Summary
Una procedura per studiare la capacità di un contesto ambientale di alcol associato per attivare il rinnovamento dei comportamenti alcol-seeking nei ratti è descritto.
Abstract
Contesti ambientali in cui l'abuso di droghe vengono consumate può innescare desiderio, una soggettiva risposta pavloviano condizionata che può facilitare il comportamento di droga ricerca e tempestiva ricaduta in tossicodipendenti astinenti. Abbiamo sviluppato una procedura per studiare i processi comportamentali e neurali che mediano l'impatto del contesto sul comportamento alcol-seeking nei ratti. Dopo acclimatazione al gusto e gli effetti farmacologici del 15% di etanolo nella gabbia casa, ratti maschi a lungo Evans ricevano una formazione discriminazione pavloviano (PDT) in camere di condizionamento. In ciascuna sessione giornaliera (lun-ven) PDT, 16 studi ciascuno dei due stimoli diversi 10 sec uditivo condizionata verificano. Durante uno stimolo, il CS +, 0,2 ml di 15% etanolo viene consegnato in una porta di fluido per il consumo orale. Il secondo stimolo, il CS, non è accoppiato con etanolo. Attraverso sessioni, le voci nella porta del fluido durante l'aumento CS +, mentre le voci durante il CS stabilizzare a un livello inferiore, indicando che una predictive associazione tra il CS + e l'etanolo è acquisito. Durante PDT ciascuna camera è dotata di una configurazione specifica di stimoli contestuali visivi, olfattivi e tattili. A seguito di PDT, formazione estinzione è condotto nella stessa camera che è ora dotato di una diversa configurazione di stimoli contestuali. Il CS + e CS sono presentati come prima, ma l'etanolo sia ritirato, che causa un graduale declino in voci di porta durante il CS +. Alla prova, i ratti vengono inseriti di nuovo nel contesto PDT e presentati con il CS + e CS-come prima, ma senza etanolo. Questa manipolazione innesca un aumento robusto e selettivo il numero di voci di porta fatte durante l'alcool predittivo CS +, con nessun cambiamento nel rispondere durante il CS. Questo effetto, denominato rinnovamento indotta contesto, illustra la potente capacità di contesti legati al consumo di alcol per stimolare comportamenti alcol-cerca in risposta a stimoli di alcol di Pavlov.
Introduction
Rimanendo sobrio è una notevole sfida per gli individui che soffrono di disturbi da abuso di alcool. L'astinenza è un momento di vulnerabilità per l'impatto comportamentale, psicologico e fisiologico degli stimoli ambientali che abitualmente accompagnano l'uso di alcol, che possono, attraverso il condizionamento pavloviano, diventano associati ebbrezza 1,2. L'esposizione a stimoli predittivi alcol può suscitare risposte condizionate come alcol desiderio, che possono promuovere comportamenti alcol-cerca che facilitano la ricaduta 3,4.
Le sequenze stereotipate di comportamento che portano al consumo di alcol può causare alcuni tipi di stimoli per essere regolarmente sperimentato immediatamente prima che gli effetti farmacologici di assunzione di alcol. Ad esempio, la vista, l'olfatto e il gusto di alcol sono proprietà sensoriali di alcol che precedono affidabile intossicazione. Oltre a tali segnali, che sono indicati come 'discreti' o 'Proximaspunti l ', contesti ambientali in cui i farmaci vengono regolarmente utilizzati possono anche provocare desiderio 5,6. L'esposizione a luoghi fisici in cui i farmaci sono stati precedentemente utilizzati possono dunque essere un trigger critico per recidiva 7.
I modelli animali sono stati sviluppati per studiare i meccanismi neurali che mediano l'impatto della droga contesti associati al comportamento di droga ricerca di 8-13. La procedura qui descritta permette l'indagine di come contesti associati al consumo di alcol possono modulare il comportamento-alcol alla ricerca che si manifesta da un discreto, alcool predittivo cue pavloviano.
Formazione discriminazione pavloviano è condotto in un contesto ambientale specifico, in cui i ratti sono addestrati a behaviorally distinguere tra due stimoli uditivi condizionata, un + CS che è associato con l'alcol, e un CS che non è. Sessioni di estinzione vengono poi condotti in un contesto diverso, in cui rispondendo alla CS+ Diminuisce a causa di alcol trattenuta. Successivamente, riesposizione al alcol associato, nell'ambito della formazione pavloviano innesca un aumento selettivo dei comportamenti alcol-cerca suscitato dal CS +, con nessun cambiamento nel rispondere alla CS. Questo risultato, che abbiamo sempre replicato 9,14-16, si estende risultati di procedure strumentali di condizionamento in cui sono stati trovati per stimolare il rinnovamento delle risposte operanti connessi con la somministrazione di farmaci 10,13 contesti di droga.
Protocol
Tutte le procedure sono approvate dal Comitato di Ricerca Animal Ethics alla Concordia University e concordano con le raccomandazioni del Consiglio canadese Animal Care.
1. Gli animali
- Ottenere ratti maschio lungo-Evans (220 - 240 g all'arrivo).
