Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

رواية جهاز وطريقة لتدعيم المخدرات

doi: 10.3791/1998 Published: August 20, 2010

Summary

وتستخدم توسعا استثابي المخدرات الإدارة الذاتية ومشروطة تفضيل مكان (CPP) إجراءات في مجال البحوث لنموذج مختلف مكونات تعزيز المخدرات واستهلاكها ، والإدمان لدى البشر. في هذا التقرير ، جنبا إلى جنب ونحن الطرق التقليدية لحزب الشعب الكمبودي والإدارة الذاتية بوصفها نهجا جديدا لتعزيز دراسة المخدرات والإدمان في الفئران.

Abstract

وقد أثبتت النماذج الحيوانية التعزيز لتكون مفيدة لفهم الآليات العصبية الحيوية الكامنة وراء الإدمان على المخدرات. وتستخدم توسعا استثابي المخدرات الإدارة الذاتية ومشروطة تفضيل مكان (CPP) إجراءات في مجال البحوث الحيوانية لنموذج مختلف عناصر التعزيز المخدرات واستهلاكها ، والإدمان لدى البشر. لهذه الدراسة ، كنا نهجا جديدا لدراسة تعزيز المخدرات في الفئران عن طريق الجمع بين حزب الشعب الكمبودي التقليدية ومنهجيات الإدارة الذاتية. جمعنا به جهاز مجلسين ميد استثابي معاون وتنمية مداركه الحسية ، ومنطقة زجاجي المشيدة محايدة. سمحت هذه التعديلات تجاربنا لتشمل جوانب تحفيزية من تناول المخدرات عن طريق الإدارة الذاتية ، وخالية من المخدرات تقييم قوة تكييف المخدرات / جديلة مع اختبار حزب الشعب الكمبودي. في تجاربنا ، الفئران ذاتيا الكوكايين (0.75 ملغم / كغم / ينج ، والرابع) خلال إما أربعة (على سبيل المثال ، "قصيرة الأجل") أو ثمانية (على سبيل المثال ، "على المدى الطويل") يوما بالتناوب في الدورات البيئة التي تحتوي على منبهات الحسية استثابي المميزة (على سبيل المثال ، الشمية والبصرية). في الأيام بديل ، في أخرى (بشكل مختلف ، ملقن) استثابي البيئة ، والمياه المالحة المتوفرة للتسريب المصير (0.1 مل ، والرابع). أربع وعشرين ساعة بعد الدورة self-administration/cue-pairing الماضي ، أجري اختبار لحزب الشعب الكمبودي. متسقة مع استنتاجات CPP نموذجية ، كان هناك تفضيل كبير للغرفة المرتبطة الكوكايين الإدارة الذاتية. بالإضافة إلى ذلك ، في الحيوانات التي تمر تجربة طويلة الأجل ، وجود علاقة ايجابية بين حجم كبير حزب الشعب الكمبودي وعدد من الردود رافعة الكوكايين المقوى. في الختام ، فإن هذا النهج هو جهاز والوقت وفعالة من حيث التكلفة ، ويمكن استخدامها لدراسة مجموعة واسعة من المواضيع المتعلقة بتعاطي المخدرات ، ويوفر المزيد من المرونة في التصميم التجريبي من حزب الشعب الكمبودي أو أساليب الإدارة الذاتية وحدها.

