Nous tenons à remercier Leah McAleer pour son soutien dans la conduite de cette expérience et son aide dans la présentation par affiches à la Société pour la réunion de 2009 Neuroscience et cette production vidéo, de même que Mohamed Abdalla et Allison Ahrens. Nous apprécions également Rosie Maddox, Rachel Chavana, et Linda Ju pour leur aide dans la collecte de données et d&#39;analyses pour cette expérience. Ce projet a été soutenu par le NIH / NIDA Grant 3R01DA014640-05S1 (CLD), le Centre pour l&#39;alcool et de Waggoner recherche sur la toxicomanie Jones Fellowship et le NIH / NIAA Subvention de formation AA07471 (AAF). Chlorhydrate de cocaïne a été généreusement fourni par le NIDA inventaire des médicaments et des Approvisionnements et programme de contrôle.

*= Étapes les plus importantes <ol><li> Bien-traitées des rats Sprague-Dawley sont formés pour le levier de presse avec récompense alimentaire (45 boulettes mg de saccharose; Bio-Serv, Frenchtown, NJ). </li><li> Cathéters intraveineux * sont construits à partir de la canule en acier inoxydable (Plastics One, VA) et les tubes de Silastic. Les rats soumis à un cathétérisme jugulaire chirurgicale pour permettre l&#39;auto-administration de drogue. L&#39;anesthésie se composait d&#39;un mélange d&#39;oxygène (0,8 l / min; Airgas Sud-Ouest, Corpus Christi, TX) et l&#39;isoflurane (2,5-4%; AErrane, Baxter Healthcare, Deerfield, IL) délivré via un système de livraison de gaz (VetEquip, Inc, Pleasanton , CA). Après la chirurgie, la perméabilité des cathéters est maintenue par le quotidien rinçage avec 0,1 ml d&#39;une solution saline à 0,9%, l&#39;héparine et Timentin (antibiotique) solution. Gentamicine, un antibiotique topique, est appliquée à la calotte et l&#39;incision thoracique pour prévenir l&#39;infection. Toutes les interventions chirurgicales suivi les lignes directrices pour les chirurgies des animaux stériles. Chirurgie fournitures ont été autoclavés et instruments ont été stérilisés dans une solution chimique et chaud stérilisateur à billes. Cathéters implantés ont été rincés avec du méthanol, l&#39;eau et l&#39;air pendant la préparation et ensuite baigné dans une solution d&#39;éthanol à 70% le jour de la chirurgie. Les rats ont été préparés pour la chirurgie par le rasage de la tête et la poitrine suivi d&#39;application d&#39;une solution de bétadine. Après la chirurgie, les rats ont été suivis pendant plusieurs heures avant le début de retour à la colonie d&#39;animaux. </li><li> Cocaïne (inventaire des médicaments et des Approvisionnements et NIDA programme de lutte; RTI International, Research Triangle Park, NC) utilisée dans cette expérience a été dissous dans une solution saline isotonique (0,9%) dans les concentrations dose appropriée en fonction de poids des animaux. Des solutions de cocaïne ont été ensuite filtrée à travers 0,2 um filtres seringue stérile avant utilisation quotidienne. </li><li> * L&#39;appareil est construit sur deux chambres à levier unique opérant (28 x 22 x 21 cm) équipés de lumières de la maison et de relance et 3 jeux de photobeams (Associés Med, St. Albans, VT). Chambres sont réunies par une allée construite en plexiglas (21 x 25 x 25 cm). L&#39;allée se compose de deux murs noirs avec des bandes blanches et deux parois en métal, un top en plexiglas clair, et un plancher blanc plexiglas. Les deux chambres ont opérant grille en acier tige (4,8 mm) planchers amovibles installés sur le fond cage métallique. Signaux sensoriels sont placés dans les chambres opérant de créer unique, les environnements distincts. Les repères visuels consistent soit blanc ou noir feutre attaché à l&#39;avant et l&#39;arrière des murs et sur le dessus la cage. Les signaux olfactifs sont à base d&#39;huile senteurs (rose ou cannelle) saturer une boule de coton situé sous le plancher de la chambre de la tige. </li><li> La procédure expérimentale se déroule sur plusieurs jours, en commençant par des tests de préférence de base (2 jours), suivie par l&#39;auto-administration de drogue séances (8 ou 16 jours), et se terminant avec une préférence de place conditionnée (RPC) d&#39;essai (1 jour). </li><li> * Au cours de la préférence de base et les procédures d&#39;essai du RPC, les animaux ont accès à deux chambres opérant. Une caméra vidéo montée au-dessus de l&#39;appareil enregistre les entrées des rats et des sorties pour chaque chambre. Photobeams l&#39;intérieur des chambres de détecter des ruptures du faisceau qui sont utilisés comme un