Аппарат Роман и метод по борьбе с наркотиками Усиление
20 августа 2010 г.
Оперантное наркотиков самоуправления и обусловленное предпочтение место (CPP) процедуры экспансивно используется в исследованиях для моделирования различных компонентов препарата подкрепление, потребления и зависимости у людей. В этом докладе мы объединили традиционную CPP и самоуправления методы как новый подход к изучению подкрепление наркотиков и наркомании у крыс.
В данном видео демонстрируется новый подход к изучению наркотической зависимости, сочетающий традиционные процедуры обусловленного предпочтения места и самовведения. Сначала определяются исходные предпочтения в отношении двух различных оперантных сред. Затем начинаются сеансы самовведения, в ходе которых крысы вводят себе кокаин только в одной из этих специфических оперантных сред.
После кондиционирования измеряется время, которое животные предпочитают проводить в каждой из оперантных сред; затем можно измерить и сопоставить изменения в предпочтении места и скорость самовведения препарата. Здравствуйте, я Эллисон Фидучия из лаборатории доктора Кристин Элль с фармацевтического факультета, отделения фармакологии и токсикологии Техасского университета в Остине. А я — Кристин Элль.
Сегодня мы хотели бы представить вам новую установку, которую можно использовать различными способами для изучения подкрепления действием препаратов и зависимости у крыс. В нашей лаборатории мы применяем данную процедуру для изучения влияния условий окружающей среды на самовведение кокаина. Итак, приступим.
Для начала подготовки к экспериментам по изучению подкрепляющего действия препаратов сначала обучите самцов крыс нажимать на рычаг для получения пищевого поощрения. Затем изготовьте внутривенные катетеры, которые будут использоваться для самовведения препаратов. Катетеры изготавливаются из канюль из нержавеющей стали и трубок Celeste; их необходимо промыть метанолом и водой.
Затем, во время подготовки в день операции, просушите их на воздухе и промойте 70% ethanol. После установки катетеров крысам проводят хирургическую процедуру катетеризации яремной вены для обеспечения возможности самостоятельного введения препаратов. Во время экспериментов анестезируйте крысу 2,5–4% isof fluorine.
Затем выбрейте шерсть на голове и груди, продезинфицируйте эти области раствором Бетадина. После операции поместите животное на стерильную салфетку. Наблюдайте за крысой в течение нескольких часов, прежде чем вернуть ее в колонию.
Для поддержания проходимости катетера ежедневно промывайте его 0,1 milliliters 0,9% физиологического раствора. Для приготовления кокаина, используемого в экспериментах, растворите его в изотоническом физиологическом растворе в соответствующих дозах в зависимости от веса животных; после этого животные и препараты для введения будут готовы. Рассмотрим аппарат, используемый во время экспериментов. Аппарат для экспериментов состоит из двух камер с одним рычагом, оснащенных дежурным и стимулирующим освещением, а также трех наборов фотолучей, которые используются для измерения локомоторной активности.
Камеры соединены между собой специально сконструированным коридором из плексигласа. Коридор состоит из двух черных стен с белыми полосами и двух металлических стен, прозрачной верхней части из плексигласа и пола из белого плексигласа. В обеих оперантных камерах установлены полы в виде стальных решеток со съемным металлическим дном клетки.
В оперантную камеру помещают визуальные и ольфакторные стимулы для создания уникальных, различимых условий среды. В одной из таких сред животному будет доступно введение кокаина, в другой — только введение физиологического раствора.
Визуальные ориентиры представляют собой фрагменты белого или черного фетра, прикрепленные к передней и задней стенкам, а также к верхней части клетки. Ольфакторные ориентиры — это ванильное или коричное масло, пропитывающее ватный тампон, расположенный под решетчатым полом камеры. В ходе экспериментов данные о реакциях и локомоторной активности регистрируются с помощью компьютера Med Pentium 100 мегагерц, оснащенного программным обеспечением med PC.
Теперь, когда мы ознакомились с экспериментальной установкой, разберем процесс сбора данных. Экспериментальная процедура проводится в течение нескольких дней и начинается с двухдневных тестов на определение исходных предпочтений, за которыми следуют сеансы самовведения препарата продолжительностью 8 или 16 дней и завершается тестом на кондиционированное местоположение. Для начала сбора базовых показателей предпочтений поместите крысу в центральный коридор с доступом в обе оперантные камеры на 20 минут.
