Summary
Tillvänjning och prepulse hämning av spritta är operativa åtgärder av sensoriska gating. Sensorisk gating avbryts vid schizofreni, och några andra mentala störningar och neurodegenerativa sjukdomar. Vi beskriver här ett standardprotokoll för att bedöma kortsiktiga och långsiktiga tillvänjning samt prepulse hämning av akustiska startle reaktioner hos råttor och möss.
Abstract
Den akustiska reaktion vid oväntade yttre är ett skyddande immunsvar, som framkallas av en plötslig och intensiv akustisk stimulans. Ansikts-och skelettmuskulatur aktiveras inom några millisekunder, vilket leder till en hel kropp haja på gnagare 1. Trots att skrämma svar är reflexiv reaktioner som tillförlitligt kan utlösas, de är inte stereotypa. De kan moduleras av känslor som rädsla (rädsla förstärkte spritta) och glädje (joy försvagat spritta), av icke-associativ inlärning processer som tillvänjning och sensibilisering, och av andra sensoriska stimuli genom sensoriska gating processer (prepulse hämning), vrida skrämma svar till ett utmärkt verktyg för att bedöma känslor, lärande, och sensoriska slussning för översyn se 2, 3. Den primära vägen förmedlar skrämma svar är mycket kort och väl beskriven, kvalificerade skrämma också som en utmärkt modell för att studera de bakomliggande mekanismerna för beteende-plasticitet på cellulär / molekylär nivå 3.
Vi beskriver här en metod för att bedöma kortsiktiga tillvänjning, långsiktig tillvänjning och prepulse hämning av akustiska startle reaktioner hos gnagare. Tillvänjning beskriver minskningen av reaktion vid oväntade yttre storleken vid upprepad presentationen av samma stimulans. Tillvänjning inom en test session kallas för kortsiktig tillvänjning (STH) och är reversibla efter en period på flera minuter utan stimulans. Tillvänjning mellan testsessioner kallas långsiktig tillvänjning (LTH) 4. Tillvänjning är stimulans specifik 5. Prepulse hämning är dämpningen av en reaktion på plötsliga ljud av en tidigare icke-uppseendeväckande sinnesretning 6. Intervallet mellan prepulse och skrämma stimulans kan variera från 6 till upp till 2000 ms. Den prepulse kan vara en modalitet, men akustiska prepulses är de vanligaste.
Tillvänjning är en form av icke-associativ inlärning. Det kan också ses som en form av sensorisk filtrering, eftersom det minskar organismernas svar på ett icke-hotande stimulans. Prepulse inhibition (PPI) utvecklades ursprungligen i mänskliga neuropsykiatrisk forskning som ett operationellt mått för sensorisk gating 7. PPI underskott kan representera gränssnittet för "psykos och kognition" som de verkar för att förutsäga kognitiv nedsättning 8-10. Både tillvänjning och PPI störs hos patienter som lider av schizofreni 11, och PPI störningar har visat sig vara, åtminstone i vissa fall, bli föremål för behandling med mestadels atypiska antipsykotika 12, 13. Men andra mentala och neurodegenerativa sjukdomar också åtföljas av störningar i tillvänjning och / eller PPI, som autismspektrumstörningar (långsammare tillvänjning), tvångssyndrom, Tourettes syndrom, Huntingtons sjukdom, Parkinsons sjukdom och Alzheimers sjukdom (PPI) 11, 14, 15 Dopamin orsakade PPI underskott är en ofta använd djurmodell för screening av antipsykotiska läkemedel 16, men PPI underskott kan också orsakas av många andra psychomimetic droger, miljö-ändringar och kirurgiska ingrepp.
Protocol
1. Protokoll Design
- Kalibrering: Innan en rad experiment, kalibrera högtalarna. Detta är viktigt så att högtalaren visar den exakta volym som sattes av försöksledaren. Även kalibrera känsligheten hos givaren plattform skrämma lådor enligt leverantörens bruksanvisning. Givaren omvandlar den vertikala rörelsen av plattformen till en spänning signal. Se till att det inte finns några pågående experiment vid kalibrering av systemet, och att alla boxar är kalibrerade på samma sätt.
- I / O-funktion: Om nya stammar av möss eller råttor mäts, bör en input / output funktion inrättas. Efter en acklimatisering period på 5-10 minuter med ett konstant bakgrund vitt brus på 65 till 68 dB (se nedan), bör skrämma stimuli (20 ms vitt brus) visas varje 20 sek, med början vid ca 70-75 dB. Skrämma stimulusintensitet ökas mellan varje stimulus med 2-5 dB tills de når 120-130 dB, vilket resulterade i 10-30 försök med skrämma stimuli (se figur 1).