- Mantenere i ratti in una temperatura (21 ° C) e umidità (44%), controllata di cura degli animali, su un ciclo luce-buio 12 ore con le luci accese alle ore 7:00.
- Pair-house ratti all'arrivo. Dopo 3 giorni, i ratti casa singolarmente in gabbie scatola da scarpe di plastica con biancheria da letto di beta-chip, un osso di nylon, e l'accesso gratuito al ratto chow standard ed acqua. Utilizzare coperchi gabbia che hanno doppi occhielli per consentire la successiva disposizione di una seconda bottiglia, oltre alla borraccia. NOTA: I ratti possono essere alloggiati individualmente, non appena arrivano nella struttura di cura degli animali.
- Inizia a gestire ratti ogni giorno. NOTA: Come guida, una settimana di trattamento è di solito sufficiente per loro ambientarsi ad essere picked e gestito dallo sperimentatore.
2. intermittente etanolo Access nella casa Cage
NOTA: Comportamento intermittente accesso etanolo nella gabbia casa per garantire che i ratti saranno bere quantità fisiologicamente rilevanti di etanolo prima della fase di formazione comportamentale dell'esperimento inizia 17-19. Avviare la procedura durante la fase di luce, anche se potrebbe essere iniziato in qualsiasi momento durante il ciclo di chiaro o scuro.
- Preparare due bottiglie per ogni ratto.
- Utilizzare una plastica da 100 ml cilindro graduato come la bottiglia di etanolo e una bottiglia d'acqua di plastica standard di 473 ml. Utilizzare una relativamente piccola bottiglia di capacità etanolo, riempita quasi a capacità massima di volume, per ridurre al minimo la perdita di etanolo a causa di perdite ed evaporazione.
- Riempire una bottiglia con il 15% di etanolo, fatta diluendo etanolo al 95% in acqua di rubinetto. NOTA: altre concentrazioni di etanolo, come ad esempio il 10% o il 20%, può essere utilizzato al posto del 15% di etanolo.
- Fill la seconda bottiglia con acqua del rubinetto.
- Inserire un tappo di gomma, con un tubo di aspirazione che contiene un cuscinetto a sfere per ridurre al minimo le perdite, in ogni bottiglia.
- Impostare due gabbie di controllo, trattati in modo identico alle gabbie a casa con l'eccezione che le gabbie di controllo non contengono ratti o biancheria da letto.
- Preparare bottiglie di etanolo e acqua per le gabbie di controllo come specificato nei punti 2.1.1 - 2.1.4.
- Utilizzare le misure ottenute dalle gabbie di controllo per controllare per spandimenti e / o evaporazione che possono verificarsi nel corso della sessione di accesso etanolo (come descritto ai punti 2.8.1 - 2.8.2).
- Pesare tutte le bottiglie di etanolo e di acqua. Registrare tutti i pesi.
- Pesare tutti i topi. Registrare tutti i pesi.
- Inserire la bottiglia etanolo e la bottiglia d'acqua su ogni gabbia casa e controllare gabbia allo stesso tempo. Lasciare entrambe le bottiglie sulle gabbie per 24 ore.
- Alla fine del periodo di 24 ore, rimuovere entrambe le bottiglie dallagabbie allo stesso tempo.
- Pesare tutte le bottiglie di etanolo e di acqua. Registrare tutti i pesi.
- Per determinare la quantità di etanolo e acqua è stata consumata durante il periodo di 24 ore, sottrarre il peso di ogni bottiglia quando è stato tolto dalla gabbia casa dal peso della bottiglia quando è stato posto sulla gabbia a casa 24 ore prima per ogni ratto.
- Fare lo stesso per le due gabbie di controllo, e quindi calcolare l'importo medio di versamento per ciascun fluido.
- Sottrarre la quantità media di etanolo e di fuoriuscita di acqua, rispettivamente dalle corrispondenti misure di etanolo e di consumo di acqua per ogni ratto.
- Utilizzare queste misure di differenza fuoriuscita controllata per calcolare il consumo di etanolo in g / kg, consumo di acqua, etanolo e la preferenza.
- Per calcolare il consumo di etanolo (g / kg), prima convertire il peso (g) di soluzione di etanolo consumato in volume (ml) in base alla densità della soluzione totale (componenti etanolo + acqua), secondoal volume formula (ml) = Peso (g) / Densità (g / ml). NOTA: La densità della soluzione varierà in funzione della concentrazione di etanolo.
- Successivamente, moltiplicare il volume (ml) di soluzione di etanolo consumata dalla densità (g / ml) di etanolo in scala per la soluzione percentuale specifica utilizzata, a dare il peso (g) di etanolo consumato.
- Dividere il peso (g) di etanolo consumata dal peso di ratto (kg) per ottenere la g / kg di misura del consumo di etanolo.
- Per calcolare etanolo preferenza, esprimere assunzione di etanolo (ml) in percentuale del totale di liquidi (acqua + etanolo, ml) di aspirazione.
