Valutazione di vocalizzazioni ultrasoniche Durante Drug autosomministrazione in topi
Summary
Farmaci auto-amministrazione e vocalizzazioni ultrasoniche (USV) sono usati come valutazioni comportamentali in ricerca su animali, ma raramente in associazione. Lo scopo di questo articolo è quello di descrivere i vantaggi della registrazione durante USV droga auto-somministrazione procedure per valutare le risposte affettive di esperienza con la droga.
Abstract
Farmaci auto-somministrazione procedure sono comunemente usati per studiare i cambiamenti comportamentali e neurochimici associati umano l'abuso di droga, la dipendenza e la ricaduta. Vari tipi di attività comportamentali sono comunemente utilizzati come misure di motivazione farmaco negli animali. Tuttavia, una componente fondamentale di ricaduta abuso di droga in consumatori di cocaina astinenti è "craving", che è difficile da modello negli animali, come avviene spesso in assenza di comportamenti palesi. Tuttavia, è possibile che una classe di vocalizzazioni ultrasoniche (USV) nei ratti possono essere un indicatore utile per le risposte affettive alla somministrazione del farmaco, l'anticipazione della droga e anche craving. Ratti vocalizzare in frequenze ultrasoniche che servono come una funzione comunicativo e di esprimere stati d'animo soggettivi. Diversi studi hanno dimostrato che diverse gamme di frequenza di chiamata sono associati a stati emotivi negativi e positivi. Per esempio, le chiamate ad alta frequenza ("50-kHz") sono associati a emozioni positive, mentre le chiamate a bassa frequenza ("22-kHz") rappresentano uno stato emotivo negativo. Questo articolo descrive una procedura per valutare USV ratto associati a cocaina ogni giorno auto-somministrazione. Per questa procedura, abbiamo utilizzato di serie monocomando camere operante ospitato all'interno del suono attenuando scatole per la cocaina auto-somministrazione sessioni e microfoni utilizzati ultrasuoni, multi-canale hardware di registrazione e programmi software specializzati per rilevare e analizzare USV. Misure USV riflettere emotività dei ratti, prima, durante e dopo la disponibilità di droga e può essere correlata con farmaci comunemente valutata auto-somministrazione dati comportamentali risposte leva quali, inter-risposta e intervalli di attività locomotoria. Dal USV può essere valutato durante gli intervalli prima della disponibilità di droghe (per esempio, USV anticipatorio) e durante le prove di estinzione della droga, i cambiamenti influiscono associati con anticipazione di droga e l'astinenza farmaco può anche essere determinato. Inoltre, determinare cambiamenti USV nel corso del breve e lungo termine, l'esposizione al farmaco in grado di fornire una interpretazione più dettagliata degli effetti del farmaco esposizione sul funzionamento affettivo.
Protocol
Discussion
Ratti vocalizzare in frequenze ultrasoniche che hanno una funzione sociale e comunicativo ed esprimere stati emotivi soggettivi 1,2. 22-kHz USV vengono attivati dagli eventi che provocano ansia e angoscia, come spunti footshock, la presenza di predatori, le droghe repulsivo e sconfitta sociale 2,3. Pertanto, questi USV tipicamente lungo (> 0,3 s), si pensa di rappresentare uno stato di effetto negativo dell'animale. Viceversa, più corta 50-kHz USV (> 0,3 s) sono emessi durante e in previsione di incontri positivi, come l'alimentazione, accoppiamento e gioco sociale, e sono stati quindi collegati ad uno stato emotivo positivo dell'animale 2,4. Queste chiamate sono state associate a rafforzare gli eventi legati alla attivazione del sistema dopaminergico 5. Ad esempio, aumento 50-kHz USV sono stati suscitato da iniezioni sistemica di cocaina 6 o d-amfetamina 7 e gli ambienti precedentemente associato a farmaci abuso di 8-10.
E 'stato proposto che gli aumenti di attività locomotoria nei roditori si riferiscono a una maggiore motivazione e il comportamento appetitivo 11-14. Tuttavia, questo rapporto è indiretto come migliore. Studiando la nascita e la persistenza di USV di frequenze particolari, è possibile ottenere una visione di effetti emotivi di vari aspetti della esperienza della droga.
In questa configurazione sperimentale, abbiamo raccolto le registrazioni USV immediatamente prima e durante la droga auto-somministrazione sessioni. Questo ci ha permesso di esaminare lo sviluppo di farmaci durante l'aspettativa non-droga intervallo appena prima dell'inizio della sessione e per valutare gli effetti diretti di cocaina sul USV. L'auto-somministrazione di droghe metodo permette ratti di controllare direttamente i propri livelli di assunzione di droghe animali e sviluppare le aspettative accurata dei tempi e la frequenza di somministrazione del farmaco. Di conseguenza, USV individuate durante le sessioni di riflettere le aspettative precise di consegna della droga. Inoltre, USV può essere valutato durante gli intervalli prima della disponibilità di droghe (per esempio, USV anticipatori), nei ratti trattati con farmaci somministrati-sperimentatore, e durante le prove di estinzione della droga. Pertanto, i cambiamenti influiscono associati con anticipazione della droga, non contingente somministrazione del farmaco e l'astinenza farmaco può anche essere determinato. Analisi dei cambiamenti USV nel corso di esposizione al farmaco a breve e lungo termine potrebbe fornire una interpretazione più dettagliata degli effetti del farmaco esposizione sul funzionamento affettivo.
Oltre ai farmaci di auto-somministrazione esperimenti, registrazioni USV in camere operante può anche essere usato per una varietà di altre manipolazioni comportamentali associati a premiare o avversione, come bere alcool, di rinforzo cibo e condizionamento alla paura e le procedure di estinzione.
Importanti dettagli metodologici
Poiché il software MedPC può essere usato per manipolare con precisione le condizioni sperimentali, come la disponibilità di leva e le condizioni di illuminazione, il suo utilizzo in combinazione con la registrazione USV e analisi permette effetti emotivi di presentazioni spunto farmaci associati (ad esempio, presentazioni di luce o di altri stimoli sensoriali) e gli effetti diretti di assunzione del farmaco da determinare. Pertanto, per assicurare tempi sovrapposizione di auto-amministrazione delle procedure e registrazioni USV, è fondamentale che entrambi i programmi (per esempio, e MedPC RECORDER) si attivano contemporaneamente all'inizio di ogni sessione.
A causa dell'enorme quantità di spazio digitale per archiviare i dati richiesti USV (ad esempio, a 10 minuti di file audio richiede circa 250 MB), cautela deve essere presa quando gli animali multipli sono eseguiti su un solo computer al tempo stesso. Per evitare errori di registrazione, la dimensione della RAM del sistema informatico di registrazione deve essere sostanziale (1-2 GB). Altri modi per ridurre gli errori di registrazione sono abbassando la risoluzione USV durante la registrazione e / o ridurre il numero di animali esecuzione allo stesso momento. Inoltre, è importante che il ricercatore è vigile a tutti gli aspetti della raccolta dati per tutta la procedura sperimentale. Per esempio, l'accumulo di una grande quantità di registrazione dei dati sul disco rigido può causare il programma USV per mettere in pausa la registrazione. In questo caso, il programma di registrazione avrebbe bisogno di essere riavviato immediatamente per evitare la perdita di dati USV e de-sincronizzazione dei USV con altre misure comportamentali.
Le condizioni ambientali possono influenzare la chiamata USV. Per esempio, il tocco di un essere umano non familiare può provocare l'animale a emettere negativo 22-kHz chiamate, che potrebbe essere scambiato per una avversione per le condizioni sperimentali. Pertanto, la gestione intensiva prima di manipolazioni sperimentali è un aspetto importante di esperimenti comportamentali. Inoltre, gli ambienti romanzo dato che può anche suscitare non specifici chiamate USV, gli animali devono essere abituati a un ambiente di prova, se possibile.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato finanziato da sovvenzioni NIH RO1DA014640 e 3R01DA014640-05S1, l'Università del Texas VP Research Office (CLD), NIDA programma di approvvigionamento della droga, e l'Università del Texas Waggoner Centro per l'alcol e le tossicodipendenze di ricerca di Bruce Jones-Graduate Fellowship (EYM) . Ringraziamo Lia McAleer, Mohamed Abdalla, Neha Thakore, Byron Barksdale, Tiffany Nguyen, Tian Tian, Owen Hunter, proy Phongsawad, Helen Reed, Rachel Chavana, Linda Ju e Rosie Maddox per la loro assistenza in USV analisi dei dati.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Operant Conditioning Behavior (Drug Self-administration) Test Package for Rat | Med Associates, Inc | MED-008-CT-B1 | ||
| Infrared Source and Detector (Photobeams) | Med Associates, Inc | ENV-253SD ENV-253 | ||
| Med PC Software | Med Associates, Inc | SOF-735 | ||
| Single speed syringe pump | Razel Scientific Instruments | Model R-E | ||
| 45 mg sucrose pellets | Bio-Serv | F0042 | ||
| Catheter cannula | Plastics One | C313G-5UP | ||
| Avisoft-UltraSoundGate 416H | Avisoft BioAcoustics | Part #34163 | ||
| Ultrasonic microphones | Avisoft BioAcoustics | Part #40011 | ||
| Avisoft-RECORDER Software | Avisoft BioAcoutics | Part #10302 | ||
| Avisoft-SASLab Software | Avisoft BioAcoutics | Part #10101 | ||
| PC Computer for USV recording | Dell Optiplex GX270, Windows XP Professional, Intel (R) Pentium (R), 4 CPU, 2.60 GHz, 1 GB RAM | |||
| PC Computer for USV data analyses | Dell Optiplex 745, Windows XP Professional Intel(R) Core (TM), 2 CPU, 2.40 GHz, 2GB RAM | |||
| Cocaine | RTI International |
References
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