Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Behavior

Användning av Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) för att mäta förändringar i Nociceptive Behavior

doi: 10.3791/50336 Published: June 10, 2013

Summary

Vi presenterar ett användarvänligt, hög genomströmning operant systemet för utvärdering av smärta beteenden i vakna, medvetna gnagare. Den Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) kan bedöma smärta genom en belöning / konflikt paradigm vilket ger ett mer humant sätt att testa. Detta protokoll kommer att ge mer kliniskt relevanta och translationella data från gnagare.

Abstract

Vi presenterar ett operant system för detektion av smärta i vaket medvetna gnagare. Den Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) bedömer smärta beteenden i en mer kliniskt relevant sätt genom att inte förlita sig på reflex-baserade åtgärder för nociception. Mat fastade, hårlösa (eller rakad) gnagare placeras i en plexiglas kammare som har två Peltier-baserade thermodes som kan programmeras till vilken temperatur som helst mellan 7 ° C och 60 ° C. Den gnagare är utbildad för att få kontakt med dessa för att få tillgång till en belöning flaska. Under en session, är ett antal beteendemässiga smärta utfall automatiskt in och sparas. Dessa åtgärder omfattar antalet aktiveringar belöning flaska (slickar) och ansikts stimuli kontakt (ansikte kontakter), men anpassade åtgärder såsom slicka / ansiktet ratio (totalt antal slickningar per session / totalt antal kontakter) kan också skapas vara. Den stimulans temperatur kan ställas in till en enda temperatur eller flera temperaturer inom en session. Den OPADär en hög genomströmning, enkel att använda operant analys som kommer att leda till bättre översättning av smärta forskning i framtiden eftersom det innehåller kortikal ingång istället för att förlita sig på spinal reflex-baserade nociceptiva analyser.

Introduction

Kronisk, okontrollerad smärta är fortfarande ett stort folkhälsoproblem och nya smärtstillande behandlingar ofta misslyckas med att översätta från bänken till sängkanten. Denna brist på framgång beror delvis på användningen av ineffektiva beteendemässiga analyser i reflex baserade åtgärder av smärta som inte nödvändigtvis eller helt modellera människans 1,2 smärttillstånd, och specifikt, en avsaknad av en tillförlitlig, hög genomströmning, kommersiellt tillgänglig , in vivo-smärta-bedömning analys för både råttor och möss. Vi presenterar här en hög genomströmning, lättanvänd version av vår operant baserade nociception analys. Det nya systemet bygger på vår tidigare operant ansiktssmärta analys som har visat sig vara känslig för att upptäcka olika smärtstillande metoder, inklusive värme, kyla och mekanisk 3,4,5. Från dessa åtgärder, har en mängd olika områden studerats, inklusive analgetika 6,3,4,5,7, smärttillstånd såsom inflammation, hyperalgesi och allodyni 9, och perifer nociceptiv modulering via TRP-kanaler med capsaicin, resiniferatoxin, mentol, och icillin 8,10,5,11. Psykologiska effekter som ångest-inducerad modulering av smärta 12 och placeboeffekten 13 har också visats med orofacial operant tester tyder på att det kan vara lämpligt för att mäta den fulla upplevelsen av smärta och inte bara nociception.

Den ansiktssmärta Assessment Device (OPAD) använder en belöning / konflikt-analys som tillåter en gnagare att välja mellan att erhålla en armerande belöning eller flyr en aversiv stimulus sålunda kontrollera mängden smärta det känns under en session 14,15. Gnagare är först utbildade för att trycka deras ansikten i temperaturstyrda thermodes i syfte att få tillgång till ett livsmedel flaska innehållande en flytande belöning. Efter träning, kan den stimulans temperaturen värmas eller kylas och skillnader i rerande kan ange nivån på nociception eller analgesi djuret uppfattar. Den OPAD är också kapabel att snabba förändringar i temperatur som tillåter baslinjen testning och bedömning av smärta vid varma och kalla temperaturer inom ett enda test session. Här presenterar vi ett enkelt protokoll som belyser OPAD förmåga att upptäcka förändringar i smärta på grund av värme, kyla, och TRPV1 agonist capsaicin 16. Capsaicin används nedan som en termisk sensibiliseringsmedel eftersom det har flera fördelar för denna analys eftersom den är icke-vävnads skadande och har demonstrerats tidigare att inducera ansikts allodyni och hyperalgesi i gnagarmodeller 8. Vi kommer att visa hur OPAD programmet snabbt kan få, analysera, grafen, och utföra statistiska analyser på gnagare beteendemässiga data.

