Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Behavior

Bruk av Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) for å måle endringer i Nociceptive Behavior

doi: 10.3791/50336 Published: June 10, 2013

Summary

Vi presenterer en brukervennlig, høy gjennomstrømming operant system for evaluering av smerte atferd i våken, bevisst gnagere. Den Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) kan vurdere smerte gjennom en belønning / konflikt paradigmet og dermed gi en mer human måte å teste. Denne protokollen vil gi mer klinisk relevante og translasjonsforskning data fra gnagere.

Abstract

Vi presenterer en operant system for påvisning av smerte i våken, bevisst gnagere. Den Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) vurderer smerte atferd i en mer klinisk relevant måte ved ikke å stole på refleks-baserte tiltak av nociception. Mat fastet, hårløs (eller barbert) gnagere er plassert i et pleksiglass kammer som har to Peltier-baserte thermodes som kan programmeres til alle temperaturer mellom 7 ° C og 60 ° C. Den gnager er opplært til å ta kontakt med disse for å få tilgang til en belønning flaske. I løpet av en økt, er en rekke atferdsmessige smerte utfall automatisk registrert og lagret. Disse tiltakene omfatter antall belønning flaske aktiveringer (licks) og ansikts kontakt stimuli (ansikt kontakter), men tilpassede tiltak som slikke / ansikt ratio (totalt antall licks per økt / totalt antall kontakter) kan også bli opprettet. Stimulans Temperaturen kan innstilles til en enkelt temperatur eller flere temperaturer i en økt. Den OPADer en høy gjennomstrømning, enkel å bruke operant analysen som vil føre til bedre oversettelse av smerte forskning i fremtiden som det inkluderer cortical inngang i stedet for å stole på spinal refleks-baserte nociceptive analyser.

Introduction

Kronisk, ukontrollert smerte er fortsatt et stort folkehelseproblem og romanen smertestillende behandlinger ofte ikke klarer å oversette fra benk til sengen. Denne mangel på suksess er delvis på grunn av bruk av ineffektive atferdsmessige assayer refleks baserte målinger av smerte som ikke nødvendigvis helt eller modellere den menneskelige smerte tilstand 1,2, og spesielt, en mangel på en pålitelig og høy gjennomstrømming, kommersielt tilgjengelig , in vivo smerte-assay for vurdering av både rotter og mus. Vi presenterer her en høy gjennomstrømning, lett å bruke versjon av vårt operant baserte nociception analysen. Dette nye systemet er basert på vår forrige operant orofacial smerte analysen som har vist seg å være følsom for å oppdage ulike smerte modaliteter inkludert varme, kulde og mekanisk 3,4,5. Fra disse tiltakene, har en rekke felt blitt studert, inkludert smertestillende 6,3,4,5,7, smerte tilstander som betennelser, hyperalgesia og allodynia 9 nervesmerter, og perifer nosiseptiv modulasjon via TRP kanaler med capsaicin, resiniferatoxin, mentol, og icillin 8,10,5,11. Psykologiske effekter som angst-induced modulering av smerte 12 og placebo effekt 13 har også blitt demonstrert med orofacial operant testing tyder på det kan være hensiktsmessig for å måle den fulle opplevelsen av smerte og ikke bare nociception.

Den Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) bruker en belønning / konflikt analysen som gjør at en gnager å velge mellom å motta en forsterkende belønning eller rømmer en motvilje stimulans og dermed kontrollere mengden av smerte det føles under en sesjon 14,15. Gnagere er først opplært til å trykke sine ansikter i temperaturkontrollerte thermodes for å få tilgang til en mat flaske som inneholder en væske belønning. Etter trening kan stimulans temperaturen varmes opp eller kjøles og forskjeller i resvarende kan indikere nivået på nociception eller smertestillende midler dyret oppfatter. Den OPAD er også i stand til raske endringer i temperatur som gjør baseline testing og vurdering av smerte ved kulde og varme i en enkelt testøkt. Her presenterer vi en enkel protokoll som fremhever OPAD evne til å oppdage endringer i smerte forårsaket av varme, kalde, og TRPV1 agonist capsaicin 16. Kapsaicin er brukt nedenfor som en termisk sensibiliserende middel fordi det har flere fordeler i denne analysen som den er ikke-vevet skadelig og har vært vist tidligere å indusere ansikts-allodyni og hyperalgesi i gnagermodeller 8. Vi vil vise hvordan OPAD programvaren kan raskt få tak i, analysere, graf, og utføre statistiske analyser på gnagere adferdsdata.

