Bu makale, IV metamfetamin bağımlılığının tedavisi için uyuşturucu kullanım ortamından zamansal ve mekansal olarak ayrı olan intrakraniyal elektriksel stimülasyonun verilmesini açıklamaktadır.
Method Article
Bu makale, IV metamfetamin bağımlılığının tedavisi için uyuşturucu kullanım ortamından zamansal ve mekansal olarak ayrı olan intrakraniyal elektriksel stimülasyonun verilmesini açıklamaktadır.
Madde kullanım bozuklukları, özellikle metamfetamine karşı, gençleri orantısız bir şekilde etkileyen yıkıcı, nükseden hastalıklardır. Hayvan modellerinde doğrulanmış yeni, etkili ve pratik tedavi stratejilerine ihtiyaç vardır. Derin beyin stimülasyonu (DBS) tedavisi de dahil olmak üzere nöromodülasyon, patolojik nöronal aktiviteyi etkilemek için elektrik kullanımını ifade eder ve ilaç bağımlılığı da dahil olmak üzere psikiyatrik bozukluklar için umut vaat etmektedir. Klinik uygulamada DBS, semptomları hafifletmek için bir doktor tarafından harici olarak programlanan, implante edilebilir kalp pili benzeri bir sistem kullanılarak beyin yapılarına sürekli stimülasyon verilmesini içerir. Metamfetamin kullanıcılarında zorlu psikososyal durumlar nedeniyle bu tedavi sınırlı olacaktır. Aralıklı, non-invaziv ve ilaç kullanım ortamından uzaktan verilebilen elektriksel tedaviler daha gerçekçi olacaktır. Bu makale, IV metamfetamin bağımlılığının tedavisi için uyuşturucu kullanım ortamından zamansal ve mekansal olarak ayrı olan intrakraniyal elektriksel stimülasyonun verilmesini açıklamaktadır. Metamfetamin bağımlılığı, kemirgenlerde, uyuşturucuya uzun süreli erişim dönemini içeren ve hem kullanımın arttığını hem de uyuşturucu elde etmek için yüksek motivasyon gösteren, intravenöz (IV) kendi kendine uygulamanın operant bir paradigması kullanılarak hızla gelişmektedir.
Metamfetamin nedeniyle sinaptik monoaminler akut artış, özellikle dopamin yoğun ve uzun süreli öfori üreten bir psikostimulandır. Metamfetamin bağımlılığı dünyada tahminen 25 milyon 34 kullanıcı ve kanıtlanmış bir tedavi 1,2 ile bir salgın sağlık sorunudur. Metamfetamin bağımlılığı için yeni tedavi stratejileri geliştirmek için önemli bir ihtiyaç vardır. Derin beyin stimülasyonu (DBS) beyin "kalp pili" Parkinson hastalığı, distoni ve esansiyel tremor 3 olmak üzere bazı hastalıkların meydana yıkıcı nöronal ateşleme desenleri, normalleştirmek için kullandığı bir nöroşirürji işlemdir. Son insan olgu sunumları DBS da alkol ve uyuşturucu bağımlılığı için etkili bir tedavi olabilir, ama psikostimülanlar ilişkin klinik öncesi kanıt (örn., Kokain, metamfetamin) 4-8 sınırlı olduğunu göstermektedir.
Sürekli derin beyin stimülasyonu, bu currentl olduğu gibiy uygulanan hasta ve onun / onun ailesinden olağanüstü işbirliğini gerektirir. Titiz yara bakımı ve kişisel hijyen, hatta sonuçtaki bakteriyemi ile intravenöz ilaç kullanmayan hastalarda enfeksiyona duyarlı olan altta yatan kalp pili donanım korumak için gereklidir. DBS Cihazın düzenli takip sisteminin açık döngü tasarımı verilen gereklidir; Deneyimli hekimler rutin klinik randevuları 3 sırasında hedef semptomları azaltmak için, modern DBS ayarlarını değiştirmek. Bu tedavi paradigma nedeniyle zorlu psikososyal durumlara kokain ve metamfetamin kullanıcıları sınırlı olacaktır. Birkaç kemirgen çalışmaları tedavinin ilaç kullanım ortamında 9-11 kokain öz-yönetim prosedürleri sırasında sürekli olarak teslim edildiğinde DBS etkilerini inceleyerek bu pratik paradigma taklit var.