Protocol

Här användningen av OPAD (Stoelting Co, Wood Dale, IL) beskrivs i allmänna termer för ett exempel på experiment med capsaicin. Operatören har friheten att programmera talrika experiment med många alternativ och modeller smärta men. Till exempel, administrering av analgetika minskar nociceptiva åtgärder 6,3,4,5,7 och andra modeller smärta som kronisk konstriktionsskada producerar och inflammation ökade nociceptiva beteenden 3,9. Dessa modeller är lätt att anpassa till följande protokoll.

För alla experiment, var maleSprague-Dawley-råttor (250-300 g, Charles River, Raleigh, NC) används. Dessa inhystes i par i 22 ° C temperatur och 31% luftfuktighet kontrollerade rum med en vanlig 12-h ljus / mörker cykler (från 06:00 till 06:00 lampor på) och hade fri tillgång till mat och vatten utom när fastade. Behavioral sessioner utfördes under den ljusa fasen. Dessa anläggningar var AAALAC ackrediterade och alla förfaranden godkändes by University of Florida IACUC.

1.Training och Baseline Sessions

  1. Mat snabbt gnagare natten innan varje OPAD session (ex. 15 + / - 1 h för detta experiment).
  2. Gnagare måste först utbildas tills konsekvent beteende hos icke-aversive temperaturer (ex. 33-37 ° C) observeras. Generellt är cirka sex sessioner (tre gånger i veckan under två veckor) är tillräcklig för att träna möss eller råttor att slicka ca 600-1,000 eller 2.000 gånger per session, respektive.

2. Provkörning Förberedelse och Capsaicin behandling

  1. Hårlösa gnagare är bäst för alla operanta procedurer, om detta inte är möjligt, måste gnagare har sina ansiktshår (buccal hår bara och inte vibrissae pad / whiskers som detta har en effekt på en gnagare navigering) avlägsnas 1-2 dagar före testning för noggrann inspelning av beteendet.
  2. Buckala hår fungerar som en temperatur isolator och gör värme och kyla mindre nociceptiv. För att ta bort hår, söva råttor,lägga ögonsalva, rakning kinden hår med Clippers, tillämpa hårborttagningskräm, vänta 2-4 minuter, tvätta sedan med vatten. Se Neubert et al. 3 för fullständig metodik.
  3. På dagen av tester, söva djuret (ex. 1-2.5% isofluran inandning) och placera opthalamic veterinär salva på båda ögonen för att hindra dem från uttorkning och för att hålla alla aktuella läkemedelsbehandlingar från att komma i ögat.
  4. Applicera capsaicin grädde (0,1%) bilateralt på de utsatta kinderna med en steril bomullspinne. Vänta 5 min. Torka av grädde med gasbinda kuddar indränkt i varmt vatten (vid ca 40 ° C). Torka kinderna av med en kompress med alkohol och ställa in en timer för 30 minuter.
  5. Låt gnagare tillräckligt med tid för att återhämta sig från anestesi innan det återsänds till buren. Vänta tills den kan höja sitt huvud i en sternala hållning för att förhindra aspiration av buren sängar.