- Protokoll struktur: Tillvänjning och prepulse inhibition kan mätas på ett protokoll. Protokollet är uppdelat i en acklimatisering period, ett block I (tillvänjning), omedelbart följt av ett block II (PPI, figur 2). Innan mätning prepulse hämning bör djur genomgå alltid skrämma tillvänjning, så att skrämma dämpningar på grund av tillvänjning inte stör PPI mätningar.
- Acklimatisering perioden: Varje gång ett djur testas det först genomgår en acklimatisering fasen för att anpassa sig till djuret innehavaren, spritta box och bakgrundsljud. Under en 5-10 minuter acklimatisering period (beroende på buller i miljön) konstant bakgrundsbrus 65-68dB vitt brus visas, men ingen skrämma stimuli. Under denna fas djuret kommer att lugna ner sig, sluta att utforska miljön och sluta flytta runt.
- Block I tillvänjning: För kortsiktig tillvänjning (STH), mellan 30 -100 skrämma stimuli bör tillämpas på bakgrunden. Skrämma stimuli är vanligen vita ljud på 20 ms varaktighet och mycket branta gånger stiga (0, om möjligt). Intensiteten är idealiskt med den volym där I / O-funktion nådde platån maximal reaktion vid oväntade yttre, vanligen på 105 till 115 dB. Intervallen mellan enstaka försök bör antingen alltid 20 sek eller randomiserade mellan 10 och 30 sek (se diskussion och figur 3).
- Block II prepulse inhibition: För att mäta PPI, försök med en spritta puls ensam och försök med en prepulse är pseudorandomized i block II. Bakgrundsljud och skrämma stimulans är desamma som i Block I. prepulse är ett vitt brus på 4 ms varaktighet och även branta stigtid. Två parametrar kan varieras: den interstimulus intervall mellan prepulse och skrämma puls och intensiteten i prepulse (se diskussion). Vi föreslår att man brukar använda två olika prepulse intensitet (75 och 85 dB) och två olika intervall interstimulus (30 ms och 100 ms). Således finns det fyra olika prepulse-puls försök plus skrämma pulsen ensamma försök att pseudorandomized och visas 10 gånger vardera, som uppgår till 50 försök. Inter-rättegången intervaller kan vara antingen 20 sek eller randomiserade mellan 10 och 30 sek (se diskussion). I vissa fall kan det vara fördelaktigt att lägga 1 / 6 typ av försök, vilket är en prepulse ensam rättegång (se diskussion och figur 4).
- Långsiktig tillvänjning: För att mäta LTH, är hela protokollet löper på minst fem följande dagarna. Alternativt bara acklimatisering fas och blockerar jag kunde springa, men för att se LTH, blockerar jag bör innehålla åtminstone skrämma 100 stimuli. Presentationen av 30 stimuli per dag leder till mycket liten eller ingen LTH i de flesta djur, särskilt hos möss. Körs bör ligga på ungefär samma tid varje dag, eftersom reaktion vid oväntade yttre amplituder fluktuera med dagaktiva cykeln.
2. Hantering och Acklimatisering av Djur
Det finns stora skillnader i hanteringen och acklimatisering av råttor kontra möss. Möss kommer att placeras i lämplig djuret hållaren (de bör inte hållas tillbaka) i 2-5 minuter med bakgrundsbrus men ingen skrämma stimuli (acklimatisering fasen av programmet). Denna procedur bör upprepas 3-5 gånger, en gång eller två gånger om dagen, tills avföring och urinering i musen innehavaren slutar eller kraftigt minskar. Djurens ägare bör alltid bytas ut eller rengöras efter ett djur tas bort.
Råttor ska hanteras i minst tre sessioner 17. I slutet av den tredje hantering sessioner de placeras i ett lämpligt djur hållare (ingen hindra) och utsätts för bakgrundsljud i flera minuter. Efter att ta bort dem, kan de belönas med solrosfrön för att bilda positive associationer till tester. Denna procedur upprepas två gånger, successivt utöka acklimatisering tid innan hela protokollet körs.
