Mesurer les variations In Vivo des neurotransmetteurs extracellulaires pendant naturellement récompenser les comportements chez les femelles Hamsters syriens

La capacité de mesurer la libération des neurotransmetteurs chez les animaux de se comporter éveillé permet aux chercheurs de comportements spécifiques avec des modèles spatiaux et temporels de la neurotransmission, un outil puissant pour étudier les mécanismes et circuits qui sous-tend tous les deux un lien naturel et les comportements opérant en temps réel. Historiquement, microdialyse a été utilisée pour mesurer les substances électriquement réactifs et non réactifs dans le milieu extracellulaire du cerveau¹. Cette technique utilise un flux continu d’une solution aqueuse de composition ionique semblable au liquide extracellulaire, au moyen d’une sonde de microdialyse composée d’un petit arbre avec une pointe de membrane semi-perméable fibre creuse². Après l’insertion de la sonde, les neurotransmetteurs ou autres analytes d’intérêt peuvent traverser la membrane semi-perméable par diffusion passive avant sont recueillis à des intervalles pour une analyse ultérieure par chromatographie liquide à haute performance (HPLC), un chimie analytique technique communément utilisée pour séparer, identifier et quantifier les composants d’un mélange hétérogène de³.

Bien que la microdialyse est une technique sensible qui peut être utilisée pour mesurer pratiquement n’importe quelle analyte d’intérêt, la résolution temporelle est faible, avec des fréquences d’échantillonnage maximale de l’ordre de minutes à quelques dizaines de minutes^1,2. L’invention de la voltampérométrie cyclique de balayage rapide (FSCV), une technique qui s’appuie sur le potentiel d’oxydo-réduction des espèces électroactives, peut élucider près de concentrations instantanées de l’analyte d’intérêt dans le liquide extracellulaire. En bref (voir Robinson et al. ⁴ pour un examen approfondi), une électrode est appliquée pour soulever et abaisser la tension d’une manière vague triangulaire sur une échelle de temps rapide⁴. Lorsque la tension est dans la plage correcte, le composé d’intérêt est à plusieurs reprises oxydé et réduit. Cette oxydation et réduction se traduit par un mouvement d’électrons qui crée un petit courant alternatif. Analyse des taux aura lieu sur l’échelle de seconde avec l’oxydation et de réduction des composés qui se produisent en microsecondes. En soustrayant l’arrière-plan actuel créé par la sonde de courant qui en résulte, on peut générer une tension vs actuelle parcelle unique pour chaque composé. Étant donné que l’échelle de temps des oscillations tension est connue, ces données peuvent servir à calculer une parcelle du courant en fonction du temps. Ainsi, les concentrations relatives de ce composé peuvent être déterminées tant que le nombre d’électrons transférés dans chaque oxydation et la réaction de réduction est connue⁴.

Cette spécificité chimique et une haute résolution temporelle faire FSCV une technique puissante pour la détection de modification chimique concentration in vivo. Cependant, malgré ces multiples avantages, cette technique requiert une grande expertise technique et des équipements coûteux et le programme d’installation. En outre, nonelectroactive neurotransmetteurs (p. ex., glutamate) ne peuvent être mesurées à l’aide de cette technique. Heureusement, les progrès technologiques dans le domaine de l’électrochimie⁵, ainsi que la commercialisation de ces inventions, a introduit une approche relativement simple de mesurer non-polymères électroactifs neurotransmetteurs chez les animaux éveillés de comportement anormal sans compromettre la technique temporelle de précision-a connu comme la technologie des biocapteurs enzymatiques. Cette technique utilise la conversion enzymatique du neurotransmetteur nonelectroactive d’intérêt dans les deux substrats, dont une est électroactifs de peroxyde d’hydrogène qui est détecté comme un courant d’oxydation ampérométrique généré par un potentiel appliqué⁵ . Sondes de biocapteur disponible dans le commerce (voir Figure 1) mesurent sélectivement analytes d’intérêt en competitivement réduisant la contribution des interférences endogènes. Dans le cas de glutamate, la contribution de la commune interferent l’acide ascorbique (AA) est compétitif réduite au courant mesuré en localisant co oxydase AA sur la surface active enzymatique du capteur, conversion AA non-polymères électroactifs déhydroascorbate et l’eau. En outre, une couche de polymère chargée négativement Nafion présente sous la couche de l’enzyme exclut les composés anioniques endogènes.

Ce même montage expérimental de biocapteur peut mesurer électroactifs neurotransmetteurs comme FSCV, mais au lieu de cela, il emploie un enregistrement potentiel fixe⁶. Contrairement à la tension oscillante appliquée dans FSCV, dans un enregistrement potentiel fixe la tension est maintenue à l’oxydo-réduction potentielle pour l’analyte d’intérêt. Bien qu’il soit moins chimiquement sélectif que FSCV car plusieurs neurotransmetteurs peuvent avoir le même potentiel, de redox dans les zones cérébrales qui majoritairement incliner vers un neurotransmetteur, la nature de la clé de cette approche l’emporte sur l’absence de produit chimique spécificité.

La possibilité de mesurer des polymères électroactifs et nonelectroactive libération des neurotransmetteurs en temps quasi réel et liez-le à certains événements comportements fournit l’occasion d’examiner la libération des neurotransmetteurs convergentes. Ce manuscrit détaille l’utilisation de ce système d’interroger la neurotransmission de la dopamine et du glutamate en réponse à la récompense naturelle chez les hamsters se comporter éveillés. Le but du présent document est de détailler le processus de mesure de cette libération des neurotransmetteurs durant le comportement sexuel chez les hamsters femelles, dans le but de démontrer la faisabilité à l’examen des autres comportements et paradigmes expérimentaux.

Les hamsters sont un modèle idéal pour une utilisation dans les enregistrements électrochimiques
Historiquement, modèles de rat et de souris ont été utilisés dans l’étude du comportement sexuel. Ces espèces de rongeurs se livrer à une séquence de copulation dynamique, impliquant de nombreux comportements féminin invitation qui incluent hopping, s’élançant et oreille remuant pour attirer le mâle pour chasser et finalement monter la femelle⁷. Le montage par le mâle (avec ou sans pénétration vaginale) dure seulement quelques secondes, pendant laquelle la femelle s’engage dans sa posture de comportement sexuel (appelée lordose) également seulement pendant quelques secondes avant de reprendre les comportements de sollicitation active. Ce modèle de comportement, composé de niveaux élevés d’activité entrecoupées de courtes périodes d’immobilité, est problématique pour la mesure de la neurotransmission dans le comportement des animaux. Tout d’abord, on peut artefacts de mouvement dans les enregistrements ampérométrique non liés à l’activité neurale. Deuxièmement, la locomotion est associée à la libération de neurotransmetteurs particuliers dans certaines régions du cerveau. Par exemple, la libération de dopamine a été couplée à l’activité locomotrice dans le striatum dorsal et ventral^8,9, une constatation qui ont formé la base pour les mesures de la microdialyse de dopamine après psychostimulant administration,¹⁰. Parce que les comportements de sollicitation femelle typique MOSt rongeurs impliquent des niveaux élevés de l’activité locomotrice et sont représentés par la majeure partie d’un test de comportement sexuel de 10 minutes, ce qui rend difficile d’attribuer les changements dans la neurotransmission aux composantes du comportement sexuel explicites qui collectivement durent seulement minutes.

Pour analyser le profil neurochimique du comportement sexuel féminin, ce laboratoire chercha une espèce dans laquelle il y a une activité locomotrice minimale accompagnant le comportement sexuel. La séquence de copulation chez le hamster syrien (Mesocricetus auratus) est idéale pour les enregistrements neurochimiques en raison de l’absence de comportements de sollicitation généralement vu chez les rats et les souris¹¹. En conséquence, hamsters femelles vont entrer et pour gérer la posture de la lordose pour plus de 9 minutes sur 10 minutes essais session¹². Avec l’absence de mouvements locomoteurs étrangères par la femelle, en vivo électrochimiques enregistrements qui peuvent être associés aux éléments d’interactions sexuelles avec le mâle peuvent être obtenus.

Combats de copulation chez les hamsters
Après l’introduction d’un animal mâle stimulus dans la chambre d’essai, le mâle engagera au départ dans l’enquête d’ano-génitales (IA) de la femelle avant de monter le son (Figure 2A). Afin que le mâle à la monter, la femelle doit assumer une posture sexuelle réceptive appelée lordose, dans laquelle elle arches son dos et dévie vers sa queue, afin que le mâle de montage peut accéder du pénis dans son vagin. Le mâle va monter la femelle, étreignant son arrière-train avec deux pattes (Figure 2B) et commencer à chevauchement pour tenter de gagner l’intromission du pénis (Figure 2C). Le mâle va monter la femelle (sans insertion) ainsi qu’intromit un certain nombre de fois avant d’atteindre finalement l’éjaculation. Cette séquence de montures et intromissions conduisant à l’éjaculation est appelée un « bout de copulation ». Les hommes auront plusieurs épisodes copulateurs dans une seule session.