Waiting
Login processing...

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

Behavior

רומן נוהל להערכה על מאפייני חיזוק של Tastants אצל חולדות מעבדה: ממשל עצמי intraoral אופרנטית

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

Summary

המחקר הנוכחי מעריך הליך חדשני להערכת השפעות חיזוק של פתרונות טעימים בחולדות מעבדה: ניהול עצמי intraoral. לשם כך, בתגובה אופרנטית (כלומר ידית לחיצה) לחליטות intraoral של פתרונות מתוקים בריכוזים שונים נמדדה על לוחות זמנים של יחסים מתמשכים והדרגתיים של חיזוק.

Abstract

מאמר זה מתאר שיטה חדשה ללימוד הבסיס ביו ההתנהגותי של התמכרות לאוכל. שיטה זו משלבת את המרכיב כירורגית של תגובתיות טעם בהיבטים התנהגותיים של ממשל עצמי אופרנטית של תרופות. תחת הרדמה כללית קצרה מאוד, חולדות מושתלות עם צינורית intraoral (IO) המאפשרת אספקה ​​של פתרונות בדיקה ישירות בחלל הפה. אז בעלי חיים נבדקים בתאי אופרנטית ממשל עצמי לפיה הם יכולים ללחוץ על ידית כדי לקבל חליטות IO של פתרונות בדיקה. יש ממשל עצמי IO מספר יתרונות על פני הפרוצדורות שכרוכות בשתיית תמיסה מזרבובית או אופרנטית להגיב לכדוריות או פתרונות נמסרו בקיבול מוצק. כאן, אנו מראים כי ממשל עצמי IO יכול להיות מועסק על מנת ללמוד מנהל עצמי של סירופ התירס העתיר פרוקטוז (HFCS). חולדות נבדקו ראשונה לממשל עצמי על פי לוח זמנים יחס מתקדם (PR), אשר מעריך את הסכום המקסימאלי של אופהתנהגות erant שיהיה נפלטת לריכוזים שונים של HFCS (כלומר 8%, 25%, ו50%). בעקבות בדיקה זו, חולדות למילוי עצמי ריכוזים אלה בלוח זמנים מתמשך של חיזוק (כלומר עירוי אחת לכל מנוף לחץ) ל10 ימים רצופים (מושב 1 / יום, כל 3 שעות שנמשכו), ולאחר מכן הם היו להערכה מחדש בלוח הזמנים של יחסי הציבור . בלוח הזמנים של חיזוק הרציף, חולדות לקחו פחות חליטות של ריכוזים גבוהים יותר, אם כי הריכוז הנמוך ביותר של HFCS (8%) שמר על ממשל עצמי משתנה יותר. יתר על כן, בדיקות יחסי הציבור גילו כי 8% ערך חיזוק נמוך מ25% ו50%. תוצאות אלו מצביעות על כך שממשל עצמי IO יכול להיות מועסק על מנת ללמוד רכישה ותחזוקה של להגיב לפתרונות מתוקים. הרגישות של התגובה אופרנטית להבדלים בריכוז ואת לוח זמנים של חיזוקים עושה IO מנהל עצמי הליך אידיאלי לחקור נוירוביולוגיה של הצריכה מרצון of ממתקים.

Introduction

המחקר של הבסיס הנוירוביולוגי וההתנהגותי של התמכרות למזון מסתמך על התצפיות ש, בדומה לתרופות של התעללות, צריכת יתר של מזונות טעימים מקדמת תלות התנהגותית 1-4 וגורם לשינויים במעגלי גמול במוח בבני האדם 5-6 ומעבדה בעלי החיים 7-8. אבל, בעוד ישנם כמה פרוטוקולים ונהלים לחקר התכונות ממכרות של סמים של התעללות בחולדות מעבדה, התאמת שיטות אלה על מנת להעריך התנהגויות "ממכרות" הנגרמות על ידי מזון מציב אתגרים ייחודיים. מטרת המחקר הנוכחי הייתה ליישם עקרונות של (IV) ממשל עצמי אופרנטית תוך ורידי בסמים כדי החקירה של ממשל עצמי אופרנטית של פתרונות מתוקים מועברים על ידי עירוי intraoral (IO). המתוק המועסקים היה סירופ תירס העתיר פרוקטוז (HFCS), כי, אם כי שנוי במחלוקת, יש ראיות כי HFCS עשוי להיות קשור למגיפה המודרנית של השמנת יתר 9-12.

