Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

إجراء رواية لتقييم خصائص التسليح من Tastants في الجرذان المختبرية: استثابي داخل الفم، إدارة الذات

Published: February 6, 2014 doi: 10.3791/50956
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Psychology, University of Guelph

Summary

تقيم الدراسة الحالية إجراء رواية لتقييم آثار يعزز من الحلول قبولا في الفئران المختبرية: داخل الفم الإدارة الذاتية. تحقيقا لهذه الغاية، فعال الاستجابة (أي رافعة الضغط) للدفعات داخل الفم من الحلول حلوة بتركيزات مختلفة تم قياس المستمر والتدريجي على نسب جداول التعزيز.

Abstract

وتصف هذه الورقة طريقة جديدة لدراسة أساس الحيوية السلوكية من الإدمان على الطعام. هذا الأسلوب يجمع بين المكون الجراحية الذوق التفاعل مع الجوانب السلوكية فعال الإدارة الذاتية للمخدرات. تحت التخدير العام وجيزة جدا، يتم زرعها الفئران مع قنية داخل الفم (IO) التي تتيح تقديم حلول الاختبار مباشرة في تجويف الفم. ثم يتم اختبار الحيوانات في غرف فعال الإدارة الذاتية حيث يمكنهم الضغط على رافعة لتلقي دفعات IO من حلول الاختبار. IO الإدارة الذاتية لديها العديد من المزايا أكثر من الإجراءات التجريبية التي تنطوي على شرب محلول من صنبور أو فعال الاستجابة لكريات صلبة أو حلول تسليمها في وعاء. هنا، وتبين لنا أن IO الإدارة الذاتية يمكن استخدامها لدراسة الإدارة الذاتية من شراب الذرة عالي الفركتوز (شراب الذرة). تم اختبار الفئران الأولى للإدارة الذاتية على نسبة تقدمية (PR) الجدول الزمني، الذي يقيم أكبر قدر ممكن من المرجعالسلوك ايرانت التي من شأنها أن تنبعث لتركيزات مختلفة من شراب الذرة مثال (8٪، 25٪، و 50٪). بعد هذا الاختبار، الفئران ذاتيا هذه التركيزات على جدول التعزيز المستمر (أي ضخ واحدة لكل الصحافة رافعة) لمدة 10 أيام متتالية (1 الدورة / يوم، كل ساعة 3 دائم)، وبعد ذلك تم اختبارها على الجدول الزمني للعلاقات العامة . على جدول التعزيز المستمر، استغرق أقل من الفئران دفعات تركيزات أعلى من ذلك، على الرغم من أن أقل تركيز من شراب الذرة (8٪) الحفاظ على أكثر متغير الإدارة الذاتية. علاوة على ذلك، كشفت الاختبارات PR أن 8٪ وكان أقل قيمة التسليح من 25٪ و 50٪. وتشير هذه النتائج إلى أن IO الإدارة الذاتية يمكن استخدامها لدراسة واقتناء وصيانة الاستجابة لحلول حلوة. حساسية الاستجابة فعال للاختلافات في التركيز وجدول التعزيز يجعل IO الإدارة الذاتية إجراء مثالية للتحقيق في بيولوجيا الأعصاب من السعرات الطوعية سو الحلويات.

Introduction

دراسة أساس العصبية والسلوكية من الإدمان على الطعام يعتمد على الملاحظات التي، على غرار تعاطي المخدرات، والاستهلاك المفرط للأطعمة قبولا يعزز الاعتماد السلوكية 1-4 ويدفع تغييرات في الدماغ الدوائر مكافأة في كل من البشر والمختبر 5-6 الحيوانات 7-8. ولكن، في حين أن هناك العديد من البروتوكولات والإجراءات لدراسة خصائص الادمان من تعاطي المخدرات في الفئران المختبرية، والتكيف مع هذه الأساليب لتقييم السلوكيات "الادمان" الناجم عن الطعام تحديات فريدة من نوعها. وكان الهدف من الدراسة الحالية لتطبيق مبادئ فعال في الوريد (IV) المخدرات الإدارة الذاتية للتحقيق في فعال الإدارة الذاتية من الحلول حلوة ألقاها داخل الفم (IO) الحقن في الوريد. كان الحلو يعملون عالية الفركتوز شراب الذرة (شراب الذرة) لأنه، على الرغم من المثير للجدل، وهناك أدلة على أن شراب الذرة قد تكون مرتبطة لوباء البدانة الحديث 9-12.

تقليديا، يتم تسليم دفعات IO لدراسة استساغة من حيث الطعم tastants التجارب التفاعل 13. لفترة وجيزة، يتم زرع وقنية IO جراحيا في الخد من الفئران ودفعات IO الحلول المختلفة يتم تسليمها بشكل سلبي 14. الهدف هو دراسة التفاعلات فموي وجهي من الحيوانات إلى tastants. ومع ذلك، كما تم زرع قنية IO مزمنة في الحنك من الفئران لتحديد ما إذا كانوا تعلم كيفية الضغط على رافعة لحلول لبث الذاتي مباشرة في تجويف الفم بهم؛ وبالتالي فإن مصطلح IO الحقن الذاتي 15-17. في الدراسة الحالية، ونحن تصف الإجراء الذي يستخدم عملية جراحية بسيطة والتي تسمح على المدى الطويل فعال اختبار الإدارة الذاتية. هذا الإجراء له عدة مزايا هامة على الإجراءات التقليدية التي تنطوي على شرب محلول من صنبور (أ)، أو فعال الاستجابة لكريات صلبة (ب)، أو فعال الاستجابة لقطرات من السوائل تسليمها في وعاء(ج).