indice de l&#39;activité locomotrice. Pendant l&#39;auto-administration de drogue séances, les animaux sont limités à une seule chambre opérant tandis que la réponse de levier et l&#39;activité locomotrice (par exemple, casses photobeam) Les données sont enregistrées avec une Med Pentium 100 MHZ ordinateur équipé du logiciel PC-Med (Med Associates, Inc, St. Albans, Vermont). </li><li> Mesures de préférences de base sont collectées sur deux jours consécutifs. Pour commencer, le rat est placé dans l&#39;allée centrale avec accès à deux chambres opérant pour une période de 20 min. Immédiatement après le placement dans la chambre, la caméra vidéo, logiciel Med-PC et le programmateur sont activés simultanément. Les données de préférence de base sont évalués au cours de visionnage des enregistrements vidéo. </li><li> * Auto-administration de drogues séances commenceront le jour après l&#39;essai de référence dernière. Signaux sensoriels (par exemple, les revêtements de mur blanc ou en noir et senteurs de rose ou de cannelle) et un panneau de bloquer l&#39;accès à l&#39;allée centrale en plexiglas sont placés dans la chambre avant que l&#39;animal. Pour démarrer la session, l&#39;animal est placé dans la chambre tout en tube de la seringue de drogue montée est attaché à l&#39;entrée du cathéter de l&#39;animal. Après la fermeture de la porte de la chambre opérant, le programme Med-PC et temporisateur est démarré et l&#39;accès de la cocaïne est disponible pour 1 heure. Chaque résultat de réponse de levier dans la perfusion de 0,1 ml de cocaïne (0,75 mg / kg / inj) ou une solution saline. A la fin de chaque session d&#39;auto-administration chez le rat est déconnecté de la tubulure de la drogue, retirés de la chambre et placé dans la cage à la maison. </li><li> Le lendemain de la dernière session de l&#39;auto-administration, les animaux subissent une préférence de place conditionnée (RPC) de test. La procédure est la même que celle décrite pour les mesures de base (voir 7). </li><li> * Les données d&#39;évaluation: Un expérimentateur aveugle à des travaux de groupe détermine le montant desmoment où les animaux passent dans chaque compartiment en visionnant la bande vidéo afin d&#39;évaluer les entrées et sorties entre les compartiments pour une période de 15 min (début 5 min après le placement au sein de l&#39;appareil). La même procédure est utilisée pour déterminer la préférence de base et les résultats des tests du RPC. </li><li> * Analyse des données: Les différences entre les mesures de référence et de post-conditionnement des scores du RPC sont utilisées pour déterminer la drogue conditionné effets. Différence des scores sont calculés en soustrayant la quantité de temps passé dans le compartiment salin jumelé de la quantité de temps passé dans le compartiment de drogue jumelé au cours du test du RPC (nombre de secondes dans la drogue jumelé compartiment) - (Nombre de secondes à la Saline appariés compartiment). Les analyses statistiques sur le score change différence de base à des sessions de test peut être effectué pour déterminer les effets du conditionnement des médicaments. </li></ol> Les scores du RPC peut aussi être exprimée en Différence scores en pourcentage (%) du RPC. Dans la présente étude, le RPC% Score différence a été calculée d&#39;abord par la détermination de la pour cent du temps passé dans chaque chambre opérant en utilisant la formule: (Temps de drogues (ou de sérum physiologique) Chambre / Temps total dans chaque chambre) * 100 =% préférence de place conditionnée (RPC). Le pourcentage des scores de a été déterminé par la formule: (Drug-jumelé%) - (Saline-jumelé%) = RPC% Score Différence. <img src="/files/ftp_upload/1998/1998fig1.jpg" alt="Figure 1" /> Figure 1. Relation entre la consommation de cocaïne et de préférence de place conditionnée analyses de corrélation de Pearson a déterminé une corrélation positive significative entre Total des réponses levier cocaïne renforcé et le RPC% Score différence pour les animaux qui s&#39;étaient auto-administré de la cocaïne pendant huit séances (par exemple, le groupe à long terme;. P &lt;0,05), mais pas pour les animaux dans le groupe à court terme (par exemple, 4 séances de cocaïne). Ouvrez les diamants représentent des points de données pour la cocaïne à long terme (n = 9) et les cercles pleins représentent la cocaïne à court terme (n = 8) groupes. Best-fit lignes sont en pointillés pour les long-terme, et solide pour les points de données à court terme.

