JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
العربية

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

طريقة عامة لتقييم الأثر العميق تحفيز الدماغ على الوريد الميثامفيتامين الإدارة الذاتية

Published: January 22, 2016
doi:
10.3791/53266
, , ,
1Department of Neurosurgery,Louisiana State University, 2Department of Pharmacology, Toxicology, and Neuroscience,Louisiana State University

Summary

This article describes the delivery of intracranial electrical stimulation that is temporally and spatially separate from the drug-use environment for the treatment of IV methamphetamine dependence.

Abstract

Substance use disorders, particularly to methamphetamine, are devastating, relapsing diseases that disproportionally affect young people. There is a need for novel, effective and practical treatment strategies that are validated in animal models. Neuromodulation, including deep brain stimulation (DBS) therapy, refers to the use of electricity to influence pathological neuronal activity and has shown promise for psychiatric disorders, including drug dependence. DBS in clinical practice involves the continuous delivery of stimulation into brain structures using an implantable pacemaker-like system that is programmed externally by a physician to alleviate symptoms. This treatment will be limited in methamphetamine users due to challenging psychosocial situations. Electrical treatments that can be delivered intermittently, non-invasively and remotely from the drug-use setting will be more realistic. This article describes the delivery of intracranial electrical stimulation that is temporally and spatially separate from the drug-use environment for the treatment of IV methamphetamine dependence. Methamphetamine dependence is rapidly developed in rodents using an operant paradigm of intravenous (IV) self-administration that incorporates a period of extended access to drug and demonstrates both escalation of use and high motivation to obtain drug.

Introduction

الميثامفيتامين هو منبه نفسي أن ينتج النشوة مكثفة ومطولة بسبب زيادة حادة في أحاديات الأمين متشابك، وخاصة الدوبامين. الميثامفيتامين الاعتماد هو مشكلة صحية وبائية مع ما يقدر بنحو 25 حتي 34000000 المستخدمين على مستوى العالم وليس 1،2 المعاملة التي أثبتت جدواها. وهناك حاجة كبيرة لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة لالميتامفيتامين الاعتماد. التحفيز العميق للدماغ (DBS) هو إجراء جراحة الأعصاب يستخدم الدماغ "جهاز تنظيم ضربات القلب" لتطبيع التخريبية أنماط إطلاق الخلايا العصبية التي تحدث في بعض الأمراض، بما في ذلك مرض باركنسون، وخلل التوتر، والهزة الضروري 3. وتشير تقارير حالة اصابة بشرية الأخيرة التي DBS يمكن أيضا أن تكون أداة فعالة لمعالجة الكحول وإدمان المخدرات، ولكن الأدلة قبل السريرية المتعلقة psychostimulants (على سبيل المثال، الكوكايين والميثامفيتامين) يقتصر 4-8.

استمرار التحفيز العميق للمخ، كما هو currentlذ يمارس، يتطلب التعاون استثنائي من المريض وأسرته / أسرتها. مطلوبة العناية بالجروح دقيقة والنظافة الشخصية لحماية الأجهزة جهاز تنظيم ضربات القلب الأساسي، الذي هو عرضة للإصابة حتى في المرضى الذين لا يستخدمون المخدرات عن طريق الحقن مع تجرثم الدم الناتجة. متابعة منتظمة من الجهاز DBS ضروري أيضا نظرا للتصميم حلقة مفتوحة من النظام؛ الأطباء ذوي الخبرة يغير إعدادات DBS الحديثة لتقليل أعراض الهدف خلال التعيينات عيادة الروتينية 3. سيتم هذا النموذج العلاج محدودة في الكوكايين والميثامفيتامين المستخدمين بسبب الأوضاع النفسية الصعبة الخاصة بهم. وقد قلد العديد من الدراسات القوارض هذا النموذج العملي من خلال دراسة الآثار DBS عندما يتم تسليم العلاج بشكل مستمر خلال إجراءات الإدارة الذاتية الكوكايين في تعاطي المخدرات بيئة 11/09.