بالمقارنة مع (أ)، ويشمل IO الإدارة الذاتية استجابة فعال (أي الضغط على ذراع)، وبالتالي فمن الممكن تعديل الجدول الزمني الذي ينظم العلاقة بين متطلبات الاستجابة وتسليم دفعات IO. على سبيل المثال، من خلال استخدام نسبة تقدمية (PR) الجدول الزمني، حيث الاستجابات المطلوبة للدفعات المتعاقبة تزيد أضعافا مضاعفة خلال الدورة 18، فمن الممكن لتقييم مدى حيوان "يريد" ضخ 19 المقبلة. هذا الجانب الهام من "يسعى" سلوك لا يمكن تقييمها عندما تشرب الحيوانات حل من صنبور، ما لم يعمل جهاز خاص يتحكم تسليم السوائل وتراقب ردود 20. علاوة على ذلك، يوفر IO الإدارة الذاتية وسيلة لمقارنة السلوك بدافع من المحفزات تعزيز مختلفة. وهذا يعني أنه من الممكن مقارنة فعال المجيبة التي تحتفظ بها الحلوى والمعززات أخرى مثل تعاطي المخدرات فيما يسمى ب "الدراسات تبديل."

بالمقارنة مع (ب)، ويسمح IO الادارة الذاتية اختبار أي تركيز وأي حجم أي للذوبان في الماء المضافات الغذائية. هذا أمر بالغ الأهمية لدراسة السلوك بدافع من الحلويات مثل شراب الذرة لأنه، إلى حد علمنا، لا توجد الكريات المتاحة تجاريا صلبة من الفركتوز، أو مزيج الفركتوز الجلوكوز في نسب مختلفة، من شأنها أن تكون مناسبة لغرف فعال. أيضا، أهمية السيطرة والتلاعب نسب تركيز / حجم إلزامي في التجارب حيث يمكن التضمين تناول كل من قيمة السعرات الحرارية للحل (مما يؤدي إلى التخمة المغذيات محددة) ومقدار من هذا الحل يمكن أن تستهلك في غضون معين فترة من الزمن (أي الامتلاء) 21. IO الإدارة الذاتية أيضا تقصير التأخير بين الاستجابة فعال وتسليم معزز الابتدائي، أحد العوامل التي تلعب دورا هاما في اكتساب وmainteالأصغر من السلوك فعال 16،22-23.

أخيرا، بالمقارنة مع (ج)، IO الإدارة الذاتية تتيح تقديم دفعات IO السلبي كميات رقابة من محلول الاختبار، وهذا يجعل من الممكن لقياس الاستجابات فموي وجهي من "تروق" (رد فعل المتعة الموضوعية، مثل نتوءات اللسان 24 -25) وسواء كانت هذه الاستجابات تغيير IO خلال الإدارة الذاتية. وعلاوة على ذلك، فإن القدرة على إدارة دفعات IO السلبي لها تطبيقات هامة لدراسة الانتكاس في الغذاء التماس. وهذا هو، في دراسات الرابع المخدرات الإدارة الذاتية، وبعد فترات من الانقراض، يعبي المخدرات (أي إعطاء جرعة صغيرة من العقار 26) يمكن "إعادة" الاستجابة 27-28. ولذلك، فإن القدرة على تقديم دفعات IO دون اتخاذ أي إجراء من جانب الحيوان يمكن استخدامها لدراسة "الغذاء" معبي إعادة، فضلا عن إمكانية إعادة الصليب بين الغذاء ومن تعاطي المخدرات.

IO الإدارة الذاتية من الحلول الحلو هو أيضا أفضل من الرابع وداخل المعدة الإدارة الذاتية. في الواقع، على الرغم من الرابع دفعات من الفركتوز في كل من البشر والحيوانات المختبرية تنتج عواقب فيزيولوجية مماثلة لتلك التي لوحظت بعد استهلاك عن طريق الفم 29-31، وهذا هو نموذج من الفقراء كيف يتم استهلاك الحلويات عادة (أي شفويا). علاوة على ذلك، الإشارات الذوقية التي تنتجها المضغ تضفي معلومات هامة حول استساغة من المواد الغذائية، وعندما تم حذف هذه المرحلة من عملية الهضم، يتم تقليل التنمية من السلوكيات غير القادرة على التأقلم مثل الإفراط في تناول الطعام 32-33.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. رعاية الحيوان والإسكان

تمت الموافقة على جميع التجارب من قبل لجنة رعاية الحيوان من جامعة جويلف، وتنفذ وفقا لتوصيات المجلس الكندي للرعاية الحيوان. وتشمل الدراسة الحالية 22 الكبار الذكور سبراغ داولي الفئران (QC نهر تشارلز،) وزنها 200-225 ز في بداية التجربة.

  1. الفئران بيت واحد والمحافظة عليها على ضوء / دورة عكس الظلام (7:00 OFF - 07:00 ON) مع إعلان بالمال وبالشهرة أيضا الحصول على الطعام والماء إلا عندما يتبين خلاف ذلك، أو أثناء الاختبار السلوكية التي تحدث خلال دورة نشطة.
  2. روض الفئران إلى غرفة المستعمرة والتعامل مع الإنسان من وزنها يوميا لمدة أسبوع واحد قبل الجراحة.

