Summary
Этот протокол описан новый и эффективный способ быстро начать оперантный реагирует на этанол у крыс, что, в отличие от стандартных методов, не требует лишение воды или сахарин / сахарозу замирание для инициирования реагирования.
Abstract
Оперантное методы оральные самоуправления, как правило, используются для изучения подкрепляющих свойств этанола у животных. Тем не менее, стандартные методы требуют сахарин / замирание сахарозы, водной депривации и / или при обращении обучение для инициирования оперантный реагирования на крысах. В данной статье описан новый и эффективный метод, чтобы быстро начать оперантного отвечать на этанол, который удобен для экспериментаторов и не требует лишения воды или сахарин / увяданию сахарозы, тем самым устраняя потенциальную посрамить использования подсластителей в этаноле исследований оперантных самоуправления. С помощью этого метода, как правило, крысы Wistar приобретать и поддерживать Самоуправление 20% -ного раствора этанола в течение менее двух недель тренировок. Кроме того, концентрации и выгоды этанола в крови положительно коррелируют на сессии самоуправления 30 мин. Кроме того, налтрексон, УЛХ одобрил препарат для алкогольной зависимости, что было показано, чтобы подавить этанол самоуправленияу грызунов, дозозависимо снижает потребление алкоголя и мотивации к потреблению алкоголя у крыс самоуправляющиеся 20% этанола, что подтверждает использование этого нового метода для изучения подкрепляющих свойств алкоголя у крыс.
Introduction
Разработка моделей на животных для изучения подкрепляющие эффекты лекарственных средств стало важным инструментом для изучения наркомании человека. Более конкретно, оперантный самоуправление является широко используется модель поведения, которая является одним из наиболее эффективных средств для оценки положительных усиливающих эффектов перорально потребленный раствора этанола. Ранний проблема с разработкой такой модели был основным аверсивный вкус высокой концентрации этанола для большинства грызунов, явление , которое разделяют также у людей с небольшим опытом или без опыта с алкоголем 1. Стандартный протокол для преодоления этого барьера требует воды лишения и / или сахарин сахарозы выцветания для приобретения и поддержания самоуправления. Тем не менее, эти два подхода не выгодно. Они требуют длительных периодов обучения, чтобы просто начать отвечать на этанол и получить относительный показатель успешности приобретения. Использование подсластителей также вводит потенциальное смещение винтерпретация данных самоуправления. Эти ограничения не применяются к следующему протоколу.
В кратком изложении, Самсон и коллеги 2 показали , что растворение этанола в сладком растворе 20% сахарозы , а затем выведении сладостью в течение 4 -х недель тренировок требуется для инициирования реагирования на 10% этанола в воде. Кроме того, потребление этанола надежный обычно достигается в 6 до 8 недель , 1-3. Такой подход является весьма проблематичным. Во-первых, это требует длительных периодов обучения, прежде чем исследователи могут начать измерять этанол самоуправления. В противоположность этому , внутривенные самоуправления кокаина или героина требуется 0 - 1 дней предварительной подготовки наркотиков на рычаге пищевого доставки в пищевых животных ограничено, и стабильное реагирование на лекарства часто достигается в течение 10 - 12 дней 4,5. Другим ограничением этого метода является то, что сахарин и сахароза являются весьма полезным для крыс и выявить паттерны активации мозга Similar к наркотикам злоупотребления, тем самым вводя потенциал для путает в этаноле самоуправления изучает 6-9. И, наконец, у крыс , приобретающие Самоуправление раствора этанола с использованием этого метода показать изменчивость в приобретении и отклика скорости 1,10, со значительной долей крыс последовательно исключены из эксперимента из - за неудачного приобретения и / или недостаточной скорости отклика.
В противоположность этому, с этим протоколом, мы представляем простой, но эффективный метод для приобретения и поддержания пероральной самостоятельного введения 20% -ного этанола в водном растворе, который не требует воды лишения, сахарозу / сахарин выцветания или расширенного доступа обучение. Недавнее исследование показало, что самолечение для орального этанола показывает перевернутую U образную кривую зависимости ответа от дозы с высоким потреблением этанола во время самостоятельного введения при концентрации этанола 20%, таким образом, обеспечивая обоснование выбора 20% -ного раствора этанола в нашем experimСИХИЧЕСКОЕ дизайн 11.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Все процедуры проводятся в соответствии с Руководством NIH по уходу и использованию лабораторных животных.