- Riportare il flacone solo acqua torna alla home gabbia del ratto. Per il prossimo 24 ore, dare la ratti accesso all'acqua, ma non etanolo. Invece di una bottiglia di etanolo, posizionare una seconda bottiglia di pre-pesato acqua sulla gabbia di casa.
- Alla fine del periodo di 24 ore, rimuovere entrambi bottiglie di acqua dalla gabbia allo stesso tempo.
- Pesare entrambe le serie di bottiglie d'acqua. Registrare tutti weicombatte.
- Sottrarre il peso di ogni bottiglia quando è stato tolto dalla gabbia casa dal peso della bottiglia quando è stato posto sulla gabbia a casa 24 ore prima, sottraendo la misura media fuoriuscita ottenuto da gabbie di controllo come descritto ai punti 2.8.1 - 2.8.2.
- Utilizzare queste misure differenza fuoriuscita controllata per calcolare il consumo di acqua.
- Inizia il ciclo di nuovo, fornendo sia l'etanolo e bottiglie d'acqua ai ratti, come descritto nei punti da 2.1 a 2.14.
- Ripetere questo ciclo per più (circa 12) sedute di indurre livelli elevati e stabili di consumo di etanolo. Vedere la Figura 1 per risultati rappresentativi di consumo di etanolo (g / kg) nella gabbia casa.
- Alternate la posizione spaziale della bottiglia etanolo e acqua sul coperchio della gabbia tra le sessioni per prevenire lo sviluppo di una preferenza laterale.
- Fare una soluzione di etanolo fresco una volta alla settimana per garantire la concentrazione accurata e stabile etanolo attraversosessioni. Ridurre al minimo l'impatto di evaporazione di etanolo per periodi prolungati di tempo che utilizzano questo approccio.
3 Apparecchiatura
- Casa ciascuna camera di condizionamento all'interno di un ventilato,-attenuazione del suono box.
- Costruire ciascuna camera di condizionamento di un metallo in acciaio inox asta pavimento, un soffitto in policarbonato trasparente, in policarbonato trasparente parete posteriore e porta d'ingresso, e fianchi in alluminio del pannello di metallo.
- Installare una porta fluido centrale, vicino alla base della parete laterale destra metallo. Dotare l'ingresso al porto fluido con una fotocellula a raggi infrarossi per rilevare le entrate nella porta.
- Collegare tubo di polietilene dal retro della porta fluido a una siringa da 20 ml contenente etanolo utilizzando un ago a punta smussata. Posizionare la siringa in una pompa a siringa situata al di fuori del box-attenuazione del suono. Per le sessioni di allenamento discriminazione di Pavlov, caricare etanolo nella siringa prima di metterlo nella pompa. Prime il tubo by avanzare manualmente la pompa, e poi asciugare l'eccesso di etanolo dal porto fluido.
- Sul fianco sinistro, installare un houselight bianca centrale, vicino al soffitto della camera.
- Installare un clicker (2 ciclo Hz) e un generatore di rumore bianco con un altoparlante nell'angolo superiore sinistro del fianco sinistro.
- Dotare ogni camera di condizionamento, con una specifica configurazione di visive, olfattive, tattili e stimoli per creare un contesto caratteristico.
- Utilizzare due contesti diversi, designato Contesto 1 e Context 2 Configurare la metà delle camere condizionata Contesto 1 e l'altra metà come Context 2.
- Per creare Contesto 1, posizionare pannelli neri di cartone sopra il soffitto e pareti anteriore e posteriore della camera, odore spruzzo di limone (10% v / v, fatta diluendo olio di limone in acqua di rubinetto) in una capsula di Petri e posizionarlo al centro di un vassoio di rifiuti metallici sotto il pavimento della camera e inserire un chiaro pannello di pavimento in policarbonato sopra il metallo rod pavimento. Foderare il contenitore scorie con tovagliolo di carta assorbente o da banco liner.
- Per creare Contesto 2, lasciare il soffitto e pareti anteriore e posteriore della camera di scoperta, in modo che siano chiare, spruzzo odore di mandorle (10% v / v, fatta diluendo benzaldeide in acqua di rubinetto) in una capsula di Petri e posizionarlo centralmente in un contenitore scorie di metallo sotto il pavimento della camera e inserire un pannello perforato pavimento di metallo sul pavimento asta di metallo. Foderare il contenitore scorie con tovagliolo di carta assorbente o da banco liner.
4. assuefazione
Abituare i ratti alla sala formazione comportamentale e ciascuno dei due contesti all'interno condizionamento camere. Per questa fase dell'esperimento, non caricare l'etanolo nelle siringhe da 20 ml.
- Abituare i ratti al processo di essere trasportati dalla struttura di cura degli animali alla sala formazione comportamentale in laboratorio in due sessioni assuefazione brevi.
- Nella prima sessione, caricare i ratti in loro gabbie di casa su un carrello a ruote nello stabilimento di cura degli animali, e li trasportano al pronto formazione comportamentale in laboratorio. Illuminare le luci della stanza, accendere i ventilatori in ogni suono attenuazione cubicolo, uscite dalla stanza, chiudere la porta e lasciare che i ratti adattarsi a questo nuovo ambiente per 20 minuti, pur rimanendo nelle loro gabbie a casa sul carrello. Al termine di questo periodo di 20 minuti, restituire i ratti alla funzione di cura degli animali.