2. داخل الفم جراحة القسطرة: مواد وإجراءات

وصفت داخل الفم (IO) جراحة والمواد في Limebeer وآخرون. 14

  1. إلى الإنشاءاتر قنية IO، وقطع قطعة من الأنابيب البلاستيكية البولي ايثيلين الى حوالي 130 ملم في الطول (قطرها الداخلي 0.86 مم وقطرها الخارجي من 1.27 ملم).
  2. أنبوب لتأمينها في تجويف الفم يتطلب نهاية شفة (~ 5 مم في القطر). إنشاء هذا نهاية شفة عن طريق تسخين نهاية الأنبوب مع حام الحديد لمدة 2-5 ثانية ثم تتسطح على الفور حافة ساخنة من الأنبوب على سطح مستو. قطع قرص شبكة الجراحية (حوالي 6-7 مم لتناسب جميع أنحاء القطر من نهاية ذات حواف من قنية) والخيط وضعها على طول الأنبوب حتى تقع القرص ضد الجزء الخلفي من نهاية ذات حواف من قنية IO.
  3. لكل قنية IO، وقطع إضافية واحدة القرص الجراحية الشبكة (8 مليمتر في القطر) وثلاثة مربعات من فرقة مرنة (6 مم × 6 مم، وانظر الشكل 1).
  4. تعقيم قنية IO، وأقراص شبكة الجراحية، والساحات مرونة في محلول مضاد للجراثيم مدة لا تقل عن 24 ساعة قبل الجراحة.
  5. قبل الجراحة، وجميع الأدوات الجراحية utoclave وتطهير الحقل الجراحي. بين العمليات الجراحية، واستخدام معقم الزجاج حبة لتعقيم الأدوات، وارتداء hairnet، والقفازات النتريل، والأقنعة الجراحية للحفاظ على ظروف معقمة.

تسكين وتخدير

  1. ما يقرب من 30 دقيقة قبل الجراحة تدير الحقن تحت الجلد (SC) من Depocillin المضادات الحيوية (0.33 ملغ / كلغ) ومسكن ميلوكسيكام (5 ملغ / كغ SC).
  2. لحث التخدير العام باستخدام isoflurane و4 (٪ الاستقراء وصيانة 3٪).
  3. مرة واحدة الفئران لا تستجيب لقرصة أخمص قدميه، وقبل اتخاذ أي شقوق، واستخدام القطن يميل مسحة لإدارة مخدر موضعي على طول الخد الأيسر الداخلية من الفئران حيث قنية هو أن تزرع، وحقن مخدر موضعي مثل يدوكائين حمض الهيدروكلوريك في موقع شق لإبرة الخزعة (قاعدة العنق) وغطاء الرأس (فروة الرأس).
  4. تطبيق مرهم العين التشحيم لكلتا العينين قبل بداية الطفرةراي.

العمليات الجراحية

  1. يحلق 10 مم × 10 مم رقعة من الشعر عند قاعدة العنق. استخدام الشاش المعقم لالمسحة وتطهير منطقة حلق بالترتيب التالي: صابون مضاد للجراثيم، الآيزوبروبيل الكحول 70٪، وبتدين.
  2. إدراج 15 G إبرة الفولاذ المقاوم للصدأ في قاعدة العنق وتحريكه تحت الجلد حول الأذن إلى الخد الأيسر. ضع طرف الإبرة وتمريرها من خلال الخد وراء الرحى الأولى داخل تجويف الفم.
  3. تمرير قنية IO من خلال رأس الإبرة جاحظ من تجويف الفم ثم قم بإزالة الإبرة ولم يتبق سوى قنية IO.
  4. كاتب الموضوع واحد قرص شبكة الجراحية تليها ثلاثة أقراص مرنة مربع على الجزء الخارجي للقنية IO والاستفادة منها على الجلد تتعرض في الجزء الخلفي من الرقبة إلى الاستقرار فيه.
  5. تدفق قنية IO مع شطف الفم المضادة للبكتيريا
  6. قبل بداية عملية جراحية، تعديل الترباس نايلون(28 ملم طول؛ 4 مم نقطة و 8 ملم الرأس) لإزالة رأسه ونحت 2 مم الأخدود على طول الخيط (انظر الشكل 2).
  7. يحلق على 10 ملم × 20 ملم شريط من الشعر على طول خط الوسط من الرأس. استخدام الشاش المعقم لالمسحة وتطهير منطقة حلق بالترتيب التالي: صابون مضاد للجراثيم، الآيزوبروبيل الكحول 70٪، وبتدين.
  8. استخدام مشرط الجراحي لجعل 20 مم شق طويل على طول الدرز السهمي. استخدام الحفر اليد لجعل الثقوب 4 (2 على كل جانب من الخيط) واستخدام اليد التي عقدت سائق المسمار لتأمين أربعة مسامير المجوهرات في الجمجمة.
  9. وضع الترباس في وسط المجوهرات المسامير الأربعة مع الأخدود وضع نحو الخلفي من الحيوان. جبل الترباس في الجمجمة من الفئران من خلال بناء مترسة الرأس مع الاسمنت الأسنان (استخدام الاسمنت الأسنان كافية لتغطية سطح مسامير المجوهرات). تسمح الاسمنت الأسنان لتجف قبل إزالة الحيوان من حقل الجراحية والتخدير إنهاء.
رصد والرعاية اللاحقة للعمليات الجراحية

  1. فردي الفئران منزل في أقفاص سريرا التالية مباشرة لعملية جراحية ومراقبة عن كثب لمدة 24 ساعة.
  2. تدير الحقنة الثانية من مسكن ميلوكسيكام 24 ساعة بعد الجراحة وطرد قنية IO مع غسيل الفم المضادة للبكتيريا مرة واحدة / يوم لمدة ثلاثة أيام.

إعطاء الفئران 3-5 أيام للتعافي من عملية جراحية قبل بداية التجربة.

