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Behavior

L'utilisation de l'appareil Orofacial d'évaluation de la douleur opérant (OPAD) pour mesurer les changements dans le comportement nociceptif

doi: 10.3791/50336 Published: June 10, 2013

Summary

Nous présentons un système opérant conviviale, à haut débit pour l'évaluation des comportements de douleur dans Réveillez-vous, les rongeurs conscients. Le dispositif d'évaluation de la douleur oro-faciale (OPAD) peut évaluer la douleur à travers une récompense / conflit paradigme fournissant ainsi une façon plus humaine de l'essai. Ce protocole d'obtenir des données plus cliniquement pertinentes et translationnelle de rongeurs.

Abstract

Nous présentons un système opérant pour la détection de la douleur dans Réveillez-vous, les rongeurs conscients. Le dispositif d'évaluation de la douleur oro-faciale (OPAD) évalue les comportements de douleur d'une manière plus cliniquement pertinente de ne pas recourir à des mesures de nociception réflexe basés. Alimentation jeûné, chauve rongeurs (ou rasé) sont placés dans une chambre en plexiglas qui a deux thermodes Peltier à base qui peuvent être programmés pour toute température comprise entre 7 ° C et 60 ° C. Le rongeur est formé pour prendre contact avec ceux-ci afin d'accéder à une bouteille de récompense. Au cours d'une session, un certain nombre de résultats de la douleur comportementales sont automatiquement enregistrées et sauvegardées. Ces mesures comprennent le nombre d'activations de bouteilles de fidélité (licks) et des stimuli de contact du visage (contacts de face), mais des mesures personnalisées comme le lécher / ratio de visage (nombre total de lèche par session / nombre total de contacts) peut également être créé. La température de stimulation peut être réglée à une température unique ou plusieurs températures dans une session. L'OPADest un haut débit, facile à utiliser dosage opérant ce qui conduira à une meilleure application de la recherche de la douleur à l'avenir car il comprend entrée corticale au lieu de s'appuyer sur la colonne vertébrale tests nociceptifs réflexe basés.

Introduction

La douleur chronique non contrôlée reste un problème majeur de santé publique et de nouveaux traitements analgésiques échouent souvent à traduire sur le banc au chevet du patient. Ce manque de succès est en partie dû à l'utilisation de tests comportementaux inefficaces dans les mesures fondées réflexes des douleurs qui ne sont pas nécessairement ni complètement modéliser la douleur état ​​1,2 humaine, et en particulier, l'absence d'un système fiable et à haut débit, disponible dans le commerce , dans un dosage douleur évaluation in vivo pour les rats et les souris. Nous présentons ici un débit élevé, facile à utiliser la version de notre essai de la nociception base opérant. Ce nouveau système est basé sur notre analyse de la douleur orofaciale opérant précédent qui a été démontré pour être sensible à la détection des différentes modalités de la douleur y compris la chaleur, le froid et mécanique 3,4,5. A partir de ces mesures, une grande variété de domaines ont été étudiés, y compris des analgésiques 6,3,4,5,7, les conditions de la douleur comme l'inflammation, l'hyperalgésie et l'allodynie 9 et périphérique modulation nociceptive via des canaux TRP avec la capsaïcine, résinifératoxine, de menthol et icillin 8,10,5,11. Les effets psychologiques comme la modulation de la douleur 12 et l'effet placebo 13 anxiété induite ont également été mis en évidence avec des tests opérant buccofaciale suggérant qu'il pourrait être approprié pour mesurer l'expérience complète de la douleur et non pas simplement la nociception.

