Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Behavior

استخدام للجهاز فموي وجهي تقييم الألم استثابي (OPAD) لقياس التغيرات في سلوك مسبب

doi: 10.3791/50336 Published: June 10, 2013

Summary

نقدم، ونظام فعال الإنتاجية العالية سهلة الاستخدام لتقييم السلوكيات الألم في مستيقظا والقوارض واعية. وفموي وجهي جهاز تقييم الألم (OPAD) يمكن تقييم الألم من خلال مكافأة / نموذج الصراع وبالتالي توفير وسيلة أكثر إنسانية من الاختبار. سوف يشكل هذا البروتوكول تسفر عن مزيد من البيانات ذات الصلة سريريا ومتعدية من القوارض.

Abstract

نقدم نظام فعال للكشف عن الألم في مستيقظا والقوارض واعية. وفموي وجهي جهاز تقييم الألم (OPAD) يقيم السلوكيات الألم بطريقة أكثر سريريا ذات الصلة من خلال عدم الاعتماد على التدابير القائمة على رد الفعل من حس الألم. صام الغذاء، يتم وضعها أصلع القوارض (أو حليق) في غرفة زجاجي الذي فقد اثنين من thermodes المستندة إلى بلتيير التي يمكن برمجتها إلى أي درجة الحرارة بين 7 ° C و 60 ° C. يتم تدريب القوارض لاجراء اتصالات مع هذه من أجل الوصول إلى زجاجة مكافأة. خلال الدورة، يتم تسجيل عدد من النتائج الألم السلوكية تلقائيا وحفظها. وتشمل هذه التدابير عدد من التنشيط زجاجة مكافأة (يلعق) والمحفزات الاتصال الوجه (اتصالات الوجه)، ولكن التدابير مخصصة مثل لعق / نسبة وجه (العدد الإجمالي للولغ في الدورة / العدد الإجمالي للاتصالات) ويمكن أيضا أن تنشأ. ويمكن ضبط درجة الحرارة حافزا لدرجة حرارة واحدة أو درجات حرارة متعددة ضمن الدورة. وOPADهو الإنتاجية العالية، وسهلة الاستخدام مقايسة فعال الأمر الذي سيؤدي إلى ترجمة أفضل من البحوث الألم في المستقبل لأنه يتضمن إدخال القشرية بدلا من الاعتماد على العمود الفقري المقايسات مسبب القائم على رد الفعل.

Introduction

يبقى المزمن، وألم غير المنضبط مشكلة صحية عامة رئيسية ورواية العلاجات مسكن غالبا ما تفشل لترجمة من على مقاعد البدلاء لالسرير. هذا النقص في النجاح يرجع جزئيا إلى استخدام المقايسات السلوكية غير فعالة في التدابير القائمة على رد الفعل من الألم الذي لا بالضرورة أو كليا نموذج لحالة ألم الإنسان 1،2، وعلى وجه التحديد، عدم وجود موثوق بها، الإنتاجية العالية، يتوفر تجاريا ، في الجسم الحي الفحص لتقييم الألم لكلا الجرذان والفئران. نقدم هنا إنتاجية عالية، وسهلة الاستخدام لدينا نسخة من مقايسة فعال حس الألم القائمة. ويستند هذا النظام الجديد على موقعنا فعال مقايسة ألم فموي وجهي السابقة التي ثبت أن تكون حساسة للكشف عن طرائق مختلفة بما فيها ألم الحرارة والبرودة، والميكانيكية 3،4،5. من هذه التدابير، وقد تم دراسة مجموعة واسعة من المجالات، بما في ذلك المسكنات 6،3،4،5،7، ظروف الألم مثل التهاب، فرط التألم، و allodynia 9، والطرفية التشكيل مسبب عبر قنوات TRP مع كشافات، resiniferatoxin، المنثول، وicillin 8،10،5،11. وقد أثبتت الآثار النفسية مثل القلق الناجم عن التشكيل من الألم 12 و تأثير الدواء الوهمي 13 أيضا مع اختبار فعال فموي وجهي مما يشير إلى أنه قد يكون من المناسب لقياس تجربة مليئة بالألم وليس مجرد حس الألم.

وفموي وجهي جهاز تقييم الألم (OPAD) يستخدم مكافأة / الصراع الفحص الذي يسمح للالقوارض للاختيار بين تلقي مكافأة التسليح أو الهروب حافزا مكره وبالتالي السيطرة على كمية من الألم الذي يشعر أثناء جلسة 14،15. ويتم تدريب القوارض الأولى للضغط على وجوههم في درجة الحرارة thermodes تسيطر عليها من أجل الوصول إلى زجاجة الأغذية التي تحتوي على مكافأة السائل. بعد التدريب، ودرجة الحرارة التحفيز يمكن تسخينها أو تبريدها والاختلاف في إعادةيمكن sponding تشير إلى مستوى من حس الألم أو تسكين يدرك الحيوان. وOPAD هي أيضا قادرة على التغيرات السريعة في درجة الحرارة والذي يسمح اختبار خط الأساس وتقييم الألم عند درجات حرارة ساخنة وباردة ضمن جلسة اختبار واحدة. هنا نقدم بروتوكول بسيط الذي يسلط الضوء على قدرة OPAD على اكتشاف التغيرات في الألم الناجم عن الحرارة والبرودة، وTRPV1 ناهض فلفلين 16. يتم استخدام كشافات أدناه كعامل توعية الحرارية لأنه يحتوي على العديد من الفوائد لهذا الاختبار كما هو غير الضارة والأنسجة وقد تجلى سابقا للحث على آلام جلدية في الوجه وفرط التألم في نماذج القوارض 8. سوف نظهر كيف يمكن الحصول على برنامج OPAD بسرعة، نحلل، الرسم البياني، وأداء التحليلات الإحصائية على البيانات السلوكية القوارض.

