Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Behavior

L'utilizzo del dispositivo di valutazione del dolore orofacciale operante (opad) per misurare i cambiamenti nel comportamento nocicettivo

doi: 10.3791/50336 Published: June 10, 2013

Summary

Vi presentiamo un sistema operante user-friendly, high-throughput per la valutazione dei comportamenti del dolore in Svegliatevi, roditori coscienti. Il dispositivo di valutazione del dolore oro-facciale (opad) in grado di valutare il dolore attraverso una ricompensa / conflitto paradigma fornendo così un modo più umano di test. Questo protocollo produrrà dati più rilevanza clinica e traslazionale da roditori.

Abstract

Vi presentiamo un sistema operante per la rilevazione del dolore in Svegliatevi, roditori coscienti. Il dispositivo di valutazione del dolore oro-facciale (opad) valuta i comportamenti del dolore in modo più clinicamente rilevante da non fare affidamento su misure di riflesso a base di nocicezione. Alimenti digiunò, senza peli (o rasati) roditori sono poste in una camera di plexiglas che ha due thermodes Peltier-based che possono essere programmati a qualsiasi temperatura tra 7 ° C e 60 ° C. Il roditore è addestrato per entrare in contatto con questi al fine di accedere a una bottiglia di ricompensa. Durante una sessione, una serie di risultati comportamentali del dolore vengono registrati e salvati automaticamente. Queste misure includono il numero di attivazioni di bottiglia di ricompensa (lecca) e stimoli di contatto del viso (contatti viso), ma le misure personalizzate come il leccare / rapporto faccia (numero totale di lecca per sessione / numero totale di contatti) può anche essere creato. La temperatura stimolo può essere impostato su un singolo temperatura o temperature multiple all'interno di una sessione. Il opadè un high-throughput, facile da usare saggio operante che porterà a una migliore traduzione della ricerca sul dolore in futuro, in quanto comprende ingresso corticale invece di basarsi su test nocicettivi spinali riflesso-based.

Introduction

Cronico, il dolore non controllato rimane un importante problema di salute pubblica e di nuovi trattamenti analgesici spesso non riescono a tradurre dal laboratorio al letto. Questa mancanza di successo è in parte dovuto all'uso di saggi comportamentali inefficienti misure basate di riflesso del dolore che non necessariamente o completamente modellare la condizione di dolore 1,2 umana, e in particolare, la mancanza di un affidabile e ad alta velocità, disponibile in commercio , nel saggio di dolore-valutazione in vivo sia per i ratti e topi. Presentiamo qui un throughput elevato, facile da usare versione del nostro test operante nocicezione based. Questo nuovo sistema si basa sulla nostra operante saggio dolore oro-facciale precedente che è stato dimostrato di essere sensibili a individuare modalità diverse di dolore compreso il calore, il freddo e meccanico 3,4,5. Da queste misure, è stata studiata una vasta gamma di settori, tra cui analgesici 6,3,4,5,7, le condizioni di dolore, come l'infiammazione, iperalgesia e allodinia 9, e periferico modulazione nocicettiva attraverso canali TRP con capsaicina, resiniferatossina, mentolo, e icillin 8,10,5,11. Effetti psicologici come la modulazione del dolore 12 e l'effetto placebo 13 ansia indotta sono stati dimostrati con orofacciale test operante suggerendo che potrebbe essere appropriato per misurare la piena esperienza di dolore e non semplicemente nocicezione.