Le dispositif d'évaluation de la douleur oro-faciale (OPAD) utilise un test de récompense / des conflits qui permet un rongeur de choisir entre recevoir une récompense de renforcer ou d'échapper à un stimulus aversif contrôlant ainsi la quantité de douleur qu'il ressent lors d'une séance 14,15. Les rongeurs sont d'abord entraînés à appuyer sur leurs visages en thermodes à température contrôlée afin d'accéder à une bouteille alimentaire contenant une récompense liquide. Après la formation, la température de stimulus peut être chauffé ou refroidi et les différences de repondant peut indiquer le niveau de nociception ou analgésie l'animal perçoit. L'OPAD est également capable de brusques changements de température qui permet les tests de base et l'évaluation de la douleur à des températures chaudes et froides au sein d'une session de test unique. Nous présentons ici un protocole simple qui met en évidence la capacité de l'OPAD à détecter les changements dans la douleur causée par la chaleur, le froid et le TRPV1 agoniste capsaïcine 16. La capsaïcine est utilisée ci-dessous comme un agent de sensibilisation thermique, car il a plusieurs avantages à ce test car il est non endommager les tissus et a été démontré précédemment pour induire l'allodynie et l'hyperalgésie visage dans des modèles rongeurs 8. Nous allons démontrer comment le logiciel OPAD peut rapidement obtenir, analyser, graphique, et effectuer des analyses statistiques sur les données comportementales de rongeurs.

Protocol

Ici, l'utilisation de l'OPAD (Stoelting Co., Wood Dale, IL) est décrit en termes généraux pour un exemple expérience en utilisant la capsaïcine. L'opérateur a la liberté de programmer de nombreuses expériences avec de nombreuses options et des modèles de douleur cependant. Par exemple, l'administration d'analgésiques réduire mesures nociceptifs 6,3,4,5,7 et d'autres modèles de la douleur comme constriction produits de la blessure et l'inflammation chronique a augmenté comportements nociceptifs 3,9. Ces modèles sont facilement adaptables au protocole suivant.

Pour toutes les expériences, les rats maleSprague-Dawley (250-300 g, Charles River, Raleigh, Caroline du Nord) ont été utilisés. Ceux-ci ont été logés par paires dans 22 ° C de température et 31% d'humidité contrôlées chambres avec une lumière / obscurité cycles normaux de 12 heures (6 heures-18 heures lumières) et ont eu libre accès à la nourriture et à l'eau, sauf si jeûné. Sessions de comportement ont été réalisées au cours de la phase légère. Ces installations étaient AAALAC accrédité et toutes les procédures ont été approuvées by l'Université de Floride IACUC.

1.Training et Baseline Sessions

  1. Alimentation rongeurs rapide la nuit avant chaque session OPAD (ex. 15 + / - 1 heure pour cette expérience).
  2. Les rongeurs doivent d'abord être formés jusqu'à un comportement cohérent à des températures non agressifs (ex. 33-37 ° C) est observée. Généralement, environ six séances (trois fois par semaine pendant deux semaines) est suffisante pour former des souris ou des rats à lécher environ 600-1000 ou 2000 fois par session, respectivement.

2. Pretest élaboration et au traitement de capsaïcine

  1. Rongeurs sans poils sont les meilleurs pour toutes les procédures opérantes, si cela n'est pas possible, les rongeurs doivent avoir leur pilosité faciale (cheveux buccale et ne pad vibrisses / moustaches que cela a un effet sur la navigation d'un rongeur) a éliminé 1-2 jours avant de tester la précision l'enregistrement du comportement.
  2. Actes de cheveux buccales comme un isolant thermique et rend la chaleur et le froid moins nociceptive. Pour éliminer les poils, anesthésier les rats,ajouter pommade ophtalmique, raser les poils joue avec une tondeuse, appliquez une crème d'épilation, attendre 2-4 minutes, puis laver avec de l'eau. Voir Neubert et al. 3 pour la méthodologie complète.
  3. Le jour du test, anesthésier l'animal (ex. 1-2,5% inhalation isoflurane) et placer la pommade vétérinaire opthalamic sur les deux yeux pour les empêcher de se dessécher et de garder tous les traitements médicamenteux topiques de pénétrer à l'œil.
  4. Appliquez la crème capsaïcine (0,1%) bilatéral sur les joues exposées avec un coton-tige stérile. Attendez 5 min. Essuyez la crème avec des tampons de gaze imbibée d'eau tiède (environ 40 ° C). Essuyez joues le match avec un tampon imbibé d'alcool et de régler une minuterie pour 30 min.
  5. Autoriser le rongeur suffisamment de temps pour se remettre de l'anesthésie, avant de revenir à la cage. Attendre jusqu'à ce qu'il puisse relever la tête dans une position sternale, afin d'éviter l'aspiration de la litière de la cage.