Protocol

هنا يتم وصف استخدام OPAD (شركة Stoelting، الخشب دايل، IL) بعبارات عامة على سبيل المثال تجربة تستخدم كشافات. المشغل لديه الحرية لبرمجة تجارب عديدة مع العديد من الخيارات والنماذج على الرغم من الألم. على سبيل المثال، إدارة المسكنات تقلل تدابير مسبب 6،3،4،5،7 ونماذج الألم المزمن الأخرى مثل انقباض المنتجات إصابة والتهاب زيادة السلوكيات مسبب 3،9. هذه النماذج هي قابلة للتكيف بسهولة في البروتوكول التالية.

لجميع التجارب، واستخدمت maleSprague داولي الفئران (250-300 ز، نهر تشارلز، رالي، NC). وتم إيواء هذه في أزواج في 22 ° C درجة الحرارة والرطوبة 31٪ غرف للرقابة مع العادي 12 ساعة الضوء / الظلام دورات (6:00 حتي 6:00 أضواء على)، وكان الدخول مجانا إلى الطعام والماء إلا عندما صام. وأجريت دورات السلوكية أثناء مرحلة ضوء. وكانت هذه المرافق AAALAC المعتمدة وتمت الموافقة على جميع الإجراءات بY جامعة فلوريدا IACUC.

1.Training والأساس جلسات

  1. القوارض وجبات سريعة الليلة قبل كل دورة OPAD (مثلا: 15 + / - 1 الموارد البشرية لهذه التجربة).
  2. يجب أولا أن يتم تدريب القوارض حتى لوحظ السلوك متناسقة في درجات حرارة غير مكره (مثلا: 33-37 درجة مئوية). عموما، على بعد حوالى ست دورات (ثلاث مرات في الأسبوع لمدة أسبوعين) كافية لتدريب الفئران أو الجرذان للعق حول 600-1،000 أو 2،000 مرات في كل دورة، على التوالي.

2. الاختبار القبلي إعداد وكشافات معالجة

  1. القوارض أصلع هي الأفضل لجميع الإجراءات فعال، إذا لم يكن هذا ممكنا، يجب أن يكون القوارض شعرهم الوجه (الشعر الشدق فقط وليس لوحة vibrissae / شعيرات لأن هذا له تأثير على الملاحة والقوارض) إزالة 1-2 أيام قبل الاختبار للدقيقة تسجيل السلوك.
  2. الأفعال الشعر الشدق كعازل درجة الحرارة ويجعل الحرارة والبرودة أقل مسبب. لإزالة الشعر، وتخدير الفئران،إضافة مرهم العين، وحلاقة الشعر الخد مع كليبرز، وتطبيق كريم إزالة الشعر، والانتظار 2-4 دقائق، ثم يغسل بالماء. انظر نوبرت وآخرون. 3 لمنهجية كاملة.
  3. في يوم الاختبار، وتخدير الحيوانات (مثلا 1-2.5٪ استنشاق isoflurane و) ووضع مرهم opthalamic التعليم والتدريب المهني في كلتا العينين لمنعهم من الجفاف والحفاظ على أي علاج موضعي من الحصول على المخدرات في العين.
  4. تطبيق كبخاخات كريم (0.1٪) ثنائيا على الخدين يتعرض مع مسحة القطن المعقم. انتظر 5 دقائق. تمحو كريم مع قطع من الشاش غارقة في المياه الدافئة (في حوالي 40 درجة مئوية). مسح الخدين قبالة مع مسحة الكحول وتحديد توقيت لمدة 30 دقيقة.
  5. إتاحة الوقت الكافي للتعافي من القوارض التخدير قبل إعادته إلى القفص. انتظر حتى أنه يمكن رفع رأسه في وضعية القصية من أجل منع تطلع من الفراش القفص.