Transkranial yolla gibi, kalıcı donanım gerektirmeyen süreksiz teknikler Non-invazivmanyetik stimülasyon (TMS), madde kullanım bozuklukları 12 tedavisi için daha iyi bir seçenek olabilir. TMS non-invaziv günlük sırasında belirli bir beyin hedefi elektrik alanları, aralıklı tedaviler oluşturmak için harici headcoil kullanılarak teslim edilir. H bobin ya da "derin" TMS potansiyel kullanımını 13,14 genişletilmesi, kortikal sitelere ek olarak, derin beyin yapıları teşvik edilmesini sağlar son gelişi. Her iki tedaviler birincil ilaç kullanımı daha farklı bir ortamda bir dizi oturum sırasında kesintili teslim edilir ve uyuşturucu bağımlılığı 13,15-17 insan ve kemirgen denemeleri hem de söz göstermiştir. Onlar şiddet veya hatalı davranış 18 yaşayabilirsiniz zaman metamfetamin bağımlı hastaları tedavi etmek için pencere muhtemelen sokak binges sırasında değil, böyle bir mahkeme-zorunlu rehabilitasyon gibi itidal dönemlerinde olacaktır. Bunun gibi, bu makalenin amacı zamansal olan elektriksel stimülasyon teslim tanımlamaktırve mekansal olarak daha yakından IV metamfetamin bağımlılığı tedavisi için insanlarda mümkün olanı yaklaşık olarak ilaç kullanım ortamına, ayrılır.
Tüm işlemler LSUHSC Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanan ve NIH uygun olarak yapılmıştır "laboratuvar hayvanları bakım İlkeleri."
1. Kemirgen Acclimation ve Gıda Kısıtlama
2. Juguler Ven Kateterizasyon
3. İntrakraniyal Elektrot Yerleştirme
4. Edimsel Aparatı
5. intravenöz (IV) Metamfetamin Öz-Yönetim Prosedürü
6. Beyin Uyarım Aparatı
7. Derin Beyin Stimülasyonu Prosedürü
IV juguler kateter ve intrakranial DBS elektrot yerleştirme sonrasında, kemirgenler başarıyla kısa bir iyileşme süresinden sonra kendiliğinden administer IV metamfetamin için eğitilmiş olabilir. Sıçanlar kazanmak ve genişletilmiş erişim 2 gün sonra metamfetamin öz-yönetim yükselmek olacaktır 3 gösterir Şekil 4 gün ile oturum başına 168 ± 12 infüzyon ortalama ilaç.
1) metamfetamin toksisite ve kalıcı, uzun süreli erişim ile ciddi davranış değişiklikleri önlemek ve 2) bu yanıt nispeten istikrarlı bir oran kurmak için çeşitli tarafından manipüle edilebilir: Sıçanlar sonra iki nedenden dolayı edimsel eğitim günlük 2 saatlik programa taşınır Terapötik müdahaleler. Şekil 4, ikinci hafta içinde kısa erişim seans başına toplam infüzyon ortalama sayısı 75 ± 8 olduğunu gösterir ve genellikle% 10'dan az güne-gün değişir. Şekil 5 bu sıçanlar devel gösteriyorop güne kıyasla eğitim 6 gün kadar alımının bir "önden yüklemeli" desen ortaya çıkması ile gösterildiği gibi ilaç almak için artan bir motivasyon 1. Bu geliştirir sonra, etkisi büyük ölçüde sonraki oturumlarda üzerinde sürdürülen (veriler gösterilmemiştir) .