3. Programmation du système OPAD pour les protocoles et expériences

  1. La clé innovation of le système OPAD tests de comportement est le logiciel oro-faciales, un système axé sur ANY-labyrinthe (Stoelting Co., Wood Dale, IL) qui permet à l'utilisateur de programmer et de créer de nouvelles expériences.
  2. Un exemple général de la façon de programmer une expérience simple est fourni ci-dessous, mais beaucoup plus d'options pour les protocoles de ramping de température et les modèles de douleur autres que la capsaïcine sont disponibles.
  3. Les expériences peuvent être conçus et sauvegardés à tout moment. Allumez OPADs et les logiciels libres. Allumez le bruit blanc pour contrôler le bruit ambiant. Sous "Fichier", sélectionnez Nouvelle Expérience. Sous le sous-titre "Protocole" nom du protocole et de choisir d'être aveuglé.
  4. Sous la rubrique «cages opad" select "New OPAD cage" puis "Ajouter toutes les cages de opad connectés." Sous la rubrique «Sorties", sélectionnez "régulateurs de température", puis "élément thermique". Réglez la température (par exemple, un neutre 33-37 ° C) de départ.
  5. Si nécessaire, ajuster les températures de rampe sous la rubrique «cycle de température OPAD." Pour changer la température du point mortà chaud à des ajustements de make froid ici.
  6. Pour "1", "Régler la température sur (° C)" = 45 ", la durée de rampe" = 30 sec, et «Rester à la valeur de" = 3 min. Par "2", 33, 30 s, et 3 min. Pour "3", 7, 60 sec et 3 min. Pour "4", 33, 60 sec et 3 min. Cochez la case "Après la période de temps qui suit:" et sélectionnez 3 min.
  7. Sous "Fields" ajouter des notes supplémentaires sur les sujets. Par exemple, faire une zone pour l'identification des animaux en sélectionnant "Nouveau champ" et changer le nom pour «l'identification des animaux." Ensuite, choisissez "Animaux", "texte", et "Utiliser ce domaine que l'ID de l'animal."
  8. Sous la rubrique «Stage», l'OPAD établira automatiquement une «première étape». Définir la durée de la période d'essai et le nom du stade, si nécessaire. Pour cette session rampe, réglez-le sur 18 min.
  9. Une note sur les étapes: pour la plupart des expériences, des sessions de comportement ne devrait pas durer plus de 10-20 min. Après cela, les rongeurs sont rassasiés. Pour les expériences sur plusieurs jours, des étapes supplémentaires peuvent être ajoutés pour chaque jour de faire l'analyse de données simple. Sous "Calculs", sélectionnez "Nouveau calcul" et nommez-le "L / F" pour lécher / rapport face. Dans la section intitulée «Entrez le calcul dans la zone ci-dessous" ajuster à dire "Léchez: nombre d'activations / Contact: nombre d'activations".
  10. Pour créer des périodes de temps pour une analyse de données plus simple sélectionnez "Analyse" et "Nouvelle période de temps". Nom d'un "33 ° C" et sélectionnez la case "Cette période est la même dans toutes les étapes« Pour »À partir de:" écrire 0 et pour "se termine à:" mettre 3 min.
  11. Répétez l'étape précédente pour chaque période de temps. Nom: "Ramp 33-45 ° C." À partir de: 3 min. Jusqu'à: 3,5 min. «45 ° C», 3,5 min, 6,5 min. «Rampe 45-33 ° C", 6,5 min, 7 min. «33 ° C», 7 min, 10 min. «Rampe 33-7 ° C", 10 min, 11 min. «7 ° C", 11 min, 14 min. «Rampe 7-33 ° C", 14 min, 15 min. «33 ° C», 15 min, 18 min.
  12. Enregistrez et nommez le protocole. Remarque: les protocoles enregistrés peuvent être réutilisés dans de nouvelles expériences.

