评估大鼠蔗糖渴求育成的一个通用方法

Published 11/04/2011
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Neuroscience

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Summary

响应食物或药物配对暗示过一段时间的禁欲过程中增加,这可能与复发行为的易感性增加。在这里,我们详细评估在大鼠体内有自我管理的蔗糖的这个“孵化渴求”的程序。

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Grimm, J. W., Barnes, J., North, K., Collins, S., Weber, R. A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats. J. Vis. Exp. (57), e3335, doi:10.3791/3335 (2011).

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Abstract

有关的食物限制饮食,在应对食品配对的线索食物渴求的人,可作为行为禁欲和复发的食物,服用1之间一个关键的转型点。食物的渴求在这样的概念是类似毒品的渴求反应的药物配对线索。丰富的文献一直围绕了解药物渴求的行为和神经生物学因素,我们和其他人最近一直专注于翻译的基本成瘾研究的技术,以便更好地了解有关食品2-4毒瘾般的行为。

在以往的研究药物渴求中所做的那样,我们利用大鼠模型的复发研究蔗糖的渴求行为。在这种模式下,老鼠的自我管理超过数天两种药物在会话或食物。在一个会话中,杆响应,提供奖励,伴随着一个基调+光刺激。渴望的行为,然后运作定义为在一个响应随后举行的会议,奖励是不可用。大鼠将可靠地响应为基调+光刺激,可能是由于其收购的空调补强性能 5 。这种行为有时也被称为蔗糖寻求或暗示反应。在目前的讨论中,我们将使用术语“蔗糖渴望”归入这两个构造。

在过去的十年中,我们主要集中在以下奖励自我管理的影响奖励渴求的时间长度如何。有趣的是,老鼠在几个星期的强制禁欲期过程中增加奖励配对提示响应。这种“渴望孵化”观察大鼠,自我管理无论是食品或药物滥用 4,6 。这在渴望的时间依赖性的增加,我们已经在动物模型确定人类药物和食品成瘾行为可能有很大的潜在的相关性。在这里,我们提出了一个协议,评估sucro孵化SE大鼠的渴求。变种程序将显示渴求评估是作为一个独立的蔗糖配对提示,内蔗糖的自我管理的范围内(无线索灭绝)或响应蔗糖配对暗示在一般的灭绝背景下按以下的杠杆灭绝响应(线索灭绝)。

Protocol

1。受试动物

  1. 男子跳远- Evans大鼠在研究开始3个月大。老鼠西蒙森衍生(美国,加利福尼亚州,吉尔罗伊)在西华盛顿大学vivarium的培育和个别被安置在12 - H反日/夜循环普瑞纳米尔斯公司Mazuri啮齿动物颗粒(灰色首脑会议(0700灯光熄灭)美国密苏里州)和水可用自由采食。
  2. 所有的培训和测试之间需要0900-1300的地方总是每天在同一时间的训练和测试大鼠的同伙。
  3. 老鼠权衡研究期间每星期一,星期三和星期五。
  4. 紧接训练阶段,老鼠被剥夺约20小时的水,以鼓励蔗糖的自我管理训练的第一天。

2。行为程序

所有操作性行为程序使用标准的操作条件钱伯斯(MED Associates公司,圣奥尔本斯VT,美国)的每个操作条件室顶部输液泵(Razel科学仪器,圣奥尔本斯,佛蒙特州,美国)。操作性条件反射室是在封闭的声音衰减换气扇柜(西华盛顿大学,美国)。第四MED电脑软件(MED Associates公司,圣奥尔本斯,佛蒙特州,美国)控制所有的实验条件和数据收集。

操作性条件反射室(30 × 20 ​​× 24厘米),包含两个杠杆(一个固定和一个可伸缩),音频发生器,白刺激光以上的伸缩杆,和对面的墙壁上的红房子光。输液泵可为蔗糖的奖励插座的积极杠杆的权利。杠杆从格地板10厘米。四个红外photobeams纵横交错,每个分庭。前束是从每个侧墙10.5厘米,侧梁侧墙每6厘米。每束4.5厘米以上的不锈钢棒地板。梁一个重新设置为计数完整的休息。梁断裂的总数都记录在培训和渴望测试。