Il dispositivo di valutazione del dolore oro-facciale (opad) utilizza un saggio di ricompensa / conflitto che permette un roditore di scegliere tra la ricezione di una ricompensa di rinforzo o di sfuggire uno stimolo avversivo controllando così la quantità di dolore che si sente durante una sessione di 14,15. Roditori vengono prima addestrati a premere i loro volti in thermodes temperatura controllata, al fine di ottenere l'accesso a una bottiglia di cibo contenente una ricompensa liquido. Dopo la formazione, la temperatura stimolo può essere riscaldata o raffreddata e differenze di ridente può indicare il livello di nocicezione o analgesia l'animale percepisce. Il opad è anche capace di rapidi cambiamenti di temperatura che permette test di base e la valutazione del dolore a temperature calde e fredde all'interno di una singola sessione di test. Qui vi presentiamo un semplice protocollo che mette in evidenza la capacità del opad per rilevare i cambiamenti del dolore causato dal calore, freddo, e il TRPV1 agonista capsaicina 16. La capsaicina è utilizzato al di sotto come un agente sensibilizzante termico perché ha diversi vantaggi di questo test in quanto è dannoso non-tessuto e 'stato dimostrato in precedenza per indurre allodinia facciale e iperalgesia in modelli di roditori 8. Dimostreremo come il software opad può ottenere rapidamente, analizzare, grafico, ed eseguire analisi statistiche su roditori dati comportamentali.

Protocol

Qui l'uso del Opad (Stoelting Co., Wood Dale, IL) è descritto in termini generali per un esperimento esempio utilizzando capsaicina. L'operatore ha la libertà di programmare numerosi esperimenti con molte opzioni e modelli di dolore però. Ad esempio, la somministrazione di analgesici riducono misure nocicettivi 6,3,4,5,7 e altri modelli di dolore come prodotti infortunio costrizione cronica e infiammazione aumentato comportamenti nocicettivi 3,9. Questi modelli sono facilmente adattabili al seguente protocollo.

Per tutti gli esperimenti, maleSprague-Dawley (250-300 g, Charles River, Raleigh, Carolina del Nord) sono stati utilizzati. Questi sono stati alloggiati a coppie in 22 ° C di temperatura e 31% di umidità sale controllati con una luce / buio normali cicli di 12 ore (6:00-18:00 luci accese) e aveva libero accesso a cibo e acqua tranne quando digiunato. Sessioni di comportamento sono stati eseguiti durante la fase leggera. Queste strutture erano AAALAC accreditati e tutte le procedure sono state approvate by l'Università della Florida IACUC.

1.Training e Baseline Sessions

  1. Alimentazione roditori veloci la notte prima di ogni sessione opad (es. 15 + / - 1 ora per questo esperimento).
  2. Roditori devono prima essere formati fino ad osservare un comportamento coerente a temperature non avversive (es. 33-37 ° C). Generalmente, circa sei sessioni (tre volte alla settimana per due settimane) è sufficiente per addestrare i topi o ratti a leccare circa 600-1.000 o 2.000 volte per sessione, rispettivamente.

2. Prova preliminare di preparazione e trattamento Capsaicina

  1. Roditori senza pelo sono i migliori per tutte le procedure operanti, se questo non è possibile, i roditori devono avere i peli del viso (capelli buccale e non pad vibrisse / baffi come questo ha un effetto sulla navigazione di un roditore) rimosso 1-2 giorni prima del test per un'accurata registrazione del comportamento.
  2. Atti capelli buccali come isolante temperatura e fa caldo e il freddo meno nocicettivo. Per rimuovere i capelli, anestetizzare i ratti,aggiungere pomate oftalmiche, radersi i capelli guancia con tagliaunghie, applicare crema depilatoria, attendere 2-4 minuti, quindi lavare con acqua. Per la piena metodologia Vedere Neubert et al. 3.
  3. Il giorno della prova, anestetizzare l'animale (es. 1-2,5% inalazione isoflurano) e posizionare opthalamic veterinario unguento su entrambi gli occhi per evitare che si secchi e per mantenere eventuali trattamenti farmacologici topici da ottenere negli occhi.
  4. Applicare crema di capsaicina (0,1%) bilateralmente sulle guance esposte con un tampone di cotone sterile. Attendere 5 min. Pulire crema con garze imbevute di acqua tiepida (circa 40 ° C). Pulire le guance fuori con un tampone imbevuto di alcol e di impostare un timer per 30 min.
  5. Lasciare che il roditore tempo sufficiente per recuperare da anestesia prima di rimetterla in gabbia. Attendere finché può alzare la testa in una postura sternale per impedire l'aspirazione di biancheria gabbia.