غير الغازية تقنيات المتقطعة التي لا تتطلب أجهزة الساكن، مثل الجمجمةالتحفيز المغناطيسي (TMS)، قد يكون الخيار الأفضل لعلاج اضطرابات تعاطي المخدرات 12. يتم تسليم TMS غير جراحية باستخدام headcoil الخارجي لتوليد المجالات الكهربائية في الدماغ هدف معين خلال يوميا، والعلاج على فترات متقطعة. ظهور الأخيرة من H لفائف أو "العميق" TMS للهياكل الدماغ أكثر عمقا ليكون حافزا، بالإضافة إلى مواقع القشرية، والتوسع في استخدام المحتمل 13،14. يتم تسليم كل من العلاجات متقطع خلال سلسلة من الدورات في بيئة مختلفة عن تعاطي المخدرات الابتدائي وأظهرت الوعد في كل التجارب على الانسان والقوارض لإدمان المخدرات 13،15-17. سوف نافذة لعلاج الميتامفيتامين المرضى يعتمدون على الأرجح خلال فترات الرصانة مثل إعادة التأهيل كلفت المحكمة، وليس خلال الانغماس في الشارع عندما يمكن أن تواجه السلوك العنيف أو عدم انتظام 18. على هذا النحو، فإن الهدف من هذه المقالة هو لوصف تسليم التحفيز الكهربائي الذي هو الزمانوفصل مكانيا من بيئة تعاطي المخدرات، الذي يقترب أكثر عن كثب ما هو ممكن في البشر، لعلاج IV الميثامفيتامين الاعتماد.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل لجنة رعاية الحيوان واستخدام LSUHSC المؤسسي وكان نفذت وفقا لNIH "مبادئ مختبر رعاية الحيوان." 1. القوارض التأقلم وتقييد الغذاء استخدام فئران ويستار الكبار التي هي 3 أشهر من العمر في بداية التجربة. الفئران منزل منفردة في أقفاص مجهزة وحدة تدفق الصفحي وفلتر الهواء في، AAALAC المعتمدة للرعاية الحيوان و للحرارة الرطوبة التي تسيطر عليها على عكس الضوء لمدة 12 ساعة / دورة الظلام (الأنوار في 0600 ساعة). توفير المياه والقياسية طعام القوارض بحرية حتى وزن الجسم ما يقرب من 380-400 غرام. وفي وقت لاحق، والغذاء تقييد-الفئران والحفاظ على 85-90٪ من الأوزان الحرة الرضاعة أجسادهم خلال الجلسات التجريبية لتسهيل اقتناء وصيانة ردا على الميثامفيتامين. التعامل مع القوارض في غرفة قفص المنزل يوميا من وصوله في جميع أنحاء التجريبيةجلسات من أجل تسجيل وزن الجسم وضبط توزيع المواد الغذائية اليومية. وبمجرد تحقيق الأوزان المستهدفة، وإعداد جراحيا زرع كل فأر مع الساكن المزمن قسطرة الوريد وتحفيز كهربائي داخل الجمجمة. 2. الوريد الوداجي القسطرة تحضير القسطرة إعداد طول 13 سم من silastic أنابيب مع قطرها الداخلي 0.012 س 0.025 "، إنشاء الكرة سيليكون 4 سم من أحد طرفي الأنبوب باستخدام اضافية أنابيب السيليكون وكهربي، والسماح للهواء الجاف. تراجع الطرف الآخر من الأنبوب في المذيبات القائم على الليمونين المستمدة من الحمضيات لبضع دقائق، والسماح لتوسيع. توصيل أنابيب موسعة لغير القابل للصدأ الصلب دليل قنية عازمة في الزاوية اليمنى. ترسيخ قاعدة عازمة دليل الفولاذ المقاوم للصدأ قنية إلى "مربع 1 من شبكة حيويا باستخدام الأسنان الاسمنت الاكريليك. طرد القسطرة من الداخل والخارج مع الإيثانول وWATE المقطرص. ضخ الهواء عبر الأنابيب للقضاء على قطرات السائل المتبقية. السماح ليجف O / N. تقنية معقمة أداء جميع العمليات الجراحية في حيوان جناح الجراحة مخصص باستخدام التقنيات الجراحية العقيم. تعقيم الأدوات ويزرع باستخدام الأوتوكلاف وإعداد منطقة معقمة من خلال وضع ورقة للماء على الطاولة أو مغطاة بمنشفة معقمة (ق). ارتداء قفازات معقمة والحفاظ على جميع الصكوك، يزرع والشاش الجراحية على منطقة معقمة أثناء العملية. مسح أسفل كل صك مع مسحة الكحول تليها 20 ثانية في جهاز التعقيم حبة بين الإجراءات عند إجراء جراحات متعددة. تخدير يمهد للمعالجة الفئران مع الأتروبين (سلفات) (0.04 مغ / كغ، مربع)، يليه بنتوباربيتال (20-50 ملغ / كغ، والملكية الفكرية) لتحقيق التخدير. حقن الحيوانات مع البنسلين العقيمة G البروكين تعليق (75،000 وحدة، والتراسل الفوري) وكيل مسكن (كاربروفين، 5-10 ملغ / كغ، SC أو كيتoprofen، 2-5 ملغ / كغ، SC) مباشرة قبل الجراحة لتقليل الالتهابات المحيطة بالجراحة والألم، على التوالي. تحقق للتخدير كاف من خلال تقديم قرصة أخمص قدميه معتدلة للحيوان، وإذا تحدث أية استجابة، ثم المضي قدما. تطبيق مواد التشحيم العين لكلا العينين. تجهيز الموقع الجراحي حلاقة سم الظهرية التصحيح 2 × 2 على ظهر الفئران الخلفي عادل لخط يربط بين عظام الكتف. حلاقة التصحيح 1 × 1 سم بطني في منطقة الرقبة الصحيحة بين عظم الفك والقص. مسح المناطق حلق مع منصات الكحول يليه حل betadine. وضع الفئران على منشفة معقمة والسماح للbetadine لتجف قبل المتابعة. القسطرة زرع جعل بالتوازي شق على خط يربط بين عظام الكتف في المنطقة midscapular على خلفية باستخدام سكين 10 شفرة. استخدام مرقئ لفصل الجلد عن الأنسجة الضامة الأساسية لإنشاء طائرة لشبكة القاعدة القسطرة. ري المنطقة بمحلول ملحي معقم، وتغطي مع شاش معقم قبل تحويل الفئران على ظهرها. إجراء شق مائل بين عظم الفك الأيمن والقص باستخدام سكين 10 شفرة. استخدام مرقئ لفصل الجلد عن الأنسجة الضامة الأساسية لتحديد حبل الوريد. ملاحظة: يظهر حبل الوريد الأبيض / الفضة وبراقة وأكبر في ذكور الفئران أكثر من الإناث. ضع ملعقة تحت الوريد، ربط الخيط الحرير 4-0 بلطف حول الجزء العلوي (الجزء القريب) من الوريد المكشوفة ودفع الوريد مرة أخرى في الرقبة. فصل الأنسجة الضامة لخلق جيب سطحية تحت الجلد الرقبة السفلي الجانبي ولكن فوق العضلات. دفع مبزل تعقيمها من شق الرقبة إلى شق midscapular الحقلي إلى ما وراء الذراع فصاعدا. تشغيل القسطرة من الخلف إلى الرقبة عن طريق إدخال دليل قاسية الأسلاك حتى من خلال مبزل من نهاية الرقبة وإلى القسطرة الطرفية. سحبتوجيه الأسلاك مرة أخرى من خلال لشق الرقبة والقسطرة القاصي المرفقة ستتبع. عزل حبل الوريد الأيمن على ملعقة قبل سحب ما يصل على خياطة الداني وضعت سابقا. استخدام