Summary
Denna konflikt modell används för att mäta nedskrivning av hämmande kontroll efter exponering för beroendeframkallande droger eller andra faktorer som kan påverka hämmande kontroll. En sexuell stimulans och ett aversivt hinder presenteras samtidigt, alltså hanråttor har att erövra det hindret för att närma sig den sexuella belöningen.
Abstract
Protokolls beskriver en roman konflikten aktivitet som en modell av hämmande kontroll hos råttor. I denna modell presenteras en naturlig givande stimulus (sexuell stimulans) som representerar ett högt värde belöning, och de aversiva stimuli (stift), samtidigt. De manliga råttorna har att klättra eller hoppa över hindret full av pins att närma sig och undersöka den sexuella partnern. Om djuret kvarstår i sitt annalkande beteende oavsett de aversiva stimuli, anses det som ett maladaptivt eller riskabla belöning-söker beteende. Konflikten uppgiften möjliggör utvärdering av underskott i hämmande kontroll som härrör från exponering för misshandlade läkemedel, såsom morfin, eller en stressande händelse.
Den största fördelen med denna modell är att det ger ett enkelt och snabbt sätt att upptäcka underskottet i hämmande kontroll efter exponering för opiater droger eller andra stressande händelser. Förutom opiater, skulle denna beteendevetenskaplig modell också vara användbara för att snabbt upptäcka de hämmande kontroll underskotten inducerad av andra beroendeframkallande droger. Begränsning är dock att manliga råttornas prestanda kan bli föremål utövar effekter med upprepade tester under denna konflikt uppgift. I framtiden, kan man hoppas att individer med tvångsmässigt fenotypen av belöning-söker beteende efter exponering för opiater identifieras baserat på modifiera denna konflikt modell.
Introduction
Narkotikaberoende är en kronisk hjärnsjukdom som kännetecknas av impulsiva och tvångsmässig drog söker och tar1. Dessa viktiga funktioner av missbruk har båda varit hypotetiska resultat från hämmande kontroll2,3, nedsatt förmåga dvs misslyckas i att hämma omedelbar strävan efter belönande stimuli och därigenom utveckla maladaptiva mönster av beteende4.
Den go/no-Avbryt aktivitet och stopp-signal är de prototypiska uppgifter som används för att mäta förmågan hos svar hämning2,5. Dessa två experimentella paradigm bedöma förmåga att undertrycka åtgärder som är olämpliga, genom kontrasterande sällan hämmande svaren mot en implicit gå originalplan6,7. Svar hämning visas i dessa uppgifter har visat sig vara nedsatt i kokain användare8,9, opiatmissbrukare10och nikotin användare11. En annan två uppgifter – återföring lärande och flera val seriell reaktionstid uppgifter — ger också mätningar av svar hämning/hämmande kontroll12,13. Men kräver de flesta av dessa paradigm som utförs hos gnagare inte bara långsiktig utbildning så att ämnen kan skilja svar kraven representeras av olika signaler, men de individuella skillnaderna i lärande hastighet och lärande effekter kan också störa resultaten av efterföljande hämmande test11.
I detta papper presentera vi en ny konflikt uppgift som kan användas för att mäta nedskrivning av hämmande kontroll efter exponering för beroendeframkallande droger. I den här uppgiften presenteras samtidigt en naturlig givande stimulus (sexuell stimulans) som representerar ett högt värde belöning14, och de aversiva stimuli (stift) som manliga råttor har att erövra. De manliga råttorna har att klättra eller hoppa över hindret full av pins att närma sig och undersöka den sexuella partnern. Om djuret kvarstår i sitt annalkande beteende oavsett de aversiva stimuli, anses det som ett maladaptivt eller riskabla belöning-söker beteende. En av motiveringar för att fastställa denna uppgift är att det är begreppsmässigt enkel och förlägger inte tunga krav på verkställande processer liksom andra uppgifter. Jämfört med andra uppgifter som mäter svar hämning, denna konflikt uppgift är baserad på naturliga beteende och råttor med normal sexuell funktion och sexuella erfarenheter kan testas direkt utan en lärandeprocess. En annan motivering är att en konflikt som presenteras i denna uppgift mellan närmar sig belöningen och undvika de aversiva stimuli (eller risken för att bli spetsade) kan ha en bättre giltighet, eftersom det härmar vad som sker i missbrukare som ofta placerar sig i liknande konflikt men envist fortsätta drog belöning oavsett risken för negativa följder i verkliga livet15.
