Обучение по специальности «Самостоятельное управление»

Исследования по самостоятельному введению наркотиков на грызунах моделируют поведение человека, связанное с поиском вознаграждения и зависимостью. Компульсивное поведение, связанное с употреблением наркотиков, является серьезной социальной проблемой, и поэтому ученые пытаются расшифровать нейробиологию, лежащую в основе наркотической зависимости и аддикции. Реакция грызунов на наркотики, вызывающие привыкание, аналогична человеческой, и они демонстрируют многие признаки аддиктивного поведения, такие как абстиненция и повышенное самоприведение.

В этом видео будут рассмотрены некоторые концепции, лежащие в основе исследований по самолечению, рассмотрен базовый протокол экспериментов и рассмотрены некоторые эксперименты, проводимые сегодня в лабораториях по лечению зависимостей.

Давайте начнем с обсуждения того, что в настоящее время известно о зависимости, и как самовведение у грызунов может быть использовано для изучения этого поведенческого феномена.

Поведение, связанное с употреблением наркотиков, часто инициируется и продолжается из-за вызванного веществом чувства удовольствия, опосредованного мозговыми путями вознаграждения. Основной путь вознаграждения является дофаминергическим и проходит от вентральной тегментальной области к прилежащему ядру. Кроме того, миндалевидное тело, префронтальная кора и гиппокамп также активируются в ответ на вознаграждение. Предполагается, что они участвуют в эмоциональной обработке, планировании и памяти, связанных с наркотиками.

Поведенческое подкрепление, вызванное этими вознаграждающими чувствами, часто приводит к зависимости, проявляющейся в повышенном самоуправлении. Грызунов можно обучить самостоятельному введению с помощью оперантной камеры, где рычажное нажатие может быть вознаграждено вливанием лекарства. Животные часто учатся ассоциировать поведение с вознаграждением, и это обучение может быть использовано для проверки потенциала соединений в отношении привыкания.

Теперь, когда вы узнали о зависимости, давайте рассмотрим общий протокол самолечения.

Как упоминалось ранее, исследования самостоятельного приема лекарств проводятся в оперантном обусловливающем боксе. Для ограничения внешних раздражителей бокс размещается внутри звукопоглощающей камеры. Различные компоненты, такие как подсветка, динамики и домашнее освещение, могут быть использованы в рамках экспериментальной установки. Как правило, в коробке доступны два рычага: один «активен», который запускает доставку награды, а другой «неактивен», который не дает ответа.

Определение пути введения препарата является важным первым шагом. Внутривенное введение является наиболее распространенным методом, поскольку этот путь обеспечивает быстрое поглощение и почти немедленную индукцию вознаграждения. Он также имитирует наиболее распространенный способ введения наркотических препаратов у людей. Другим часто используемым путем является внутричерепной, который также приводит к быстрым эффектам лекарств и может быть использован для воздействия на определенные области мозга. Введение катетера для лекарственного препарата для обоих вышеупомянутых путей должно быть выполнено таким образом, чтобы животное все еще могло свободно двигаться. Для наркотиков, таких как алкоголь, также используются пероральные методы введения.

Исследования в области самоуправления обычно включают в себя парадигму приобретения. Одним из примеров этой парадигмы может быть лишение пищи в течение 20-24 часов с последующими тренировочными занятиями. Во время этих сеансов животное помещается в коробку, где получает гранулы пищи в ответ на нажатие на «активный» рычаг. Это действие может сопровождаться активацией индикатора кия, который сигнализирует о периоде ожидания, когда еда не подается, независимо от активного нажатия на рычаг. Еда обычно доставляется по расписанию с фиксированным соотношением или «FR1», что просто означает, что одно нажатие рычага приводит к доставке вознаграждения. Во время фазы освоения количество активных нажатий на рычаг должно увеличиваться с каждой тренировкой перед стабилизацией, и тренировка считается завершенной, как только будет достигнуто это равновесие.