För att testa sessioner, djuren placeras i alla kamrar, stängda dörrar och protokollet med acklimatisering fas, Block I och Block II körs. Om det finns olika grupper av djur (injektioner, genotyper), bör de blandas eller slumpmässigt över olika körningar och de olika lådorna. Om ett djur flera gånger testas (t.ex. med olika behandlingar), bör det testas i samma låda. För upprepade PPI tester på råttor, rekommenderar vi också att köra en hel protokoll innan själva datainsamlingen sker. PPI förbättrar ofta mellan det första och det andra testtillfället sessionen (PPI lärande), och förblir konsekvent därefter. Det kommer också att eliminera en stor del av LTH.
3. Data Analysis
- Kortfristiga tillvänjning: För kortsiktig tillvänjning analys, jag alla skrämma svar av block ritas för varje djur. Om djur i en grupp har liknande reaktion vid oväntade yttre amplituder kan värden genomsnitt mellan djur. I de flesta fall, men absolut skrämma amplituderna skiljer sig avsevärt mellan djur och skrämma nivåer normalt inte ut. I det här fallet är det mer lönsamt att normalisera data för varje djur sin första, eller genomsnittet av de två första, skrämma svar i Block I (djur ibland somnar under acklimatisering fas resulterar i en låg first reaktion på plötsliga ljud och en hög second spritta). Den normaliserade data kan sedan genomsnitt över alla djur för att rita loppet av tillvänjning. För en kvantitativ bedömning av hur mycket tillvänjning kan en poäng beräknas för varje djur, t.ex. genomsnittet för de senaste 10 spritta svar dividerat med medeltalet av de två första svaren (figur 6).
- Prepulse inhibition: För att analysera prepulse hämning, har uppgifter av block II ska sorteras beroende på typ av försök (t.ex. genom att exportera alla relevanta data kolumner i Excel och sortera efter prepulse intensitet och varaktighet ISI). De tio spåren per rättegång typ är då i genomsnitt, och den resulterande värden för prepulse-puls försök divideras med skrämma pulsen ensam värde och multiplicerat med 100. Detta avslöjar återstående skrämma (i procent av utgångsvärdet spritta) under olika prepulse förutsättningar för varje djur. Baseline skrämma (puls ensam) är 100%. Dessa värden kan sedan genomsnitt över djur i en grupp och ritas (figur 7a). Alternativt kan mängden PPI ritas genom att subtrahera resterande reaktion på plötsliga ljud från 100% (figur 7b). Observera: när du jämför PPI i olika grupper av djur, bör du alltid också rapportera om det finns en skillnad i baseline spritta amplituder, t.ex. genom att jämföra absoluta skrämma amplituderna hos skrämma pulsen ensam prövningar (eller skrämma amplituder i Block I) .
- Långsiktig tillvänjning: För att analysera LTH de två första svaren i Block I i varje dag i genomsnitt och ritas över minst fem på varandra följande tester sessioner. Detta eliminerar risken att skillnader i STH påverka resultatet av LTH analys. Om det har konstaterats att en behandling / genen inte påverkar STH, alternativt alla svar i blocket jag kan helt enkelt medelvärde för varje dag och ritas. LTH kan kvantifieras genom beräkning av en tillvänjning poäng där de sista dagarna "värdet divideras med de första dagarna" värdet och multiplicerat med 100, så att andelen initiala skrämma nivå som återstår efter LTH visas. Tillvänjning poäng kan sedan genomsnitt beräknas för alla djur (figur 8).
4. Representativa resultat:
- I / O-funktion: Gnagare vanligtvis börjar skrämma från en volym på 85-90 dB (med 20 ms varaktighet, vitt brus). Den reaktion vid oväntade yttre ökar med ökande volym och normalt når sin maximala nivå 100-110 dB. Om djur som avviker väsentligt från dessa värden, kan djuren ha stört höra förmågor eller förmågor motor. Typiska I / O-funktioner visas i figur 5.
- Kortfristiga tillvänjning: Tja hanteras råttor normalt vänja till cirka 60% av deras ursprungliga reaktion på plötsliga ljud, men det är enorma individuella skillnader och även skillnader stam. Den starkaste tillvänjning effekten inträder vanligen inom de första stimuli. Möss behöver vänja allmänhet mindre än råttor (typiskt till ca 80%), men stammen skillnaderna kan vara mycket stora. En typisk tillvänjning kursen visas i Figur 6.
- Prepulse inhibition: De flesta råttor visar PPI på ca 90% med en optimal prepulse (85dB, 4 ms, vitt brus). PPI är mycket robust och individuella skillnader är relativt små med dessa experimentella inställningar. Lägre volym prepulsesger mindre PPI och mer variation (även inom ett djur), men också verkar vara mer sårbara för farmakologiska eller genetiska manipulationer. Olika PPI Resultaten plottas i figur 7.