Şekil 6, çift yönlü DBS sham uyarılmış grubuna göre üç ila beş gün ile operant IV metamfetamin kendi kendine uygulama belirgin bir azalma ile sonuçlandı ilaçsız bir ortamda getirdiğini göstermektedir. (- 8.5 ML 2.4 ± AP + 1.6, DV) çekirdek kabuğu bregma göre koordinatları aşağıdaki stereotaktik kullanarak ilaç consummatory davranış 8 yılında bilinen katılımı verildi hedefli edildi akkumbens. Uyarım parametreleri ve süresi gevşek psikiyatrik hastalık 8,20,21 tedavisinde DBS daha önce yayınlanmış deneyime dayalı ama deneycinin ihtiyaçlarına bağlı olarak ayarlanabilir. Hata çubukları ılımlı ve tüm gün rea vardırnet bir tedavi etkisine rağmen davranışsal değerlendirmeler görülebilir yanıtların yelpazesini gösteren ch önemi. Deneme başına farelerin sayısının artırılması bu doğal değişkenliği telafi yardımcı olabilir. 11 hayvan başlangıçta bu deney için kullanıldı. Bir hayvan nedeniyle nöbet kötü beslenme postoperatif bir hayvan dışlandı için ötenazi edildi ve bir hayvan 8 hayvanların toplam bizi terk nedeniyle DBS elektrot arızaya çıkarılmıştır (N = 4 aktif DBS N = 4 Sham). Onun başarılı bir şekilde tamamlanması için izin verecek her bir deney için 12 sıçan - Genel yaklaşık 10 ile başlayan.

Şekil 1. Görsel Programlama Dili. Araştırmacı birden anima beyin uyarımı sağlayabilir bir program tasarımı, burada gösterilen örnekte olduğu gibi bir görsel programlama dilini kullanırls eşzamanlı kullanıcı tarafından girilen parametrelere de. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 2. Görsel Kontrol Paneli. Deneyin başlamasından önce, araştırmacı görsel kontrol panelinin sol tarafında istenen frekansı, darbe genişliği ve genliği belirtir. İşte stimülasyon parametreleri: akım şiddeti 200 uA; nabız 61 msn genişliği; darbe frekansı 130 Hz. Stimülasyon, aktif akım teslimat için dalga sağ tarafta görüntülenir başlatılır sonra. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
IV Metamfetamin Öz İdaresi Şekil 3. kazanılması. Yanıt Toplam operant (360 dakika) veri tekrarlanan tedbir olarak tanımlanan günlük oturumu ile bir tekrarlanan-önlemler ANOVA kullanılarak analiz edildi. S idi Tüm analizler <0.05 anlamlı kabul edildi. Veriler ortalama ± standart hatadır. Edimsel eğitimin ilk dört gün boyunca günde 6 saatlik edimsel oturumlarda toplam metamfetamin infüzyon. + P <0.05 seans 1 ile karşılaştırıldığında ve 2. bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4.IV Metamfetamin Öz İdaresi Bakım. Toplam operant yanıt (120 dakika) veri tekrarlanan tedbir olarak tanımlanan günlük oturumu ile bir tekrarlanan-önlemler ANOVA kullanılarak analiz edildi. S idi Tüm analizler <0.05 anlamlı kabul edildi. Veriler ortalama ± standart hatadır. Kararlı fakat yoğun ilaç alma davranışı gösteren edimsel eğitim, ikinci hafta günde 2 saat edimsel oturumları sırasında toplam metamfetamin infüzyon. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil Motivasyon 5. Kalkınma Drug Take. Edimsel ilk bir saat için her 15 dakikada ulaştı edildi yanıt vermenin ve veri analiz edildi kullanarak tekrarlanan-meANOVA tekrarlanan tedbir olarak tanımlanan her 15 dk kadranda ile asures. S idi Tüm analizler <0.05 anlamlı kabul edildi. Veriler ortalama ± standart hatadır. Bir "ön yüklemeli" desen edimsel eğitimin 1 gün mevcut değil ilaç almak için güçlü bir motivasyon gösteren ikinci haftasına göre gelişir. + P <0.05 oranla 60 dakika ile karşılaştırıldığında 45 ve 60 dakika, +++ P <0.05 oranla 30, 45, ve 60 dakika ++ P <0.05. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 6. IV Metamfetamin Öz İdaresi DBS Etkileri. Ilk bir saat içinde yanıt Toplam edimsel (60 dk) verileri bir betwe ile karışık bir ANOVA kullanılarak analiz edildiTedavinin konusu değişkenin (Sham vs DBS) ve günlük seans bir tekrarlanan ölçü tr. S idi Tüm analizler <0.05 anlamlı kabul edildi. Veriler ortalama ± standart hatadır. İkili öncesi edimsel derin beyin stimülasyonu ölçüde tedavi günlerde 3, 4 yanıt edimsel ilk 60 dakika içinde metamfetamin infüzyon sayısını azalttı ve Sham grubuna ve başlangıca yanıt kıyasla 7. + p <0.05. Sona günlük tedaviden sonra bazal düzeylere geri cevaplamayı. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Derin beyin uyarımı kesin mekanizmaları tam olarak karakterize edilmemiş olmasına rağmen, motor ve psikiyatrik bozukluklar hem DBS etkinliği elektriksel tedavisi ve zaman 6,22-26 içinde çeşitli subkortikal ve kortikal beyin bölgeleri işleyişi arasındaki dinamik etkileşimin bir sonucu olabilir. Kemirgenlere metamfetamin teslimat olmayış yöntemler 27,28 iyi tanımlanmış olsa da, bu yöntemler, ilaç farmakokinetiği ve nörokimyasal etkileri 27-29 ayrı ayrı araştırmalar için en uygun olan. Edimsel IV ilaç öz-yönetim, ilaç için bir motivasyon unsuru dahil ederek ideal DBS gibi elektrikli tedaviler zamanla patolojik davranışlar nasıl etkileşime çalışma için uygundur. Biz tanımlayan prosedürler farklı bir ortamda şarta metamfetamin kullanımı ile ilgili tek bir ortamda DBS etkilerini incelemek.