3. IO إجراءات إدارة الذات

جهاز

للإدارة الذاتية، وتستخدم زجاجي الغرف تكييف هواء فعال، ويتم وضع كل من المجلسين في أكبر مربع الخشب الرقائقي، تخفيف الصوت. كل غرفة تكييف هواء فعال لديه ضوء البيت (28 V) واثنين من العتلات قابل للسحب (نشطة وغير نشطة) تقع على طرفي نقيض من الغرفة، 8 سم فوق الأرض. يتم توصيل ذراع نشطة لمضخة التسريب وضع الرافضةيقع IDE غرفة العزل الصوت والضوء الأبيض (28 W) 3 سم فوقه لتكون بمثابة ضوء التحفيز يقترن تسليم دفعات IO. يقدم ذراع نشط للسيطرة على خط الأساس، والسلوك فعال nonreinforced؛ ذراع الضغط على هذا لا يوجد لديه ذلك، ولكن يتم تسجيل جميع المطابع.

غذاء

  1. توفر الفئران مع تشاو الفئران القياسية (3.1 كيلو كالوري / ز) في قفص وطنهم.
  2. تمييع عالية الفركتوز شراب الذرة (صيغة 55٪) لثلاثة تركيزات مختلفة (8٪ = 0.026 kcal/80 ميكرولتر التسريب؛ 25٪ = 0.08 kcal/80 ضخ ميكرولتر و 50٪ = 0.17 kcal/80 ميكرولتر التسريب) باستخدام المياه التناضح العكسي. ويتم اختيار هذه التركيزات لأن كل تنتج اللزوجة غير مناسبة لتسليم السريع دفعات (2.5 ثانية) IO نظرا لجهاز التجريبية (أي قطر من الحقن والأنابيب).

الحرمان من الطعام

من أجل تسهيل الحصول علىIO إدارة الذات، ولكن تعزيز النمو الطبيعي، وتدوير الفئران خلال فترات الحرمان من الطعام وبالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية الوصول إلى تشاو الفئران القياسية.

  1. وزن الفئران يوميا في الساعة 7 مساء وإزالة تشاو من حوض التغذية من القفص.
  2. في اليوم التالي، تزن الجرذان في تمام الساعة 12:00 مساء (في وقت لاحق ما يقرب من 18 ساعة) وتبدأ IO الإدارة الذاتية من قبل 01:00.
  3. العودة الفئران لأقفاص وطنهم الساعة 4:00 مساء وتوفير الوصول بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية لتشاو لمدة 3 ساعة متتالية. ثم، وتسجيل وزن الفئران والمبلغ الإجمالي للتشاو يستهلك أكثر من ثلاث ساعات. استئناف الحرمان من الطعام كما هو موضح.

عام IO الإجراء الإدارة الذاتية

يتم تقييم فعال الاستجابة للدفعات IO من شراب الذرة على العلاقات العامة وجداول المستمر من التعزيز. يتم اختبار الفئران في IO الإدارة الذاتية حتى كمية غير مستقرة كما هو محدد من قبل: 1) اختلاف كبير في الاستجابة بين النشطة وINACTIVE العتلات لا يقل عن 2 دورات متتالية، و 2) تباين أقل من 20٪ في عدد دفعات حصل في كل دورة لمدة 2 جلسات متتالية. تبدأ كل دورة 6 ساعة في دورة الظلام، ويستمر 3 ساعة. تتكون المرحلة اقتناء 10 IO دورات الإدارة الذاتية متتالية على جدول زمني مستمر من التعزيز، والفئران تتلقى PR اختبار على مدار 24 ساعة واحدة قبل بداية اقتناء (اختبار العلاقات العامة I) و 24 ساعة بعد الدورة اقتناء النهائي (اختبار العلاقات العامة II). لاختبارات العلاقات العامة، يتم تعريف نقطة (BP)، والتسريب مشاركة وردت قبل توقف عن الاستجابة على ذراع نشط لا يقل عن 1 ساعة 18.

  1. الجرذان موازنة على أساس الأوزان التي اتخذت لمدة ثلاثة أيام قبل بدء التجربة وتعيين الجرذان في تقرير المصير، إدارة واحد من ثلاثة تجمعات HFCS: 8٪، 25٪، أو 50٪.
  2. وزن الفئران في الساعة 12:00 ونقلها من غرفة إلى غرفة مستعمرة الاختبار في أقفاص وطنهم. لإزالة الطعام أو بدينانوغرام التي يمكن أن تتراكم في قنية IO، ضخ الهواء من خلال قنية باستخدام حقنة 12 مل ثابتة مع إبرة 16 G مع 50 ملم من أنابيب البولي ايثيلين (قطرها الداخلي 1.14 مم وقطرها الخارجي من 1.57 ملم) تعلق على نهاية.
  3. في غرفة فعال، وربط قنية IO لأنابيب Tygon (قطرها الداخلي 0.02 مم وقطرها الخارجي من 1.53 ملم) بواسطة رمح شيدت من تعديل G 20 إبرة (إزالة المحور من البلاستيك وتلميح مشطوف). ضع الجزء السفلي من الأنبوب (أي أقرب إلى الحيوان) داخل بستان من الترباس. يتم توصيل جزء أعلى من الأنبوب إلى قطب، ويحميها الربيع. ربط قاعدة الربيع للموضوع من الترباس شنت على رئيس الفئران.
  4. إعطاء الفئران خمس دقائق للتأقلم إلى غرفة فعال ومن ثم تبدأ دورة الإدارة الذاتية IO. تبدأ الدورة الادارة الذاتية IO مع تفعيل ضوء المنزل، ودخول اثنان العتلات قابل، وإضاءة للالتحفيز ضوء فوق ذراع نشط لمدة 30 ثانية.
  5. لاختبار العلاقات العامة الأول، استخدام الجدول الزمني للعلاقات العامة التي وصفها ريتشاردسون وRoberts18 (نسبة استجابة التصعيد = (5 ه (عدد حقن س 0.2)) - 5).
  6. لجلسات اكتساب 1-10، واستخدام الجدول الزمني المستمر من التعزيز حيث كل ضغطة على نتائج ذراع نشط في تقديم ضخ 80 ميكرولتر من محلول الاختبار أكثر من 2.5 ثوانى.
  7. لإتاحة الوقت الكافي للابتلاع، فرض فترة المهلة من 27.5 ثانية خلالها يتم سحب ذراع نشطة ويتم تنشيط ضوء التحفيز (يمكن الحصول على أي الفئران ضخ IO كل 30 ثانية). لا تفرض حدا على عدد من دفعات يمكن الحصول عليها في كل دورة الإدارة الذاتية IO.
  8. إذا لا تجعل الفئران استجابة على ذراع نشط لمدة 20 دقيقة على التوالي، رئيس الفئران (فتح غرفة فعال وتسهيل الفئران الضغط مرة واحدة على ذراع نشط). رئيس الحيوانات كل 20 دقيقة حتى 5x/session دودق الأيام الثلاثة الأولى من اقتناء فقط.
  9. إدارة العلاقات العامة الاختبار الثاني باستخدام المعلمات هو موضح في الخطوة 3.10.
  10. بعد جلسات الإدارة الذاتية IO، وإزالة الفئران من غرف فعال، تدفق قنية IO مع 2.0 مل من الماء باستخدام نفس مواد وصفها في 3.7، والعودة إلى قفص الفئران وطنهم في غرفة مستعمرة.
  11. بعد ثلاث ساعات من إعلان بالمال وبالشهرة أيضا الوصول إلى تشاو الفئران والجرذان الوزن في الساعة 7:00 مساء، وإزالة الطعام من حوض التغذية، واستئناف الحرمان من الطعام.

