このホワイトペーパーで説明されたプロトコルの目標は、強迫性障害(OCD)の研究のためのラットで強迫のような挙動を誘導することである。この動作は、レバー押し応答が食品の製造に有効であったことを示す信号を減衰させることによって沈殿させる。
強迫性障害(OCD)の信号減衰のラットモデルにおいて、レバープレス食品は、フィードバック合図として機能する化合物の刺激の提示が続く。このフィードバックは、後に食物なし(レバー押し応答を発光ラットずに)刺激の繰り返しの発表により減衰される。次の段階では、レバー押しが絶滅の条件の下で評価される( すなわち、食べ物は配信されません)。この段階で、ラットはレバープレスの2種類、報酬を収集しようとする試みが続いているものと、そうでないものが表示されます。後者は、モデル内の強迫様行動の尺度である。ラットは、フィードバック合図の減衰を経験しないような制御手順は、信号の減衰及び消滅の影響を区別するのに役立つ。信号減衰モデルは、OCDの非常に有効なモデルであると、繰り返しが、nは強迫様行動や行動を区別しOT強迫。さらに、手順の間に収集された措置は、試験される群間の差のために別の説明を排除し、そして、定量的な公平およびインター実験者の変動の影響を受けません。このモデルの主な欠点は、高価な装置は、いくつかの技術的なノウハウとそのOCDの他のモデル(11日間)と比較して、時間のかかるものであることを必要とするという事実である。モデルは、薬理学的および非薬理学的操作の抗もしくはプロ強迫効果を検出し、強迫的行動の神経基盤を研究するために使用することができる。
一般集団1,2の3% -強迫性障害(OCD)が1に現れる主要な精神障害である。 OCD苦しんでいる人々は、再発、侵入や不要な思考(強迫観念)および/ または反復的な儀式的な行動(強迫行為)3を持っている。 OCDの基礎となる具体的な神経病理学的メカニズムはまだ完全には理解されていない。しかし、セロトニン4-7の関与は、ドーパミン作動8,9およびグルタミン酸10のシステムは、この疾患において実証されている。また、 頭頂葉内の眼窩前頭皮質、帯状皮質、大脳基底核と地域は、その病態生理7,11-13に関与している。最後に、卵巣ホルモンのレベル( 例えば、出産、排卵)の変動に関連したライフイベントのことを示唆し、女性患者14-16でOCDをトリガまたは悪化させることが報告されている<em>の卵巣ホルモンは、OCD 17で調節役割を果たしている。
OCDの基礎となるメカニズムはよく理解されていないので、厳密にその行動と神経症状を模倣し、適切な動物モデルの使用は、その生物学的基礎の知識を進めるために不可欠である。また、このようなモデルは、治療の新たな系統の開発に貢献する。多くの患者が治療抵抗性または経験の症状18,19の一部のみの緩和のいずれかであるので、これは、OCDの場合に特に関連がある。実際、近年では、(20〜28に概説されている)OCDの遺伝的、薬理学的および行動の動物モデルは拡大し、この疾患の知識を進めてきた。
OCDの最も広く使用行動動物モデルの一つは、信号減衰ラットモデルである(レビューのために、29を参照のこと)。モデルの背後にある理論的な仮定は、フィードバックの赤字は、関連することです目標指向行動の成功したパフォーマンスと応答30〜37を強迫につながる。ジョエルと同僚28によって開発されたモデルは、ラットでのオペラント行動に基づいています。初期トレーニング中は、ラットをレバーを押した後、食品ペレットで報われている。成功したレバーを押して、ほかに雑誌の光と音の開始をトリガします。これは、レバー押し応答が食品の配達につながっているフィードバックをラットを提供しています。次に、報酬の配信を通知するための刺激の能力は、意図的に繰り返して報酬なしにそれを提示することによって減少される(重要なのは、ボックスにはレバーは、この段階ではありません)。強迫のような動作は、トレーニングの最後のステージに現れる。消光条件下で行われるこのテスト段階の間、レバープレスがなく、食品の報酬の刺激の提示が続く。 「強迫」動作は、複数のレバープレス後のラットDOEとして表現される報酬を収集しようとしないのです。 /抗炎症強迫効果は「強迫」レバー押し回数の減少/増加として表される。信号減衰が消滅することを含むので、信号減衰及びそれ自体消滅の影響を区別することが重要である。したがって、対照群(通常消光基)である化合物の刺激は、試験段階の前に減衰されない。抗/プロ強迫的効果があり治療は、このグループの "強迫"レバー押し回数を変えるべきではありません。 (追加の詳細については、29を参照)。