4. Exécution de l'essai

  1. Préparer une chambre temélange de récompense mpérature et les placer dans des bouteilles opad. Un ratio de 2:1 de l'eau: le lait condensé sucré fonctionne bien, même si des solutions de saccharose ou la saccharine peuvent également être utilisés.
  2. Placer la plaque de liquide de capture, plexiglas cage, et le plancher de grille en métal sur la machine OPAD. Fixez le câblage à la cage.
  3. Lieu bouteille de récompense sur pied et ajuster ainsi le bec peut être atteint par le rongeur. Initialement, la bouteille peut être placé plus en arrière dans la cage alors retiré pour produire contacts meilleur visage.
  4. Chargez l'expérience dans le logiciel OPAD. Ajouter le nombre d'animaux à tester. Sous la rubrique «Expérience» ajouter un "Titre" et puis ajoutez les groupes de traitement (la capsaïcine et de contrôle). Ajouter le nombre d'animaux dans chaque groupe.
  5. Dans le cadre des «tests» sous-titre, sélectionnez «traitements des animaux et des données". Ajouter la lettre du traitement (A, B, C, etc) et de l'identification des animaux. Les boîtes devraient maintenant avoir l'ID animal désigné sur leurs écrans.
  6. Appuyez sur le bouton de la boîte OPAD. Ce seraajuster les thermodes à la bonne température. Quand la lumière s'éteint orange, placer les rongeurs à l'intérieur et appuyez de nouveau sur le bouton. Pour cette expérience, les rats seront lancés 30 minutes après la crème de capsaïcine a été essuyée.
  7. Le voyant vert s'allume. Réglez la distance de la bouteille est à partir de la boîte de sorte que le rat doit prendre contact avec les thermodes sur son buccale, pas vibrissa, région de pouvoir lécher. Le réglage correct se traduira par une boîte rouge solide pour lécher dessus une boîte orange indiqué pour les contacts.
  8. Le positionnement correct de la bouteille de récompense est vital pour le dosage. Si la bouteille est trop proche du rat sera soit lécher sans faire un contact ou à toucher son nez à la bouteille de récompense ainsi que de nombreux lèche apparaîtront comme un seul (noté par une boîte rouge décrit pour lèche au lieu d'une boîte solide).
  9. Une fois la session de test est sur le OPAD va alerter l'expérimentateur avec une tonalité. Retour le rongeur dans sa cage. Si un autre rongeur doit être testé après la boîte sera indicate son ID animale. Répétez les étapes 4.5-4.7 que nécessaire jusqu'à ce que l'expérience est terminée.

5. L'analyse, la représentation graphique et analyse statistique des données avec le logiciel OPAD

  1. Sous la rubrique "Résultats", sélectionnez si vous souhaitez afficher un texte, un graphique ou un rapport d'analyse statistique.
  2. Dans la case «Graphique de rapport de paramètres", sélectionnez les variables à examiner. Par exemple, dans "Les résultats des calculs" cochez la case "L / F".
  3. Spécifiez «Lors de l'émission X-axe» comme «période de temps» et «Afficher série différente» comme «traitement». Sélectionnez «Afficher le rapport». Enregistrer, imprimer, copier ou envoyer le rapport peut être fait en ce moment. Certains points de données peuvent être exclus dans la case ci-dessous l'étape de regroupement, si nécessaire.
  4. Sous la rubrique «données» est une liste réglable des données brutes de l'expérience sous forme de tableur si nécessaire. Remarque: toutes les données est maintenant sauvegardé et peut être manipulé et analysé à une date ultérieure.

6. Clean Up

  1. Arrêter la machine et retirer le câblage de la cage. Lavez et désinfectez la grille, boîte, bouteille, et le plateau liquide. Ces composants peuvent être lavés à la main ou lave-vaisselle.

