Evaluación de las vocalizaciones de ultrasonidos durante autoadministración de drogas en ratas
Summary
Autoadministración de drogas y la vocalización ultrasónica (USV) se utilizan como la evaluación del comportamiento en la investigación con animales, pero rara vez en combinación. El propósito de este artículo es describir las ventajas de la grabación USVs durante la administración de medicamentos auto-procedimientos para evaluar las respuestas afectivas a la experiencia de la droga.
Abstract
La administración del fármaco procedimientos de auto-son comúnmente utilizados para estudiar los cambios conductuales y neuroquímicos asociados con el abuso humano de drogas, la adicción y la recaída. Diversos tipos de actividades de comportamiento se utilizan comúnmente como medidas de motivación de drogas en los animales. Sin embargo, un componente crucial de la recaída del abuso de drogas en los consumidores de cocaína es la abstinencia "ansia por la droga", que es difícil de modelar en los animales, como ocurre a menudo en ausencia de conductas manifiestas. Sin embargo, es posible que una clase de vocalización ultrasónica (USV) en ratas puede ser un marcador útil para las respuestas afectivas a la administración del fármaco, la anticipación de drogas e incluso ansia por la droga. Ratas vocalizar en frecuencias ultrasónicas que sirven como una función comunicativa y expresar estados emocionales subjetivos. Varios estudios han demostrado que los diferentes rangos de frecuencia de llamada se asocian con estados emocionales negativos y positivos. Por ejemplo, las llamadas de alta frecuencia ("50 kHz") se asocian con el afecto positivo, mientras que las llamadas de baja frecuencia ("22-kHz") representan un estado emocional negativo. En este artículo se describe un procedimiento para evaluar USVs rata asociados a la cocaína todos los días de auto-administración. Para este procedimiento, se utilizó estándar de una sola palanca operante cámaras alojadas en cajas que atenúan el sonido de la cocaína de auto-administración sesiones y se utilizan micrófonos de ultrasonidos, multi-canal de grabación de hardware y los programas de software especializado para detectar y analizar USVs. Mediciones reflejan USVs emotividad de las ratas antes, durante y después de la disponibilidad de medicamentos y puede estar relacionada con las drogas se suele evaluar la auto administración de datos de las respuestas de comportamiento como la palanca, entre los intervalos de respuesta y la actividad locomotora. Desde USVs se puede evaluar durante los intervalos antes de la disponibilidad de drogas (USVs por ejemplo, de anticipación) y durante los ensayos de extinción de drogas, cambios en el afecto asociado con la anticipación de drogas y la abstinencia de drogas también puede ser determinado. Además, la determinación de cambios USV en el transcurso de corto y la exposición al fármaco a largo plazo puede ofrecer una interpretación más detallada de los efectos de la exposición al fármaco en el funcionamiento afectivo.
Protocol
Discussion
Ratas vocalizar en frecuencias ultrasónicas que tienen una función social y comunicativa y expresar estados emocionales subjetivos 1,2. 22-kHz USVs son provocados por los eventos que causan ansiedad y angustia, tales como señales estímulo eléctrico plantar, la presencia de depredadores, las drogas y la derrota de aversión sociales 2,3. Por lo tanto, estos USVs típicamente de largo (> 0,3 s) se cree que representan un estado de afecto negativo de los animales. Por el contrario, menor de 50 kHz USVs (> 0,3 s) se emiten durante y en previsión de encuentros positivos, tales como la alimentación, el apareamiento y el juego social, por lo que han sido relacionados con un estado emocional positivo de los animales 2,4. Estas llamadas se han asociado también con el refuerzo de los eventos relacionados con la activación del sistema dopaminérgico 5. Por ejemplo, un aumento de 50 kHz USVs han sido provocados por inyecciones sistémicas de cocaína 6 o 7 d-anfetamina y entornos vinculado anteriormente con las drogas de abuso 8.10.
Se ha propuesto que el aumento en la actividad locomotora en roedores se relacionan con la motivación y mejora el comportamiento apetitivo 11-14. Sin embargo, esta relación es indirecta, como la mejor. Mediante el estudio de la aparición y persistencia de USVs de frecuencias particular, es posible comprender mejor a los efectos emocionales de los diversos aspectos de la experiencia de la droga.