Protocol

*= أهم الخطوات

  1. مدربون جيدا التعامل مع الذكور سبراغ داولي الفئران للضغط على ذراع مع مكافأة الغذائية (45 ملغ الكريات السكروز ؛ بيو سيرف ، Frenchtown ، ونيو جيرسي).
  2. * القسطرة هي التي شيدت في الوريد من الفولاذ المقاوم للصدأ قنية (بلاستيك واحد ، VA) وأنابيب Silastic. الفئران الخضوع لإجراء قسطرة الوريد الجراحية للسماح المخدرات الإدارة الذاتية. وتألفت التخدير من خليط من الأكسجين (0.8 لتر / دقيقة ؛ Airgas جنوب غرب كوربوس كريستي ، تكساس) وisoflurane (2،5-4 ٪ ؛ AErrane وباكستر للرعاية الصحية ، ديرفيلد ، IL) تسليم الغاز عبر نظام التسليم (VetEquip ، المؤتمر الوطني العراقي ، بليزانتون ، CA). بعد الجراحة ، ويتم الاحتفاظ سالكية القسطرة من خلال تنظيف يومية مع 0.1 مل من المياه المالحة 0.9 ٪ ، وTimentin الهيبارين (مضاد حيوي) حل. يتم تطبيق جنتاميسين ، والمضادات الحيوية الموضعية ، وغطاء الجمجمة والصدر شق للوقاية من العدوى. اتباع جميع الإجراءات الجراحية المبادئ التوجيهية لعملية جراحية معقمة الحيوانية. وتعقيمها لوازم الجراحة والتعقيم والأدوات في محلول معقم حبة الكيميائية وساخنة. وكان مسح القسطرة المزروع مع الماء ، والميثانول والهواء أثناء إعداد واستحم ثم حل في الايثانول 70 ٪ في اليوم لعملية جراحية. وأعدت لعملية جراحية الفئران التي حلق الرأس ومنطقة الصدر بعد تطبيق الحل betadine. بعد الجراحة ، تم رصد الفئران لعدة ساعات قبل بداية عاد الى مستعمرة الحيوانات.
  3. الكوكايين (النداء الجرد المخدرات والتموين وبرنامج التحكم ؛ RTI الدولية ، والبحوث المثلث بارك ونورث كارولاينا) المستخدمة في هذه التجربة تم حله في محلول ملحي متساوي التوتر (0.9 ٪) في تركيزات الجرعة المناسبة وفقا لأوزان الحيوانات. وقد تمت تصفيتها ثم الحلول الكوكايين خلال 0.2 ميكرون مرشحات المحاقن المعقمة قبل استخدام اليومي.
  4. * يتم إنشاء جهاز للخروج من غرف واحدة رافعة two استثابي (28 × 22 × 21 سم) مجهزة أضواء البيت والتحفيز و3 مجموعات من photobeams (ميد شركاه ، وسانت البانز ، VT). وانضم غرف معا بواسطة ممر زجاجي شيد (21 × 25 × 25 سم). الزقاق يتكون من جدارين سوداء مع خطوط بيضاء وجدران معدنيين ، وهو من كبار زجاجي واضحة ، والكلمة زجاجي أبيض. الغرفتين استثابي والصلب شبكة قضيب (4.8 ملم) طوابق فوق إزالة تثبيت قيعان قفص حديدي. يتم وضع اشارات حسية داخل غرف استثابي لخلق فريدة من نوعها ، وبيئات مميزة. الاشارات البصرية تتألف إما أبيض أو أسود شعر المواد التي تعلق على الجدران الأمامية والخلفية وعلى أعلى القفص. العظة حاسة الشم هي التي تعتمد على النفط الروائح (رفعت أو القرفة) تشبع كرة القطن الموجود تحت الكلمة قضيب من الغرفة.
  5. الإجراء التجريبي يحدث خلال الأيام متعددة ، بدءا من اختبارات تفضيل الأساس (2 أيام) ، تليها دورات الإدارة الذاتية للمخدرات (8 أو 16 يوما) ، وتنتهي مع اختبار مكان مكيفة (CPP) تفضيل (1 اليوم).
  6. * خلال تفضيل خط الأساس وإجراءات الاختبار حزب الشعب الكمبودي ، والحيوانات من الحصول على مجلسي استثابي. كاميرا فيديو محمولة فوق جهاز السجلات مداخل للفئران والمخارج لكل غرفة. Photobeams داخل غرف الكشف عن كسور شعاع التي يتم استخدامها وذلك في مؤشر النشاط الحركي. خلال دورات الإدارة الذاتية للمخدرات ، وتقتصر على حيوانات الحجرة استثابي واحد في حين الاستجابة والنشاط الحركي ذراع (على سبيل المثال ، كسور photobeam) يتم تسجيل البيانات مع جهاز كمبيوتر بنتيوم 100 ميغاهيرتز ميد مجهزة ميد برامج الكومبيوتر الشخصي (ميد شركاه ، وشركة ، سانت البانز ، فيرمونت).
  7. يتم جمع القياسات تفضيل الأساس في يومين متتاليين. لتبدأ ، يتم وضع الفئران في زقاق وسط مع إمكانية الوصول إلى مجلسي استثابي لمدة 20 دقيقة. مباشرة بعد وضعهم في غرفة ، وكاميرا الفيديو ، ويتم تفعيلها في وقت واحد ميد PC برنامج حاسوبي وموقت. ويجري تقييم البيانات الأساسية تفضيل خلال عرضه لتسجيلات الفيديو.
  8. * المخدرات الادارة الذاتية دورات تبدأ في اليوم التالي للاختبار الأساس الماضي. يتم وضع اشارات حسية (مثل الجدران البيضاء أو السوداء والروائح وارتفع أو القرفة) ، وتشكيل لجنة لمنع الوصول إلى قبالة الزقاق مركز زجاجي في غرفة قبل الحيوان. لبدء الدورة ، يتم وضع الحيوان داخل غرفة بينما تعلق أنابيب من حقنة مخدرات لنصرة مدخل القسطرة الحيوان. بعد اقفال باب الغرفة استثابي ، يتم تشغيل برنامج ميد PC وموقت وصول الكوكايين متاح لمدة 1 ساعة. كل النتائج استجابة رافعة في ضخ 0.1 مل من الكوكايين (0.75 ملغم / كغم / ينج) أو بمحلول ملحي. في نهاية كل دورة الادارة الذاتية هي قطع من الفئران أنابيب المخدرات ، وإزالتها من الغرفة وضعت في قفص المنزل.
  9. بعد يوم من الدورة الماضية من الإدارة الذاتية ، والحيوانات تخضع لتفضيل مكان مكيفة (CPP) الاختبار. الإجراء هو نفسه كما هو موضح لقياسات أساسية (انظر 7).
  10. * بيانات التقييم : مجرب الأعمى على الاحالات المجموعة يحدد مقدارالساعة الحيوانات تنفق في كل حجرة من خلال عرض شريط فيديو لتقييم المداخل والمخارج بين المقصورات لمدة 15 دقيقة (5 دقائق بعد بداية الموضع داخل الجهاز). يتم استخدام نفس الإجراء لتحديد خط الأساس وتفضيل درجات الاختبار حزب الشعب الكمبودي.
  11. * تحليل البيانات : تستخدم الاختلافات بين القياسات الأساسية وبعد عشرات تكييف قانون الإجراءات الجزائية لتحديد المخدرات تكييف الآثار. يتم احتساب درجات الاختلاف وذلك بطرح كمية الوقت الذي يقضيه في المقصورة المالحة الاقتران من مقدار الوقت الذي يقضيه في المقصورة المخدرات الاقتران أثناء الاختبار حزب الشعب الكمبودي (عدد الثواني في بالمخدرات إقران مقصورة) -- (عدد الثواني في المؤسسة العامة لتحلية إقران مقصورة). يمكن إجراء التحليلات الإحصائية على التغيرات درجة من الاختلاف الأساس لجلسات اختبار لتحديد الآثار المترتبة على تكييف المخدرات.