באופן מסורתי, חליטות IO מועברות ללמוד את טעם הערב של tastants בניסויי תגובתיות טעם 13. בקצרה, צינורית IO היא מושתלת בניתוח לתוך הלחי של חולדות וחליטות IO של פתרונות שונים מועברים באופן פסיבי 14. המטרה היא ללמוד את תגובות orofacial של בעלי החיים לtastants. עם זאת, קנולה לIO יש גם מושתל באופן כרוני בחיך של חולדות כדי לקבוע אם הם היו לומדים ללחוץ על מנוף לפתרונות להשרות עצמי ישירות לתוך חלל הפה שלהם, ולכן הטווח IO הזרקה עצמית 15-17. במחקר הנוכחי, אנו מתארים הליך אשר מנצל ניתוח קטן וזה מאפשר בדיקת מנהל עצמי אופרנטית לטווח ארוך. יש הליך זה יש מספר יתרונות משמעותיים על פני הליכים מסורתיים שכוללים שתיית פתרון מזרבובית (א), או אופרנטית להגיב לכדורים מוצקים (ב), או אופרנטית להגיב לטיפין של נוזל מועברות בקיבול(ג).

בהשוואה ל( א), מנהל עצמי IO כרוך תגובה אופרנטית (כלומר לחיצה על מנוף) ולכן זה אפשרי לשנות את לוח הזמנים המסדירים את מערכת היחסים בין דרישות תגובה ואספקה ​​של חליטות IO. לדוגמא, על ידי העסקת יחס מתקדם לוח זמנים (PR), לפיה תשובות הנדרשות לחליטות רצופות להגדיל באופן אקספוננציאלי בתוך מושב 18, אפשר להעריך כמה בעלי חיים "רוצה" העירוי הבא 19. היבט חשוב זה של התנהגות "מחפשת" לא ניתן להעריך מתי חיות לשתות פתרון מזרבובית, אלא אם כן מנגנון מיוחד השולט באספקת נוזלים ועוקב אחר תגובות מועסק 20. יתר על כן, ממשל עצמי IO מספק מתכוון להשוות התנהגויות מונעות על ידי גירויי חיזוק שונים. כלומר, זה אפשרי להשוות אופרנטית להגיב מתוחזק ע"י ממתקים וחיזוקים אחרים כגון תרופות של התעללות במה שנקרא "לימודי חילוף."

בהשוואה ל( ב), מנהל עצמי IO מאפשר בדיקה של כל ריכוז וכל נפח של כל תוסף מזון מסיס במים. זה קריטי כדי ללמוד את התנהגות המונעת על ידי ממתקים כגון HFCS כי, למיטב ידיעתנו, אין כדורים זמינים מסחרי מוצקים של פרוקטוז, או שילובי פרוקטוז גלוקוז ביחסים שונים, שיהיה מתאים לתאי אופרנטית. כמו כן, את החשיבות של שליטה ומניפולצית יחסי ריכוז / נפח היא חובה בניסויים שבם הצריכה יכולה להיות מווסתת על ידי שני את הערך הקלורי של פתרון (שמוביל לשובע תזונתי ספציפית) ועל ידי כמה מפתרון שיכול להיות נצרך בתוך ניתנו פרק זמן (כלומר מלאות) 21. ממשל עצמי IO גם מקצר את העיכוב בין התגובה אופרנטית והמסירה של החיזוק הראשוני, גורם שממלא תפקיד חשוב ברכישה וmainteננסי של התנהגות 16,22-23 אופרנטית.

לבסוף, בהשוואה ל( ג), מנהל עצמי IO מאפשר המשלוח של חליטות IO פסיביות של כמויות מבוקרות של פתרון המבחן, וזה הופך אותו ניתן למדוד את תגובות orofacial של "טעם" (תגובה נהנתנית אובייקטיבית כגון בליטות לשון 24 -25) והאם התגובות הללו להשתנות במהלך ממשל עצמי IO. יתר על כן, היכולת לנהל חליטות IO פסיביות יש יישומים משמעותיים למחקר של הישנות לאוכל שוחרת. כלומר, במחקרים של מנהל עצמי בסמים IV, לאחר תקופות של הכחדה, מספרים ראשוניים בסמים (כלומר ממשל של מנה קטנה של התרופה 26) יכול "להחזיר" להגיב 27-28. לכן, היכולת לספק חליטות IO ללא כל פעולה מצידו של בעל החיים יכולה לשמש גם כדי ללמוד "אוכל" דרוך השבה, כמו גם כינון צלב פוטנציאלי בין מזון ותרופות של התעללות.