- Nella seconda sessione, portare i topi alla sala formazione comportamentale in laboratorio. Come prima, lasciare le luci e ventilatori cubicolo nella stanza. Rimanere nella stanza, con la porta chiusa per ridurre al minimo le distrazioni, e la maniglia e pesare ogni ratto nella sala formazione comportamentale. Registrare i pesi, e quindi restituire i ratti alla struttura di cura degli animali.
- Abituare i ratti alle camere di condizionamento in due sessioni assuefazione brevi.
- Trasportare i ratti alla sala formazione comportamentale, registrare il peso di ciascun ratto,e caricare ogni ratto nella sua camera di condizionamento designato.
- Nella prima sessione di assuefazione impostare la metà delle camere come Context 1 e il resto come Context 2.
- Nella seconda sessione di assuefazione configurare ogni camera con il contesto che non è stato utilizzato nella sessione precedente.
- Condurre sessioni di assuefazione in modo controbilanciato, in modo tale che la metà dei ratti vengono prima esposto a Context 1, seguito da Context 2, e l'altra metà vengono prima esposti a Context 2, seguito da Context 1 Idealmente, condurre entrambe le sessioni di assuefazione nel stesso giorno, anche se potevano essere distribuite in due giorni, se necessario.
- Per le sessioni di assuefazione, utilizzare un programma per computer per illuminare il houselight 1 min dopo che il programma è stato rilasciato. Annotare il numero totale di voci di porta fluido effettuate durante una sessione di 20 min. Al termine della sessione, programmare la houselight per spegnere. Non presenta alcun etanolo o segnali durante le sessioni di assuefazione.
- Pulire le attrezzature (ad esempio, pannelli a pavimento, vassoi rifiuti, piastre di Petri). Vedere il punto 5.7 per ulteriori dettagli.
5. pavloviano Discriminazione Training (PDT)
Treno ratti per comportamentale discriminano tra un cue uditivo che è accoppiato con etanolo e un secondo spunto uditivo che non è. Per questa fase dell'esperimento, riempire le siringhe da 20 ml con 15% di etanolo.
- Dotare ogni camera di condizionamento, con una specifica configurazione di visiva, olfattiva, e stimoli tattili per creare un contesto caratteristico, come descritto ai punti 3.3.2 e 3.3.3
- Assegnare la metà dei ratti a Contesto 1 e l'altra metà a Contesto 2 in modo controbilanciato, in base al consumo di etanolo e di preferenza in media attraverso le ultime 2 sessioni della procedura di accesso etanolo gabbia a casa. Fare riferimento alla context usato durante la PDT come Contesto A. NOTA: Ogni ratto deve solo provare un contesto in questa fase di formazione.
- Assicurarsi che lo stimolo olfattivo è l'ultimo stimolo contestuale da aggiungere ad ogni camera di condizionamento. Chiudere le porte della camera e la cabina-attenuazione del suono per contenere lo stimolo olfattivo e ridurre al minimo la comingling di odori diversi.
- Portare i topi nella stanza formazione comportamentale, registrare il peso di ciascun ratto, e caricare ogni ratto nella sua camera di condizionamento designato.
- Avviare il programma per computer che controlla la seguente sequenza di eventi durante ogni sessione di PDT.
- A 5 minuti dopo che il programma è stato rilasciato, illuminare il houselight.
- Presentare lo stimolo rumore bianco e il clicker stimolo 16 volte ciascuno. Designa uno di questi stimoli uditivi essere il CS + e l'altro per essere il CS, in modo controbilanciato attraverso entrambi i contesti.
- Rendere ogni CS + e CS-prova last 10 sec.
- Consegnare 0,2 ml di etanolo nella porta del fluido durante l'ultimo 6 sec del CS +. Non fornire alcun etanolo durante il CS.
- Rendere ogni sessione PDT ultimi 58 minuti in media. Presentare il CS + e CS-ciascuno su una variabile tempo 67 sec programma.
- Record voci fluido porto durante la 10 sec intervallo CS (10 sec durante la presentazione CS), il 10 sec intervallo pre-CS (10 sec immediatamente prima dell'inizio CS), e il 10 sec intervallo post-CS (10 sec immediatamente seguente Offset CS) sia per CS + e CS-presentazioni, così come totale di voci di porta fluido per l'intera sessione. Registrare anche la durata di ogni voce porta fatta durante questi intervalli.
- Al termine della sessione, ruotare la houselight off.
- Rimuovere i ratti dalle camere, li tornare alle loro gabbie a casa, e trasportarli di nuovo alla funzione di cura degli animali.
- Controllare le porte del fluido per garantire che i ratti hanno consumato i 3,2 ml di etanolo consegnati in ogni PDT sESSIONE.
- Lavare l'etanolo fuori dal tubo di polietilene con una siringa da 60 ml contenente una piccola quantità di acqua. Quindi, passare 60 ml di aria attraverso il tubo utilizzando una seconda, siringa vuota, per assicurarsi che sia asciutto.