<ol>
	<li>Sanchis-Segura, C., Spanagel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+assessment+of+drug+reinforcement+and+addictive+features+in+rodents:+an+overview.">Behavioural assessment of drug reinforcement and addictive features in rodents: an overview.</a> Addict Biol. 11 (1), 2-2 (2006).</li><li>Tzschentke, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+reward+with+the+conditioned+place+preference+(CPP)+paradigm:+update+of+the+last+decade.">Measuring reward with the conditioned place preference (CPP) paradigm: update of the last decade.</a> Addict Biol. 12 (3-4), 227-227 (2007).</li><li>Koob, G. F., Bloom, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Psychopharmacology: the fourth generation of progress. , 759-759 (1995).</li><li>Bardo, M. T., Bevins, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditioned+place+preference:+what+does+it+add+to+our+preclinical+understanding+of+drug+reward.">Conditioned place preference: what does it add to our preclinical understanding of drug reward.</a> Psychopharmacology (Berl). 153 (1), 31-31 (2000).</li><li>Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-administration+of+drugs+in+animals+and+humans+as+a+model+and+an+investigative+tool.">Self-administration of drugs in animals and humans as a model and an investigative tool.</a> Addiction. 102 (12), 1863-1863 (2007).</li><li>Stefanski, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+versus+passive+cocaine+administration:+differences+in+the+neuroadaptive+changes+in+the+brain+dopaminergic+system.">Active versus passive cocaine administration: differences in the neuroadaptive changes in the brain dopaminergic system.</a> Brain Res. 1157, 1-1 (2007).</li><li>Miguens, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+cocaine-induced+modulation+of+glutamate+and+dopamine+transporters+after+contingent+and+non-contingent+administration.">Differential cocaine-induced modulation of glutamate and dopamine transporters after contingent and non-contingent administration.</a> Neuropharmacology. 55 (5), 771-771 (2008).</li><li>Palamarchouk, V., Smagin, G., Goeders, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-administered+and+passive+cocaine+infusions+produce+different+effects+on+corticosterone+concentrations+in+the+medial+prefrontal+cortex+(MPC)+of+rats.">Self-administered and passive cocaine infusions produce different effects on corticosterone concentrations in the medial prefrontal cortex (MPC) of rats.</a> Pharmacol Biochem Behav. 94 (1), 163-163 (2009).</li><li>Ciano, P. D. i., Blaha, C. D., Phillips, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conditioned+changes+in+dopamine+oxidation+currents+in+the+nucleus+accumbens+of+rats+by+stimuli+paired+with+self-administration+or+yoked-administration+of+d-amphetamine.">Conditioned changes in dopamine oxidation currents in the nucleus accumbens of rats by stimuli paired with self-administration or yoked-administration of d-amphetamine.</a> Eur J Neurosci. 10 (3), 1121-1121 (1998).</li><li>Twining, R. C., Bolan, M., Grigson, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yoked+delivery+of+cocaine+is+aversive+and+protects+against+the+motivation+for+drug+in+rats.">Yoked delivery of cocaine is aversive and protects against the motivation for drug in rats.</a> Behav Neurosci. 123 (4), 913-913 (2009).</li><li>Moolten, M., Kornetsky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oral+self-administration+of+ethanol+and+not+experimenter-administered+ethanol+facilitates+rewarding+electrical+brain+stimulation.">Oral self-administration of ethanol and not experimenter-administered ethanol facilitates rewarding electrical brain stimulation.</a> Alcohol. 7 (3), 221-221 (1990).</li><li>Schindler, C. W., Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Second-order+schedules+of+drug+self-administration+in+animals.">Second-order schedules of drug self-administration in animals.</a> Psychopharmacology (Berl). 163 (3-4), 327-327 (2002).</li><li>O'Dell, L. E., Khroyan, T. V., Neisewander, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dose-dependent+characterization+of+the+rewarding+and+stimulant+properties+of+cocaine+following+intraperitoneal+and+intravenous+administration+in+rats.">Dose-dependent characterization of the rewarding and stimulant properties of cocaine following intraperitoneal and intravenous administration in rats.</a> Psychopharmacology (Berl). 123 (2), 144-144 (1996).</li><li>Liu, Y., Roberts, D. C., Morgan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitization+of+the+reinforcing+effects+of+self-administered+cocaine+in+rats:+effects+of+dose+and+intravenous+injection+speed.">Sensitization of the reinforcing effects of self-administered cocaine in rats: effects of dose and intravenous injection speed.</a> Eur J Neurosci. 22 (1), 195-195 (2005).</li></ol>

