Un procedimiento para el estudio de la capacidad de un contexto ambiental de alcohol asociado a desencadenar la renovación de la conducta de búsqueda de alcohol en ratas se describe.
Contextos ambientales en los que las drogas de abuso se consumen pueden desencadenar el deseo, una respuesta pavloviana acondicionado subjetiva que puede facilitar la conducta de búsqueda de drogas y la recaída puntual en los usuarios de drogas en abstinencia. Hemos desarrollado un procedimiento para estudiar los procesos conductuales y neuronales que median el impacto del contexto en el comportamiento de búsqueda de alcohol en ratas. Después de la aclimatación al gusto y los efectos farmacológicos de etanol al 15% en la jaula de alojamiento, ratas macho Long-Evans reciben entrenamiento en discriminación pavloviano (PDT) en cámaras de acondicionamiento. En cada sesión diaria (lunes a viernes) PDT, se producen 16 ensayos cada uno de los dos estímulos diferentes auditivo 10 seg acondicionado. Durante un estímulo, el CS +, 0,2 ml de etanol al 15% se entrega a un puerto de fluido para el consumo oral. El segundo estímulo, el CS, no se empareja con etanol. A través de sesiones, entradas en el puerto de fluido durante el aumento de CS +, mientras que las entradas durante el CS se estabilizan a un nivel más bajo, lo que indica que un predictive asociación entre el CS + y etanol se adquiere. Durante PDT cada cámara está equipada con una configuración específica de estímulos contextuales visuales, olfatorias y táctiles. Después de PDT, la extinción de formación se lleva a cabo en la misma cámara que ahora está equipado con una configuración diferente de los estímulos contextuales. El CS + y CS se presentan como antes, pero el etanol se retira ésta, lo que provoca una disminución gradual de entradas de puerto durante el CS +. En la prueba, las ratas se colocan de nuevo en el contexto PDT y presentan con las CS + y CS-como antes, pero sin etanol. Esta manipulación provoca un aumento robusto y selectivo en el número de entradas de puerto realizadas durante el alcohol predictivo CS +, sin ningún cambio en la respuesta durante el CS. Este efecto, conocido como la renovación inducida contexto-, ilustra la capacidad poderosa de contextos asociados con el consumo de alcohol para estimular el comportamiento de búsqueda de alcohol en respuesta a señales de Pavlov alcohol.
Permanecer sobrio es un desafío considerable que enfrentan las personas que sufren de trastornos de abuso de alcohol. La abstinencia es un momento de vulnerabilidad al impacto conductual, psicológico y fisiológico de los estímulos ambientales que acompañan habitualmente el consumo de alcohol, que pueden, a través del condicionamiento pavloviano, se asocian con la embriaguez 1,2. La exposición a las señales de predicción de alcohol puede provocar respuestas condicionadas, como las ansias de alcohol, lo que puede promover conductas de búsqueda de alcohol que facilitan la recaída 3,4.
Las secuencias estereotipadas de comportamiento que llevan al consumo de alcohol pueden causar ciertos tipos de estímulos para ser experimentadas habitualmente inmediatamente antes de los efectos farmacológicos de la ingesta de alcohol. Por ejemplo, la vista, el olfato y el gusto del alcohol son las propiedades sensoriales de alcohol que preceden fiable intoxicación. Además de estas señales, que se conocen como 'discreta' o 'proximaseñales l ', contextos ambientales en las que las drogas se usan con regularidad también puede provocar ansias 5,6. La exposición a los lugares físicos en los que los fármacos han sido previamente utilizadas por lo tanto puede ser un desencadenante crítico para la recaída 7.
Se han desarrollado modelos animales para estudiar los mecanismos neurales que median el impacto de los contextos asociados de drogas en el comportamiento de búsqueda de drogas 8-13. El procedimiento descrito en este documento permite la investigación de cómo los contextos asociados con el consumo de alcohol pueden modular el comportamiento de búsqueda de alcohol que está provocada por una discreta, alcohol predictivo cue pavloviano.