3. برمجة نظام OPAD عن البروتوكولات والتجارب

  1. مفتاح الابتكار سو نظام OPAD لاختبار السلوكية هو برنامج فموي وجهي، وهو ANY-المتاهة (شركة Stoelting، الخشب دايل، IL) نظام يحركها التي تسمح للمستخدم لبرنامج وخلق تجارب جديدة.
  2. ويرد مثال عامة عن كيفية برمجة تجربة بسيطة أدناه، ولكن العديد من الخيارات لبروتوكولات التعلية درجة الحرارة وألم نماذج أخرى من فلفلين المتاحة.
  3. ويمكن تصميم التجارب وحفظها في أي لحظة. بدوره على OPADs والبرمجيات مفتوحة. بدوره على الضوضاء البيضاء للسيطرة على الضوضاء المحيطة. تحت عنوان "ملف" اختر تجربة جديدة. تحت عنوان فرعي "البروتوكول" اسم البروتوكول وتحديد ما إذا كان ليكون أعمى.
  4. تحت عنوان "أقفاص OPAD" اختر "جديد OPAD قفص" ثم "إضافة كل أقفاص OPAD متصلة." تحت عنوان "المخرجات" حدد "تحكم في درجة الحرارة" ثم "عنصر حراري". ضبط درجة الحرارة بدءا (على سبيل المثال، محايد 33-37 درجة مئوية).
  5. إذا لزم الأمر، وضبط درجات الحرارة التعلية تحت عنوان "دورة OPAD درجة الحرارة." من أجل تغيير درجة الحرارة من محايدلالساخنة لجعل التعديلات الباردة هنا.
  6. ل"1"، "تعيين درجة الحرارة إلى (° C)" = 45، "طريق منحدر المدة" = 30 ثانية، و "البقاء في قيمة ل" = 3 دقائق. ل "2"، 33، 30 ثانية، و 3 دقيقة. ل "3"، 7، 60 ثانية، و 3 دقيقة. ل "4"، 33، 60 ثانية، و 3 دقيقة. ضع علامة في المربع "بعد فترة من الوقت التالية:" وحدد 3 دقائق.
  7. تحت عنوان "الحقول" إضافة أية ملاحظات إضافية حول المواضيع. على سبيل المثال، وجعل منطقة لمعرف الحيوان عن طريق اختيار "حقل جديد" وتغيير الاسم إلى "معرف الحيوان." ثم اختر "الحيوانات"، "نص"، و "استخدم هذا الحقل كما هو معرف الحيوان."
  8. تحت عنوان "المرحلة"، وOPAD تعيين تلقائيا "المرحلة الأولى". تعيين المدة من فترة الاختبار واسم المرحلة إذا لزم الأمر. لهذه الدورة التعلية، تعيين هذا إلى 18 دقيقة.
  9. ملاحظة على مراحل: بالنسبة لمعظم التجارب، ينبغي جلسات السلوكية لن يدوم لفترة أطول من 10-20 دقيقة. بعد ذلك، يتم الاشباع القوارض. لإجراء التجارب على مدى عدة أيام، ويمكن أن يضاف مراحل إضافية عن كل يوم لجعل تحليل البيانات أكثر بساطة. تحت عنوان "حسابات" حدد "حساب جديد" وتسميته "L / F" للعق / نسبة شخصي. في القسم المسمى "أدخل حساب في المنطقة أسفل" ضبط القول "لعق: عدد التنشيط / الاتصال: عدد من التنشيط".
  10. لإنشاء الفترات الزمنية لتحليل البيانات أبسط حدد "التحليل" و "فترة زمنية جديد". اسم واحد "33 ° C" وحدد خانة ل "هذه الفترة هي نفسها في جميع مراحل" للحصول على "يبدأ في:" الكتابة 0 ول "ينتهي في:" وضعت 3 دقائق.
  11. كرر الخطوة أعلاه لكل فترة زمنية. اسم: "منحدر 33-45 درجة مئوية." يبدأ في: 3 دقائق. ينتهي في: 3.5 دقيقة. "45 ° C"، 3.5 دقيقة، 6.5 دقيقة. "منحدر 45-33 ° C"، 6.5 دقيقة، 7 دقيقة. "33 ° C"، 7 دقائق، 10 دقيقة. "منحدر 33-7 ° C"، 10 دقيقة، 11 دقيقة. "7 ° C"، 11 دقيقة، 14 دقيقة. "منحدر 7-33 ° C"، 14 دقيقة، 15 دقيقة. "33 ° C"، 15 دقيقة، 18 دقيقة.
  12. حفظ وتسمية البروتوكول. ملاحظة: بروتوكولات حفظها ويمكن إعادة استخدامها في تجارب جديدة.

4. تشغيل الفحص

  1. تعد الشركة المصرية للاتصالات غرفةmperature خليط الثواب ومكان في زجاجات OPAD. نسبة 2:1 من الماء: الحليب المكثف المحلى يعمل بشكل جيد على الرغم من السكروز أو السكرين حلول يمكن أن تستخدم أيضا.
  2. المكان السائل صينية الصيد، زجاجي القفص، والأرضيات المعدنية صر على الجهاز OPAD. نعلق الأسلاك إلى القفص.
  3. مكان زجاجة مكافأة على الوقوف وضبط بالتالي فإن صنبور يمكن الوصول إليها من قبل القوارض. في البداية، وزجاجة يمكن وضعها الى الوراء في القفص ثم سحب لإنتاج اتصالات أفضل الوجه.
  4. تحميل التجربة في البرنامج OPAD. إضافة عدد من الحيوانات لفحصها. تحت عنوان فرعي "التجربة" إضافة "العنوان" ثم قم بإضافة مجموعات العلاج (كشافات والتحكم). إضافة عدد من الحيوانات في كل مجموعة.
  5. تحت عنوان فرعي "الاختبارات"، حدد "علاجات الحيوان والبيانات". إضافة حرف من العلاج (A، B، C، الخ) والرقم الحيوانية. ينبغي للصناديق والآن لدينا معرف الحيوانية المعينة على شاشاتها.
  6. اضغط على زر على مربع OPAD. هذه الإرادةضبط thermodes إلى درجة الحرارة الصحيحة. عندما يذهب ضوء برتقالي، ضع القوارض داخل واضغط على الزر مرة أخرى. لهذه التجربة، وسيتم بدأ الفئران بعد 30 دقيقة جرى محو كريم كبخاخات قبالة.
  7. الضوء الأخضر سيتم تشغيل. ضبط المسافة الزجاجة هو من المربع وبالتالي فإن الفئران يجب اجراء اتصالات مع thermodes على الشدق، وليس شعرة أنفية، والمنطقة لتكون قادرة على لعق. سوف التكيف السليم النتيجة في مربع أحمر صلبة للعق فوق مربع البرتقالي المبين للاتصالات.
  8. تحديد المكان المناسب من القمقم مكافأة أمر حيوي للمقايسة. إذا كانت زجاجة قريب جدا سوف الفئران إما لعق من دون اتصال أو للمس أنفها إلى زجاجة مكافأة حتى أن العديد من يلعق سوف تظهر واحدة فقط (الرمز بواسطة مربع أحمر المعالم ليلعق بدلا من مربع الصلبة).
  9. مرة واحدة في جلسة الاختبار هو على OPAD سيتم تنبيه المجرب مع لهجة. عودة القوارض إلى قفصه. إذا القوارض آخر هو لفحصها بعد ذلك مربع سوف إنديكاالشركة المصرية للاتصالات ID الحيواني. كرر الخطوات من 4،5-4،7 حسب الحاجة حتى اكتمال التجربة.