Opérant par voie intraveineuse de drogue conditionné procédures d&#39;auto-administration et le lieu sont des modèles fiables et valides pour l&#39;étude des bases neurobiologiques de la dépendance à la drogue et la toxicomanie 1 2 3. Les deux méthodes sont largement utilisées dans la recherche préclinique abus de drogues et sont capables de mesurer les propriétés de renforcement de la drogue abusé 4. Toutefois, les deux méthodes ont des défauts que le nouvel appareil et la méthode présentée ici améliore 5. Un inconvénient important de procédures RPC traditionnel est le mode non-contingent de l&#39;administration du médicament. Ce mode de consommation de drogue a différentes conséquences comportementales et neurochimiques de l&#39;auto-administration 6 7 8 9 10 11, et n&#39;est pas compatible avec la prise de drogue humaine expériences. En outre, contrairement médicaments auto-administration des procédures, de paradigmes du RPC sont incapables de mesurer des changements progressifs dans la motivation de drogue, comme en témoigne la prise de médicaments a augmenté; un tournant putatifs dans le passage de l&#39;usage de drogues récréatives à la toxicomanie incontrôlable. Toutefois, l&#39;auto-administration de drogue comportement a des limites d&#39;interprétation ainsi. Par exemple, les taux de réponse sont souvent utilisés pour en déduire la valeur de récompense, mais peut être directement influencée par les effets de la drogue motrices auto-administré, indépendamment des effets de la motivation du médicament. En outre, le nombre de médicaments renforcé les réponses peuvent également être influencée par la présence ou l&#39;absence de médicaments associées à la perfusion des stimuli 12. La cocaïne est connue pour être facilement auto-administré par les rats et produire robustes préférences de place conditionnée à une variété de doses et voies d&#39;administration 2 13 14. Les résultats de l&#39;étude actuelle de soutien des rapports précédents de modèles de renfort de drogue. En outre, une relation positive significative entre les réponses levier de la cocaïne renforcé et les scores du RPC a été déterminé dans le long, mais pas le groupe de la cocaïne à court terme. Ces résultats suggèrent que le conditionnement place et l&#39;auto-administration ne sont pas nécessairement isomorphes mesures de récompense. Par exemple, il est concevable que RPC après exposition à la cocaïne à court terme reflète aiguë propriétés de renforcement habituellement observés avec l&#39;usage de drogues récréatives initiaux. D&#39;autre part, chez les rats avec une expérience de plus de la cocaïne, l&#39;escalade de la cocaïne apport en correspondance avec des niveaux croissants de renforcement conditionné peuvent indiquer des changements progressifs dans la sensibilité au médicament ou amélioré les effets des médicaments enrichissante dans certaines populations. Cette méthode a une utilité en vedette au-delà de l&#39;évaluation des effets de renforcement positif des drogues. Par exemple, les effets aversifs de la drogue n&#39;est pas présent lors de l&#39;usage de drogues initiale peut émerger avec l&#39;exposition au médicament prolongée (par exemple, les aversions de place conditionnée, ou CPA) et serait détectable en utilisant cette technique. Autres utilisations comprennent le potentiel de l&#39;écran pour les sous-populations les plus sensibles à la cocaïne-cue apprentissage associatif, pour évaluer l&#39;expérience médiée par des changements dans les comportements motivés cocaïne, et de détecter durables drogue conditionnée effets pendant l&#39;abstinence de drogues et / ou la réintégration indicé. En conclusion, cet appareil et son approche est temps et plus rentable, peut être utilisée pour examiner un large éventail de sujets liés à la toxicomanie, et fournit plus de flexibilité dans la conception expérimentale que le RPC ou de l&#39;auto-administration de méthodes.