الكرة المقص لاجراء خفض جزئي صغير على الجانب العلوي من الوريد. إدراج منحني ملقط في شق الوريد لفتحه. حفظ ملقط بعيدا ولكن في مكان، وتمرير طرف القسطرة في فترة ما بين نصائح ملقط والى الوريد حوالي 2-3 سم حيث أنها سوف تنهي خارج الأذين الأيمن. تأمين القسطرة عن طريق ربط خياطة 4-0 الحرير حول الوريد البعيدة. ربط الداني والقاصي خيوط معا في "مربع" عقدة لإضافة المزيد من الاستقرار. القسطرة الاحمرار بمحلول ملحي معقم heparinized والتراجع الدم لتأكيد زرع ناجحة. تقليم الغرز 1-2 مم فوق عقدة والثنية القسطرة القريبة المتبقية تحت جلد الرقبة. إغلاق مع خياطة / الطريقة المناسبة التي تختارها. إذا غير absor-وتستخدم الغرز bable أو المواد الغذائية، فيجب إزالتها في 10-14 يوما تحت التخدير العام. تغطية شق مع مرهم مضاد حيوي باستخدام معقم القطن طرف قضيب. ترسيخ القاصي التجمع قسطرة / دليل قنية / شبكة لأنسجة الظهر تحت الجلد باستخدام الخيوط الجراحية القابلة للامتصاص في اثنين من زوايا المتعارضة قاعدة شبكة. إغلاق شق الخلفي حول قنية دليل استخدام تنقطع، الغرز غير مقلوب امتصاص. تغطية شق مع مرهم مضاد حيوي باستخدام معقم القطن طرف قضيب. العناية بعد الجراحة تدفق القسطرة مع heparinized 0.9٪ محلول ملحي معقم باستخدام حقنة 3 مل ووضع مصراع في قنية دليل على منع انسداد. طرد القسطرة كل فأر على أساس يومي للحفاظ على المباح. بعد الإجراء فورا، ووضع الفئران في قفص وطنه على وسادة التدفئة في جناح العمليات الجراحية وبمراعاتها حتى وعيه وعودة حركة عفوية. العودة الفئران تعافى إلى غرفة مستعمرة والسماح 5-7 أيام لتمرير قبل الجراحة داخل الجمجمة. تزن، التعامل معها، وتقييم حالتهم العامة يوميا، بما في ذلك التحقق من وجود العدوى وتقييم مستويات السلوك الحيواني، والمظهر والنشاط. استشارة الطبيب البيطري الثروة الحيوانية في حال حدوث أي مشاكل ومتابعة العلاجية الموصى بها. حقن الحيوانات مع وكيل مسكن (كاربروفين، 5-10 ملغ / كغ، SC أو كيتوبروفين، 2-5 ملغ / كغ، SC) لعلاج الألم حول العمل الجراحي حسب الحاجة. 3. داخل الجمجمة الكهربائي التنسيب إعداد الجراحية أداء جميع العمليات الجراحية تحت ظروف معقمة كما هو موضح في القسم 2.2. تخدير وضع الحيوانات في غرفة تحريض التخدير وتوفير isoflurance تدفق الغاز الى غرفة في 1000 – 2000 مل / دقيقة مع المرذاذ وضعت في 5٪. مرة واحدة الحيوان راقد، وترفع من غرفة لالثاني وضع في مخروط الأنف على مبطن منصة التشغيل المجسم. التبديل تدفق الغاز من غرفة إلى مخروط الأنف وتشغيل الغاز مع المرذاذ وضعت في 2-3٪. ضبط المرذاذ حسب الحاجة للحفاظ على التنفس مستقرة وليس ردا على التحفيز أثناء الجراحة. حقن الفئران مع البنسلين العقيمة G البروكين تعليق (75،000 وحدة، والتراسل الفوري) وكيل مسكن (البوبرينورفين 0،05-0،5 ملغ / كغ الشوري) على الفور قبل الجراحة لتقليل الالتهابات المحيطة بالجراحة والألم، على التوالي. تحقق للتخدير كاف من خلال تقديم قرصة أخمص قدميه معتدلة للحيوان، وإذا تحدث أية استجابة، ثم المضي قدما. تطبيق مواد التشحيم العين لكلا العينين. تجهيز الموقع الجراحي يحلق أعلى الرأس الفئران ووضع الفئران في الحانات الأذن للحفاظ متحرك رأسه أثناء العملية. مسح منطقة حلق مع منصات الكحول يليه حل betadine. السماح للbetadine لتجف قبل المتابعة. القطب زرع فهم فروة الرأس بين والأمامي قليلا إلى آذان مع ملقط واستخدام المقص لقطع في القاعدة. وهذا manuveur إزالة مساحة 1.5 × 1 سم من الجلد فوق منتصف الجمجمة. استخدام 10-شفرة لجعل شق كفافي من خلال pericranium وصولا الى الجمجمة وملقط منحنية لكشط وإزالة pericranium. ري المنطقة بمحلول ملحي معقم، ربت الدم الزائد والمالحة بشاش، والسماح الجمجمة حتى يجف تماما حتى المعالم العظمية، بما في ذلك bregma، يمكن رؤيتها بوضوح. لجراحة الثنائية، جبل اثنين من القطبين الأقطاب البلاتين الايريديوم، واحد في كل حامل الكهربائي على جانبي منصة التشغيل المجسم. تحرك القطب الأول في الموقف ~ 1 مم على bregma وكتابة إحداثيات المجسم ل-الخلفي الأمامي (AP) و (ML) المواقف، التي سيتم عرضها على شاشة العرض الرقمية الجانبية وسطي. لا تلمس الواقع غيض القطب إلى SKULL لأن سوف القطب لم تعد وظيفة. كرر هذا الإجراء القطب الآخر. حساب AP النهائي وML إحداثيات يستند إلى بنية الهدف من الفائدة. نقل الكهربائي إلى هذا الموقف مع طرف فقط فوق الجمجمة للحصول على أولي ظهري بطني (DV) تنسيق على الشاشة الرقمية. حساب عمق DV النهائي على أساس هيكل الهدف من الفائدة. ملاحظة: المتكئة واستهدف نواة قذيفة في هذا المثال نظرا لانشغال معروفة في سلوك المخدرات consummatory 8 باستخدام المجسم التالية تنسق نسبة إلى bregma: AP دخول تنسيق = [عرض رقميا تنسيق في bregma] + 1.6 دخول ML الإحداثيات = [عرض رقميا تنسيق في bregma] ± 2.4 لاليمين / اليسار عمق DV = [عرض رقميا تنسيق على سطح الجمجمة في دخول AP / ML] – 8.5 بمناسبة موقف دخول المتوقعة من كل قطب كهربائي على سطح الجمجمة مع أماه دائمrker. لا نتوء أو لمس طرف القطب خلال هذه المناورة. استخدام الكرة المستديرة الماس المصقول لدغ لحفر حفرة 1.4 ملم في كل علامة. يجب الحرص على عدم يغرق من خلال الجمجمة في قبو داخل الجمجمة مع حفر عالية السرعة. استخدام ملقط منحنية لثقب الجافية مرة واحدة وقد تم حفر الجمجمة بعيدا. استخدام الكرة المستديرة الماس المصقول لدغ لحفر 0.7 ملم ثقوب في أربعة مواقع إضافية وراء مقالات الكهربائي لوضع مسامير الجمجمة. استخدم مفك اليدوي لوضع أربع 0.8 (قطر) × 3.2 (طول) ملم مسامير الفولاذ المقاوم للصدأ في الجمجمة، واثنين على كل جانب من خط الوسط. تأمين بإحكام هذه البراغي تصل إلى حوالي نصف طولها في الجمجمة لأنها هي البنية التحتية الكبرى التي ستعقد غطاء الجمجمة في مكان في