Protocol

Her er bruk av OPAD (Stoelting Co, Wood Dale, IL) er beskrevet i generelle vilkår for et eksempel ved å bruke capsaicin. Operatøren har frihet til å programmere en rekke eksperimenter med mange alternativer og smerte modeller skjønt. For eksempel administrasjon av analgetika redusere nociceptive tiltak 6,3,4,5,7 og andre smertestillende modeller som kronisk innsnevring skade råvarer og betennelse økt nociceptive atferd 3,9. Disse modellene kan enkelt tilpasses til følgende protokollen.

For alle forsøkene ble maleSprague-Dawley rotter (250-300 g, Charles River, Raleigh, NC) brukes. Disse ble plassert i par i 22 ° C temperatur og 31% luftfuktighet kontrollerte rom med en normal 12-timers lys / mørke sykluser (6am-18:00 lysene på) og hadde fri tilgang til mat og vann, bortsett fra når fastet. Atferdsmessige økter ble utført i løpet av lys fase. Disse anleggene var AAALAC akkreditert og alle prosedyrer ble godkjent by University of Florida IACUC.

1.Training og Baseline Sessions

  1. Mat raske gnagere natten før hver OPAD session (ex. 15 + / - en time for dette eksperimentet).
  2. Gnagere må først bli opplært til konsekvent atferd på ikke-aversive temperaturer (ex. 33-37 ° C) er observert. Vanligvis er rundt seks økter (tre ganger i uken i to uker) tilstrekkelig til å trene mus eller rotter å slikke ca 600-1,000 eller 2000 ganger per økt, henholdsvis.

2. Forundersøkelse Forberedelse og Capsaicin Treatment

  1. Naken gnagere er best for alle operante prosedyrer, hvis dette ikke er mulig, må gnagere har sine ansiktshår (buccal håret bare og ikke vibrissae pad / kinnskjegg som dette har en effekt på en gnager navigasjon) fjernet 1-2 dager før testing for nøyaktig opptak av virkemåten.
  2. Buccal hår fungerer som en isolator temperatur og gjør varme og kalde mindre nociseptive. For å fjerne hår, anesthetize rotter,legge øyesalve, barbere kinnet håret med avklipt, gjelder hårfjerning krem, vente 2-4 min, vask deretter med vann. Se Neubert et al. Tre i full metodikk.
  3. På dagen for testing, bedøve dyret (ex. 1-2.5% isofluran innånding) og plassere opthalamic veterinær salve på begge øynene for å hindre dem fra å tørke ut og hindre at aktuelle medikamentelle behandlinger fra å komme i øyet.
  4. Påfør capsaicin krem ​​(0,1%) bilateralt på utsatte kinnene med en steril bomullspinne. Vent 5 min. Tørk av krem ​​med gasbind pads dynket i varmt vann (på ca 40 ° C). Tørk kinnene av med et injeksjonstørk og sette en tidtaker for 30 min.
  5. La gnager tilstrekkelig tid til å gjenopprette fra anestesi før det føres tilbake til buret. Vent til det kan heve hodet i en sternal holdning for å hindre aspirasjon av buret sengetøy.