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		<div>
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		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Operant Conditioning Behavior (Drug Self-administration) Test Package for Rat</td>
<td>&nbsp;</td>
<td><a href="http://www.med-associates.com/">Med Associates, Inc</a></td>
<td>MED-008-CT-B1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Infrared Source and Detector (Photobeams)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td><a href="http://www.med-associates.com/">Med Associates, Inc</a></td>
<td>ENV-253SD ENV-253</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Med PC Software</td>
<td>&nbsp;</td>
<td><a href="http://www.med-associates.com/">Med Associates, Inc</a></td>
<td>SOF-735</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Single speed syringe pump</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Razel Scientific Instruments</td>
<td>Model R-E</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>45 mg sucrose pellets</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Bio-Serv</td>
<td>F0042</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Catheter cannula</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Plastics One</td>
<td>C313G-5UP</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Cocaine</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>RTI International</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

novel apparatus and method for drug reinforcement

Les modèles animaux de renfort se sont avérées utiles pour la compréhension des mécanismes neurobiologiques de la toxicomanie. Opérant de médicaments auto-administration et de préférence de place conditionnée (RPC) des procédures sont expansive utilisée dans la recherche animale pour modéliser les diverses composantes de renforcement de drogue, la consommation et la dépendance chez l&#39;homme. Pour cette étude, nous avons utilisé une nouvelle approche pour étudier le renforcement de drogue chez des rats en combinant traditionnelle du RPC et de l&#39;auto-administration des méthodologies. Nous avons réuni un appareil utilisant deux chambres opérant Med agrégé, les stimuli sensoriels et une zone de plexiglas construite neutre. Ces modifications ont permis à nos expériences pour englober les aspects motivationnels de la prise du médicament par l&#39;auto-administration et sans drogue évaluation de la force de conditionnement de médicaments / cue avec le test du RPC. Dans nos expériences, les rats auto-administré de la cocaïne (0,75 mg / kg / inj, iv) au cours soit quatre (par exemple, le «court terme») ou huit (par exemple, le «long terme») alternant séances d&#39;une journée dans un l&#39;environnement opérant contenant distinctifs indices sensoriels (par exemple, olfactives et visuelles). Les jours de remplacement, dans l&#39;autre (différemment indicé) environnement opérant, solution saline a été disponible pour l&#39;auto-perfusion (0,1 ml, iv). Vingt-quatre heures après la dernière session self-administration/cue-pairing, un test du RPC a été menée. Conformément aux conclusions de type RPC, il y avait une préférence marquée pour la chambre associée à la cocaïne auto-administration. En outre, les animaux subissant l&#39;expérience à long terme, une corrélation positive significative entre la magnitude du RPC et le nombre de réponses levier de cocaïne renforcée. En conclusion, cet appareil et son approche est temps et plus rentable, peut être utilisée pour examiner un large éventail de sujets liés à la toxicomanie, et fournit plus de flexibilité dans la conception expérimentale que le RPC ou de l&#39;auto-administration de méthodes.

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Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

Opérant de médicaments auto-administration et de préférence de place conditionnée (RPC) des procédures sont expansive utilisé en recherche pour le modèle diverses composantes de renforcement de drogue, la consommation et la dépendance chez l&#39;homme. Dans ce rapport, nous avons combiné des méthodes traditionnelles de RPC et de l&#39;auto-administration que d&#39;une nouvelle approche pour étudier le renforcement de drogue et la toxicomanie chez les rats.

Appareil et méthode pour Novel Drug Renforcement

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction.  Operant drug ...

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19.0K vues.  University of Texas at Austin. Opérant de médicaments auto-administration et de préférence de place conditionnée (RPC) des procédures sont expansive utilisé en recherche pour le modèle diverses composantes de renforcement de drogue, la consommation et la dépendance chez l'homme. Dans ce rapport, nous avons combiné des méthodes traditionnelles de RPC et de l'auto-administration que d'une nouvelle approche pour étudier le renforcement de drogue et la toxicomanie chez les rats.

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A Novel Method for Assessing Proximal and Distal Forelimb Function in the Rat: the Irvine, Beatties and Bresnahan (IBB) Forelimb Scale

Several experimental models of cervical spinal cord injury (SCI) have been developed recently to assess the consequences of damage to this level of the spinal cord (Pearse et al., 2005, Gensel et al., 2006, Anderson et al., 2009), as the majority of human SCI occur here (Young, 2010; www.sci-info-pages.com). Behavioral deficits include loss of forelimb function due to damage to the white matter affecting both descending motor and ascending sensory systems, and to the gray matter containing the segmental circuitry for processing sensory input and motor output for the forelimb. Additionally, a key priority for human patients with cervical SCI is restoration of hand/arm function (Anderson, 2004). Thus, outcome measures that assess both proximal and distal forelimb function are needed. Although there are several behavioral assays that are sensitive to different aspects of forelimb recovery in experimental models of cervical SCI (Girgis et al., 2007, Gensel et al., 2006, Ballerman et al., 2001, Metz and Whishaw, 2000, Bertelli and Mira, 1993, Montoya et al., 1991, Whishaw and Pellis, 1990), few techniques provide detailed information on the recovery of fine motor control and digit movement.
The current measurement technique, the Irvine, Beatties and Bresnahan forelimb scale (IBB), can detect recovery of both proximal and distal forelimb function including digit movements during a naturally occurring behavior that does not require extensive training or deprivation to enhance motivation. The IBB was generated by observing recovery after a unilateral C6 SCI, and involves video recording of animals eating two differently shaped cereals (spherical and doughnut) of a consistent size. These videos were then used to assess features of forelimb use, such as joint position, object support, digit movement and grasping technique.
The IBB, like other forelimb behavioral tasks, shows a consistent pattern of recovery that is sensitive to injury severity. Furthermore, the IBB scale could be used to assess recovery following other types of injury that impact normal forelimb function.

A Novel Method for Assessing Proximal and Distal Forelimb Function in the Rat: the Irvine, Beatties and Bresnahan IBB Forelimb Scale

Here we will describe a rodent behavioral assay that can detect recovery of both proximal and distal forelimb function including digit movements during a naturally occurring behavior that does not require extensive training or deprivation to enhance motivation.

Une nouvelle méthode pour évaluer la fonction forelimb proximales et distales chez le rat: l&#39;Irvine, Beatties et Bresnahan (IBB) Echelle forelimb

Several experimental models of cervical spinal cord injury (SCI) have been developed recently to assess the consequences of damage to this level of the ...

Recherche

Neurosciences

A Novel Method of Drug Administration to Multiple Zebrafish (Danio rerio) and the Quantification of Withdrawal

Anxiety testing in zebrafish is often studied in combination with the application of pharmacological substances. In these studies, fish are routinely netted and transported between home aquaria and dosing tanks. In order to enhance the ease of compound administration, a novel method for transferring fish between tanks for drug administration was developed. Inserts that are designed for spawning were used to transfer groups of fish into the drug solution, allowing accurate dosing of all fish in the group. This increases the precision and efficiency of dosing, which becomes very important in long schedules of repeated drug administration. We implemented this procedure for use in a study examining the behavior of zebrafish in the light/dark test after administering ethanol with differing 21 day schedules. In fish exposed to daily-moderate amounts of alcohol there was a significant difference in location preference after 2 days of withdrawal when compared to the control group. However, a significant difference in location preference in a group exposed to weekly-binge administration was not observed. 
This protocol can be generalized for use with all types of compounds that are water-soluble and may be used in any situation when the behavior of fish during or after long schedules of drug administration is being examined. The light/dark test is also a valuable method of assessing withdrawal-induced changes in anxiety.

A Novel Method of Drug Administration to Multiple Zebrafish Danio rerio and the Quantification of Withdrawal

A novel method for reducing variability when exposing fish to drugs is explained. Fish exposed to various patterns of ethanol exposure were found to have altered anxiety levels during withdrawal in a light/dark scototaxic assay.

Une nouvelle méthode de Drug Administration à la sclérose en poisson zèbre (<em&gt; Danio rerio</em&gt;) Et la quantification de retrait

Anxiety testing in zebrafish is often studied in combination with the application of pharmacological substances. In these studies, fish are routinely ...

Assessment of Neuronal Viability Using Fluorescein Diacetate-Propidium Iodide Double Staining in Cerebellar Granule Neuron Culture

Primary cultured Cerebellar Granule Neurons (CGNs) have been widely used as an in vitro model in neuroscience and neuropharmacology research. However, the co-existence of glial cells and neurons in CGN culture might lead to biases in the accurate assessment of neuronal viability. Fluorescein diacetate (FDA) and Propidium Iodide (PI) double staining has been used to measure cell viability by simultaneously evaluating the viable and dead cells. We used FDA-PI double staining to improve the sensitivities of the colorimetric assays and to evaluate neuronal viability in CGNs. Furthermore, we added blue fluorescent DNA stains (e.g., Hoechst) to improve the accuracy. This protocol describes how to improve the accuracy of assessment of neuronal viability by using these methods in CGN culture. Using this protocol, the number of glial cells can be excluded by using fluorescence microscopy. A similar strategy can be applied to distinguish the unwanted glial cells from neurons in various mixed cell cultures, such as primary cortical culture and hippocampal culture.

This protocol describes how to accurately measure neuronal viability using Fluorescein diacetate (FDA) and Propidium Iodide (PI) double staining in cultured cerebellar granule neurons, a primary neuronal culture used as an in vitro model in neuroscience and neuropharmacology research.