الأسابيع والأشهر المقبلة. إدراج بعناية القطب الأول من خلال burrhole لها في الدماغ إلى عمق DV تحسب من خلال تحويل مقبض الباب الذي يدير يدويا Z-تنسيق لحامل الكهربائي. أدر مفتاح بمعدل يساوي تقريبا 1/2 بدوره في الثانية لمنع الضرر لا لزوم له لغيض من القطب. ضمان طرف القطب لا تلمس حافة العظمية من burrhole عند دخول الدماغ. تأمين القطب الأول باستخدام الغراء عظمى الطبقات على burrhole ومسامير الخلفي، تليها الاسمنت الأسنان. مرة واحدة قد جفت هذا البناء تماما، وإزالة القطب من حاملها. تكرار الإدراج وتدعيم عملية القطب الثاني. تطبيق الاسمنت الأسنان وصولا إلى حافة الجلد ولكن لا تتداخل مع الجلد لأن هذا يخفف من سقف الاسمنت على المدى الطويل الجمجمة. العناية بعد الجراحة وضع اثنين من القبعات الغبار على الركائز الكهربائي لمنع انسداد. بعد الإجراء فورا، ووضع الفئران في قفص وطنه على وسادة التدفئة في جناح العمليات الجراحية وبمراعاتها حتى وعيه وعودة حركة عفوية. العودة الفئران تعافى إلى thه غرفة مستعمرة والسماح لخمسة أيام لتمرير قبل بدء التجربة. تزن، التعامل معها، وتقييم الحالة العامة للفئران يوميا، بما في ذلك التحقق من وجود العدوى وتقييم مستويات السلوك الحيواني، والمظهر والنشاط. استشارة الطبيب البيطري الثروة الحيوانية في حال حدوث أي مشاكل ومتابعة العلاجية الموصى بها. حقن الحيوانات مع وكيل مسكن (البوبرينورفين ،05-1 ملغ / كغ الشوري) لعلاج الألم حول العمل الجراحي حسب الحاجة. نزيف داخل الجمجمة يمكن أن يكون أكثر انتشارا مع استخدام الأدوية الألم غير الستيرويدية (كاربروفين، 5-10 ملغ / كغ، SC أو كيتوبروفين، 2-5 ملغ / كغ، SC) وذلك باستخدام البوبرينورفين perioperatively لجراحة داخل الجمجمة. 4. جهاز هواء فعال استخدام البلاستيك والفولاذ المقاوم للصدأ غرف تكييف هواء فعال الواردة في حاويات-تخفيف الصوت لتشغيل التجارب السلوكية. تجهيز كل الضميمة مع مروحة العادم لتوفير تهوية ونوي الأبيضحد ذاتها لإخفاء أصوات غريبة. استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصية ونظام واجهة البرنامج السلوكي لبرمجة الإجراءات وجمع البيانات التجريبية. عام مجموعة الهاتفي تجهيز كل غرفة التجريبية مع اثنين من العتلات استجابة شنت على جدار واحد من الغرفة مع ضوء التحفيز تقع فوق كل ذراع. يسمي أحد أذرع رافعة "نشطة" بحيث أنه يؤدي إلى نتيجة مبرمجة عند الضغط عليه. برنامج ضوء التحفيز تقع مباشرة فوق رافعة استجابة نشطة لإلقاء الضوء خلال كل دورة استثابي، مما يدل على توافر المخدرات. لديهم رد فعل على نتيجة رافعة النشطة في تسليم ضخ الميثامفيتامين (0.05 مغ / كغ / التسريب في 100 ميكرولتر 0.9٪ كلوريد الصوديوم) أكثر من 2.8 ثانية يرافقه ضوء منزل على الجدار المقابل مستمرة لمدة 5 ثوانى وضوء التحفيز تسير OFF لمهلة 30 ثانية. عد الردود على رافعة نشطة ولكن ينبغي أن لا conse المقررتتابعات خلال فترة المهلة 30 ثانية. الانتهاء، يجب الردود سجل على رافعة الخاملة ولكن ليست لديهم عواقب المقرر. 5. الوريد (IV) الإدارة الذاتية الإجراءات الميثامفيتامين التحضيرات العامة الفئران الحمل في غرف استثابي بسرعة وبهدوء ممكن للحد من القطع الأثرية السلوكية. إرفاق المقاوم للصدأ المقود ربيع الصلب للقنية دليل على ظهر القوارض وقطب السائل مانعة للتسرب علقت فوق غرفة استثابي. ضمان سلامة أنابيب اتصال من قطب إلى حقنة مخدرات 20 مل في مضخة بالمحركات تقع خارج العلبة-تخفيف الصوت. للقيام بذلك، ودفع أنابيب البلاستيك اتصال ¼ ما لا يقل عن شبر واحد على طرف قطب المعادن وإبرة حقنة نصيحه المخدرات حتى انها لن تنزلق قبالة مع سحب معتدلة. مكافحة تحقيق التوازن في التجمع قطب والمقود للسماح م غير المقيد نسبياovement من الحيوان. إجراء جلسات استثابي في نفس الوقت تقريبا كل يوم من الاثنين إلى الجمعة. استحواذ من أجل تسهيل اقتناء السريع لIV الميثامفيتامين الإدارة الذاتية، تشغيل الفئران على جلسات 6 ساعات يوميا لمدة أربعة إلى خمسة أيام متتالية. إجراء هذه الجلسات على نسبة جدول FR-1 + 30 ثانية من reinforcementduring الثابتة التي تتلقى الفئران ضخ واحدة من IV الميثامفيتامين لكل صحفي على رافعة نشطة تليها 30 ثانية مهلة (على سبيل المثال، لا جديلة أو مكافأة تحدث عواقب مع الضغط إما رافعة). ملاحظة: هذا الوصول الأولي لفترات طويلة و "السهل" يؤدي في معظم القوارض الحصول على المخدرات الهامة التي السلوك في أقل من أو يساوي أسبوع واحد (الشكل 3). صيانة وخلال الأسبوع الثاني من التدريب وتشغيل الفئران على جلسات 2-ساعة يوميا من الاثنين حتى الجمعة للحفاظ على وصقل IV ميثانphetamine الإدارة الذاتية. إجراء دورات على نسبة ثابتة FR-1 + 30 جدول ثانية مهلة من التعزيز. توثيق مستقرة، ومكثفة عن الاستجابة عند عدد من العروض الميثامفيتامين عبر كل دورة تختلف أقل من 10٪ لمدة ثلاث دورات متتالية (الشكل 4) والعدد التراكمي للدفعات عبر أول 30 دقيقة هو أكبر من العدد التراكمي للدفعات خلال الثاني 30 دقيقة (الشكل 5). ملاحظة: هذا المعيار يضمن أن الفئران تطوير نمط المخدرات التحميل في بداية الدورة التي تشير إلى سلوك الادمان 19 و استخدام يست مجرد عارضة. ما بعد الدورة في نهاية كل دورة، قطع المقود من الخلف والقوارض. تدفق القسطرة مع 0.1 مل من 0.9٪ محلول ملحي يحتوي على 800 وحدة دولية ستربتوكيناز لمنع تجلط الدم. إدراج مصراع في كل قنية دليل على منع انسداد قبل أن تعود صالمنشطات إلى أقفاص المنزل. اختبار المباح من القسطرة مباشرة بعد نهاية كل دورة تجريبية يوم الأربعاء طوال فترة التجربة. تحضير حقنة 3 سم مكعب، مع 22 G الإبرة، والتي تحتوي على heparinized المالحة جراثيم لاختبار القسطرة المباح. نعلق واحدة من نهاية قطعة طويلة 4-6 بوصة من الأنابيب البلاستيكية إلى الإبرة والطرف الآخر إلى آخر