При самостоятельном введении наркотиков часто проводятся операции, которые обычно позволяют проводить внутривенную инфузию такого наркотика, как кокаин. После того, как животное выздоровеет и ему будет позволено акклиматизироваться к условиям испытания, общее количество активных и неактивных реакций рычага регистрируется во время сеанса тестирования, в ходе которого после активного нажатия на рычаг вводится 3-секундная инфузия кокаина. Период ожидания, аналогичный описанному в сеансе сбора пищи, используется здесь для предотвращения передозировки животными. Как и раньше, тренировка считается завершенной, когда активные рычажные прессы для инфузий выходят на плато.

Теперь, когда мы рассмотрели общий протокол самоконтроля, давайте рассмотрим некоторые модифицированные протоколы, используемые для моделирования более сложных свойств зависимости.

Например, вместо тестирования по графику FR1 ученые тестируют животных по графику прогрессивного соотношения. Это требует увеличения количества нажатий на рычаг для подкрепления, что означает, что сначала награда доставляется после одного активного нажатия на рычаг, а во второй раз награда доставляется после двух нажатий на рычаг. В третий раз требуется четыре нажатия на рычаг и так далее, пока животное не достигнет точки остановки, которая определяется как количество активных нажатий на рычаг, при которых животное сдается и прекращает самостоятельное введение. Известно, что точка разрыва коррелирует с усиливающей силой препарата.

Другой модифицированный протокол включает в себя графики второго порядка, которые основаны на графиках с фиксированными или прогрессивными коэффициентами. Эти экспериментальные парадигмы включают в себя сопряжение второго набора сигналов, таких как свет, звук или и то, и другое, с доставкой лекарства, а затем изучение реакции животного после предъявления сигнала. Этот тип графика может моделировать, как сигналы окружающей среды влияют на поведение при поиске наркотиков.

Наконец, ученые используют графики угасания и восстановления для моделирования рецидивного поведения. Здесь этап приобретения выполняется с использованием препарата в качестве вознаграждения. За этим следует обучение угасанию, при котором все переменные остаются прежними, но подача лекарства прекращается после активного нажатия на рычаг. Это в конечном итоге приводит к «угасанию» тренированного поведения при нажатии на рычаг. Затем можно изучить рецидив после введения «праймингирующей» дозы вызывающего привыкание соединения, с последующим изучением активных реакций рычага во время сеанса восстановления.

Рассмотрев, как проводятся исследования по самоуправлению, давайте посмотрим, как они применяются в этой области сегодня.

Ученые изучают различные модели поведения, которые возникают при повышенном самостоятельном приеме препарата. Здесь ученые исследуют вокализацию, которая является показателем эмоциональной реакции во время самостоятельного приема кокаина. Используя специальные ультразвуковые микрофоны, исследователи продемонстрировали корреляцию между вокализацией и введением кокаина.

Поведение при употреблении наркотиков часто связано с сигналами окружающей среды, хранящимися в памяти животного. Здесь исследователи используют тест на условное предпочтение места в сочетании с самостоятельным приемом кокаина для проверки памяти, связанной с приемом наркотиков. Животных обусловливали самовведением кокаина в одной среде и самовведением физиологического раствора в другой. В тестировании участвовали животные, свободно исследующие обе камеры, с последующей оценкой предпочтений окружающей среды.

Наконец, ученых интересует выявление факторов, влияющих на рецидив. В этом исследовании ученые изучили влияние ограничения пищи на рецидив героина. В течение 14 дней после заражения героином одна группа крыс получала свободный доступ к пище, в то время как другая группа получала пищу с ограниченным питанием. Затем животных проверяли на предмет поиска героина. Результаты этого эксперимента показывают, что крысы, ограниченные в пище, демонстрировали большее стремление к героину.

Вы только что посмотрели видео JoVE об исследованиях самостоятельного приема лекарств. Этот метод позволяет исследователям изучать поведение и нейробиологию, связанные с поиском вознаграждения у людей, и ученые могут адаптировать этот протокол различными способами, чтобы понять различные аспекты зависимости. Как всегда, спасибо за просмотр!