Tre. Programmering av OPAD System för protokoll och experiment

  1. Nyckeln innovation of det OPAD systemet beteendetestning är orofacial programvara, en ANY-labyrint (Stoelting Co, Wood Dale, IL) drivet system som tillåter användaren att programmet och skapa nya experiment.
  2. Ett allmänt exempel för hur man programmerar ett enkelt experiment ges nedan, men många fler alternativ för protokoll temperaturinställningsstation och modeller smärta än capsaicin finns tillgängliga.
  3. Experiment kan utformas och sparas som helst. Slå på OPADs och öppen programvara. Slå på vitt brus för att kontrollera för omgivningsbuller. Under "File" välja nytt experiment. Under underrubriken "protokollet" namn protokollet och välj om du vill bli bländad.
  4. Under "OPAD burar" välj "Ny OPAD bur" och sedan "Lägg alla anslutna OPAD burar." Under "Utgångar" Välj "Temperature Controllers" och sedan "Thermal element". Justera starttemperatur (till exempel en neutral 33-37 ° C).
  5. Om det behövs, justera rampvisa temperaturer under "OPAD temperatur cykel." För att ändra temperaturen från neutraltill varmt till kallt göra justeringar här.
  6. För "1", "Ställ temperaturen (° C)" = 45, "Ramp duration" = 30 sek, och "Håll dig på värdet för" = 3 min. För "2", 33, 30 sek, och 3 min. För "3", 7, 60 sekund, och 3 min. För "4", 33, 60 sekund, och 3 min. Markera rutan för "Efter följande tidsperiod:" och välj 3 min.
  7. Under "Fields" lägga några extra anteckningar om ämnena. Till exempel gör ett område för djur-ID genom att välja "Nytt fält" och ändra namnet till "Animal-ID." Välj sedan "Djur", "Text", och "Använd det här fältet som djuret ID."
  8. Under "Stage", kommer OPAD automatiskt en "Första etappen." Ange längd testperioden och namnge scenen om det behövs. För denna ramp session, ställa detta till 18 min.
  9. En anteckning om etapper: för de flesta experiment, bör beteendemässiga sessioner inte pågå längre än 10-20 min. Efter det, är gnagare mätta. För experiment över flera dagar, kan ytterligare steg till för varje dag att göra dataanalys enklare. Under "Beräkningar" välj "Ny beräkning" och namnge den "L / F" för slicka / ansikte ratio. I avsnittet "Ange beräkningen i området under" anpassa sig säga "Lick: Antalet aktiveringar / Kontakt: Antalet aktiveringar".
  10. Att skapa tidsperioder för en enklare dataanalys välj "Analysis" och "Ny tid". Nämn en "33 ° C" och markera rutan för "Denna period är densamma i alla skeden" vid "Börjar:" skriv 0 och "slutar:" sätta 3 min.
  11. Upprepa ovanstående steg för varje tidsperiod. Namn: "Ramp 33-45 ° C." Börjar på: 3 min. Slutar: 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. "Ramp 33-7 ° C", 10 min, 11 min. "7 ° C", 11 min, 14 min. "Ramp 7-33 ° C", 14 min, 15 min. "33 ° C", 15 min, 18 min.
  12. Spara och namnge protokollet. Obs: sparade protokoll kan återanvändas i nya experiment.

4. Körning av analysen

  1. Förbered ett rum temperature belöning blandningen och lägg i OPAD flaskor. En 02:01-förhållande av vatten: sötad kondenserad mjölk fungerar bra även om sackaros eller sackarin lösningar kan också användas.
  2. Placera flytande uppsamlingsfack, plexiglas bur, och metall golv galler på OPAD maskinen. Fäst kablarna till buren.
  3. Placera belöning flaska på ställ och justera så att pipen kan nås av gnagare. Inledningsvis kan flaskan placeras längre bak i buren sedan tillbaka för att producera bättre ansikts kontakter.
  4. Fyll på experimentet i OPAD mjukvaran. Lägg det antal djur som ska testas. Under underrubriken "Experiment" lägg till en "titel" och sedan lägga behandlingsgrupperna (capsaicin och kontroll). Lägg det antal djur i varje grupp.
  5. Under underrubriken "Test", välj "Animal behandlingar och data". Lägg skrivelsen av behandlingen (A, B, C, etc.) och djur-ID. Lådorna ska nu ha den utsedda djuret ID på sina skärmar.
  6. Tryck på knappen på OPAD rutan. Detta kommerjustera thermodes till rätt temperatur. När ljuset går apelsin, placera gnagare inne och trycker på knappen igen. För detta experiment, kommer råttorna påbörjas 30 min efter capsaicin grädde torkades bort.
  7. Den gröna lampan tänds. Justera avståndet flaskan är från rutan så att råttan ska ta kontakt med thermodes på sin buckal, inte vibrissa, region för att kunna slicka. Korrekt justering kommer att resultera i en solid röd låda för att slicka över en skisserade orange ruta för kontakter.
  8. Korrekt placering av belöningen flaskan är avgörande för analysen. Om flaskan är för nära råttan kommer antingen slicka utan att göra en kontakt eller att röra sin näsa till belöning flaskan så att många slickar visas som endast en (angiven med en skisserat röd ruta för slickningar stället för en fast ruta).
  9. När testning sessionen är över OPAD varnar försöksledaren med en ton. Återgå till gnagare till sin bur. Om en annan gnagare ska testas efteråt lådan kommer indicate sin Animal ID. Upprepa steg 4,5-4,7 som behövs tills experimentet är klar.