除限水前的第一次训练,老鼠提供的食物和水,无论是在家里笼子里,在操作性条件反射腔随意。钱伯斯是在一个专门的试验室,与vivarium反向光周期。老鼠运家笼之间的推车上的挡光布覆盖的客房。在每届会议结束时,老鼠返回首页笼。

典型的实验:训练,被迫禁欲,和测试分为三个阶段。测试是评估会议其中渴求。我们评估在两个一般的测试程序的渴求,取决于研究的。这两个过程的描述在第2.3.1和2.3.2。

  1. 培训
    1. 在典型的实验中,大鼠花2小时/天操作条件,允许他们按杆右侧的插座交付了10%的蔗糖溶液0.2毫升到的伸缩杆(活动)商会连续10天。
    2. 这种反应也激活了一个音(2 kHz时,环境噪音超过15分贝)和白光组成的复合刺激。复合刺激持续时间为5秒,其次是一个40的时间,在此期间,印刷机上的积极杠杆被记录,但有没有编程的后果。
    3. 一个无效(固定)杠杆的反应,没有编程的后果,但印刷机记录。梁断裂的数字记录在训练和测试。随着时间的课程(2分钟箱)记录所有的反应和运动措施,但通常是作为每节的总计报道。
  2. 强制禁欲。大鼠被迫禁欲时间留在家里笼子。我们使用典型的被迫禁欲期间有老鼠测试日发送一天后立即训练的最后一天(被迫禁欲的第1天)或30天以下的培训(被迫禁欲30日)的最后一天。
  3. 测试
    1. 消无线索。这个测试过程中,老鼠是第一个获准按异常反应没有后果,并在会议期间在条件相同的培训的积极杠杆是1小时大鼠经验,在考试当天至少6这些灭绝会议。每个分隔活动杆收回房子的灯是关闭其中一个5分钟的时间内灭绝会议。 “灭绝”表示,如果有源杆响应已经减少到不到20压机/小时。有些老鼠需要第七届会议。下届会议(另外5分钟的延迟后)是测试会议​​,大鼠可以为基调,然后按+光提示,最初是在培训期间,每个蔗糖交付配对。
    2. 消与线索。在此缩写ð测试过程中,老鼠被允许按条件相同,但蔗糖不交付训练活动的杠杆。
  4. 无效杆紧迫的是用来作为衡量杠杆歧视。同时,这也是photobeam休息,作为衡量一个非特定的电机激活。肌肉运动与动机的变化复杂的渴求行为的解释。不活动的杠杆响应photobeam打破数据是有用的澄清电机与动力贡献的渴求,是在回应率很高,在蔗糖或其他食品的老鼠是一个潜在的渴望影响复合的挑战的药理研究的对照组(如7 8)。

3。代表操作,影响到后强制禁欲可变时期的蔗糖的渴望

这里描述的一般方法提供了一种方法来探测Determina的行为和神经生物学NTS后被迫禁欲的变量时期渴望。这里描述的方法代表性的结果在第4节提供有关。

  1. 饱食。一些大鼠瓶在自己的笼子里的蔗糖10%,17小时前测试8。在这项研究中大鼠进行了测试,没有线索的过程中使用的灭绝。
  2. 丰富环境。在个人住房(对照组),而其他人则成一个大移动(36“宽x 20”深x 40“的高度被迫禁欲期期间,还存在着一些大鼠笼产品质量,波特兰,OR,美国)与三个同伙笼(丰富)。富集的动物曾在其环境中的几个玩具,包括PVC管材,也给予新奇玩具每一个M,W,F 10,在这项研究中的大鼠进行了测试,没有线索的过程中使用的灭绝。
  3. 药理挑战。测试当天,大鼠预处理剂量的多巴胺D1拮抗剂SCH 23390。大鼠在这项研究中WER发送测试与线索的过程中使用的灭绝。

4。代表性的成果:

图1
图1代表的培训和孵化蔗糖渴求实验的测试数据。

数据点显示手段±中小企业。图1a组的大小是77大鼠和图1B组大小从11-12%不等组。 *显著的差异,从第1天组,P <0.05。这个数字是改编自8施普林格的许可数据。

图2
图2蔗糖渴求的影响蔗糖饱食后1或被迫禁欲30天。组大小为每组8-9。 *显著的差异,从第1天组,†显着性差异对照组,P <0.05。此图是适应从9与爱思唯尔的权限。

图3
图3丰富环境一个月减少蔗糖的渴求。组大小各8只。 *从第一天开始,†从对照组,P <0.05显着性差异显着性差异。这个数字是适应从10威科卫生许可。

图4
图4全身中学更有效的后一天被迫禁欲23390减少蔗糖的渴求。组大小为8-12每个组。 *从第1天组,†0剂量组,P <0.05的显著差异显着性差异。这个数字是改编自8施普林格许可。

  1. 图1表明大鼠,自我管理的蔗糖代表的训练和测试数据(图1顶部),然后与蔗糖配对提示(图1底部)灭绝的响应。如上所示,大鼠回应选择性地在训练和在测试过程中的积极杠杆。有趣的是,不活动的响应,并自发活动表现出一定的潜伏期,虽然效果是最强大的积极响应杆的。
  2. 图2显示了饱食后对蔗糖的渴求蔗糖1或被迫禁欲30天的效果。饱食减少无响应线索后,无论是被迫禁欲期间灭绝,但只减少响应蔗糖线索仅只有一个被迫禁欲天的大鼠。
  3. 正如图3所示,环境富集减少孵育灭绝,没有提示的响应,并单独为蔗糖的提示响应行为只有一个被迫禁欲一天后发现的水平。
  4. 图4描绘了一个线索响应灭绝中学23390禁欲依赖效应。中学23390最EFfective在减少后1蔗糖的渴求,与30天被迫禁欲。

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Discussion

我们在这里描述的程序可确定为恢复程序,虽然这在技术上是不准确的杆按提示是没有熄灭前的渴求测试会议。在一个典型的恢复过程,响应与奖励配对线索熄灭,然后选择“恢复”与管理的奖励(吸诱导复职)非然介绍,或如电击应激(应激诱导复职)11 。杆按下单独访问的提示(项目2.3.1)的灭绝是最接近复职。然而,我们所描述的程序,允许测量目标导向的蔗糖配对提示的响应。操作上,这种行为是提示增强的“渴望”的行为可能复发行为 4,12-14有关。

有灭绝的一些实际的线索过程的优势(ITE2.3.2米)以上没有访问的提示程序(项目2.3.1)的线索灭绝。后者的做法,一些老鼠不熄灭标准六次会议,这需要一个额外的的灭绝会议。相比之下,2小时线索过程灭绝提供了一个可预见的时间内评估的渴求,因此更适合跨学科和条件应保持一致,暴露自我管理的背景下的设计。这类研究的一个例子,将脑组织收集在一个渴望会议结束立即即早基因表达的后续评估。

线索过程灭绝的限制,背景和离散线索一起。因此贡献的渴求行为和大脑分子变化的背景与离散线索的解释会被混淆。这可能是特别重要的莫作为证据的分子研究中存在一个上下文与离散提示介导学习15,16的神经基板之间的解离。

最后,强制禁欲反复试验设计的过程一般限制是“禁欲”的事项。随着时间的推移增加响应的提示。因此,这种模式不容许有意义的反复测试科目,除非是考虑到测试之间的时间。

总之,蔗糖渴求过程的孵化提供了一个模型渴求行为的时间依赖性增加,可能有助于瘾顽固性。一般来说,该模型具有合理的预测效度,部分由于其核心 4,17,18验证恢复模式。使用蔗糖渴求模型孵化探头的孵化行为和神经生物学因素可能产生的洞察力,为Novel成瘾的治疗方法。

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Disclosures

所有程序中的“实验动物保健的原则”(NIH出版物。86-23)所述的指引和西华盛顿大学机构动物护理和使用委员会批准。

Acknowledgements

这个手稿和视频的生产,支持由国家药物滥用/国家卫生研究院授予R15的DA016285 - 02,西华盛顿大学生物医学在神经科学倡议的研究活动,研究所和西华盛顿大学。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Enrichment Cage Quality Cage Company FH-36½T-N
Operant Chamber Med Associates, Inc. MED-008-CT-B3
SCH 23390 Sigma-Aldrich D054

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