Una nuova procedura per valutare le proprietà di rinforzo di Tastants nei ratti di laboratorio: operante intraorale autosomministrazione

Lo studio della base neurobiologica e comportamentale della dipendenza da cibo si basa sulle osservazioni che, analogamente ai farmaci di abuso, consumo eccessivo di cibi gradevoli promuove dipendenza comportamentale ^1-4 e induce alterazioni nei circuiti di ricompensa cerebrali sia nell'uomo ^5-6 e laboratorio animali ^7-8. Ma, mentre ci sono diversi protocolli e le procedure per lo studio delle proprietà di dipendenza di sostanze d'abuso nei ratti di laboratorio, adattamento di questi metodi per valutare i comportamenti di "dipendenza", indotte da alimenti presenta sfide uniche. L'obiettivo dello studio è stato quello di applicare i principi di operante per via endovenosa (IV) Farmaco auto-somministrazione alla ricerca di operante auto-somministrazione di soluzioni dolci consegnati da intraorale (IO) per infusione. Il dolce è stato impiegato lo sciroppo di mais ad alto fruttosio (HFCS), perché, anche se controverso, ci sono prove che HFCS può essere collegato alla moderna epidemia di obesità ^9-12.

Tradizionalmente, infusi IO vengono consegnati a studiare l'appetibilità di tastants in gustative esperimenti reattività ^13. In breve, una cannula IO viene impiantato chirurgicamente nella guancia di ratti e IO infusi di varie soluzioni sono passivamente consegnati ^14. L'obiettivo è quello di studiare le reazioni oro-facciali degli animali ai tastants. Tuttavia, cannule IO sono anche stati impiantati cronicamente nel palato dei ratti per determinare se essi avrebbero imparato a premere una leva per soluzioni self-INFUSE direttamente nella loro cavità orale, da cui il termine IO auto-iniezione ^15-17. In questo studio, descriviamo una procedura che utilizza la chirurgia minore e che permette test di auto-somministrazione operante lungo termine. Questa procedura ha diversi vantaggi significativi rispetto alle procedure tradizionali che coinvolgono bere una soluzione da un beccuccio (a), o operante rispondere per pellet solidi (b), o operante rispondere per gocce di fluido erogato in un recipiente(C).

In confronto ad (a), IO autosomministrazione comporta una risposta operante (cioè premendo una leva) e quindi è possibile modificare la pianificazione regolando il rapporto tra le esigenze di risposta e consegna di infusi IO. Ad esempio, utilizzando un rapporto di progressiva (PR) orari, per cui le risposte necessarie per infusioni successive aumentano in modo esponenziale all'interno di una sessione di ^18, è possibile valutare quanto un animale "vuole" la successiva infusione ^19. Questo importante aspetto del comportamento "cercare" non può essere valutato quando gli animali bevono una soluzione da un becco, a meno che un apparecchio speciale che controlla la consegna del fluido e monitora le risposte è impiegato ^20. Inoltre, IO auto-amministrazione fornisce un mezzo per confrontare i comportamenti motivati ​​da differenti stimoli di rinforzo. Cioè, è possibile confrontare operante rispondere mantenuto da dolci e altri rinforzi come la droga d'abuso incosiddetti "studi di sostituzione."

In confronto a (b), IO autosomministrazione consente di testare qualsiasi concentrazione e qualsiasi volume di qualsiasi additivo alimentare idrosolubile. Questo è fondamentale per studiare il comportamento motivato da dolci come HFCS perché, al meglio delle nostre conoscenze, non ci sono pellets disponibili in commercio solidi di fruttosio, o combinazioni di fruttosio-glucosio in diversi rapporti, che sarebbe adatto per camere operante. Inoltre, l'importanza di controllare e manipolare rapporti di concentrazione / volume è obbligatorio in esperimenti in cui apporto può essere modulata sia dal valore calorico di una soluzione (che porta a sazietà specifici nutrienti) e dalla quantità di soluzione che può essere consumato in un dato periodo di tempo (cioè pienezza) ^21. IO autosomministrazione riduce anche il ritardo tra la risposta operante e la consegna del rinforzo primario, un fattore che gioca un ruolo importante nella acquisizione e manutenzionezione del comportamento operante ^16,22-23.

Infine, in confronto a (c), IO autosomministrazione consente l'erogazione di passivi infusioni IO di quantità controllate di soluzione campione, e questo rende possibile misurare le risposte orofacial di "gradimento" (reazione hedonic obiettivo quale sporgenze linguetta ^{24 -25)} e se queste risposte cambiano durante IO auto-somministrazione. Inoltre, la capacità di gestire le infusioni IO passivi ha applicazioni importanti per lo studio della ricaduta al cibo-seeking. Cioè, negli studi di farmaco IV auto-amministrazione, a seguito di periodi di estinzione, primi farmaci (ad esempio la somministrazione di una piccola dose di farmaco ²⁶⁾ possono "reintegrare", rispondendo ^27-28. Pertanto, la capacità di fornire infusioni IO senza alcuna azione da parte dell'animale può essere usato per studiare "food" innescato reintegrazione, nonché potenziale reintegrazione incrocio tra cibo esostanze d'abuso.

IO auto-somministrazione di soluzioni dolci è preferibile IV e intra-gastrico auto-somministrazione. Infatti, sebbene IV infusioni di fruttosio in esseri umani e animali da laboratorio producono conseguenze fisiologiche simili a quelli osservati a seguito del consumo per via orale ^29-31, questo è un povero modello di come i dolci sono normalmente consumati (cioè per via orale). Inoltre, i segnali gustativi prodotti da masticazione conferiscono importanti informazioni sulla appetibilità del cibo, e quando questa fase del processo digestivo viene omesso, lo sviluppo di comportamenti disadattivi quali l'eccesso di cibo si riduce ^32-33.