Évaluation de vocalisations ultrasoniques Pendant médicaments auto-administration chez le rat
Summary
L'auto-administration de drogue et les vocalisations ultrasoniques (USV) sont utilisés comme des évaluations comportementales dans la recherche animale, mais rarement en association. Le but de cet article est de décrire les avantages de l'USV enregistrement pendant l'auto-administration de drogue procédures pour évaluer les réponses affectives à l'expérience de drogue.
Abstract
Médicaments d'auto-administration des procédures sont couramment utilisées pour étudier les changements comportementaux et neurochimiques associés à la toxicomanie humaine, la dépendance et de rechute. Différents types d'activité comportementale sont couramment utilisés comme mesures de la motivation chez les animaux. Toutefois, un élément crucial de la rechute toxicomanie chez les cocaïnomanes abstinents est «l'état de manque», ce qui est difficile à modéliser chez l'animal, comme il arrive souvent en l'absence de comportements manifestes. Pourtant, il est possible que la classe des vocalisations ultrasoniques (USV) chez le rat peut être un marqueur utile pour des réponses affectives à l'administration du médicament, l'anticipation de drogue et de l'avidité de drogue, même. Rats vocalisent dans les fréquences ultrasoniques qui servent une fonction communicative et d'exprimer des états émotionnels subjectifs. Plusieurs études ont montré que les différentes gammes de fréquences sont associés aux appels négatifs et positifs des états émotionnels. Par exemple, les appels à haute fréquence ("50-kHz") sont associés à l'affect positif, alors que les appels à basse fréquence ("22-kHz") représentent un état émotionnel négatif. Cet article décrit une procédure pour évaluer USV rat liés à la cocaïne quotidiennement l'auto-administration. Pour cette procédure, nous avons utilisé la norme levier unique opérant logés dans des chambres atténuation sonore des boîtes pour la cocaïne auto-administration des séances et utilisé micros à ultrasons, le matériel d'enregistrement multi-canal et de logiciels spécialisés pour détecter et analyser USV. USV mesures reflètent l'émotivité des rats avant, pendant et après la disponibilité des médicaments et peut être corrélée avec la drogue couramment évalué l'auto-administration des données comportementales réponses levier tels, entre la réponse-intervalles et l'activité locomotrice. Depuis USV peuvent être évalués pendant les intervalles avant la disponibilité des médicaments (par exemple, USV anticipation) et lors des essais d'extinction de drogue, les changements dans l'affect associé à l'anticipation de drogue et l'abstinence de drogue peuvent également être déterminés. En outre, la détermination des changements USV au cours de l'exposition à court et à long terme de médicaments peuvent fournir une interprétation plus détaillée des effets sur le fonctionnement de l'exposition au médicament affectif.
Protocol
Discussion
Rats vocalisent dans les fréquences ultrasoniques qui remplissent une fonction sociale et communicative et exprimer subjective 1,2 états émotionnels. 22 kHz USV sont déclenchées par des événements qui provoquent l'anxiété et de détresse, telles que les indices choc électrique, la présence de prédateurs, les médicaments aversifs et 2,3 défaite sociale. Par conséquent, ces USV généralement longue (> 0,3 s) sont censés représenter un état d'affect négatif de l'animal. Inversement, plus courte de 50 kHz USV (> 0,3 s) sont émis au cours et en prévision des rencontres positives, comme l'alimentation, l'accouplement et le jeu social, et ont donc été lié à un état émotionnel positif de l'animal 2,4. Ces appels ont également été associés à renforcer les événements liés à l'activation du système dopaminergique 5. Par exemple, augmenté de 50 kHz USV ont été suscitées par des injections systémiques de cocaïne 6 ou 7 d-amphétamine et les environnements précédemment lié avec les médicaments de 8-10 abus.
Il a été proposé que l'augmentation de l'activité locomotrice chez les rongeurs ont trait à la motivation accrue et un comportement appétitif 11-14. Cependant, cette relation est indirecte mieux. En étudiant l'émergence et la persistance de USV des fréquences particulières, il est possible d'avoir un aperçu des effets émotionnels de divers aspects de l'expérience de drogue.
