Summary
Отвечая на пищу или лекарство-парные сигналы увеличивается в течение периода воздержания, и это может быть связано с повышенной восприимчивостью к рецидиву поведения. Здесь мы подробно процедуру оценки этого "инкубационного жажды" у крыс, которые имеют самостоятельное сахарозы.
Abstract
Для кого-то на пищевой диеты, пищевые тягу в ответ на пищевой парные сигналы могут служить в качестве ключевой поведенческой точки перехода между воздержанием и рецидивов к пище принимать 1. Продовольственная тягу концепцию таким образом сродни наркотиков тягу в ответ на наркотики парные сигналы. Богатая литература была разработана вокруг понимания поведенческих и нейробиологических детерминант наркотиков тягу, и мы, и другие были в последнее время фокусировки по переводу техники от фундаментальных исследований наркомании, чтобы лучше понять зависимость типа поведения, связанных с пищей 2-4.
Как это было сделано в предыдущих исследованиях лекарственного жажду, мы исследуем поведение сахарозы тягу за счет использования крысиной модели рецидива. В этой модели, крысы самостоятельно администрировать либо лекарства или пищи в заседаниях в течение нескольких дней. В сессии, рычаг ответ обеспечивает вознаграждение, а также тон + световой раздражитель. Тяга поведение затем оперативно определить как ответ наследующей сессии, где награда не доступен. Крысы будут надежно реагировать на тон + световой раздражитель, вероятно, из-за его приобрели условный усиления свойств 5. Такое поведение иногда называют ищет сахарозы или кием реактивности. В настоящее время дискуссии мы будем использовать термин "сахарозы тягу" подвести обе эти конструкции.
В последнее десятилетие, мы сосредоточились на том, как продолжительность следующие награды самоуправления влияет награду тягу. Интересно, что крысы увеличения отвечать на награду-парные кием в течение нескольких недель периода принудительного воздержания. Это "инкубации тягу" наблюдается у крыс, которые самостоятельно вводить либо пищу или наркотики 4,6. На этот раз зависит от увеличения тяги мы определили в животной модели могут иметь большое потенциальное значение для человеческого поведения, наркотиков и пищевой зависимости. Здесь мы приводим протокол оценки инкубации sucroсебе тягу у крыс. Варианты процедура будет указано, где тяга оценивается как отвечать на дискретных сахароза-парные кия следующие вымирания рычаг нажать в сахарозы самоуправления контексте (Вымирание без сигналы) или как отвечать на сахарозу-парные сигналы в общем контексте исчезновения (с Вымирание сигналы).
Protocol
1. Субъекты животных
- Мужской Long-Evans крысы 3 месяцев в начале исследования. Крысы Симонсен происхождения (Гилрой, штат Калифорния, США) разводят в Western Washington University вивария и размещаются в индивидуальном порядке на 12-ч обратном дневной / ночной цикл (выключенным светом в 0700) с Purina Mills Инк Mazuri грызунов гранулы (Gray саммита , Миссури, США) и вода доступны без ограничений.
- Все обучение и тестирование происходит между 0900-1300 с когортами крыс всегда обучения и сдают экзамены в то же время ежедневно.
- Крысы весили каждый понедельник, среду и пятницу в течение всего срока обучения.
- Непосредственно перед началом этапа обучения, крысы лишены воды в течение примерно 20 часов, чтобы поощрять сахарозы самоуправления в первый день обучения.
2. Поведенческие процедур
Все оперантного поведенческие процедуры используют стандартные оперантное камеры кондиционирования (Med Associates Inc, Сент-Олбанс, VT, США) с инфузионный насос (Razel Scientific Instruments, Сент-Олбанс, VT, США), расположенный на верхней части каждой камере оперантного кондиционирования. Оперантное камеры кондиционирования заключаются в звуковой смягчающих шкафы с вентиляцией вентиляторы (Western Washington University, США). Все условия эксперимента и сбора данных контролируется Med PC IV программного обеспечения (Med Associates Inc, Сент-Олбанс, VT, США).
Оперантное камеры кондиционирования (30 х 20 х 24 см) содержат два рычага (один стационарный и один выдвижной), генератор тона, белый световой раздражитель выше выдвижной рычаг, и красный свет дома на противоположной стене. Инфузионный насос обеспечивает сахарозы в награду сосуд справа от активного рычага. Рычаги 10 см от пола сеткой. Четыре инфракрасных photobeams перекрестными каждой из палат. Передние пучки каждой 10,5 см от боковых стен и боковых пучков каждые 6 см от боковых стен. Каждый пучок на 4,5 см выше пола из нержавеющей стали баре. Пучковп. множества подсчитать число полных перерывов. Общее количество пучок распадается записаны во время тестирования Обучение и тягу.