Сразу после помещения крысы в камеру одновременно активируйте видеокамеру, программное обеспечение ПК и таймер. Через 20 минут извлеките крысу из камеры и поместите ее обратно в домашнюю клетку. На следующий день после последнего базового теста начните сеансы самовведения препарата.
Сначала разместите сенсорные стимулы, затем установите панель, чтобы перекрыть доступ из центрального коридора из оргстекла в камеру. Теперь подсоедините вход катетера животного к установленному шприцу с препаратом, чтобы начать сеанс. В первую очередь поместите животное в камеру.
После закрытия двери оперантной камеры запустите программу на медицинском ПК и таймер, чтобы доступ к кокаину был открыт в течение одного часа. Кокаин вводится по графику прогрессивного соотношения подкрепления. Согласно этому графику, для получения каждой последующей инъекции кокаина требуется все большее количество нажатий на рычаг.
Каждая инъекция представляет собой дозу 0,75 мг на кг, вводимую через день. В контрольной среде для инъекций физиологического раствора также используется график прогрессивного соотношения. В конце каждого сеанса самовведения отсоедините обертку от трубки с препаратом, извлеките ее из камеры и верните в домашнюю клетку.
На следующий день после последнего сеанса самовведения проведите тест на обусловленное местоположение (conditioned place preference test). Процедура проведения этого теста такая же, как и при базовых измерениях. Теперь рассмотрим, как оценивать и анализировать полученные данные.
В ходе оценки данных и при слепом распределении групп экспериментом определяется время, которое животное провело в каждом отделении. Экспериментатор просматривает видеозапись, чтобы подсчитать количество заходов и выходов между отделениями в течение 15-минутного периода, начинающегося через пять минут после помещения животного в аппарат. Те же процедуры используются для определения базовых предпочтений и показателей теста на КПП.
Для определения эффектов кондиционирования препаратом используются различия между базовыми показателями и показателями CPP после кондиционирования. Разностные показатели после кондиционирования рассчитываются путем вычитания времени, проведенного в контрольном отсеке, из времени, проведенного в отсеке, связанном с препаратом, во время теста CPP. Базовые разностные показатели рассчитываются аналогичным образом и вычитаются из разностных показателей CPP.
Для определения эффектов лекарственного обусловливания может быть проведен статистический анализ изменений показателей от базового уровня до тестовых сессий. Здесь представлен репрезентативный график показателей базового уровня и тестов CPP. Показатели теста CPP были значимо выше показателей базового уровня, что указывает на предпочтение среды, связанной с кокаином.
Здесь представлены результаты корреляционного анализа реакций ухода от препарата и показатели теста на разницу в КПП после кондиционирования. Только в группе длительного применения кокаина наблюдалась значимая положительная корреляция между реакциями ухода от препарата и показателями теста КПП. Мы продемонстрировали вам, как объединить традиционные методы кондиционирования, предпочтения места и самовведения для нового подхода к изучению подкрепления действием наркотиков у крыс.
При выполнении данной процедуры важно вести тщательный учет и документацию. На этом все. Спасибо за просмотр и удачи в ваших экспериментах.
Обзор
В данном исследовании представлен новый подход к изучению подкрепляющего действия препаратов и формирования зависимости у крыс путем интеграции традиционных методов кондиционированного предпочтения места (CPP) и самовведения. Данная методология позволяет провести комплексный анализ поведения, направленного на поиск препарата, и выраженности предпочтения.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Фармакология
- Поведенческая психология
Введение
- Оперантное самовведение препаратов и кондиционированный предпочтительный поиск места (CPP) широко используются в исследованиях аддикций.
- Эти методы помогают моделировать поведение, связанное с подкреплением и потреблением наркотических средств.
- Понимание этих форм поведения имеет решающее значение для разработки методов лечения зависимостей.
- В данном исследовании оба метода комбинируются для проведения более надежного анализа.
Цель исследования
- Исследовать влияние самовведения кокаина на местовое предпочтение у крыс.
- Оценить взаимосвязь между самовведением препарата и предпочтением определенной среды.
- Получить представление о механизмах развития наркотической зависимости.
Используемые методы
- Были установлены базовые предпочтения для двух различных оперантных сред.
- Самцов крыс обучали самостоятельному введению кокаина в одной среде и физиологического раствора в другой.
- Данные о локомоторной активности и нажатиях на рычаг собирались с помощью специализированного программного обеспечения.