Évaluation de la viabilité neuronale à l&#39;aide de diacétate de fluorescéine-iodure de propidium Double coloration dans la culture du neurone de granulé céréalier

Primary cultured Cerebellar Granule Neurons (CGNs) have been widely used as an in vitro model in neuroscience and neuropharmacology research. However, the ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

Enregistrement d&#39;EEG dans des rats néonatals à déplacement libre à l&#39;aide d&#39;une nouvelle méthode

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory machinery, such as in patients experiencing peripheral neuropathy or injury-induced sensitization, are not well characterized. The genetically tractable Drosophila model has been used to study the cells and genes required for noxious heat detection, which has yielded multiple conserved genes of interest. Little is known however about the cells and receptors important for noxious cold sensing. Although, Drosophila does not survive prolonged exposure to cold temperatures (&#8804;10 &#186;C), and will avoid cool, preferring warmer temperatures in behavioral preference assays, how they sense and possibly avoid noxious cold stimuli has only recently been investigated.
Here we describe and characterize the first noxious cold (&#8804;10 &#186;C) behavioral assay in Drosophila. Using this tool and assay, we show an investigator how to qualitatively and quantitatively assess cold nociceptive behaviors. This can be done under normal/healthy culture conditions, or presumably in the context of disease, injury or sensitization. Further, this assay can be applied to larvae selected for desired genotypes, which might impact thermosensation, pain, or nociceptive sensitization. Given that pain is a highly conserved process, using this assay to further study&#160;thermal nociception will likely glean important understanding of pain processes in other species, including vertebrates.

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Here we demonstrate a novel assay to study cold nociception in Drosophila larvae. This assay utilizes a custom-built Peltier probe capable of applying a focal noxious cold stimulus and results in quantifiable cold-specific behaviors. This technique will allow further cellular and molecular dissection of cold nociception.

Nouveau test pour froid dans nociception<em&gt; drosophile</em&gt; larves

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic Brain Injury (mTBI). The mechanisms responsible for its complex pathological changes remain largely elusive, despite a recent consensus to define the neuropathological criteria. Here, we describe a novel method to develop a model of CTE in Drosophila melanogaster&#160;(Drosophila&#160;)&#160;in an attempt to identify the key genes and pathways that lead to the characteristic hyperphosphorylated tau accumulation and neuronal death in the brain. Adjustable-strength impacts to inflict mild closed injury are delivered directly to the fly head, subjecting the head to rapid acceleration and deceleration. Our method eliminates the potential problems inherent with other Drosophila mTBI models (e.g.,animal death might be induced by damage to other parts of the body or to internal organs). The less labor- and cost-intensive animal care, short life span, and extensive genetic tools make the fruit fly ideal to study CTE pathogenesis and make it possible to perform large-scale, genome-wide forward genetic and pharmacological screens. We anticipate that the ongoing characterization of the model will generate important mechanistic insights on disease prevention and therapeutic approaches.

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Here, we describe a new approach to inflict closed-head traumatic brain injury in Drosophila melanogaster. Our method has the advantage of directly delivering repetitive impacts with adjustable strength to the head alone. Further exploration of the invertebrate system will help to illuminate the pathogenesis of chronic traumatic encephalopathy.

Une nouvelle méthode pour modéliser l&#39;encéphalopathie traumatique chronique dans<em&gt; Drosophila</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...

Assay Development for High Content Quantification of Sod1 Mutant Protein Aggregate Formation in Living Cells

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that can be caused by inherited mutations in the gene encoding copper-zinc superoxide dismutase 1 (SOD1). The structural instability of SOD1 and the detection of SOD1-positive inclusions in familial-ALS patients supports a potential causal role for misfolded and/or aggregated SOD1 in ALS pathology. In this study, we describe the development of a cell-based assay designed to quantify the dynamics of SOD1 aggregation in living cells by high content screening approaches. Using lentiviral vectors, we generated stable cell lines expressing wild-type and mutant A4V SOD1 tagged with yellow fluorescent protein and found that both proteins were expressed in the cytosol without any sign of aggregation. Interestingly, only SOD1 A4V stably expressed in HEK-293, but not in U2OS or SH-SY5Y cell lines, formed aggregates upon proteasome inhibitor treatment. We show that it is possible to quantify aggregation based on dose-response analysis of various proteasome inhibitors, and to track aggregate-formation kinetics by time-lapse microscopy. Our approach introduces the possibility of quantifying the effect of ALS mutations on the role of SOD1 in aggregate formation as well as screening for small molecules that prevent SOD1 A4V aggregation.