Tillämpningen av denna konflikt modell därför en snabb och känsligt sätt att upptäcka underskottet i hämmande kontroll efter exponering för beroendeframkallande droger eller andra faktorer som kan påverka förmågan hos hämmande kontroll, såsom stress. Det ger också en roman beteendemässiga strategi för utredning av neurala mekanismerna bakom underskott i hämmande kontroll. Alternativa modifikationer kan dessutom läggas till denna uppgift. Till exempel kan att ändra kostnads/nytto förhållandet genom att ersätta den sexuella stimulansen med social stimulans avslöja mer beteendevetenskaplig signifikans.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Studien är godkänd av det internationella granskning Board (IRB) av Institute of Psychology, kinesiska vetenskapsakademin, och alla experiment utförs i enlighet med den nationella institut för hälsa (U.S.A) guiden för skötsel och användning av försöksdjur ( 2011).
1. material och Setup för konflikt modell
- Hus fyra råttor per bur (50 cm lång x 22,5 cm brett x 30 cm hög) i kolonin rum med kontrollerad temperatur (22 – 25 ° C) och en omvänd 12 h/12 h ljus/mörk cykel (lamporna på klockan 21:00) i minst 10 dagar.
Obs: Manliga och kvinnliga Sprague-Dawley-råttor väger 330 – 400 och 230-250 g i början av experimenten, användes respektive. - Utför alla tester under dim belysning under den mörka fasen.
- Använda de ogenomskinliga kartongerna (37 cm lång x 26 cm brett x 18 cm hög) med furu trä rakning sängkläder att transportera råtta från hem burar till testning rum.
- Hantera råttor 3 min varje per dag i 5 dagar innan du påbörjar experimenten.
- Förbereda 120 mL morfin för hela experimentet. Upplösa morfin hydroklorid i 0,9% NaCl (fysiologisk koksaltlösning) med en slutlig koncentration på 20 mg/mL. Förvara i rumstemperatur (RT).
- Förbereda 10 mL natrium pentobarbital lösningen för operationen. Upplösa pentobarbital natrium i 0,9% NaCl i en koncentration av 1 g/mL. Förvaras vid 4 ° C.
- Förbereda 10 mL av estradiol bensoat (EB) och 10 mL av progesteron för konstgjorda induktion av brunst. Lös upp estradiol bensoat och progesteron i sesamolja i en koncentration av 0,125 mg/mL och 5 mg/mL, respektive.
Obs: Inkubera olja upphängning för EB eller progesteron i ett vattenbad (55 – 60 ° C) för minst 1 h och sedan grundligt skaka den. Säkerställa att EB eller progesteron är helt upplöst. Butiken på RT. - Använd öppna-fältet belöning-närhet kamrarna av svart akryl glas för riskabelt belöning-söker beteende provning. I ena änden av arenan öppna-fältet (85 cm lång x 35 cm brett x 50 cm hög) montera en tråd-skärmen stimulans bur (15 cm lång x 25 cm brett x 25 cm hög). Installera styrelsen med pins på golvet ca 20 cm framför stimulus-buren.
Obs: Pins är fasta på 34,5 cm lång x 13 cm breda brädor (figur 1). Styrelser med tre typer av stift används i sin tur under testning (tabell 2).
2. brunst induktion hos honor och parning Screening hos män
-
Bilateral ovariektomi hos honråttor
Obs: De kirurgiska instrument och andra objekt som används i kirurgi är steril. Och kirurgi utförs med aseptisk teknik.- Förbereda kirurgiska instrument och material som till exempel skalpeller, kirurgiska knivar, hemostatiska pincett, pincett, oftalmologiska sax, gasbinda, bomull svabb, sutur nålar och silk suturer i förväg, samt 75% alkohol, jod, natrium pentobarbital, 0,9% NaCl, penicillin-natrium.
- Intraperitonealt injicera pentobarbital natrium (55 mg/kg), väntar komplett anestesi hos honråttor. Råtta förmultningsbakterier smidigt och reagerar inte för att svans nypa.
Obs: Ovariektomi utförs endast när vikten av kvinnliga råtta når minst 240 g. - Placera den kvinnliga råttan i liggande ställning, raka bort pälsen på ryggen och desinficera utsatta huden med iodophor. Sedan använda en skalpell för att göra en mellersta vertikala snitt (ca 2 cm lång) på baksidan (1 cm under kanten av bröstkorgen).
- Dra ut huden till vänster, och blunt dissekera subkutan vävnad med hemostatiska pincett att exponera ryggradens muskler. Skär muskellagrar (snitt 1 cm) i bukhålan, tills fettvävnaden nås.
- Dra ut fettvävnaden med böjd pincett och lokalisera äggstocken som är en kött-rosa vävnad (om 0,5 cm x 0,4 x 0,3 cm) omgiven av fettvävnad med slingrande äggledaren på ytan.
- Klämma äggledaren med pincett och ligera det, sedan skära av äggstocken tillsammans med omgivande fettvävnad.
- Placera de kvarvarande äggledaren och fettvävnad i bukhålan efter att säkerställa att ingen blödning och sutur muskellagrar.
- Ta bort äggstockarna på andra sidan av samma förfarande och sedan suturera huden snittet.
- Placera råtta på en uppvärmd filt till uppvaknande och sedan sätta tillbaka in i buren.
- Efter minst två veckors återhämtning, använda honråttor som ett verktyg för parning screening och beteendemässiga testning.
Obs: Uppmärksamma tillståndet för kvinnliga råttan efter operation, och leverera tillräckligt med vatten och mat. Hålla ovariectomized råttorna enda inrymt i en vecka och sedan hus fyra per bur.
-
Induktion av brunst hos ovariectomized honråttor
- Hantera alla ovariectomized honråttor tre gånger (3 min/dag) innan du använder dem för parning screening.
- Försiktigt plocka upp en råtta från rutan transport med vänster hand och håll den i armarna i några sekunder. Sedan sätta råtta tillbaka i rutan och upprepa dessa åtgärder för 3 min.
- Subkutant injicerar estradiol bensoat (25 μg/råtta) ca 48 – 52 h innan parning screening eller konflikt testet.
- Subkutant injicera progesteron (1 mg/råtta) ca 4 – 6 h innan parning screening eller konflikt testet.
Obs: De östrogena hormonerna injiceras subkutant på baksidan av halsen. Sedan en estrus cykel varar ~4\u20125 dagar, används de kvinnliga råttorna en gång i veckan.
- Hantera alla ovariectomized honråttor tre gånger (3 min/dag) innan du använder dem för parning screening.
-
Screening hanråttor för parning prestanda
Obs: Screening sker under svagt ljus under den mörka fasen av ljus och mörker cykeln i bostäder rum.- Placera en mansperson råtta individuellt i kartongen (60 cm lång x 50 cm brett x 40 cm hög) med pine wood rakning sängkläder och lämna det till habituerar för 5 min.
- Införa en estrous kvinnliga råtta i kartong och övervaka manliga copulatory beteenden (av erfarna observatörer).
- Sätta råttorna tillbaka till hem burar efter mansperson råtta slutföra sin första utlösning inom 30 min eller visar inte tillträde inom 15 min eller utlösning inom 30 min.
- Tilldela de manliga råttor som passerar screening (framgångsrika utlösning för tre dagar) slumpmässigt in i olika grupper (till exempel saltlösning - och morfin-behandlade grupperna).
3. förbehandling hos hanråttor före konflikten provningen
-
Binge-liknande morfin behandling
Obs: Hanråttor intraperitonealt injiceras med saltlösning eller morfin levereras i en binge-liknande regim14 (tabell 1).- Väger hanråttor och beräkna injektionsvolymen för varje råtta baserat på kroppsvikt (se tabell 1).
- Förbereda sprutor med morfin eller saltlösning lösningar.
- Injicera en råtta i taget intraperitonealt och placera den omedelbart försiktigt i buren (4 råttor/bur).
- Efter minst 6 h, ge hanråttor den andra injektionen på samma sätt.
-
Akut stress
Obs: Foten chocker levereras före varje konflikt test i fyra identiska avdelningar monteras med fyra generatorer chock och kontrolleras av professionell programvara installerad på en dator.- Samma dag som testet konflikt, ta de mansperson råttorna till ett annat rum skiljer sig från konflikten testning rum.
- Sätta de mansperson råttorna in i kamrarna (30,5 cm lång x 25,4 cm bred x 30,5 cm hög) till habituerar för 1 min.
- Ställ in programmet i förväg. Programmet omfattar intermittent foten chockar levereras inom 10 min (0,5 mA x 0,5 s x 10 min; medelvärde mellan chock intervallet 40 s, räckvidd 10 – 70 s).
- Ange djur IDs och välja om du vill aktivera urladdningar enligt CB (chock gruppen och kontrollgruppen). Tryck sedan på knappen starta .
- När förfarandet för stress är klar, ta råttor omedelbart till konflikten provrummet i transport lådor; en råtta per låda.
4. konflikten Test
Obs: Provningen utförs under dim ljus under den mörka fasen av ljus och mörker cykeln i konflikten provrummet.
- Alla råttor konflikt provrummet dagen före testning, och låt dem att habituerar till avdelningen i öppna-fältet belöning-närhet (utan några hinder, figur 1) för 15 min.
- Testing dag, placera den mansperson råttan i kammaren så att gratis prospektering efter 10 min (under samma förutsättning som dagen innan testning).
- Placera en estrous kvinnliga råtta i stimulus-buren som incitament och tillåter manlign föremål fritt förhållningssätt och undersöka incitament råtta för 5 min.
Obs: Den mansperson råttan är slumpmässigt utsatt för en estrous hona, och denna kvinna är inte en bekant råtta. - Efter 5 min-gratis strategi, flytta manliga föremål från stimulus-buren till den andra änden av arenan, placera ett hinder (en 14 cm breda ombord tjock med stift), och starta sedan den första rättegången av testet.
Obs: Svårighetsgraden på hinder är varierade bland prövningar baserat på typerna av stift och höjden av styrelsen. Betygsskalan är visas i tabell 2. - Flytta den mansperson råttan från stimulus-buren 15 – 20 s efter varje gång det överkommer hinder.
- Slutet en rättegång om manliga föremål klättrar eller hoppar över hindret 3 gånger inom 4 min och omedelbart starta nästa rättegång med ökande svårighetsgrad av hindret.
- Om en manlig ämne överkommer hinder mindre än tre gånger inom 4 min, avsluta testet och spela in de gånger det överkommer hinder.
- Föra den mansperson råttan tillbaka till buren och skrubba i öppna-fältet kammaren med 0,05% ättiksyra.
- Poäng varje övervinna (eller närmar sig) enligt tabell 2. Använda summan av poängen för alla surmountings som en totalpoäng för manliga ämne i denna konflikt test.
5. statistisk analys
- Presentera data som ± SEM eller enda datapunkter. I fall att homogenitet av variansen eller normalfördelning av datamängderna bestrids, log-transform datauppsättningar.
- Analysera effekterna av morfin förbehandling på belöning-söker beteende visas på dag 7 och dag 17 av uttag (Wd7 och Wd17) använder t-test med ”förbehandling” som en mellan-patienter faktor (morfin kontra koksaltlösning, figur 2).
- Analysera effekterna av morfin förbehandling på belöning-söker beteende efter upprepad testning med upprepade-åtgärdens variansanalys (ANOVA) med ”karenstid” (Wd7 kontra Wd14) som inom-patienter faktor och ”förbehandling” (morfin kontra saltlösning) som en faktor som mellan-patienter.
- Dessutom använda Pearsons korrelation för att analysera sambandet mellan poängen att manliga försökspersoner som förvärvats på dag 7 och 14 av avhållsamhet (Wd7 och Wd14, figur 3).
Obs: Efter logaritmisk omvandlingen av den ursprungliga datan utförs statistiska analyser. - Analysera effekten av akut stress på belöning-söker beteende i drog-naiva råttor med t-test med stress som en mellan-patienter faktor (chock kontra kontroll, figur 4)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
För att undersöka om denna konflikt modell kan avslöja maladaptiva/riskabelt belöning-söker beteende orsakade av opiater, den belöning som söker beteende visas av saltlösning - och morfin-förbehandlats grupper jämfördes av t-tester efter kortsiktiga (Wd7) och långsiktiga (Wd17) tillbakadragande från morfin respektive (figur 2). Resultaten visar att både dag 7 och dag 17 av tillbakadragande, morfin-förbehandlats råttor visade betydligt mer annalkande beteenden än saltlösning-förbehandlats råttorna (figur 2a: t =-3.958; d.f. = 24; p < 0,01. Figur 2b: t =-2.350; d.f. = 17; p < 0,05), vilket tyder på att morfin-återkallas råttorna visas mer perseverative beteenden inför aversivt hindret och detta maladaptivt beteende kvarstår under lång tid efter uttag.
När råttorna testades upprepade gånger under konflikten uppgiften (figur 3), upprepade-mått ANOVA visade en betydande huvudeffekten av förbehandling (F (1,24) = 12.910; p < 0,01). Ingen signifikant effekt av karenstid (jämför Wd7 och Wd14, [F (1,24) =] 0,807; p > 0,05]) inte heller signifikant interaktion (uttag x förbehandling interaktion: F (1,24) = 1.093, p > 0,05) hittades (se figur 3a). För att ytterligare undersöka stabiliteten i den riskfyllda belöning-söker beteenden, analyserades sambandet mellan poängen mellan olika karenstider (mellan Wd7 och Wd14). Resultaten visade att de annalkande beteenden under kort - och långsiktiga karenstider var signifikant korrelerade (Pearson korrelation: r = 0.445; p < 0,05, se figur 3b), vilket indikerar att råttornas riskabelt belöning-söker beteenden ungefärligen stabilt över upprepade tester.
För att undersöka påverkan av stressande händelser på förmågan hos hämmande kontroll hos djur, exponerades drog-naiva råttorna för en intermittent fot-shock stress före konflikten provet. Även om det fanns ingen signifikant skillnad mellan grupperna stress och kontroll (figur 4a: t =-1.207; d.f. = 17; p > 0,05), den belöning som söker beteenden visas en bi-modal fördelning inom gruppen stress tyder på akut stress markant differentiella effekter på riskfyllda belöning-söker beteenden mellan individer (se figur 4b).
Figur 1: apparaten för det konflikt test I öppna-fältet kammaren (85 cm lång x 35 cm brett x 50 cm hög) med en stimulans bur håller en estrous kvinnliga råtta användes för att testa den belöning som söker beteenden under konflikten. De manliga försökspersonerna hade att övervinna ett farligt hinder, dvs, klättra över en ständigt ökad styrelse (34,5 cm lång x 13 cm bred) tjock med pins, att närma sig stimulans buren. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: riskabelt belöning-söker beteenden i konflikt testerna visas av hanråttor. (en) poängen för annalkande beteenden visas av morfin-(svart) och saltlösning-(vit) behandlade grupper på dag 7 av tillbakadragande. (b) poängen för annalkande beteenden visas av morfin-(svart) och saltlösning-(vit) behandlade grupper på dag 17 av tillbakadragande. Staplarna representerar medelvärde ± SEM. * indikerar p < 0,05; ** anger p < 0,01; Sal = koksaltlösning, Mor = Morphine.This figur har ändrats från17 med tillstånd. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: riskabelt belöning-söker beteenden i följd testade på dag 7 och 14 i tillbakadragande från morfin. (en) poängen för annalkande beteenden visas av morfin-(svart) och saltlösning-(vit) behandlade grupper på dag 7 och 14 i uttag (Wd7 och Wd14). Staplarna representerar medelvärde ± SEM. (b), korrelationen av poängen för riskabelt belöning-söker beteenden mellan två tester på dag 7 och 14 i uttag. * indikerar p < 0,05; ** anger p < 0,01. Sal = koksaltlösning, Mor = morfin. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: effekten av den fot-shock stressen på belöning-söker beteenden i det konflikten test (en) poängen för annalkande beteenden visas av kontrollen (grå) och chock (svart) grupper utsätts för saltlösning förbehandling. Staplarna representerar medelvärde ± SEM. * indikerar p < 0,05; ** anger p < 0,01. (b) poängen för annalkande beteenden som visas av kontroll-och chock visas i enstaka punkter. Dessa siffror har ändrats från referens17 med tillstånd. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Dag 1 | Dag 2 | Dag 3 | Dag 4 | Dag 5 | |
| 1st injektion | 10 mg/kg | 20 mg/kg | 40 mg/kg | 40 mg/kg | 40 mg/kg |
| 2nd injektion (6 h senare) | 20 mg/kg | 40 mg/kg | 40 mg/kg | 40 mg/kg | 40 mg/kg |
Tabell 1: Binge-liknande morfin behandlingsregim. Hanråttor är förbehandlade två gånger dagligen i 5 dagar med intraperitoneal injektioner av antingen koksaltlösning eller morfin som levereras i en binge-liknande regim17: 10, 20, 20, 40, 40, 40, 40, 40, 40 och 40 mg/kg. Två doser av morfin administrerat på varje dag är minst 6 h apart.
| Rättegång | Hinder | Scoring per strategi |
| 1 | en + 0 cm | 0,5 |
| 2 | ett + 2 cm | 1.0 |
| 3 | en + 4 cm | 1.5 |
| 4 | b + 4 cm | 3.0 |
| 5 | b + 7 cm | 3.5 |
| 6 | b + 10 cm | 4.0 |
| 7 | b + 13 cm | 4.5 |
| 8 | b + 17 cm | 5.0 |
| 9 | c + 17 cm | 6.0 |
| 10 | c + 21 cm | 6.5 |
| 11 | c + 25 cm | 7.0 |
| 12 | c + 29 cm | 7.5 |
Tabell 2: graderingen för svårigheter i ämnet erövrade per strategi. Enligt längden på pins och genomsnittliga avståndet mellan stiften, användes tre typer av styrelsen tjock med stift: ett med pin-längd på 0,5 cm, genomsnittligt avstånd av 1 cm; b med pin-längd 0.8 cm, genomsnittligt avstånd av 0,5 cm; och c med pin-längd 2 cm, genomsnittligt avstånd av 1 cm. Styrelsen förstärktes upprepade gånger enligt följande: 0, 2, 4, 7, 10, 13, 17, 21, 25 och 29 cm. Således finns det 12 nivåer av svårigheten att övervinna hindret, dvs 12 prövningar, under provningen. Mängden svårigheter ämnet erövrat varje gång tillvägagångssätt stimulans buren är gjorde och sammanfattade upp till den totala poängen för varje ämne17.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hämmande kontroll underskotten orsakade av narkotika missbruk18 spela en nyckelroll i främjandet av tvångsmässig drog söker/ta beteenden och återfall19,20. Konflikten modellen presenteras här ger en ny metod för att utforska förändringarna hämmande kontroll över de individer som exponerats för beroendeframkallande droger.
Det finns flera kritiska steg i protokollet. Först av allt, måste ämnena (hanråttor) skaffa sexuella erfarenheter innan aktiviteten uppföljning konflikt. Till exempel de manliga råttorna behöver passera screening för parning (kopulerande minst tre gånger) innan läkemedelsbehandling och tilldelas slumpmässigt in i olika grupper. För att genomföra den parning screening smidigt, bör två punkter vara betalad uppmärksamhet till. En är kroppsvikten hos honråttor vid ovariektomi. Ovariektomi utförs endast när vikten på honråttor når minst 240 g. Eftersom kroppen mognaden hos honråttor sker senare än gonadala mognad21, kunde tidig ovariektomi hindra hanråttor från framgångsrikt kopulerande med honråttor trots att honorna var administrerade östrogena hormoner. Den andra punkten är att hanråttor bör habituerar till rutorna screening före parning med honråttor, för att undvika påverkan av neofobi till en roman kontext på följande parning.
Stressfaktorer bör kontrolleras noggrant under hela försöket. Både han- och honråttor hanteras och vana att transport innan konflikten uppgiften startar. Dessutom under tillvänjning till belöning-närhet kammaren före testning, hanråttor upprepade gånger förstått och flyttade från framsidan av stimulans buren till den andra änden av kammaren flera gånger.
Eftersom aktiviteten konflikten fortsätter, hindret (styrelsen med stift) förstärks upprepade gånger, således hanråttor bakom hindret inte kan se eller känna direkt kvinnliga råttan i stimulans buren längre. För att hålla de hanråttor som lockade kontinuerligt av den sexuella partnern, placeras några sängkläder material som förorenats av estrous honråttor i stimulans buren, tillåter kvinnliga lukt att sprida i luften. Sängkläder samlas in före konflikten uppgiften och lagras vid-20 ° C fram till användning.
Efter upphörande av morfin behandling, hanråttor kunde har lidit fysiska abstinensbesvär som försvinner 3 dagar senare14. Även om det fanns en möjlighet att deras tassar var spetsade av pins, ingen svår eller upprätthålla skada upptäcktes och hanarna aktiviteter påverkades inte.
I den här konflikten uppgiften kan man också undersöka effekterna av belöning värde på belöning-söker beteenden, till exempel ändra värdet belöning genom att ersätta den kvinnliga råttan (sexuell belöning) med en mansperson råtta (social belöning)14,16. Om både sexuella och sociala belöningar används i ett experiment, skulle det vara bäst att köra experimentet i två belöning-närhet kammare, en för sexuella belöning och den andra för social belöning. Om experimentet måste utföras i den ena kammaren, måste både kammaren och stimulans buren noggrant rengöras med 0,1% isättika mellan försökspersoner samt tester, för att undvika den lukt korskontaminering mellan manliga och kvinnliga stimuli . Stiften ombord bör förnyas regelbundet för att säkerställa deras konstant hot mot hanråttor.
Manliga råttornas prestanda kan bli föremål för utövar effekt med upprepad testning under denna konflikt uppgift. Vi märkte att vissa djur (särskilt saltlösning-förbehandlats råttorna) kan undvika stiften bättre genom att utöva på hoppa över hindret under det andra testet (figur 3a). Även om det finns en signifikant korrelation mellan de riskfyllda belöning-söker beteenden under de två upprepade testerna, det har inte varit verifierade om denna uppgift kan användas för att identifiera de hög - och låg-risk fenotyperna av belöning-söker beteende. Hittills är denna konflikt uppgift därför lämpad att snabbt undersöka eventuella förändringar i hämmande kontroll efter farmakologisk eller beteendemässiga behandlingar.
Jämfört med go/no-Avbryt uppgift, stopp signal uppgift, flera val seriell reaktionstid uppgift och återföring lärande, som återspeglar ämnets förmåga av hämning på de olämpliga reaktioner efter att lära sig reglerna för uppgifter2,5 , i den här konflikten uppgiften försökspersonerna behöver inte hämmar någon lärt sig Svaren men hämmar deras spontana sug/motivation på grund av den möjliga negativa konsekvensen. Därav efterliknar denna konflikt uppgift bättre konfliktsituation som missbrukare ofta möter och hjälper till att undersöka möjligheten för hämmande kontroll under den psykologiska processen av avvägning mellan kostnad och nytta. I motsats till andra beslutande uppgifter, till exempel riskabelt beslut att göra22,23 eller hasardspel uppgift24,25, är dessutom denna konflikt uppgift enklare och lättare att utföra, eftersom den bara består av enkel belöning och enda risken.
Konflikten modellen vi etablerat kan användas för att avslöja brister i hämmande kontroll efter exponering för opiat drogen — morfin. Vi anser att denna beteendevetenskaplig modell skulle också vara användbara för att snabbt upptäcka nedskrivning av hämmande kontroll inducerad av andra beroendeframkallande droger. Dessutom identifieras tillförlitliga opiat-inducerad tvångsmässigt belöning-söker beteendemässiga fenotypen utifrån denna konflikt modell. För närvarande arbetar vi för att ersätta hindret (styrelsen full av pins) med en elektrisk rutnät så att foten chocker kan levereras till hanråttor och också ändrar beteende förfarandet för upprepade gånger mätning djurets belöning-söker beteenden i ansiktet av den negativa konsekvensen (foten chocker). Som är känt, finns det inga tillgängliga beteendevetenskaplig modell av opiat-inducerad tvångsmässigt belöning söker beteende så långt, som är förmodligen på grund av den analgetiska effekten av opiater26,27.
Kliniskt, är stress en av de viktiga faktorer som leder till återfall efter drogen uttag28. Dessutom är stress också en viktig påverkande faktor för behavioral inhibition/impulsivitet/tvångsmässighet29. Införandet av denna konflikt modell också tillåter oss att iaktta påverkan av olika stressande händelser på förmågan av hämmande kontroll hos individer snabbt efter exponering för missbrukade droger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Detta papper stöddes av CAS Key Laboratory of Mental Health, Institutet för psykologi (KLMH2016K01) och utvärdering och interventionsforskning teknik för posttraumatiskt Stress patienter befolkningen (JCYJ20170413170301569)
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Acetic acid | Beijing Tongguangjingxi Chemical company | CN No.81601 | CH3COOH |
| Benzypenicillin sodium for Injection | Huabei Pharmaceutical | F7072109 | C16H17N2NaO4S |
| Cotton swabs | Wan Xin, Shandong, China | 8 cm | |
| β-estradiol benzoate | SIGMA-ALDRICH | E8515-200MG | estradiol benzoate |
| Gauze | Wan Xin, Shandong, China | 21s × 21s 110×100 | |
| Hemostatic forceps | Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd. | ||
| Morphine hydrochloride | Qinghai Pharmaceutical Co. Ltd | 20100105 | Morphine hydrochloride |
| Ophthalmic scissors | Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd. | ||
| Pentobarbital Sodium | Sigma | C11H17O3N2Na | |
| Precision animal shocker | Coulbourn | ||
| Progesterone | SIGMA-ALDRICH | V900699-5G | progesterone |
| Sesama oil | Fengyi trading company ltd. | Sesama oil | |
| Sodium chloride injection | HuaLu Pharmaceutical | H17092107 | NaCl |
| Scalpels | Gillette | 96797241 | |
| Surgical blades | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co.,Ltd | ||
| Suture needles | Han Qin, Shanghai, China | Δ1/2 6×14 | |
| Silk sutures | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co.,Ltd | ||
| Sprague-Dawley rats | Vital River Animal Center, Beijing, China | Sprague-Dawley | animal strain |
| Syringe | WeiGao Group Medical Polymer Co.Ltd | 1 mL, 2 mL | |
| Tweezers | Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd. |
References
- Everitt, B. J., Robbins, T. W. Drug Addiction: Updating Actions to Habits to Compulsions Ten Years On. Annual Review of Psychology. 67, 23-50 (2016).
- Bari, A., Robbins, T. W. Inhibition and impulsivity: Behavioral and neural basis of response control. Progress in Neurobiology. 108, 44-79 (2013).
- Dalley, J. W., Everitt, B. J., Robbins, T. W. Impulsivity, compulsivity, and top-down cognitive control. Neuron. 69 (4), 680-694 (2011).
- Peter, W., Kalivas, N. D. V. The Neural Basis of Addiction: A Pathology of Motivation and Choice. American Journal of Psychiatry. 162, 1403-1413 (2005).
- Morein-Zamir, S., Robbins, T. W. Fronto-striatal circuits in response-inhibition: Relevance to addiction. Brain Research. 1628, 117-129 (2015).
- Garavan, H. Dissociable Executive Functions in the Dynamic Control of Behavior: Inhibition, Error Detection, and Correction. Neuroimage. 17 (4), 1820-1829 (2002).
- Garavan, H., Ross, T. J., Kaufman, J., Stein, E. A. A midline dissociation between error-processing and response-conflict monitoring. Neuroimage. 20 (2), 1132-1139 (2003).
- Connolly, C. G., Foxe, J. J., Nierenberg, J., Shpaner, M., Garavan, H. The neurobiology of cognitive control in successful cocaine abstinence. Drug and Alcohol Dependence. (1-2), 45-53 (2012).
- Kaufman, J. N., Ross, T. J., Stein, E. A., Garavan, H. Cingulate hypoactivity in cocaine users during a GO-NOGO task as revealed by event-related functional magnetic resonance imaging. The Journal of Neuroscience. 23 (21), 7839-7843 (2003).
- Forman, S. D., et al. Brain activity of opiate addicts predicts subsequent treatment retention. Annual Meeting of the American-College-of-Neuropsychopharmacology. , DEC 12-16 (2004).
- Kolokotroni, K. Z., Rodgers, R. J., Harrison, A. A. Acute nicotine increases both impulsive choice and behavioural disinhibition in rats. Psychopharmacology. 217, 455-473 (2011).
- Belin-Rauscent, A., et al. From impulses to maladaptive actions: the insula is a neurobiological gate for the development of compulsive behavior. Molecular Psychiatry. 21 (4), 491-499 (2016).
- Groman, S. M., et al. Dysregulation of D(2)-mediated dopamine transmission in monkeys after chronic escalating methamphetamine exposure. Journal of Neuroscience. 32 (17), 5843-5852 (2012).
- Bai, Y., Li, Y., Lv, Y., Liu, Z., Zheng, X. Complex motivated behaviors for natural rewards following a binge-like regimen of morphine administration: mixed phenotypes of anhedonia and craving after short-term withdrawal. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 23 (2014).
- Vandaele, Y., Janak, P. H. Defining the place of habit in substance use disorders. Progress in Neuropsychopharmacology & Biological Psychiatry. 87 (Pt A), 22-32 (2018).
- Li, Y., et al. The consummatory and motivational behaviors for natural rewards following long-term withdrawal from morphine: no anhedonia but persistent maladaptive behaviors for high-value rewards. Psychopharmacology (Berl). 234 (8), 1277-1292 (2017).
- Bai, Y., Belin, D., Zheng, X., Liu, Z., Zhang, Y. Acute stress worsens the deficits in appetitive behaviors for social and sexual stimuli displayed by rats after long-term withdrawal from morphine. Psychopharmacology. 234, 1693-1702 (2017).
- Schoenbaum, G., Saddoris, M. P., Ramus, S. J., Shaham, Y., Setlow, B. Cocaine- experienced rats exhibit learning deficits in a task sensitive to orbitofrontal cortex lesions. European Journal of Neuroscience. 19 (7), 1997-2002 (2004).
- Belin, D., Belin-Rauscent, A., Murray, J. E., Everitt, B. J. Addiction: failure of control over maladaptive incentive habits. Current Opinion in Neurobiology. 23 (4), 564-572 (2013).
- Everitt, B. J. Neural and psychological mechanisms underlying compulsive drug seeking habits and drug memories--indications for novel treatments of addiction. European Journal of Neuroscience. 40 (1), 2163-2182 (2014).
- Dai, F., et al. Dynamic Development of Organs and Serum Sex Hormone Levels in Normal Pre-pubertal Female Sprague-Dawley Rats. Chinese Journal of Comparative Medicine. 19 (07), 33-37 (2009).
- Orsini, C. A., Trotta, R. T., Bizon, J. L., Setlow, B. Dissociable roles for the basolateral amygdala and orbitofrontal cortex in decision-making under risk of punishment. Journal of Neuroscience. 35 (4), 1368-1379 (2015).
- Shimp, K. G., Mitchell, M. R., Beas, B. S., Bizon, J. L., Setlow, B. Affective and cognitive mechanisms of risky decision making. Neurobiology of Learning and Memory. , 60-70 (2015).
- Di Ciano, P., Le Foll, B. Evaluating the Impact of Naltrexone on the Rat Gambling Task to Test Its Predictive Validity for Gambling Disorder. PLoS One. 11 (5), e0155604 (2016).
- Ravel, N., et al. Elucidating Poor Decision-Making in a Rat Gambling Task. PLoS One. 8 (12), e82052 (2013).
- Charles, A., Pradhan, A. A. Delta-opioid receptors as targets for migraine therapy. Current Opinion in Neurology. 29 (3), 314-319 (2016).
- Lu, Z., et al. Truncated mu-Opioid Receptors with 6 Transmembrane Domains Are Essential for Opioid Analgesia. Anesthesia & Analgesia. 126 (3), 1050-1057 (2018).
- Sinha, R., Shaham, Y., Heilig, M. Translational and reverse translational research on the role of stress in drug craving and relapse. Psychopharmacology (Berl). 218 (1), 69-82 (2011).
- Wilson, C. A., Schade, R., Terry, A. V. Variable prenatal stress results in impairments of sustained attention and inhibitory response control in a 5-choice serial reaction time task in rats. Neuroscience. 218, 126-137 (2012).