Fem. Analysera, Rita, och statistisk analys av data med OPAD Software

  1. Under underrubriken "Resultat" Välj om du vill se en text, diagram, eller statistisk analys rapport.
  2. I "Graph rapporten inställningar" markerar vilken variabel att undersöka. Till exempel, under "Beräkningsresultat" kontrollera "L / F" rutan.
  3. Ange "På x-axeln show" som "Tidsperiod" och "Visa olika serier för" som "Treatment." Välj "Visa rapporten". Spara, skriva ut, kan kopiera, eller e-posta rapporten göras vid denna tidpunkt. Vissa datapunkter kan uteslutas i rutan nedanför gruppering steg om det behövs.
  4. Under underrubriken "Data" är en justerbar notering av rådata från försöket i kalkylblad i om det behövs. Anm: Alla data sparas nu och kan manipuleras och analyseras vid en senare tidpunkt.

6. STÖKA

  1. Stäng av maskinen och ta bort buren ledningar. Tvätta och desinficera rosten, boxas, flaska, och flytande fack. Dessa komponenter kan diskas för hand eller diskmaskin.

Representative Results

Typiska resultat visas för en enda gnagare beteende på OPAD i figurerna 1A-D. Antalet slickningar är hög för alla segment av sessionen på neutral 33 ° C temperatur, men lite för aversiva ettor (45 ° C och 7 ° C) som illustreras i figur 1A. Som figur 1B visar, är långa anfall av kontakt gjordes vid 33 ° C som är typisk för icke-nociceptiva stimulans temperaturer. Varaktigheten minskar och antalet kontakter ökar under perioder när temperaturen är smärtsamma. Figur 1C är ett diagram över den ramping protokollet den OPAD var programmerad att använda för alla testsessioner. Figur 1D visar den totala mängden av belöning intas under tiden i gram . På liknande sätt till antalet slickningar, djur föredrar de neutrala temperaturer över de smärtsamma sådana. Den slicka / ansikte förhållande (L / F) för baslinjen sessionen beräknas av OPAD och illustreras iFigur 1E. Detta förhållande är mycket högre under de tre icke-smärtsamt 33 ° C sessioner (20-46 licks per ansikts kontakt) än vid de smärtsamma sessioner 45 ° C (3 licks per ansikts kontakt) och 7 ° C (1 slicka per ansikts kontakt ). En upprepad Åtgärder One-Way ANOVA var signifikant (F (4,52) = 6,2182, p <0,001) för en effekt av temperatur på L / F-förhållande. Bonferronis prov var betydande när man jämför 33 ° C vs 7 ° C (p <0,05), 45 ° C mot 33 ° C (2) (p <0,01), och 33 ° C (2) vs 7 ° C ( p <0,01). N = 16 för alla temperaturer. I figur 1F capsaicin behandlade gnagare (N = 8) skilde sig inte signifikant från naiva råttor (N = 8) på någon av de neutrala 33 ° C temperatur. Capsaicin behandlade gnagare hade en betydligt lägre L / F-förhållande vid 45 ° C (t-test, t (13) = 2,9350, p = 0,012). Den capsaicin gruppen hade högre L / nyckeltal F vid 7 ° C, men detta var inte signifikant.


Figur 1. Mätning nociception med OPAD. En enda gnagare beteende på OPAD ritas för A) antal slickar, B) kontakter, C) temperatur thermode under sessionen, och D) belöning intag i gram. E) Den slicka / ansikte förhållandet är hög under de tre icke-smärtsamma 33 ° C sessioner och är betydligt lägre vid de smärtsamma sessioner 45 ° C och 7 ° C (Upprepade mätningar One-Way ANOVA, F (4,52) = 6,2182, p <0,001, Bonferronis prov 33 ° C vs 7 ° C (p <0,05, #), 45 ° C mot 33 ° C (2) (p <0,01, **), och 33 ° C (2) vs 7 ° C (p <0,01, # #). F) Capsaicin behandlade gnagare hade en signifikant lägre L / F-förhållande vid 45 ° C (t-test, t (13) = 2,9350, p = 0,012, *) men vidingen av de neutrala temperaturer. N = 16 för 1E och N = 8 för capsaicin och N = 8 för naiv för 1F. Klicka här för att visa en större bild .

Discussion

Den OPAD Systemet är lätt att använda, hög genomströmning analys kan detektera förändringar i smärtupplevelse hos gnagare. Den höga genomströmning karaktären av detta system innebär att ett stort antal djur kan testas på en enda dag av en enda person. Detta beror på det OPAD mjukvarusystem eftersom det tillåter upp till 16 lådor som ska köras samtidigt på en enda dator. Detta innebär att efter den första installationen tid, kan cirka 48 operanta körningar (vid 18 min per körning) utföras en timme, ännu mer om sessionen är satt till mindre tid per steg. Detta möjliggör för smärta testning i hundratals djur per dag. Denna mängd tester skulle inte vara praktiskt med de flesta traditionella smärtstillande analyser.

Jämnt med vårt tidigare arbete, är gnagare beteende förändras enligt smärttillstånd. Under de icke-skadliga perioder gnagare har normalt långa anfall av att dricka i vilken de upprätthåller kontakt med thermodes. Under aversiv 45 ° C eller 7 ° C förhållanden,gnagare har mycket kortare skjutningarna eftersom de inte kan upprätthålla kontakt under långa tidsperioder. Därför slicka / ansiktet ratio (antal slickningar dividerat med antalet ansikts kontakter inom en session) förändrar med smärta. Capsaicin ökade känslighet för värme smärta, vilket framgår av en lägre L / F förhållandet i de behandlade kontra obehandlade gnagare vid 45 ° C temperatur. Analgetika kan returnera detta slicka / ansikte förhållande till nivåer liknande icke-smärtsamma tillstånd 3. Även smärttillstånd som lätt produceras på huden (som tillämpning av capsaicin grädde) är de enklaste metoderna för att upptäcka smärta på denna analys, kan djurmodeller av mer kliniskt relevant djup nervvävnad smärta som trigeminusneuralgi förändrar också beteende operant orofaciala analyser 9 . Sammantaget dessa uppgifter bevis på att OPAD är känslig för förändringar i värme och kyla smärta, trösklar smärta, och skadliga kemiska ämnen som capsaicin utöver operantorofacial smärta analys förmåga att upptäcka många andra villkor för smärta och smärtlindring 6,3,8,17,10,5,12,18,11,9.

Den OPAD system för mätning smärta är en mer kliniskt relevant, meningsfull och human metod för att detektera smärta än reflex-baserade åtgärder. Dessa traditionella mått på nociception som tassbortdragning med von Frey filament 19 och svansen-flick assay 20 har använts i över hundra år, men de bara mäta responsen på en försöksledaren självförvållad stimulans. Djuret har liten kontroll och "nociception" är huvudsakligen lokaliserad till ryggmärgen. För människor är det subjektiva smärtupplevelsen också viktigt eftersom människor helt enkelt uppmanas att redovisa sina subjektiva nivåer av smärta. Möjligheten för djur att själva rapportera sin smärta i operanta baserade förfaranden skulle vara ett genombrott för grundläggande smärtforskning 1. Med OPAD, djuren får välja om de vill svara under apainful stimulus eller ej. Om det är för smärtsamt, djur minskar helt enkelt sina försök att nå belöningen och därmed begränsa sin exponering för smärta. Detta är en mycket humanare och mindre stressande analys jämfört med många reflex-baserade åtgärder där djur ofta har sin rörelse begränsad och har ingen kontroll över hur mycket smärtsamma stimuli som de utsätts för. Behovet av att fly från smärta är en inneboende enhet i alla djur och OPAD införlivar detta beteende istället för att kompensera för det som andra nociceptiva analyser. Rörelsen bort från reflex-baserade åtgärder av smärta i operant uppgifter blir allt vanligare inom området. Andra grupper har använt icke-reflex-baserade åtgärder som att undersöka måltid längd 21,22,23 och värme smärta paradigm escape 24 (För en genomgång av andra smärtstillande åtgärder föreslår vi vår första referens 1). Den OPAD kan kombinera delar av dessa till en enhetlig åtgärd, Lick / Face ratio, WHich undersöker födointag och behovet av att fly från smärtsamma stimuli. En annan fördel är att denna analys är i stånd att mäta smärta under långa tidsperioder (1-2 månader) utan att förlora känslighet 7,9. På grund av dess fördelar jämfört med reflex-baserad testning, är det mindre stressande och mer human analys väl anpassad för att mäta långsiktiga förändringar i nociceptiva beteendet hos gnagare.

