הערכת קולות Ultrasonic במהלך והתרופות עצמית הממשל חולדות
Summary
תרופות עצמית הממשל קולות קולי (USV) משמשים הערכות התנהגותיות במחקר בבעלי חיים, אך לעתים רחוקות בשילוב. מטרת מאמר זה היא לתאר את היתרונות של USVs ההקלטה במהלך מינהל עצמי נהלים סמים כדי להעריך את התגובה הרגשית לחוות סמים.
Abstract
מינהל עצמי ההליכים והתרופות משמשים בדרך כלל כדי לחקור שינויים התנהגותיים והעצבית הקשורים להתעללות האדם התמכרות, סמים הישנות. סוגים שונים של פעילות התנהגותית מנוצלים בכינויו מדדים של מוטיבציה התרופה בחיות. עם זאת, מרכיב חיוני של הישנות בסמים בקרב משתמשי קוקאין מתנזר הוא "תשוקה סמים", אשר קשה מודל בבעלי חיים, כפי שהיא מתרחשת לעתים קרובות בהעדר התנהגות גלויה. עם זאת, יתכן כי קבוצה של קולות קולי (USVs) בחולדות עשוי להיות סמן שימושי עבור תגובות רגשיות לממשל סמים, סמים ואפילו ציפייה תשוקה סמים. החולדות להשמיע בתדרים קוליים המשמשים כפונקציה communicatory ולהביע מצבים רגשיים סובייקטיביים. מספר מחקרים הראו כי תדר שונה טווחי לקרוא המשויכים מצבים רגשיים שליליים וחיוביים. למשל, שיחות תדירות גבוהה ("50-kHz") המשויכים אפקט חיובי, בעוד שיחות תדירות נמוכה ("22-kHz") לייצג מצב רגשי שלילי. מאמר זה מתאר את הליך להעריך USVs עכברוש הקשורים קוקאין יומי מינהל עצמי. עבור הליך זה, השתמשנו תקן יחיד מנוף לתאי אופרנטית שוכן בתוך קול הפחתת תיבות עצמית הממשל הפעלות קוקאין מיקרופונים קולי מנוצל, הרב ערוצית חומרה הקלטה ותוכנות מיוחדות כדי לזהות ולנתח USVs. מדידות USVs לשקף רגשנות של חולדות לפני, במהלך ואחרי זמינות התרופה ניתן להעריך בדרך כלל מתואמים עם מינהל עצמי בסמים נתונים התנהגותיים התגובות מנוף כזה, בין התגובה במרווחים של תנועה ופעילות. מאז USVs ניתן להעריך בהפסקות לפני זמינות התרופה (למשל, USVs מקדימה) ובמהלך הניסויים הכחדה סמים, השינויים משפיעים הקשורים ציפייה סמים התנזרות התרופה יכולה גם להיות נחושה. בנוסף, קביעת שינויים USV במהלך קצר חשיפה ארוכת טווח התרופה יכולה לספק פרשנות מפורטת יותר של חשיפה השפעות התרופה על התפקוד הרגשי.
Protocol
Discussion
החולדות להשמיע בתדרים קוליים המשמשים פונקציה חברתית communicatory ולהביע 1,2 מדינות סובייקטיבית רגשית. 22-kHz USVs מופעלות על ידי אירועים שגורמים חרדה ומצוקה, כגון רמזים footshock, נוכחות של טורפים, סמים מרתיעה ותבוסה חברתי 2,3. לכן, USVs אלה ארוך בדרך כלל (> 0.3s) נחשבים מייצגים מצב של אפקט שלילי של החיה. לעומת זאת, קצרה יותר של 50 קילוהרץ USVs (> 0.3s) נפלטים במהלך לקראת מפגשים חיוביים, כגון הזדווגות האכלה, משחק חברתי, יש בכך נקשר במצב רגשי חיובי של החיה 2,4. שיחות אלה גם היה קשור חיזוק אירועים הקשורים ההפעלה של מערכת הדופמין 5. לדוגמה, עלייה של 50 קילוהרץ USVs כבר שהושרו על ידי זריקות מערכתית של קוקאין 6 או 7 d-אמפטמין סביבות לזווג בעבר עם תרופות של 8-10 התעללות.
הוצע כי מגביר פעילות של תנועה במכרסמים להתייחס מוטיבציה משופרת והתנהגות תיאבון 11-14. עם זאת, מערכת היחסים הזו היא עקיפה כמיטב. על ידי לימוד והתמדה הופעתה של USVs של תדרים מסוים, אפשר לקבל תובנות על ההשפעות הרגשיות של היבטים שונים של החוויה סמים.