ويتم تحليل البيانات الإدارة الذاتية باستخدام اثنين عامل المتكررة التدابير تحليلات التباين (أنوفا). كانوا يعملون مقارنات متعددة باستخدام أسلوب الطالب، نيومان، Keuls (α = 0.05) لاستكشاف أي تفاعلات كبيرة أو الآثار الرئيسية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

اقتناء IO الإدارة الذاتية

يمثل الشكل 3 فعال الاستجابة على العتلات النشطة وغير النشطة خلال الإدارة الذاتية من 8٪، 25٪، أو 50٪ شراب الذرة لمدة 10 جلسات متتالية. الفئران اكتساب IO الإدارة الذاتية من شراب الذرة في الدورات الثلاث الأولى والحفاظ على ذراع نشط مستقرة الاستجابة (كما هو موضح أعلاه) للفترة المتبقية من التملك. الاختلافات تعتمد على التركيز في الردود ذراع نشطة واضحة أيضا: مقارنة ب 25٪، والاستجابة أقل بكثير في الفئران ذات الإدارة الذاتية 50٪ شراب الذرة. لاختبار أدنى تركيز (8٪) يحافظ على المستوى المتوسط ​​من المجيبة فعال يتميز تقلب الفردية العالي في المدخول.

اختبارات نسبة التقدمية

يتم تمثيل ردود ذراع نشط وBP على اختبارات العلاقات العامة في أرقام 4 و 5 على التوالي. على اختبار الأول، هناك متواضعة الاستجابة لجميع تركيزات مركبات الكربون. ومع ذلك، فإن الاختلافات مجموعة تظهر على اختبار الثاني مع تركيزات أعلى توليد المزيد من الاستجابة ونقطة أساس أعلى.

الشكل 1
الشكل 1. كاملة IO قنية مع نهاية شفة، شبكة القرص (يسار) مع أقراص مرنة وشبكات الإضافية المطلوبة لتأمين قنية بمجرد زرعها (يمين).

الرقم 2
الشكل 2. الترباس نايلون قبل التعديل (يسار). الترباس نايلون (يمين) بعد إزالة الرأس وإضافة 2 مم الأخدود على طول الخيط.

es/ftp_upload/50956/50956fig3highres.jpg "سرك =" / files/ftp_upload/50956/50956fig3.jpg "/>
الرقم 3. يعني (SEM) عدد الردود نشطة وغير نشطة رافعة أدلى بها الفئران الاستجابة على الجدول الزمني المستمر من التعزيز لمدة 8٪ (ن = 6)، 25٪ (ن = 8) أو 50٪ (ن = 8) الفركتوز عالية شراب الذرة. يمثل النجمة مفردة ومزدوجة الاختلافات مجموعة كبيرة في استجابات ذراع نشط بين الفئران ذات الإدارة الذاتية 25٪ و 50٪، و 25٪ و 8٪ على التوالي (ع <0.05).

الرقم 4
. الرقم 4 يعني (SEM) عدد الردود ذراع نشط من الفئران الاستجابة على الجدول الزمني للعلاقات العامة لمدة 8٪، 25٪، أو 50٪ شراب الذرة تم اختبار الفئران مرتين على الجدول الزمني للعلاقات العامة؛ قبل (PR اختبار I) وبعد ( PR اختبار الثاني) الاستجابة لنفس المشتركncentration من شراب الذرة لمدة 10 يوما من IO الإدارة الذاتية على جدول زمني مستمر لتعزيز موقفها. العلامة النجمية واحد يشير إلى وجود اختلاف كبير في ردود ذراع نشط بين PR اختبار الأول والثاني اختبار العلاقات العامة. العلامة النجمية المزدوجة يشير إلى اختلافات كبيرة في مجموعة الاستجابات ذراع نشط في المقارنة إلى مجموعة 8٪ ع (<0.05).

الرقم 5
الرقم 5. يعني (SEM) توقف عن الاستجابة على الفئران بواسطة العلاقات العامة لمدة 8٪، 25٪، أو 50٪ شراب الذرة التي تحققت. يشير النجمة واحدة اختلاف كبير في ردود ذراع نشط بين PR اختبار الأول والثاني اختبار العلاقات العامة. العلامة النجمية المزدوجة يشير إلى اختلافات كبيرة في مجموعة الاستجابات ذراع نشط في المقارنة إلى مجموعة 8٪ (P <0.05).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يوضح الدراسة الحالية نهجا جديدا لتقييم خصائص يعزز من الحلول الحلو من خلال الجمع بين الأساليب المستخدمة تقليديا لدراسة السلوك بدافع من تعاطي المخدرات (في الوريد فعال الإدارة الذاتية) وتقييم استساغة من tastants (التفاعل من خلال ضخ طعم داخل الفم). تحقيقا لهذه الغاية، في ظل وجيزة جدا التخدير التي يسببها isoflurane و، يتم زرعها الفئران مع قنية IO الذي يسمح لتقديم حلول الاختبار مباشرة في أفواههم. بعد الشفاء من الجراحة، ويتم اختبار الحيوانات في غرف فعال الإدارة الذاتية حيث يمكنهم الضغط على رافعة لتلقي دفعات IO من حلول الاختبار.

باستخدام الإجراء الادارة الذاتية IO أنشأنا ما يلي: 1) الفئران اكتساب والحفاظ على IO الادارة الذاتية من تركيزات مختلفة من شراب الذرة، 2) ضبط سلوك الفئران الادارة الذاتية وفقا لتركيزات مختلفة من شراب الذرة، و 3) أعلى concentratio نانوثانية من شراب الذرة العالي تولد الاستجابة على الجدول الزمني للعلاقات العامة من الإدارة الذاتية.

وتشير هذه النتائج بوضوح أن السلوك IO الإدارة الذاتية ينظمها عواقب ما بعد ingestional من شراب الذرة. في الواقع، وفقا لجدول التعزيز المستمر والجرذان تأخذ أقل دفعات عند تركيز أعلى (مقارنة بنسبة 25٪ و 50٪ في الشكل 3). علاوة على ذلك، على تركيز منخفض من شراب الذرة (8٪) يحافظ متغير الإدارة الذاتية على جدول زمني مستمر، واختبار العلاقات العامة تشير إلى أن 8٪ لديها أقل قيمة يعزز النسبية إلى 25٪ و 50٪. هذه الأنماط السلوكية تعكس عن كثب تلك التي لوحظت عند الفئران إدارة الذات جرعات مختلفة من تعاطي المخدرات 34-36. هذه هي الدراسة الأولى التي تظهر داخل الفم فعال الإدارة الذاتية من شراب الذرة عالي الفركتوز في الفئران المختبرية، والتأكد من أن يتم التحكم سلوك الإدارة الذاتية من قبل العواقب التغذوية لهذا السكر خاصة.

ove_content "> عندما توظف IO الإدارة الذاتية، فمن المهم أن تأخذ في الاعتبار مسألة إجرائية، وعندما يتم وضع الحيوان في غرفة فعال ويتم إرفاق قنية IO لأنابيب Tygon، هناك احتمال انقطاع خلال الدورة . لمنع وتصحيح هذه المشكلة، لا بد من مراقبة الحيوانات في كثير من الأحيان للكشف عن التسربات (أي تحقق من تراكم السوائل وهذا هو الظاهر على غطاء الرأس)، بالإضافة إلى ما يقرب من 50-70 ملم من مخارج قنية IO من الخلفي من الحيوان، وبالتالي، قنية IO يمكن أن تمضغ عند الفئران هم في قفص وطنهم. لتصحيح هذه المشكلة، موصل يمكن بناؤها من إبرة 20 G من أجل استبدال جزء مفقود من قنية IO. في الحالات القصوى، وقنية بأكمله يمكن الاستعاضة عن تكرار لعملية جراحية.

يقدم الإجراء الإدارة الذاتية IO رواية ونهج مبتكرة لمعالجة المسائل الهامة المتعلقة neurobioloأساس gical والسلوكية للإدمان الغذاء. الأول، فمن الواضح أن العوامل التي تسهم في زيادة الوزن والسمنة هو الاستهلاك المفرط للأطعمة التي يتم صقلها مع إضافات مثل المحليات لتعزيز استساغة 1-4. وهناك العديد من المحليات التي يشيع استخدامها في الأطعمة، واختلاف في هيكل وبالتالي قيمة السعرات الحرارية وتذوق 37. يمكن استكشاف دور هذه الاختلافات في تعزيز الاستهلاك المفرط منهجي باستخدام IO إدارة الذات. الثانية، وتوافر الأطعمة الادمان لا يمكن أن يكون العامل الوحيد من الإدارة الذاتية المفرطة، كما في حالة تعاطي المخدرات، يجب أن الفروق الفردية / نقاط الضعف أيضا أن تلعب دورا 38-39. IO الإدارة الذاتية، بسبب عنصرها النشط وقابلة للقياس السلوكية، ويمكن تحديد الظواهر الضعيفة وبالتالي تسمح التحقيق في الاختلافات الجينية وجينية الأساسية. الثالث، لا يمكن الحفاظ عليه IO الإدارة الذاتية لفترات طويلة من الزمن، وبالتالي ألوالجناح التحقيق في يرتبط العصبية الحيوية من تناول الطعام الطوعية الادمان والنظام الغذائي الناجم عن السمنة. رابعا، لا يمكن أن يؤديها الرابع وIO دراسات الإدارة الذاتية بالتوازي مع تحديد العوامل العصبية الحيوية المشتركة التي تشارك في تنظيم تناول والانتكاس إلى مكافأة القهري تسعى. أخيرا، ومرة ​​أخرى بسبب عنصرها النشط وقابلة للقياس السلوكية، ويمكن استخدام IO الإدارة الذاتية لاختبار النهج الدوائية جديدة للحد من الاستهلاك المفرط للأغذية مستساغة للغاية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

المؤلفين وجود أي شيء في الكشف عنها.

Acknowledgments

ودعمت هذه الدراسات من المنح المقدمة من مجلس العلوم الطبيعية والبحوث الهندسية في كندا (NSERC) لفلوريدا، وعلى منحة الدراسات العليا الكندية (CGSD) من NSERC لAM.L.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagents
Meloxicam Boehringer Ingelheim Canada Ltd. From the Ontario Veterinary College pharmacy
Procaine Penicillin G Pen Aqueous, Wyeth Animal Health From the Ontario Veterinary College pharmacy
Lidocaine HCl 2% From the Ontario Veterinary College pharmacy
Marcaine 0.5 % From the Ontario Veterinary College pharmacy
Lubricating eye ointment Product can be bought at any pharmacy
2% Lidocaine Viscous Oral (Topical Anesthetic) Pharmascience Inc. CDMV # 14705 100 ml bottle
Isoflurane USP Pharmaceutical Partners of Canada CDMV # 108737 250 ml bottle
Bacti-Stat Merck Sante Animale CDMV # 6449 3.785 L bottle
Isopropyl alcohol (70%) Perdu Pharma Fisher # MPX18404 4 L bottle
Betadine 10% McKesson Canada CDMV # 104826 500 ml bottle
Super Germiphene Ceva Animal Health CDMV # 103629 454 ml bottle
Chlorhexidene (Novadent) Zoetis CDMV # 8908 236 ml bottle
High Fructose Corn Syrup Natures Flavours HFCS-55 1 gal bottle
Materials
PE90 tubing Becton Dickinson and Company VWR # CA-63019-080A 100 ft/coil
PE160 tubing Becton Dickinson and Company VWR # CA-63018-747 100 ft/coil
Polypropylene Mesh Small Parts Inc. CMP-0297-D
Soldering iron Product can be bought at any hardware store
#64 Elastic bands Staples Office supplies Item # 13556 Product can be bought at any office supply store
15 G Thin-walled 3.5 in needles VWR # CABD1108 12 needles/pack
Electric razor (1/2 in wide blade) Product can be bought at any pet supply store
Precision Glide Needles 20 G needles (1½ in) Becton Dickinson and Company Fisher # 14-826D
Precision Glide Needles 16 G needles (1½ in) Becton Dickinson and Company Fisher # 14-826-5D
Operant conditioning chambers Med Associates Inc. ENV-008-CTC
Sound attenuating chamber Med Associates Inc. ENV-018M
MED PC IV software Med Associates Inc. SOF-735
Syringe Pumps Razel Scientific Instruments
Disposable plastic swivel assembly Med Associates Inc. PHM-115I
Tygone Microbore tubing Saint Gobain Performance Plastics Fisher # 1417015B 500 ft/coil

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Avena, N. M., Bocarsly, M. E., Hoebel, B. G., Gold, M. S. Overlaps in the nosology of substance abuse and overeating: the translational implications of "food addiction". Curr. Drug Abuse Rev. 4 (3), 133-139 (2011).
  2. Ifland, J. R., Preuss, H. G., et al. Refined food addiction: a classic substance use disorder. Med. Hyp. 72, 518-526 (2009).
  3. Volkow, N., Wise, R. A. How can drug addiction help us understand obesity. Nat. Neurosci. 8 (5), 555-560 (2005).
  4. Gearhardt, A. N., Davis, C., Kuschner, R., Brownell, K. D. The addiction potential of hyperpalatable foods. Curr. Drug Abuse Rev. 4 (3), 140-145 (2011).
  5. Gearhardt, A. N., Yokum, S., Orr, P. T., Stice, E., Corbin, W. R., Brownell, K. D. Neural correlates of food addiction. Arch. Gen. Psychiatry. 68 (8), 808-816 (2011).
  6. Volkow, N. D., Wang, G., Fowler, J. S., Telang, F. Overlapping neuronal circuits in addiction and obesity: evidence of systems pathology. Philos. Trans. Royal Soc. 363, 3191-3200 (2008).
  7. Alsiö, J., Olszewski, P. K., Levine, A. S., Schiöth, H. B. Feed-forward mechanisms: addiction-like behavioral and molecular adaptations in overeating. Front. Neuroendocrinol. 33 (2), 127-139 (2012).
  8. Johnson, P. M., Kenny, P. J. Dopamine D2 receptors in addiction-like reward dysfunction and compulsive eating in obese rats. Nat. Neurosci. 13 (5), 635-644 (2010).
  9. Bray, G. A., Nielsen, S. J., Popkin, B. M. Consumption of high-fructose corn syrup in beverages may play a role in the epidemic of obesity. Am. J. Clin. Nutr. 79 (4), (2004).
  10. Forshee, R. A., Storey, M. L., et al. A critical examination of the evidence relating high fructose corn syrup and weight gain. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 47 (6), 561-582 (2007).
  11. Moeller, S. M., Fryhofer, S. A., Osbahr, A. J., Robinowitz, The effects of high fructose corn syrup. J. Am. Coll. Nutr. 28 (6), 619-626 (2009).
  12. White, J. S., Foreyt, J. P., Melanson, K. J., Angelopoulos, T. J. High fructose corn syrup: Controversies and common sense. Am. J. Lifestyle Med. 4 (6), 515-520 (2010).
  13. Grill, H. J., Norgren, R. The taste reactivity test. I. Mimetic responses to gustatory stimuli in neurologically normal rats. Brain Res. 143 (2), 263-279 (1978).
  14. Limebeer, C. L., Vemuri, V. K., et al. Inverse agonism of cannabinoid CB1 receptors potentiates LiCl-induced nausea in the conditioned gaping model in rats. Br. J. Pharmacol. 161 (2), 336-349 (2010).
  15. DeBold, R. C., Miller, N. E., Jensen, D. D. Effect of strength of drive determined by a new technique for appetitive classical conditioning of rats. J. Comp. Physiol.Psychol. 59 (1), 102-108 (1965).
  16. Panksepp, J., Trowill, J. A. Intraoral self injection: I. Effects of delay of reinforcement on resistance to extinction and implications for self-stimulation. Psychonomic Sci. 9 (7), 405-406 (1967).
  17. Panksepp, J., Trowill, J. A. Intraoral self injection: II. The simulation of self-stimulation phenomena with a conventional reward. Psychonomic Sci. 9 (7), 407-408 (1967).
  18. Richardson, N. R., Roberts, D. C. Progressive ratio schedules in drug self-administration studies in rats: a method to evaluate reinforcing efficacy. J. Neurosci. Methods. 66, 1-11 (1996).
  19. Berridge, K. C., Robinson, T. E. Parsing reward. Trends Neurosci. 26 (11), 507-501 (2003).
  20. Sclafani, A., Ackroff, K. Reinforcement value of sucrose measured by progressive ratio operant licking in the rat. Physiol. Behav. 79, 663-670 (2003).
  21. Houpt, K. A. Gastrointestinal factors in hunger and satiety. Neurosci. Biobehav. Rev. 6 (2), 145-164 (1982).
  22. Mazur, J. E. Effects of rate of reinforcement and rate of change on choice behaviour in transition. J. Exp. Psychol. 50 (2), 111-128 (1997).
  23. Samaha, A. N., Robinson, T. E. Why does the rapid delivery of drugs to the brain promote addiction. Trends Pharmacol. Sci. 26 (2), 82-87 (2005).
  24. Berridge, K. C., Kringelbach, M. L. Affective neuroscience of pleasure: reward in humans and animals. Psychopharmacology. 199 (3), 457-480 (2008).
  25. Kelley, A. E., Berridge, K. C. The neuroscience of natural rewards: relevance to addictive drugs. J. Neurosci. 22 (9), 3306-3311 (2002).
  26. Shaham, Y., Shalev, U., Lu, L., De Wit, H., Stewart, J. The reinstatement model of drug relapse: history, methodology and major findings. Psychopharmacology. 168 (1-2), 3-20 (2003).
  27. de Wit, H., Stewart, J. Drug reinstatement of heroin-reinforced responding in the rat. Psychopharmacology. 79 (1), 29-31 (1983).
  28. Schmidt, H. D., Anderson, S. M., Famous, K. R., Kumaresan, V., Pierce, R. C. Anatomy and pharmacology of cocaine priming-induced reinstatement of drug seeking. Eur. J. Pharmacol. 526 (1-3), 65-76 (2005).
  29. Dunnigan, M. G., Ford, J. S. A. The insulin response to intravenous fructose in relation to blood glucose levels. J. Clin. Endocrinol. Metab. 40 (4), 629-635 (1975).
  30. Crapo, P. A., Kolterman, O. G., Olefsky, J. M. Effects of oral fructose in normal, diabetic, and impaired glucose tolerance subjects. Diabetes Care. 3 (5), 575-582 (1980).
  31. Lê, K. A., Tappy, L. Metabolic effects of fructose. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 9 (4), 469-475 (2006).
  32. Scheggi, M. E., Secci, G., Marchese, M. G., De Montis, C., Gambarana, Influence of palatability on motivation to operate for caloric and non-caloric food in non food-deprived and food-deprived rats. Neuroscience. 236, (2013).
  33. Sclafani, A., Lucas, F., Ackroff, K. The importance of taste and palatability in carbohydrate-induced overeating in rats. Am. J. Physiol. 270 (6), 1197-1202 (1996).
  34. Roberts, D. C. S., Loh, E. A., Vickers, G. Self-administration of cocaine on a progressive ratio schedule in rats: dose-response relationship and effect of haloperidol pretreatment. Psychopharmacology. 97 (4), 535-538 (1989).
  35. Reilly, S. Reinforcement value of gustatory stimuli determined by progressive ratio Performance. Pharmacol. Biochem. Behav. 63 (2), 301-311 (1999).
  36. Zittel-Lazarini, A., Cador, M., Ahmed, S. H. A critical transition in cocaine self-administration: Behavioral and neurobiological implications. Psychopharmacology. 192 (3), 337-146 (2007).
  37. Stanhope, K. L., Havel, P. J. Endocrine and metabolic effects of consuming beverages sweetened with fructose, glucose, sucrose, or high fructose corn syrup Am. J. Clin. Nutr. 88 (6), 17335-17375 (2008).
  38. Deroche-Gamonet, V., Belin, B., Piazza, P. V. Evidence for addiction-like behaviour in the rat. Science. 305, 1014-1017 (2004).

Tags

السلوك، العدد 84، الإدارة، عن طريق الفم، تكييف، استثابي، التعزيز (علم النفس)، تعزيز الجدول، والذوق، العصبية، ضخ داخل الفم، وغرف فعال، والإدارة الذاتية، وارتفاع سكر الفواكه عصير الذرة، ونسبة التقدمية، نقطة توقف، والإدمان
إجراء رواية لتقييم خصائص التسليح من Tastants في الجرذان المختبرية: استثابي داخل الفم، إدارة الذات
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Levy, A., Limebeer, C. L.,… More

Levy, A., Limebeer, C. L., Ferdinand, J., Shillingford, U., Parker, L. A., Leri, F. A Novel Procedure for Evaluating the Reinforcing Properties of Tastants in Laboratory Rats: Operant Intraoral Self-administration. J. Vis. Exp. (84), e50956, doi:10.3791/50956 (2014).

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