تقييم الالفاظ بالموجات فوق الصوتية خلال مخدرات الذاتي الإدارة في الفئران
Summary
المخدرات من الإدارة الذاتية والالفاظ بالموجات فوق الصوتية (USV) تستخدم في عمليات تقييم السلوكية البحوث الحيوانية ، ولكن نادرا ما في الجمع. والغرض من هذه المقالة هو وصف مزايا USVs تسجيل خلال إجراءات الإدارة الذاتية للمخدرات لتقييم الاستجابات العاطفية لتجربة المخدرات.
Abstract
ويشيع استخدام المخدرات الادارة الذاتية إجراءات لدراسة التغيرات الكيميائية العصبية والسلوكية المرتبطة الإنسان إدمان المخدرات وتعاطيها والانتكاس. وتستخدم عادة أنواعا مختلفة من النشاط السلوكي وتدابير التحفيز المخدرات في الحيوانات. ومع ذلك ، عنصرا حاسما من الانتكاس تعاطي المخدرات في متعاطي الكوكايين ممتنعين هو "الرغبة المخدرات" ، وهو نموذج من الصعب على الحيوانات ، كما يحدث غالبا في غياب السلوكيات العلنية. ومع ذلك ، فمن الممكن أن فئة من الالفاظ بالموجات فوق الصوتية (USVs) في الفئران قد يكون مؤشرا مفيدا لاستجابات عاطفية الى ادارة المخدرات ، والمخدرات ، وتحسبا شغف حتى المخدرات. الفئران في نطق ترددات الموجات فوق الصوتية التي تخدم بوصفها وظيفة على إتصال والتعبير عن الحالات العاطفية الذاتية. وقد أظهرت العديد من الدراسات التي ترتبط مختلف نطاقات التردد اتصال مع الحالات العاطفية السلبية والإيجابية. على سبيل المثال ، ترتبط المكالمات عالية التردد ("50 كيلوهرتز") مع تأثير ايجابي ، في حين يدعو التردد المنخفض ("22 كيلوهرتز") تمثل حالة سلبية عاطفية. توضح هذه المقالة إجراء لتقييم USVs الفئران المرتبطة الكوكايين اليومية الإدارة الذاتية. لهذا الإجراء ، استخدمت معيار واحد ، ونحن رافعة غرف استثابي مقرها داخل مربعات المخففة للصوت لدورات الإدارة الذاتية الكوكايين والميكروفونات بالموجات فوق الصوتية المستخدمة ، متعدد القنوات للأجهزة تسجيل والبرامج المتخصصة لاكتشاف وتحليل USVs. تعكس القياسات USVs الانفعالية من الفئران قبل وأثناء وبعد توافر المخدرات ويمكن ربطها مع البيانات المقررة عادة الادارة الذاتية المخدرات الاستجابات السلوكية رافعة من هذا القبيل ، في جملة فترات الاستجابة والنشاط الحركي. منذ يمكن تقييمها خلال فترات USVs قبل توافر المخدرات (على سبيل المثال ، USVs الاستباقية) ، وأثناء المحاكمات الانقراض المخدرات ، يمكن أيضا تؤثر التغيرات في المرتبطة تحسبا المخدرات والامتناع عن المخدرات يتم تحديدها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحديد التغييرات USV على مدى قصير والتعرض للمخدرات على المدى الطويل تقديم تفسير أكثر تفصيلا من آثار التعرض للمخدرات على أداء العاطفية.
Protocol
Discussion
الفئران في نطق ترددات الموجات فوق الصوتية التي تخدم وظيفة اجتماعية وعلى إتصال والتعبير عن ذاتي 1،2 الحالات العاطفية. يتم تشغيل 22 كيلوهرتز USVs من الأحداث التي تسبب القلق والضيق ، مثل العظة footshock ، فإن وجود الحيوانات المفترسة ، والمخدرات ، ومكره هزيمة 2،3 الاجتماعية. لذلك ، ويعتقد أن هذه USVs طويلة عادة (> 0.3s) لتمثيل دولة من تأثير سلبي على الحيوانات. على العكس ، وتنبعث أقصر 50 كيلوهرتز USVs (> 0.3s) أثناء وتحسبا لقاءات إيجابية ، مثل التزاوج ، والتغذية واللعب الاجتماعي ، وبالتالي قد ارتبطت دولة عاطفي ايجابي من الحيوان 2،4. كما تم هذه المكالمات المرتبطة يعزز الأحداث المتصلة تفعيل نظام الدوبامين 5. على سبيل المثال ، زادت 50 كيلو هرتز تم USVs التي تسببها الحقن المنتظم للكوكايين 6 أو 7 د المنشطات والبيئات المقترنة سابقا مع المخدرات من تعاطي 80-10.
وقد اقترح أن يزيد في النشاط الحركي لدى القوارض تتصل تعزيز الدافعية والسلوك مشهي 11-14. ومع ذلك ، هذه العلاقة غير المباشرة على النحو الأفضل. من خلال دراسة نشوء واستمرار USVs للترددات معينة ، فمن الممكن لاكتساب المعرفة إلى تأثيرات عاطفية لمختلف جوانب تجربة المخدرات.