المعدني للجمعية القسطرة قنية على ظهر الحيوان. يبث 0،1-0،2 مل من المياه المالحة لضمان تدفق واضح وثم رسم المكبس حقنة الظهر. إذا القسطرة هي براءة اختراع، ينبغي على حد سواء تدفق بسهولة والتراجع الدم التي ستكون مرئية في الأنبوب. الافراج عن الغطاس ويبث 0.2 مل آخر لطرد كل من الدم مرة أخرى عن طريق القسطرة. إذا لا يمكن سحب الدم، ثم إزالة حقنة سم 3 وأنابيب من منصب معدني. تحضير حقنة 1 سم مكعب، مع 22 G الإبرة، والتي تحتوي على الصوديوم ميثوهكسيتال، وهو سريع المفعولمخدر، لمزيد من الاختبارات القسطرة المباح. نعلق واحدة من نهاية قطعة طويلة 4-6 بوصة من الأنابيب البلاستيكية إلى الإبرة والطرف الآخر إلى آخر المعدني للجمعية القسطرة قنية على ظهر الحيوان. يبث 1.5 ملغ و بسرعة إزالة حقنة 1 سم مكعب وأنابيب من منصب المعدنية على ظهر الحيوان. إعادة حقنة 3 سم مكعب مليئة المالحة heparinized جراثيم ويبث 0،1-0،2 مل. إذا يفقد الحيوان العضلات خلال 3 ثوان، ثم القسطرة هي براءات الاختراع وظيفية. رؤية الملف التكميلي "الأخطاء الشائعة" لقسم المزالق التي تتناول ردود الفعل السلبية على الميثامفيتامين، وعدم الحصول على الميثامفيتامين الإدارة الذاتية، وصعوبة استخراج الفئران. 6. الدماغ جهاز التحفيز استخدام 10-12 صناديق بلإكسي من الزجاج الملون (12 × 18 × 18 بوصة) (wxhxd) لتشغيل التجارب DBS. تغطية كل مربع في الخارج مع مبهمة قاسيةالورق الذي يغطي الظهر والجانبين من مربع لمنع الفئران من عرض أو تتفاعل مع بعضها البعض. ترك اللوحة الأمامية واضحة كشف ذلك الفاحص ويمكن الاطلاع على الحيوانات أثناء جلسات التحفيز. تغطية قمم صناديق مع لوحة شبه منفذ يمنع الفئران من الهرب بينما تسمح بتدفق الهواء. استخدام هذه اللوحة لدعم مفاتيح التحويل التي تقع فوق كل مربع لتسهيل الربط الكهربائي بين القوارض غطاء الرأس ونظام التحفيز. استخدام نظام التحفيز التي يمكن أن توفر التيار المستمر للحيوانات المتزامنة متعددة لتجارب DBS. استخدام النظام الذي يتكون من واجهة برمجة الإشارات الرقمية المعالج / اتصالات المستخدم، مشجعا، حزمة بطارية مشجعا، مربع قناة الخائن، والبرنامج المصاحب (انظر صحيفة المواد). استخدام كابلات مخصصة طول لربط الموانئ قناة مشجعا على قاعدة التمثال الالكترونية متفوقة من كل commutatأو. ملاحظة: طول المطلوبة سوف تعتمد على المختبرات الفردية. هذه الكابلات هي خارج منطقة الحيوانية ولست بحاجة إلى أن تغطى في غير القابل للصدأ الصلب الربيع. ربط قاعدة التمثال الإلكترونية أدنى من العاكس للقاعدة التمثال قطب وزرع على غطاء الرأس القوارض باستخدام 16 في كابلات مغطاة المقاوم للصدأ الربيع الصلب. تأكد أن كابلات طويلة بما يكفي للسماح بحرية الحركة إلى كل منطقة من العلبة دون توتر كبير على غطاء الرأس. ملاحظة: الكابل الذي ينتهي تقريبا حيث رأس الفئران سيكون عند الوقوف على كل أربعة أقدام عادة كافية. تحفيز الدماغ البرمجة استخدام برامج الحاسوب والبرمجة شخصي لبرمجة المعلمات التحفيز (مثل الموجي والتردد، عرض النبض، وتأخير بين التحفيز، السعة الحالية) وجمع البيانات التجريبية. باستخدام لغة البرمجة المرئية، تحديد الوظائف التي تؤديها وكل جهاز تؤدي إلى مواجهة من experiسيتم تخزين النهاية العقلية والتي البيانات و / أو المتوقع للعرض في الوقت الحقيقي. وقد أثبت الأوامر التي يتم تشغيلها هذا المشروع بالذات في الشكل 1. تحديد التردد المطلوب، عرض النبض، والسعة في لوحة التحكم البصرية (الشكل 2) قبل بدء التجربة. المعلمات النموذجية لتحفيز وتيرة عالية في الفئران مماثلة لتلك المستخدمة في سريري التحفيز العميق للدماغ البشري: تردد 130 هرتز to180، عرض النبض من 60 الى 90 ميللي ثانية، والسعة الحالية من 100-250 أمبير 4،8-10. ملاحظة: يتم استخدام أقل الحالي في القوارض بسبب حجم انخفاض لها مقارنة مع الرئيسيات. 7. تحفيز الدماغ العميق الداخلي لتحميل الفئران إلى مربعات، ونعلق المقاوم للصدأ الكابل ربيع الصلب من العاكس لكل قاعدة التمثال الكهربائي على غطاء الرأس. اختبار مقاومة من كل قطب كهربائي عن طريق تشغيل 5 أمبير من التيار على ترددمن 1000 هرتز لمدة 2 ثانية. إذا مقاومة تساوي أو أقل من 125 KOhm، ثم المضي قدما في التجربة لأن الكهربائي قادر على تقديم التحفيز العلاجي. إذا كانت مقاومة أكبر من 125 KOhm، والنظر في إزالة الحيوان من التجربة بسبب مقاومة القطب العالية قد اقتطاع الحالي إلى مستويات قد تكون شبه العلاجية. تشغيل الفئران من خلال واحدة أو دورتين وهمية لالتعود خلالها سوف تعلق على الكابل الكهربائي (ق) ولكن لا يتلقون أي علاج فعال. والاختبار وهمية القضاء على أي آثار سلوكية غير محددة. بعد انتهاء كل دورة وهمية على الفور، نقل الفئران إلى صناديق استثابي للدورة 2 ساعة يوميا من الرابع الميثامفيتامين الإدارة الذاتية. الفئران مكافحة التوازن إلى مجموعتين، والتحفيز الفعال وفوج صورية التحفيز بحيث تناول الأدوية خط الأساس لا يختلف بشكل كبير بين المجموعات. أداء جلسة DBS اليوميةالصورة على الفوج القوارض لمدة 5 أيام خلالها تلقي إما نشط تحفيز الدماغ الكهربائي أو لا التحفيز لمدة 3 ساعة اعتمادا على احالة جماعتهم. مباشرة بعد كل دورة DBS والجرذان النقل الى صناديق استثابي للدورة 2 ساعة يوميا من الرابع الميثامفيتامين الإدارة الذاتية. مراقبة الحيوانات بعناية خلال جزء على الأقل من كل دورة DBS للتأكد من أن التحفيز لا يسبب تغيرات واضحة في سلوك الحيوان. في حالة حدوث أي تصرفات غير طبيعية أثناء / بعد التحفيز، ورعاية لتوثيق هذه الملاحظات. ملاحظة: قد المؤلفون لم يلاحظ تغيرات سلوكية واضحة أو تغييرات في تناول الطعام / الماء خلال التجربة الموضحة في هذه المقالة. تغيير طول فترة العلاج DBS، والمعلمات الكهربائية، والوقت بين الدورة DBS والدورة استثابي حسب الحاجة تبعا لفرضية.

Representative Results

وبعد وضع قسطرة IV الوداجي وأقطاب DBS داخل الجمجمة والقوارض يمكن تدريب بنجاح لإدارة الذات IV الميثامفيتامين بعد فترة نقاهة قصيرة. ويبين الشكل 3 أن الفئران التي يكتسب وتتصاعد الميثامفيتامين الإدارة الذاتية بعد 2 أيام من وصول موسعة ل المخدرات بمتوسط ​​168 ± 12 دفعات في الدورة يوم 4. ثم يتم نقل الفئران لجدول زمني 2-ساعة يوميا من التدريب الإجرائي لسببين: 1) لمنع سمية الميثامفيتامين والتعديلات السلوكية الشديدة مع استمرار، والوصول لفترات طويلة و2) لتحديد معدل مستقر نسبيا من الاستجابة التي يمكن التلاعب بها من قبل مختلف التدخلات العلاجية. ويبين الشكل 4 أن متوسط ​​العدد الإجمالي للدفعات في كل دورة وصول قصيرة خلال الاسبوع الثاني هو 75 ± 8 ويختلف عموما بنسبة تقل عن 10٪ يوما بعد يوم. الشكل 5 يدل على أن الفئران جمعةالمرجع حافزا ارتفع إلى اتخاذ المخدرات كما يتضح من ظهور "التحميل الأمامي" نمط من السعرات يوم 6 من التدريب بالمقارنة مع اليوم 1. مرة واحدة هذا تطور، تتم المحافظة على أثر إلى حد كبير على مدى الدورات اللاحقة (لا تظهر البيانات) . ويبين الشكل 6 أن DBS الثنائي تسليمها في بيئة غير المخدرات أدى إلى انخفاض ملحوظ في استثابي IV الميثامفيتامين الإدارة الذاتية على ثلاثة من خمسة أيام مقارنة مع مجموعة صورية حفز. النواة المتكئة قذيفة والتوجيه لأن تورط معروف في السلوك المخدرات consummatory 8 باستخدام المجسم التالية تنسق نسبة إلى bregma (AP + 1.6، DV – 8.5 ± 2.4 ML). تم المعلمات التحفيز ومدة مبني على أساس الخبرة السابقة مع نشر DBS لعلاج المرض النفسي 8،20،21 لكن يمكن تعديلها تبعا للاحتياجات المجرب ل. أشرطة الخطأ معتدلة وليس كل يوم الجرميةأهمية CH تشير إلى مجموعة من الاستجابات التي يمكن أن ينظر إليها في تقييم السلوكية على الرغم من تأثير العلاج واضح. يمكن زيادة عدد الفئران في التجربة مساعدة تعويض عن هذه التقلبات الطبيعية. استخدمت 11 حيوانات في البداية لهذه التجربة. كان الموت الرحيم واحد حيوان لسوء التغذية بعد العملية، تم استبعاد حيوان واحد بسبب المضبوطات، واستبعاد الحيوان واحدة بسبب DBS القطب عطل يتركنا مع ما مجموعه 8 الحيوانات (N = 4 الشام؛ N = 4 النشط DBS). بشكل عام بدءا من حوالي 10-12 الفئران لكل تجربة سيسمح لإنجازه بنجاح. الشكل 1. البرمجة المرئية اللغة. يستخدم المحقق لغة البرمجة المرئية، كما في المثال هو موضح هنا، لتصميم البرنامج الذي يمكن أن يحقق تحفيز المخ لأنيما متعددة ليرة سورية في وقت واحد في المعايير التي أدخلها المستخدم. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 2. البصرية لوحة التحكم. قبل بدء التجربة، ويحدد المحقق التردد المطلوب، عرض النبض، والسعة على الجانب الأيسر من لوحة التحكم البصرية. هنا المعلمات التحفيز هي: شدة التيار 200 أمبير. عرض النبضة 61 مللي ثانية. تردد النبض 130 هرتز. مرة واحدة يبدأ التحفيز، يتم عرض الموجي لتسليم الحالي نشاطا على اليمين. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-الصفحة = "دائما"> الشكل 3. اكتساب IV الميثامفيتامين الإدارة الذاتية. مجموع استثابي الاستجابة وتم تحليل (360 دقيقة) البيانات باستخدام المتكررة تدابير ANOVA مع الدورة اليومية المحددة كمقياس المتكررة. كل التحليلات التي كانت p <اعتبرت 0.05 كبيرة. البيانات غير ± متوسط ​​الخطأ المعياري. مجموع ضخ الميثامفيتامين خلال جلسات استثابي-6 ساعات يوميا على مدى الأيام الأربعة الأولى من التدريب هواء فعال. + P <0.05 مقارنة مع الدورات 1 و 2. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الرقم 4.وقد تم تحليل البيانات صيانة IV الميثامفيتامين الإدارة الذاتية. مجموع استثابي الاستجابة (120 دقيقة) باستخدام المتكررة تدابير ANOVA مع الدورة اليومية المحددة كمقياس المتكررة. كل التحليلات التي كانت p <اعتبرت 0.05 كبيرة. البيانات غير ± متوسط ​​الخطأ المعياري. مجموع ضخ الميثامفيتامين خلال جلسات 2-ساعة استثابي اليومية خلال الأسبوع الثاني من التدريب هواء فعال، مما يدل استقرارا ولمكثفة سلوك تعاطي المخدرات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الرقم 5. تنمية الدافع لاتخاذ المخدرات. استثابي وقد بلغ المجيبة كل 15 دقيقة للساعة الأولى وحللت البيانات باستخدام المتكررة ليasures ANOVA مع كل رباعي 15 دقيقة محددة كمقياس المتكررة. كل التحليلات التي كانت p <اعتبرت 0.05 كبيرة. البيانات غير ± متوسط ​​الخطأ المعياري. A "التحميل الأمامي" نمط غير موجود في يوم 1 من التدريب الإجرائي ولكن يتطور في الأسبوع الثاني، مما يدل على أن الدافع القوي لأخذ الدواء. + P <0.05 مقارنة مع 30، 45، و 60 دقيقة، ++ P <0.05 مقارنة مع 45 و 60 دقيقة، +++ P <0.05 مقارنة ب 60 دقيقة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الرقم 6. DBS التأثيرات على الميثامفيتامين IV-إدارة الذات. مجموع استثابي الاستجابة في الساعة الأولى تم تحليل (60 دقيقة) البيانات باستخدام ANOVA مختلطة مع betweأون متغير يخضع للعلاج (DBS مقابل الشام) ومقياس المتكررة الدورة اليومية. كل التحليلات التي كانت p <اعتبرت 0.05 كبيرة. البيانات غير ± متوسط ​​الخطأ المعياري. الثنائي قبل الإجرائي التحفيز العميق للدماغ إلى خفض كبير في عدد من ضخ الميثامفيتامين خلال دقيقة 60 الأول من استثابي الاستجابة في أيام العلاج 3 و 4 و 7. + P <0.05 مقارنة مع مجموعة صورية والأساس الاستجابة. وردا عاد إلى مستويات خط الأساس بعد العلاج اليومية العضوية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

على الرغم من أن الآليات الدقيقة من التحفيز العميق للدماغ لا يميز تماما، فعالية DBS لكل من المحرك والاضطرابات النفسية قد تنجم عن تفاعل ديناميكي بين العلاج الكهربائي وأداء مختلف مناطق الدماغ تحت القشرية والقشرية بمرور الوقت 6،22-26. في حين أساليب غير الطارئة التسليم الميثامفيتامين القوارض موصوفة جيدا 27،28، وهذه الأساليب هي الأنسب لإجراء تحقيقات منفصلة من المخدرات والمؤثرات الدوائية الكيميائية العصبية 27-29. استثابي IV المخدرات الادارة الذاتية، من خلال دمج عنصر الدافع لمكافحة المخدرات هي مناسبة بشكل مثالي لدراسة كيفية العلاجات الكهربائية مثل DBS تتفاعل مع السلوكيات المرضية مع مرور الوقت. الإجراءات وصفنا تدرس آثار DBS في بيئة واحدة في استخدام الميتامفيتامين يتوقف في بيئة مختلفة.

هناك ثلاث خطوات أساسية في منطقتنا IV الميثامفيتامين administ الذاتيالتموينية نموذج: 1) الحث على سرعة اقتناء والتصعيد من تناول الأدوية خلال جلسات الوصول طويلة، 2) صيانة مستقر وارتفاع معدل تناول الأدوية أثناء جلسات الوصول قصيرة لاحقة و3) تطوير نمط التحميل الأمامي من تعاطي المخدرات. هذا النموذج يمكن أن يتحقق في 2-3 الاسبوع زمني مع 10-12 الفئران في التجربة، والتي هي مناسبة بشكل مثالي لاختبار آثار DBS نظرا لعمر يحتمل أن تكون محدودة من قبعات الرأس في القوارض باستخدام المنشطات النفسية على حد سواء فعالة من حيث التكلفة و. هذا الإجراء، مثل النماذج الأخرى التي تشتمل على فترة طويلة من وصول 19،30،31 يحاكي بشكل معقول بعض جوانب اضطرابات تعاطي المخدرات. فإنه يدل على حد سواء التصعيد الاستخدام والدافعية العالية للحصول على المخدرات مع جلسة مبكرة "المخدرات التحميل"، وهي جوانب مهمة من الاعتماد البشري مقابل استخدام الترفيهية 19،30. القوارض الذين لديهم التعرض الوصول طويلا لIV الميثامفيتامين أيضا إثبات العجز المعرفي 32، ردود مميزة للعلاج الدوائي 33، الدوائية والكيميائية العصبية تغيير 34 35 التي هي أكثر مماثلة على البشر الذين يعانون من اضطراب استخدام الميتامفيتامين مزمن من القوارض فقط مع التعرض الوصول القصير.

وبالمثل، هناك ثلاث خطوات أساسية في منطقتنا إجراءات التحفيز العميق للدماغ: 1) التعويد على البيئة DBS، بما في ذلك الاتصال حبل الرأس، واحد أو اثنين جلسات "وهمية"، 2) يوميا، والتسليم متقطعة من التحفيز الفعال باستخدام نظام تجاري، و3) DBS فصل ونقل لاحقا إلى الإعداد المخدرات. تم تصميم هذا النموذج لمحاكاة عملية العلاجات غير الغازية مثل TMS بدلا من ذلك من DBS المستمر التقليدي. مزروع بالكامل، ونظم DBS برمجة مثل تلك المستخدمة في اضطرابات الحركة المشتركة 3 أن يكون ممكنا بشكل هامشي في المرضى الذين يعانون من الاعتماد النفسي والمنشطة لعدة أسباب المذكورة أعلاه. Intermittenر استراتيجيات العلاج الكهربائية التي لا تنطوي على عملية جراحية عالية المخاطر والرعاية اللاحقة، مثل TMS، يمكن تكييفها على نحو أفضل لهذه الفئة من السكان المريض. والطرق التي وصفناها تسمح لمحققي لتطوير وصقل استراتيجيات العلاج التي يمكن تعديل السلوك المتعلقة بالمخدرات في حين يجري تسليمها خارج بيئة المخدرات في إطار زمني مقيدة. هناك أدلة تتراكم أن التنبيه الكهربائي داخل الجمجمة عابر التي على غرار العجز العصبية محددة 23 أو جنبا إلى جنب مع العلاج الدوائي النظامية 36 في أن تمارس طويلة الأمد آثار إيجابية على السلوكيات النفسية والمتعلقة بالمخدرات لعدة أسابيع بعد توقف العلاج.

احتياجات تقنية جراحية ممتازة الأولية والرعاية المستمرة من المواقع جراحية متعددة أثناء استخدام المخدرات الشديد هي القيود الرئيسية لهذه المنهجية. إذا إما قسطرة IV أو الأقطاب DBS تصبح غير التشغيلية و / أو المصابة، يجب على الفئرانالخروج من الدراسة. من الأفضل أن تعلم قسطرة الوريد والقطب داخل الجمجمة مواضع تحت تقنية معقمة صارمة من المحققين ذوي الخبرة قبل بدء هذه الإجراءات بشكل مستقل.

هذا الإجراء هو قابل للعديد من التعديلات والتحقيقات المستقبلية، بما في ذلك فحص: 1) معلمات بديلة التحفيز (على سبيل المثال، – التحفيز الموجي، عرض النبض، والتردد، والسعة)، 2) أهداف المخ العلاجية المحتملة الأخرى (على سبيل المثال، – النواة المتكئة. الأساسية، وسطي قشرة الفص الجبهي، الدماغ المتوسط، العنان)، 3) مختلف أنماط تسليم DBS (على سبيل المثال، – تسليم DBS يومي أو أسبوعي تسليم DBS، DBS على فترات مختلفة قبل دورات استثابي، DBS قبل الاستحواذ)، وربما الأكثر إثارة، 4) مجموعات من مدة قصيرة DBS وكلاء الأدوية التي تشبه التحفيز optogenetic مسارات انتقائية وممارسة دائمة التعديلات السلوكية 36.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Supported by the 2014-2015 Neurosurgery Research and Education Foundation (NREF) award and a 2014 Grant-In-Aid Award from Louisiana State University Shreveport School of Medicine (J.A.W.). We thank S. Harold and C.M. Keller for their invaluable technical assistance and teaching.

Materials

Rodent operant chambers Med Associates, Inc ENV-008CT Med Associates Inc. PO Box 319 St. Albans, Vermont 05478 USA Phone: (802) 527-2343
Kopf Small Animal Stereotaxic Instrument with Digital Display Console Kopf Instruments Model 940 Kopf Phone: 1-877-352-3275 Fax: 1-818-352-3275 Email: sales@kopfinstruments.net
Z-Series 3-DSP Bioamp Processor Tucker Davis Technologies RZ5D Tucker-Davis Technologies 11930 Research Circle Alachua, FL 32615 USA Ph: 386-462-9622 www.tdt.com
Z-Series 32-Channel Stimulator Tucker Davis Technologies IZ2-32 Software is accompanied by a manual that discusses how to program experiments using the OpenEx platform, which can be accessed here: http://www.tdt.com/files/manuals/OpenEx_User_Guide.pdf
48 Volt LI-ION Battery Pack for IZ2 Stimulator Tucker Davis Technologies LZ48-200
32-Channel Splitter Box for PZ5 Tucker Davis Technologies S-BOX_PZ5
OpenEx Ext Software Package for Multi-Channel Neural Recording Tucker Davis Technologies OpenEx
Platinum-iridium stimulating electrodes Plastics One Inc MS303/8-B/SPC ELECT PT 2C TW .005" Plastics One Inc P.O.Box 21465, S.W. Roanoke, VA 24018, PH 540-772-7950
2-channel cables between stimulator and commutator Plastics One Inc 305-441/2 W/ Spring
2-channel cables between commutator and electrode pedestal Plastics One Inc 305-305 W/ Spring
4-channel commutators Plastics One Inc SL2+2C and SL2+SC/SB
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Panenka, W. J., et al. Methamphetamine use: a comprehensive review of molecular, preclinical and clinical findings. Drug Alcohol Depend. 129, 167-179 (2013).
  2. United Nations Office on Drugs and Crime. . World Drug Report 2014. 14, (2014).
  3. Miocinovic, S., Somayajula, S., Chitnis, S., Vitek, J. L. History, applications, and mechanisms of deep brain stimulation. JAMA Neurol. 70, 163-171 (2013).
  4. Muller, U. J., et al. Deep brain stimulation of the nucleus accumbens for the treatment of addiction. Ann N Y Acad Sci. 1282, 119-128 (2013).
  5. Luigjes, J., et al. Deep brain stimulation in addiction: a review of potential brain targets. Mol Psychiatry. 17, 572-583 (2012).
  6. Pierce, R. C., Vassoler, F. M. Deep brain stimulation for the treatment of addiction: basic and clinical studies and potential mechanisms of action. Psychopharmacology (Berl). 229, 487-491 (2013).
  7. Yadid, G., Gispan, I., Lax, E. Lateral habenula deep brain stimulation for personalized treatment of drug addiction. Front Hum Neurosci. 7, 806 (2013).
  8. Wilden, J. A., et al. Reduced ethanol consumption by alcohol-preferring (P) rats following pharmacological silencing and deep brain stimulation of the nucleus accumbens shell. J Neurosurg. 120, 997-1005 (2014).
  9. Guercio, L. A., Schmidt, H. D., Pierce, R. C. Deep brain stimulation of the nucleus accumbens shell attenuates cue-induced reinstatement of both cocaine and sucrose seeking in rats. Behav Brain Res. 281, 125-130 (2015).
  10. Vassoler, F. M., et al. Deep brain stimulation of the nucleus accumbens shell attenuates cocaine priming-induced reinstatement of drug seeking in rats. J Neurosci. 28, 8735-8739 (2008).
  11. Friedman, A., et al. Electrical stimulation of the lateral habenula produces enduring inhibitory effect on cocaine seeking behavior. Neuropharmacology. 59, 452-459 (2010).
  12. Gorelick, D. A., Zangen, A., George, M. S. Transcranial magnetic stimulation in the treatment of substance addiction. Ann N Y Acad Sci. , (2014).
  13. Zangen, A. IS 44. Development and applications of deep rTMS in depression and addiction studies. Clin. Neurophysiol. 124, e53 (2013).
  14. Alba-Ferrara, L. M., Fernandez, F., de Erausquin, G. A. The Use of Neuromodulation in the Treatment of Cocaine Dependence. Addict Disord Their Treat. 13, 1-7 (2014).
  15. Alba-Ferrara, L., Fernandez, F., Salas, R., de Erausquin, G. A. Transcranial Magnetic Stimulation and Deep Brain Stimulation in the treatment of alcohol dependence. Addict Disord Their Treat. 13, 159-169 (2014).
  16. Amiaz, R., Levy, D., Vainiger, D., Grunhaus, L., Zangen, A. Repeated high-frequency transcranial magnetic stimulation over the dorsolateral prefrontal cortex reduces cigarette craving and consumption. Addiction. 104, 653-660 (2009).
  17. Levy, D., et al. Repeated electrical stimulation of reward-related brain regions affects cocaine but not ‘natural’ reinforcement. J Neurosci. 27, 14179-14189 (2007).
  18. McKetin, R., et al. Does methamphetamine use increase violent behaviour? Evidence from a prospective longitudinal study. Addiction. 109, 798-806 (2014).
  19. Ahmed, S. H., Koob, G. F. Transition from moderate to excessive drug intake: change in hedonic set point. Science. 282, 298-300 (1998).
  20. Hamani, C., et al. Antidepressant-like effects of medial prefrontal cortex deep brain stimulation in rats. Biol Psychiatry. 67, 117-124 (2010).
  21. Laver, B., Diwan, M., Nobrega, J. N., Hamani, C. Augmentative therapies do not potentiate the antidepressant-like effects of deep brain stimulation in rats. J Affect Disord. 161, 87-90 (2014).
  22. Pascoli, V., Turiault, M., Luscher, C. Reversal of cocaine-evoked synaptic potentiation resets drug-induced adaptive behaviour. Nature. 481, 71-75 (2012).
  23. Gazit, T., et al. Programmed deep brain stimulation synchronizes VTA gamma band field potential and alleviates depressive-like behavior in rats. Neuropharmacology. 91, 135-141 (2015).
  24. Mayberg, H. S., et al. Deep brain stimulation for treatment-resistant depression. Neuron. 45, 651-660 (2005).
  25. Heldmann, M., et al. Deep brain stimulation of nucleus accumbens region in alcoholism affects reward processing. PLoS One. 7, e36572 (2012).
  26. de Hemptinne, C., et al. Exaggerated phase-amplitude coupling in the primary motor cortex in Parkinson disease. Proc Natl Acad Sci U S A. 110, 4780-4785 (2013).
  27. Segal, D. S., Kuczenski, R., O’Neil, M. L., Melega, W. P., Cho, A. K. Escalating dose methamphetamine pretreatment alters the behavioral and neurochemical profiles associated with exposure to a high-dose methamphetamine binge. Neuropsychopharmacology. 28, 1730-1740 (2003).
  28. Kuczenski, R., Segal, D. S., Melega, W. P., Lacan, G., McCunney, S. J. Human methamphetamine pharmacokinetics simulated in the rat: behavioral and neurochemical effects of a 72-h binge. Neuropsychopharmacology. 34, 2430-2441 (2009).
  29. Kamei, H., et al. Repeated methamphetamine treatment impairs recognition memory through a failure of novelty-induced ERK1/2 activation in the prefrontal cortex of mice. Biol Psychiatry. 59, 75-84 (2006).
  30. Kitamura, O., Wee, S., Specio, S. E., Koob, G. F., Pulvirenti, L. Escalation of methamphetamine self-administration in rats: a dose-effect function. Psychopharmacology (Berl). 186, 48-53 (2006).
  31. Wee, S., Specio, S. E., Koob, G. F. Effects of dose and session duration on cocaine self-administration in rats. J Pharmacol Exp Ther. 320, 1134-1143 (2007).
  32. Rogers, J. L., De Santis, S., See, R. E. Extended methamphetamine self-administration enhances reinstatement of drug seeking and impairs novel object recognition in rats. Psychopharmacology (Berl). 199, 615-624 (2008).
  33. Kufahl, P. R., et al. Attenuation of methamphetamine seeking by the mGluR2/3 agonist LY379268 in rats with histories of restricted and escalated self-administration. Neuropharmacology. 66, 290-301 (2013).
  34. Hadamitzky, M., Markou, A., Kuczenski, R. Extended access to methamphetamine self-administration affects sensorimotor gating in rats. Behav Brain Res. 217, 386-390 (2011).
  35. Le Cozannet, R., Markou, A., Kuczenski, R. Extended-access, but not limited-access, methamphetamine self-administration induces behavioral and nucleus accumbens dopamine response changes in rats. Eur J Neurosci. 38, 3487-3495 (2013).
  36. Creed, M., Pascoli, V. J., Luscher, C. Addiction therapy. Refining deep brain stimulation to emulate optogenetic treatment of synaptic pathology. Science. 347, 659-664 (2015).

Tags

Deep Brain StimulationIntravenous Methamphetamine Self-administrationAddiction PsychiatryOperant ChambersDrug Use EnvironmentFixed Ratio ScheduleLever PressMethamphetamine InfusionTimeout PeriodStable Responding

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Batra, V., Guerin, G. F., Goeders, N. E., Wilden, J. A. A General Method for Evaluating Deep Brain Stimulation Effects on Intravenous Methamphetamine Self-Administration. J. Vis. Exp. (107), e53266, doi:10.3791/53266 (2016).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image