- После сеансов самовведения проводились тесты на обусловленное местовое предпочтение.
Основные результаты
- Крысы проявили выраженное предпочтение среды, связанной с введением кокаина.
- Данные указали на корреляцию между интенсивностью самовведения препарата и временем, проведенным в средах, связанных с приемом наркотика.
- Результаты подтверждают валидность сочетания методов кондиционированного предпочтения места (CPP) и самовведения.
- Полученные данные способствуют пониманию поведенческих аспектов наркомании.
Выводы
- Комбинированная методология представляет собой ценный инструмент для изучения закрепления эффекта препарата.
- Полученные данные могут быть использованы в будущих исследованиях зависимостей и при разработке терапевтических стратегий.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения различных веществ и их воздействия.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Интеграция теста кондиционированного предпочтения места (CPP) и оперантного самовведения в одном аппарате позволяет более детально изучить механизмы подкрепления действием препарата в доклинических моделях. Этот двухмодальный подход повышает прогностическую достоверность при валидации мишеней и снижении механистических рисков в рамках разработки средств лечения аддикций. Данный метод обеспечивает трансляционную преемственность, согласовывая мотивационные и ассоциативные поведенческие конечные точки, имеющие значение для расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ у людей.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичное обнаружение и валидация мишени
- Обеспечивает надежное тестирование терапевтических гипотез, касающихся подкрепления действием препарата и мотивационных путей.
- Способствует снижению биологических рисков путем сопоставления оперантного поведения с обусловленным предпочтением среды.
- Поддерживает функциональную валидацию мишеней с помощью количественных поведенческих конечных точек.
- Повышает прогностическую уверенность при продвижении мишеней, связанных с зависимостью.
Скрининг и разработка анализа
- Подготовка валидированных поведенческих систем для скрининга соединений в моделях зависимости.
- Стандартизация измерения как оперантных, так и условно-рефлекторных ответов для обеспечения воспроизводимости.
- Получение количественных данных (количество нажатий на рычаг, время пребывания в отсеке) для достоверной оценки соединений.
- Создание масштабируемой и многократно используемой платформы для различных классов препаратов и поведенческих парадигм.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет доклинические конечные точки с мотивационным и ассоциативным поведением, имеющим значение для заболевания.
- Обеспечивает непрерывность процесса от раннего этапа поиска до доклинической валидации терапевтических средств для лечения зависимостей.
- Способствует принятию решений о продвижении препаратов с учетом рисков на основе многомерных поведенческих данных.
- Обеспечивает снижение рисков за счет выявления механизмов, связывающих прием препарата с силой средового обусловливания.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный аппарат служит связующим звеном между этапом предварительных открытий и доклинической валидацией, позволяя одновременно оценивать оперантный прием препарата и кондиционированное предпочтение места. Он поддерживает рабочие процессы от тестирования гипотез до идентификации перспективных соединений в исследованиях зависимостей.
- Фундаментальная биология: Обеспечивает проверку гипотез о механизмах подкрепления и ассоциативного обучения.
- Скрининг: Обеспечивает воспроизводимые количественные показатели поведения для оценки соединений.
- Аналитика: Предоставляет статистические данные, коррелирующие реакции на рычаг и показатели предпочтения.
- Трансляционные исследования: Приводит доклинические поведенческие конечные точки в соответствие с фенотипами зависимости у людей.
- Корпоративное использование: Предлагает гибкую и экономически эффективную платформу, адаптируемую к различным классам препаратов и поведенческим парадигмам.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность при валидации мишеней в терапии аддикций.
- Операционная ценность: улучшает стандартизацию, воспроизводимость и масштабируемость поведенческих тестов.
- Стратегическая ценность: служит основой для принятия решений о продолжении или прекращении разработок (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала в портфелях НИОКР по борьбе с аддикциями.
- Влияние на портфель: позволяет осуществлять приоритизацию и продвижение терапевтических средств против аддикций с учетом оценки рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области поведенческой фармакологии и методов оперантного обусловливания.
- Необходимо специализированное оборудование, включающее оперантные камеры, сенсорные стимулы и программное обеспечение для сбора данных.
- Требуется строгая стандартизация сбора и анализа данных между различными исследовательскими группами.
- Метод применим к различным классам препаратов и поведенческим моделям при условии надлежащей валидации.
- Успех зависит от обеспечения проходимости катетеров и соблюдения норм благополучия животных на протяжении всех экспериментов.