IO מנהל עצמי של פתרונות מתוקים הוא גם עדיף על IV ומנהל עצמי תוך קיבה. למעשה, למרות IV חליטות של פרוקטוז בשני בני אדם וחיות מעבדה לייצר השלכות פיסיולוגיות דומות לאלו שנצפו בעקבות הצריכה אוראלית 29-31, זה מודל גרוע של כמה ממתקים הם בדרך כלל נצרכו (כלומר דרך הפה). יתר על כן, התעורר אצלם אותות היוצר על ידי לעיסה להעניק מידע חשוב על טעם הערב של אוכל, וכאשר בשלב זה של תהליך העיכול מושמט, הפיתוח של התנהגויות הסתגלותי כגון אכילת יתר מצטמצם 32-33.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. טיפול בבעלי חיים ושיכון

כל הניסויים אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים מאוניברסיטת Guelph, ומתבצעים בהתאם להמלצות של המועצה הקנדית על טיפול בבעלי חיים. המחקר הנוכחי כולל 22 זכר בוגר חולדות ספראג-Dawley (צ'ארלס ריבר, QC) במשקל 200-225 גרם בתחילת הניסוי.

  1. חולדות יחידה בית ולשמור אותם על מחזור אור / חושך הפוך (7:00 OFF בבוקר - 7:00 בערב ON) גישה כרצונך מודעת מזון ומים אלא אם צוין אחרת, או במהלך בדיקות התנהגותיות אשר מתרחשת במהלך המחזור הפעיל עם.
  2. להרגיל חולדות לחדר המושבה והטיפול באדם על ידי שקילה ביום למשך שבוע אחד לפני הניתוח.

2. כירורגיה Cannulation intraoral: חומרים ונהלים

Intraoral הניתוח (IO) וחומרים המתוארים בLimebeer et al. 14

  1. לconstrucלא צינורית IO, לחתוך חתיכה של צינורות פלסטיק פוליאתילן כ 130 מ"מ האורך (קוטר פנימי של 0.86 מ"מ וקוטר חיצוני של 1.27 מ"מ).
  2. הצינור להיות מאובטחים בחלל הפה מחייב סוף אוגן (~ 5 מ"מ קוטר). צור סוף טבלת מנגנון זה על ידי חימום קצה הצינורית עם מלחם ל2-5 שניות ולאחר מכן מייד לשטח את הקצה המחומם של הצינור על משטח שטוח. חותכים דיסק כירורגית רשת (כ 6-7 בקוטר מ"מ כדי להתאים סביב הקוטר של סוף טבלת המנגנון והצינורית) ולהשחיל אותו על אורכו של הצינור עד לדיסק נשען על הגב של סוף טבלת המנגנון וצינורית IO.
  3. לכל צינורית IO, לחתוך דיסק אחד נוסף כירורגית רשת (8 מ"מ קוטר) ושלושה ריבועים של גומייה (6 מ"מ x 6 מ"מ; ראה איור 1).
  4. לעקר את צינורית IO, דיסקי רשת כירורגית, וריבועי אלסטי בפתרון אנטיבקטריאלי למינימום של 24 שעות לפני הניתוח.
  5. לפני ניתוח,utoclave כל הכלים כירורגיים ולחטא את שדה הניתוח. בין ניתוחים, השתמש מעקר חרוז זכוכית לעקר כלים, וללבוש את רשת שיער, כפפות nitrile, ומסכות כדי לשמור על תנאים אספטיים.

שיכוך כאבים והרדמה

  1. כ 30 דקות לפני הניתוח לנהל הזרקה תת עורית (SC) של Depocillin האנטיביוטיקה (0.33 מ"ג / קילוגרם) והמשכך הכאבים Meloxicam (5 מ"ג / קילוגרם SC).
  2. לגרום להרדמה כללית באמצעות Isoflurane (אינדוקציה 4% ואחזקה של 3%).
  3. ברגע שהחולדות אינן מגיבות לקמצוץ הבוהן, ולפני ביצוע חתכים, השתמש כותנה הטתה ספוגית לניהול הרדמה מקומית לאורך הלחי השמאלי הפנימי של חולדות שבו הצינורית היא להיות מושתלת, ומזריקה חומר הרדמה מקומית כמו לידוקאין HCl ב אתר החתך למחט הביופסיה (בסיס צוואר) וכובע בראש (קרקפת).
  4. החל הסיכה משחה העין כדי שני העיניים לפני תחילת גלר"י.

פרוצדורות כירורגיות

  1. לגלח תיקון x 10 מ"מ 10 מ"מ של שיער בבסיס הצוואר. השתמש gauzes סטרילי כדי לנגב ולנקות את האזור המגולח לפי הסדר הבא: סבון אנטיבקטריאלי, אלכוהול 70% איזופרופיל, ופולידין.
  2. הכנס מחט נירוסטה G 15 בבסיס הצוואר ולהזיז אותו מתחת לעור סביב האוזן ללחי השמאלי. מקם את קצה המחט ולהעביר אותו דרך הלחי מאחורי הטוחנת הראשונה הפנימי של חלל הפה.
  3. להעביר את צינורית IO באמצעות קצה המחט הבולטת מן חלל הפה ולאחר מכן להסיר את המחט ומשאירה רק את צינורית IO.
  4. אשכול דיסק רשת כירורגית אחד ואחריו שלושה דיסקי אלסטי מרובעים על גבי החלק החיצוני של צינורית IO ולמשוך אותם לעור החשוף בחלק האחורי של הצוואר כדי לייצב אותו.
  5. לשטוף את צינורית IO עם שטיפת פה אנטיבקטריאלי
  6. לפני תחילת הניתוח, לשנות בורג ניילון(אורך 28 מ"מ; 4 נקודת מ"מ; 8 ראש מ"מ) כדי להסיר את הראש שלה ולסלול גרוב 2 מ"מ לאורכו של החוט (ראה איור 2).
  7. לגלח רצועת x 20 מ"מ 10 מ"מ של שיער לאורך קו האמצע של הראש. השתמש gauzes סטרילי כדי לנגב ולנקות את האזור המגולח לפי הסדר הבא: סבון אנטיבקטריאלי, אלכוהול 70% איזופרופיל, ופולידין.
  8. השתמש באזמל כירורגי כדי לעשות חתך ארוך 20 מ"מ לאורך תפר sagittal. השתמש ביד תרגיל לעשות 4 חורים (2 בכל צד של התפר) וישתמש במברג החזיק את יד כדי לאבטח את ארבעה ברגי תכשיטנים לגולגולת.
  9. הנח את הבורג במרכז ארבעת ברגי תכשיטנים עם החריץ ממוקם לכיוון האחורי של החיה. הר את הבורג לגולגולת של החולדה על ידי בניית headcap עם מלט שיניים (להשתמש בדבק דנטלי מספיק כדי לכסות את פני השטח של ברגי תכשיטנים). לאפשר מלט השיניים לייבוש לפני הסרת בעלי החיים משדה הניתוח ולסיים את ההרדמה.
ניטור וטיפול שלאחר ניתוח

  1. בנפרד חולדות בית בכלובים עם מיטות מייד לאחר הניתוח ולעקוב מקרוב ל24 שעות.
  2. לנהל זריקה שנייה של Meloxicam 24 לאחר ניתוח שעות משכך כאבים ולשטוף את צינורית IO עם שטיפת פה אנטיבקטריאלי פעם / יום למשך שלושה ימים.

תן חולדות 3-5 ימים כדי להתאושש מניתוח לפני תחילת הניסוי.

3. נהלי ממשל עצמי IO

מנגנון

לממשל עצמי, תאי התניה אופרנטית פרספקס משמשים, וכל תא מוקף בתיבת דיקט הפחתת צליל גדולה יותר. כל תא התניה אופרנטית יש אור בבית (28 V) ושתי ידיות נשלפים (פעילה ולא פעילים) ממוקם בצדדים מנוגדים של החדר, 8 ס"מ מעל הרצפה. המנוף הפעיל מחובר לפסקים ממוקמים משאבת עירויide תא בידוד הקול ואור לבן (W 28) ממוקם 3 ס"מ מעליו לשמש אור גירוי יחד עם המשלוח של חליטות IO. המנוף פעיל משמש לשליטה לתחילת מחקר, התנהגות אופרנטית nonreinforced; לחיצת ידית זו אין תוצאה, אבל כל בתי נרשמים.

מזון

  1. לספק חולדות עם אוכל סטנדרטי עכברוש (3.1 קלוריות / גרם) בכלוב בבית שלהם.
  2. לדלל סירופ תירס הגבוה פרוקטוז (נוסחת 55%) לשלושה ריכוזים שונים (8% = 0.026 עירוי μl kcal/80; 25% = 0.08 kcal/80 עירוי μl; 50% = 0.17 kcal/80 עירוי μl) שימוש במי אוסמוזה הפוך. ריכוזים אלה נבחרו משום שכל אחד מייצר צמיגות מתאימה כדי לספק חליטות (2.5 שניות) IO מהירים בהתחשב במנגנון הניסיוני (כלומר הקוטר של מזרקים וצינורות).

מניעת מזון

על מנת להקל את רכישתIO ממשל עצמי, אך לקדם את הצמיחה נורמלית, הם רכבו על אופני חולדות בתקופות של מחסור באוכל וגישה כרצונך מודעה לאוכל עכברים רגיל.

  1. שוקל חולדות יומיות בשעה 7 בערב, ולהסיר את האוכל מהאבוס של הכלוב.
  2. למחרת, לשקול חולדות בשעה 12:00 (כ 18 שעה מאוחר יותר) ולהתחיל ממשל עצמי IO ידי 01:00.
  3. לחזור חולדות לכלובים בביתם בשעה 4:00 וגישה כרצונך לספק לצ'או ל3 שעות רצופות. לאחר מכן, רשום את המשקל של החולדות והסכום הכולל של האוכל הנצרך בשלוש שעות. קורות חיים מניעת מזון כפי שתואר.

הליך ניהול עצמי הכללי IO

אופרנטית להגיב לחליטות IO של HFCS מוערך על יחסי ציבור ולוחות זמנים מתמשכים של חיזוק. חולדות נבדקו במנהל עצמי IO עד הצריכה היא יציבה כפי שהוגדר על ידי: 1) הבדל משמעותי בתגובה בין פעיל וinactive מנופים לפחות 2 מפגשים רצופים, ו 2) וריאציה פחות מ 20% במספרם של חליטות הרוויחו בכל הפעלה ל2 מפגשים רצופים. כל פגישה מתחילה בשעה 6 למחזור הכהה ונמשכת 3 שעות. שלב הרכישה מורכב מ10 מפגשי מנהל עצמי ברציפות IO על לוח זמנים מתמשכים של חיזוק, וחולדות מקבלות יחסי ציבור מבחן 24 שעות בודדות לפני תחילת הרכישה (אני מבחן יחסי ציבור) ו24 שעות לאחר פגישת הרכישה הסופית (מבחן יחסי ציבור השני). לבדיקות יחסי ציבור, נקודת העצירה (BP) מוגדרת כעירוי האחרון התקבל לפני הפסקת להגיב על המנוף הפעיל במשך שעה לפחות 1 18.

  1. חולדות משקל נגד על בסיס המשקולות נלקחו במשך שלושה ימים שקדמו לתחילת הניסוי ולהקצות חולדות לעצמיות לנהל אחד משלושה ריכוזים של HFCS: 8%, 25%, או 50%.
  2. שוקל חולדות בשעת 12:00 בערב, ולהעביר אותם מחדר המושבה לחדר הבדיקות בכלובים בביתם. כדי להסיר מזון או bedding שיכול להצטבר בצינורית IO, לשאוב את האוויר דרך הצינורית באמצעות מזרק מיליליטר 12 קבוע עם מחט 16 G עם 50 מ"מ של צינורות פוליאתילן (קוטר פנימי של 1.14 מ"מ וקוטר חיצוני של 1.57 מ"מ) מצורף בסוף.
  3. בתא אופרנטית, לחבר את צינורית IO לצינורות Tygon (קוטר פנימי של 0.02 מ"מ וקוטר חיצוני של 1.53 מ"מ) על ידי פיר הבנוי של 20 מחט G שונה (להסיר את רכזת הפלסטיק וקצה משופעים). מקם את החלק התחתון של הצינור (כלומר קרוב יותר לבעלי החיים) בתוך המטע של הבורג. החלק גבוה יותר של הצינור מחובר לסיבוב, ומוגן על ידי קפיץ. חבר את הבסיס של האביב לחוט של הבורג רכוב על ראשו של העכברוש.
  4. תן חולדות חמש דקות להתאקלם לתא אופרנטית ולאחר מכן להתחיל בהפעלת המינהל עצמי IO. מושב הממשל עצמי IO מתחיל בהפעלה של האור בבית, כנסתם של שני מנופים לשליפה, והארתגירוי אור מעל הידית הפעילה ל30 שניות.
  5. ליחסי ציבור מבחן אני, השתמש בלוח הזמנים של יחסי הציבור שתואר על ידי ריצ'רדסון וRoberts18 (הסלמת יחס תגובה = (5 דואר (מספר הזרקת x 0.2)) - 5).
  6. לפגישות רכישת 1-10, השתמש בלוח זמנים מתמשכים של חיזוק לפיה כל עיתונות על תוצאות המנוף הפעילים במסירה של עירוי 80 μl של פתרון המבחן על 2.5 שניות.
  7. כדי לאפשר מספיק זמן לבליעה, להטיל פרק זמן הקצוב של 27.5 שניות שבמהלכן המנוף הפעיל חזר בו ואור הגירוי מופעל (כלומר חולדות יכולות לקבל עירוי IO כל 30 שניות). לא להטיל מגבלה על מספר חליטות השגה בתוך כל מפגש מנהל עצמי IO.
  8. אם החולדה לא עושה תגובה על הידית הפעילה במשך 20 דקות רצופות, ראש העכברוש (לפתוח את התא אופרנטית ולהקל על עכברוש לחיצה אחת על הידית הפעילה). ראש החיות כל 20 דקות עד 5x/session duתצלצל בשלושה הימים הראשונים של רכישה בלבד.
  9. לנהל את יחסי ציבור המבחן השני באמצעות הפרמטרים המתוארים בשלב 3.10.
  10. בעקבות מפגשי מנהל עצמי IO, להסיר חולדות מהתאים אופרנטית, שטוף את צינורית IO עם 2.0 מיליליטר מים באמצעות אותם החומרים שתוארו ב3.7, ולחזור חולדות בכלוב בביתם בחדר המושבה.
  11. לאחר שלוש שעות גישה כרצונך מודעת צ'או עכברוש של חולדות במשקל בשעת 7:00 אחה"צ, להסיר את המזון מהאבוס, ולחדש את מניעת מזון.

נתוני מנהל עצמי מנותחים באמצעות ניתוח מדידות חוזר שני גורמים שונים (ANOVA). השוואות מרובות בשיטת הסטודנט-ניומן-Keuls (α = 0.05) הועסקו לחקור כל אינטראקציות משמעותיות או תופעות עיקריות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

רכישה של ממשל עצמי IO

איור 3 מייצג אופרנטית להגיב על המנופים הפעילים ולא הפעילים בממשל עצמי של 8%, 25%, או 50% HFCS ל10 מפגשים רצופים. חולדות לרכוש IO מנהל עצמי של HFCS בתוך שלוש הפגישות הראשונות ולשמור על מנוף פעיל יציב להגיב (כמתואר לעיל) לשארית רכישה. הבדלי ריכוז תלוי בתגובות מנוף פעילים ניכרים גם: לעומת 25%, בתגובה היא נמוכה באופן משמעותי בחולדות% 50 ניהול עצמי HFCS. הריכוז הנמוך ביותר שנבדק (8%) שומר על רמה בינונית של אופרנטית להגיב מאופיינת בשונות גבוהות יותר בצריכה פרטיות.

בדיקות יחס הפרוגרסיבית

תגובות פעילים מנוף וBP על בדיקות יחסי הציבור מיוצגות באיורים 4 ו -5 בהתאמה. במבחן אני, יש צנוע להגיב לכל הריכוזים של HFCS. עם זאת, הבדלים בין קבוצות מופיעים על המבחן השני עם ריכוזים גבוהים יותר להוליד יותר להגיב וBPS גבוה יותר.

איור 1
איור 1. צינורית IO שלמה עם סוף אוגן, דיסק רשת (משמאל) עם הדיסקים גמישים ורשת נוספים הנדרשים כדי לאבטח את הצינורית מושתלת פעם (מימין).