- Långsiktigt tillvänjning: Långsiktiga tillvänjning kan observeras över flera tester sessioner. LTH är mycket robust hos råttor. Hos möss, krävs det ofta en presentation av en massa skrämma stimuli i varje session för att observera LTH. Typiska LTH resultat kan ses i figur 8.
Figur 1. Stimulans-protokoll för I / O-funktion. Efter en acklimatisering period på 5-10 min. med 65 dB ljudtrycksnivå (SPL) bakgrundsljud och ingen skrämma stimuli (visas inte), är 20 ms vitt brus stimuli presenteras varje 20 sek. Intensiteten ökar successivt från 75 till 130 dB i 5 dB-steg (BG = bakgrundsljud).
Figur 2. Protokoll struktur för kombinerad tillvänjning och PPI mätning. Under hela protokollet, är en konstant bakgrundsljud på 65 dB tillämpas. Det finns en acklimatisering period på 5-10 min. utan ytterligare stimulans. Omedelbart därefter, är tillvänjning testas av 30-100 skrämma stimuli (block I, se figur 3). Detta är omedelbart följt av PPI testning (block II, se figur 4).
Figur 3. Stimulans protokoll för mätning av tillvänjning (block I). Ett exempel på en typisk blockerar jag för att testa kortsiktiga tillvänjning visas. Den består av 30 100 identiska rättegångar där en 20 ms 105 dB vitt brus med en 0 stigtid presenteras med en internationell rättegång intervallet (ITI) på 20 sek. Varianter av detta protokoll kan innehålla högre stödnivåer skrämma retning eller rörlig ITIS
Figur 4. Stimulans protokoll för mätning av PPI (block II). Ett exempel på en typisk del av ett block II för att testa PPI visas. Block II består av 5-6 olika rättegång typer som presenteras 10 gånger vardera i ett pseudorandomized ordning. Här är två olika prepulse intensitet (75 dB och 85 dB) och två olika intervall interstimulus (ISIS, 30 och 100 ms) testas. Skrämma stimulans ensam prövningar och prepulse ensamma försök varvas. Detta block skulle ha 6x10 = 60 försök. Prepulses är 4 ms vitt brus pulser med 0 stigtid. Varianter av detta protokoll skulle bestå i varierande ITIS, högre skrämma intensiteter stimulans, olika prepulse intensitet och / eller varaktighet, och olika ISIS mellan prepulse och puls.
Figur 5. Exempel på en I / O-funktion. Input / output kurvor av 11 individuella möss av samma stam visas i grått. I det här fallet de enskilda skrämma amplituderna varierar kraftigt (skrämma svar är godtyckliga enheter). Den heldragna svarta linjen visar den genomsnittliga spritta amplituder och standardavvikelser vid olika skrämma stimulans intensiteter. Dessa möss nått sin maximala reaktion på plötsliga ljud runt 105 dB.
Figur 6. Exempel på kortsiktiga tillvänjning uppgifter. En typisk genomsnittlig kortsiktiga tillvänjning kurva 20 möss visas. Skrämma amplituder varje mus som svar på 30 skrämma stimuli normaliserades till genomsnittet av de två första skrämma svar i studierna 1 och 2. Den normaliserade data var då i genomsnitt över möss och standardavvikelsen felet beräknades.
Figur 7 Exempel på PPI uppgifter A:.. Snittberäknas PPI data för 8 möss visas. Den 10 skrämma ensamma prövningar av block II var i genomsnitt för varje mus och genomsnitten av de andra rättegången typer uttryckt som procent av den stimulans ensam spritta amplituder. Figuren visar reaktion vid oväntade yttre amplituder under olika prepulse förhållanden. Två olika ISIS (30 och 100 ms) och två olika prepulse intensitet (75 och 85 dB) mättes. B: Samma data som i A, men plottas som mängden PPI i procent av utgångsvärdet spritta. Uppgifter som visas ovan var subtraheras från 100. Dessa möss visade en maximal PPI på cirka 50%. Observera att samma protokoll avkastningen PPI i de flesta råtta stammar av ca 90%.
