ラットにおけるアルコール探索行動の更新をトリガするために環境的文脈を関連付けアルコールの能力を研究するための手順が記載されている。
乱用薬物が消費されている環境のコンテキストは、渇望、禁欲薬物使用者に薬物探索行動と迅速な再発を容易にすることができる、主観パブロフ付き応答をトリガすることができます。私たちは、ラットにおいて、アルコール探索行動のコンテキストの影響を仲介する行動および神経プロセスを研究するための手順を開発した。味とホームケージ15%エタノールの薬理作用に順化の後、オスLong-Evansラットは、コンディショニング室でパブロフの弁別訓練(PDT)を受け取る。各毎日(月〜金)のPDTセッションでは、16試験は二つの異なる10秒の聴覚条件刺激のそれぞれが発生する。つの刺激の間、CS +は、15%エタノール0.2mlを経口消費のための流体ポートに送達される。第2の刺激、CS-は、エタノールとペアにされていません。セッション間で、CS-中のエントリに対し、CS +上昇中の流体ポートにエントリが、prediことを示す、より低いレベルで安定CS +とエタノールctive関連付けが取得される。 PDTの間、各チャンバは、視覚的な嗅覚と触覚文脈刺激の具体的な構成を備えています。 PDTの後、吸光訓練は現在文脈刺激の別の構成を備えている同一のチャンバ内で行われる。 CS +とCS-は以前のように提示されているが、エタノールはCS +の間のポートエントリの緩やかな減少を引き起こす、源泉徴収されている。試験では、ラットをPDTコンテキストに戻されており、以前とCS +とCS-を提示するが、エタノールなしで。この操作はCS-中に応答を変えることなく、アルコール予測CS +中に行われたポートのエントリ数の堅牢かつ選択的増加をトリガします。文脈によって誘発される更新と呼ばれるこの効果は、パブロフのアルコール合図に応答して、アルコール探索行動を刺激するために、アルコール消費に関連付けられたコンテキストの強力な能力を示している。
冷静に残ったアルコール乱用障害を患っている個体が直面するかなりの挑戦である。禁欲は、パブロフの条件を通じて、酩酊1,2に関連付けられているになることが日常的にアルコール使用に伴う環境刺激の、行動心理的、生理的な影響への脆弱性の時間です。アルコール予測合図への曝露は、再発3,4を容易にアルコール探索行動を促進することができるような、アルコールへの渇望のようなコンディショニング応答を惹起することができる。
アルコール消費につながる行動のステレオタイプの配列は、刺激の特定の種類が日常的アルコール摂取の薬理作用の直前に経験されることがあります。例えば、アルコールの姿、香りと味が確実に中毒に先行アルコールの感覚特性である。 「離散」または「PROXIMAと呼ばれるそのような合図に加えて、l 'の合図、薬を定期的に使用される環境のコンテキストはまた渇望5,6を引き起こすことができます。薬物は、以前に使用されてきた物理ロケーションへの曝露は、したがって再発7の臨界トリガすることができる。
動物モデルは、薬物探索行動8-13に対する薬物関連するコンテキストの影響を媒介する神経機構を研究するために開発されてきた。明細書に記載の手順では、アルコール消費に関連したコンテキストは、離散、アルコール予測パブロフの合図によって誘発されるアルコールを求める行動を調節することができる方法を検討することができます。
パブロフの弁別訓練は、ラットが行動2聴覚条件刺激、アルコールと対になっているCS +、およびでないCS-を区別するために訓練されている特定の環境のコンテキスト内で行われる。消去セッションは、その後CSに応答する別のコンテキストで行われており、+が源泉徴収されているアルコールの結果として減少する。その後、アルコールに関連する、パブロフの訓練コンテキストへの再曝露はCS-への対応に変化がないと、CS +によって誘発されたアルコール探索行動の選択的増加をトリガします。私たちは一貫して9,14-16を複製して、この結果は、薬物コンテキストは、薬物送達10,13に関連したオペラント反応の再生を刺激することが見出されているいるインストゥルメンタルコンディショニングプロシージャからの調査結果を拡張します。
この手順の結果は、日常的にアルコールの配信に伴う個別の環境刺激がアルコールを求める行動を駆動する能力を獲得することができることを明らかにした。彼らはまた、アルコールの前可用性または不在に関連するコンテキスト刺激は離散アルコール予測手がかりに調整行動応答を誘導できることを示す。
プロトコルの中の重要なステップ
現在のタスクのコンテキストは、ラットの外部にある刺激を組み込む。しかし、試験でのラットの内受容状態もリニューアル20に影響を与える可能性が 「コンテキスト」を構成することができる。これは、頭蓋内microinfusionsまたは全身注射のように、更新試験前に発生し、その内受容状態を変更する可能性のある手順をラットを慣らすことが重要である。また、microinfusionsまたは全身注射に対する慣れが絶滅し、PDTの両方の前に実施すべきであるessionsは、実験の特定の一相に関連付けなるのような手順を防止する。
このようなCS期間、CS-US間隔、および試行間間隔(ITI)のような時間的なパラメータは、長いコンディショニングパラダイム21-26の多様な応答を条件付けに影響を及ぼすことが知られている。同様に、時間的なパラメータは、私たちの手順で更新効果の観察に影響を及ぼし得る。プロトコールに記載された以外の他のパラメータの任意のセットは、実験的に、より大きな調査でそれらを使用することが進む前に、パイロット研究で検証する必要があります。
修正とトラブルシューティング
以前の研究では、ラットはホームケージに消費するエタノールの量はラット17,27購入されるサプライヤの関数として変化することを見出した。サプライヤーは、そのための研究のこの段階のための重要な検討事項である。同様に、ラット系統の選択は、共存する必要がありますエタノール消費28-31における系統差の多数の報告がありますので、慎重にnsidered。
嫌悪条件付けパラダイムにおける以前の研究は、ラットの発達年齢はパブロフの条件付け恐怖反応32の更新の観察に影響を与えることが示されている。非常に若いラット(生後20日未満)で更新効果の欠如は、文脈情報33の障害エンコーディングに起因することが示唆されている。本手順で使用されるラットの発育年齢、したがって考慮されるべきである。
10%9,16、15%14、又は20〜15%エタノール溶液をホームケージエタノールアクセスおよび実験のPDT段階の間に使用されたときにパブロフの条件付けのアルコール探索行動の更新が観察されている。研究者は彼らの研究所では、この手順を確立する目的で、エタノールのこれらの濃度のいずれかを使用することができますIES。
パブロフの弁別訓練の取得中にそれが配信されたすべてのエタノールが消費されていることを確認するために、各セッションの後に流体ポートを確認することが重要です。さらに10のためのコンディショニング室のラットを残して – 各セッションの後に15分のセッションの間に消費されなかったエタノールの消費を奨励するために、早期のPDTで行うことができる。 PDTが進行すると、ポートで消費されていないエタノールを残したラットの数は減少するはずである。 PDTラットの終わりまでには、(a)すべてのエタノールを消費していないおよび/または(b)CS +に応答しない場合、これらの被験者が試験からドロップされるべきである。ほとんどのラットは確実にCS-よりCS +に多くを応答します。しかし、一部のラットは、それによって差別の証拠を示さない、両方の合図に高いレベルで応答することができる。高いPDT中に、CS +とCS-の両方に対応し、SHOWラットは研究から削除されません。私たちの経験では、これらの被験者は著しい差別を示しているPDT中にCS-に応答するそれらの高レベルが流体ポートにおけるエタノールの存在によって駆動されていることを示唆し、エタノールの非存在下での最初の絶滅セッション中。これらの被験体はまた、堅牢な更新の効果を示す傾向がある。
手順の制限
更新テストをエタノール非存在下で実施されるので、CS +によって誘発馴化ポートエントリが次第に試験セッションにわたって減少する。したがって、実験的に誘導された変化を評価することができ、それに対してテストで生成された行動の全体的な量は、かなり低い。応答このタスクにテストセッションの最後に対して、開始時に高くなる傾向があるので、トライアル·バイ·トライアルごとに応答馴化上の実験操作の効果を調べることが重要です。
流体レセプタクルにエントリは、このタスクの主な依存尺度を提供する。しかし、誤ったポートのエントリは、レジかもしれません動物がそのウィスカーと流体ポートの開口部を横切って赤外線ビームを破る流体容器に十分に近い場合stered。不定期ながら、誤った応答が前のセッションでの被験者の行動と比較して、総ポートエントリの劇的な増加として明らかである。動物をビデオテープに録画することは誤応答の検出を容易にし、トレーニングとテストを通して、ラットが示す行動のより洗練された分析を可能にするであろう。
既存/代替方法に関する技術の意義
薬物探索行動の文脈によって誘発される更新は、主に一次従属変数は、レバーを押し8,34または鼻12を突くようなオペラント反応、であるインストゥルメンタルコンディショニングタスクを使用して研究されている。現在の手順では、薬物探索応答はのプレゼンテーションによって誘発される流体ポートに「エアコンのアプローチは 'CS +。この応答は、おそらく環境刺激およびヒトにおける乱用薬物の薬理学的効果との間の関連付けの形成を媒介する学習過程でパブロフの学習を通じて獲得される。
将来の応用
このタスクは、optogeneticsと神経化学はパブロフ付きアルコール探索行動16の文脈によって誘発される更新に関与する神経機構を研究するために、神経薬と組み合わせて使用することができる。また、パブロフ付きアルコール探索行動の獲得と絶滅を規制する行動および神経機構を調査することができる。最後に、このタスクは、人間のaddi内のキュー暴露療法後に薬の予測合図に反応性の環境のコンテキストを関連付け、薬物の影響を減少させることを目的とトランスレーショナルリサーチのための重要な方向性を更新できない場合があり、絶滅の操作を探索するために使用することができますカラット。
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 |