Un modèle de conflit des comportements de recherche de récompense chez les Rats mâles

Résumé

Ce modèle de conflit est utilisé pour mesurer l’atteinte du contrôle inhibiteur après exposition aux drogues, ou d’autres facteurs qui peuvent influencer le contrôle inhibiteur. Une stimulation sexuelle et un obstacle aversif sont présentés simultanément, ainsi les rats mâles ont vaincre l’obstacle pour approcher la récompense sexuelle.

Résumé

Le présent protocole décrit une tâche de nouveaux conflits comme un modèle de contrôle inhibiteur chez les rats. Dans ce modèle, un stimulus gratifiant naturel (stimulation sexuelle) qui représente une récompense de grande valeur et les stimulus aversif (pins), sont présentées simultanément. Les rats mâles doivent grimper ou sauter par-dessus l’obstacle plein d’épingles d’approcher et d’enquêter sur le partenaire sexuel. Si l’animal persiste dans leur comportement qui s’approche, quel que soit les stimulus aversif, il est considéré comme un comportement de recherche de la récompense inadaptés ou dangereux. La tâche du conflit permet l’évaluation du déficit en contrôle inhibiteur résultant de l’exposition aux victimes d’abus de drogues, comme la morphine, ou un événement stressant.

Le principal avantage de ce modèle est qu’il fournit un moyen simple et rapide pour découvrir le déficit du contrôle inhibiteur après exposition aux drogues opiacées ou autres événements stressants. En plus des opiacés, ce modèle comportemental serait également utile pour découvrir rapidement les déficits de contrôle inhibiteur induits par d’autres drogues toxicomanogènes. Toutefois, la limitation est que les performances des rats mâles peuvent être exercer des effets avec des tests répétés sous cette tâche de conflit. À l’avenir, on peut espérer que les individus présentant le phénotype compulsif des comportements de recherche de récompense après que exposition aux opiacés est identifiée basé sur la modification de ce modèle de conflit.

Introduction

La toxicomanie est une maladie cérébrale chronique qui se caractérise par la drogue impulsif et compulsif qui cherchent et prenant¹. Ces principales caractéristiques de la dépendance ont tous deux été hypothétiquement résultent de la capacité réduite de contrôle inhibiteur^2,3, c'est-à-dire défaillants en inhibant la poursuite immédiate de récompenser des stimuli et développant ainsi inadaptés modes de comportement⁴.

La tâche d’aller/non-go et signal d’arrêt sont les tâches prototypes servant à mesurer la capacité de réponse inhibition^2,5. Ces deux paradigmes expérimentaux d’évaluer sa capacité à réprimer les actes qui sont inappropriés, en comparant les rares réponses inhibitrices contre implicitement aller baseline^6,7. L’inhibition de la réponse affichée dans ces tâches s’est avérée être altérée chez les utilisateurs de cocaïne^8,9, opiomanes¹⁰et la nicotine utilisateurs¹¹. Un autre deux tâches — renversement d’apprentissage et de multiples tâches de série des temps de réaction de choix — également fournissent des mesures de réponse inhibition/inhibiteur contrôlent^12,13. Cependant, la plupart de ces paradigmes effectuées chez les rongeurs exige non seulement une formation à long terme afin que les sujets peuvent distinguer les exigences de réponse représentées par différents signaux, mais aussi les différences individuelles dans la vitesse d’apprentissage et d’effets d’apprentissage peuvent interférer avec les résultats du test inhibitrice subséquent¹¹.