1. Уход за животными и жилищно-коммунального
- По прибытии в колонию, у крыс Wistar дом мужчина весом 200 - 225 г при прибытии в пар при температуре (21 ° C) и влажности окружающей среды под контролем с обращенным 12 ч свет-темнота цикла.
Примечание: В зависимости от обоснования экспериментов, крысы могут быть одной размещены. - Дайте крыс акклиматизироваться в виварии и светового цикла в течение по крайней мере одной недели перед началом эксперимента и справиться с ними ежедневно. Взвешивание животных один раз в неделю.
- Дайте крыс свободный доступ к корму для и водопроводной воды в течение всего срока эксперимента (водной депривации не нужно инициировать реагирования 12). Проводить все тестирования поведения во время темной фазы цикла свет-темнота в темной комнате тестирования.
Примечание: Хотя мы обычно используем молодых взрослых мужчин крыс линии Вистар (послеродовые дни 62 - 65), этот рrotocol теоретически может быть пригодным для исследования других штаммов крыс, а также половые и / или возрастные различия.
2. Обучение Оперантное
- Провести все поведенческие обучение и тестирование в идентичных рабочих камерах для измерения 30,5 × 29,2 × 24,1 см и содержащий сетки полы и сковородки отходов, выровненные с подстилкой (изменилось между животными, чтобы уменьшить запах киев), расположенный в звукосигнальных смягчающих кабинок, оборудованных вытяжными вентиляторами для вентиляции ,
Примечание: Крыс обучают оперантного кондиционирования с 1 дня обучения (ответ на рычаг необходимо получить упрочнитель) от + 1 ч + 8 ч темного цикла. Там нет предварительного воздействия алкоголя, ни пищи или формирования жидкости перед тренировкой спирта. - Одета каждый оперантного камеры с огнями стимула, шприцевые насосы и двумя выдвижными рычагами, расположенными сбоку к жидкой чашке сосуда. Камеры интерфейса и управления с помощью компьютера с помощью соответствующего программного обеспечения.
Заметка:Большинство поставщиков будет предоставлять пакеты самоуправления, содержащие все необходимые компоненты, а также программное обеспечение и интерфейсы, необходимые для управления камерами. - Написать программу оперантного кондиционирования, которая инициирует график фиксированного соотношения (FR) 20% этанола армированием (ые оперантный график, в котором реакция усиливается только после определенного количества ответов) в соответствии с инструкциями изготовителя. Например, в фиксированной пропорции 1, крысы должны производить один ответ на получение упрочнитель (смотрите раздел Справочная Файлы кода для примера программы FR1). Выполните следующие команды.
- Продлить два рычага, чтобы отметить начало сессии и сигнал доступности алкоголя.
Примечание: Один рычаг нажать на рычаг, связанный с этанолом (активный) награжден поставкой объемом 100 мкл 20% этанола в воде в соседнем питьевой хорошо и инициирует сопутствующий 5-s период тайм-аута сигнализируемая освещениебиток света над рычагом. Кий свет вводится на 1-й день обучения. - Во время тайм-аута, запись отвечать на запросы, хотя он не имеет никаких запланированных последствий. ответы Запись на другой рычаг (неактивным), хотя они никогда не имеют поведенческие последствия. Примечание: неактивный рычаг служит в качестве контроля для оценки неспецифического поведения.
- Запишите число ответов на активный рычаг (уровень ответов), а количество 20% этанола награды заработали.
- Через 30 мин прошло, убирается два рычага, чтобы сигнализировать об окончании сессии и сигнал об окончании доступности алкоголя.
- Сохранение и архивирование всех данных.
- Продлить два рычага, чтобы отметить начало сессии и сигнал доступности алкоголя.
- Перед началом тренировки необходимо проверить правильность функционирования всех устройств в каждой камере оперантного (выдвижные рычаги, жидкость диспенсер).
- Готовят 20% -ный раствор этанола в / v от 190 Proof (95%) этанола, разбавленного в водопроводной воде.
Примечание: Этанол раствор можно хранить при комнатной температуре. в зависимостиот производителя, растворы запас этанол может быть до 99,98%. Также отметим, что, в то время как в большинстве опубликованных рукописей, концентрация этанола, как правило, представлены как объем / объем, некоторые из них могут представлять их как вес / объем. - Заполните шприц с 20% -ным раствором этанола и убедитесь, что нет утечки или пузырьков воздуха в настое линиях. Надавите вручную небольшой объем этанола, посредством инфузии линии, чтобы убедиться, что этанол будет правильно доставлен в емкость с первого усиленного ответа. Сушат сосуд с бумажным полотенцем и убедитесь, что он пуст перед началом сеанса.
