmidt, H. D., Anderson, S. M., Famous, K. R., Kumaresan, V., Pierce, R. C. Anatomy and pharmacology of cocaine priming-induced reinstatement of drug seeking. Eur. J. Pharmacol. 526 (1-3), 65-76 (2005).
  29. Dunnigan, M. G., Ford, J. S. A. The insulin response to intravenous fructose in relation to blood glucose levels. J. Clin. Endocrinol. Metab. 40 (4), 629-635 (1975).
  30. Crapo, P. A., Kolterman, O. G., Olefsky, J. M. Effects of oral fructose in normal, diabetic, and impaired glucose tolerance subjects. Diabetes Care. 3 (5), 575-582 (1980).
  31. Lê, K. A., Tappy, L. Metabolic effects of fructose. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 9 (4), 469-475 (2006).
  32. Scheggi, M. E., Secci, G., Marchese, M. G., De Montis, C., Gambarana, Influence of palatability on motivation to operate for caloric and non-caloric food in non food-deprived and food-deprived rats. Neuroscience. 236, (2013).
  33. Sclafani, A., Lucas, F., Ackroff, K. The importance of taste and palatability in carbohydrate-induced overeating in rats. Am. J. Physiol. 270 (6), 1197-1202 (1996).
  34. Roberts, D. C. S., Loh, E. A., Vickers, G. Self-administration of cocaine on a progressive ratio schedule in rats: dose-response relationship and effect of haloperidol pretreatment. Psychopharmacology. 97 (4), 535-538 (1989).
  35. Reilly, S. Reinforcement value of gustatory stimuli determined by progressive ratio Performance. Pharmacol. Biochem. Behav. 63 (2), 301-311 (1999).
  36. Zittel-Lazarini, A., Cador, M., Ahmed, S. H. A critical transition in cocaine self-administration: Behavioral and neurobiological implications. Psychopharmacology. 192 (3), 337-146 (2007).
  37. Stanhope, K. L., Havel, P. J. Endocrine and metabolic effects of consuming beverages sweetened with fructose, glucose, sucrose, or high fructose corn syrup Am. J. Clin. Nutr. 88 (6), 17335-17375 (2008).
  38. Deroche-Gamonet, V., Belin, B., Piazza, P. V. Evidence for addiction-like behaviour in the rat. Science. 305, 1014-1017 (2004).

Tags

Поведение выпуск 84 Администрация Минет Кондиционер Operant Арматура (Психология) Арматура Расписание вкус нейронаук инфузиям рабочих камерах самоуправление высокий кукурузный сироп фруктозы прогрессивный коэффициент останова наркомания
Порядок Роман для оценки подкрепляющих свойств Tastants у лабораторных крыс: Operant Интраоральная Самоуправление
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Levy, A., Limebeer, C. L.,… More

Levy, A., Limebeer, C. L., Ferdinand, J., Shillingford, U., Parker, L. A., Leri, F. A Novel Procedure for Evaluating the Reinforcing Properties of Tastants in Laboratory Rats: Operant Intraoral Self-administration. J. Vis. Exp. (84), e50956, doi:10.3791/50956 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter