Summary
İlaç öz-yönetim ve ultrasonik seslenmelere (USV) hayvanlar üzerinde yapılan araştırmalar davranış değerlendirmeler olarak kullanılan, ancak nadiren kombinasyonu. Bu makalenin amacı, duygusal tepkilerin ilaç deneyimi değerlendirmek için ilaç öz-yönetim işlemleri sırasında kayıt USVs avantajlarını anlatmak için.
Abstract
İlaç öz-yönetim prosedürleri yaygın insan uyuşturucu kullanımı, bağımlılığı ve nüks ile ilişkili davranışsal ve nörokimyasal değişiklikleri incelemek için kullanılır. Çeşitli davranış faaliyet türleri genellikle hayvanlarda ilaç motivasyon önlemler olarak kullanılmaktadır. Ancak, kanaatkâr kokain kullanıcılarının uyuşturucu bağımlılığı nüks önemli bir bileşeni genellikle aleni davranışların olmaması oluşur, hayvanların model zor "ilaç özlem". Ancak, sıçanlarda ultrasonik sesler çıkarma (USVs) bir sınıf, uyuşturucu yönetimi, uyuşturucu beklentisiyle ve hatta ilaç özlem duygusal tepkilerin için yararlı bir belirteç olması mümkündür. Sıçanlar communicatory bir fonksiyonu olarak hizmet veren ve öznel duygusal durumları ifade ultrasonik frekanslarda sesleri. Çeşitli çalışmalarda farklı arama frekans aralıkları olumlu ve olumsuz duygusal durumları ile ilişkili olduğunu göstermiştir. Örneğin düşük frekanslı aramaları ("22 kHz") negatif bir duygusal durumu temsil eder, oysa, yüksek frekans aramaları ("50 kHz"), pozitif etkiler ile ilişkilidir. Bu makale, günlük kokain öz-yönetim ile ilgili sıçan USVs değerlendirmek için bir prosedür açıklanmıştır. Bu işlem için, içinde yer standart tek kolu edimsel odaları kullanılan ses azaltıcı kokain öz-yönetim oturumları ve kullanılan ultrasonik mikrofonlar, çok kanallı kayıt donanım ve USVs tespit ve analiz etmek için özel yazılım programları için kutular. USVs ölçümleri sırasında ve sonrasında ilaç teminine, önce sıçanların duygusal yansıtır ve sık değerlendirilen ilaç öz-yönetim davranışsal veriler, kol yanıtları, inter-yanıt aralıklarla ve lokomotor aktivite ile ilişkili olabilir. USVs, ilaç kullanılabilirliği (örneğin, beklenti USVs) önce aralıklarında ve ilaç yok çalışmalar sırasında değerlendirilir olabilir, uyuşturucu beklenti ve ilaç yoksunluk ile ilişkili etkiler, değişiklikleri de tespit edilebilir. Buna ek olarak, kısa ve uzun vadeli ilaç maruziyeti boyunca USV değişimleri tespit duygusal işleyişi ilaca maruz kalma etkileri daha ayrıntılı bir yorumunu sağlayabilir.
Protocol
*= Önemli uçlar
- İyi ele erkek Sprague-Dawley sıçan, gıda ödül (Bio-Serv Frenchtown, NJ 45 mg sakkaroz pelet) kola basın eğitilmiştir.
- * İntravenöz kateter paslanmaz çelik kanül (Plastik, VA) ve silastik tüp inşa edilmiştir. Sıçanlar ilaç öz-yönetim izin juguler kateterizasyon, cerrahi işlem uğrarlar. Ameliyattan sonra, kateter açıklığı günlük 0.1 ml% 0.9 salin, heparin ve Timentin çözüm kızarma tarafından korunur.
- Kokain (NIDA İlaç Envanter ve Tedarik ve Kontrol Programı; RTI International Research Triangle Park, NC) bu deneyde kullanılan hayvan ağırlıkları (0.75 mg / kg / enjeksiyon izotonik salin solüsyonu (% 0.9) göre uygun doz konsantrasyonu dağıldı her enjeksiyon 0.1 ml) bu yüzden. Kontrol hayvanlar aynı hacim / enjeksiyon salin solüsyonu aldı.
- * Ilaç öz-yönetimi için kullanılan cihaz, ev ve uyarı ışıkları ve 3 set photobeams ile donatılmış tek bir kolu edimsel odası (28 x 22 x 21 cm) oluşur. Edimsel odasının içinde yer alır, daha büyük bir ses azaltıcı odası (Med Associated St Albans, VT), gürültü ve ışık dışında sınırlamak için. Yönetim seansları sırasında, hayvanların intravenöz tuzlu bir kokain solüsyonu (0.75 mg / kg / enjeksiyon) veya steril ya da içeren bir motorlu pompası (RAZEL Scientific Instruments, Model A, St Albans, VT) üzerine monte edilmiş bir şırınga tüp aracılığıyla bağlı olduğunu . Her bir kolu bastıktan sonra, kolu üzerinde bir uyarıcı ışığı yanar ve kokain veya tuzlu, 6 sn bir infüzyon zaman içinde uygulanır. Lokomotor aktivite photobeam kesintilerinin sayısı olarak değerlendirilir. Kontrollü ilaç öz-yönetim programı ve davranışsal tepkilerin (örneğin, kol yanıtları ve lokomotor aktivite) Med PC yazılımı (Med Associates) ile donatılmış bir Med Pentium bilgisayar kullanılarak kaydedilir.
- * USVs, ultrasonik mikrofonlar, veri toplama donanım, kayıt yazılımı (Avisoft Bioacoustics, Berlin, Almanya) ve PC bilgisayar sistemleri algılar ve kaydetmek için ihtiyaç vardır. Için geçerli deney, ultrasonik mikrofonlar (frekans tepki aralığı = 10-100-kHz) edimsel odalarının merkezinde güvenli bir şekilde monte edilir. Mikrofonlar edimsel odasının dışında bulunan ve kayıtları bir PC bilgisayar sistemi (Dell OptiPlex GX270, Windows XP Professional, Intel (R) Pentium (R) 4 CPU, 2.60 GHz, toplanan veri toplama donanım (Avisoft Ultrasoundgate) bağlı 1 GB RAM) KAYDEDİCİ çok kanallı kayıt yazılımı (Avisoft Bioacoustics) kullanarak.
- * Her aşağıdaki gibi ilaç self-administration/USV kayıt oturumu gelirleri:
- Hayvanlar hafifçe evlerine kafesin dışına ve kalıcı intravenöz kateter olası kateter arızaları tespit etmek için bir heparinize salin solüsyonu 0.05 ml temizlendi.
- * Sıçanlar öz-yönetim oturumları sırasında ya ilaç ya da araç yönetimini sağlayan edimsel odasının üzerine monte edilmiş bir döner bağlı. Hayvanlar edimsel odasına yavaşça yerleştirilir ve kapı sessizce kapatılır. Ilaç öz-yönetim programı (Med PC) ve USV kayıt yazılımı (RECORDER), iki ayrı bilgisayar sistemleri vardır. Bu nedenle, USV algılama ile edimsel odasının içinde davranışları bağlantı edebilmek için, her iki program (örneğin, bilgisayar yere göre iki kişi gerekebilir) eş zamanlı olarak başlatılmış gerekir.
- * Sürekli oturum boyunca bireysel USVs kaydedilir ve zaman damgalı. Edimsel odasının içinde olayları kontrol ve kayıt MedPC program herhangi bir şartname yazılı olabilir. Oturumun sonunda MedPC programı otomatik olarak kapanır. USV kayıt USV kayıt özel bir bilgisayar sistemi üzerinde manuel olarak durdurulması gerekir.
- Oturumun sonunda, hayvanlar, 0.05 ml ilaç kalıntıları kateter temizlemek için tuzlu heparinize ile hafifçe edimsel odasının dışına alınır döner bağlantısı kesilmiş ve kızardı.
- * Lojistik amaçlar için, biz USV analizleri (Dell OptiPlex 745, Windows XP Professional, Intel (R) Core (TM) 2 CPU, 2.40 GHz, 2 GB RAM) için ayrı bir bilgisayar sistemi kullanılan, ancak analiz yazılımı da olabilir kayıt yazılımı ile aynı bilgisayar sistemi yüklü. USV analizlerin doğruluğunu sağlamak için dikkatli bir şekilde yapılmalıdır:
- * SASLab Pro analiz yazılımı (Avisoft Bioacoustics, Berlin, Almanya), kaydedilen USVs görünür ve bir spectogram görüntülenen insan deneyciler için sesli olmasını sağlar.
- * Mevcut yapılandırma ayarları kullanarak, ortaya çıkan spectogram kişisel tercihlere göre değiştirilebilir. Buna ek olarak, yazılım otomatik olarak bu frekans üzerinde spectogram sesleri algılamak için izin düşük frekanslarda (örneğin, edimsel odaları fan tarafından oluşturulan) arka plan gürültülerini kesip olabilir. Bu fonksiyonlar, veri analizleri yardımcıses dosyaları daha kısa ve hızlı bir şekilde değerlendirmek için.
- Bazen spektrogram USVs aynı frekanslarda arka plan gürültülerini tespit edilir. Ses dosyaları. Wav dosyaları olarak kaydedilir, araştırmacı, arka plan gürültü USVs onaylamak ve ayırt etmek için değerlendirme sırasında ses dosyalarını dinlemek için ihtiyacı vardır.
- * Analiz yazılımı çağrı frekansları, bant genişliği, süresi ve yayılan USV tam zamanı gibi parametreler ile Excel dosyaları oluşturabilirsiniz. İkincisi, kendi kendine uygulanan ilaç önce veya sonra, tam zamanı USVs korelasyon sağlar. Bu deneysel işlem sırasında belirli durumlarda sıçan duygusal tepki gerçek zamanlı ölçümleri USVs olarak kullanılmak üzere izin verir.
Temsilcisi Sonuçlar:
Şekil 1: 22 kHz aralığında USV Spectogram ekran, 22 kHz aralığı Uzun aramalar caydırıcı stimuli birlikte ortaya çıkardı ve bir negatif duygusal durumu yansıtacak şekilde düşünülmektedir .
Şekil 2: 50 kHz USVs Spectogram ekran Kısa "düz" ve "Frekans modülasyonlu" 50 kHz USVs beklentisiyle ve kokain öz-yönetim sırasında ortaya çıkardı. Bunlar olumlu etkiler ile ilişkilidir.
Şekil 3: Kokain Bağlı 50 kHz aralığı USVs Grafik USVs (10 sn kutuları) tasvir kokain öz-yönetim Gün 5 temsili bir sıçan kendine uygulanan kokain enjeksiyonları (0.75 mg / kg / inj) öncesi ve sonrası ortaya çıkardı oturumları. Edimsel odasının içinde yerleştirme hemen sonra kokain durumu önce, kokain beklenti USVs ortaya çıkardı ve öz-yönetimi sırasında, kokain bağlı USVs yayıldı.
Discussion
Sıçanlar, sosyal ve communicatory fonksiyonu hizmet ve öznel duygusal durumları 1,2 ifade ultrasonik frekanslarda sesleri . Footshock ipuçları, yırtıcı hayvanların varlığı, caydırıcı ilaçlar ve sosyal yenilgi 2,3 gibi kaygı ve sıkıntı neden olan olaylar, 22 kHz USVs tarafından tetiklenir . Bu nedenle, bu genellikle uzun USVs (0.3s) hayvan olumsuz etkileyecek bir devleti temsil ettiği düşünülmektedir. Tersine, kısa 50-kHz USVs (0.3s), beslenme, çiftleşme ve sosyal oyun gibi olumlu karşılaştığında, bekleyiş sırasında ve yayılan ve böylece hayvan 2,4 olumlu bir duygusal durumu ile bağlantılı olmuştur. Bu çağrı da, dopaminerjik sistem 5 aktivasyonu ile ilgili olaylar takviye ile ilişkili bulunmuştur . Örneğin, 50-kHz USVs sistemik enjeksiyonlar kokain 6 veya 7 d-amfetamin ve kötüye 8-10 ilaçlar ile önceden eşleştirilmiş ortamlarda elde edilmiştir arttı.
Bu kemirgenler lokomotor aktivite artışı, gelişmiş motivasyon ve iştahlı davranış 11-14 öne sürülmüştür . Ancak, bu ilişkiyi en iyi şekilde dolaylı. USVs, belirli frekansların ortaya çıkması ve sebat inceleyerek, ilaç deneyim çeşitli yönlerini, duygusal etkileri hakkında fikir edinmek mümkündür.
Bu deney düzeneği, ilaç öz-yönetim oturumları öncesinde ve sırasında hemen USV kayıtlarını topladı. Bu bize oturumu başlamadan hemen önce ilaç beklentisi olmayan ilaç aralığı boyunca gelişimini incelemek ve USVs kokain doğrudan etkileri değerlendirmek için izin verdi. Ilaç kendi kendine uygulama yöntemi, sıçanlar kendi ilaç seviyeleri hayvanların doğrudan kontrolü ve ilaç uygulamasının zamanlaması ve sıklığı doğru beklentiler geliştirmek için olanak sağlar. Sonuç olarak, bu oturumlar sırasında tespit USVs ilaç dağıtım doğru beklentilerini yansıtmaktadır. Buna ek olarak, USVs deneyci uygulanan ilaçlar alan sıçanlarda ve ilaç yok çalışmalar sırasında, önceden ilaç kullanılabilirliği (örneğin, beklenti USVs) aralıklarla sırasında değerlendirilir olabilir. Bu nedenle, ilaç beklentisiyle, şarta bağlı olmayan ilaç ve ilaç yoksunluk ile ilişkili etkileyen değişiklikler de tespit edilebilir. Kısa ve uzun vadeli ilaca maruz kalma boyunca USV değişiklikler Analizleri duygusal işleyişi ilaca maruz kalma etkileri daha ayrıntılı bir yorumunu verebilir.
Öz-yönetim deneylerde ilacın yanı sıra, edimsel odalarında USV kayıtları, alkol, gıda takviye, korku ve klima yok prosedürleri olarak ödül veya hoşlanmama ile ilişkili diğer davranış manipülasyonlar, bir dizi için de kullanılıyor olabilir.
Önemli Metodolojik Detayları
MedPC yazılım kolu ve aydınlatma koşulları gibi, deneysel koşullar tam olarak işlemek için kullanılan olabilir USV kayıt ve analizleri ile birlikte kullanımı, ilaç ilişkili işaret sunumlar duygusal etkileri (örneğin, ışık sunumlar ya da diğer duyusal uyaranlar) sağlar ilaç alımının doğrudan etkileri belirlenecek. Bu nedenle, öz-yönetim usul ve USV kayıtları örtüşen zaman çizelgeleri sağlamak için, hem yazılım programları (örneğin, MedPC ve KAYDEDİCİ) her oturumun başında aynı anda aktif olduğu çok önemlidir.
Birden çok hayvanlar, aynı zamanda tek bir bilgisayar sistemi çalıştırıldığında USV veriler (örneğin, 10 dakikalık bir ses dosyası yaklaşık olarak 250 MB gerektirir) depolamak için gereken dijital alanda muazzam miktarı nedeniyle dikkatli alınmalıdır. Kayıt hataları önlemek için, kayıt bilgisayar sisteminin RAM boyutu önemli olabilir (1-2 GB) gerekir. Kayıt hataları azaltmak için diğer yolları, kayıt ve / veya tek seferde çalıştırılan hayvanların sayısını azaltmak sırasında USV çözünürlüğünü azaltmayı içerir. Buna ek olarak, araştırmacı, deneysel işlem süresince veri toplama tüm yönleriyle uyanık olduğunu önemlidir. Örneğin, sabit diskte veri kayıt büyük miktarda birikimi duraklatmak için USV kayıt programı neden olabilir. Bu durumda, kayıt programı, diğer davranışsal önlemleri ile USVs ve de-senkronizasyon USV veri kaybını önlemek için hemen yeniden başlatılması gerekir.
Çevresel koşullar USV çağrı etkileyebilir. Örneğin, bilmediğiniz bir insan tarafından dokunuş deneysel koşullar altında, bir kaçınma olarak yanlış olabilir olumsuz, 22 kHz aramaları, yayma hayvan neden olabilir. Bu nedenle, önce deneysel manipülasyonlar için yoğun kullanım davranışsal deneyler önemli bir yönüdür. Mümkünse Buna ek olarak, çünkü roman ortamlarda da non-spesifik USV çağrıları ortaya, hayvanların test ortamı alışmış olmalıdır.
Disclosures
Çıkar çatışması ilan etti.
Acknowledgments
Bu çalışma NIH Grants RO1DA014640 ve 3R01DA014640-05S1, The University of Texas VP Araştırma Bürosu (CLD), NIDA İlaç Temini Programı, ve University of Texas Alkol için Büyükayı Merkezi ve Bağımlılığı Araştırma Bruce Jones Yüksek Lisans Bursu (EYM) tarafından finanse edilmektedir . Leah McAleer, Muhammed Abdullah, Neha Thakore, Byron Barksdale, Tiffany Nguyen, Tian Tian, Hunter Owen, Proy Phongsawad Helen Reed, Rachel Chavana Linda Ju ve Rosie Maddox USV veri analizleri yardım için teşekkür ederim.
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 | |
| Avisoft-UltraSoundGate 416H | Avisoft BioAcoustics | Part #34163 | |
| Ultrasonic microphones | Avisoft BioAcoustics | Part #40011 | |
| Avisoft-RECORDER Software | Avisoft BioAcoustics | Part #10302 | |
| Avisoft-SASLab Software | Avisoft BioAcoustics | Part #10101 | |
| PC Computer for USV recording | Dell | ||
| PC Computer for USV data analyses | Dell | ||
| Cocaine | RTI International |
References
- Brudzynski, S. M. Communication of adult rats by ultrasonic vocalization: biological, sociobiological, and neuroscience approaches. ILAR J. 50 (1), 43-43 (2009).
- Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. Ultrasonic vocalizations as indices of affective states in rats. Psychol Bull. 128 (6), 961-961 (2002).
- Wohr, M., Schwarting, R. K. Maternal care, isolation-induced infant ultrasonic calling, and their relations to adult anxiety-related behavior in the rat. Behav Neurosci. 122 (2), 310-310 (2008).
- Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. Anticipation of play elicits high-frequency ultrasonic vocalizations in young rats. J Comp Psychol. 112 (1), 65-65 (1998).
- Burgdorf, J., Panksepp, J. The neurobiology of positive emotions. Neurosci Biobehav Rev. 30 (2), 173-173 (2006).
- Mu, P. Repeated cocaine exposure induces sensitization of ultrasonic vocalization in rats. Neurosci Lett. 453 (1), 31-31 (2009).
- Ahrens, A. M. Repeated intravenous amphetamine exposure: rapid and persistent sensitization of 50-kHz ultrasonic trill calls in rats. Behav Brain Res. 197, 205-205 (2009).
- Burgdorf, J. Neurobiology of 50-kHz ultrasonic vocalizations in rats: electrode mapping, lesion, and pharmacology studies. Behav Brain Res. 182 (2), 274-274 (2007).
- Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. High-frequency ultrasonic vocalizations index conditioned pharmacological reward in rats. Physiol Behav. 66 (4), 639-639 (1999).
- Anagnostaras, S. G., Schallert, T., Robinson, T. E. Memory processes governing amphetamine-induced psychomotor sensitization. Neuropsychopharmacology. 26 (6), 703-703 (2002).
- Ferrario, C. R. Neural and behavioral plasticity associated with the transition from controlled to escalated cocaine use. Biol Psychiatry. 58 (9), 751-751 (2005).
- Flagel, S. B., Robinson, T. E. Quantifying the psychomotor activating effects of cocaine in the rat. Behav Pharmacol. 18 (4), 297-297 (2007).
- Pierce, R. C., Kalivas, P. W. Locomotor behavior. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8 (Unit 8), 1-1 (2007).