في هذا الإعداد التجريبية ، وقمنا بجمع تسجيلات USV على الفور قبل وأثناء دورات الإدارة الذاتية للمخدرات. هذا يسمح لنا لدراسة تطور توقع المخدرات خلال الفترة الفاصلة غير المخدرات فقط قبل بدء الدورة ، وتقييم الآثار المباشرة من الكوكايين على USVs. الدواء الادارة الذاتية الأسلوب يسمح للسيطرة على الفئران مباشرة في تناول الأدوية الخاصة بالحيوانات وتطوير مستويات توقعات دقيقة للتوقيت ووتيرة إعطاء الدواء. نتيجة لذلك ، USVs الكشف خلال هذه الجلسات تعكس توقعات دقيقة لتسليم المخدرات. بالإضافة ، يمكن تقييم USVs خلال فترات سابقة لتوافر المخدرات (على سبيل المثال ، USVs الاستباقي) في الفئران التي كانت تتلقى المجرب تديرها المخدرات ، وأثناء المحاكمات الانقراض المخدرات. ولذلك ، يمكن أيضا تؤثر التغيرات في المرتبطة الترقب ، وإدارة المخدرات المخدرات غير المملوكة والامتناع المخدرات يتم تحديدها. ويمكن تحليل التغيرات USV على مدى التعرض للمخدرات قصيرة الأجل وطويلة الأجل تقديم تفسير أكثر تفصيلا من آثار التعرض للمخدرات على أداء العاطفية.
بالإضافة إلى تجارب الإدارة الذاتية للمخدرات ، ويمكن أيضا USV التسجيلات في غرف استثابي استخدامه لمجموعة متنوعة من المعالجات السلوكية الأخرى المرتبطة مكافأة أو النفور ، مثل شرب الخمر ، وتعزيز المواد الغذائية ، وتكييف الإجراءات الخوف والانقراض.
المنهجية تفاصيل مهمة
حيث يمكن استخدام البرنامج لمعالجة MedPC بدقة الظروف التجريبية ، مثل توافر رافعة وظروف الإضاءة ، واستخدامه في تركيبة مع تسجيل USV والتحليلات يسمح الآثار العاطفية للعروض المخدرات المرتبطة جديلة (أي ضوء العروض أو المحفزات الحسية الأخرى) و على أن تحدد التأثيرات المباشرة لتناول المخدرات. لذلك ، لضمان تداخل الجداول الزمنية للإجراءات الإدارة الذاتية والتسجيلات USV ، فمن الأهمية بمكان أن يتم تنشيط كل من البرامج (على سبيل المثال ، وMedPC RECORDER) في وقت واحد في بداية كل دورة.
نظرا لكمية هائلة من الفضاء الرقمي اللازمة لتخزين البيانات USV (على سبيل المثال ، ملف الصوت لمدة 10 دقائق تقريبا يتطلب 250 ميغابايت) ، يجب اتخاذ الحذر عند الحيوانات يتم تشغيل متعددة على نظام كمبيوتر واحد في نفس الوقت. لتجنب أخطاء التسجيل ، وحجم ذاكرة الوصول العشوائي للنظام تسجيل يحتاج الكمبيوتر أن تكون كبيرة (1-2 GB). طرق أخرى لتقليل الأخطاء تسجيل تشمل خفض القرار خلال USV / وتسجيل أو تقليل عدد الحيوانات تشغيلها في وقت واحد. بالإضافة إلى ذلك ، فمن المهم أن يقظة الباحث لجميع جوانب جمع البيانات في جميع أنحاء الإجراء التجريبي. على سبيل المثال ، قد تراكم كمية كبيرة من تسجيل البيانات على القرص الصلب تتسبب في برنامج تسجيل USV إلى وقفة. في هذه الحالة ، فإن برنامج تسجيل بحاجة إلى إعادة فورا لتجنب فقدان البيانات USV وبحكم التزامن ، من USVs مع تدابير سلوكية أخرى.
قد تؤثر الظروف البيئية USV الاستدعاء. على سبيل المثال ، يمكن أن تعمل باللمس عن طريق غير مألوف الإنسان إلى الحيوان يسبب تنبعث السلبية 22 كيلوهرتز المكالمات ، التي يمكن أن يكون مخطئا والنفور في ظروف تجريبية. ولذلك ، ومعالجة مكثفة قبل التلاعب التجريبية هو جانب هام من التجارب السلوكية. بالإضافة إلى ذلك ، بيئات الرواية منذ تجلب أيضا غير محددة تدعو USV ، ينبغي اعتادوا الحيوانات لاختبار البيئة إذا أمكن ذلك.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وقد تم تمويل هذا العمل عن طريق المنح والمعاهد الوطنية للصحة RO1DA014640 3R01DA014640 05S1 ، وجامعة تكساس للبحوث مكتب نائب الرئيس (CLD) ، النداء برنامج التموين للمخدرات ، وجامعة تكساس اجنر مركز أبحاث الكحول والادمان بروس جونز زمالة دراسات عليا (EYM) . نشكر ليا McAleer ، وعبد الله محمد ، Thakore نيها ، باركسدال بايرون ، ونغوين تيفاني ، تيان تيان ، أوين هنتر ، Phongsawad Proy ، ريد هيلين ، Chavana راشيل ، جو ليندا ومادوكس روزي قدموه من مساعدة في تحليل البيانات USV.
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).
