Un procédé pour étudier la capacité d'un contexte environnemental d'alcool associé à déclencher le renouvellement du comportement de recherche de l'alcool chez le rat est décrite.
Contextes environnementaux dans lesquels l'abus des drogues sont consommées peuvent déclencher des envies, un réflexe pavlovien conditionné subjective qui peut faciliter la recherche de drogues comportement et rechute rapide dans les utilisateurs d'abstinence de drogues. Nous avons développé une procédure pour étudier les processus comportementaux et neuronaux qui interviennent dans l'impact du contexte sur l'alcool le comportement de recherche chez les rats. Après acclimatation au goût et les effets pharmacologiques de l'éthanol à 15% dans la cage de la maison, des rats mâles Long-Evans reçoivent une formation de discrimination pavlovien (PDT) dans des chambres de conditionnement. Dans chaque séance quotidienne (du lundi au vendredi) PDT, 16 essais chacun des deux différents stimuli auditif 10 sec climatisées se produisent. Lors d'une stimulation, le CS +, 0,2 ml d'éthanol à 15% est délivré dans un orifice de fluide destiné à la consommation par voie orale. Le second stimulus, le CS, n'est pas jumelé avec de l'éthanol. Entre les sessions, les entrées dans le port de fluide lors de l'augmentation CS +, tandis que les entrées au cours de la CS se stabilisent à un niveau inférieur, ce qui indique qu'une Predictive association entre le CS + et de l'éthanol est acquis. Au cours de PDT chaque chambre est dotée d'une configuration spécifique de stimuli contextuels visuelles, olfactives et tactiles. Après PDT, la formation d'extinction est effectuée dans la même chambre qui est maintenant équipé d'une configuration différente de stimuli contextuels. Le CS + et CS sont présentés comme avant, mais l'éthanol est retenu, ce qui provoque une baisse progressive des entrées de port au cours de la CS +. Au test, les rats sont replacés dans le contexte PDT et présentés avec la CS + et CS comme avant, mais sans éthanol. Cette manipulation déclenche une augmentation robuste et sélectif dans le nombre d'entrées des ports entrepris au cours de l'alcool prédictive CS +, sans modification de répondre au cours de la CS. Cet effet, appelé renouvellement induite contexte, illustre la capacité puissante de contextes associés à la consommation d'alcool à stimuler le comportement de l'alcool à la recherche en réponse à des signaux d'alcool de Pavlov.
En restant sobre est un défi considérable que les personnes souffrant de troubles de l'abus d'alcool. L'abstinence est un moment de vulnérabilité à l'impact comportemental, physiologique et psychologique des stimuli environnementaux qui accompagnent systématiquement la consommation d'alcool, qui peut, par un conditionnement pavlovien, deviennent associés à l'ivresse 1,2. Exposition à des indices prédictifs de l'alcool peut provoquer des réactions conditionnées comme l'alcool envie, ce qui peut promouvoir des comportements de consommation d'alcool qui facilitent la recherche de rechute 3,4.
Les séquences stéréotypées de comportement qui mènent à la consommation d'alcool peuvent causer certains types de stimuli à être régulièrement ressenties immédiatement avant que les effets pharmacologiques de la consommation d'alcool. Par exemple, la vue, l'odorat et le goût de l'alcool sont les propriétés sensorielles de l'alcool qui précèdent fiable intoxication. En plus de ces indices, qui sont désignés comme «discret» ou «proximal 'indices, des contextes environnementaux dont les médicaments sont régulièrement utilisés peuvent aussi provoquer envie 5,6. L'exposition à des emplacements physiques dans lesquelles les médicaments ont déjà été utilisés peuvent donc être un élément déclencheur important de rechute 7.
Les modèles animaux ont été développés pour étudier les mécanismes neuronaux qui interviennent dans l'impact des contextes associés à la drogue sur la recherche de drogues comportement 8-13. La procédure décrite ici permet à l'enquête de la façon dont les contextes associés à la consommation d'alcool peuvent moduler le comportement de l'alcool à la recherche qui est provoquée par une discrète, l'alcool prédictive cue pavlovien.
Formation de discrimination pavlovien est réalisée dans un contexte environnemental spécifique, où les rats sont entraînés à comportemental distinguer deux stimuli auditifs conditionné, a + CS qui est associée à l'alcool, et une CS qui n'est pas. sessions d'extinction sont ensuite effectuées dans un contexte différent, où la réponse à la CS+ Diminue en raison de l'alcool étant retenu. Par la suite, une réexposition à, le contexte de la formation pavlovien alcool associé déclenche une augmentation sélective dans le comportement de l'alcool à la recherche suscitée par le CS +, sans modification pour répondre à la CS. Ce résultat, que nous avons reproduites régulièrement 9,14-16, s'étend résultats de procédures de conditionnement instrumental dans quels contextes de médicaments ont été trouvés pour stimuler le renouvellement des réponses opérant associés à l'administration de médicaments 10,13.
Les résultats de cette procédure ont révélé que des stimuli environnementaux discrètes qui accompagnent habituellement la livraison de l'alcool peuvent acquérir la capacité de conduire un comportement de recherche de l'alcool. Ils démontrent également que les stimuli contextuels associés à la disponibilité ou l'absence d'alcool avant peut guider conditionné réponses comportementales aux signaux de l'alcool prédictive discrets.
Les étapes critiques dans le protocole
Contexte de la présente tâche comportent des stimuli qui sont externes au rat. Cependant, l'état intéroceptive du rat au test peut également constituer un «contexte» qui pourrait affecter renouvellement 20. Il est donc important d'habituer les rats à des procédures qui peuvent se produire avant le test de renouvellement et changer leur état intéroceptive, comme microinfusions intracrâniennes ou injections systémiques. En outre, l'accoutumance à microinfusions ou des injections systémiques devrait être effectuée avant à la fois à l'extinction et PDT sESSIONS, afin d'empêcher de telles procédures de devenir associé à une phase spécifique de l'expérience.
Paramètres temporels, tels que la durée CS, CS intervalle États-Unis, et l'intervalle intertrial (ITI), ont longtemps été connus pour influencer conditionné répondre à une variété de paradigmes de conditionnement 21-26. De même, les paramètres temporels peuvent influer sur l'observation de l'effet de renouvellement dans notre procédure. L'ensemble des paramètres autres que ceux spécifiés dans le protocole doit être validé expérimentalement dans les études pilotes avant de procéder à les employer dans des enquêtes plus larges.
Modifications et dépannage
Des recherches antérieures ont montré que la quantité d'éthanol que les rats consomment dans la cage de la maison peut varier en fonction du fournisseur à partir de laquelle les rats sont achetés 17,27. Fournisseur est donc une considération importante pour cette phase de l'étude. De même, le choix de la souche de rat doit être considered attentivement, car il ya de nombreux rapports de différences entre les souches de la consommation d'éthanol 28-31.
Des travaux antérieurs dans un paradigme de conditionnement aversif a montré que l'âge de développement de rats influence l'observation de renouvellement d'une réponse de la peur conditionnée pavlovien 32. L'absence d'un effet de renouvellement chez les très jeunes rats (âgés de moins de 20 jours après la naissance) a été suggéré d'être due à une altération de codage de l'information contextuelle 33. L'âge de développement de rats à être utilisés dans la présente procédure doit donc être prise en considération.
Renouvellement de pavlovien conditionné le comportement alcool recherche a été observée lorsque 10% 9,16, 15% 14, ou 20% de 15 solutions d'éthanol ont été utilisés lors de l'accès de l'éthanol maison de cage et phases PDT de l'expérience. Les chercheurs pourraient utiliser l'une de ces concentrations d'éthanol aux fins de l'établissement de cette procédure dans leur laborators.
Lors de l'acquisition de la formation de la discrimination pavlovien, il est important de vérifier les ports de fluide après chaque séance afin de s'assurer que tout l'éthanol qui a été livré a été consommée. Laissant rats dans les chambres de conditionnement pour un supplément de 10 – 15 min après chaque session peut se faire au début de PDT à encourager la consommation de tout l'éthanol qui n'a pas été consommée au cours de la session. Le nombre de rats qui quittent l'éthanol non consommé dans les ports devrait diminuer à mesure que progresse la PDT. Si à la fin de rats PDT sont soit (a) ne pas consommer tout l'éthanol et / ou (b) ne répond pas à la CS + alors ces sujets devraient être retirés de l'étude. La plupart des rats répondre de façon fiable à la plus + CS de la CS. Cependant, certains rats peuvent répondre à des niveaux élevés pour les deux indices, ce qui ne montre pas de preuve de discrimination. Les rats qui montrent une forte répondant à la fois à la CS + et CS pendant la PDT ne sont pas exclus de l'étude. Dans notre expérience, ces sujets montrent discrimination remarquableau cours de la première séance d'extinction en l'absence d'éthanol, ce qui suggère que leur niveau élevé de réponse au cours de PDT CS sont entraînés par la présence d'éthanol dans l'orifice de fluide. Ces sujets ont également tendance à montrer les effets de renouvellement robustes.
Limitations de la procédure
Étant donné que le test de renouvellement est effectué en l'absence d'éthanol, des entrées de ports conditionnés provoquées par le CS + diminuent peu à peu à travers la session de test. Par conséquent, le montant global du comportement généré au test, contre lequel les changements induits expérimentalement peuvent être évalués, est assez faible. Parce que dans cette tâche de répondre a tendance à être plus élevés au début par rapport à la fin de la session de test, il est important d'examiner les effets de manipulations expérimentales sur conditionné répondu sur une base d'essai par essai.
Entrées dans le réceptacle de fluide fournissent la mesure dépend principal dans cette tâche. Toutefois, une entrée de port erronée pourrait être régiSTERED si un animal est assez proche du réceptacle de fluide pour briser le faisceau infrarouge à travers l'ouverture de l'orifice de fluide avec les whiskers. Alors, les réponses erronées rares sont évidents comme une augmentation spectaculaire dans le port au total des entrées par rapport au comportement de l'objet sur les sessions précédentes. L'enregistrement vidéo des animaux serait de faciliter la détection des réponses erronées possibles, et de permettre une analyse plus fine des comportements manifestés par les rats à travers la formation et les tests.
Importance de la technique par rapport aux méthodes existantes / alternatives
Renouvellement induite contexte de comportement cherchant le médicament est largement étudiée à l'aide d'une tâche de conditionnement instrumental dans lequel la variable dépendante primaire est une réponse opérante, comme une presse à levier 8,34 ou nez pousser 12. Dans la présente procédure, la réponse de recherche de drogues est «l'approche conditionné» à l'orifice de fluide qui est provoquée par des présentations dele + CS. Cette réponse est probablement acquis par l'apprentissage pavlovien, qui est le processus d'apprentissage qui intervient dans la formation d'associations entre stimuli de l'environnement et les effets pharmacologiques de l'abus des drogues chez les humains.
Les applications futures
Cette tâche peut être utilisé en combinaison avec la neuropharmacologie, optogénétique et neurochimie pour étudier les mécanismes neuronaux impliqués dans le renouvellement induite contexte du comportement de l'alcool à la recherche pavlovien conditionné 16. En outre, les mécanismes comportementaux et neuronaux qui régissent l'acquisition et l'extinction du comportement alcool recherche pavlovien conditionné peuvent être étudiés. Enfin, cette tâche peut être utilisé pour explorer les manipulations d'extinction qui pourraient empêcher le renouvellement, une orientation importante pour la recherche translationnelle visant à réduire l'impact du médicament associé contextes environnementaux sur la réactivité aux signaux prédictifs de drogue après la thérapie d'exposition de repère dans Addi humainects.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by the National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (RO1 AA014925 awarded to Dr. Patricia H. Janak at University of California, San Francisco, CA, USA), Fonds de recherche du Quebec – Santé (NC) and the Natural Sciences and Engineering Research Council (NC, 387224-2010). The open-access publication of this article was made possible by sponsorship from Med Associates Inc.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Heavy-duty utility cart | Rubbermaid | #4520-88 | Used to transport rats in their home cage from the colony room to the behavior room or other facilities |
Rats, Long-Evans | Harlan | – | Rats weighed 220-240g on arrival |
Ohaus scale | Fisher | #S402421 | For weighing rats; tare the bottom of a plastic container first, then put the rat in it to weigh it |
Beta-chips, aspen | Harlan | #7090A | Bedding for home cage |
Nylabone | Bio-Serv | #K3580 | Enrichment provided in the home cage |
Autoclavable rodent chow | Agribrands, Charles River | #5075 | For feeding rats |
Wire bar cage lid | Ancare | #R20SS2B | Custom made with two slots for bottles |
Cage bottom | Ancare | #R20PC | To house rats |
Stoppers | Ancare | #8.5 | Rubber stoppers to occlude opening in water bottles & graduated cylinders; goes with ball point sipper tubes |
Ball point tubes, 1.5" length | Ancare | #TD-99 | Inserted in stoppers, enables rats to drink from water bottles and graduated cylinders |
Water bottles | Ancare | #FSPC8HT | 473 ml (16 oz) capacity, needs to be occluded with stopper |
Graduated cylinders, 100ml | Fisher | #0300741 | To contain ethanol during alcohol exposure in the home cage; spouted end needs to be cut off to enable occlusion with stoppers |
Mettler scale | Mettler Toledo | #MS6001S | For weighing water bottles and ethanol cylinders |
Polyethylene tubing, 1/32" inner diameter, 1/32" wall thickness, 3/32" outside diameter | Fisher | #14-169-1A | To connect 20 ml ethanol syringe to fluid port |
Needle, 18g, 1.5" length | Fisher | #B305199 | To connect polyethylene tubing to ethanol syringes; needs to be filed |
Syringes, 20ml, Luer-Lok non-sterile | Fisher | #1482316J | To contain ethanol on the fluid pumps; needs to be connected to the polyethylene tubing by a 18g 1 1/2 needle |
Syringes, 60ml, Luer-Lok non-sterile | Fisher | #14-820-11 | To flush polyethylene tubing after PDT sessions |
Single speed syringe pump, 3.33 rpm | Med Associates Inc. | #ENV-018MD | To hold 20 ml ethanol syringes and deliver ethanol |
Fluid port | Med Associates Inc. | #ENV-254-CB | To enable ethanol delivery during PDT sessions; connected to ethanol syringes with polyethylene tubing |
Port entry infrared detector | Med Associates Inc. | #ENV-215M | Fixed on both sides of fluid port; need 2 per fluid port |
Houselight, 28V, 100mA | Med Associates Inc. | #ENV-135M | Provides general lighting in conditioning chamber |
Clicker module | Med Associates Inc. | #ENV-225SM | Auditory stimulus for conditioning chamber |
White noise generator with speaker | Med Associates Inc. | #PHM-100 | Auditory stimulus for conditioning chamber |
Bar floor | Med Associates Inc. | #ENV-009A-GF | To go with modular test chamber |
Bench coat, absorbant | VWR | #89126-790 | Absorbant paper to put in metal tray, needs to be cut to fit the metal tray |
Polycarbonate sheet, 1/8" thick, 12-5/8"x10" | Johnston Plastics | #30102515 | To make smooth transparent floor insert used for context 1. Needs to be cut in 11.5"x12.25" pieces |
Aluminium sheet perforated, 0.063"thick, 48"x96", 0.250" holes x 0.375" centers | Anica Steel | – | To make perforated floor insert used for context 2. Needs to be cut in 11.5"x12.25" pieces |
Black cardboard, 0.053" thick, 28"x44" | Omer DeSerres | #P1909 | To construct panels covering the ceiling, door and back wall of the conditioning chamber in context 1. Needs to be cut to size. Each chamber needs three panels measuring approximately 11.5"x13.25". The panels can be joined by the narrower side using duct tape. |
All-purpose strength duct tape, 1.88"x45yd. | Duck Tape | – | Adhesive material to connect the black cardboard panels used to cover the back wall, ceiling and door in context 1. |
Modular test chamber | Med Associates Inc. | #ENV-009A | Conditioning chamber |
Sound attenuating cubicles | Med Associates Inc. | #ENV-200R3AM | Comes with installed 28V DC fan (#ENV-025F) |
Petri dish | Fisher | #08748B | Bottom only, to contain the sprayed solution that provides the odor stimulus; needs to be centered in the metal tray in conditioning chambers |
PCI interface package | Med Associates Inc. | #DIG-700P2-R2 | Connects tabletop interface cabinet to computer; includes 1 interface card, 1 Decode card, 1 ribbon cable and 1 28V DC power cable |
Large tabletop cabinet and power supply | Med Associates Inc. | #SG-6510D | Used to contain the 12 cards included in the SmartCrtrl 8 Input, 16 Output package |
SmartCtrl 8 Input, 16 Output package | Med Associates Inc. | #DIG-716P2 | Used to connect and control the devices in the conditioning chamber. The package includes all the cables, the interface module and the connection panel. |
Med PC IV software | Med Associates Inc. | #SOF-735 | Software to run programs. Needs to be installed on the computer. |
Monitor LG, 19" LCD | Concordia computer store | #W1942TQ-BF | Computer monitor; to go with computer running Med PC IV |
HP Z200 tower workstation | Concordia computer store | #BZ788US#ABA | Computer on which Med PC IV is run |
Benzaldehyde, ≥99% | Les produits chimiques OMEGA Chemical Company Inc. | #B37-50 | Dilute in tap water for almond context odor |
Lemon oil, cold pressed, California | Sigma Aldrich | #W262528-1KG-K | Dilute in tap water for lemon context odor |
Ethyl alcohol, 95% | Commercial Alcohols | – | Dilute in tap water to desired concentration |