3. Programmazione del Sistema opad per protocolli ed esperimenti

  1. La chiave di innovazione of il sistema opad al test comportamentale è il software oro-facciale, un sistema guidato ANY-labirinto (Stoelting Co., Wood Dale, IL) che permette all'utente di programmare e creare nuovi esperimenti.
  2. Un esempio generale di come programmare un semplice esperimento è fornita di seguito, ma molte più opzioni per i protocolli di lavorazione in rampa di temperatura e modelli di dolore diverso capsaicina sono disponibili.
  3. Gli esperimenti possono essere progettati e salvati in qualsiasi punto. Accendere OPADs e software open. Accendere il rumore bianco per il controllo di rumore ambientale. Sotto "File", selezionare nuovo esperimento. Sotto il sottotitolo nome di "protocollo" il protocollo e scegliere se essere accecato.
  4. In "gabbie opad" selezionare "New opad gabbia" poi "Aggiungi tutte le gabbie opad collegati." Sotto "Uscite" selezionare "termoregolatori" poi "elemento termico". Regolare la temperatura (per esempio, un neutro 33-37 ° C) di partenza.
  5. Se necessario, regolare le temperature rampa sotto "ciclo di temperatura opad." Al fine di portare la temperatura da neutroa caldo per rendere aggiustamenti freddo qui.
  6. Per "1", "temperatura impostata su (° C)" = 45, "Rampa durata" = 30 sec, e "Rimanete al valore per" = 3 min. Per "2", 33, 30 sec, e 3 min. Per "3", 7, 60 sec, e 3 min. Per "4", 33, 60 sec, e 3 min. Selezionare la casella per "Dopo il periodo di tempo seguente:" e selezionare 3 min.
  7. In "Campi" aggiungere eventuali note aggiuntive circa i soggetti. Ad esempio, fare una zona per l'identificazione degli animali, selezionando "Nuovo Campo" e cambiare il nome in "ID degli animali." Quindi scegliere "Animals", "testo", e "Usa questo campo come l'identificazione degli animali."
  8. In "Stage", il opad imposterà automaticamente una "Prima fase". Impostare la durata del periodo di prova e assegnare un nome al palco, se necessario. Per questa sessione rampa, impostare questo a 18 min.
  9. Una nota sui palcoscenici: per la maggior parte degli esperimenti, sedute comportamentali non dovrebbero durare più di 10-20 minuti. Dopo di che, i roditori sono sazi. Per gli esperimenti su più giorni, le fasi possono essere aggiunti per ogni giorno di fare l'analisi dei dati più semplice. In "Calcoli" selezionare "Nuovo calcolo" e il nome "L / F" per leccare / faccia rapporto. Nella sezione denominata "Inserire il calcolo nell'area sotto" regolare per dire "Lick: numero di attivazioni / Contatti: numero di attivazioni".
  10. Per creare periodi di tempo per un'analisi dei dati più semplice selezionare "Analisi" e "Nuovo periodo di tempo". Nome di un "33 ° C" e selezionare la casella "Questo periodo è la stessa in tutti gli stadi" For "dalle ore:" scrivere 0 e per "fino alle ore:" mettere 3 min.
  11. Ripetere il passaggio precedente per ogni periodo di tempo. Nome: "Rampa 33-45 ° C." Dalle ore: 3 min. Fino alle ore: 3,5 min. "45 ° C", 3.5 min, 6.5 min. "Rampa 45-33 ° C", 6.5 min, 7 min. "33 ° C", 7 min, 10 min. "Rampa 33-7 ° C", 10 min, 11 min. "7 ° C", 11 min, 14 min. "Rampa 7-33 ° C", 14 min, 15 min. "33 ° C", 15 min, 18 min.
  12. Salvare e assegnare un nome al protocollo. Nota: i protocolli salvati possono essere riutilizzati in nuovi esperimenti.