5. تحليل، الرسوم البيانية، والتحليل الإحصائي للبيانات مع البرامج OPAD

  1. تحت عنوان فرعي "النتائج"، حدد ما إذا كنت تريد رؤية النص، الرسم البياني، أو تقرير التحليل الإحصائي.
  2. في "رسم بياني تقرير الإعدادات"، حدد المتغير الذي لدراسة. على سبيل المثال، تحت عنوان "نتائج حساب" التحقق من "L / F" مربع.
  3. تحديد "في المعرض محور س" بأنها "الفترة الزمنية" و "عرض سلسلة مختلفة ل" ك "علاج". حدد "عرض التقرير". الادخار، والطباعة، والنسخ، أو إرساله عبر البريد الإلكتروني في التقرير يمكن القيام به في هذا الوقت. يجوز استبعاد بعض نقاط البيانات في المربع أدناه الخطوة التجمع إذا لزم الأمر.
  4. تحت عنوان فرعي "بيانات" هو قابل للتعديل من قائمة البيانات الأولية من التجربة في شكل جدول إذا لزم الأمر. ملاحظة: يتم حفظ كافة البيانات الآن ويمكن التلاعب بها وتحليلها في وقت لاحق.

6. تنظيف

  1. اغلاق الجهاز وإزالة الأسلاك القفص. غسل وتطهير صر، مربع، زجاجة، وعلبة السائل. هذه المكونات يمكن غسلها باليد أو غسالة الصحون.

Representative Results

ويوضح نتائج نموذجية لسلوك القوارض واحدة بشأن OPAD في أرقام 1A-D. عدد يلعق عالية لكل جزء من الدورة في 33 ° C درجة الحرارة محايدة، ولكنها منخفضة عن تلك مكره (45 ° C و 7 ° C) كما هو موضح في الشكل 1A. كما يوضح الشكل 1B، مصنوعة نوبات طويلة من الاتصال عند 33 ° C كما هو الحال بالنسبة للدرجات حرارة التحفيز غير مسبب. مدة النقصان وعدد من زيادة الاتصالات خلال فترات حيث تكون درجات الحرارة مؤلمة. الشكل 1C هو مخطط من البروتوكول التعلية كان مبرمجا في OPAD لاستخدامها لجميع دورات اختبار. يعرض 1D الشكل المبلغ الإجمالي للمكافأة تناولها مع مرور الوقت في غرام . وعلى غرار عدد من يلعق، الحيوانات تفضل درجات الحرارة المحايدة على مدى تلك مؤلمة. ولعق / تم حساب نسبة الوجه (L / F) للدورة الأساسية بحلول OPAD ويتضح في الشكل 1E. هذه النسبة هي أعلى من ذلك بكثير خلال غير مؤلمة 33 ° C ثلاثة جلسات (20-46 ولغ في الاتصال الوجه) من خلال الدورات مؤلمة من 45 ° C (3 ولغ في الاتصال الوجه) و 7 ° C (1 لعق لكل اسم الوجه ). A تدابير المتكررة ANOVA في اتجاه واحد كان كبيرا (F (4،52) = 6.2182، P <0.001) للحصول على تأثير درجة الحرارة على نسبة L / F. اختبار Bonferroni وكانت كبيرة عند مقارنة 33 ° C مقابل 7 ° C (P <0.05)، 45 ° C مقابل 33 ° C (2) (P <0.01)، و 33 درجة مئوية (2) في مقابل 7 ° C ( P <0.01). N = 16 لجميع درجات الحرارة. في الشكل 1F كانت القوارض فلفلين المعالجة (N = 8) لا يختلف كثيرا عن الفئران السذاجة (N = 8) في أي من ال 33 محايد ° C درجات الحرارة. لم فلفلين القوارض تعامل ديهم أقل بكثير L / F النسبة 45 ° C (اختبار t، ر (13) = 2.9350، P = 0.012). كان مجموعة كشافات أعلى L / F نسب في 7 ° C، ولكن هذا لم يكن كبيرا.

N-الصفحة = "دائما"> الشكل 1
الشكل 1. قياس حس الألم مع OPAD. ورسوم بيانية سلوك القوارض واحدة بشأن OPAD لأ) عدد يلعق، B) اتصالات، C) درجة حرارة thermode خلال الدورة، وD) تناول مكافأة في غرام. E) ولعق / الوجه النسبة مرتفعة خلال غير مؤلمة 33 ° C ثلاثة دورات وأقل بكثير في الدورتين مؤلمة من 45 درجة مئوية و 7 ° C (تدابير المتكررة ANOVA في اتجاه واحد، F (4،52) = 6.2182، P <0.001، اختبار Bonferroni في 33 ° C مقابل 7 ° C (P <0.05، #)، 45 ° C مقابل 33 ° C (2) (P <0.01، **)، و 33 درجة مئوية (2) في مقابل 7 ° C (P <0.01، # #). F) كان كبخاخات القوارض معاملة أقل بكثير L / F النسبة 45 ° C (اختبار t، ر (13) = 2.9350، P = 0.012، *) ولكن فيأي من درجات الحرارة محايدة. N = 16 ل1E و N = 8 للكشافات وN = 8 لالسذاجة ل1F. انقر هنا لعرض أكبر شخصية .

Discussion

نظام OPAD هو وسيلة سهلة الاستخدام وعالية الإنتاجية مقايسة قادرة على اكتشاف التغيرات في الإحساس بالألم في القوارض. طبيعة إنتاجية عالية من هذا النظام يعني أن العديد من الحيوانات يمكن اختبارها في يوم واحد من قبل شخص واحد. ويرجع ذلك إلى نظام البرمجيات OPAD لأنها تتيح ما يصل إلى 16 مربعات ليتم تشغيلها في وقت واحد على جهاز كمبيوتر واحد. وهذا يعني أنه بعد وقت الإعداد الأولي، حوالي 48 أشواط فعال (في 18 دقيقة في المدى) لا يمكن أن يؤديها ساعة، أكثر حتى إذا تم تعيين وقت الدورة إلى وقت أقل في المرحلة. وهذا يسمح للاختبار الألم في المئات من الحيوانات في اليوم. وهذا المبلغ من الاختبار لا يكون عمليا مع المقايسات الألم الأكثر تقليدية.

وتمشيا مع عملنا السابق، يتم تبديل سلوك القوارض في ظل ظروف مؤلمة. خلال فترات غير الضارة ديك القوارض عادة نوبات طويلة من الشرب في أي هم على اتصال مع thermodes. خلال مكره 45 ° C أو 7 ° C الظروف، فإنالقوارض لديهم نوبات أقصر بكثير لأنها لا تستطيع البقاء على اتصال لفترات طويلة من الزمن. وبالتالي فإن لعق / نسبة وجه (عدد يلعق مقسوما على عدد من الاتصالات الوجه ضمن جلسة) يغير مع الألم. زيادة كشافات حساسية للحرارة الألم كما يتضح من انخفاض L / F النسبة في كل من القوارض يعامل مقابل غير المعالجة في درجة حرارة 45 ° C. يمكن إرجاع هذه المسكنات لعق / وجه النسبة إلى مستويات مماثلة لظروف غير مؤلمة 3. على الرغم من ظروف الألم التي يتم إنتاجها بسهولة على الجلد (مثل تطبيق كبخاخات كريم) هي أبسط طرق كشف الألم على هذا الاختبار، يمكن النماذج الحيوانية من مزيد من الألم العميق الأنسجة العصبية ذات الصلة سريريا مثل التهاب العصب الثالث أيضا تغيير السلوك على المقايسات فموي وجهي فعال 9 . أخذت معا هذه البيانات تدعم أدلة على أن OPAD حساسة للتغيرات في الحرارة وألم البرد، عتبات الألم، والمواد الكيميائية الضارة مثل كشافات بالإضافة إلى فعالالقدرة فموي وجهي مقايسة الألم على الكشف عن العديد من الشروط الأخرى من الألم وتسكين 6،3،8،17،10،5،12،18،11،9.

نظام OPAD من الألم القياس هو وسيلة ذات الصلة سريريا أكثر، ذات مغزى، وإنسانية للكشف عن الألم من التدابير القائمة على رد الفعل. وقد استخدمت هذه التدابير التقليدية من حس الألم مثل انسحاب مخلب مع فون خيوط فراي (19) وفحص الذيل نفض الغبار 20 لأكثر من قرن لكنهم قياس فقط استجابة لحافز المجرب التي يوقعها. الحيوان لديه سيطرة تذكر ويتم ترجمة "حس الألم" أساسا إلى الحبل الشوكي. بالنسبة للبشر، فإن تجربة الألم شخصي المهم أيضا كما يطلب من الناس ببساطة أن يقدم مستوياتها شخصي من الألم. ان القدرة على الحيوانات لالتقرير الذاتي آلامهم في الإجراءات القائمة الإجرائي تكون انطلاقة للبحوث الألم الأساسية 1. مع OPAD، يتم إعطاء الحيوانات اختيار ما إذا كان سيتم الرد خلال APالتحفيز ainful أم لا. إذا كانت مؤلمة جدا، والحيوانات ببساطة تقليل محاولاتهم للوصول إلى الثواب وبالتالي الحد من تعرضهم للألم. هذا هو فحص أكثر إنسانية وأقل إرهاقا بالمقارنة مع العديد من التدابير القائمة على رد الفعل في كثير من الأحيان والتي لها الحيوانات حركتهم مقيدة وليس لديهم السيطرة على كمية من المحفزات المؤلمة التي يتعرضون لها. الحاجة للهروب من الألم هو محرك المتأصلة في جميع الحيوانات وOPAD يشتمل هذا السلوك بدلا من التعويض عن ذلك مثل المقايسات مسبب الأخرى. حركة بعيدا من التدابير القائمة على رد الفعل من الألم إلى مهام فعال أصبحت أكثر شيوعا في هذا المجال. وقد استخدمت جماعات أخرى التدابير غير منعكس المستندة إلى مثل فحص المدة وجبة 21،22،23 والطاقة الحرارية الألم نماذج هروب 24 (للاطلاع على استعراض تدابير الألم الأخرى نقترح المرجع الأول لدينا 1). وOPAD هي قادرة على الجمع بين عناصر هذه إلى مقياس موحد، ولعق / وجه النسبة، WHالتراث الثقافي غير المادي يتناول الاستهلاك الغذائي والحاجة للهروب من المحفزات المؤلمة. فائدة أخرى هي أن هذا الاختبار قادر على قياس الألم على مدى فترات طويلة من الزمن (1-2 أشهر) دون أن تفقد حساسية 7،9. ونظرا لمزاياه أكثر الاختبارات القائمة على رد الفعل، هذا الاختبار أقل إرهاقا وأكثر إنسانية مهيأ تماما لقياس التغيرات طويلة الأجل في السلوك مسبب في القوارض.

يقيس ألم فعال غالبا ما تعطي نتائج مختلفة بالمقارنة مع التدابير القائمة على رد الفعل من حيث الآثار جرعة المواد الأفيونية وعتبات الألم. في حين جرعات عالية من المواد الأفيونية تستخدم عادة للتدابير القائمة على منعكس 25 العديد من الدراسات تشير إلى أن هناك حاجة إلى جرعات أقل للاستجابات على المقايسات فعال 26،27،28. جرعات عالية المخدرات يمكن أن تتداخل أيضا مع تدابير فعال ولكن هذه هي كشفها مع OPAD 6. وقد أظهرت دراسات أخرى أيضا أن عتبات للهروب من التحفيز مؤلمة تختلف عن versu فعالق التدابير القائمة على رد الفعل 29،2،30 يدل على أن الفرق الرئيسي بين التصور والحيوانات من ألم مقابل سرعة ردود الافعال على العمود الفقري. وهناك فائدة من OPAD هو أن القوارض يمكن أن تختار ما إذا كان أو لا لتنفيذ المهمة، وهذا يسمح للالقوارض للتعبير عن الهروب أو تجنب السلوك. يتطلب هذا السلوك المعقد جعل للتحكم في كمية من حس الألم القوارض يشعر 14،29،15،30 قرار القشرية. في حين الهروب وتجنب السلوكيات يمكن أن تتداخل مع التدابير القائمة على رد الفعل هذه السلوكيات الألم هي جزء لا يتجزأ من OPAD. الاختلافات في عتبات الألم وجرعات أقل من المواد الأفيونية اللازمة لفحوصات فعال تشير إلى حساسية أعلى للألم وتسكين من التدابير التقليدية القائمة على رد الفعل.

على الرغم من أن OPAD يمكن قياس الألم بشكل مباشر أكثر من المقايسات التقليدية، العديد من الظروف التجريبية والأدوية يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على هذا الاختبار ويجب أن تسيطر ل. تغييرو في الدافع مشهي يمكن أن يغير السلوك على هذا الاختبار. يمكن أن ينعكس ذلك من خلال فرق في مكافأة نفسه 31 أو الدافع لمكافأة 6. يجب توخي الحذر لضمان أن الدافع الحيوان للمكافأة هو ثابت كما العديد من الأدوية يمكن أن تتداخل مع الدافع. على سبيل المثال، يمكن أن جرعات عالية من المورفين والمواد الأفيونية الأخرى يسبب فرط الأكل لحلو، المواد الدهنية 32 الذي سوف يغير الاستجابة على فحص فموي وجهي فعال 6. في حين أن هذا لا تشير إلى أن هذا النموذج القائم على فعال مكافأة الصراع له آثار أوسع للاستخدام بما في ذلك مجالات القلق وإدمان (أي تغيير الجوانب مجزية في وجود التحفيز مؤلمة معين) فمن المهم للسيطرة على التعديلات مشهي خلال الألم اختبار الدورات. لا تظهر هذه التعديلات في الدافع في هذه الجرعات المنخفضة ذات الصلة سريريا لكن تأثيرات مسكنة لا تزال سليمة 3. طريقة واحدة للمقاولات رول لهذا الخلط بين الممكن هو ضمان جرعة من دواء معين لا يزيد السلوك عند درجة حرارة محايد (33-37 درجة مئوية). وينبغي اختبار المخدرات مقابل مجموعة غير المخدرات عند درجة حرارة محايدة تكون خطوة أولى قبل إضافة عنصر الألم. أيضا، بالنظر إلى أن عدة جلسات خط الأساس ممكنة ضمن جلسة الاختبار باستخدام OPAD يمكن أن يتم الكشف عن هذه القضايا ويمكن التحكم عن بعد جلسة السلوكية واحد. الجدول الزمني للالصيام يمكن أن يغير الدافع على هذا الاختبار من المهم للحفاظ على هذا متسقة. ونحن نفعل عادة في صوم بين عشية وضحاها، ولكن جداول أخرى ممكنة. على سبيل المثال، لقد جربت مع سريعة قصيرة يوميا من 6 ساعة قبل (نتائج غير منشورة). وهذا يسمح لاختبار يومي بدلا من مرة كل يومين. أيضا، وقد استجابت الفئران unfasted أيضا بشكل جيد على الفحص 9. مهما تقنيات الصيام وتستخدم من المهم أساسا للحفاظ على متسقة في جميع أنحاء اختبار للسيطرة على العوامل المحفزة.

