הליך ללמוד את היכולת של הקשר סביבתי אלכוהול קשור להפעלת החידוש של אלכוהול התנהגות מסוימת לקבלה בחולדות מתוארת.
הקשרים סביבתיים שבו תרופות של התעללות נצרכות יכולים לעורר תשוקה, תגובה ממוזג הפבלובית סובייקטיבית שיכול להקל על תרופת התנהגות מסוימת לקבלה וחזרה מהירה במשתמשים בסמים מתנזרים. פיתחנו הליך לחקור את התהליכים התנהגותיים ועצביים המתווכים את ההשפעה של הקשר על אלכוהול התנהגות מסוימת לקבלה בחולדות. בעקבות הסתגלות לטעם והשפעות תרופתית של אתנול 15% בכלוב בבית, חולדות הארוכות אוונס גבריים לקבל הכשרה הפבלובית אפליה (PDT) בתאי אוויר. בכל מפגש (שני עד שישי) PDT יומי, 16 ניסויים כל אחד משני גירויים שמיעתיים 10 שניות שונות מותנים להתרחש. במהלך גירוי אחד, + CS, 0.2 מ"ל של 15% אתנול מועבר ליציאת נוזלים לצריכה דרך הפה. הגירוי השני, CS-, לא יחד עם אתנול. מעבר הפעלות, כניסות לנמל הנוזלים במהלך עליית CS +, ואילו ערכים במהלך CS- יתייצבו ברמה נמוכה יותר, מצביעים על כך שprediעמותת ctive בין + CS ואתנול נרכשה. במהלך PDT כל תא מצויד בתצורה ספציפית של גירויים חזותיים קונטקסטואליים, חוש הריח ומישוש. בעקבות PDT, אימון הכחדה מתבצע באותו חדר שכעת מצויד בתצורה של גירויים קונטקסטואליים שונה. + CS וCS- מוצגים כמו קודם, אבל אתנול הוא נמנע, מה שגורם לירידה הדרגתית בערכי נמל ב+ CS. בבדיקה, חולדות ממוקמות בחזרה לתוך הקשר PDT ומוצגות עם + CS וCS- כמו קודם, אך ללא אתנול. מניפולציה זו מעוררת עלייה חזקה ובררנית במספר כניסות נמל שבוצעו במהלך האלכוהול חזוי CS +, ללא שינוי בלהגיב במהלך CS-. אפקט זה, המכונה התחדשות מושרה הקשר, ממחיש את היכולת רבת עוצמה של הקשרים הקשורים לצריכת אלכוהול כדי לעורר התנהגות שוחרת אלכוהול בתגובה לרמזים אלכוהול הפבלובית.
נותר מפוכח הוא אתגר משמעותי העומד בפני אנשים הסובלים מהפרעות שימוש באלכוהול. התנזרות היא זמן של פגיעות להשפעה התנהגותית, פסיכולוגית ופיזיולוגית של גירויים סביבתיים שאופן שיגרתי מלווים שימוש באלכוהול, אשר יכול, באמצעות אוויר הפבלובית, להיות קשור עם שהכרות 1,2. חשיפה לרמזים חזוי אלכוהול יכולה לעורר תגובה מותנית כמו כמיהה אלכוהול, אשר עשוי לקדם התנהגויות שוחרות אלכוהול המאפשרות 3,4 הישנות.
הרצפים הסטריאוטיפיים של התנהגות שיובילו לצריכת אלכוהול יכולים לגרום לסוגים מסוימים של גירויים שחוו באופן מיידי באופן שיגרתי לפני ההשפעות התרופתית של צריכת אלכוהול. לדוגמא, למראה, ריח והטעם של אלכוהול הם מאפיינים חושיים של אלכוהול שאופן מהימן להקדים שיכרון. בנוסף לרמזים כאלה, המכונים פרוקסימה 'הבדידה' או 'הרמזים 'l, הקשרים סביבתיים שבו תרופות משמשות באופן קבוע יכולה גם לעורר תשוקה 5,6. חשיפה למיקומים פיזיים שבו סמים בעבר בשימוש ולכן עשוי להיות גורם קריטי להישנות 7.
מודלים של בעלי החיים פותחו כדי לחקור את המנגנונים העצביים המתווכים את ההשפעה של הקשרים הקשורים לסמים בסמי התנהגות מסוימות לקבלה 8-13. ההליך המתואר במסמך זה מאפשר לחקירה כמה הקשרים הקשורים לצריכת אלכוהול יכולים לווסת שוחר אלכוהול התנהגות שהושרה על ידי אות בדידה, אלכוהול חזויה הפבלובית.