Figur 8 Exempel för långsiktig tillvänjning uppgifter A:.. Snittberäknas LTH data för 18 möss visas. Than först två skrämma svar i Block I i varje dag var i genomsnitt över alla möss. Den relativt stora standardfel barer är främst orsakas av skillnader i absoluta skrämma amplitud mellan enskilda möss. B: Normaliserad skrämma amplituder av 18 möss under fem dagar. För att minska buller, grupper av 6 i rad skrämma svar i Block I (30 stimuli) alltid genomsnitt per djur, vilket resulterade i fem värden blockerar jag för varje djur per dag. Dessa var normaliserade för varje djur det första värdet av den första dagen (100%). I genomsnitt över alla 18 djur visas. Det visar STH inom varje dag, liksom LTH i fem dagar.
Discussion
Varianter av provningsprotokoll
Modulering av skrämma svar har studerats under många decennier i både människor och djur. En enorm mängd olika protokoll har använts i det förflutna. Den nuvarande protokollet är en relativt kort och enkel att utföra test som fungerar bra i gnagare, dock beroende på i fokus och tidigare arbete på respektive frågor, kan det vara bra att variera detta protokoll i syfte att få fram data som är jämförbara till tidigare relevanta studier. En vanlig variant inkluderar tillägg av mer prepulse intensiteter från 3 dB över bakgrundsljudet till 20 dB över bruset. Dessutom kan tillvänjning blocket delas upp i en kort block 5-10 stimuli innan PPI blocket, plus en tredje blocket på 5-10 stimuli efter PPI blocket 18-20. En grundlig studie av befintlig litteratur innan utforma ett provningsprotokoll är därför nödvändig.
Skillnader mellan arter och stammar
Reaktion på plötsliga ljud amplituder och mängden tillvänjning skiljer sig avsevärt mellan enstaka djur av samma trädslag och påfrestningar, medan PPI verkar vara ganska konsekvent. Möss flyttar generellt mer (frivilligt) under testet, vilket kan vara en anledning till att deras uppgifter i allmänhet har en högre variation än råttan data. Möss heller inte vänja liksom råttor. Skillnader mellan enskilda mus eller stammar råtta kan vara enorma 21-24, och det kan vara nödvändigt att anpassa stimulans parameter till skrämma beteendet hos en viss stam för att få optimalt resultat. Det bör undvikas att använda samma utrustning för att testa både möss och råttor. Om det är oundvikligt, bör utrustning noggrant rengöras med etanol.
Få faktorer
Ibland finns det stora skillnader i individuella skrämma svar inom en grupp. För att mäta PPI och tillvänjning, baslinje eller första skrämma Svaren bör helst som täcker större delen av det dynamiska omfånget av mätsystemet. Skjuter är skadliga, eftersom de leder till ett systematiskt fel, oftast underskattar hur mycket tillvänjning eller PPI. Om skrämma svar är för små kan dock moduleringar vara blockerad av buller. Skrämma system möjliggör justering av en vinst faktor som förstärker plattformen signalen. Få faktorer kan justeras genom att visa två eller tre skrämma stimuli under de senaste acklimatisering sessionen (vinst = 1) bör dock en ihåg att de ändrar den absoluta amplituden reaktion på plötsliga ljud och därför inte tillåter en jämförelse av absolut skrämma amplituder längre. För att undvika denna nackdel, skulle de tre skrämma svar som används för justeringar förstärkningsfaktor användas för att bestämma storleken baslinjen spritta. Alternativt kan få faktorer justeras först efter blockerar jag, så att blocket II skrämma svar täcker det mesta av det dynamiska omfånget, medan blockerar jag kan användas för att bestämma svaret baslinjen spritta.
Tillvänjning kontra allergi
Tillvänjning minskar reaktion vid oväntade yttre amplituder. Detta motsätter sig en allergi, vilket leder till en ökning av skrämma reaktioner vid upprepad presentation 25. Tillvänjning och allergi är två oberoende processer som påverkar samma beteende 26. För att mäta tillvänjning bör sensibilisering minimeras. Djur medvetandegöra om ett stimulus är aversiva, och därmed för hög skrämma stimuli bör undvikas för tillvänjning mätningar för översyn se 27. Stress, ångest och rädsla gör också öka spritta svar 28, motsätter tillvänjning och påverka PPI 18. Djur bör därför vara väl hanteras och anpassat till den skrämma provning. Även djur innehavare som är för små och fysiskt hindra djuren är kontraproduktiva, eftersom de framkalla stress hos djuren 29.