- Pulire l'apparecchiatura. Per la pulizia quotidiana, lavare i pannelli di pavimento, vassoi rifiuti, e piastre di Petri. Una volta alla settimana, pulire l'intera camera di condizionamento. Non utilizzare prodotti di pulizia profumati per evitare l'introduzione di odori indesiderati nella apparato sperimentale.
- Continuare sedute di PDT tutti i giorni fino ratti mostrano discriminazione stabili nelle loro risposte ingresso porta al CS + vs CS. NOTA: le voci della porta fatte in risposta al CS + dovrebbero aumentare nel corso sessioni, mentre voci di porta fatte in risposta al CS dovrebbero rimanere bassi. Il numero esatto di sedute di PDT necessario per conseguire discriminati condizionata risposta può variare, ma, come una guida, intenzione di circa 20 sessioni.
6. Estinzione
- Outfit ogni condizionamento chamber con visiva, olfattiva, e stimoli tattili per creare un contesto che è distinto da quello dei ratti hanno sperimentato durante le sedute di PDT. Ad esempio, se Contesto 1 è stato utilizzato in PDT, configurare la camera come Contesto 2 per le sessioni di estinzione. Fare riferimento al contesto utilizzato durante l'estinzione come Context B.
- Condurre sessioni di estinzione identico a sedute di PDT, ma non fornire alcuna etanolo durante il CS +.
- Utilizzare lo stesso programma informatico che è stato utilizzato durante PDT per presentare il CS + e CS.
- Per mantenere la coerenza tra le fasi dell'esperimento, caricare una siringa vuota nella pompa a siringa, e lasciare la pompa accesa. Assicurarsi che il tubo di polietilene non contiene etanolo prima sessione di estinzione.
- Continuare sessioni di estinzione tutti i giorni fino ratti non è più spettacolo discriminazione risponde tra il CS + e CS. NOTA: le voci della porta fatte in risposta al CS + dovrebbe diminuire gradualmente tra le sessioni di estinzione, fino a quando non vi è alcuna difference tra voci di porta fatte in risposta al CS + e le voci di porta fatte in risposta al CS. Il numero esatto di sessioni di estinzione necessarie per estinguere condizionata rispondere può variare, ma come una guida, ha intenzione di circa 8 sessioni.
- Pulire l'apparecchiatura al termine di ogni sessione, come descritto nel passaggio 5.7.
7 Context-indotta Rinnovo di prova
- Dotare ogni camera di condizionamento con i, olfattiva, e stimoli tattili visive per creare il contesto che è stato sperimentato durante le sedute di PDT. Ad esempio, se un determinato topo esperto Contesto 1 a sedute di PDT, configurare sua camera come Contesto 1 nella sessione di test. Fare riferimento al contesto utilizzato durante la prova di rinnovamento come Context A.
- Effettuare il test di rinnovamento indotta contesto identico a sedute di PDT, ma non fornire alcuna etanolo durante la prova di rinnovo. Presentare il
CS + e CS-come prima durante le sedute di PDT, ma trattenere l'etanolo.- Utilizzare lo stesso pr del computerOgram che è stato utilizzato durante PDT per presentare il CS + e CS.
- Per mantenere la coerenza tra le fasi, caricare una siringa vuota nella pompa a siringa, e lasciare la pompa accesa. Assicurarsi che il tubo di polietilene non contiene etanolo prima della sessione di test.
- Osservare il rinnovo indotta contesto pavloviano condizionata comportamenti alcol-ricerca. NOTA: Questo effetto rinnovamento sarà evidente da un aumento selettivo del numero di voci portuali effettuate in risposta al CS +, con nessun cambiamento nel comportamento ingresso porto made in risposta al CS, rispetto al CS + e CS-rispondendo osservato il fine della formazione estinzione.
- Pulire l'attrezzatura al termine della sessione, come descritto al punto 5.7.
Representative Results
Accesso etanolo intermittente nella gabbia di casa: Il consumo di etanolo (g / kg) e l'etanolo aumento preferenza attraverso sessioni di accesso etanolo intermittente nella gabbia di casa, in genere di raggiungere livelli stabili entro 8-12 sessioni (Figura 1). Nel set di dati mostrata nella figura 1, il consumo stabile di etanolo media attraverso le ultime due sessioni di gabbia di casa accesso etanolo variava 1,33-6,44 g / kg per i singoli ratti. La gabbia casa fase il consumo di etanolo dell'esperimento può essere interrotto una volta che il g / kg il consumo è stabilizzato, e ratti sono mantenuta a questo livello stabile di bere per un certo numero di sedute.
Per analizzare i dati di questa fase, condurre analisi separata misure ripetute della varianza (ANOVA) attraverso il fattore entro i soggetti della sessione per il consumo di etanolo (g / kg) e l'etanolo preferenza.
Schematica della procedura di rinnovo indotta contesto: Ogni fase delprocedura sperimentale (PDT, l'estinzione, prova rinnovo) è illustrato nella figura 2. Vedere la didascalia per ulteriori dettagli.
Risposta misure e analisi dei dati: In tutte le fasi comportamentali descritte di seguito, le risposte di ingresso della porta fatte durante il CS + e CS sono normalizzati con riferimento alle pre-CS basali risposte di ingresso della porta. Per creare le misure normalizzate CS, sottrarre il numero di voci portuali effettuate durante l'intervallo di riferimento pre-CS (10 secondi immediatamente prima dell'inizio CS) dal numero di voci portuali effettuati durante le presentazioni del CS + e CS. Le misure CS normalizzati normalizzato CS + e servono come indicatori di comportamento suscitato particolare da presentazioni CS, elevati sopra dei livelli basali.
Condurre misure ripetute ANOVA separati con i fattori oggetto entro ripetute di sessione e tipo CS (CS + vs CS) per le fasi di estinzione e PDT. Per i confronti tra fase (PDT, estinzione, rinnovareal test), i dati di utilizzo media attraverso le ultime due sedute di PDT e l'estinzione e la una sessione di dati di test di rinnovo in ripetute misure ANOVA. Per dare seguito a significativi effetti principali e le interazioni, t-test uso post hoc per campioni indipendenti o appaiati che sono corretti per confronti multipli. Criterio di significatività è fissato a α = 0.05.
PDT: risposte ingresso porta per l'aumento CS + attraverso sedute di PDT, considerando che le risposte di ingresso porta al CS rimane bassa e stabile, nel complesso. Si noti che le risposte di ingresso porta al CS può aumentare leggermente nei primi sessioni di allenamento PDT; Tuttavia, voci di porta fatte in risposta alla CS stabilizzare a un livello molto più basso rispetto a quelli realizzati in risposta al CS +. Discriminazione di successo è evidenziato da un innalzamento statisticamente significativo in voci di porta durante il CS + rispetto al CS (Figura 3). Questo risultato indica che pavloviano condizionata comportamenti alcol-ricerca ha essereen istituito per il CS +, ma non il CS.
Estinzione: risposte ingresso porta per il CS + graduale declino tra le sessioni di estinzione. Risposte ingresso di porta al CS rimangono bassi e stabili tra le sessioni di estinzione. Idealmente, discriminati risposta è abolito entro la fine della formazione di estinzione, come dimostra l'assenza di una differenza statisticamente significativa tra i valori delle porte al CS + e CS. Tuttavia, non è raro che un certo grado di discriminazione rispondere a rimanere, anche alla fine della formazione estinzione. In questo caso, è importante verificare che le risposte di ingresso porta al CS + alla fine della formazione estinzione sono statisticamente inferiore risposte ingresso porta al CS + all'inizio di estinzione, nonché al termine della PDT (figura 3) . Questo modello di risultati indica che pavloviano condizionata comportamento alcol-ricerca è stata notevolmente estinta.
Context-indotta prova rinnovo: Portrisposte ingresso all'aumento CS + nel test rinnovo indotta contesto, relativa alle voci portuali CS + osservati alla fine della formazione estinzione. Tale incremento è selettivo per il CS +, come voci di porta al CS rimangono inalterate. Inoltre, voci di porta al CS + sono statisticamente elevati rispetto a voci di porta al CS nel test rinnovo indotta contesto (Figura 4). Conferma statistica dei confronti tra voci di porta CS + tra l'estinzione e la prova, così come i confronti di CS + e CS voci di porta all'interno di test, indica un rinnovamento selettivo di comportamento-alcol in cerca pavloviano condizionata indotta dal contesto di alcol associato a test.
Figura 1 Escalation del consumo di etanolo e di preferenza indotta da etanolo accesso intermittente nella gabbia casa. Media &# 177; SEM (A) consumo di etanolo (g / kg) e (B) la preferenza etanolo attraverso 12 sessioni di accesso etanolo intermittente nella gabbia casa. Entrambe le misure aumentano tipicamente tra le sessioni e poi si stabilizzano. Consumo di etanolo Stabile media attraverso le ultime due sessioni di gabbia di casa accesso etanolo variava 1,33-6,44 g / kg per i singoli ratti. Questi dati sono stati ottenuti utilizzando ratti maschi lungo Evans potabile 15% (v / v) di etanolo.
. Figura 2 Uno schema della procedura sperimentale La procedura si compone di tre fasi: formazione discriminazione pavloviano (PDT), l'estinzione, e test di rinnovamento indotta contesto. Durante ogni sessione di PDT, ratti ricevono 16 studi di uno stimolo uditivo condizionato (CS +) che segnala la consegna di etanolo e 16 studi diun secondo stimolo uditivo (CS), che non è associato con la consegna di etanolo. Sedute di PDT avvengono in Context A, composto da una configurazione specifica di visivo, olfattivo e stimoli tattili. Durante le sessioni di estinzione, che si svolgono nel contesto B, composto da un diverso insieme di stimoli visivi, olfattivi, tattili e, il CS + e CS vengono presentati, ma l'etanolo sia ritirato. Per la prova di rinnovamento indotta contesto, i ratti vengono restituiti Contesto A, e il CS + e CS sono presentati senza etanolo. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Figura 3 Acquisizione ed estinzione di discriminate Pavlov condizionata, di rispondere per l'etanolo. Media ± SEM voci di porta normalizzato made durante il CS + e CS-attraverso PDT (sessioni 1-18) in contesto A e di estinzione (sessioni 19-26) in contesto B. Questi dati sono stati ottenuti utilizzando ratti maschi a lungo Evans, addestrato con il 10% (v / v) etanolo come stimolo incondizionato (US) che è stato presentato in collaborazione con il + CS durante la PDT. * P <0,05, CS + rispetto al CS. Figura originariamente pubblicato in Chaudhri, Sahuque, e Janak (2008). Usato con il permesso di Elsevier.