4. Esecuzione del test

  1. Preparare una camera di temperatura miscela ricompensa e posto in bottiglie opad. Un rapporto 2:1 di acqua: latte condensato zuccherato funziona bene ma si può usare anche soluzioni di saccarosio o saccarina.
  2. Luogo liquido vassoio di raccolta, plexiglass gabbia, e la pavimentazione Grata di metallo sulla macchina opad. Collegare il cablaggio alla gabbia.
  3. Luogo bottiglia ricompensa in stand e regolare in modo che il beccuccio può essere raggiunto con il roditore. Inizialmente, la bottiglia può essere posizionato più indietro nella gabbia poi ritirato per produrre contatti meglio facciali.
  4. Caricare l'esperimento nel software opad. Aggiungere il numero di animali da sottoporre a test. Sotto il sottotitolo "Experiment" aggiungere un "Titolo" e quindi aggiungere i gruppi di trattamento (capsaicina e controllo). Aggiungere il numero di animali in ciascun gruppo.
  5. Sotto il sottotitolo "Test", selezionare "trattamenti degli animali e dei dati". Aggiungere la lettera del trattamento (A, B, C, ecc) e l'ID animale. Le scatole devono ora avere l'ID animale designato sui loro schermi.
  6. Premere il pulsante sulla scatola opad. Questo saràregolare i thermodes alla giusta temperatura. Quando la luce passa arancione, posizionare il roditore all'interno e premere nuovamente il pulsante. Per questo esperimento, ratti saranno avviati 30 min dopo la crema capsaicina è stato spazzato via.
  7. La spia verde si accende. Regolare la distanza della bottiglia è dalla scatola così il ratto deve fare contatto con i thermodes sul suo buccale, non Vibrissa, regione di poter leccare. La regolazione corretta si tradurrà in una solida scatola rossa per leccare sopra una scatola arancione delineato per i contatti.
  8. Il corretto posizionamento della bottiglia ricompensa è di vitale importanza per il saggio. Se la bottiglia è troppo vicino il ratto sarà o leccare senza fare un contatto o per toccare il suo naso a bottiglia ricompensa in modo che molti lecca appariranno come una sola (contrassegnata da un riquadro rosso delineato per lecca invece di una scatola solida).
  9. Una volta che la sessione di test è finita la opad avviserà lo sperimentatore con un tono. Ritorna il roditore alla sua gabbia. Se un altro roditore deve essere testato dopo il dialogo si indicate il suo ID Animal. Ripetere i passaggi 4,5-4,7, se necessario fino a quando l'esperimento è completa.

5. Analizzare, grafica e analisi statistica dei dati con il software opad

  1. Sotto il sottotitolo "Risultati" scegliere se vedere un testo, un grafico o un report di analisi statistica.
  2. Nella casella "Grafico Rapporto Impostazioni", selezionare quale variabile da esaminare. Per esempio, in "I risultati di calcolo" selezionare la casella "L / F".
  3. Specificare "Nello show asse x" come "periodo di tempo" e "Show serie diverse per" come "trattamento". Selezionare "Visualizza il rapporto". Salvataggio, la stampa, la copia, o e-mail il rapporto può essere fatto in questo momento. Alcuni punti di dati possono essere escluse nella casella sottostante il passo di raggruppamento, se necessario.
  4. Sotto il sottotitolo "dati" è un elenco regolabile dei dati grezzi l'esperimento in forma di foglio di calcolo, se necessario. Nota: tutti i dati vengono ora salvati e possono essere manipolati e analizzati in un secondo momento.

6. Clean Up

  1. Spegnere la macchina e rimuovere il cablaggio gabbia. Lavare e disinfettare la grata, scatola, bottiglia, e il vassoio di liquido. Questi componenti possono essere lavati a mano o lavastoviglie.

Representative Results

I risultati tipici sono illustrati per il comportamento di un singolo roditore sul opad nelle Figure 1A-D. Il numero di lecca è elevato per ogni segmento della sessione al neutro 33 ° C di temperatura, ma basso per quelli repulsivi (45 ° C e 7 ° C), come illustrato nella Figura 1A. Come mostra la Figura 1B mostra, lunghi periodi di contatto sono effettuate a 33 ° C, come è tipico per le temperature di stimolo non nocicettivo. La durata diminuisce e il numero di contatti aumento durante i periodi in cui le temperature sono dolorose. Figura 1C è un diagramma del protocollo della rampa Opad stato programmato per utilizzare per tutte le sessioni di prova. Figura 1D mostra la quantità totale di compenso ingerita nel tempo in grammi . Analogamente al numero di lecca, animali preferiscono le temperature neutri su quelli dolorosi. Il leccare / rapporto faccia (L / F) per la sessione basale è stata calcolata la Opad ed è illustrata nellaFigura 1E. Questo rapporto è molto più elevato durante la tre non-doloroso 33 ° C sessioni (20-46 lecca a contatto del viso) rispetto alle sessioni dolorosi di 45 ° C (3 lecca a contatto del viso) e 7 ° C (1 leccare per contatto del viso ). A Misure ripetute One-Way ANOVA è risultata significativa (F (4,52) = 6,2182, p <0.001) per effetto della temperatura sul rapporto L / F. Il test di Bonferroni erano significativi nel confronto 33 ° C vs 7 ° C (p <0,05), 45 ° C vs 33 ° C (2) (p <0,01), e 33 ° C (2) vs 7 ° C ( p <0.01). N = 16 per tutte le temperature. Nella Figura 1F i roditori trattati capsaicina (n = 8) non erano significativamente differenti dai ratti naive (n = 8) in qualsiasi del neutro 33 ° C temperature. Roditori trattati capsaicina avuto un rapporto L / F significativamente inferiore a 45 ° C (t-test, t (13) = 2,9350, p = 0,012). Il gruppo capsaicina ha avuto maggiore L / F ratio a 7 ° C, ma questo non è stato significativo.


Figura 1. Misurazione nocicezione con il opad. Comportamento di un singolo roditore sul opad viene rappresentata graficamente per A) il numero di lecca, B) contatti, C), temperatura del thermode durante la sessione, e D) l'assunzione di ricompensa in grammi. E) Il leccano / la faccia rapporto è alto durante la tre non-doloroso 33 ° C sessioni ed è significativamente più basso nelle sessioni dolorosi di 45 ° C e 7 ° C (Misure ripetute One-Way ANOVA, F (4,52) = 6,2182, p <0.001, Il test di Bonferroni 33 ° C vs 7 ° C (p <0.05, #), 45 ° C vs 33 ° C (2) (p <0.01, **), e 33 ° C (2) vs 7 ° C (p <0.01, # #). F) roditori trattati Capsaicina avevano un rapporto L / F significativamente inferiore a 45 ° C (t-test, t (13) = 2,9350, p = 0,012, *) ma anessuna delle temperature neutri. N = 16 per 1E e N = 8 per la capsaicina e N = 8 per ingenuo per 1F. Clicca qui per ingrandire la figura .

Discussion

Il sistema opad è un facile da usare, dosaggio elevato throughput in grado di rilevare cambiamenti nella percezione del dolore nei roditori. L'alto rendimento natura di questo sistema significa che numerosi animali possono essere testate in un solo giorno da una singola persona. Ciò è dovuto al sistema software Opad quanto consente fino a 16 scatole da eseguire contemporaneamente su un singolo computer. Ciò significa che dopo il tempo di setup iniziale, circa 48 corse operante (a 18 min per ciclo) possono essere effettuate ora, ancora di più se il tempo della sessione è impostata su meno tempo per ogni fase. Ciò consente la prova dolore in centinaia di animali al giorno. Questa quantità di prove non sarebbe pratico con saggi di dolore più tradizionali.

Coerentemente con il nostro precedente lavoro, il comportamento dei roditori è alterata in condizioni dolorose. Durante i periodi di non-nocivi roditori in genere hanno lunghi periodi di bere in cui mantenere il contatto con i thermodes. Durante aversive 45 ° C o 7 ° C condizioni, ilroditori hanno periodi molto più brevi in ​​quanto non possono mantenere il contatto per lunghi periodi di tempo. Pertanto il leccare / rapporto faccia (numero di lecca diviso per il numero di contatti facciali all'interno di una sessione) altera con dolore. Capsaicina aumenta la sensibilità al calore dolore come dimostrato da un rapporto L / F minore nei roditori trattati contro trattata alla temperatura di 45 ° C. Gli analgesici possono restituire questo rapporto leccare / faccia a livelli simili a condizioni non dolorose 3. Sebbene le condizioni di dolore che vengono facilmente prodotte sulla pelle (come l'applicazione di capsaicina crema) sono i metodi più semplici di rilevamento dolore su questo saggio, modelli animali di dolore più tessuto clinicamente rilevante profonda neurale come nevralgia del trigemino possono anche alterare il comportamento operante saggi orofacial 9 . Nel loro insieme questi dati che dimostrino che i opad è sensibile alle alterazioni in calore e il dolore freddo, la soglia del dolore, e di agenti chimici nocivi, come la capsaicina in aggiunta al operantecapacità di analisi del dolore oro-facciale di rilevare numerose altre condizioni di dolore e analgesia 6,3,8,17,10,5,12,18,11,9.

Il sistema del opad di dolore di misura è una più clinicamente rilevante, significativo e umano metodo di rilevazione del dolore rispetto alle misure riflesso-based. Queste misure tradizionali della nocicezione come il ritiro zampa con filamenti di von Frey 19 e il test tail-flick 20 sono stati utilizzati per oltre un secolo, ma solo misurare la risposta ad uno stimolo sperimentatore-inflitta. L'animale ha poco controllo e la "nocicezione" è localizzata principalmente al midollo spinale. Per gli esseri umani, l'esperienza soggettiva del dolore è importante anche come le persone sono semplicemente tenuti a segnalare i loro livelli soggettivi di dolore. La possibilità per gli animali di auto-denunciare il loro dolore in procedure di base operante sarebbe un passo avanti per la ricerca del dolore di base 1. Con il opad, gli animali hanno la possibilità di scegliere se rispondere durante l'apstimolo ainful o meno. Se è troppo doloroso, animali semplicemente ridurre i loro tentativi di raggiungere la ricompensa e quindi limitare la loro esposizione al dolore. Questo è un test molto più umano e meno stressante rispetto a molte misure reflex basate in cui gli animali hanno spesso il loro movimento limitato e non hanno alcun controllo sulla quantità di stimoli dolorosi a cui sono esposti. La necessità di fuggire dal dolore è un disco insita in tutti gli animali e la opad incorpora questo comportamento, invece di compensare esso come altri test nocicettivi. Il movimento lontano da misure di riflesso a base di dolore in attività operante sta diventando sempre più comune nel settore. Altri gruppi hanno usato misure non-reflex-based come l'esame pasto durata 21,22,23 e termici di calore dolore fuga paradigmi 24 (per una revisione delle altre misure di dolore vi consigliamo il nostro primo riferimento 1). Il opad è in grado di combinare elementi di questi in una misura unitaria, il rapporto di Lick / Faccia, which esamina l'assunzione di cibo e il bisogno di fuggire da stimoli dolorosi. Un altro vantaggio è che questo saggio è in grado di misurare il dolore per lunghi periodi di tempo (1-2 mesi) senza perdere sensibilità 7,9. Grazie ai suoi vantaggi rispetto ai test riflesso-based, questo test meno stressante e più umana è ben adattato a misurare i cambiamenti a lungo termine nel comportamento nocicettivo nei roditori.