Dans cet article, nous présentons une tâche de nouveaux conflits qui peut être utilisée pour mesurer l’atteinte du contrôle inhibiteur après exposition aux drogues toxicomanogènes. Dans cette tâche, un stimulus gratifiant naturel (stimulation sexuelle) qui représente une récompense de grande valeur¹⁴et les stimulus aversif (broches) disposant de rats mâles à conquérir, sont présentées simultanément. Les rats mâles doivent grimper ou sauter par-dessus l’obstacle plein d’épingles d’approcher et d’enquêter sur le partenaire sexuel. Si l’animal persiste dans son comportement qui s’approche, quel que soit les stimulus aversif, il est considéré comme un comportement de recherche de la récompense inadaptés ou dangereux. Une des justifications pour l’établissement de cette tâche est qu’elle est conceptuellement simple et ne place pas des exigences considérables sur les processus de l’exécutifs, comme le font d’autres tâches. Par rapport à d’autres tâches qui mesurent l’inhibition de la réponse, cette tâche de conflit est basée sur le comportement naturel et les rats ayant une fonction sexuelle normale et expérience sexuelle peut être testé directement sans un processus d’apprentissage. Une autre raison d’être, c’est qu’un conflit présenté dans cette tâche entre approchant la récompense et en évitant les stimuli AVERSIFS (ou le risque d’être piqués) peut avoir une validité mieux, comme il imite ce qui se passe dans les toxicomanes qui se placent souvent dans la même en conflit, mais poursuivre obstinément récompense médicament quel que soit le risque de conséquences négatives dans la vie réelle,¹⁵.

Par conséquent, l’application de ce modèle de conflit est un moyen rapide et sensible pour découvrir le déficit du contrôle inhibiteur après exposition aux drogues, ou d’autres facteurs qui peuvent influencer la capacité de contrôle inhibiteur, tels que le stress. Il fournit également une nouvelle stratégie comportementale pour l’étude des mécanismes neuronaux qui sous-tendent les déficits de contrôle inhibiteur. En outre, les autres modifications peuvent être ajoutées sur cette tâche. Par exemple, modifier le rapport coût/bénéfice en remplaçant le stimulus sexuel par la stimulation sociale peut révéler plusieurs significations comportementales.

Protocole

Cette étude est approuvée par l’International Review Board (IRB) de l’Institut de psychologie, Académie chinoise des Sciences, et toutes les expériences sont menées conformément au Guide des instituts nationaux de santé (U.S.A) pour les soins et Use of Laboratory Animals ( 2011).

1. les matériaux et le programme d’installation pour le modèle de conflit

1. Maison quatre rats par cage (50 cm long x 22,5 cm large x 30 cm de haut) dans les chambres de la colonie à température contrôlée (22-25 ° C) et un cycle de lumière/obscurité inversé 12 h/12 h (lampes allumées à 21:00) pendant au moins 10 jours.
   Remarque : Rats Sprague-Dawley mâles et femelles pesant 330-400 et 230 – 250 g au début des expériences, respectivement, ont été utilisés.
2. Effectuer tous les essais sous éclairage tamisé au cours de la période d’obscurité.
3. Utiliser les cartons opaques (37 cm x 26 cm large x 18 cm de hauteur) avec pin literie bois rasage pour transporter rats de cages maison à tester les chambres.
4. Poignée 3 min de chaque par jour pendant 5 jours avant de commencer les expériences des rats.
5. Préparer 120 mL de morphine pour l’expérience entière. Dissoudre le chlorhydrate de morphine à 0,9 % NaCl (sérum physiologique) à une concentration finale de 20 mg/mL. Conserver à température ambiante (RT).
6. Préparer 10 mL de la solution de pentobarbital sodique à la chirurgie. Dissoudre le pentobarbital sodium à 0,9 % NaCl à une concentration de 1 g/mL. Conserver à 4 ° C.
7. Préparer 10 mL de benzoate d’estradiol (EB) et 10 mL de la progestérone à induction artificielle de l’oestrus. Dissoudre le benzoate d’estradiol et de progestérone dans l’huile de sésame à une concentration de 0,125 mg/mL et de 5 mg/mL, respectivement.
   Remarque : Incuber la suspension de l’huile de EB ou de la progestérone dans un bain d’eau (55-60 ° C) pendant au moins 1 h et ensuite soigneusement le secouer. Veiller à ce que EB ou la progestérone se dissout complètement. Magasin à température ambiante.
8. Pour les essais risque de comportement recherche de la récompense, utiliser les chambres plein champ récompense-proximité en verre acrylique noir. À une extrémité de l’arène de plein champ (85 cm long x 35 cm large x 50 cm de hauteur) monter une cage de stimulus fil-écran (15 cm x 25 cm large x 25 cm de hauteur). Installer le jury avec des épingles sur le sol d’environ 20 cm devant la cage de stimulus.
   Remarque : Goupilles sont fixés sur les 34,5 cm long x planches larges de 13 cm (Figure 1). Les planches avec trois types de broches servent à leur tour pendant l’essai (tableau 2).