- Загрузите программное обеспечение, которое контролирует график FR 20% -ного этанола арматуры
- Поезд operant- и крысы наркотиков наивный в соответствии с графиком FR1 самовведению 20% этанола без воды лишения в течение 30 мин сессий.
- Транспортировка крыс из вивария в комнату тестирования с использованием транспортной клетки.
- Назначают каждую крысу в одну камеру.Возьмите каждую индивидуальную крысу из транспортной клетки и поместить его в назначенном камере самоуправления.
- Старайтесь, чтобы условия эксперимента последовательно каждый день. Поэтому, всегда проверяйте крыс в той же камере самоуправления примерно в то же время каждый день.
- Запустите программное обеспечение, которое инициирует график FR1 из 20% этанола арматуры.
- В конце сессии, удалите крыс из камер самоуправления и вернуть их в виварии.
- Для того чтобы вручную подтвердить, что решение алкоголь потребляется животными, используйте бумажное полотенце и проверить, если сосуд сушат. В качестве альтернативы, используйте 1 или 2 мл шприц и собирают оставшуюся в емкости для оценки объема, который не расходуется жидкость.
Примечание: Для более точного измерения (но и более дорогие), можно оборудовать каждую камеру с системой lickometer, присоединенным к жидкостному чашеобразной сосуд, который позволяет точно подсчет облизываниеы производства крыс во время сессии самоуправления. - Очистите стены и сетки пол каждой камеры с поверхностным дезинфицирующим средством.
- После использования, поддерживать Вливание линии путем очистки их 70% -ным раствором этанола. Когда устройство не используется, вставьте колпачок, чтобы избежать плесени и пыли.
- После каждой сессии, собирать и анализировать данные, сгенерированные. Более конкретно, вычислить среднее число активных рычажные прессы, среднее количество алкоголя вознаграждения, полученного так же, как среднее число неактивных рычажные прессы.
Примечание: В большинстве работ, потребление алкоголя также представлен как потребление этанола в г / кг веса тела (). Потребление Этанол можно рассчитать по следующей формуле:
При объеме потребленной (мл) - количество заработанных наград ± унитарной объем / награды и плотности этанола при комнатной температуре - 0,789 г / мл.
Например, если крыса весом 400 г заработал 20 РеваРДС 20% -ного раствора об / об этанол:
- не провести сеанс 5/6 дней в неделю до стабилизации производительности (определяемой как минимум 15 сеансов и без изменений более 15% в общем количестве наград, полученных в течение последних 3-х сеансов).
Примечание: После того, как крысы достигли стабильной базовой линии на FR1, оперантное программа кондиционирования могут быть изменены в соответствии с инструкциями изготовителя, чтобы увеличить число ответов, необходимых для получения вознаграждения алкоголя. Фиксированной соотношение может, например, быть увеличено до FR2 или FR3, чтобы минимизировать случайное подкрепление. - Измерение концентрации этанола в крови:
- Для того, чтобы подтвердить, что награды, полученные в сеансе самоуправления потребляются крыс, измерения концентрации этанола в крови после самостоятельного введения. После того как крысы достигли стабильный базовый уровень, сбора крови из латеральной хвостовой вены непосредственно послесессия. Вставьте 23 G иглы в кровеносный сосуд и собрать 50 образцов крови мкл с использованием капиллярной трубки.
- Перенести пробы крови по 50 мкл до 10 мл флаконах и верхнее пространство добавляют 50 мкл 1: 1000 изопропилового спирта в качестве внутреннего стандарта. Приготовьте стандартную кривую от 10 до 300 мг / дл от стандартов этанола. Образцы процесса с парофазного пробоотборника с хроматографическую колонку 13 в соответствии с настройками производителя.
- Прогрессивное отношение
- Используйте прогрессивные отношения (PR) графики для оценки мотивации животных , чтобы потреблять награду 14. PR является оперантное график, в котором количество ответов для получения упрочнитель постепенно увеличивается (в других терминах, крысы должны работать больше для каждого последующего вознаграждения).
Примечание: В отличие от FR сессий, пиар-сеанс не истекло и будет прекращена только один раз 30 мин прошло без завершенного соотношения.- Поместите крыс в их назначенных оперантных коробках и позволяютим реагировать на 20% этанола в соответствии с графиком PR арматуры: Держите все экспериментальные условия , идентичные тем , которые используются в расписании FR (см шаг 2.3), за исключением увеличения требование ответа или стоимость внутри-сессии (т.е. число рычажные прессы требуется на активный рычаг для получения разового вознаграждение этанол) в соответствии со следующей формулой: 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24, 28, 32 ... Примечание: пример из программа PR приведена в разделе Справочная файлов кода.