3. Programmere OPAD System for protokoller og eksperimenter

  1. Nøkkelen innovasjon of OPAD system til atferdsmessige testing er orofacial programvare, en NOE-labyrint (Stoelting Co, Wood Dale, IL) drevet system som gjør det mulig for brukeren å programmere og skape nye eksperimenter.
  2. Et generelt eksempel på hvordan du kan programmere et enkelt eksperiment er gitt nedenfor, men mange flere alternativer for temperatur Ramping protokoller og smerte modeller andre enn capsaicin er tilgjengelig.
  3. Eksperimenter kan være utformet og lagres på noe punkt. Slå på OPADs og åpen programvare. Slå på hvit støy å kontrollere for støy fra omgivelsene. Under "File" velg Nytt eksperiment. I underavsnitt "Protokoll" navn protokollen og velge om du vil bli blindet.
  4. Under "OPAD bur" velg "New OPAD buret" og deretter "Legg til alle tilkoblede OPAD bur." Under "utganger" velg "Temperature Controllers" og deretter "Termisk element". Juster starttemperatur (for eksempel en nøytral 33-37 ° C).
  5. Hvis nødvendig, juster ramping temperaturer under "OPAD temperatur syklus." For å kunne endre temperaturen fra nøytraltil varme til kalde foreta justeringer her.
  6. For "1", "Still temperaturen (° C)" = 45, "Ramp varighet" = 30 sek, og "Remain på verdi for" = 3 min. For "2", 33, 30 sek, og 3 min. For "3", 7, 60 sekunder, og 3 min. For "4", 33, 60 sekunder og 3 minutter. Kryss av i boksen for "Etter følgende tidsrom:" og velg 3 min.
  7. Under "Fields" legg til noen ekstra notater om fagene. For eksempel lage et område for dyr ID ved å velge "Nytt felt" og endre navnet til "Animal ID." Deretter velger du "Animals", "tekst", og "Bruk dette feltet som dyret ID."
  8. Under "Stage", vil OPAD automatisk satt en "Første etappe." Sett varigheten av testperioden og navngi scenen hvis nødvendig. For denne ramping sesjon, sett denne til 18 min.
  9. Et notat på scener: for de fleste eksperimenter, bør atferdsmessige økter ikke vare lenger enn 10-20 min. Etter det er gnagere mett. For eksperimenter over flere måneder, kan flere etapper legges til for hver dag for å gjøre data analyse enklere. Under "Beregninger" velg "New Beregning" og gi den navnet "L / F" for slikk / ansikt ratio. I delen "Enter beregningen i området under" justere å si "Lick: antall aktiveringer / kontakt: antall aktiveringer".
  10. Å skape tidsperioder for en enklere dataanalyse velg "Analyse" og "New tidsperiode". Nevn en "33 ° C" og velg boksen for "Denne perioden er den samme i alle ledd" For "Fra:" skriver 0 og for "Slutter på:" satt 3 min.
  11. Gjenta trinnene ovenfor for hver tidsperiode. Navn: "Ramp 33-45 ° C." Starter på: 3 min. Slutter på: 3,5 min. "45 ° C", 3,5 min, 6,5 min. "Ramp 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. Lagre og navngi protokollen. Merk: lagrede protokoller kan gjenbrukes i nye eksperimenter.

4. Kjøre analysen

  1. Forbered et rom temperature belønning blandingen og legg i OPAD flasker. Et 2:1 forhold av vann: søtet kondensert melk fungerer godt selv om sukrose eller sakkarin løsninger kan også anvendes.
  2. Place flytende fangst skuffen, pleksiglass bur, og metall gulv rist på OPAD maskinen. Fest ledningene til merd.
  3. Place belønning flaske på stå og justere slik tuten kan nås med gnagere. I utgangspunktet kan flasken bli plassert lenger bak i buret da trukket tilbake for å produsere bedre ansikts kontakter.
  4. Laste forsøket i OPAD programvare. Legg antall dyr som skal testes. I underavsnitt "Experiment" legge til en "tittel" og deretter legge behandlingsgruppene (capsaicin og kontroll). Legg antall dyr i hver gruppe.
  5. I underavsnitt "tester", velg "Animal behandlinger og data". Legg bokstaven til behandling (A, B, C osv.) og dyret ID. Boksene skal nå ha utpekt dyret ID på sine skjermer.
  6. Trykk på knappen på OPAD boksen. Dette viljustere thermodes til riktig temperatur. Når lyset går oransje, plasserer gnager inne og trykk på knappen igjen. For dette eksperimentet blir rottene startes 30 minutter etter den capsaicin krem ​​ble tørket av.
  7. Det grønne lyset tennes. Reguler avstanden flasken er fra boksen, slik rat må komme i kontakt med thermodes på sin bukkal, ikke vibrissa, region for å være i stand til å slikke. Riktig justering vil resultere i en solid rød boks for slikker over en skissert oransje boks for kontakter.
  8. Riktig plassering av belønning flasken er viktig for analysen. Hvis flasken er for nær rotta vil enten slikke uten å gjøre en kontakt eller å røre snuten mot belønning flasken slik at mange licks vil fremstå som bare en (angitt av en skissert rød boks for licks i stedet for en solid boks).
  9. Når testing økten er over OPAD vil varsle eksperimentator med en tone. Returnere gnager til buret sitt. Hvis en annen gnager skal testes derefter boksen vil indicate sin Animal ID. Gjenta trinn 04.05 til 04.07 etter behov inntil forsøket er fullført.

5. Analysere, Grafisk, og statistisk analyse av data med OPAD programvare

  1. I underavsnitt "Resultater" velge om du vil se en tekst, graf eller statistisk analyse rapporten.
  2. I "Graf rapporten innstillinger"-boksen, velger du hvilken variabel å undersøke. For eksempel under "Beregningsresultater" sjekke "L / F"-boksen.
  3. Angi "På x-aksen show" som "Time period" og "Vis ulike serier for" som "behandling". Velg "Vis rapporten". Lagring, utskrift, kan kopiering eller e-post til rapporten gjøres på dette tidspunktet. Enkelte datapunkter kan utelukkes i boksen under gruppering trinnet hvis nødvendig.
  4. I underavsnitt "Data" er en justerbar notering av rådata fra forsøket i regneark, slik at hvis det er nødvendig. Merk: All data er nå lagret og kan bli manipulert og analyseres på et senere tidspunkt.

6. Rydde opp

  1. Slå av maskinen og fjern buret ledninger. Vask og rense risten, boks, flaske og flytende skuffen. Disse komponentene kan vaskes for hånd eller oppvaskmaskin.

Representative Results

Typiske resultater er illustrert for en enkelt gnager oppførsel på OPAD i figurene 1A-D. Antallet licksene er høy for hvert segment av den sesjon på den nøytrale 33 ° C temperatur, men lav for motvilje de (45 ° C og 7 ° C) som illustrert i figur 1A. Som figur 1B viser, er lange perioder med kontakt gjort ved 33 ° C som er typisk for ikke-nociceptive stimuli temperaturer. Varigheten avtar og antall kontakter økning i perioder hvor temperaturen er smertefullt. Figur 1C er et diagram av ramping protokollen OPAD ble programmert til å bruke for alle test-økter. Figur 1D viser den totale mengden av belønning inntatt over tid i gram . Tilsvarende til antall slikker, dyrene foretrekker de nøytrale temperaturer over smertefulle. Den slikk / ansikt-forhold (L / F) for grunnlinjen sesjon ble beregnet ved OPAD og er illustrert iFigur 1E. Dette forholdet er mye høyere i løpet av tre ikke-smertefull 33 ° C økter (20-46 licks per ansikts kontakt) enn på de smertefulle økter på 45 ° C (3 licks per ansikts kontakt) og 7 ° C (1 slikke per ansikts kontakt ). A Gjentatte Tiltak One-Way ANOVA var signifikant (F (4,52) = 6,2182, p <0,001) for en effekt av temperatur på L / F ratio. Bonferroni test var signifikant ved sammenligning av 33 ° C vs 7 ° C (p <0,05), 45 ° C vs 33 ° C (2) (p <0,01), og 33 ° C (2) vs 7 ° C ( p <0,01). N = 16 for alle temperaturer. I figur 1F de capsaicin behandlet gnagere (N = 8) var ikke signifikant forskjellig fra naive rotter (N = 8) på noen av de nøytrale 33 ° C temperaturer. Capsaicin behandlede gnagere har en betydelig lavere R / F-forhold ved 45 ° C (t-test, t (13) = 2,9350, P = 0.012). Den capsaicin gruppen hadde høyere L / F ratio på 7 ° C, men dette var ikke signifikant.


Figur 1. Måling nociception med OPAD. Et enkelt gnager atferd på OPAD tegnes for A) antall licks, B) kontakter, C) temperaturen i thermode under økten, og D) belønning inntak i gram. E) Den slikke / ansikt forholdet er høy under tre ikke-smertefull 33 ° C økter og er betydelig lavere på de smertefulle økter på 45 ° C og 7 ° C (Gjentatte Tiltak One-Way ANOVA, F (4,52) = 6,2182, p <0,001, Bonferroni test 33 ° C vs 7 ° C (p <0,05, #), 45 ° C vs 33 ° C (2) (p <0,01, **), og 33 ° C (2) vs 7 ° C (p <0,01, # #). F) Capsaicin behandlede rotter hadde en signifikant lavere R / F-forhold ved 45 ° C (t-test, t (13) = 2,9350, P = 0.012, *), men vedingen av de nøytrale temperaturer. N = 16 for 1E og N = 8 for capsaicin og N = 8 for naiv for 1F. Klikk her for å se større figur .