2. induction œstrus chez les femelles et accouplement de dépistage chez les hommes

1. Ovariectomie bilatérale chez les rats femelles
   Remarque : Les instruments chirurgicaux et autres articles utilisés en chirurgie sont stériles. Et la chirurgie est réalisée à l’aide d’une technique aseptique.
   1. Préparer les instruments chirurgicaux et des matériaux comme des scalpels, lames chirurgicales, pinces hémostatiques, pincettes, ciseaux ophtalmique, gaze, cotons-tiges, aiguilles à suture et soie sutures à l’avance, ainsi que 75 % d’alcool, iode, sodium pentobarbital, 0,9 % NaCl, sodium de la pénicilline.
   2. Par voie intrapéritonéale injecter pentobarbital sodium (55 mg/kg), en attente pour une anesthésie complète de rates. Les rats respirent en douceur et ne réagissent pas pour pincer la queue.
      Remarque : L’ovariectomie est effectuée uniquement lorsque le poids du rat femelle atteint au moins 240 g.
   3. Placez le rat femelle en position couchée, raser la fourrure sur le dos et désinfecter la peau exposée avec iodophore. Puis utiliser un scalpel pour pratiquer une incision verticale médiane (environ 2 cm de long) sur le dos (1 cm sous le bord de la cage thoracique).
   4. Tirer la peau vers le côté gauche, et blunt disséquer les tissus sous-cutanés avec une pince hémostatique pour exposer les muscles lombaires. Couper la couche musculaire (incision de 1 cm) dans la cavité abdominale, jusqu'à ce que le tissu adipeux est atteint.
   5. Retirez le tissu adipeux avec des pincettes tordues et localisez l’ovaire qui est un tissu de chair rose (environ 0,5 cm x 0,4 cm x 0,3 cm) entouré par le tissu adipeux avec la trompe de Fallope volubile sur la surface.
   6. Bloquer les trompes de Fallope avec une pince et ligaturer il, puis couper l’ovaire ainsi que le tissu adipeux environnant.
   7. Remettre le résiduel des trompes de Fallope et le tissu adipeux dans la cavité abdominale après s’être assuré aucun saignement et suture de la couche musculaire.
   8. Enlever l’ovaire, de l’autre côté de la même procédure et puis suture de l’incision cutanée.
   9. Placez le rat sur une couverture chauffée jusqu’au réveil et puis remettez-le dans la cage.
   10. Après au moins deux semaines de récupération, utilisez les rats femelles comme un outil pour l’accouplement de criblage et tests comportementaux.
       Remarque : Faites attention à l’état de la rat femelle après la chirurgie et approvisionnement de nourriture et eau adéquate. Garder les seule ovariectomisées logées pendant une semaine et puis la maison quatre par cage.
2. Induction de l’oestrus chez les rates ovariectomisées
   1. Gérer des rats femelles ovariectomisées tous trois fois (3 min/jour) avant de les utiliser pour l’accouplement de dépistage.
      1. Doucement ramasser un rat dans la boîte de transport avec la main gauche et le maintenir dans les bras pendant quelques secondes. Ensuite remettre le rat dans la boîte et répéter ces opérations pendant 3 min.
   2. Injecter par voie sous-cutanée benzoate d’estradiol (25 μg/rat) environ 48-52 h avant l’accouplement le dépistage ou le test de conflit.
   3. Injecter par voie sous-cutanée de progestérone (1 mg/rat) environ 4 à 6 h avant l’accouplement le dépistage ou le test de conflit.
      Remarque : Les hormones oestrogéniques sont injectées par voie sous-cutanée à l’arrière du cou. Puisqu’un cycle oestrus dure ~4\u20125 jours, les rats femelles sont utilisés une fois par semaine.
3. Dépistage des rats mâles pour l’accouplement de performance
   Remarque : Examen préalable soit mené sous faible lumière au cours de la période d’obscurité du cycle lumière/obscurité dans la chambre de logement.
   1. Placer un rat mâle individuellement dans le carton (60 cm x 50 cm large x 40 cm de hauteur) avec pin literie de rasage en bois et laisser s’habituer pendant 5 min.
   2. Introduire un rat femelle oestrus dans les comportements copulateurs mâles carton et moniteur (par des observateurs chevronnés).
   3. Mettre les rats retour à domicile cages après que rats mâles terminer leur première éjaculation dans les 30 minutes ou ne pas affichent l’intromission dans 15 min ou éjaculation dans les 30 minutes.
   4. Assigner les rats mâles qui passent l’examen préalable (succès éjaculation pendant trois jours consécutifs) au hasard dans les différents groupes (par exemple, les groupes traités saline et la morphine).