הכשרת אפליה הפבלובית מתנהלת בהקשר סביבתי ספציפי, שבו חולדות מאומנים התנהגותית להבחין בין שני גירויים שמיעתיים מותנים, + CS שהוא זיווג עם אלכוהול, וCS- שאינו. לאחר מכן מפגשי הכחדה מתבצעים בהקשר אחר, שבו מגיב לCS+ מפחית כתוצאה מאלכוהול נמנעת. בהמשך לכך, reexposure ל, הקשר אימון הפבלובית האלכוהול קשור מפעיל עלייה סלקטיבית בהתנהגות שוחרת אלכוהול שהושרו על ידי + CS, ללא שינוי בתגובה לCS-. תוצאה זו, שיש לנו לשכפל 9,14-16 באופן עקבי, מרחיבה ממצאים מהליכי האוויר סייעו שבהקשרי תרופה כבר נמצאו כדי לעורר את ההתחדשות של תגובות אופרנטית הקשורים למשלוח הסמים 10,13.
תוצאות מהליך זה עולים כי גירויים סביבתיים בדידים שאופן שיגרתי מלווים משלוח אלכוהול יכולים לרכוש את היכולת לנהוג התנהגות שוחרת אלכוהול. הם גם מראים כי גירויים קונטקסטואליים הקשורים לזמינותו או היעדריו של אלכוהול לפני יכולים להדריך התנו תגובות התנהגותיות לרמזים אלכוהול חזוי בדידים.
שלבים קריטיים בפרוטוקול
הקשרים במשימה הנוכחית לשלב גירויים שהם חיצוניים לחולדה. עם זאת, מדינת interoceptive של העכברוש בבדיקה יכולה גם להוות "הקשר" שיכול להשפיע על חידוש 20. לכן חשוב להרגיל חולדות לכל נהלים שעלולים להתרחש לפני בדיקת ההתחדשות ולשנות את מצב interoceptive, כמו microinfusions תוך גולגולתי או זריקות מערכתיות. יתר על כן, התרגלות לmicroinfusions או זריקות מערכתיות צריכה להתנהל לפני שתי ההכחדה וPDT שלessions, כדי למנוע נהלים כאלה מלהפוך קשורים בשלב מסוים אחד של הניסוי.
פרמטרים זמניים, כגון משך CS, מרווח CS-US, ומרווח intertrial (ITI), כבר מזמן ידועים להשפיע מותנים להגיב במגוון של פרדיגמות אוויר 21-26. באופן דומה, פרמטרים של זמן עשויים להשפיע על ההתבוננות בהשפעת החידוש בהליך שלנו. כל קבוצה של פרמטרים אחרים מאלה שצוינו בפרוטוקול חייבת להיות מאומתת במחקרי טייס ניסוי לפני שתמשיך להעסיק אותם בחקירות גדולות יותר.
שינויים ופתרון בעיות
המחקר קודם שנעשה מצא כי הכמות של אתנול שחולדות לצרוך בכלוב בבית יכולה להשתנות כפונקציה של הספק שממנו החולדות נרכשות 17,27. ספק הוא אפוא שיקול חשוב עבור שלב זה של המחקר. בדומה לכך, הבחירה של מתח חולדה צריכה להיות שותףnsidered בזהירות, שכן יש דיווחים רבים על הבדלי מתח בצריכת אתנול 28-31.
העבודה קודמת בפרדיגמה אוויר מרתיעה הראתה כי הגיל ההתפתחותי של חולדות משפיע על התצפית של התחדשות של תגובת פחד מותנית הפבלובית 32. חוסר השפעת התחדשות בחולדות צעירות מאוד (צעיר יותר מיום הלידה 20) כבר הציע להיות בשל קידוד לקוי של מידע קונטקסטואלי 33. הגיל ההתפתחותי של חולדות שישמשו בהליך הנוכחי ולכן צריך להילקח בחשבון.
חידוש הפבלובית אלכוהול התנהגות מסוימת לקבלה מותנית נצפה כאשר 10% 9,16, 15% 14, או 20% 15 פתרונות אתנול שמשו במהלך גישת אתנול כלוב בבית ושלבי PDT של הניסוי. חוקרים יכולים להשתמש בכל ריכוזים של אתנול אלה לצורך הקמת הליך זה בLaboratories.
במהלך הרכישה של הכשרת אפליה הפבלובית זה חשוב לבדוק יציאות נוזל לאחר כל פגישה, כדי להבטיח שכל אתנול שנמסר כבר נצרך. השארת חולדות בתאי האוויר ל10 נוספות – 15 דקות לאחר כל פגישה ניתן לעשות זאת בשלב מוקדם בPDT לעודד צריכה של כל אתנול שלא צרך במהלך הפגישה. מספר החולדות עוזבים אתנול unconsumed בנמלים צריך לקטון PDT מתקדם. אם עד סוף חולדות PDT הם או (א) לא לצרוך את כל אתנול ו / או (ב) אינו מגיב ל+ CS אז צריכים להיות ירד נושאים אלה מהמחקר. רוב החולדות באופן מהימן להגיב יותר ל+ CS מאשר CS-. עם זאת, כמה חולדות עשויות להגיב ברמות גבוהות לשניהם הרמזים, ובכך לא הראו סימנים ברורות של אפליה. חולדות שמראות גבוהות מגיבות לשניהם + CS וCS- במהלך PDT לא ירד מהמחקר. מניסיוננו, נושאים אלה להראות אפליה מדהימהבמהלך הפגישה הראשונה הכחדה בהיעדר אתנול, המצביעה על כך הרמות גבוהות שלהם להגיב לCS- במהלך PDT מונעות על ידי הנוכחות של אתנול בנמל הנוזל. נושאים אלה נוטים גם להראות השפעות חידוש חזקות.
מגבלות של ההליך
בגלל מבחן החידוש מתבצע בהעדר אתנול, ערכי יציאה מותנים שהושרו על ידי + CS להפחית בהדרגה על פני פגישת המבחן. לפיכך, הסכום הכולל של התנהגות שנוצר במבחן, שכנגדה ניתן להעריך שינויים מושרה בניסוי, הוא נמוך למדי. כי במשימה זו מגיבה נוטה להיות גבוהה יותר בתחילת לעומת סוף פגישת הבדיקה, חשוב לבחון את ההשפעות של מניפולציות ניסיוני על מותנה להגיב על בסיס ניסוי על ידי משפט.
כניסות לקיבול הנוזלים לספק המידה תלויה העיקרית במשימה זו. עם זאת, כניסת יציאה שגויה עלולה להיות registered אם בעל חיים הוא מספיק קרוב לקיבול הנוזלים כדי לשבור את קרן אינפרא אדום על פני פתיחת נמל הנוזל עם השפם שלו. בעוד תגובות נדירות, שגויות הן ברורות כמו עלייה דרמטית בנמל כולל ערכים ביחס לנושא של ההתנהגות במפגשים קודמים. צילום וידאו בעלי החיים יקל על זיהוי של תגובות שגויות אפשריות, ולאפשר לניתוחים מדויקים יותר של ההתנהגויות הוצגו על ידי החולדות בכל אימון ובדיקה.
משמעות של טכניקה ביחס לשיטות קיימות / אלטרנטיביות
חידוש מושרה הקשר של סמים התנהגות מסוימות לקבלת מידה רבה למד באמצעות משימת אוויר אינסטרומנטלי שבו המשתנה התלוי העיקרי הוא תגובה אופרנטית, כגון מנוף לחץ 8,34 או האף לתקוע 12. בהליך הנוכחי, התגובה מחפש סמים היא "גישה מותנית" ליציאת הנוזלים שהושרה על ידי מצגות של+ CS. תגובה זו סבירה שנרכשה באמצעות למידה הפבלובית, המהווה את תהליך הלמידה שמתווך את היווצרותם של קשרים בין גירויים הסביבתיים וההשפעות תרופתי של תרופות של התעללות בבני אדם.
יישומים עתידיים
משימה זו יכולה להיות בשימוש בשילוב עם neuropharmacology, כימיה של מוח optogenetics וללמוד את המנגנונים העצביים המעורבים בחידוש מושרה הקשר של מיזוג הפבלובית שוחר אלכוהול התנהגות 16. בנוסף, מנגנונים התנהגותיים ועצביים המסדירים את הרכישה והכחדה של מיזוג הפבלובית אלכוהול התנהגות מסוימת לקבלה יכולים להיחקר. לבסוף, משימה זו יכולה לשמש כדי לחקור מניפולציות של הכחדה שעלולה למנוע התחדשות, כיוון חשוב למחקר translational נועד להקטין את ההשפעה של תרופה קשורה הקשרים סביבתיים בתגובתיות לרמזים חזוי תרופה לאחר טיפול בחשיפת האות בaddi האנושיCTS.
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 |