איור 2
איור 2. בורג ניילון לפני השינויים (משמאל). בורג ניילון (מימין) לאחר הסרת הראש והתוספת של חריץ 2 מ"מ לאורכו של החוט.

"Src =" es/ftp_upload/50956/50956fig3highres.jpg / files/ftp_upload/50956/50956fig3.jpg "/>
מספר איור 3. ממוצע (SEM) של תגובות מנוף פעילות ולא פעילים שנעשו על ידי חולדות להגיב על לוח זמנים מתמשכים של חיזוק ל8% (n = 6), 25% (n = 8) או 50% (n = 8) גבוה פרוקטוז סירופ תירס. הכוכבית יחידה וכפולה מייצגת הבדלים בין קבוצות משמעותיות בתגובות מנוף פעילים בין חולדות% ניהול עצמי 25 ו50%, ו25% ו -8%, בהתאמה (p <0.05).

איור 4
מספר איור 4 ממוצע (SEM) של תגובות מנוף פעילים על ידי חולדות להגיב על לוח הזמנים של יחסי ציבור עבור 8%, 25%, או 50% HFCS חולדות נבדקו פעמיים על לוח הזמנים של יחסי הציבור;.. לפני (אני מבחן יחסי ציבור) והבא ( יחסי ציבור המבחן השני) להגיב לאותו שיתוףncentration של HFCS ל10 ימים של ממשל עצמי IO על לוח זמנים מתמשכים של חיזוק. הכוכבית בודדת מציינת הבדל משמעותי בתגובות מנוף פעילים בין יחסי ציבור מבחן אני ויחסי ציבור המבחן השני. הכוכבית הכפולה מצביעה על הבדלים בין קבוצות משמעותיות בתגובות מנוף פעילים בהשוואה לקבוצה של 8% (p <0.05).

איור 5
נקודת עצירה איור 5. ממוצע (SEM) מושגת על ידי חולדות להגיב ביחסי ציבור עבור 8%, 25%, או 50% HFCS. הכוכבית בודדת מציינת הבדל משמעותי בתגובות מנוף פעילים בין יחסי ציבור מבחן אני ויחסי ציבור המבחן השני. הכוכבית הכפולה מצביעה על הבדלים בין קבוצות משמעותיות בתגובות מנוף פעילים בהשוואה לקבוצה של 8% (p <0.05).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

המחקר הנוכחי מדגים גישה חדשנית להערכת מאפייני חיזוק של פתרונות מתוקים על ידי שילוב של השיטות מועסקות באופן מסורתי כדי ללמוד את התנהגות המונעת על ידי תרופות של התעללות (מנהל עצמי אופרנטית תוך ורידי) ולהעריך את טעם הערב של tastants (תגובתיות טעם באמצעות חליטות intraoral). לשם כך, בהרדמה מושרה isoflurane קצר מאוד, חולדות מושתלות עם צינורית IO המאפשרת אספקת פתרונות בדיקה ישירות לתוך הפה שלהם. בעקבות התאוששות מניתוח, בעלי החיים נבדקים בתאי אופרנטית ממשל עצמי לפיה הם יכולים ללחוץ על ידית כדי לקבל חליטות IO של פתרונות בדיקה.

באמצעות הליך הממשל עצמי IO הקמנו כי: 1) חולדות לרכוש ולתחזק IO מנהל עצמי של ריכוזים שונים של HFCS; 2) חולדות להתאים את התנהגות הממשל העצמי שלהם בהתאם לריכוזים שונים של HFCS: 3) concentratio גבוה יותר NS של HFCS לעורר גבוה יותר להגיב בלוח זמנים של יחסי ציבור של ממשל עצמי.

תוצאות אלו עולה בבירור כי IO התנהגות ממשל עצמי מוסדרת על ידי ההשלכות שלאחר ingestional של HFCS. למעשה, על פי לוח זמנים מתמשכים של חיזוק, חולדות לקחת פחות חליטות כאשר הריכוז גבוה יותר (השווה 25% ו50% באיור 3). יתר על כן, ריכוז נמוך של HFCS (8%) שומר על ממשל עצמי משתנה על פי לוח זמנים רציפים, ובדיקת יחסי הציבור מצביעה על כך שיש לו 8% ערך חיזוק נמוך יותר ביחס ל25% ו50%. דפוסי התנהגות אלה משקפים באופן הדוק אלה שנצפו כאשר חולדות עצמית לנהל מינונים שונים של תרופות של התעללות 34-36. זהו המחקר הראשון להדגים ממשל עצמי intraoral אופרנטית של סירופ התירס העתיר פרוקטוז בחולדות מעבדה, וכדי לוודא שהתנהגות מנהל עצמי נשלטת על ידי ההשלכות תזונתיות של סוכר המסוים הזה.

ove_content "> כאשר העסקת מנהל עצמי IO, חשוב לקחת בחשבון נושא פרוצדורלי. כאשר החיה מושם לתוך התא אופרנטית וצינורית IO שלה מחוברת לצינורות Tygon, יש את האפשרות של ניתוק במהלך הפגישה . כדי למנוע ולתקן בעיה זו, הוא חיוני לעתים קרובות כדי לראות את בעלי החיים לדליפות (כלומר לבדוק להצטברות נוזלים שניכרה בכובע הראש). בנוסף, כ 50-70 מ"מ של יציאות צינורית IO מ אחורי של בעלי החיים, וכתוצאה מכך, ניתן ללעוס את צינורית IO כאשר החולדות נמצאות בכלוב בבית שלהם. כדי לתקן בעיה זו, מחבר יכול להיות בנוי ממחט 20 G כדי להחליף את החלק החסר של צינורית IO. במקרים קיצוניים, ניתן להחליף את כל הצינורית על ידי חזרה על הניתוח.

הליך הניהול עצמי IO מציע רומן וגישה חדשנית כדי לענות על שאלות חשובות לגבי neurobioloבסיס gical וההתנהגותי של התמכרות לאוכל. ראשית, ברור כי גורם תורם לעודף המשקל וההשמנה היא צריכת יתר של מזונות המעודנים עם תוספות כגון ממתיקים כדי לשפר את טעם הערב 1-4. ישנן מספר ממתיקים שאינם בשימוש נפוץ במזונות, שונה במבנה, ולכן ערך הקלורי ולטעום 37. תפקידם של הבדלים אלה בקידום הצריכה מוגזמת יכול להיחקר באופן שיטתי באמצעות ממשל עצמי IO. שנית, זמינות של מזון ממכר לא יכולה להיות הקובע הבלעדי של מנהל עצמי מוגזם, כמו במקרה של תרופות של התעללות, הבדלים / נקודות תורפה אדם חייבת גם לשחק תפקיד 38-39. ממשל עצמי IO, בגלל הרכיב ההתנהגותי הפעיל ומדידה שלה, יכול לזהות פנוטיפים פגיעים ומכאן לאפשר חקירה של הבדלים גנטיים ואפיגנטיים הבסיסיים. שלישית, ממשל עצמי IO יכול להישמר לתקופות זמן ארוכות, ומכאן הלואגף החקירה של וקושרת הנוירוביולוגי של הצריכה מרצון של מזון ממכר והשמנת יתר נגרם דיאטה. הרביעית, ניתן לבצע מחקרי מנהל עצמי IV ו IO במקביל לזהות גורמים הנוירוביולוגי משותפים כי הם מעורבים בוויסות של הצריכה ולהרע למבקשי גמול כפייתיים. לבסוף, שוב בגלל מרכיב התנהגות הפעיל ומדידה שלה, ממשל עצמי IO יכול להיות מועסק על מנת לבדוק גישות תרופתי חדשות לצמצום הצריכה מופרזת של מזון טעים מאוד.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים שיש מה לחשוף.

Acknowledgments

מחקרים אלה נתמכו על ידי מענקים ממועצת מדעי הטבע והנדסת מחקר של קנדה (NSERC) לפלורידה ומלגות לתארים מתקדמים קנדיים (CGSD) מNSERC לAM.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

התנהגות גיליון 84 מנהל בעל פה אוויר אופרנטית חיזוק (פסיכולוגיה) חיזוק לוח זמנים טעם מדעי מוח חליטות intraoral תאי אופרנטית מנהל עצמי סירופ תירס פרוקטוז הגבוה יחס מתקדם נקודת עצירה התמכרות
רומן נוהל להערכה על מאפייני חיזוק של Tastants אצל חולדות מעבדה: ממשל עצמי intraoral אופרנטית
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