3. le traitement préalable chez les Rats mâles avant l’essai de conflit

1. Traitement de l’hyperphagie-comme la morphine
   Remarque : Des rats mâles sont injectées par voie intrapéritonéale avec du sérum physiologique ou de morphine envoyées dans une frénésie comme schéma¹⁴ (tableau 1).
   1. Peser les rats mâles et calculer le volume d’injection pour chaque rat basée sur le poids du corps (voir tableau 1).
   2. Préparer les seringues avec les solutions de morphine ou de sérum physiologique.
   3. Injecter un rat à la fois par voie intrapéritonéale et placez-le immédiatement doucement dans la cage (4 rats/cage).
   4. Après au moins 6 h, donner les rats mâles, la deuxième injection de la même manière.
2. Stress aigu
   Remarque : Pieds amortisseurs sont livrés avant chaque test de conflit dans quatre chambres identiques assemblés avec quatre générateurs de choc et contrôlé par un logiciel professionnel installé sur un ordinateur.
   1. Le jour de l’épreuve de conflit, prendre les rats mâles dans une autre pièce diffère du conflit test chambre.
   2. Mettre les rats mâles dans les alvéoles (30,5 cm x 25,4 cm de largeur x 30,5 cm de haut) à s’habituer pendant 1 min.
   3. Configurer le logiciel à l’avance. Le programme comprend les chocs de fièvre intermittente livrées dans les 10 min (0,5 mA x 0,5 s x 10 min ; moyenne de choc inter intervalle 40 s, gamme de 10 à 70 s).
   4. Entrez animal IDs et indiquez si vous voulez activer les générateurs de choc selon le regroupement (le groupe de choc et le groupe témoin). Appuyez sur le bouton Démarrer .
   5. Lorsque la procédure de stress est terminée, mettre les rats immédiatement à la salle de test de conflit dans des boîtes de transport ; un rat par boîte.

4. le Test de conflit

Remarque : L’essai est mené sous faible lumière au cours de la période d’obscurité du cycle lumière/obscurité dans la salle de test de conflit.

1. Le jour avant l’essai, mettre tous les rats à la salle d’essai de conflit et permettez-leur de s’habituer à la chambre de récompense-proximité de plein champ (sans aucune entrave, Figure 1) pendant 15 min.
2. Le jour du test, placez le rat mâle dans la chambre, ce qui permet une exploration libre pendant 10 min (dans les mêmes conditions que la veille de l’essai).
3. Placer un œstrus rat femelle dans la cage-stimulus comme une incitation et laisser le mâle approche standard librement et enquêter sur le rat encouragement pendant 5 min.
   Remarque : Le rat mâle est exposé au hasard à une femelle en œstrus et cette femelle n’est pas un rat familier.
4. Après 5 min-free approche, déplacer les sujets de sexe masculin de la relance-cage à l’autre extrémité de l’arène, placez un obstacle (une 14 cm de large planche épaisse avec des épingles) et puis démarrez le premier essai de l’essai.
   Remarque : Le niveau de difficulté des obstacles est varié entre les essais basés sur les types de broches et la hauteur du Conseil d’administration. Le système de classement est indiqué dans le tableau 2.
5. Déplacer le rat mâle de la relance-cage 15 – 20 s après chaque fois qu’elle surmonte l’obstacle.
6. Fin un procès si le sujet mâle grimpe ou saute par-dessus l’obstacle 3 fois moins de 4 min et immédiatement commencer le prochain procès avec l’augmentation de la difficulté de l’obstacle.
7. Si un sujet mâle surmonte l’obstacle à moins de trois fois moins de 4 min, mettre fin à l’essai et d’enregistrer les temps qu'il surmonte l’obstacle.
8. Ramener le rat mâle dans la cage et frottez la chambre plein champ avec 0,05 % d’acide acétique glacial.
9. Score chaque Brochant (ou approchant) selon le tableau 2. Utiliser la somme des scores pour tous les surmountings comme une note totale pour un sujet mâle dans ce test de conflit.