Discussion

Den OPAD system er en enkel å bruke, høy gjennomstrømning analysen kan oppdage endringer i smerteopplevelse hos gnagere. Den høye gjennomstrømning natur dette systemet betyr at mange dyr kan bli testet i en eneste dag av en enkelt person. Dette skyldes den OPAD programvaresystem som det tillater opp til 16 bokser som skal kjøres samtidig på en enkelt datamaskin. Dette betyr at etter den innledende oppsett tid, kan om lag 48 operant runs (ved 18 min per løp) utføres en time, enda mer hvis økten er satt til mindre tid per scenen. Dette gir mulighet for testing av smerte i hundrevis av dyr om dagen. Denne mengden testing ville ikke være praktisk med de fleste tradisjonelle smertestillende analyser.

Samsvar med vår tidligere arbeid, er gnager atferd endres i henhold smertefulle tilstander. I løpet av de ikke-giftige perioder gnagere har vanligvis lange perioder med drikking der de opprettholder kontakt med thermodes. I løpet av 45 aversivt ° C eller 7 ° C forhold,gnagere har mye kortere anfall som de ikke kan opprettholde kontakt over lengre tid. Derfor slikke / ansikt ratio (antall licks delt på antall ansikts kontakter innenfor en økt) endrer med smerte. Kapsaicin økte følsomhet for varme smerte som vist ved en lavere R / F-forhold i de behandlede versus ubehandlede gnagere ved 45 ° C temperatur. Analgetika kan returnere denne slikke / ansikt forhold til nivåer tilsvarende ikke-smertefulle tilstander tre. Selv smertetilstander som er lett produsert på huden (som bruk av capsaicin krem) er de enkleste metodene for å påvise smerte på denne analysen, kan dyremodeller av mer klinisk relevant dyp nevrale vev smerte som trigeminusnevralgi også endre oppførsel på operant orofacial analyser 9 . Til sammen disse dataene støtter bevis for at OPAD er følsomme for endringer i varme og kalde smerte, smerteterskel, og skadelige kjemiske stoffer som capsaicin i tillegg til operantorofacial smerte analysen evne til å oppdage en rekke andre forhold av smerte og smertelindring 6,3,8,17,10,5,12,18,11,9.

Den OPAD system for måling smerte er en mer klinisk relevant, meningsfylt, og human metode for å påvise smerte enn refleks-baserte tiltak. Disse tradisjonelle tiltak av nociception som pote tilbaketrekning med von Frey filamenter 19 og halen-flick analysen 20 har blitt brukt i over et århundre, men de bare måle responsen til en eksperimentator-påført stimulans. Dyret har liten kontroll og "nociception" er i hovedsak lokalisert til ryggmargen. For mennesker er den subjektive smerteopplevelsen også viktig som folk er rett og slett bedt om å rapportere sine subjektive nivåer av smerte. Muligheten for dyr til selv rapportere sine smerter i operant baserte prosedyrer vil være et gjennombrudd for grunnleggende smerte forskning en. Med OPAD, er dyr som har fått valget om å svare i løpet av apainful stimulus eller ikke. Hvis det er for smertefullt, dyr rett og slett redusere sine forsøk på å nå belønning og dermed begrense sin eksponering for smerte. Dette er en mye mer human og mindre belastende assay i forhold til mange refleks-baserte tiltak hvor dyr har ofte sin bevegelse begrenses, og har ingen kontroll over mengden av smertefulle stimuli som de er utsatt for. Behovet for å flykte fra smerte er en iboende stasjon i alle dyr og OPAD inkorporerer dette problemet i stedet for å kompensere for det som andre nociceptive analyser. Bevegelsen bort fra refleks-baserte tiltak av smerter i operant oppgaver blir stadig mer vanlig i feltet. Andre grupper har brukt ikke-refleks-baserte tiltak som å undersøke måltid varighet 21,22,23 og termisk varme smerte escape paradigmer 24 (For en gjennomgang av andre smertestillende tiltak vi foreslår vår første referanse 1). Den OPAD er i stand til å kombinere elementer av disse til en enhetlig mål, det Lick / Face ratio, which undersøker matinntaket og behovet for å flykte fra smertefulle stimuli. En annen fordel er at denne analysen er i stand til å måle smerte over lange tidsperioder (1-2 måneder) uten å miste følsomhet 7,9. På grunn av sine fordeler i forhold til refleks-basert testing, er dette mindre stressende og mer human analysen godt tilpasset måle langsiktige endringer i nociseptive atferd hos gnagere.

Operant smerte måler ofte gir ulike resultater i forhold til refleks-baserte tiltak i form av opioid dose effekter og smerteterskel. Mens høye doser av opioider brukes vanligvis for refleks-baserte tiltak 25 flere studier tyder på at lavere doser er nødvendig for svarene på operant analyser 26,27,28. Høye narkotika doser kan også forstyrre operant tiltak, men disse kan påvises med OPAD seks. Andre studier har også vist at tersklene for flukt fra en smertefull stimulus er forskjellig for operant Versus refleks-baserte tiltak 29,2,30 tyder en stor forskjell mellom en dyr opplevelse av smerte versus hastigheten på sine spinal reflekser. En fordel med OPAD er at gnagere kan velge om du vil utføre oppgaven, gjør dette at gnager å uttrykke flukt eller unngåelsesatferd. Dette kompleks oppførsel krever kortikale beslutningsprosesser å kontrollere mengden av nociception gnager føles 14,29,15,30. Mens flukt og unngåelse atferd kan forstyrre med refleks baserte tiltak disse smerte atferd er en integrert del av OPAD. Forskjellene i smerteterskel og lavere doser av opioider som trengs for operant analyser tyder på en høyere følsomhet for smerte og smertelindring enn tradisjonelle refleks-baserte tiltak.

Selv om OPAD kan måle smerte mer direkte enn tradisjonelle analyser, flere eksperimentelle betingelser og medikamenter kan ha en ugunstig virkning på denne analysen, og må kontrolleres for. Endrings i appetitive motivasjon kan endre oppførsel på denne analysen. Dette kan bli reflektert av en forskjell i belønning i seg selv 31 eller ved motivasjonen for belønning seks. Hensyn må tas for å sikre at dyrets motivasjon for belønning er konstant så mange medikamenter kan forstyrre motivasjon. For eksempel kan høye doser av morfin og andre opioider føre hyperphagia for søt, fettstoffer 32 som vil endre reagerer på operant orofacial analysen seks. Selv om dette tyder på at dette operant-baserte belønning-konflikten paradigmet har bredere implikasjoner for bruk blant annet innen angst og avhengighet (dvs. endre givende aspektene i nærvær av en gitt smertefull stimulus) er det viktig å kontrollere for appetitive endringer i løpet av smerte testing økter. Disse endringer i motivasjon vises ikke på disse klinisk relevante lavere doser, men den analgetiske effekten forblir intakt tre. En måte å fortsrol for denne mulige forvirre er å sikre at dosen av medikamentet gitt øker ikke oppførsel ved en nøytral (33-37 ° C) temperatur. Testing et medikament mot en ikke-medikamentell gruppe på et nøytralt temperaturen bør være et første steg før du legger en smerte komponent. Også, gitt at flere baseline økter er mulig innenfor en test økt ved å bruke OPAD disse problemene kan oppdages og kan kontrolleres for innenfor en enkelt atferdsmessige sesjon. Som den faste plan kan endre motivasjon på denne analysen er det viktig å holde dette konsekvent. Vi vanligvis gjør en natts faste, men andre tidsplaner er mulig. For eksempel har vi eksperimentert med en daglig kort fort av 6 hr før (upubliserte resultater). Dette gjør det mulig for testing daglig i stedet for hver annen dag. Også har unfasted rotter også reagert godt på analysen ni. Uansett fastende teknikker brukes det i hovedsak er viktig å holde det konsekvent gjennom testing for å kontrollere for motivasjonsfaktorer.

(f.eks hale flick, von Frey filamenter) som verken er programvare-drevet eller høy gjennomstrømming. Programvaren-drevet system gir et betydelig fremskritt for hvordan atferdsmessige studier er utformet og hvordan dataene samles inn og analyseres og en økning i bruken av denne analysen vil tillate enkel smerte forskning for å bli mer klinisk forskyvbart i fremtiden. Dette systemet forventes å ha en betydelig innvirkning på Advancing fremtidig forskning knyttet til smerte fordi disse operant atferdsmessige studier kan gi den nødvendige koblingen for å forstå innflytelsen av høyere ordens strukturer på generelle smerter atferd.

Disclosures

Richard Mills og Chris Lloyd er ansatte i Stoelting Co

Produksjon og Fri tilgang til denne artikkelen er sponset av Stoelting Co

Acknowledgments

National Institute on Drug Abuse, NIH stipend 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).
Bruk av Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) for å måle endringer i Nociceptive Behavior
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