- Завершить сеанс PR 30 мин один раз прошло без вознаграждения.
Примечание: контрольная точка определяется как требование последнего завершенного ответа во время PR-сессии.
- Используйте прогрессивные отношения (PR) графики для оценки мотивации животных , чтобы потреблять награду 14. PR является оперантное график, в котором количество ответов для получения упрочнитель постепенно увеличивается (в других терминах, крысы должны работать больше для каждого последующего вознаграждения).
3. Тестирование Predictive Действительность операнта модели алкогольного САМОУПРАВЛЕНИЯ
Примечание: После того, как крысы приобрели базовый уровень стабильной самоуправления (см шаг 2), можно оценить прогностическую обоснованность модели путемтестирование эффективности налтрексона, в настоящее время FDA одобренный препарат для алкогольной зависимости в снижении 20% -ного этилового спирта самоуправлением. Мы рекомендуем делать это испытание на самом высоком FR, достигнутого во время обучения (FR2), когда ответы надежно высоки. После того, как прогностическая валидность устанавливается, модель может быть использована для оценки новых лекарственных средств-кандидатов.
- Перед тем как день тестирования, дают крыс подкожной инъекции физиологического раствора за 30 мин до самоуправления сессий приучить их к инъекции в течение минимум двух последовательных сессий самоуправления или до реагирования на этанол не влияет на засоленных инъекций (определяется как без изменений больше, чем 15% в общем количестве наград, полученных в течение последних 2-х сеансов).
- Растворите налтрексон в солевом растворе и доведения рН до достижения нейтральности, чтобы облегчить инъекции животным. Вводить препарат в объеме 1,0 мл / кг за 30 мин до сеанса, с помощью подкожного пути введения. Примечание: Литрратура обеспечивает хорошие доказательства для выбора дозы между диапазонами 0,1 - 1 мг / кг, так что 0,1, 0,3 и 1 мг / кг используются в данном протоколе.
Примечание: Исследование показывает использование обоих подкожного и внутрибрюшинного путей введения налтрексона, хотя их эффективность может отличаться от подкожных инъекций равно 30 раз более сильным , что внутрибрюшинные инъекции 15. По этой причине мы рекомендуем использовать подкожный путь , как использование этого маршрута для инъекций налтрексона была подтверждена и реплицируются различными лабораториями в диапазоне концентраций от 0,1 до 1 мг / кг 12,15,16. - В течение дня испытания, инъекции крыс в сбалансированном / случайном порядке в конструкции между разными субъектами по одному из четырех Налтрексон дозирования циклов (0, 0,1, 0,3 и 1 мг / кг) за 30 мин до начала сессии самоуправления.
- Между каждым дозирующим цикла, позволяют крыс к вымыванию препарат с минимумом двух последовательных сеансов самоуправления или пока не отвечать на запросыэтанол возвращается к исходному уровню. Примечание: В результате, в конце теста, у всех крыс были введены с каждой из четырех доз.
- После этой фазы, выбрать наиболее эффективную дозу (1 мг / кг) и проверить действие налтрексона на мотивацию животных к употреблению алкоголя с помощью многопозиционного график соотношения (этап 2.12).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
На рисунке 1 показана репрезентативную поведение самоуправления operant- и наркотиков наивный Вистар (восемь различных когорт на сумму в общей сложности 239 крыс) , обучающихся по графику FR1 самовведению 20% этанола без воды лишения или сахарин / замиранием сахарозы в течение 30-минутного сеанса. С помощью этого протокола, крысы инициировать нажатия на рычаг , чтобы получить награду этанол очень быстро, уже получение более 10 наград в течение первых сессий (Рис . 1А) Они достигают стабильных реагирующих ставки на активный рычаг с помощью сессии 10 самоприменения получения среднего значения 23,7 ± 0,7 наград на FR1 (рис 1б), что соответствует среднему потребление этанола 0,86 г / кг.
На рисунке 2 показано влияние различных доз налтрексона на алкоголь самостоятельного введения. Для того, чтобы оценить прогностическую Действительностьживотная модель поисков этанола, эффективность налтрексона, в текущий момент FDA утвержденных лекарства для алкогольной зависимости, должна быть проверена на группе животных, обученных в соответствии с расширенным фиксированным соотношение-3 (FR3) подкрепления. Обработка с помощью налтрексона , как ожидается, производят дозозависимое уменьшение спирта самостоятельного введения (фиг.2А и 2В), а также пониженную мотивацию для получения спирта оценивали с использованием поэтапного графика соотношения (фиг.2с).
Рисунок 1: Вистар приобретать и поддерживать Самоуправление 20% этанола. A: Среднее вознаграждение (± SEM) , полученные в течение 30 мин сессий самоуправления (FR1, фазы приобретения) 20% этанола (п = 239) у крыс. B: Средние награды , полученные в ходе 30 мин сессий самоуправления (FR1, FR2, стабильноефаза) 20% (n = 239) у крыс. C: Означает активные и неактивные прессы рычаг (± SEM) завершены в течение 30-минутного сеанса самоуправления (FR1, FR2, стабильная фаза) 20% (п = 239) у крыс. D: Количество наград , заработанных в течение одного 30 мин самоуправления сессии по сравнению с БЭК (мг / дл) (n = 36 крыс, R 2 = 0,67, р <0,001). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Рисунок 2: Налтрексон снижает как самоуправление и мотивацию к употреблению алкоголя. A: усредненный давит на рычаг (± SEM) завершили во время сеанса 30 мин самоуправления (FR3) 20% -ного этанола , после физиологического раствора или лечения налтрексона (0,1, 0,3 или 1 мг / кг) у крыс Вистар (n = 16) (** = р <0,01,*** = Р <0,001). B: Среднее вознаграждение (± SEM) , полученные в течение сессии 30 минут самоуправления (FR3) 20% -ного этанола следующие физиологического раствора или лечения налтрексона (0,1, 0,3 или 1 мг / кг) у крыс Вистар (n = 16) ( ** = р <0,01, *** = р <0,001). C: Средняя точка останова (± SEM) достигнута в ходе PR - сессии 20% этанола следуя либо физиологический раствор или лечение налтрексон (1 мг / кг) у крыс Вистар (п = 16) (* = р <0,05). D: Количество наград (± SEM) заработал во время PR - сессии 20% этанола следующие физиологического раствора или лечения налтрексона (1 мг / кг) у крыс Вистар (n = 16) (* = р <0,05). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
С помощью этого протокола, мы представляем новый метод для приобретения и поддержания стабильного устные самостоятельного введения 20% этанола у крыс, что, в отличие от классических моделей этанола самоуправления, не требует использования воды лишения, расширенного обучения доступа, или сахарин / сахарозу выцветания 12. Кроме того, налтрексон, в текущий момент FDA утвержденных лекарства для алкогольной зависимости, успешно снижает алкоголя самоуправления и мотивации к потреблению спирта Wistar крыс, обученных с этим протоколом. Этот результат дает важную фармакологическую проверку протокола , как это согласуется с предыдущими сообщениями , показавшими , что налтрексон эффективен в снижении потребления алкоголя в не зависимых крыс 16-18. Налтрексон является опиатных рецепторов антагонист, который показал обнадеживающие результаты в обоих животных моделях потребления алкоголя и клинических испытаний. В моделях животных, налтрексон эффективен в снижении потребления алкоголя и само-ав Т О не-зависимых животных 16,17,19, не влияя на неспецифическую поведение (неактивные рычажные прессы) 12. Он также доказал свою эффективность в снижении потребления пищи. Например, она успешно снижает потребление жидкости крысы обеих сладкой некалорийных раствором сахарина, а также очень вкусной и калорийной шоколадный напиток 20. Налтрексон также снижает сахарозы самоуправлением 16, потребление воды после водной депривации 21, а также выбор сахарин в выборе из двух бутылок настройки 22. Все вместе, эти результаты указывают на то, что налтрексон, вероятно, не влияет на алкоголь путем модуляции отвечая калорийность жидких подкреплений, но более вероятно, за счет уменьшения немедленного полезный стоимости алкоголя.