"jove_content"> وفي الختام، OPAD هو وسيلة سهلة لاستخدام مقايسة فعال والذي يقيس الألم على مستوى أكثر من ذلك بكثير مماثلة لحالة الإنسان من المقايسات الألم التقليدية. الميزة الرئيسية لهذا النظام هو التكامل من المعلمات التجريبية والبروتوكولات، والحصول على البيانات، وتحليل / مقاييس النتائج باستخدام نظام التي تسيطر عليها البرنامج. هذا وسوف توفر ثروة من الخيارات والمعلمات التي تسيطر عليها المستخدم لجمع وتحليل مقاييس النتائج العديدة بطريقة عالية الإنتاجية. وهذا يتناقض النظم الألم الاختبار المستخدمة عادة (مثل نفض الغبار الذيل، فون خيوط فراي) التي هي ليست يحركها البرامج ولا الإنتاجية العالية. ويوفر النظام يحركها البرامج تقدما ملموسا لكيفية تصميم الدراسات السلوكية وكيفية جمع البيانات وتحليلها وسوف زيادة في استخدام هذا الاختبار يسمح البحوث الألم الأساسية لتصبح أكثر ترجمة سريريا في المستقبل. ومن المتوقع لهذا النظام أن يكون لها تأثير كبير على أدفاncing البحوث المستقبلية المتعلقة الألم لأن هذه الدراسات السلوكية فعال يمكن أن توفر صلة ضرورية لفهم تأثير هياكل مرتبة أعلى على سلوك الألم بشكل عام.

Disclosures

ريتشارد ميلز وكريس لويد هم موظفون من شركة Stoelting

وترعى الإنتاج وحرية الوصول إلى هذه المقالة عن طريق شركة Stoelting

Acknowledgments

المعهد الوطني لتعاطي المخدرات، المعاهد الوطنية للصحة منح 5R44DA026220-03

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sweetended Condensed Milk Borden 5272910108
Capzasin-HP 0.1% Chattem, Inc. 0032648-02
Isopropyl alcohol CVS 5042826245
Isoflurane Piramal Healthcare 66794-013-25
Opthalamic vet ointment Dechra 17033-211-38
Hair remover lotion Church and Dwight Co., Inc NRLBB-22339-04
OPAD System Stoelting 67500
Additional OPAD cages Stoelting 67501
Granulated cylinder Cole-Parmer EW-34512-11
Paper towels ANY ANY
Cotton tipped applicators Fisher 23-400-101
Fluotec 4 Vaporizer Ohmeda 39711
Hair clippers Oster 78005-010