ويمكن أيضا أن أعرب عن عشرات حزب الشعب الكمبودي وحزب الشعب الكمبودي عشرات الفرق النسبة المئوية (٪). في هذه الدراسة ، تم حساب حزب الشعب الكمبودي ٪ نقاط الاختلاف الأول عن طريق تحديد الوقت الذي يقضيه في المئة في كل من المجلسين استثابي باستخدام الصيغة : (الوقت في المخدرات (أو المالحة) غرفة / إجمالي الوقت في كل دائرة) * 100 = ٪ ميول مكان مكيف (CPP). تم تحديد النسبة المئوية من درجة الاختلاف الصيغة : (من المخدرات إقران ٪) -- (المالحة إقران ٪) = نقاط الاختلاف CPP ٪.

الشكل 1
الشكل 1. العلاقة بين تناول الكوكايين وتكييف ميول مكان تحليلات الارتباط بيرسون تحديد وجود علاقة ايجابية كبيرة بين مجموع الردود يفر الكوكايين المقوى وحزب الشعب الكمبودي ٪ نقاط الاختلاف بالنسبة للحيوانات التي كانت تدار ذاتيا الكوكايين لمدة ثماني دورات (على سبيل المثال ، مجموعة على المدى الطويل ؛ ع <0.05) ، ولكن ليس للحيوانات في المجموعة على المدى القصير (على سبيل المثال ، دورات الكوكايين 4). الماس فتح تمثل البيانات الفردية نقطة لالكوكايين على المدى الطويل (ن = 9) ، وشغل الاوساط تمثل الكوكايين على المدى القصير (ن = 8) مجموعات. وبدد أفضل تناسب خطوط على المدى الطويل ، والصلبة للحصول على نقاط البيانات قصيرة الأجل.

Discussion

استثابي المخدرات عن طريق الحقن إجراءات تكييف الإدارة الذاتية ووضع نماذج موثوقة وصحيحة لدراسة الأسس العصبية للاعتماد على المخدرات والادمان 1 2 3. وتستخدم على نطاق واسع سواء في أساليب ما قبل السريرية المخدرات وتعاطي البحوث قادرين على قياس خصائص يعزز من العقاقير إيذاء 4. ومع ذلك ، وكلا الأسلوبين أوجه القصور التي الجهاز الجديد وطريقة عرض هنا يحسن عند 5.

عيب واحد كبير من الإجراءات التقليدية حزب الشعب الكمبودي هو الوضع غير المملوكة للإدارة المخدرات. هذا النمط من تناول المخدرات قد تختلف النتائج السلوكية والكيميائية العصبية من الادارة الذاتية 6 7 8 9 10 11 ، وغير متناسقة مع تجارب تعاطي المخدرات الإنسان. بالإضافة إلى ذلك ، خلافا لإجراءات الإدارة الذاتية للمخدرات ، ونماذج CPP غير قادر على قياس التغيرات التدريجية في الدافع المخدرات على نحو ما تعكسه زيادة كمية المخدرات ؛ نقطة تحول المفترضة في التحول من استخدام المخدرات الترفيهية لإدمان المخدرات لا يمكن السيطرة عليها. ومع ذلك ، والمخدرات من الإدارة الذاتية والسلوك قيود التفسير كذلك. على سبيل المثال ، غالبا ما تستخدم معدلات الاستجابة لاستنتاج قيمة المكافأة ، ولكن يمكن أن تتأثر مباشرة من آثار motoric من المخدرات تدار ذاتيا ومستقلة للآثار الدواء التحفيزية. بالإضافة ، يمكن أيضا لعدد من المخدرات عززت الاستجابات تتأثر وجود أو عدم وجود محفزات التسريب المرتبطة بالمخدرات 12.

ومن المعروف أن الكوكايين بسهولة الذاتي التي يديرها الفئران وانتاج قوي تفضيلات مكان مكيفة في مجموعة متنوعة من الجرعات وطرق الإدارة 2 13 14. النتائج من هذه الدراسة تدعم التقارير السابقة نماذج تعزيز المخدرات. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحديد وجود علاقة ايجابية كبيرة بين الاستجابات رافعة الكوكايين مصفحة وعشرات حزب الشعب الكمبودي في لونج ، ولكن ليس مجموعة الكوكايين على المدى القصير. هذه النتائج تشير الى ان ظروف المكان والإدارة الذاتية ليست بالضرورة التدابير تماثلية الثواب. على سبيل المثال ، فمن المتصور أن حزب الشعب الكمبودي بعد التعرض الكوكايين على المدى القصير الحاد يعكس خصائص يعزز المشاهدة الأولي عادة مع تعاطي المخدرات الترفيهية. من ناحية أخرى ، قد أجريت على الفئران مع مزيد من الخبرة الكوكايين والكوكايين تناول التصعيد في المراسلات مع مستويات متزايدة من تعزيز مكيفة تبين التغيرات التدريجية في حساسية المخدرات أو تعزيز آثار المخدرات مجزية في قطاعات معينة من السكان.

وقد ظهرت هذه الطريقة فائدة تتجاوز تقييم الآثار الإيجابية يعزز من المخدرات. على سبيل المثال ، والآثار مكره المخدرات لم يكن موجودا خلال تعاطي المخدرات الأولية يمكن أن تنشأ مع التعرض المخدرات الموسعة (على سبيل المثال ، تنافر مكان مكيفة ، أو CPA) وسيتم الكشف عنها باستخدام هذه التقنية. استخدامات إضافية تشمل القدرة على الشاشة لمجموعات سكانية فرعية الأكثر حساسية للكوكايين جديلة التعلم النقابي ، لتقييم تجربة بوساطة التغيرات في الكوكايين ذات دوافع السلوك ، واكتشاف المخدرات دائمة مكيفة الآثار خلال الامتناع المخدرات و / أو إعادة ملقن. في الختام ، فإن هذا النهج هو جهاز والوقت وفعالة من حيث التكلفة ، ويمكن استخدامها لدراسة مجموعة واسعة من المواضيع المتعلقة بتعاطي المخدرات ، ويوفر المزيد من المرونة في التصميم التجريبي من حزب الشعب الكمبودي أو أساليب الإدارة الذاتية وحدها.

Disclosures

وقد رعت إنتاج الفيديو من هذه المادة بواسطة المعاون المتوسطية ، التي تنتج الأدوات المستخدمة في هذه المقالة.

Acknowledgments

نود أن نشكر ليا McAleer لدعمها في إجراء هذه التجربة ، وتساعدها في عرض الملصق في جمعية علم الأعصاب عام 2009 للاجتماع وهذا إنتاج الفيديو ، جنبا إلى جنب مع محمد عبد الله وأهرينس أليسون. نحن نقدر أيضا روزي مادوكس ، Chavana راشيل ، وجو ليندا لمساعدتها في جمع البيانات والتحليلات لهذه التجربة. وقد أيد هذا المشروع من قبل المعاهد الوطنية للصحة / NIDA المنح 3R01DA014640 - 05S1 (CLD) ، ومركز للحوذي والإدمان على الكحول بحوث جونز الزمالة والمعاهد الوطنية للصحة / NIAA التدريب المنح AA07471 (AAF). تم تزويد بسخاء الكوكايين بواسطة حمض الهيدروكلوريك الجرد المخدرات النداء والتموين وبرنامج التحكم.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Operant Conditioning Behavior (Drug Self-administration) Test Package for Rat Med Associates, Inc. MED-008-CT-B1
Infrared Source and Detector (Photobeams) Med Associates, Inc. ENV-253SD ENV-253
Med PC Software Med Associates, Inc. SOF-735
Single speed syringe pump Razel Scientific Instruments Model R-E
45 mg sucrose pellets Bio-Serv F0042
Catheter cannula Plastics One C313G-5UP
Cocaine RTI International

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sanchis-Segura, C., Spanagel, R. Behavioural assessment of drug reinforcement and addictive features in rodents: an overview. Addict Biol. 11, (1), 2-2 (2006).
  2. Tzschentke, T. M. Measuring reward with the conditioned place preference (CPP) paradigm: update of the last decade. Addict Biol. 12, (3-4), 227-227 (2007).
  3. Koob, G. F. Psychopharmacology: the fourth generation of progress. Bloom, K. D. Raven Press. New York. 759-759 (1995).
  4. Bardo, M. T., Bevins, R. A. Conditioned place preference: what does it add to our preclinical understanding of drug reward. Psychopharmacology (Berl). 153, (1), 31-31 (2000).
  5. Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Self-administration of drugs in animals and humans as a model and an investigative tool. Addiction. 102, (12), 1863-1863 (2007).
  6. Stefanski, R. Active versus passive cocaine administration: differences in the neuroadaptive changes in the brain dopaminergic system. Brain Res. 1157, 1-1 (2007).
  7. Miguens, M. Differential cocaine-induced modulation of glutamate and dopamine transporters after contingent and non-contingent administration. Neuropharmacology. 55, (5), 771-771 (2008).
  8. Palamarchouk, V., Smagin, G., Goeders, N. E. Self-administered and passive cocaine infusions produce different effects on corticosterone concentrations in the medial prefrontal cortex (MPC) of rats. Pharmacol Biochem Behav. 94, (1), 163-163 (2009).
  9. Ciano, P. D. i, Blaha, C. D., Phillips, A. G. Conditioned changes in dopamine oxidation currents in the nucleus accumbens of rats by stimuli paired with self-administration or yoked-administration of d-amphetamine. Eur J Neurosci. 10, (3), 1121-1121 (1998).
  10. Twining, R. C., Bolan, M., Grigson, P. S. Yoked delivery of cocaine is aversive and protects against the motivation for drug in rats. Behav Neurosci. 123, (4), 913-913 (2009).
  11. Moolten, M., Kornetsky, C. Oral self-administration of ethanol and not experimenter-administered ethanol facilitates rewarding electrical brain stimulation. Alcohol. 7, (3), 221-221 (1990).
  12. Schindler, C. W., Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Second-order schedules of drug self-administration in animals. Psychopharmacology (Berl). 163, (3-4), 327-327 (2002).
  13. O'Dell, L. E., Khroyan, T. V., Neisewander, J. L. Dose-dependent characterization of the rewarding and stimulant properties of cocaine following intraperitoneal and intravenous administration in rats. Psychopharmacology (Berl). 123, (2), 144-144 (1996).
  14. Liu, Y., Roberts, D. C., Morgan, D. Sensitization of the reinforcing effects of self-administered cocaine in rats: effects of dose and intravenous injection speed. Eur J Neurosci. 22, (1), 195-195 (2005).
رواية جهاز وطريقة لتدعيم المخدرات
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement. J. Vis. Exp. (42), e1998, doi:10.3791/1998 (2010).More

Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement. J. Vis. Exp. (42), e1998, doi:10.3791/1998 (2010).

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