Есть несколько важных преимуществ этой модели. Во-первых, период сбора быстрее, чем с предыдущими парадигм. Крысы достигают активные нажатия на рычаг ставки для соответствующих леВелс этанола 23 в течение одной недели. Сахар-замирания на основе парадигм требуют от шести до восьми недель тестирования , чтобы произвести надежное потребление этанола 1,3, таким образом , чтобы тратить ценное время и ресурсы. Во- вторых, эта модель устраняет заметное снижение потребления этанола обычно наблюдается после удаления подслащивающих веществ, поэтому возможно уменьшение скорости истирания в этаноле самоуправлением исследования 24. Восемь различных когорт крыс на сумму в общей сложности 239 operant- и наркотиков наивный Вистар были проведены с использованием этого протокола и только 9 удовлетворяет критериям для не суметь приобрести самоуправления (определяется как минимум 10 активных рычажные прессы в течение последних 3 стабилизировались фиксированной пропорции 1 сеансов). Таким образом, этот новый протокол обучения дает внушительную успешную ставку сбора 96%. С помощью этого протокола, крысы достигли устойчивых реагирующих скорости менее чем за две недели, в результате чего среднее потребление этанола 0,86 г / кг. Этот уровень потребления эквивалентенте , достигнутые крыс , обученных с сахарозой / сахарина выцветания процедуры , которые обычно достигается средний расход от 0,5 до 0,8 г / кг 1,2,23,25.
Кроме того, эта модель упрощает интерпретацию исследований этанола самоуправления путем удаления путает из-за своей сути полезных свойств сахарина и сахарозы у крыс. Потенциальные привыкание свойства пищевых наград и более конкретно вкусных продуктов, таких как сахар был предметом интереса в последние годы, и в конечном счете, подчеркивают необходимость более конкретной модели этанола самоуправления. Например, существуют доказательства того, чтобы поддержать идею , что сахароза может сама по себе вызывать привыкание у крыс, как и крысы отображения поведения , таких как переедания, ищет и вывода в ответ на чрезмерное потребление сахарозы 26-28. Кроме того, сахароза и сахарин более арматурная , чем наркотики злоупотребления , такие как кокаин и опиаты 6-8,29 и эти подсластителиизменяют активацию Fos в участках мозга , в том числе прилежащем ядре в манере , подобной этанол и другие злоупотреблением наркотиками 9. И, наконец, эта модель подходит для изучения животных моделей рецидива наркотиков. Ранее мы показали , что животные , обученные с использованием этой процедуры были в состоянии робастно погасить свои реакции на алкоголь 12, аналогично тому , что обычно получают с классическими моделями этанола самоуправления 25. Эти животные могут быть восстановлены путем использования стрессора 12 или путем реинтродукции биток свет 30.
Этанол является амбивалентным препарат, который оказывает полезным и Аверсивные свойствами. Широко распространено мнение , что первичный аверсивный вкус этанола является основным барьером для достижения стабильного самоуправления в большинстве грызунов, особенно при высоких концентрациях 1. Тем не менее, исследование исследования вкусовой реактивности у крыс в широком диапазоне концентраций этанола (от 5 до 40% об / об) surprisingly обнаружили , что количество гедоническая, но не отталкивающее Орофациальные реакции имеют тенденцию к увеличению с более высокими концентрациями этанола 31. Кроме того, с многократным воздействием алкоголя, количество аверсивными орофациальных ответов уменьшилось, когда крысы подвергались воздействию высоких концентрациях этанола (от 20 до 40% об / об), в то время как она оставалась неизменной при более низких концентрациях (от 5 до 10% об / об). Аналогичным образом , у крыс , которые имели параллельное оперантное доступ к двум этанольных растворов 23 ответило более для более высоких концентрациях (20 или 40% об / об) , чем нижний (10% об / об, концентрация , которая в основном используется в сахарозе / сахарин замирания процедура) и самоуправление для перорального этанола показывает перевернутую U образную кривую зависимости ответа от дозы с самым высоким уровнем потребления этанола во время самостоятельного введения при концентрации этанола 20% 11. Эти данные указывают на то, что более высокие концентрации этанола может быть более полезным и менее аверсивный крыс, объясняя, почему крысы приобретают Самоуправление 20% этанола в оУр протокол без необходимости этанола доконтактной или сахароза / сахарина процедуру замиранием.
Тем не менее, важно отметить, что эта модель не отражает Escalated уровень этанола самостоятельного введения и высокой концентрации в крови этанола. Таким образом, эта модель не вызывает физическую зависимость у крыс и должны быть объединены с другими моделями, если цель эксперимента состоит, чтобы вызвать чрезмерное потребление алкоголя у грызунов.
Как и во многих поведенческих задач, первым критическим параметром является сохранение условий эксперимента как можно более последовательными каждый день. Точнее, крысы всегда должны быть испытаны в той же камере самоуправления. Сессия должна происходить в то же время (± 30 мин) в течение всего эксперимента. Конфигурация камеры (этап 2.2) следует осталась без изменений. Во время обучения самоуправления, первые сессии может иметь решающее значение. Особое внимание следует уделить йе доставки лекарственного вещества трубки, жидкость чашка сосуд, рычаг и шприцевые насосы. Крайне важно, что этанол правильно доставлен в сосуд из первого усиленного ответа, так как любой сбой может задержать или снизить приобретение этанола самоуправления.
Таким образом, новая модель обучения крыс для оперантного самостоятельного введения пероральной спирта, описанного в этом протоколе значительно повышает эффективность за счет уменьшения времени на обучение при увеличении скорости сбора данных, упрощает общую процедуру, а также интерпретацию результатов, и подтверждено как звуковой модели питья этанола эксперимента налтрексона. Этот протокол предназначен для исследования полезным и мотивационные свойства алкоголя у крыс, и их можно комбинировать с классическими процедурами оперантных самостоятельного введения, такие как возобновлением модели для оценки нейронные основы поведения этанола ищущим.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана Шведским научным советом.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Extra Tall MDF Sound Attenuating Cubicle, Interior: 22"W x 22"H x 16"D | Med Associates Inc. | ENV-018MD | |
| Extra Tall Modular Test Chamber with modified Top, Waste Pan and Photobeam | Med Associates Inc. | ENV-007CT-PH | |
| Stainless Steel Grid Floor for Rat or Small Primate | Med Associates Inc. | ENV-005 | |
| Retractable Lever | Med Associates Inc. | ENV-112CM | 2 by SA chambers |
| Stimulus Light, 1" White Lens, Mounted on Modular Panel | Med Associates Inc. | ENV-221M | 2 by SA chambers |
| Dual Cup Liquid Receptacle with 18 ga Stainless Steel Pipes | Med Associates Inc. | ENV-200R3AM | |
| Single Speed Syringe Pump, 3.33 rpm | Med Associates Inc. | PHM-100 | |
| Liquid Delivery Kit | Med Associates Inc. | PHM-122-18 | |
| SmartCtrl 8 Input / 16 Output Package | Med Associates Inc. | DIG-716P2 | |
| MED-PC software | Med Associates Inc. | SOF-735 | |
| http://www.mednr.com/ | Med Associates Inc. | A website that is open-source and has been created to offer researchers a place to exchange MEDState Notation code | |
| Kendall Monoject 20 cc Syringes, Regular Luer Tip | VWR International | MJ8881-520657 | |
| Ethanol, Pure, 190 Proof (95%), USP, KOPTEC | Decon Labs | 2801 | |
| 0.9% Sodium Chloride Injection, USP | Hospira | 0409-4888-50 | |
| Naltrexone hydrochloride | Sigma Aldrich | N3136-1G | |
| 23 G BD PrecisionGlide Needles | BD | 305145 | |
| Minivette POCT 50 µL, K3EDTA | Sarstedt | 17.2113.150 | For capillary blood collection |
References
- Koob, G. F., et al. Animal models of motivation for drinking in rodents with a focus on opioid receptor neuropharmacology. Recent developments in alcoholism : an official publication. of the American Medical Society on Alcoholism, the Research Society on Alcoholism, and the National Council on Alcoholism. 16, 263-281 (2003).
- Samson, H. H. Initiation of ethanol reinforcement using a sucrose-substitution procedure in food- and water-sated rats. Alcoholism, clinical and experimental research. 10, 436-442 (1986).
- Weiss, F., Mitchiner, M., Bloom, F. E., Koob, G. F. Free-choice responding for ethanol versus water in alcohol preferring (P) and unselected Wistar rats is differentially modified by naloxone, bromocriptine, and methysergide. Psychopharmacology. , 178-186 (1990).
- Koya, E., et al. Role of ventral medial prefrontal cortex in incubation of cocaine craving. Neuropharmacology. 56, 177-185 (2009).
- Karlsson, R. M., Kircher, D. M., Shaham, Y., O'Donnell, P. Exaggerated cue-induced reinstatement of cocaine seeking but not incubation of cocaine craving in a developmental rat model of schizophrenia. Psychopharmacology. , 45-51 (2013).
- Augier, E., Vouillac, C., Ahmed, S. H. Diazepam promotes choice of abstinence in cocaine self-administering rats. Addiction biology. 17, 378-391 (2012).
- Cantin, L., et al. Cocaine is low on the value ladder of rats: possible evidence for resilience to addiction. PloS one. 5, (2010).
- Lenoir, M., Serre, F., Cantin, L., Ahmed, S. H. Intense sweetness surpasses cocaine reward. PloS one. 2, (2007).
- Spangler, R., et al. Opiate-like effects of sugar on gene expression in reward areas of the rat brain. Brain research. Molecular brain research. , 134-142 (2004).
- Rassnick, S., Pulvirenti, L., Koob, G. F. SDZ-205,152, a novel dopamine receptor agonist, reduces oral ethanol self-administration in rats. Alcohol. 10, 127-132 (1993).
- Carnicella, S., Yowell, Q. V., Ron, D. Regulation of operant oral ethanol self-administration: a dose-response curve study in rats. Alcoholism, clinical and experimental research. 35, 116-125 (2011).
- Augier, E., et al. Wistar rats acquire and maintain self-administration of 20 % ethanol without water deprivation, saccharin/sucrose fading, or extended access training. Psychopharmacology. , (2014).
- Macchia, T., et al. Ethanol in biological fluids: headspace GC measurement. Journal of analytical toxicology. 19, 241-246 (1995).
- Hodos, W. Progressive ratio as a measure of reward strength. Science. 134, 943-944 (1961).
- Williams, K. L., Broadbridge, C. L. Potency of naltrexone to reduce ethanol self-administration in rats is greater for subcutaneous versus intraperitoneal injection. Alcohol. 43, 119-126 (2009).
- Czachowski, C. L., Delory, M. J. Acamprosate and naltrexone treatment effects on ethanol and sucrose seeking and intake in ethanol-dependent and nondependent rats. Psychopharmacology. , 335-348 (2009).
- Stromberg, M. F., Volpicelli, J. R., O'Brien, C. P. Effects of naltrexone administered repeatedly across 30 or 60 days on ethanol consumption using a limited access procedure in the rat. Alcoholism, clinical and experimental research. 22, 2186-2191 (1998).
- Stromberg, M. F., Casale, M., Volpicelli, L., Volpicelli, J. R., O'Brien, C. P. A comparison of the effects of the opioid antagonists naltrexone, naltrindole, and beta-funaltrexamine on ethanol consumption in the rat. Alcohol. 15, 281-289 (1998).
- Gonzales, R. A., Weiss, F. Suppression of ethanol-reinforced behavior by naltrexone is associated with attenuation of the ethanol-induced increase in dialysate dopamine levels in the nucleus accumbens. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 18, 10663-10671 (1998).
- Biggs, T. A., Myers, R. D. Naltrexone and amperozide modify chocolate and saccharin drinking in high alcohol-preferring P rats. Pharmacology, biochemistry, and behavior. 60, 407-413 (1998).
- Beczkowska, I. W., Bowen, W. D., Bodnar, R. J. Central opioid receptor subtype antagonists differentially alter sucrose and deprivation-induced water intake in rats. Brain research. 589, 291-301 (1992).
- Cooper, S. J. Effects of opiate agonists and antagonists on fluid intake and saccharin choice in the rat. Neuropharmacology. 22, 323-328 (1983).
- Samson, H. H., Pfeffer, A. O., Tolliver, G. A. Oral ethanol self-administration in rats: models of alcohol-seeking behavior. Alcoholism, clinical and experimental research. 12, 591-598 (1988).
- Koob, G. F., Weiss, F. Pharmacology of drug self-administration. Alcohol. 7, 193-197 (1990).
- Schank, J. R., et al. The Role of the Neurokinin-1 Receptor in Stress-Induced Reinstatement of Alcohol and Cocaine Seeking. Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. , (2013).
- Avena, N. M., Bocarsly, M. E., Rada, P., Kim, A., Hoebel, B. G. After daily bingeing on a sucrose solution, food deprivation induces anxiety and accumbens dopamine/acetylcholine imbalance. Physiology. 94, 309-315 (2008).
- Avena, N. M. The study of food addiction using animal models of binge eating. Appetite. 55, 734-737 (2010).
- Morgan, D., Sizemore, G. M. Animal models of addiction: fat and sugar. Current pharmaceutical design. 17, 1168-1172 (2011).
- Lenoir, M., Cantin, L., Vanhille, N., Serre, F., Ahmed, S. H. Extended heroin access increases heroin choices over a potent nondrug alternative. Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. 38, 1209-1220 (2013).
- Augier, E., et al. The mGluR2 Positive Allosteric Modulator, AZD8529, and Cue-Induced Relapse to Alcohol Seeking in Rats. Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. 41, 2932-2940 (2016).
- Bice, P. J., Kiefer, S. W. Taste reactivity in alcohol preferring and nonpreferring rats. Alcoholism, clinical and experimental research. 14, 721-727 (1990).