Operant smärta mäter ofta ger olika resultat jämfört med reflex-baserade åtgärder i form av opioider effekter och trösklar smärta. Även höga doser av opioider används vanligtvis för reflex-baserade åtgärder 25 flera studier tyder på att lägre doser behövs för svaren på operanta analyser 26,27,28. Höga läkemedelsdoser kan också störa operanta åtgärder men dessa är detekterbara med OPAD 6. Andra studier har också visat att tröskelvärdena för flykt från en smärtsam stimulus är olika för operant versus reflex-baserade åtgärder 29,2,30 tyder på en stor skillnad mellan ett djurens smärtupplevelse kontra hastigheten på sina spinala reflexer. En fördel med OPAD är att gnagare kan välja om eller inte att utföra uppgiften, detta gör att gnagare att uttrycka flykt eller undvikande beteende. Denna komplexa beteende kräver kortikala beslutsfattande för att styra mängden nociception gnagare känns 14,29,15,30. Medan flykt och undvikande beteenden kan störa reflex baserade åtgärder dessa smärta beteenden är en integrerad del av OPAD. Skillnaderna i smärttröskeln och lägre doser av opioider behövs för operant analyser tyder på en högre känslighet för smärta och smärtlindring än traditionella reflex-baserade åtgärder.

Fastän OPAD kan mäta smärtan mer direkt än traditionella analyser, flera experimentella förhållanden och droger kan ha en negativ effekt på denna analys och måste kontrolleras för. Alterationsi appetitive motivation kan förändra beteendet på denna analys. Detta kan avspeglas genom en skillnad i belöning i sig 31 eller motivationen för belöningen 6. Försiktighet måste vidtas för att se till att djurets motivation för belöningen är konstant eftersom många läkemedel kan störa motivation. Exempelvis kan höga doser av morfin och andra opioider orsaka hyperfagi för söta, fettämnen 32 som kommer att förändra svara på skärmen operant orofacial analysen 6. Även om detta inte tyder på att denna operant-baserade belöning-konflikten paradigm har större konsekvenser för användning inklusive områdena ångest och missbruk (dvs. ändra givande aspekterna i närvaro av en viss smärtsam stimulus) är det viktigt att kontrollera för begärstillfredsställande förändringar under smärta testa sessioner. Dessa förändringar i motivation visas inte på dessa kliniskt relevanta lägre doser, men de smärtstillande effekter förblir intakt 3. Ett sätt att fortsrol för detta möjligt förväxla är att säkerställa att dosen av det bestämda läkemedlet ökar inte beteende vid en neutral (33 till 37 ° C) temperatur. Testa ett läkemedel mot en icke-läkemedelsgrupp vid en neutral temperatur bör vara ett första steg innan du lägger ett smärtkomponent. Dessutom, med tanke på att flera grundläggande sessioner är möjliga inom en testperiod med OPAD dessa frågor kan detekteras och kan styras för inom en enda beteendemässiga session. Eftersom den fasta schemat kan förändra motivationen för denna analys är det viktigt att hålla detta konsekvent. Vi gör normalt en natts fasta, men andra scheman är möjliga. Till exempel har vi experimenterat med en daglig kort snabb av 6 h före (opublicerade resultat). Detta gör det möjligt för att testa dagligen istället för varannan dag. Dessutom har unfasted råttor svarade också bra på analysen 9. Oavsett fastande tekniker används är det främst viktigt att hålla det konsekvent genom att testa att kontrollera för motivationsfaktorer.

(t.ex. svansen flick, von Frey filament) som varken mjukvara-driven eller hög genomströmning. Programvaran-drivna system ger ett betydande framsteg för hur beteendestudier är utformade och hur data samlas in och analyseras och en ökad användning av denna analys kommer att ge grundläggande smärtforskning att bli mer kliniskt översättas i framtiden. Detta system förväntas ha en betydande inverkan på Advancing framtida forskning relaterad till smärta eftersom dessa operanta beteendestudier kan ge den nödvändiga länken för att förstå påverkan av högre ordningens strukturer på total smärta beteende.

Disclosures

Richard Mills och Chris Lloyd är anställda i Stoelting Co

Produktion och fri tillgång till den här artikeln är sponsrad av Stoelting Co

Acknowledgments

National Institute on Drug Abuse, NIH bevilja 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).
Användning av Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) för att mäta förändringar 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