Dans ce dispositif expérimental, nous avons recueilli des enregistrements USV immédiatement avant et pendant l'auto-administration de drogue séances. Cela nous a permis d'examiner le développement de l'attente des médicaments pendant l'intervalle de non-drogue juste avant le début de la session et à évaluer les effets directs de la cocaïne sur USV. Le médicament d'auto-administration chez le rat méthode permet de contrôler directement leurs propres niveaux de consommation de drogue des animaux et de développer des attentes précises de l'heure et la fréquence d'administration du médicament. En conséquence, USV détectés lors de ces séances reflètent les attentes précises de l'administration de médicaments. En outre, USV peuvent être évalués pendant les intervalles avant la disponibilité des médicaments (par exemple, USV anticipation), chez les rats recevant expérimentateur médicaments administrés, et lors des essais d'extinction de drogue. Par conséquent, les changements dans l'affect associé à l'anticipation de drogue, l'administration de médicaments non contingent et l'abstinence de drogue peuvent également être déterminés. Analyses des changements USV au cours de l'exposition au médicament à court et à long terme pourrait fournir une interprétation plus détaillée des effets sur le fonctionnement de l'exposition au médicament affectif.
En plus de l'auto-administration de drogue expériences, les enregistrements USV dans des chambres opérant peut également être utilisé pour une variété d'autres manipulations du comportement associés à une récompense ou l'aversion, tels que boire de l'alcool, le renforcement des aliments, et de conditionnement de la peur et des procédures d'extinction.
Détails importants méthodologiques
Comme le logiciel MedPC peut être utilisé pour manipuler avec précision des conditions expérimentales, telles que la disponibilité de levier et des conditions d'éclairage, de son utilisation en combinaison avec l'enregistrement et l'analyse permet USV effets émotionnels de présentations de drogue associé cue (c'est à dire, des présentations de lumière ou d'autres stimuli sensoriels) et les effets directs de la prise du médicament à déterminer. Par conséquent, pour assurer chevauchement des échéanciers d'auto-administration des procédures et des enregistrements USV, il est crucial que les deux logiciels (par exemple, MedPC et enregistreur) sont activés simultanément au début de chaque session.
En raison de l'énorme quantité de l'espace numérique nécessaire pour stocker les données USV (par exemple, un fichier sonore de 10 minutes nécessite environ 250 Mo), il faut être prudent lorsque plusieurs animaux sont exécutés sur un système informatique unique dans le même temps. Afin d'éviter les erreurs d'enregistrement, la taille de la RAM du système informatique d'enregistrement besoins seront importants (1-2 Go). Autres moyens pour diminuer les erreurs d'enregistrement incluent abaisser la résolution USV pendant l'enregistrement et / ou réduire le nombre d'animaux s'exécuter en même temps. En outre, il est important que le chercheur est vigilant à tous les aspects de la collecte des données dans la procédure expérimentale. Par exemple, l'accumulation d'une grande quantité de données d'enregistrement sur le disque dur peut provoquer le programme d'enregistrement USV pour faire une pause. Dans ce cas, le programme d'enregistrement aurait besoin d'être redémarré immédiatement pour éviter toute perte de données et USV désynchronisation des USV avec d'autres mesures comportementales.
Les conditions environnementales peuvent influencer appelant USV. Par exemple, le contact par un humain inconnu peut causer à l'animal de émettent négative de 22 kHz appels, ce qui pourrait être confondu avec une aversion pour les conditions expérimentales. Par conséquent, la manipulation intensive avant de manipulations expérimentales est un aspect important des expériences comportementales. En outre, les nouveaux environnements, depuis peut également susciter des non-spécifique des appels USV, les animaux doivent être habitués à l'environnement de test si possible.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été financé par des subventions du NIH et de RO1DA014640 3R01DA014640-05S1, l'Université du Texas VP Research Office (CLD), le Programme d'approvisionnement en médicaments NIDA, et l'Université du Texas Waggoner Centre pour l'alcool et les toxicomanies recherche Bruce-Jones Graduate Fellowship (EYM) . Nous tenons à remercier Leah McAleer, Mohamed Abdalla, Neha Thakore, Byron Barksdale, Tiffany Nguyen, Tian Tian, Hunter Owen, Proy Phongsawad, Helen Reed, Rachel Chavana, Linda Ju et Rosie Maddox pour leur aide dans l'analyse des données 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
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