5. analyse statistique

1. Présenter les données en moyenne ± SEM ou points de données unique. Dans le cas où cette homogénéité de variance ou de la distribution normale des ensembles de données est remise en question, journal-transform les ensembles de données.
2. Analyser les effets d’un prétraitement de la morphine sur les comportements de recherche de récompense affichée les jours 7 et 17 de retrait (Wd7 et Wd17) à l’aide de tests t avec « prétraitement » comme un facteur inter-sujets (morphine par rapport à une solution saline, Figure 2).
3. Analyser les effets d’un prétraitement de la morphine sur les comportements de recherche de récompense après plusieurs tests à l’aide analyse de variance de répété-mesure (ANOVA) avec « délai d’attente » (Wd7 versus Wd14) comme le facteur intra-sujets et « prétraitement » (morphine versus saline) comme facteur inter-sujets.
4. En outre, utiliser de corrélation de Pearson pour analyser la corrélation entre les scores que sujets masculins acquis 7 et 14 jours d’abstinence (Wd7 et Wd14, Figure 3).
   Remarque : Après la conversion logarithmique des données originales, des analyses statistiques sont exécutées.
5. Analyser l’effet de stress aigu sur les comportements de recherche de récompense chez les rats naïfs à l’aide de t-test avec le stress comme facteur inter-sujets (choc / contrôle, Figure 4)

Résultats

Pour déterminer si ce modèle de conflit peut révéler inadaptés/les comportements de recherche de la récompense induit par les opiacés, les comportements de recherche de la récompense affichées par les groupes de solution saline et la morphine-prétraités ont été comparés par tests t après à court terme (Wd7) et à long terme (Wd17) retrait de morphine respectivement (Figure 2). Les résultats montrent que sur jour 7 et 17 jours de rétractation...

Discussion

Les déficits de contrôle inhibiteur causés par l’abus de drogues¹⁸ jouent un rôle clé dans la promotion de drogue compulsive cherchant/prise de comportements et de rechutent^19,20. Le modèle de conflit présenté ici propose une nouvelle approche pour étudier les changements dans le contrôle inhibiteur des individus exposés à des médicaments provoquant une dépendance.

Il y a plusieurs étapes crucia...

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetic acid	Beijing Tongguangjingxi Chemical company	CN No.81601	CH3COOH
Benzypenicillin sodium for Injection	Huabei Pharmaceutical	F7072109	C16H17N2NaO4S
Cotton swabs	Wan Xin, Shandong, China	8 cm
β-estradiol benzoate	SIGMA-ALDRICH	E8515-200MG	estradiol benzoate
Gauze	Wan Xin, Shandong, China	21s × 21s 110×100
Hemostatic forceps	Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd.
Morphine hydrochloride	Qinghai Pharmaceutical Co. Ltd	20100105	Morphine hydrochloride
Ophthalmic scissors	Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd.
Pentobarbital Sodium	Sigma		C11H17O3N2Na
Precision animal shocker	Coulbourn
Progesterone	SIGMA-ALDRICH	V900699-5G	progesterone
Sesama oil	Fengyi trading company ltd.		Sesama oil
Sodium chloride injection	HuaLu Pharmaceutical	H17092107	NaCl
Scalpels	Gillette	96797241
Surgical blades	Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co.,Ltd
Suture needles	Han Qin, Shanghai, China	Δ1/2 6×14
Silk sutures	Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co.,Ltd
Sprague-Dawley rats	Vital River Animal Center, Beijing, China	Sprague-Dawley	animal strain
Syringe	WeiGao Group Medical Polymer Co.Ltd	1 mL, 2 mL
Tweezers	Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd.