Оценка Ультразвуковые Вокализации Во наркотиками Самоуправление у крыс
Summary
Наркотиками самоуправления и ультразвуковые вокализации (USV) используются в качестве поведенческой оценки в исследованиях животных, но редко в комбинации. Цель этой статьи заключается в описании преимуществ регистрации в течение USVs наркотиков самоуправления процедур для оценки аффективные реакции на препарат опыт.
Abstract
Наркотиками самоуправления процедуры обычно используется для изучения поведенческих и нейрохимических изменений, связанных с человеческим наркомании, зависимости и рецидивов. Различные типы поведенческой активности, как правило, использовались в качестве меры наркотиков мотивации у животных. Тем не менее, важнейшим компонентом рецидива наркомании в абстинентный пользователей кокаина "наркотиков тяга", который трудно смоделировать на животных, как это часто происходит в отсутствие явного поведения. Тем не менее, не исключено, что класс ультразвуковые вокализации (USVs) у крыс может быть полезным маркером аффективные реакции на препарат, лекарство ожидании и даже наркотиков тягу. Крысы вокализ в ультразвуковых частотах, которые служат информационный функции и выражают субъективные эмоциональные состояния. Несколько исследований показали, что различные частотные диапазоны вызов связан с отрицательными и положительными эмоциональными состояниями. Например, высокая частота вызовов ("50-кГц") связаны с положительных эмоций, тогда как низкие частоты вызовов ("22-кГц") представляют собой отрицательные эмоциональные состояния. В этой статье описывается процедура оценки крысы USVs связанные с ежедневными кокаина самоуправления. Для этой процедуры, мы использовали стандартные однорычажный оперантного камеры размещается в звуковой ослабления коробки для кокаина самоуправления сессий и использовать ультразвуковые микрофоны, многоканальной записи оборудования и специализированных программ для обнаружения и анализа USVs. USVs измерения отражают эмоциональность крыс до, во время и после наличия лекарств и может быть связано с наркотиками обычно оценка самоуправления данные о поведении таких ответов рычаг, в том-ответ интервалы и двигательной активности. С USVs может быть оценен в перерывах до наличия лекарств (например, упреждающий USVs) и во время испытаний лекарств исчезновения, изменения затрагивают связанные с ожиданием наркотиков и воздержания может быть определена. Кроме того, определение USV изменения в течение краткосрочного и долгосрочного воздействия препарата может предоставить более подробную интерпретацию воздействия наркотиков влияние на аффективные функционирования.
Protocol
Discussion
Крысы вокализ в ультразвуковых частотах, которые служат социально-коммуникативный функции и выражают субъективное эмоциональное 1,2 государств. 22-кГц USVs вызываются события, которые вызывают тревогу и страдания, такие как footshock киев, наличие хищников, отвращение наркотиков и социального поражения 2,3. Поэтому они, как правило долго USVs (> 0,3 с), как считается, представляют состояние негативное влияние этого животного. И наоборот, короче 50-кГц USVs (> 0,3 с) испускаются во время и в ожидании положительных встреч, таких как кормление, спаривания и социальные игры, и таким образом были связаны с положительным эмоциональным состоянием животного 2,4. Эти призывы были также связаны с укреплением события, связанные с активацией системы дофаминергических 5. Например, увеличилось в 50 кГц USVs были вызваны системной инъекции кокаина 6 или D-амфетамина 7 и среды ранее в паре с наркотики 8-10.
Было высказано предположение, что увеличение двигательной активности у грызунов относятся к повышению мотивации и поведения аппетит 11-14. Тем не менее, эта связь носит косвенный характер, как лучше всего. Изучая возникновение и сохранение USVs из определенных частотах, можно получить представление к эмоциональному воздействию различных аспектов наркотиков опыт.
В этой экспериментальной установки, мы собрали USV записи непосредственно перед и во время наркотиков самоуправления сессий. Это позволило нам изучить развитие лекарственной ожидания во время немедикаментозных интервал незадолго до начала сессии, а также для оценки непосредственного воздействия кокаина на USVs. Наркотиков самоуправления метод позволяет крыс напрямую управлять своими собственными приемом препарата уровни животных и разработать точные ожидания времени и частоте приема препарата. В результате, USVs обнаружены в ходе этих сессий отражают точные ожидания доставки лекарств. Кроме того, USVs может быть оценен в перерывах до наличия лекарств (например, упреждающий USVs), у крыс, получавших экспериментатор препаратов в сыворотке крови, а во время испытаний лекарств исчезновения. Таким образом, изменения в аффекте связанных с наркотиками ожидании, не контингент администрации наркотиков и воздержания может быть определена. Анализы USV изменения в течение краткосрочного и долгосрочного воздействия наркотиков может дать более подробную интерпретацию воздействия наркотиков влияние на аффективные функционирования.
Кроме наркотиков самоуправления эксперименты, USV записей в оперантного камеры могут также использоваться для множества других поведенческих манипуляций связанных с вознаграждением или отвращение, таких как употребление алкоголя, пищевое подкрепление, и кондиционирования страха и исчезновение процедур.
Важные методологические Подробнее
С MedPC программное обеспечение может использоваться для точного управления экспериментальных условиях, таких как наличие рычага и условий освещения, его использование в сочетании с USV записи и анализа позволяет эмоциональное воздействие с наркотиками связано презентаций кия (например, светло-презентаций и других сенсорных стимулов) и прямые последствия приема лекарств, которые будут определены. Поэтому, чтобы обеспечить перекрытие сроки самоуправления процедур и USV записи, чрезвычайно важно, что обе программы (например, MedPC и рекордер) активируются одновременно в начале каждой сессии.
Из-за огромного количества цифровое пространство, необходимое для хранения USV данных (например, 10-минутный звуковой файл, требуется около 250 МБ), предостережение должно быть принято, если несколько животных работать на одной компьютерной системе, в то же время. Чтобы избежать записи ошибок, объем оперативной памяти компьютерной системы записи потребности быть значительными (1-2 ГБ). Другие способы уменьшения записи ошибки включают снижение разрешение USV во время записи и / или сокращению численности животных работать в одно время. Кроме того, важно, чтобы исследователь бдительными ко всем аспектам сбора данных по всему экспериментальной методики. Например, накопление большого количества записи данных на жесткий диск может привести к программе USV записи на паузу. В этом случае запись программы должны быть перезапущен немедленно, чтобы избежать потери данных и USV десинхронизации USVs с другими поведенческими мерам.
Условия окружающей среды могут влиять на USV призвание. Например, прикосновения незнакомых человека может привести к животным излучать отрицательные 22-кГц звонков, которые могут быть ошибочно, как отвращение к условиям эксперимента. Таким образом, интенсивные обработки до экспериментальных манипуляций является важным аспектом поведенческих экспериментов. Кроме того, среди поскольку роман может вызвать также неспецифическую USV звонки, животные должны быть привыкли к тестовой среде, если это возможно.
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была осуществлена за счет грантов NIH RO1DA014640 и 3R01DA014640-05S1, Техасского университета В. П. Research Office (CLD), NIDA лекарственного обеспечения Программы, и Техасского университета Ваггонер центр алкогольной и зависимость исследований Брюс-Джонс стипендий (EYM) . Мы благодарим Лия McAleer, Мохамед Абдалла, Neha Thakore, Байрон Барксдейл, Тиффани Нгуен, Тянь-Тянь, Хантер Оуэн, Proy Phongsawad, Хелен Рид, Рэйчел Chavana, Линда Ю и Рози Мэддокс за помощь в USV анализа данных.
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
- Brudzynski, S. M. Communication of adult rats by ultrasonic vocalization: biological, sociobiological, and neuroscience approaches. ILAR J. 50 (1), 43-43 (2009).
- Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. Ultrasonic vocalizations as indices of affective states in rats. Psychol Bull. 128 (6), 961-961 (2002).
- Wohr, M., Schwarting, R. K. Maternal care, isolation-induced infant ultrasonic calling, and their relations to adult anxiety-related behavior in the rat. Behav Neurosci. 122 (2), 310-310 (2008).
- Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. Anticipation of play elicits high-frequency ultrasonic vocalizations in young rats. J Comp Psychol. 112 (1), 65-65 (1998).
- Burgdorf, J., Panksepp, J. The neurobiology of positive emotions. Neurosci Biobehav Rev. 30 (2), 173-173 (2006).
- Mu, P. Repeated cocaine exposure induces sensitization of ultrasonic vocalization in rats. Neurosci Lett. 453 (1), 31-31 (2009).
- Ahrens, A. M. Repeated intravenous amphetamine exposure: rapid and persistent sensitization of 50-kHz ultrasonic trill calls in rats. Behav Brain Res. 197, 205-205 (2009).
- Burgdorf, J. Neurobiology of 50-kHz ultrasonic vocalizations in rats: electrode mapping, lesion, and pharmacology studies. Behav Brain Res. 182 (2), 274-274 (2007).
- Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. High-frequency ultrasonic vocalizations index conditioned pharmacological reward in rats. Physiol Behav. 66 (4), 639-639 (1999).
- Anagnostaras, S. G., Schallert, T., Robinson, T. E. Memory processes governing amphetamine-induced psychomotor sensitization. Neuropsychopharmacology. 26 (6), 703-703 (2002).
- Ferrario, C. R. Neural and behavioral plasticity associated with the transition from controlled to escalated cocaine use. Biol Psychiatry. 58 (9), 751-751 (2005).
- Flagel, S. B., Robinson, T. E. Quantifying the psychomotor activating effects of cocaine in the rat. Behav Pharmacol. 18 (4), 297-297 (2007).
- Pierce, R. C., Kalivas, P. W. Locomotor behavior. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8 (Unit 8), 1-1 (2007).