"強迫"レバープレスはOCD患者が表示された強迫行動の誇張された、不要な自然を模倣する。したがって、信号減衰モデルは、良好な表面的妥当性を表示する。また、このモデルを用いて行った研究では(20,21に概説)は、良好な予測があり、有効性を構築することを示している。モデルのPredictive妥当性強迫レバープレスが強迫症状38,39を改善することが知られている薬剤による、および抗強迫を有することが見出されている視床下核40の高頻度刺激により減衰されることを示す研究に由来する人間のOCD患者41,42における効果。また、OCDの治療に非効率的であるいくつかの薬剤は、モデル38,39における抗強迫効果を発揮しないことが見出されている。研究は同じような神経機構は、OCDの症状に及びラットでの信号減衰によって誘発される強迫のような動作の両方に関与していることを示しているので、モデルはまた、優れた構成概念妥当性を表示します。したがって、セロトニン43-46、ドーパミン作動39,46およびグルタミン酸47システムの関与、ならびに強迫レバープレスで実証されている40,44,48-50 OCDに関連する脳領域の関与。加えて、卵巣ホルモンは、女性51で強迫レバー押しを調節することが見出されている。そのため、信号の減衰モデルは、OCDの神経基盤を探索するのと新規抗強迫治療をスクリーニングするための強力なツールです。信号減衰モデルの臨床相関とOCD研究におけるその有用性とアプリケーションの徹底的な議論については、20-22,29を参照してください。
OCDの信号減衰ラットモデルは、強迫のような振る舞いを研究するための強力な行動モデルである。モデルは、予測、高い顔が表示され、有効性20,21を構築し 、かつ広範囲に、この動作39,43-45,48の神経基盤を研究するために使用されてきた、薬理学的な操作38,39,43,47,53への対応54と卵巣ホルモン51による脳深部刺激40,46,50とその変調に。したがって、このモデルは、OCDの研究に有用な動物モデルである。
強迫レバー押圧信号減衰モデルでは、(消光バーストおよび固執行動のような)他の実験的に誘導反復行動を上回るいくつかの利点を有する。しばしば強迫様と呼ばれる他の反復行動の有効性は、低いのに対し、まず、ヒトにおける強迫行動に強制レバープレスの関連性は十分に確立されているか20-22テストされたことがない。注目すべきは、行動の繰り返し/保続は、さまざまな精神疾患により55-62を共有する現象であり、したがって、強迫-などの標的行動の適切な検証が重要である。加えて、PTSA手順の間に収集された様々な行動測定( すなわち、非強化レバーや鼻-つつくラットはテスト段階で行うの一般的な数の押下回数)強制の違いのために別の説明を排除するのヘルプテストされているグループ間でレバーを押す。例えば、過度のレバープレスは、それが最も可能性が高い非強化レバー押しの数の増加を伴うされる場合には、運動活動の一般的な増加を反映することができる(したがって、この手段はまた、テストする必要がなくなりそのようなオープンフィールドテストなどの追加の手順でラット)。一方、操作鼻数pの一般的な増加をもたらしているラットは、それらが本物の抗強迫的効果を有していない場合でも、強制レバー押しの減少をもたらす可能性がある行うokes。でも、テスト前に収集その他の対策(レバー押しのトレーニング段階で過度なレバープレスは、信号減衰段階で完成した試験では)可能性を排除するために、実験者を可能にするという点で、事前の違いからテスト段階ステム上のグループ間の違い学習。注目すべきは、手順の様々な段階の間に収集されたすべての措置は、主観的解釈とインター実験者の変動による影響を受けに与えられていない、定量的なので、公平である。
信号減衰モデルの欠点は、特別な装置(コンピュータ操作オペラント箱、これらのボックスの動作のための適切なソフトウェアなど ) を必要とするという事実である。これは、熟練した人材を必要とし、実行することがコストがかかり、やや複雑なの両方になり広告ホックトラブルシューティングにおける設備の日々のメンテナンスで両方。加えて、モデルが学習ではなく、自発的な行動に基づいて、それが複数のステージで構成されているため、OCDの他の動物モデルのいくつかと比較した場合、それは(11日間)、比較的時間がかかる。れているのでしかし、我々の経験では、適切な訓練と専門知識は、非常に簡単に取得された手順を実行するために必要。すべての装置は、コンピュータ制御され、ほぼ完全に自動であるため、また、ラットの大きなグループは、その時間のコストを削減、効率的かつ同時に実行することができる。また、結果は容易に計算され、手動のコーディングまたは特別な処理を必要としない。最後に、オペラント箱は非常に汎用性があり、取得した後、彼らは非常に費用対効果の高い製造、信号減衰に加えて、様々な行動の処置のために使用することができる。
使用する際に考慮されるべきである別の考慮、モデルは、その長いと多段性質のために、それは、慢性治療または発達の研究のために十分に適していない可能性があることである。行動的手続きの初期段階でラットの学習に影響を与えないようにするために、慢性治療の投与は、さらに多くの時間 – コストのかかる手続きを行う手順、で休憩が必要です。またこのブレークはテスト段階の直前に行われを取ることができないため、慢性治療を投与したラットでも、テスト段階の前に彼らの行動を変え、任意の解釈を行う可能性がある、治療の影響を受けている間、信号減衰ステージを受ける問題のある結果。発達の研究に関しては、再度、なぜならモデルの長い性質のため、それは非常に若いラット(試験日に、例えば、より若い46日齢のラット)のためにそれを使用することは不可能である。また、ラットを各年齢で新しいラットは研究し訓練するために必要になって、possibilitを除く、再試験することができません長手方向の設計を用いてのY。
上記述べた信号減衰モデルの重要な側面は、強迫的なレバー押しラット発情周期51に沿って、卵巣ホルモンレベルの変動により変調されるという事実である。この局面は、女性の性腺ホルモンが強迫行動に影響を与えるメカニズムの研究に興味を持って研究者のために重要である。強迫レバーを押すと男の生殖腺ホルモンの影響がテストされていませんが、これらまたは他の要因が、モデル内の別の対応措置のばらつきとして、モデルで男性のパフォーマンスに影響しているが雌雄ラット51で類似している。したがって、性腺ホルモンの役割を研究することを目的としない研究者は、これらのホルモンのレベルを測定することなく、雄および雌のラットの両方を使用することができる。
要約すると、OCDの信号減衰ラットモデルのいくつかの欠点にもかかわらず、そのような、その長さなどそれはラットで強迫行動を評価するための高感度かつ信頼性の高い方法を提供し、特別な装置や技術的知識を必要とするという事実。また、これらの行動と自然の中で真に強迫ない他の繰り返し/固執行動、区別することができます。このように、推定上の抗強迫療法の評価のための優れたモデルであり、それを用いた研究はまだよく理解されていないOCDの神経基盤の知識を拡張するために使用することができる。
The authors have nothing to disclose.
This research was supported by the Israel Science Foundation (grant No. 592/12) to DJ
Name of the Material/Equipment | Company | Catalog Number | Comments/ Description |
Modular Test Chamber for Rats | Campden Instruments Ltd. | Model 80003M | |
Pellet Trough for Modular Chamber with Head Entry and Door | Campden Instruments Ltd. | Model 80210M-R | |
Low Profile Retractable Response Lever | Campden Instruments Ltd. | Model CI4460-M | 2 levers per chamber |
Stimulus Lights | Campden Instruments Ltd. | Model 80221 | |
Pellet Dispenser with 45mg Interchangeable Pellet Size Wheel | Campden Instruments Ltd. | Model 80209-45 | |
Mouse Nosepoke with Stimulus Light | Campden Instruments Ltd. | Model 80116S | |
Sonalert Audible Stimulus System | Campden Instruments Ltd. | Model SC628 | |
ABET II Complete Starter Package with 220VAC/50Hz Power Supply | Campden Instruments Ltd. | Model 88501*C | |
Sound Attenuating Chamber | Campden Instruments Ltd. | Model 80600A-SAC | Equipped with a peephole and a 28 volt DC ventilation fan pannel |
Animal Behavior Environment Test system (ABET) II | Lafayette Instrument Neuroscience, Indiana, USA | Model 89501 | |
Personal computer with a minimum 1.8 GHz Processor | Running Microsoft Windows XP (SP3), or Win7 | ||
45-mg dust-free precision pellets | PMI Nutrition International, Indiana, USA | Formula. P/AlN-76A | Keep the containers tightly closed to protect from moisture. |