Fast kontra randomiserad ITI
Vanliga skrämma protokoll använder antingen en fast internationell studie intervallet (ITI) typiskt av 20 eller 30 sek eller en variabel intervall som pseudorandomizes på värden mellan 15 och 30 sek. Fördelen med en randomiserad ITI ligger i det faktum att djuret inte kan förutsäga tidpunkten för nästa stimulering. Det har visat sig att t.ex. uppmärksamma prepulse förstärker sin effektivitet i att undertrycka spritta svar 13, 30. Mätning PPI med fast ITI kan därför också söka efter uppmärksamhet processer. ITIS under 15 sekunder bör undvikas för att förhindra effekter orsakade av muskeltrötthet och refraktärperioder av muskel svar.
Intensitet och varaktighet prepulse
Vi använder en mycket kort prepulse av 4 ms varaktighet i detta protokoll. Många andra studier använder en 20 ms prepulse. För att kunna variera interstimulus intervals (ISIS) och att mäta även mycket korta intervaller, var detta korta prepulse införs. Effekten av prepulse verkar dämpas med dess korta varaktighet jämfört med en 20 ms prepulse av samma volym. Vi använder därför relativt högt prepulses på 75 och 85 dB. En 85 dB skrämma stimulanspaket (20 ms) kan över tröskeln, en 85 dB prepulse (4ms) normalt inte framkallar skrämma svar. Det är dock viktigt att utvärdera om det inte finns några skrämma svar som framkallades av de prepulse själv som skulle orsaka muskeltrötthet och eldfasta stater under spritta stimulans. Vissa behandlingar som stör PPI har visat sig öka prepulse känslighet 31 (anger PPI störningen inte beror på en förlust av ljudkänslighet), dock kan detta inte hittas hos schizofrena patienter 32 Utvärderingar av prepulse känslighet kan göras antingen genom att analysera plattformen uppgifter under perioden mellan prepulse eller skrämma puls eller genom att ta prepulse ensam prövningar i block II.
Olika ISI kontra olika prepulse intensitet
PPI hos människor ursprungligen mätt vid ISI på 100 ms, där dess effekt är som högst 7. Hos råttor och möss PPI är som högst på 30-50 ms ISI, förmodligen på grund av den mindre storleken på hjärnan 33. På senare år har det blivit uppenbart att olika sändare och sändare receptorer är engagerade i ett seriellt sätt för att utöva den snabbt men långvarig hämning av spritta 3, 34. Beroende på den drabbade datorn, kanske droger eller genetiska manipulationer påverkar därför PPI endast vid speciella Isis. Vi rekommenderar därför att variera ISI mellan 30 ms och 100 ms. Detta gör också att nya studier att jämföra med tidigare studier som använde 100 ms ISI bara. Den 85dB prepulse leder till en mycket robust maximalt PPI på cirka 90%. Observera att detta PPI inte nödvändigtvis kan ökas utan att köra in i ett tak effekt. PPI framkallade på detta sätt också verkar vara ganska robust, är det dock betydligt avbryts t.ex. genom att 1 mg / kg amfetamin. Vi rekommenderar att du använder en andra prepulse på 75 dB, vilket leder till 50-60% PPI bara. Detta PPI kan förstärkas (t.ex. genom 1 mg / kg sc nikotin), och verkar vara mer sårbara för genetiska och farmakologiska manipulation i allmänhet, dock verkar det också vara mer varierande och inkonsekvent även inom ett ämne. Tidigare studier har använt ett enormt utbud av prepulse intensiteter och har ofta visat effekter av behandlingar på PPI med specifika prepulse intensitet och ingen påverkan på PPI med andra prepulse intensiteter. Grundliga studier av den befintliga litteraturen är därför viktigt innan du väljer prepulse intensitet och intervall interstimulus.
Kombination med injektioner systemisk / stereotaxic
Tillvänjning och PPI testning utförs ofta i kombination med systemisk eller stereotaxic injektioner. Det är uppenbart att i dessa experiment djur i en kontrollgrupp få injektioner kontroll fordon. Injektionen själva förfarandet kan dock vara mycket stressande för ett djur, vilket leder till en högre ångest nivå och en förstärkning och / eller sensibilisering av reaktion vid oväntade yttre (se ovan). Det rekommenderas därför att kontrollera för effekten av injektionsbehandling själva också. Om tillvänjning studeras, kanske tidigare injektioner vara ett stort hinder. För att lindra djurets ångest bör djuren tillbaka till sina hem bur så länge som möjligt innan testade (utan drogen avta). Injektionerna bör också ges av en erfaren person för att minimera effekterna av förfarandet på djuret. Om stereotaxic injektionerna sker via kroniskt implanterade kanyler bör kirurg som implantat på kanyler undvika spricker råttornas trumhinnor med spetsiga öron barer. Detta kan leda till hörsel underskott. Blunt örat barer eller manschetter öra som inte spricker trumhinnor är tillgängliga för alla stereotaxic enheter. När råttor hanteras efter operationen bör dammskydd eller dummies manipuleras varje gång, så att djuren vänjer sig.
Akustisk spritta som en hörseltest
Slutligen bör det noteras att I / O-funktioner av akustiska spritta och PPI kan fungera som ett enkelt hörseltest för råttor och möss 35-37. Hearing underskott skifte en I / O-funktionen till höger. När PPI fastställs för en råtta eller mus stam kan djuren också testas med variabel prepulse intensitet. Om ett djur är döv eller inte kan höra prepulse lika högt som en kontroll djur, visas ingen eller lägre PPI än kontroll djur. Å andra sidan kan en observerad PPI underskott alltid orsakas av en hörselnedsättning, alltså en I / O skrämma test eller jämförelser av svaren baslinjen spritta är avgörande kontroller.
Disclosures
Produktion av den här artikeln var delvis finansierad av Med Associates, tillverkare av det instrument som används i denna artikel.
Acknowledgments
Detta arbete har finansierats av Ontario Mental Health Foundation, naturvetenskap och teknik Forskningsrådet Kanada, och Med Associates Inc.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Startle box package |  Med Associates, Inc. |
MED-ASR-PRO1-ADD (http://www.med-associates.com/startle/startle.htm) | Includes hardware & software |
| Animal Holder | Med Associates, Inc. |
ENV-264A (http://www.med-associates.com/startle/startle.htm#animal) | Other sizes and types also available |
| USB Sound Pressure Level Measurement Package | Med Associates, Inc. |
ANL-929A-PC (http://www.med-associates.com/behavior/audio/generator.htm#anl929a) | For calibration |
References
- Davis, M. The mammalian startle response. Neural Mechanisms of startle. Eaton, R. C. , Plenum Press. New York. (1984).
- Koch, M. The neurobiology of startle. Prog Neurobiol. 59, 107-128 (1999).
- Fendt, M., Li, L., Yeomans, J. S. Brain stem circuits mediating prepulse inhibition of the startle reflex. Psychopharmacology (Berl). 156, 216-224 (2001).
- Davis, M., Wagner, A. R. Habituation of startle response under incremental sequence of stimulus intensities. J Comp Physiol Psychol. 67, 486-492 (1969).
- Pilz, P. K., Carl, T. D., Plappert, C. F. Habituation of the acoustic and the tactile startle responses in mice: two independent sensory processes. Behav Neurosci. 118, 975-983 (2004).
- Swerdlow, N. R., Geyer, M. A., Braff, D. L. Neural circuit regulation of prepulse inhibition of startle in the rat: current knowledge and future challenges. Psychopharmacology (Berl). 156, 194-215 (2001).
- Braff, D. L., Grillon, C., Geyer, M. A. Gating and habituation of the startle reflex in schizophrenic patients. Arch Gen Psychiatry. 49, 206-2015 (1992).
- van den Buuse, M. Modeling the positive symptoms of schizophrenia in genetically modified mice: pharmacology and methodology aspects. Schizophr Bull. 36, 246-270 (2010).
- Geyer, M. A. Are cross-species measures of sensorimotor gating useful for the discovery of procognitive cotreatments for schizophrenia? Dialogues Clin Neurosci. 8, 9-16 (2006).
- Fenton, W. S., Stover, E. L., Insel, T. R. Breaking the log-jam in treatment development for cognition in schizophrenia: NIMH perspective. Psychopharmacology (Berl). 169, 365-366 (2003).
- Braff, D. L., Geyer, M. A., Swerdlow, N. R. Human studies of prepulse inhibition of startle: normal subjects, patient groups, and pharmacological studies. Psychopharmacology (Berl). 156, 234-258 (2001).
- Kumari, V., Soni, W., Sharma, T. Normalization of information processing deficits in schizophrenia with clozapine. Am J Psychiatry. 156, 1046-1051 (1999).
- Weike, A. I., Bauer, U., Hamm, A. O. Effective neuroleptic medication removes prepulse inhibition deficits in schizophrenia patients. Biol Psychiatry. 47, 61-70 (2000).
- Swerdlow, N. R. Impaired prepulse inhibition of acoustic and tactile startle response in patients with Huntington's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 58, 192-200 (1995).
- Castellanos, F. X. Sensorimotor gating in boys with Tourette's syndrome and ADHD: preliminary results. Biol Psychiatry. 39, 33-41 (1996).
- Swerdlow, N. R. Forebrain D1 function and sensorimotor gating in rats: effects of D1 blockade, frontal lesions and dopamine denervation. Neurosci Lett. 402, 40-45 (2006).
- Cannizzaro, C. Prenatal exposure to diazepam and alprazolam, but not to zolpidem, affects behavioural stress reactivity in handling-naive and handling-habituated adult male rat progeny. Brain Res. 953, 170-180 (2002).
- Gururajan, A., Taylor, D. A., Malone, D. T. Effect of cannabidiol in a MK-801-rodent model of aspects of Schizophrenia. Behav Brain Res. 222, 299-308 (2011).
- Brosda, J. Pharmacological and parametrical investigation of prepulse inhibition of startle and prepulse elicited reactions in Wistar rats. Pharmacol Biochem Behav. 99, 22-28 (2011).
- Ballmaier, M. Cannabinoid receptor antagonists counteract sensorimotor gating deficits in the phencyclidine model of psychosis. Neuropsychopharmacology. 32, 2098-2107 (2007).
- Glowa, J. R., Hansen, C. T. Differences in response to an acoustic startle stimulus among forty-six rat strains. Behav Genet. 24, 79-84 (1994).
- Bullock, A. E. Inbred mouse strains differ in the regulation of startle and prepulse inhibition of the startle response. Behav Neurosci. 111, 1353-1360 (1997).
- Bast, T. Effects of MK801 and neuroleptics on prepulse inhibition: re-examination in two strains of rats. Pharmacol Biochem Behav. 67, 647-658 (2000).
- Buuse, M. vanden Deficient prepulse inhibition of acoustic startle in Hooded-Wistar rats compared with Sprague-Dawley rats. Clin Exp Pharmacol Physiol. 30, 254-261 (2003).
- Davis, M. Sensitization of the rat startle response by noise. J Comp Physiol Psychol. 87, 571-581 (1974).
- Groves, P. M., Thompson, R. F. Habituation: a dual-process theory. Psychol Rev. 77, 419-450 (1970).
- Grillon, C., Baas, J. A review of the modulation of the startle reflex by affective states and its application in psychiatry. Clin Neurophysiol. 114, 1557-1579 (2003).
- Davis, M., Walker, D. L., Myers, K. M. Role of the amygdala in fear extinction measured with potentiated startle. Ann N Y Acad Sci. 985, 218-232 (2003).
- Pare, W. P., Glavin, G. B. Restraint stress in biomedical research: a review. Neurosci Biobehav Rev. 10, 339-370 (1986).
- Li, L. Top-down modulation of prepulse inhibition of the startle reflex in humans and rats. Neurosci Biobehav Rev. 33, 1157-1167 (2009).
- Yee, B. K., Russig, H., Feldon, J. Apomorphine-induced prepulse inhibition disruption is associated with a paradoxical enhancement of prepulse stimulus reactivity. Neuropsychopharmacology. 29, 240-248 (2004).
- Csomor, P. A. Impaired prepulse inhibition and prepulse-elicited reactivity but intact reflex circuit excitability in unmedicated schizophrenia patients: a comparison with healthy subjects and medicated schizophrenia patients. Schizophr Bull. 35, 244-255 (2009).
- Yeomans, J. S. GABA receptors and prepulse inhibition of acoustic startle in mice and rats. Eur J Neurosci. 31, 2053-2061 (2010).
- Jones, C. K., Shannon, H. E. Effects of scopolamine in comparison with apomorphine and phencyclidine on prepulse inhibition in rats. Eur J Pharmacol. 391, 105-112 (2000).
- Clark, M. G. Impaired processing of complex auditory stimuli in rats with induced cerebrocortical microgyria: An animal model of developmental language disabilities. J Cogn Neurosci. 12, 828-839 (2000).
- McClure, M. M. Rapid auditory processing and learning deficits in rats with P1 versus P7 neonatal hypoxic-ischemic injury. Behav Brain Res. 172, 114-121 (2006).
- Fitch, R. H. Use of a modified prepulse inhibition paradigm to assess complex auditory discrimination in rodents. Brain Res Bull. 76, 1-7 (2008).