Representative Results

Les résultats typiques sont illustrées pour le comportement d'un seul rongeur sur l'OPAD dans les figures 1A-D. Le nombre de lèche est élevé pour tous les segments de la session au neutre 33 ° C la température, mais faible pour ceux aversif (45 ° C et 7 ° C) comme illustré à la figure 1A. Comme la figure 1B montre, de longues périodes de contact sont faites à 33 ° C ce qui est typique pour des températures de relance non nociceptifs. La durée diminue et le nombre de contacts augmentation durant les périodes où les températures sont douloureux. Figure 1C est un diagramme du protocole ramping l'OPAD a été programmé à utiliser pour toutes les séances d'essais. Figure 1D affiche le montant total de la récompense ingéré au fil du temps en grammes . De même pour le nombre de coups de langue, les animaux préfèrent les températures neutres sur les douloureuses. Le lécher / ratio de face (L / F) pour la session de référence a été calculée par le OPAD et est illustré dansFigure 1E. Ce ratio est beaucoup plus élevé au cours des trois non-douloureux 33 ° C sessions (20-46 lèche par contact facial) que lors des séances douloureuses de 45 ° C (3 lèche par contact facial) et 7 ° C (1 lécher par contact facial ). A Mesures répétées de One-Way ANOVA est significatif (F (4,52) = 6,2182, p <0,001) pour un effet de la température sur le rapport L / F. Le test de Bonferroni étaient significatives lorsque l'on compare 33 ° C par rapport à 7 ° C (p <0,05), 45 ° C contre 33 ° C (2) (p <0,01), et 33 ° C (2) par rapport à 7 ° C ( p <0,01). N = 16 pour toutes les températures. Dans la figure 1F les rongeurs traités capsaïcine (N = 8) n'étaient pas significativement différentes de rats naïfs (n = 8) à l'un des neutre 33 ° C des températures. La capsaïcine rongeurs traités avait un taux significativement plus faible de L / F à 45 ° C (test t, t (13) = 2,9350, p = 0,012). Le groupe capsaïcine avait supérieur L / rapports F à 7 ° C, mais ce n'était pas significative.


Figure 1. Mesurer la nociception avec le OPAD. Comportement d'un seul rongeur sur la OPAD est graphiquement A) le nombre de lèche, B) contacts, C) la température de la thermode au cours de la session, et D), la consommation de récompense en grammes. E) The Lick / du visage ratio est élevé au cours des trois non-douloureux 33 ° C sessions et est nettement inférieur aux séances douloureuses de 45 ° C et 7 ° C (mesures répétées One-Way ANOVA, F (4,52) = 6,2182, p <0,001, Le test de Bonferroni 33 ° C par rapport à 7 ° C (p <0,05, #), 45 ° C contre 33 ° C (2) (p <0,01, **), et 33 ° C (2) par rapport à 7 ° C (p <0,01, # #). F) capsaïcine rongeurs traités avaient un ratio nettement inférieur L / F à 45 ° C (test t, t (13) = 2,9350, p = 0,012, *), mais àaucun des températures neutres. N = 16 pour 1E et N = 8 pour la capsaïcine et N = 8 pour naïf pour 1F. Cliquez ici pour agrandir la figure .

Discussion

Le système OPAD est un test de débit facile à utiliser, de haute capable de détecter des changements dans la perception de la douleur chez les rongeurs. La nature à haut débit de ce système signifie que de nombreux animaux peuvent être testés en une seule journée par une seule personne. Cela est dû au système de logiciel OPAD car elle permet jusqu'à 16 boîtes d'être exécutés simultanément sur un seul ordinateur. Cela signifie qu'après le temps de l'installation initiale, environ 48 courses opérant (à 18 min par cycle) peuvent être effectuées d'une heure, voire plus si la durée de la séance est fixé à moins de temps par étape. Cela permet de tester la douleur dans des centaines d'animaux par jour. Cette quantité de tests ne serait pas pratique avec des tests de douleur les plus traditionnels.

En accord avec nos travaux précédents, le comportement des rongeurs est modifiée dans des conditions pénibles. Pendant les périodes de non-nuisibles rongeurs ont généralement de longues périodes de consommation dans laquelle ils maintiennent le contact avec les thermodes. Pendant aversif 45 ° 7 ° C ou C conditions, l'les rongeurs ont des accès beaucoup plus courts car ils ne peuvent rester en contact pendant de longues périodes de temps. Par conséquent, le lécher / ratio de surface (nombre de coups de langue, divisé par le nombre de contacts du visage à l'intérieur d'une session) modifie à la douleur. La capsaïcine augmente la sensibilité à la chaleur douleur comme l'a démontré un rapport L / F inférieur chez les rongeurs traités par rapport traitée à la température de 45 ° C. Les analgésiques peuvent retourner ce rapport lécher / Face à des niveaux similaires à des conditions non douloureuses 3. Bien que les conditions de douleur qui sont aisément sur ​​la peau (comme l'application de la crème capsaïcine) sont les méthodes les plus simples de détection de la douleur sur cet essai, des modèles animaux de douleur plus de tissu neural profonde cliniquement pertinente comme la névralgie du trijumeau peuvent également modifier le comportement sur ​​dosages orofaciaux opérant 9 . Pris ensemble, ces données sont apportant la preuve que l'OPAD est sensible aux changements dans la chaleur et la douleur froide, les seuils de douleur, et les agents chimiques nocifs comme la capsaïcine en plus de la operantla capacité d'analyse de la douleur oro-faciale afin de détecter de nombreuses autres conditions de la douleur et de l'analgésie 6,3,8,17,10,5,12,18,11,9.

Le système de l'OPAD de la douleur de mesure est une méthode plus cliniquement pertinente, significative et humaine de détecter la douleur que les mesures réflexe basés. Ces mesures traditionnelles de la nociception comme le retrait de la patte avec filaments de von Frey 19 et le dosage coup de queue 20 ont été utilisés pendant plus d'un siècle, mais ils ne mesurent que la réponse à un stimulus expérimentateur-infligée. L'animal a peu de contrôle et le «nociception» est principalement localisée dans la moelle épinière. Pour les humains, l'expérience subjective de la douleur est également important que les gens sont simplement invités à déclarer leurs niveaux subjectifs de douleur. La capacité de l'animal à l'auto-déclarer leur douleur dans les procédures basées opérant serait une percée pour la recherche sur la douleur de base 1. Avec l'OPAD, les animaux ont le choix de savoir s'il faut répondre pendant apstimulus ainful ou non. Si elle est trop douloureux, animaux réduisent tout simplement leurs tentatives pour atteindre la récompense et limitent ainsi leur exposition à la douleur. Ceci est un test beaucoup plus humain et moins stressant par rapport à de nombreuses mesures réflexe basés dans lequel les animaux ont souvent leur mouvement limité et n'ont aucun contrôle sur la quantité de stimuli douloureux auquel ils sont exposés. La nécessité d'échapper à la douleur est un lecteur inhérente à tous les animaux et l'OPAD intègre ce comportement au lieu de compenser pour elle comme d'autres tests nociceptifs. Le mouvement à partir des mesures de la douleur réflexe basés en tâches opérant est de plus en plus courante dans le domaine. D'autres groupes ont eu recours à des mesures non-reflex à base comme l'examen de la durée du repas 21,22,23 et thermiques douleur évacuation paradigmes de chaleur 24 (pour une revue d'autres mesures de la douleur, nous vous proposons notre première référence 1). L'OPAD est capable de combiner des éléments de ceux-ci dans une mesure unifiée, le ratio Léchez / du visage, which examine l'apport alimentaire et le besoin d'échapper à des stimuli douloureux. Un autre avantage est que ce test est capable de mesurer la douleur pendant de longues périodes de temps (1-2 mois) sans perdre la sensibilité 7,9. En raison de ses avantages par rapport aux tests réflexe basée sur ce test moins stressant et plus humaine est bien adapté à la mesure des changements à long terme dans le comportement nociceptif chez les rongeurs.

Douleur opérant mesures donnent souvent des résultats différents par rapport aux mesures réflexe basés en termes d'effets de doses d'opioïdes et les seuils de douleur. Alors que de fortes doses d'opioïdes sont généralement utilisés pour des mesures reflex à base de 25 plusieurs études indiquent que des doses plus faibles sont nécessaires pour les réponses sur des analyses opérant 26,27,28. Des doses élevées de médicaments pourraient aussi interférer avec les mesures opérantes mais ceux-ci sont détectables avec l'OPAD 6. D'autres études ont également démontré que les seuils pour échapper à un stimulus douloureux sont différentes pour opérant versus mesures reflex à base de 29,2,30 suggérant une différence majeure entre la perception d'un animal de la douleur par rapport à la vitesse de leurs réflexes spinaux. Un des avantages de l'OPAD, c'est que le rongeur peut choisir ou non d'accomplir la tâche, ce qui permet au rongeur pour exprimer évasion ou un comportement d'évitement. Ce comportement complexe nécessite de faire pour contrôler la quantité de nociception le rongeur se sent 14,29,15,30 décision cortical. Alors évasion et l'évitement des comportements peuvent interférer avec les mesures fondées réflexes ces comportements douloureux sont une partie intégrante de l'OPAD. Les différences dans les seuils de douleur et les doses d'opioïdes faibles nécessaires pour les essais opérant suggèrent une plus grande sensibilité à la douleur et de l'analgésie que les mesures traditionnelles réflexe basés.

Bien que l'OPAD peut mesurer la douleur plus directement que les tests traditionnels, plusieurs conditions expérimentales et les médicaments pourraient avoir un effet défavorable sur cet essai et doivent être contrôlés. Altérations dans la motivation appétitive peuvent modifier le comportement de ce dosage. Cela pourrait se traduire par une différence dans la récompense elle-même 31 ou par la motivation pour la récompense 6. Des précautions doivent être prises pour s'assurer que la motivation de l'animal pour la récompense est constant que de nombreux médicaments peuvent interférer avec la motivation. Par exemple, de fortes doses de morphine et d'autres opioïdes peuvent provoquer une hyperphagie en douceur, corps gras 32 ​​qui modifieront de répondre sur le dosage buccofaciale opérant 6. Bien que cela ne suggère que cette opérant paradigme fondé sur la récompense conflit a des implications plus larges d'utilisation, y compris les domaines de l'anxiété et la toxicomanie (ie changer les aspects gratifiants en présence d'un stimulus douloureux donné), il est important de contrôler l'appétit pour des modifications au cours de la douleur tester sessions. Ces altérations de la motivation ne semblent pas à ces faibles doses cliniquement pertinentes, mais les effets analgésiques restent intacts 3. Une façon de control pour cette confondre possible est de s'assurer que la dose du médicament donné n'augmente pas le comportement à une température neutre (33-37 ° C). Test d'un médicament par rapport à un groupe de non-médicament à une température neutre devrait être une première étape avant d'ajouter un élément de la douleur. En outre, étant donné que plusieurs sessions de base sont possibles dans une session de test en utilisant le OPAD ces problèmes peuvent être détectés et peuvent être contrôlés à l'intérieur pour une seule session du comportement. Comme le calendrier le jeûne peut altérer la motivation sur ce test, il est important de garder cette constante. Nous faisons généralement une nuit de jeûne, mais d'autres horaires sont possibles. Par exemple, nous avons expérimenté avec un court jeûne quotidien de 6 heures avant (résultats non publiés). Cela permet de tester tous les jours au lieu de tous les deux jours. En outre, les rats unfasted ont également bien réagi sur le dosage 9. Quel que soit les techniques de jeûne sont utilisés, il est surtout important de garder constante tout au long de l'essai pour contrôler les facteurs de motivation.

(par exemple mouvement de la queue, filaments de von Frey) qui ne sont ni pilotés par le logiciel, ni à haut débit. Le système piloté par logiciel fournit un avancement significatif de la façon dont les études comportementales sont conçus et la façon dont les données sont recueillies et analysées et une augmentation de l'utilisation de ce test permettra recherche sur la douleur de base pour devenir plus cliniquement traduisible dans l'avenir. Ce système devrait avoir un impact significatif sur advancing recherches futures liées à la douleur parce que ces études comportementales opérant peuvent fournir le lien nécessaire à la compréhension de l'influence des structures d'ordre supérieur sur le comportement global de la douleur.

Disclosures

Richard Mills et Chris Lloyd sont des employés de Stoelting Co.

Production et le libre accès à cet article est parrainé par Stoelting Co.

Acknowledgments

National Institute on Drug Abuse, NIH 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).
L&#39;utilisation de l&#39;appareil Orofacial d&#39;évaluation de la douleur opérant (OPAD) pour mesurer les changements dans le comportement nociceptif
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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).

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