Bizim IV metamfetamin kendini Administ üç temel adım vardırrasyon paradigma: Uzun erişim oturumları sırasında hızlı satın alma ve uyuşturucu alımının artması 1) İndüksiyon, daha sonraki kısa erişim oturumları sırasında ilaç alımının istikrarlı, yüksek oranda 2) Bakım ve ilaç alma bir ön yükleme desen 3) geliştirilmesi. Maliyet-etkin ve ideal psiko-uyarıcı kullanan kemirgenler baş kapaklar potansiyel sınırlı ömrü verilen DBS etkilerini test etmek uygun hem deney başına 12 sıçan, - Bu paradigma 10 2 hafta 3 zaman diliminde gerçekleştirilebilir. Uzun erişim 19,30,31 bir dönem dahil diğer paradigmaları gibi Bu prosedür, makul madde kullanım bozuklukları bazı yönlerini taklit; o eğlence kullanımı 19,30 karşı insan bağımlılığı önemli yönleri vardır erken oturum "uyuşturucu yükleme," ile ilaç elde etmek için kullanım ve yüksek motivasyon hem de tırmanması göstermektedir. IV metamfetamin uzun erişim maruziyeti Kemirgenler da bilişsel açıkları 32 göstermektedirFarmakolojik tedavi 33 farmakokinetiği 34 ve nörokimyasal için farklı tepkiler sadece kısa erişim maruz kalan kemirgenlerde göre kronik metamfetamin kullanımı bozukluğu muzdarip insanlara daha benzer 35 değiştirir.
Aynı şekilde bizim derin beyin stimülasyonu prosedüründe üç temel adım vardır: Bir veya iki "sahte" oturumları için baş urgan bağlantısı da dahil olmak üzere DBS ortama 1) Alışma, 2) Günlük, ticari bir sistem kullanarak aktif stimülasyon aralıklı teslimat, ve 3) DBS kopukluk ve ilaç ayarına sonraki ulaşım. Bu paradigma yerine geleneksel sürekli bir DBS daha TMS gibi invazif olmayan tedaviler işlemini taklit etmek için tasarlanmıştır. Tam implante ortak hareket bozuklukları 3 için kullanılanlar gibi programlanabilir DBS sistemleri çeşitli Yukarıda bahsedilen nedenlerden dolayı, psiko-uyarıcı bağımlılık şikayeti olan hastalarda, marjinal mümkün olacaktır. IntermittenDaha iyi bu hasta grubunda adapte edilebilir TMS gibi yüksek riskli ameliyat ve tedavi sonrası içermeyen elektrikli tedavi stratejileri, t. Biz tarif ettiğim yöntemler araştırmacılar geliştirmek ve kısıtlı bir zaman diliminde ilaç ortamı dışında teslim edilirken uyuşturucu davranışını değiştirebilirsiniz tedavi stratejilerini geliştirmek için izin verecektir. Biriken kanıtlar vardır belirli nörofizyolojik açıklarının 23 sonra desenli ya da tedavi kesildikten sonra sistemik ilaç 36 uygulamayın birkaç hafta psikiyatrik ve uyuşturucuyla ilgili davranışlar üzerinde olumlu etkileri uzun ömürlü ile birleştirilir geçici intrakranial elektrik stimülasyonu.
İlk Mükemmel cerrahi teknik ve yoğun ilaç kullanımı sırasında birden cerrahi sitelerin sürekli bakımı için ihtiyaç bu metodolojinin temel sınırlamalar vardır. IV kateter veya DBS elektrotlar ya olmayan operasyonel ve / veya enfekte hale gelirse, sıçan gerekirçalışma çıkın. Sıkı steril tekniği altında boyun kateter ve intrakranial elektrot yerleşimleri iyi bağımsız bu işlemleri başlatmadan önce, deneyimli müfettişler öğrenilir.
. Uyarım dalga, darbe genişliği, frekans, genlik), 2) Diğer potansiyel tedavi beyin hedefleri (örneğin, - - nukleus akkumbenlere 1) alternatif stimülasyon parametreleri (örneğin:. Bu prosedür incelenmesi dahil olmak üzere birçok değişiklikler ve gelecekteki araştırmaların, mükellef olan Çekirdek, medial prefrontal korteks, orta beyin, habenula), 3) farklı DBS teslim desenleri (örneğin, -., günlük DBS teslimat, haftalık DBS teslimat, DBS önce en heyecan verici belki de operant oturumları, DBS edinim öncesi), ve çeşitli aralıklarla, 4) kısa süreli DBS kombinasyonları ve seçici yolların optogenetic uyarılması taklit ve davranışsal değişiklikler 36 kalıcı sarf ilaç ajanlar.
Yazarların bu metodoloji ile ilgili olarak rekabet eden hiçbir mali çıkarı yoktur.
2014-2015 Nöroşirürji Araştırma ve Eğitim Vakfı (NREF) ödülü ve Louisiana Eyalet Üniversitesi Shreveport Tıp Fakültesi'nden (JAW) 2014 Yardım Hibe Ödülü ile desteklenmiştir. S. Harold ve C.M. Keller'a paha biçilmez teknik yardımları ve eğitimleri için teşekkür ederiz.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Kemirgen tedavi odaları | Med Associates, Inc | ENV-008CT | Med Associates Inc. Posta Kutusu 319 St. Albans, Vermont 05478 ABD Telefon: (802) 527-2343 |
| Dijital Ekran Konsollu Kopf Küçük Hayvan Stereotaksik Aleti | Kopf Instruments | Model 940 | Kopf Telefon: 1-877-352-3275 Faks: 1-818-352-3275 E-posta: sales@kopfinstruments.net |
| Z-Serisi 3-DSP Bioamp İşlemci | Tucker Davis Technologies | RZ5D | Tucker-Davis Teknolojileri 11930 Araştırma Çemberi Alachua, FL 32615 ABD Tel: 386-462-9622 www.tdt.com |
| Z Serisi 32 Kanallı Stimülatör | Tucker Davis Technologies | IZ2-32 | Yazılımına, OpenEx platformunu kullanarak deneylerin nasıl programlanacağını tartışan ve buradan erişilebilen bir kılavuz eşlik eder: |
| http://www.tdt.com/files/manuals/OpenEx_User_Guide.pdf IZ48 Stimülatörü için 2 Volt LI-ION Pil Paketi | Tucker Davis Technologies | LZ48-200 | |
| PZ5 için 32 Kanallı Bölücü Kutusu | Tucker Davis Technologies | S-BOX_PZ5 | |
| Çok Kanallı Nöral Kayıt için OpenEx Ext Yazılım Paketi | Tucker Davis Technologies | OpenEx | |
| Platin-iridyum uyarıcı elektrotlar | Plastics One Inc | MS303/8-B/SPC ELECT PT 2C TW .005 " | Plastics One Inc POBOX 21465, SW Roanoke, VA 24018, PH 540-772-7950 |
| stimülatör ve komütatör arasında 2 kanallı | kablolar Plastikler One Inc | 305-441/2 W/ Yaylı | |
| Komütatör ve elektrot kaideleri arasında 2 kanallı | kablolar Plastics One Inc | 305-305 W/ Yaylı | |
| 4 kanallı komütatörler | Plastics One Inc | SL2+2C ve SL2+SC/SB |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission