إجراء دراسة لقدرة الكحول المرتبطة السياق البيئي لتحريك يوصف تجديد السلوك الكحول التماس في الفئران.
السياقات البيئية التي يتم استهلاكها تعاطي المخدرات يمكن أن تؤدي إلى حنين، استجابة مكيفة بافلوف-الذاتية التي يمكن أن تسهل السلوك المخدرات التماس والانتكاس الفوري في متعاطي المخدرات ممتنعين. وضعنا الداخلي لدراسة العمليات السلوكية والعصبية التي تتوسط تأثير السياق على السلوك الكحول التماس في الفئران. بعد التأقلم على الذوق والآثار الدوائية من 15٪ من الإيثانول في قفص المنزل، تتلقى الفئران الذكور لونغ إيفانس التدريب التمييز بافلوف (PDT) في غرف تكييف. في كل دورة (من الاثنين الى الجمعة) PDT اليومية، 16 تجربة كل اثنين من مختلف المحفزات السمعية 10 ثانية مكيفة تحدث. خلال التحفيز واحد، وCS +، يتم تسليم 0.2 مل من 15٪ من الإيثانول بمنفذ للاستهلاك السوائل عن طريق الفم. لم يتم إقران الحافز الثاني، CS-، مع الايثانول. عبر جلسات، الإدخالات في ميناء السوائل خلال زيادة CS +، في حين إدخالات خلال CS- تستقر عند مستوى أقل، مما يدل على أن prediويكتسب جمعية التفاعلية الذي نظمه بين CS + والايثانول. خلال PDT تم تجهيز كل غرفة مع تكوين محدد من المحفزات البصرية السياقية، الشم واللمس. PDT التالية، ويجري التدريب الانقراض في نفس الغرفة التي هي مجهزة تجهيزا الآن مع تكوين مختلف من المحفزات السياقية. وقدم CS + وCS- كما كان من قبل، ولكن حجب الإيثانول، الذي يؤدي إلى انخفاض تدريجي في مداخل الميناء خلال CS +. في الاختبار، يتم وضع الفئران مرة أخرى في سياق PDT وعرض مع CS + وCS- كما كان من قبل، ولكن دون الايثانول. هذا التلاعب يتسبب في زيادة قوية وانتقائية في عدد من مداخل الميناء التي قدمت أثناء الكحول التنبؤية CS +، مع أي تغيير في الاستجابة أثناء CS-. هذا التأثير، ويشار إلى التجديد الناجم عن السياق، يوضح قدرة قوية من السياقات المرتبطة باستهلاك الكحول لتحفيز سلوك التماس الكحول في استجابة لمنبهات الكحول بافلوف.
المتبقية الرصين يشكل تحديا كبيرا يواجهه الأفراد الذين يعانون من اضطرابات تعاطي الكحول. الامتناع عن ممارسة الجنس هو الوقت من التعرض للتأثير السلوكي والنفسي والفسيولوجي للمؤثرات البيئية التي تصاحب عادة تعاطي الكحول، والتي يمكن، من خلال تكييف بافلوف، تصبح مرتبطة مع حالة السكر 1،2. التعرض إلى الكحول العظة التنبؤية يمكن أن تثير استجابات مشروطة مثل حنين الكحول، والتي قد تشجع السلوكيات التي تسعى الكحول التي تسهل الانتكاس 3،4.
تسلسل النمطية من السلوك التي تؤدي إلى استهلاك الكحول يمكن أن تسبب أنواع معينة من المحفزات ليكونوا من ذوي الخبرة بشكل روتيني مباشرة قبل الآثار الدوائية من تناول الكحول. على سبيل المثال، والبصر والشم والذوق من الكحول هي الخصائص الحسية من الكحول التي تسبق موثوق التسمم. بالإضافة إلى هذه العظة، والتي يشار إليها باسم "المنفصلة" أو "بروكسيماالعظة ل 'والسياقات البيئية التي تستخدم فيها العقاقير بانتظام يمكن أيضا إثارة حنين 5،6. التعرض إلى المواقع المادية التي المخدرات قد سبق استخدامها وبالتالي قد يكون الزناد حاسم لانتكاسة 7.
وقد تم تطوير نماذج حيوانية لدراسة الآليات العصبية التي تتوسط تأثير السياقات المرتبطة المخدرات على السلوك المخدرات التماس 8-13. الإجراء الموضح هنا يسمح للتحقيق في كيفية تأثير السياقات المرتبطة باستهلاك الكحول يمكن أن تعدل سلوك التماس الكحول التي أثارت من قبل منفصلة، والكحول التنبؤية جديلة بافلوف.
ويجري التدريب التمييز بافلوف في سياق بيئي محدد، حيث يتم تدريب الفئران على تمييز سلوكيا بين المثيرات السمعية مكيفة، و+ CS أن يقترن مع الكحول، وCS- ان لا يكون. ثم يتم تنظيم دورات الانقراض في سياق مختلف، حيث الاستجابة لCS+ يقلل نتيجة الكحول يجري حجب. وفي وقت لاحق، reexposure إلى الكحول المرتبطة بها، سياق التدريب بافلوف يتسبب في زيادة انتقائية في سلوك التماس التي تسببها الكحول وCS +، مع أي تغيير في الاستجابة لCS-. هذه النتيجة، التي لدينا تكرارها باستمرار 9،14-16، يمتد النتائج من الإجراءات تكييف فعال التي تم العثور سياقات المخدرات لتحفيز تجديد الردود استثابي المرتبطة تسليم المخدرات 10،13.
النتائج من هذا الإجراء تكشف أن المنبهات البيئية المنفصلة التي تصاحب عادة تسليم الكحول يمكن أن يكتسب القدرة على دفع سلوك التماس الكحول. أنها تثبت أيضا أن المحفزات السياقية المرتبطة توافر مسبق أو غياب الكحول يمكن أن توجه مشروطة الاستجابات السلوكية لمنبهات الكحول التنبؤي منفصلة.
الخطوات الحاسمة ضمن بروتوكول
السياقات في المهمة الحالية تتضمن المحفزات التي هي خارجة عن الفئران. ومع ذلك، يمكن للدولة داخلي الاستقبال من الفئران في اختبار تشكل أيضا "السياق" يمكن أن يؤثر تجديد 20. ولذلك فمن المهم أن روض الفئران إلى أي إجراءات التي قد تحدث قبل الاختبار تجديد وتغيير دولتهم داخلي الاستقبال، مثل microinfusions داخل الجمجمة أو الحقن النظامية. وعلاوة على ذلك، ينبغي إجراء التعود على microinfusions أو الحقن النظامية قبل كل من الانقراض وPDT قتكون جلسات، لمنع مثل هذه الإجراءات من الإصابة المرتبطة مرحلة واحدة محددة من التجربة.
المعلمات الزمنية، مثل مدة CS، فاصل CS-الولايات المتحدة، والفاصل الزمني للintertrial (ITI)، منذ فترة طويلة كان من المعروف للتأثير على الاستجابة المكيفة في مجموعة متنوعة من النماذج تكييف 21-26. وبالمثل، قد تؤثر المعلمات الزمنية مراقبة تأثير في تجديد الإجراء لدينا. أي مجموعة من المعلمات غير تلك المحددة في البروتوكول يجب التأكد من صلاحيتها تجريبيا في دراسات تجريبية قبل الشروع في توظيفها في التحقيقات أكبر.
التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
وقد وجدت الأبحاث السابقة أن كمية الإيثانول التي تستهلك الفئران في قفص المنزل يمكن أن تختلف بوصفها وظيفة من المورد التي يتم شراؤها من الفئران 17،27. لذا المورد هو أحد الاعتبارات الهامة لهذه المرحلة من الدراسة. وبالمثل، ينبغي أن يشترك في اختيار سلالة الفئرانnsidered بعناية، كما أن هناك العديد من التقارير عن الخلافات السلالة في استهلاك الإيثانول 28-31.
وقد أظهرت عمل مسبق في تكييف نموذج مكره أن سن التنموي من الفئران يؤثر على مراقبة تجديد بافلوف مشروطة استجابة الخوف 32. وقد اقترح عدم وجود تأثير التجديد في الفئران صغيرة جدا (أصغر من 20 يوم بعد الولادة) أن ذلك يعود إلى ضعف ترميز المعلومات السياقية 33. ولذلك ينبغي أن تؤخذ في سن التنموي من الفئران لاستخدامها في الإجراء الحالي في الاعتبار.
وقد لوحظ تجديد بافلوف سلوك مشروط الكحول التماس عندما استخدمت 10٪ 9،16، 15٪ 14، أو 20٪ 15 خلال حلول الايثانول قفص المنزل الوصول الإيثانول وPDT مراحل التجربة. الباحثون ويمكن استخدام أي من هذه التركيزات من الإيثانول لأغراض إنشاء هذا الإجراء في المختبر علىالمنشأ.
خلال اكتساب التدريب التمييز بافلوف من المهم أن تحقق موانئ السوائل بعد كل دورة لضمان أن جميع الإيثانول التي تم تسليمها قد تستهلك. ترك الفئران في غرف تكييف لعدد إضافي من 10-15 دقيقة بعد كل دورة يمكن أن يتم في وقت مبكر PDT لتشجيع الاستهلاك من أي الإيثانول الذي لا يستهلك خلال الدورة. عدد من الفئران ترك الإيثانول غير المستهلكة في الموانئ يجب أن تنخفض تقدم PDT. إذا بنهاية الفئران PDT إما (أ) لا تستهلك كل الايثانول و / أو (ب) عدم الرد على CS + ثم يجب أن يكون إسقاط هذه المواضيع من الدراسة. معظم الفئران تستجيب بشكل موثوق أكثر إلى CS + من CS-. ومع ذلك، قد تستجيب بعض الفئران عند مستويات مرتفعة على كل من العظة، وبالتالي لا يظهر دليل على التمييز. لم يتم إسقاط الفئران التي تظهر عالية الاستجابة إلى كل من CS + وCS- خلال PDT من الدراسة. في تجربتنا، وتظهر هذه الموضوعات التمييز الملحوظخلال الدورة الأولى الانقراض في غياب الإيثانول، مما يشير إلى أن مستويات عالية من الاستجابة لCS- خلال PDT هي التي تحرك من وجود الايثانول في ميناء السوائل. تميل هذه المواضيع أيضا لإظهار آثار تجديد قوية.
حدود الإجراء
لأنه يتم إجراء اختبار التجديد في غياب الإيثانول، ومداخل الميناء مكيفة أثارت من قبل CS + يتناقص تدريجيا عبر الدورة الاختبار. ولذلك، فإن المبلغ الإجمالي للسلوك ولدت في الاختبار، والتي يسببها تجريبيا ضد التغييرات يمكن تقييمها، منخفضة إلى حد ما. لأنه في هذه المهمة الاستجابة تميل إلى أن تكون أعلى في بداية مقابل نهاية الدورة اختبار، فمن المهم دراسة آثار التلاعب التجريبية مشروطة على الاستجابة على أساس تجريبي من قبل المحاكمة.
مقالات في وعاء السوائل توفر مقياسا يعتمد الرئيسي في هذه المهمة. ومع ذلك، قد يكون دخول الميناء الخاطئ ريجيstered إذا حيوان قريب بما فيه الكفاية من السوائل وعاء لكسر شعاع الأشعة تحت الحمراء عبر افتتاح ميناء السوائل مع شعيرات لها. بينما نادرة، والاستجابات الخاطئة واضحة وزيادة كبيرة في إجمالي ميناء إدخالات النسبية لسلوك هذا الموضوع على الدورات السابقة. سوف بتصوير الحيوانات تسهيل الكشف عن الاستجابات الخاطئة المحتملة، والسماح لإجراء تحليل أكثر دقة من السلوكيات التي أظهرتها الفئران طوال التدريب والاختبار.
أهمية تقنية فيما يتعلق بأساليب القائمة / البديلة
يتم دراسة تجديد الناجم عن سياق السلوك المخدرات التماس إلى حد كبير باستخدام مهمة تكييف فعال فيها المتغير التابع الأساسي هو استجابة استثابي، مثل ذراع الصحافة 8،34 أو الأنف كزة 12. في الإجراء الحالي، استجابة التماس المخدرات هو 'نهج مكيفة "إلى ميناء السوائل التي تسببها العروض منو+ CS. يتم الحصول على الأرجح هذا الرد من خلال التعلم بافلوف، الذي هو عملية التعلم التي تتوسط تشكيل الجمعيات بين المثيرات البيئية والتأثيرات الدوائية للتعاطي المخدرات في البشر.
التطبيقات المستقبلية
هذه المهمة يمكن استخدامها في تركيبة مع علم الأدوية العصبية، optogenetics والكيمياء العصبية لدراسة الآليات العصبية التي تشارك في التجديد الناجم عن سياق التماس الكحول السلوك مكيفة بافلوف-16. بالإضافة إلى ذلك، الآليات السلوكية والعصبية التي تنظم حيازة وانقراض مكيفة بافلوف-السلوك الكحول التماس يمكن التحقيق. أخيرا، هذه المهمة يمكن استخدامها لاستكشاف التلاعب الانقراض التي قد تمنع تجديد، يمثل توجها هاما للبحوث متعدية تهدف إلى الحد من تأثير المخدرات المرتبطة السياقات البيئية على التفاعل التنبؤية لمنبهات المخدرات بعد العلاج في التعرض جديلة عدي البشريسنت.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by the National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (RO1 AA014925 awarded to Dr. Patricia H. Janak at University of California, San Francisco, CA, USA), Fonds de recherche du Quebec – Santé (NC) and the Natural Sciences and Engineering Research Council (NC, 387224-2010). The open-access publication of this article was made possible by sponsorship from Med Associates Inc.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Heavy-duty utility cart | Rubbermaid | #4520-88 | Used to transport rats in their home cage from the colony room to the behavior room or other facilities |
Rats, Long-Evans | Harlan | – | Rats weighed 220-240g on arrival |
Ohaus scale | Fisher | #S402421 | For weighing rats; tare the bottom of a plastic container first, then put the rat in it to weigh it |
Beta-chips, aspen | Harlan | #7090A | Bedding for home cage |
Nylabone | Bio-Serv | #K3580 | Enrichment provided in the home cage |
Autoclavable rodent chow | Agribrands, Charles River | #5075 | For feeding rats |
Wire bar cage lid | Ancare | #R20SS2B | Custom made with two slots for bottles |
Cage bottom | Ancare | #R20PC | To house rats |
Stoppers | Ancare | #8.5 | Rubber stoppers to occlude opening in water bottles & graduated cylinders; goes with ball point sipper tubes |
Ball point tubes, 1.5" length | Ancare | #TD-99 | Inserted in stoppers, enables rats to drink from water bottles and graduated cylinders |
Water bottles | Ancare | #FSPC8HT | 473 ml (16 oz) capacity, needs to be occluded with stopper |
Graduated cylinders, 100ml | Fisher | #0300741 | To contain ethanol during alcohol exposure in the home cage; spouted end needs to be cut off to enable occlusion with stoppers |
Mettler scale | Mettler Toledo | #MS6001S | For weighing water bottles and ethanol cylinders |
Polyethylene tubing, 1/32" inner diameter, 1/32" wall thickness, 3/32" outside diameter | Fisher | #14-169-1A | To connect 20 ml ethanol syringe to fluid port |
Needle, 18g, 1.5" length | Fisher | #B305199 | To connect polyethylene tubing to ethanol syringes; needs to be filed |
Syringes, 20ml, Luer-Lok non-sterile | Fisher | #1482316J | To contain ethanol on the fluid pumps; needs to be connected to the polyethylene tubing by a 18g 1 1/2 needle |
Syringes, 60ml, Luer-Lok non-sterile | Fisher | #14-820-11 | To flush polyethylene tubing after PDT sessions |
Single speed syringe pump, 3.33 rpm | Med Associates Inc. | #ENV-018MD | To hold 20 ml ethanol syringes and deliver ethanol |
Fluid port | Med Associates Inc. | #ENV-254-CB | To enable ethanol delivery during PDT sessions; connected to ethanol syringes with polyethylene tubing |
Port entry infrared detector | Med Associates Inc. | #ENV-215M | Fixed on both sides of fluid port; need 2 per fluid port |
Houselight, 28V, 100mA | Med Associates Inc. | #ENV-135M | Provides general lighting in conditioning chamber |
Clicker module | Med Associates Inc. | #ENV-225SM | Auditory stimulus for conditioning chamber |
White noise generator with speaker | Med Associates Inc. | #PHM-100 | Auditory stimulus for conditioning chamber |
Bar floor | Med Associates Inc. | #ENV-009A-GF | To go with modular test chamber |
Bench coat, absorbant | VWR | #89126-790 | Absorbant paper to put in metal tray, needs to be cut to fit the metal tray |
Polycarbonate sheet, 1/8" thick, 12-5/8"x10" | Johnston Plastics | #30102515 | To make smooth transparent floor insert used for context 1. Needs to be cut in 11.5"x12.25" pieces |
Aluminium sheet perforated, 0.063"thick, 48"x96", 0.250" holes x 0.375" centers | Anica Steel | – | To make perforated floor insert used for context 2. Needs to be cut in 11.5"x12.25" pieces |
Black cardboard, 0.053" thick, 28"x44" | Omer DeSerres | #P1909 | To construct panels covering the ceiling, door and back wall of the conditioning chamber in context 1. Needs to be cut to size. Each chamber needs three panels measuring approximately 11.5"x13.25". The panels can be joined by the narrower side using duct tape. |
All-purpose strength duct tape, 1.88"x45yd. | Duck Tape | – | Adhesive material to connect the black cardboard panels used to cover the back wall, ceiling and door in context 1. |
Modular test chamber | Med Associates Inc. | #ENV-009A | Conditioning chamber |
Sound attenuating cubicles | Med Associates Inc. | #ENV-200R3AM | Comes with installed 28V DC fan (#ENV-025F) |
Petri dish | Fisher | #08748B | Bottom only, to contain the sprayed solution that provides the odor stimulus; needs to be centered in the metal tray in conditioning chambers |
PCI interface package | Med Associates Inc. | #DIG-700P2-R2 | Connects tabletop interface cabinet to computer; includes 1 interface card, 1 Decode card, 1 ribbon cable and 1 28V DC power cable |
Large tabletop cabinet and power supply | Med Associates Inc. | #SG-6510D | Used to contain the 12 cards included in the SmartCrtrl 8 Input, 16 Output package |
SmartCtrl 8 Input, 16 Output package | Med Associates Inc. | #DIG-716P2 | Used to connect and control the devices in the conditioning chamber. The package includes all the cables, the interface module and the connection panel. |
Med PC IV software | Med Associates Inc. | #SOF-735 | Software to run programs. Needs to be installed on the computer. |
Monitor LG, 19" LCD | Concordia computer store | #W1942TQ-BF | Computer monitor; to go with computer running Med PC IV |
HP Z200 tower workstation | Concordia computer store | #BZ788US#ABA | Computer on which Med PC IV is run |
Benzaldehyde, ≥99% | Les produits chimiques OMEGA Chemical Company Inc. | #B37-50 | Dilute in tap water for almond context odor |
Lemon oil, cold pressed, California | Sigma Aldrich | #W262528-1KG-K | Dilute in tap water for lemon context odor |
Ethyl alcohol, 95% | Commercial Alcohols | – | Dilute in tap water to desired concentration |