Figura 4 Context-indotta rinnovo del ± SEM voci di Pavlov condizionata, di rispondere per l'etanolo. Media normalizzata portuali effettuate durante il CS + e CS-in sedute di PDT in contesto A, sessioni di estinzione in contesto B, e test di rinnovamento nel contesto A. I dati sono media degli ultimi due sessioni per PDT e di estinzione; il test di rinnovamento è una singola sessione. Questei dati sono stati ottenuti utilizzando ratti maschi a lungo Evans, addestrati con il 10% (v / v) di etanolo come stimolo incondizionato (US) che è stato presentato in collaborazione con il CS + durante la PDT. * P <0,05; ** P <0,001, CS + rispetto al CS. #p <0.05, CS + PDT rispetto CS + estinzione. ^ P <0.05, CS + estinzione contro CS + prova. Figura originariamente pubblicato in Chaudhri, Sahuque, e Janak (2008). Usato con il permesso di Elsevier.
Discussion
I risultati di questa procedura rivelano che stimoli ambientali discreti che normalmente accompagnano la consegna alcol può acquisire la capacità di guidare il comportamento-alcol in cerca. Essi dimostrano inoltre che gli stimoli contestuali associati alla disponibilità o l'assenza di alcol prima può guidare condizionata risposte comportamentali a stimoli alcol-predittiva discreti.
Passaggi critici all'interno del protocollo
I contesti nella presente compito incorporano stimoli esterni al ratto. Tuttavia, lo stato interoceptive del ratto a test può anche costituire un 'contesto' che potrebbero influenzare il rinnovamento 20. E 'quindi importante abituare i ratti a tutte le procedure che possono verificarsi prima della prova di rinnovamento e modificare il loro stato interoceptive, come microinfusions intracraniche o iniezioni sistemiche. Inoltre, assuefazione a microinfusions o iniezioni sistemiche dovrebbe essere condotta prima sia estinzione e PDT sessions, per evitare che tali procedure di diventare associata ad una specifica fase dell'esperimento.
Parametri temporali, come la durata CS, intervallo CS-USA, e l'intervallo tra le prove (ITI), sono da tempo noti per influenzare condizionata rispondere in una varietà di paradigmi di condizionamento 21-26. Analogamente, i parametri temporali possono influenzare l'osservazione dell'effetto rinnovamento nella nostra procedura. Ogni set di parametri diversi da quelli specificati nel protocollo deve essere convalidato sperimentalmente in studi pilota prima di procedere ad impiegarli nelle indagini più grandi.
Modifiche e risoluzione dei problemi
Precedenti ricerche hanno trovato che la quantità di etanolo che i ratti consumano nella gabbia casa può variare in funzione del fornitore da cui i ratti vengono acquistati 17,27. Fornitore è quindi una considerazione importante per questa fase dello studio. Analogamente, la scelta del ceppo ratto dovrebbe essere considered con attenzione, in quanto vi sono numerose segnalazioni di differenze di ceppi di consumo di etanolo 28-31.
Prima opera in un paradigma di condizionamento avversivo ha dimostrato che l'età evolutiva dei ratti influenza l'osservazione di rinnovamento di un pavloviano condizionata risposta di paura 32. La mancanza di un effetto di rinnovamento in ratti molto giovani (di età inferiore ai 20 giorni dopo la nascita) è stato suggerito di essere dovuto alla codifica compromissione di informazioni contestuali 33. L'età evolutiva di ratti da utilizzare nel presente procedimento deve quindi essere preso in considerazione.
Rinnovo pavloviano condizionata comportamento alcol-ricerca è stato osservato quando il 10% 9,16, 15% 14, o 20% 15 soluzioni di etanolo sono stati utilizzati durante la gabbia di casa accesso etanolo e PDT fasi dell'esperimento. I ricercatori potrebbero usare una qualsiasi di queste concentrazioni di etanolo, ai fini della costituzione di tale procedura nel loro laboratories.
Durante l'acquisizione di una formazione discriminazione pavloviano è importante controllare le porte del fluido dopo ogni sessione per garantire che tutti i etanolo che è stato consegnato è stato consumato. Lasciando topi nelle camere di condizionamento per un ulteriore 10 - 15 minuti dopo ogni sessione può essere fatto all'inizio del PDT per incoraggiare il consumo di qualsiasi etanolo che non è stato consumato durante la sessione. Il numero di ratti che lasciano etanolo non consumato nei porti dovrebbe diminuire, come progredisce PDT. Se entro la fine di ratti PDT sono (a) non consumare tutto il etanolo e / o (b) non risponde al CS + allora queste discipline deve essere eliminato dallo studio. La maggior parte dei ratti affidabile rispondere più al + CS rispetto al CS. Tuttavia, alcuni ratti possono rispondere ad alti livelli per entrambe le indicazioni, quindi non mostra evidenza di discriminazione. I ratti che mostrano elevata rispondono sia al CS + e CS-durante PDT non vengono eliminati dallo studio. Nella nostra esperienza, questi soggetti mostrano discriminazione notevoledurante la prima sessione di estinzione in assenza di etanolo, suggerendo che i loro livelli elevati di rispondere alla CS durante PDT sono guidati dalla presenza di etanolo nella valvola liquido. Questi soggetti tendono a mostrare gli effetti di rinnovo robusti.
Limiti della procedura
Poiché il test rinnovo viene condotta in assenza di etanolo, voci di porta condizionati indotte dal CS + diminuiscono gradualmente tutta la sessione di test. Pertanto, l'importo complessivo del comportamento generato prova, contro la quale i cambiamenti sperimentalmente indotte possono essere valutate, è piuttosto bassa. Perché in questo compito risposta tende ad essere superiore al via contro la fine della sessione di test, è importante esaminare gli effetti delle manipolazioni sperimentali sulla condizionato rispondono a titolo di prova-by-processo.
Le voci nella presa del fluido forniscono la misura di dipendente principale in questo compito. Tuttavia, una voce porta errata potrebbe essere registrata se un animale è abbastanza vicino alla presa del fluido di rompere il raggio infrarosso attraverso l'apertura della porta fluido con i baffi. Anche se poco frequenti, le risposte errate sono evidenti come un drammatico aumento in porto totale voci relative al comportamento del soggetto in sessioni precedenti. Videoregistrando gli animali faciliterebbe l'individuazione di possibili risposte errate, e consentire un'analisi più raffinata dei comportamenti esibiti dai ratti per tutta la formazione e la sperimentazione.
Importanza della tecnica rispetto ai metodi esistenti / alternative
Rinnovamento Contesto-indotta del comportamento farmaco-seeking è ampiamente studiata utilizzando un compito di condizionamento strumentale in cui la variabile dipendente primaria è una risposta operante, come ad esempio una pressa a leva 8,34 o il naso colpire 12. Nel presente procedimento, la risposta in cerca di droga è 'approccio condizionato' alla porta del fluido che si manifesta da presentazioni diil + CS. Questa risposta è probabilmente acquisita attraverso l'apprendimento pavloviano, che è il processo di apprendimento che media la formazione di associazioni tra stimoli ambientali e gli effetti farmacologici delle sostanze d'abuso negli esseri umani.
Le applicazioni future
Questo compito può essere utilizzato in combinazione con neurofarmacologia, neurochimica optogenetics e per studiare i meccanismi neurali che sono coinvolti nel rinnovamento indotta contesto dei comportamenti alcol-cerca pavloviano condizionata 16. Inoltre, i meccanismi comportamentali e neurali che regolano l'acquisizione e l'estinzione di pavloviano condizionata comportamenti alcol-ricerca possono essere studiate. Infine, questo compito può essere utilizzato per esplorare manipolazioni di estinzione che potrebbero impedire il rinnovamento, una direzione importante per la ricerca traslazionale volta a ridurre l'impatto del farmaco associato contesti ambientali sulla reattività di droga segnali predittivi dopo la terapia di esposizione spunto in addi umanocts.
Disclosures
Tutte le procedure sperimentali sono state approvate dal comitato di ricerca Animal Ethics Concordia University e sono conformi alle linee guida del Canadian Council on Animal Care. La pubblicazione open-access di questo articolo è stata resa possibile dalla sponsorizzazione da Med Associates Inc.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 220-240 g 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, 100 ml | 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, 18 g, 1.5" length | Fisher | #B305199 | To connect polyethylene tubing to ethanol syringes; needs to be filed |
| Syringes, 20 ml, Luer-Lok non-sterile | Fisher | #1482316J | To contain ethanol on the fluid pumps; needs to be connected to the polyethylene tubing by a 18 G 1 1/2 needle |
| Syringes, 60 ml, 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, 28 V, 100 mA | 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, absorbent | VWR | #89126-790 | Absorbent paper to put in metal tray, needs to be cut to fit the metal tray |
| Polycarbonate sheet, 1/8" thick, 12-5/8" x 10" | Johnston Plastics | #30102515 | To make smooth transparent floor insert used for context 1. Needs to be cut in 11.5" x 12.25" pieces |
| Aluminium sheet perforated, 0.063" thick, 48" x 96", 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" x 12.25" pieces | |
| Black cardboard, 0.053" thick, 28" x 44" | 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" x 13.25". The panels can be joined by the narrower side using duct tape. |
| All-purpose strength duct tape, 1.88" x 45 yd. | 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 28 V 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 28 V 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 |
References
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