En este montaje experimental, se recogieron grabaciones USV inmediatamente antes y durante la administración de medicamentos auto-sesiones. Esto nos ha permitido estudiar la evolución de las expectativas de drogas durante el intervalo sin medicamentos justo antes del inicio de la sesión y para evaluar los efectos directos de la cocaína en USVs. La autoadministración de drogas método permite que las ratas de control directo de sus propios niveles de consumo de drogas animales y desarrollar expectativas precisas del tiempo y la frecuencia de administración del fármaco. Como resultado, USVs detectados durante estas sesiones reflejan las expectativas exacta de entrega de la droga. Además, USVs se puede evaluar durante los intervalos antes de la disponibilidad de drogas (USVs por ejemplo, de anticipación), en ratas que recibieron experimentador de los fármacos administrados, y durante los ensayos de extinción de drogas. Por lo tanto, los cambios en el afecto asociado con, la anticipación de drogas administración de la droga no contingente y la abstinencia de drogas también puede ser determinado. Los análisis de los cambios USV en el transcurso de la exposición al fármaco a corto y largo plazo podría ser una interpretación más detallada de los efectos de la exposición al fármaco en el funcionamiento afectivo.
Además de la administración de medicamentos auto-experimentos, las grabaciones en cámaras USV operante también puede ser utilizado para una variedad de otras manipulaciones de comportamiento asociadas con la recompensa o la aversión, como beber alcohol, el refuerzo de los alimentos, y el condicionamiento del miedo y los procedimientos de extinción.
Importantes detalles metodológicos
Puesto que el software MedPC puede ser usada para manipular con precisión las condiciones experimentales, como la disponibilidad de palanca y las condiciones de iluminación, su uso en combinación con la grabación de USV y análisis permite que los efectos emocionales de las presentaciones de medicamentos asociados de referencia (es decir, presentaciones de luz u otros estímulos sensoriales) y los efectos directos del consumo de drogas que se determine. Por lo tanto, para garantizar la superposición de los plazos de los procedimientos de auto-administración y las grabaciones de USV, es fundamental que tanto los programas de software (por ejemplo, MedPC y grabadora) se activan de forma simultánea al inicio de cada sesión.
Debido a la enorme cantidad de espacio digital necesario para almacenar datos USV (por ejemplo, un archivo de sonido de 10 minutos requiere aproximadamente 250 MB), debe tener cuidado cuando los animales se ejecutan múltiples en un solo sistema de computación, al mismo tiempo. Para evitar errores de grabación, el tamaño de la RAM del sistema informático de registro de las necesidades de ser considerable (1-2 GB). Otras formas de reducir los errores de grabación incluyen la reducción de la resolución USV durante la grabación y / o reducir el número de animales de ejecutar a la vez. Además, es importante que el investigador esté atento a todos los aspectos de recolección de datos durante todo el procedimiento experimental. Por ejemplo, la acumulación de una gran cantidad de datos grabados en el disco duro puede provocar que el programa de grabación de USV para hacer una pausa. En este caso, el programa de grabación que es necesario reiniciar de inmediato para evitar pérdida de datos y USV de sincronización de USVs con otras medidas de comportamiento.
Las condiciones ambientales pueden influir en llamar USV. Por ejemplo, el toque de un ser humano desconocido puede causar que el animal emite negativo de 22 kHz-llamadas, lo que podría ser confundido como una aversión a las condiciones experimentales. Por lo tanto, el manejo intensivo antes de la manipulación experimental es un aspecto importante de los experimentos conductuales. Además, desde ambientes de la novela también puede provocar no específicas llamadas USV, los animales deben estar habituados al entorno de prueba, si es posible.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo ha sido financiado por el NIH subvenciones RO1DA014640 y 3R01DA014640 05S1-, la Universidad de Texas VP Oficina de Investigación (CLD), el NIDA Programa de Suministro de Medicamentos y la Universidad de Texas Waggoner Centro de Investigación de Alcohol y Adicción Bruce-Jones Graduate Fellowship (Eym) . Damos las gracias a Leah McAleer, Abdalla Mohamed, Thakore Neha, Byron Barksdale, Nguyen Tiffany, Tian Tian, Owen Hunter, Phongsawad Proy, Helen Reed, Chavana Rachel, Ju Linda y Maddox Rosie por su ayuda en USV análisis de datos.
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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