За исключением воды ограничение до первой сессии обучения, крысы обеспечены пищей и водой вволю как в домашних клетках и в камерах оперантного кондиционирования. Камеры в отдельной комнате тест, который, как и в виварий, на обратном цикле света. Крысы перевозятся в доме клетки между комнатами на корзину, которая покрыта светло блокирование ткани. В конце каждой сессии, крысы возвращаются домой клеток.
Есть три этапа типичного эксперимента: подготовка кадров, принудительное воздержание, и тестирование. Тестирование тягу сессия которой оценивается. Мы оцениваем тягу в двух основных процедур контроля качества, в зависимости от исследования. Эти две процедуры, описанные в разделах 2.3.1 и 2.3.2.
- Обучение
- В типичном эксперименте, крысы проводят 2 ч / день в течение10 дней подряд в оперантного кондиционирования камерах, где они могут нажать выдвижной (активный) рычаг для 0,2 мл поставку 10% раствором сахарозы в сосуд справа от рычага.
- Этот ответ также активирует соединение стимул, состоящий из тона (2 кГц, 15 дБ окружающего шума) и белый свет. Соединение стимул длится в течение 5 с и сопровождается 40-х тайм-аут, в течение которого давит на рычаг активного записываются, но не запрограммирована следствие.
- Ответ на неактивных (стационарные) рычаг переключения скоростей не имеет запрограммированный результат, но пресса записываются. Количество пучок распадается записаны во время обучения и проверки. Все реакции и опорно-двигательного меры отражаются как раз курсы (2 минуты бункеров), но, как правило, сообщали, как итоги за одну сессию.
- Принудительное воздержание. Крысы остаются в доме клетки в течение всего срока принудительного воздержания. Типичные периоды воздержания вынужден которые мы используем, чтобы крысы испытания йэлектронной дня после последнего дня обучения (день 1 принудительного воздержания) или 30 дней после последнего дня обучения (День 30 принудительного воздержания).
- Тестирование
- Вымирание без подсказки. В этой процедуре тестирования, крысы впервые разрешат пресс активного рычага в условиях, идентичных тем Тренировки с тем исключением, что ответа не имеет последствия и продолжительность сессии составляет 1 ч. Крысы стаж работы не менее шести из этих вымирания сессий на день тестирования. Каждая сессия вымирания отделяют 5 минут периода, когда активный рычаг убирается и светлый дом отключен. "Вымирание" указывается, если активный рычаг ответ был сокращен до менее чем 20 прессов / ч. Некоторые крысы требуют седьмой сессии. Следующей сессии (еще через 5 минут задержка) является тестирование сессии, где крысы могут затем нажмите на тон + световой сигнал, который первоначально был в паре с каждой поставкой сахарозы во время тренировки.
- Исчезновение с репликами. В этом сокращатьг Процедура тестирования, крысы могут нажать рычаг в активных условиях, идентичных тем Обучение исключением того, что сахароза не доставляется.
- Неактивные рычаг нажать используется как мера рычаг дискриминации. Кроме того, наряду с photobeam брейки, используется в качестве меры неспецифической активации двигателя. Моторный против мотивационных изменений усложняют интерпретацию тягу поведения. Неактивных рычаг отвечать на запросы и photobeam данных перерыва полезны в разъяснении двигателя по сравнению с мотивацией вклад в тягу, как и группы сравнения в фармакологических исследованиях, в которых крыс ответ на высокий уровень для сахарозы или иной пищи сталкиваются с проблемой потенциальной тяги, влияющие соединения (например, 7 , 8).
3. Представитель Манипуляции повлиять Сахароза Тяга после различных периодов принудительного воздержания
Общий метод описанный здесь дает возможность исследовать поведенческие и нейробиологических определеНТС жажды после различных периодов принудительного воздержания. Описанные здесь методы, связанные с представителем Результаты представлены в разделе 4.
- Насыщения. Некоторые крысы получали флаконах по 10% сахарозы в клетке дома 17 ч непосредственно перед началом тестирования 8. Крысы в этом исследовании, были протестированы с использованием процедуры Вымирание без подсказки.
- Экологическая обогащению. Во время принудительного воздержания период некоторые крысы остались в индивидуальном жилищном фонде (Элементы управления), а другие были перенесены в большой (36 "ширина х 20" глубина х 40 "высота, качество Кейдж Продукты, Портленд, Орегон, США) клетку с тремя когортами (обогащенный). Обогащенный животных было несколько игрушек в их окружающей среды, включая трубы ПВХ и также получили новые игрушки каждом M, W, F 10. Крысы в этом исследовании, были протестированы с использованием Вымирание без процедуры сигналы.
- Фармакологические вызов. На тестирование день, крыс, предварительно обработанных дозой антагонист дофамина D1 SCH 23390. Крысы в этом исследовании WERпротестированы с использованием электронной Вымирание с процедурой сигналы.
4. Представитель Результаты:
Рисунок 1 Обучение представителя и тестирование данных для инкубации сахарозы эксперимент тягу.
Данные показывают, что средние значения ± маркетингу поисковых систем. Размер группы на рисунке 1а на 77 крысах и для рис 1b Размеры группы колебались от 11-12 в группе. * Существенное отличие от День 1 группы, р <0,05. Эта цифра взята из данных за 8 с разрешения Спрингера.
Рисунок 2 Влияние сахарозы насыщения на сахарозу тягу после 1 или 30 дней принудительного воздержания. Группа размеров 8-9 на группу. * Существенное отличие от День 1 группы, † существенное отличие от контрольной группы, р <0,05. Эта цифра является адаптированнойс 9 с разрешения Elsevier.
Рисунок 3 месяц экологических обогащение уменьшается тяга сахарозы. Группа размеры каждого 8 крыс. * Существенное отличие от День 1, † существенное отличие от контрольной группы, р <0,05. Эта цифра взята из 10 с разрешения здравоохранения Wolters Kluwer.
Рисунок 4 Системная SCH 23390 снизилась тяга сахарозы более эффективно после одного дня принудительного воздержания. Группа размеры 8-12 на группу. * Существенное отличие от День 1 группы, † существенным отличием от 0 дозы группе, р <0,05. Эта цифра взята из 8 с разрешения Спрингера.
- Рисунок 1 указывает репрезентативные данные Обучение и тестирование на крысах самоуправляющихся сахарозы (рис.1 TOP), а затем в ответ Вымирание с сахарозой-парные кия доступны (рис. 1 внизу). Как видно, крысы избирательно реагировать на активные рычаг во время обучения и во время тестирования. Интересно, что неактивное отвечать на запросы и двигательную активность показывают некоторые инкубации, хотя эффект наиболее надежные на активных рычаг отвечает.
- На рисунке 2 показан эффект насыщения с сахарозой на сахарозу тягу после 1 или 30 дней принудительного воздержания. Насыщение снижается Вымирание без сигналы отвечать после любой период вынужденного воздержания, а только уменьшается отвечать на сахарозу кием только у крыс, что был только один день принудительного воздержания.
- Как показано на рисунке 3, экологические обогащения снижается инкубировали Вымирание без кия отвечать на запросы и отвечать на сахарозу кием только поведения до уровня, обнаружили лишь после одного дня принудительного воздержания.
- На рисунке 4 представлены воздержание зависит от влияния SCH 23390 на вымирание с сигналы отвечать. SCH 23390 был наиболее эффективноfective на снижение сахарозы тягу через 1, против 30, дней принудительного воздержания.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Процедур, которые мы описываем здесь могут быть определены как процедуры восстановления, хотя это технически неточной, как рычаг нажать для кия не гаснет до начала сессии тест тягу. В обычной процедуры восстановления, отвечая с наградой-парные сигналы гаснет, а затем "восстановлена" с администрацией, не контингент презентация вознаграждение (грунтовки вызванного восстановлением) или стресса, таких как footshock (стресс-индуцированного восстановления) 11. Вымирание рычаг нажать только затем доступ к кия (пункт 2.3.1) является самым близким приближением к восстановлению. Тем не менее, мы описываем процедуры позволяют измерять целенаправленная отвечать на сахарозу-парные кия. В оперативном отношении, такое поведение кия повышенной "тягу" поведение, которое может иметь отношение к рецидиву поведения 4,12-14.
Есть некоторые практические преимущества Вымирание с процедурой сигналы (ITEм 2.3.2) за исчезновение без сигналы следуют доступ к кия процедуры (пункт 2.3.1). С последним подходом, некоторые крысы не потушить критерию в шести сессий, а это требует дополнительной сессии исчезновения. В отличие от 2 ч Вымирание с процедурой сигналы обеспечивает предсказуемое временные рамки для оценки тяги и, следовательно, более податливыми к конструкциям, где воздействие на самоуправление контексте должны храниться последовательно по субъектам и условий. Примером такого исследования будет тот, где мозговой ткани собирается сразу в конце сессии тягу для последующей оценки немедленного ранней экспрессии генов.
Ограничение Вымирание с процедурой сигналы в том, что контекстная и дискретных сигналов, представлены вместе. Поэтому интерпретация вклад контекстной против дискретных сигналов на поведение тягу и мозг молекулярные изменения будут посрамлены. Это может быть особенно важно в движениемолекулярных исследованиях в качестве доказательства существует для диссоциации между нейронных субстратов контексте по сравнению с дискретными Кий-опосредованного обучения 15,16.
Наконец, общее ограничение принудительного воздержания процедуры в отношении повторяющихся конструкций тестирования является то, что "воздержание" вопросов. Отвечая на Кий увеличивается с течением времени. Таким образом, эта модель не допускает повторное тестирование значимых субъектов, если время между испытаниями принимается во внимание.
В заключение инкубации сахарозы процедуры тягу обеспечивает модель, зависящих от времени увеличивает тягу в поведении, которые могут способствовать неразрешимыми характер зависимости. Вообще говоря, модель имеет разумные прогностическая валидность, отчасти из-за наличия хорошо проверку восстановления модель по своей сути 4,17,18. Использование инкубации сахарозы модель тягу, чтобы исследовать поведенческие и нейробиологических детерминант инкубации может дать представление лovel подходы к лечению для привыкания.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Все процедуры, руководящие принципы, изложенные в "Принципы ухода животных Лаборатория" (NIH публикации нет. 86-23) и были одобрены Western Washington University Уходу за животными и использованию комитета.
Acknowledgments
Производство этой рукописи и видео при поддержке Национального института по злоупотреблению наркотиками / Национальный институт здоровья грант R15 DA016285-02, Western Washington University биомедицинских исследований в неврологии деятельности Инициативы и Western Washington University.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Enrichment Cage | Quality Cage Company | FH-36½T-N | |
| Operant Chamber | Med Associates, Inc. | MED-008-CT-B3 | |
| SCH 23390 | Sigma-Aldrich | D054 |
References
- Sobik, L., Hutchison, K., Craighead, L. Cue-elicited craving for food: a fresh approach to the study of binge eating. Appetite. 44, 253-2561 (2005).
- Geiger, B. M. Deficits of mesolimbic dopamine neurotransmission in rat dietary obesity. Neuroscience. 159, 1193-1199 (2009).
- Grimm, J. W. Craving In Animal Models of Drug Addiction. Olmstead, C. , Humana Press. New York. 311-336 (2011).
- Grimm, J. W., Kruzich, P. J., See, R. E. Contingent access to stimuli associated with cocaine self-administration is required for reinstatement of drug-seeking behavior. Psychobiology. 28, 383-386 (2000).
- Bossert, J. M., Ghitza, U. E., Lu, L., Epstein, D. H., Shaham, Y. Neurobiology of relapse to heroin and cocaine seeking: an update and clinical implications. Eur. J. Pharmacol. 526, 36-50 (2005).
- Bossert, J. M., Poles, G. C., Wihbey, K. A., Koya, E., Shaham, Y. Differential effects of blockade of dopamine D1-family receptors in nucleus accumbens core or shell on reinstatement of heroin seeking induced by contextual and discrete cues. J. Neurosci. 27, 12655-12663 (2007).
- Grimm, J. W. Effects of systemic or nucleus accumbens-directed dopamine D1 receptor antagonism on sucrose seeking in rats. Psychopharmacology (Berl). , (2011).
- Grimm, J. W., Fyall, A. M., Osincup, D. P. Incubation of sucrose craving: effects of reduced training and sucrose pre-loading. Physiol Behav. 84, 73-79 (2005).
- Grimm, J. W. Environmental enrichment attenuates cue-induced reinstatement of sucrose seeking in rats. Behav Pharmacol. 19, 777-785 (2008).
- Shaham, Y., Shalev, U., Lu, L., De Wit, H., Stewart, J. The reinstatement model of drug relapse: history, methodology and major findings. Psychopharmacology (Berl). 168, 3-20 (2003).
- Childress, A. R. Limbic activation during cue-induced cocaine craving. Am J Psychiatry. 156, 11-18 (1999).
- Gearhardt, A. N. Neural Correlates of Food Addiction. Arch. Gen. Psychiatry. , (2011).
- Markou, A. Animal models of drug craving. Psychopharmacology (Berl). 112, 163-182 (1993).
- Phillips, R. G., LeDoux, J. E. Differential contribution of amygdala and hippocampus to cued and contextual fear conditioning. Behav. Neurosci. 106, 274-285 (1992).
- Holland, P. C., Bouton, M. E. Hippocampus and context in classical conditioning. Curr. Opin. Neurobiol. 9, 195-202 (1999).
- Epstein, D. H., Preston, K. L., Stewart, J., Shaham, Y. Toward a model of drug relapse: an assessment of the validity of the reinstatement procedure. Psychopharmacology (Berl). 189, 1-16 (2006).
- Kupferschmidt, D. A., Brown, Z. J., Erb, S. A Procedure for Studying the Footshock-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Laboratory Rats. J. Vis. Exp. (47), (2011).