Entrenamiento en discriminación pavloviano se lleva a cabo en un contexto ambiental específico, donde las ratas se entrenan para conductualmente distinguir entre dos estímulos auditivos acondicionado, un + CS que se empareja con el alcohol, y un CS que no lo es. Sesiones de extinción se llevaron a cabo a continuación, en un contexto diferente, donde la respuesta a la CS+ Disminuye como resultado de alcohol ha sido retenido. Posteriormente, la reexposición al alcohol asociado, contexto de formación pavloviano desencadena un aumento selectivo en el comportamiento de búsqueda de alcohol inducida por el CS +, sin ningún cambio en la respuesta a la CS. Este resultado, que hemos replicado consistentemente 9,14-16, extiende los resultados de los procedimientos instrumentales de acondicionamiento en la que se han encontrado contextos de drogas para estimular la renovación de las respuestas operantes asociados con la administración de fármacos 10,13.
Los resultados de este procedimiento revelan que los estímulos ambientales específicos que acompañan habitualmente la entrega de alcohol pueden adquirir la capacidad de conducir la conducta de búsqueda de alcohol. También demuestran que los estímulos contextuales asociados a la disponibilidad o ausencia de alcohol antes puede guiar acondicionado respuestas de comportamiento a las señales discretas alcohol predictivo.
Los pasos críticos dentro del protocolo
Contextos de la presente tarea incorporan estímulos externos a la rata. Sin embargo, el estado interoceptivo de la rata a prueba también puede constituir un "contexto" que podría afectar a la renovación 20. Por tanto, es importante para habituarse ratas a los procedimientos que pueden ocurrir antes de la prueba renovación y cambiar su estado interoceptive, como microinfusions intracraneales o inyecciones sistémicas. Por otra parte, la habituación a microinfusions o inyecciones sistémicas debería llevarse a cabo antes de la extinción y tanto PDT sESIONES, para prevenir este tipo de procedimientos se vean asociados a una fase específica de la prueba.
Los parámetros temporales, como la duración CS, intervalo EC-EI, y el intervalo entre ensayos (ITI), hace tiempo se sabe que influyen en respuesta condicionada en una variedad de paradigmas de acondicionamiento 21-26. Del mismo modo, los parámetros temporales pueden influir en la observación del efecto de renovación en nuestro procedimiento. Cualquier conjunto de parámetros distintos a los especificados en el protocolo debe ser validada experimentalmente en estudios piloto antes de proceder a emplearlos en investigaciones de mayor tamaño.
Modificaciones y solución de problemas
La investigación anterior ha encontrado que la cantidad de etanol que las ratas consumen en la jaula de alojamiento puede variar en función del proveedor de la que se compran ratas 17,27. Por lo tanto, el proveedor es una consideración importante para esta fase del estudio. Del mismo modo, la elección de la cepa de rata debe ser considered con cuidado, ya que hay numerosos informes de la cepa diferencias en el consumo de etanol 28-31.
El trabajo previo en un paradigma de condicionamiento aversivo ha demostrado que la edad de desarrollo de ratas influye en la observación de la renovación de una respuesta de miedo condicionado pavloviano 32. La falta de un efecto de renovación en ratas muy pequeños (menores de día postnatal 20) se ha sugerido que se debe a la alteración de la codificación de la información contextual 33. Por tanto, la edad de desarrollo de las ratas para ser usados en la presente procedimiento debe ser tomada en consideración.
Se ha observado Renovación de pavloviano condicionado comportamiento de búsqueda de alcohol cuando se utilizaron 10% 9,16, 15% 14, 20 o 15% soluciones de etanol durante el acceso etanol jaula hogar y PDT fases del experimento. Los investigadores podrían utilizar cualquiera de estas concentraciones de etanol a los efectos del establecimiento de este procedimiento en su laboratories.
Durante la adquisición de la formación discriminación pavloviano es importante comprobar los orificios de fluido después de cada sesión para asegurarse de que todo el etanol que se entregó se ha consumido. Dejando ratas en las cámaras de acondicionamiento de unos 10 – 15 minutos después de cada sesión puede hacerse a principios de PDT para fomentar el consumo de cualquier etanol que no se consumía durante la sesión. El número de ratas que salen de etanol consumido en los puertos debería disminuir a medida que progresa la TFD. Si a finales de ratas PDT son o bien (a) no se consume todo el etanol y / o (b) que no responden a la CS + entonces estos temas deben ser retirados del estudio. La mayoría de las ratas responden a la más fiable + CS de la CS. Sin embargo, algunas ratas pueden responder a altos niveles para ambas señales, con lo que no muestra evidencia de discriminación. Las ratas que muestran altos responden tanto a la CS + y CS durante la TFD no son lanzadas desde el estudio. En nuestra experiencia, estos sujetos muestran una discriminación notabledurante la primera sesión de extinción en ausencia de etanol, lo que sugiere que sus altos niveles de respuesta a la CS durante la TFD son impulsados por la presencia de etanol en el puerto de fluido. Estos sujetos también tienden a mostrar efectos de renovación robustos.
Limitaciones del procedimiento
Debido a que el examen de renovación se lleva a cabo en ausencia de etanol, entradas de puerto acondicionado provocados por el CS + disminuyen gradualmente a través de la sesión de prueba. Por lo tanto, el importe global de la conducta generada en la prueba, en contra de lo que los cambios inducidos experimentalmente pueden ser evaluados, es bastante bajo. Debido a que en esta tarea de responder tiende a ser mayor en el inicio a partir del cierre de la sesión de pruebas, es importante examinar los efectos de las manipulaciones experimentales sobre la respuesta condicionada a modo de prueba por prueba.
Las entradas en el receptáculo de fluido proporcionan la medida dependiente principal en esta tarea. Sin embargo, una entrada de puerto errónea podría ser registrado si un animal está lo suficientemente cerca del receptáculo de fluido para romper el haz infrarrojo a través de la apertura de la puerta de fluidos con sus bigotes. Si bien, las respuestas erróneas infrecuentes son obvias como un aumento dramático en el puerto total de las entradas en relación con la conducta del sujeto en las sesiones previas. Grabación en vídeo de los animales podría facilitar la detección de posibles respuestas erróneas, y permitir un análisis más refinado de los comportamientos exhibidos por las ratas en todo el entrenamiento y las pruebas.
Importancia de la técnica con respecto a los métodos existentes / alternativos
Renovación inducida Contexto-del comportamiento de búsqueda de drogas se estudia en gran medida utilizando una tarea de condicionamiento instrumental en el que la variable dependiente primaria es una respuesta operante, tal como una prensa de palanca 8,34 o la nariz meter 12. En el presente procedimiento, la respuesta de búsqueda de drogas es "enfoque condicionado 'al puerto de líquido que se produce al presentaciones deel + CS. Esta respuesta probablemente se adquiere a través del aprendizaje pavloviano, que es el proceso de aprendizaje que media la formación de asociaciones entre estímulos ambientales y los efectos farmacológicos de las drogas de abuso en los seres humanos.
Las aplicaciones futuras
Esta tarea se puede utilizar en combinación con la neurofarmacología, la optogenética y neuroquímica para estudiar los mecanismos neurales que están implicados en la renovación inducida contexto de la conducta de búsqueda de alcohol-pavloviano acondicionado 16. Además, los mecanismos de comportamiento y neuronales que regulan la adquisición y extinción de-pavloviano acondicionado comportamiento de búsqueda de alcohol pueden ser investigados. Por último, esta tarea se puede utilizar para explorar las manipulaciones de extinción que podrían impedir la renovación, una dirección importante para la investigación translacional destinada a reducir el impacto de las drogas asociado contextos ambientales en la reactividad a las señales de predicción de drogas después de la terapia de exposición cue en adi humanacts.
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 |