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mogil, J. S. Animal models of pain: progress and challenges. Nat. Rev. Neurosci. 10, 283-294 (2009).
  2. Vierck, C. J., Hansson, P. T., Yezierski, R. P. Clinical and pre-clinical pain assessment: are we measuring the same thing. Pain. 135-137 (2008).
  3. Neubert, J. K., Widmer, C. G., Malphurs, W., Rossi, H. L., Vierck, C. J., Caudle, R. M. Use of a novel thermal operant behavioral assay for characterization of orofacial pain sensitivity. Pain. 116, 386-395 (2005).
  4. Nolan, T. A., Hester, J., Bokrand-Donatelli, Y., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Adaptation of a novel operant orofacial testing system to characterize both mechanical and thermal pain. Behav. Brain Res. 217, 477-480 (2011).
  5. Rossi, H. L., Vierck, C. J., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Characterization of cold sensitivity and thermal preference using an operant orofacial assay. Mol. Pain. 2, 37 (2006).
  6. Anderson, E. M., Valle-Pinero, A. Y., Suckow, S. K., Nolan, T. A., Neubert, J. K., Caudle, R. M. Morphine and MK-801 administration leads to alternative N-methyl-d-aspartate receptor 1 splicing and associated changes in reward seeking behavior and nociception on an operant orofacial assay. Neuroscience. 214, 14-27 (2012).
  7. Anderson, E. M., Neubert, J. K., Caudle, R. M. Long-term changes in reward-seeking following morphine withdrawal are associated with altered N-methyl-d-aspartate receptor 1 splice variants in the amygdala. Neuroscience. 223, 45-55 (2012).
  8. Neubert, J. K., Rossi, H. L., Malphurs, W., Vierck, C. J., Caudle, R. M. Differentiation between capsaicin-induced allodynia and hyperalgesia using a thermal operant assay. Behav. Brain Res. 170, 308-315 (2006).
  9. Rossi, H. L., Jenkins, A. C., Kaufman, J., Bhattacharyya, I., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Characterization of bilateral trigeminal constriction injury using an operant facial pain assay. Neuroscience. 224, 294-306 (2012).
  10. Neubert, J. K., King, C., Malphurs, W., Wong, F., Weaver, J. P., Jenkins, A. C., Rossi, H. L., Caudle, R. M. Characterization of mouse orofacial pain and the effects of lesioning TRPV1-expressing neurons on operant behavior. Mol. Pain. 4, 43 (2008).
  11. Rossi, H. L., Vierck, C. J., Caudle, R. M., Yezierski, R. P., Neubert, J. K. Dose-dependent effects of icilin on thermal preference in the hindpaw and face of rats. J. Pain. 10, 646-653 (2009).
  12. Rossi, H. L., Neubert, J. K. Effects of environmental enrichment on thermal sensitivity in an operant orofacial pain assay. Behav. Brain Res. 187, 478-482 (2008).
  13. Nolan, T. A., Price, D. D., Caudle, R. M., Murphy, N. P., Neubert, J. K. Placebo-induced analgesia in an operant pain model in rats. Pain. (2012).
  14. Dubner, R., Beitel, R. E., Brown, F. J. A behavioral animal model for the study of pain mechanisms in primates. Pain: New Perspectives in Therapy and Research. Weisenberg, M., Tursky, B. Plenum Press. 155-170 (1976).
  15. Vierck, C. J., Hamilton, D. M., Thornby, J. I. Pain reactivity of monkeys after lesions to the dorsal and lateral columns of the spinal cord. Exp. Brain Res. 13, 140-158 (1971).
  16. Caterina, M. J., Schumacher, M. A., Tominaga, M., Rosen, T. A., Levine, J. D., Julius, D. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature. 389, 816-824 (1997).
  17. Neubert, J. K., Rossi, H. L., Pogar, J., Jenkins, A. C., Caudle, R. M. Effects of mu- and kappa-2 opioid receptor agonists on pain and rearing behaviors. Behav. Brain Funct. 3, 49 (2007).
  18. Rossi, H. L., Neubert, J. K. Effects of hot and cold stimulus combinations on the thermal preference of rats. Behav. Brain Res. 203, 240-246 (2009).
  19. von Frey, M. Untersuchungen über die Sinnesfunctionen der menschlichen Haut. Abh. Sachs. Ges. Wiss. 23, 175-266 Forthcoming.
  20. D'Amour, F. E., Smith, D. L. A method for determining loss of pain sensation. J. Pharmacol. Exp. Ther. 75, 74-79 (1941).
  21. Kerins, C. A., Carlson, D. S., Hinton, R. J., Hutchins, B., Grogan, D. M., Marr, K., Kramer, P. R., Spears, R. D., Bellinger, L. L. Specificity of meal pattern analysis as an animal model of determining temporomandibular joint inflammation/pain. Int. J. Oral Maxillofac. Surg. 34, 425-431 (2005).
  22. Kramer, P. R., He, J., Puri, J., Bellinger, L. L. A non-invasive model for measuring nociception after tooth pulp exposure. J. Dent. Res. 91, 883-887 (2012).
  23. Thut, P. D., Hermanstyne, T. O., Flake, N. M., Gold, M. S. An operant conditioning model to assess changes in feeding behavior associated with temporomandibular joint inflammation in the rat. J. Orofac. Pain. 21, 7-18 (2007).
  24. Vierck, C. J., Acosta-Rua, A. J., Johnson, R. D. Bilateral chronic constriction of the sciatic nerve: a model of long-term cold hyperalgesia. J. Pain. 6, 507-517 (2005).
  25. Trujillo, K. A., Akil, H. Inhibition of morphine tolerance and dependence by the NMDA receptor antagonist MK-801. Science. 251, 85-87 (1991).
  26. King, C. D., Devine, D. P., Vierck, C. J., Mauderli, A., Yezierski, R. P. Opioid modulation of reflex versus operant responses following stress in the rat. Neuroscience. 147, 174-182 (2007).
  27. Morgan, D., Carter, C. S., DuPree, J. P., Yezierski, R. P., Vierck, C. J. Evaluation of prescription opioids using operant-based pain measures in rats. Exp. Clin. Psychopharmacol. 16, 367-375 (2008).
  28. Vincler, M., Maixner, W., Vierck, C. J., Light, A. R. Effects of systemic morphine on escape latency and a hindlimb reflex response in the rat. J. Pain. 2, 83-90 (2001).
  29. Mauderli, A. P., Acosta-Rua, A., Vierck, C. J. An operant assay of thermal pain in conscious, unrestrained rats. J. Neurosci. Methods. 97, 19-29 (2000).
  30. Vierck, C. J., Kline, R., Wiley, R. G. Comparison of operant escape and innate reflex responses to nociceptive skin temperatures produced by heat and cold stimulation of rats. Behav. Neurosci. 118, 627-635 (2004).
  31. Nolan, T. A., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Effect of caloric and non-caloric sweet reward solutions on thermal facial operant conditioning. Behav. Brain Res. 216, 723-725 (2011).
  32. Taha, S. A., Katsuura, Y., Noorvash, D., Seroussi, A., Fields, H. L. Convergent, not serial, striatal and pallidal circuits regulate opioid-induced food intake. Neuroscience. 161, 718-733 (2009).
استخدام للجهاز فموي وجهي تقييم الألم استثابي (OPAD) لقياس التغيرات في سلوك مسبب
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Anderson, E. M., Mills, R., Nolan, T. A., Jenkins, A. C., Mustafa, G., Lloyd, C., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) to Measure Changes in Nociceptive Behavior. J. Vis. Exp. (76), e50336, doi:10.3791/50336 (2013).More

Anderson, E. M., Mills, R., Nolan, T. A., Jenkins, A. C., Mustafa, G., Lloyd, C., Caudle, R. M., Neubert, J. K. Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) to Measure Changes in Nociceptive Behavior. J. Vis. Exp. (76), e50336, doi:10.3791/50336 (2013).

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