Dolore operante misura spesso danno risultati diversi rispetto alle misure di riflesso a base in termini di effetti dose di oppioidi e la soglia del dolore. Mentre alte dosi di oppioidi sono in genere utilizzati per le misure di riflesso a base di 25 diversi studi indicano che dosi più basse sono necessari per le risposte sui test operanti 26,27,28. Dosi elevate di droga possono anche interferire con le misure operante ma questi sono rilevabili con la opad 6. Altri studi hanno inoltre dimostrato che le soglie per la fuga da uno stimolo doloroso sono diverse per operante versus misure reflex basate 29,2,30 suggeriscono una grande differenza tra la percezione an animali di dolore contro la velocità dei loro riflessi spinali. Un vantaggio del opad è che il roditore può scegliere se eseguire o meno il compito, questo permette al roditore di esprimere fuga o comportamenti di evitamento. Questo comportamento complesso richiede decisioni corticale fare per controllare la quantità di nocicezione il roditore si sente 14,29,15,30. Mentre la fuga e di evitamento comportamenti possono interferire con le misure basate su riflessi questi comportamenti del dolore sono parte integrante del opad. Le differenze nella soglia del dolore e le dosi più basse di oppiacei necessari per le analisi operante suggeriscono una maggiore sensibilità al dolore e analgesia rispetto alle misure tradizionali reflex-based.

Anche se il opad può misurare il dolore più direttamente di analisi tradizionali, diverse condizioni sperimentali e farmaci potrebbero avere un effetto negativo su questo saggio e devono essere controllati per. Alteraziones in motivazione appetitiva possono alterare il comportamento su questo test. Questo potrebbe essere riflessa da una differenza nel premio sé 31 o dalla motivazione per il premio 6. Si deve prestare attenzione per garantire che la motivazione dell'animale per la ricompensa è costante, come molti farmaci possono interferire con la motivazione. Per esempio, alte dosi di morfina ed altri oppioidi possono causare iperfagia per dolci, sostanze grasse 32 che altererà rispondendo operante sul dosaggio orofacciale 6. Anche se questo non suggerire che questo paradigma ricompensa-conflitto operante a base ha implicazioni più ampie per l'uso tra i campi di ansia e dipendenza (cioè cambiando gli aspetti gratificanti in presenza di un dato stimolo doloroso) è importante per il controllo delle alterazioni appetitive durante dolore testare le sessioni. Queste alterazioni nella motivazione non compaiono in questi clinicamente rilevanti dosi più basse, ma gli effetti analgesici rimangono intatti 3. Un modo per control per questo possibile confound è garantire la dose del farmaco somministrato non aumenta comportamento neutro a temperatura (33-37 ° C). Test di un farmaco rispetto ad un gruppo di non-droga a una temperatura neutra dovrebbe essere il primo passo prima di aggiungere un componente di dolore. Inoltre, dato che le diverse sessioni di base sono possibili all'interno di una sessione di test utilizzando la opad questi problemi possono essere rilevati e possono essere controllati per all'interno di una singola sessione di comportamento. Come la pianificazione digiuno può alterare motivazione su questo saggio è importante mantenere questa coerenza. Noi di solito facciamo una notte di digiuno, ma altri orari sono possibili. Per esempio, abbiamo sperimentato un breve digiuno quotidiano di 6 ore prima (risultati non pubblicati). Ciò consente di collaudare giornaliero anziché ogni altro giorno. Inoltre, i ratti unfasted hanno risposto bene al test 9. Qualunque sia tecniche di digiuno vengono utilizzati è soprattutto importante mantenere costante durante test per controllare i fattori motivazionali.

(ad esempio colpo di coda, filamenti di von Frey), che non sono né software-driven né high-throughput. Il sistema software-driven fornisce un avanzamento significativo per come studi comportamentali sono progettati e il come i dati vengono raccolti ed analizzati e un aumento dell'uso di questo test permetterà ricerca di dolore di base per diventare più clinicamente traducibili in futuro. Questo sistema dovrebbe avere un impatto significativo sulla ADVAncing futura ricerca relativa al dolore, perché questi studi comportamentali operante in grado di fornire il necessario collegamento per comprendere l'influenza delle strutture di ordine superiore sul comportamento generale del dolore.

Disclosures

Richard Mills e Chris Lloyd sono dipendenti di Stoelting Co.

Produzione e libero accesso a questo articolo è sponsorizzato da Stoelting Co.

Acknowledgments

National Institute on Drug Abuse, NIH concedere 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;utilizzo del dispositivo di valutazione del dolore orofacciale operante (opad) per misurare i cambiamenti nel comportamento nocicettivo
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