ב ההתקנה זה ניסיוני, אספנו הקלטות USV מיד לפני ובמהלך מינהל עצמי הפעלות סמים. זה אפשר לנו לבחון את התפתחותם של ציפייה התרופה במהלך ההפסקה הלא התרופה רק לפני תחילת הפגישה ועל מנת להעריך את ההשפעות הישירות של קוקאין על USVs. שיטת הניהול העצמי מאפשרת התרופה חולדות ישירות לשלוט על צריכת סמים בעלי חיים משלהם רמות ולפתח ציפיות מדויק של עיתוי ותדירות והתרופות. כתוצאה מכך, USVs מזוהה במהלך פגישות אלו משקפות את הציפיות מדויק של אספקת סמים. בנוסף, ניתן להעריך USVs בהפסקות לפני זמינות התרופה (למשל, USVs מקדימה), אצל חולדות שקיבלו הנסיין בניהול סמים, ובמהלך הניסויים הכחדה סמים. לכן, השינויים משפיעים הקשורים הממשל ציפייה התרופה הלא מותנה, סמים התנזרות התרופה יכולה גם להיות נחושה. ניתוח של שינויי USV במהלך חשיפה לסמים קצר לטווח ארוך יכול לספק פרשנות מפורטת יותר של חשיפה השפעות התרופה על התפקוד הרגשי.
בנוסף מינהל עצמי ניסויים בסמים, הקלטות USV בתאי אופרנטית יכול לשמש גם עבור מגוון רחב של מניפולציות התנהגותיות אחרות הקשורות גמול או סלידה, כגון שתיית אלכוהול, חיזוק מזון, מיזוג פחד ונהלים הכחדה.
פרטים מתודולוגי חשוב
מאז התוכנה MedPC יכול לשמש בדיוק לתפעל תנאי הניסוי, כגון זמינות מנוף ותנאי תאורה, השימוש בו בשילוב עם הקלטה USV ומנתח מאפשר ההשפעות הרגשיות של מצגות סמים הקשורים קיו (כלומר, מצגות אור או גירויים חושיים אחרים) ההשפעות הישירות של צריכת סמים שייקבע. לכן, כדי להבטיח חפיפה צירי זמן של מינהל עצמי נהלים הקלטות USV, חשוב כי הן תוכנות (למשל, MedPC ומצלמת) מופעלים בו זמנית בתחילת כל פגישה.
בשל הכמות העצומה של שטח דיגיטלי הנדרש לאחסון נתונים USV (למשל, קובץ של 10 דקות קול דורש כ 250 MB), זהירות יש לנקוט כאשר בעלי חיים רבים מנוהלים על מערכת מחשב אחד באותו זמן. כדי להימנע משגיאות הקלטה, גודל זיכרון RAM של מערכת המחשב הקלטה צריך להיות משמעותי (1-2 GB). דרכים אחרות כדי להקטין שגיאות הקלטה כוללים את הפחתת רזולוציה USV במהלך ההקלטה / או להפחית את מספר בעלי החיים להפעיל בעת ובעונה אחת. בנוסף, חשוב כי הוא חוקר על המשמר בכל ההיבטים של איסוף נתונים לאורך כל הליך ניסויי. למשל, הצטברות של כמות גדולה של נתונים הקלטה על הכונן הקשיח עלול לגרום לתוכנית הקלטה USV לעצור. במקרה זה, התוכנית הקלטה היה צריך להיות מחדש באופן מיידי כדי למנוע אובדן של נתונים USV ו-de סנכרון של USVs עם אמצעים התנהגותיים אחרים.
תנאים סביבתיים יכולים להשפיע על הקורא USV. לדוגמה, מגע ידי אדם לא מוכר יכול לגרום החיה לפלוט שלילית 22-kHz שיחות, אשר יכול להיות טועה כמו סלידה על תנאי הניסוי. לכן, טיפול אינטנסיבי לפני מניפולציות הניסוי היא היבט חשוב של ניסויים התנהגותיים. בנוסף, מאז סביבות רומן יכול גם לעורר הלא ספציפית שיחות USV, בעלי חיים צריכים להיות מורגלים לסביבה לבדוק אם זה אפשרי.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו כבר ממומן על ידי NIH מענקים RO1DA014640 3R01DA014640 ו-05S1, האוניברסיטה של טקסס סמנכ"ל מחקר Office (CLD), תוכנית בסמים NIDA אספקה, של אוניברסיטת טקסס ואגונר המרכז למחקר התמכרות אלכוהול ברוס ג'ונס, בוגר עמיתי (EYM) . אנו מודים לאה McAleer, מוחמד עבדאללה, Neha Thakore, ביירון בארקסדייל, טיפאני נגוין, טיאן טיאן, האנטר אוון, Proy Phongsawad, הלן ריד, רחל Chavana, לינדה ג'ו ורוזי מדוקס על עזרתם מנתח USV נתונים.
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).