We describe a method to quantify the aggregation of misfolded proteins. Our protocol details lentiviral induced stable cell line generation, automated confocal imaging, and image analysis of protein aggregates. As an illustrative application, we studied the effect of small molecules in promoting SOD1 aggregation in a time- and dose-dependent manner.

Développement de dosage pour une Quantification contenue élevée de Formation globale de protéine mutante Sod1 dans les cellules vivantes

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that can be caused by inherited mutations in the gene encoding copper-zinc ...

Implantation of Chronic Silicon Probes and Recording of Hippocampal Place Cells in an Enriched Treadmill Apparatus

An important requisite for understanding brain function is the identification of behavior and cell activity correlates. Silicon probes are advanced electrodes for large-scale electrophysiological recording of neuronal activity, but the procedures for their chronic implantation are still underdeveloped. The activity of hippocampal place cells is known to correlate with an animal&#39;s position in the environment, but the underlying mechanisms are still unclear. To investigate place cells, here we describe a set of techniques which range from the fabrication of devices for chronic silicon probe implants to the monitoring of place field activity in a cue-enriched treadmill apparatus. A micro-drive and a hat are built by fitting and fastening together 3D-printed plastic parts. A silicon probe is mounted on the micro-drive, cleaned, and coated with dye. A first surgery is performed to fix the hat on the skull of a mouse. Small landmarks are fabricated and attached to the belt of a treadmill. The mouse is trained to run head-fixed on the treadmill. A second surgery is performed to implant the silicon probe in the hippocampus, following which broadband electrophysiological signals are recorded. Finally, the silicon probe is recovered and cleaned for reuse. The analysis of place cell activity in the treadmill reveals a diversity of place field mechanisms, outlining the benefit of the approach.

We describe the diverse steps to implant chronic silicon probes and to record place cells in mice that are running head-fixed on a cue-enriched treadmill apparatus.

Implantation des sondes de silicium chronique et enregistrement des cellules hippocampiques Place dans un appareil de tapis roulant enrichi

An important requisite for understanding brain function is the identification of behavior and cell activity correlates. Silicon probes are advanced ...

CMAP Scan MUNE (MScan) - A Novel Motor Unit Number Estimation (MUNE) Method

Like other methods for motor unit number estimation (MUNE), compound muscle action potential (CMAP) scan MUNE (MScan) is a non-invasive electrophysiologic method to estimate the number of functioning motor units in a muscle. MUNE is an important tool for the assessment of neuropathies and neuronopathies. Unlike most MUNE methods in use, MScan assesses all the motor units in a muscle, by fitting a model to a detailed stimulus-response curve, or CMAP scan. It thereby avoids the bias inherent in all MUNE methods based on extrapolating from a small sample of units. Like &#39;Bayesian MUNE,&#39;&#160;MScan analysis works by fitting a model, made up of motor units with different amplitudes, thresholds, and threshold variabilities, but the fitting method is quite different, and completed within five minutes, rather than several hours. The MScan off-line analysis works in two stages: first, a preliminary model is generated based on the slope and variance of the points in the scan, and second, this model is then refined by adjusting all the parameters to improve the fit between the original scan and scans generated by the model.
This new method has been tested for reproducibility and recording time on 22 amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients and 20 healthy controls, with each test repeated twice by two blinded physicians. MScan showed excellent intra- and inter-rater reproducibility with ICC values of &#62;0.98 and a coefficient of variation averaging 12.3 &#177; 1.6%. There was no difference in the intra-rater reproducibility between the two observers. Average recording time was 6.27 &#177; 0.27 min.
This protocol describes how to record a CMAP scan and how to use the MScan software to derive an estimate of the number and sizes of the functioning motor units. MScan is a fast, convenient, and reproducible method, which may be helpful in diagnoses and monitoring disease progression in neuromuscular disorders.

CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method

This protocol describes a new method to estimate the number of functioning motor units in a muscle, by fitting a model to a detailed stimulus-response curve of the compound muscle action potential. It is quick and easy to perform and analyze and has excellent reproducibility.

CMAP Scan MUNE (MScan) - une méthode d’Estimation (MUNE) Numéro de bloc moteur roman

Like other methods for motor unit number estimation (MUNE), compound muscle action potential (CMAP) scan MUNE (MScan) is a non-invasive electrophysiologic ...

Autoradiography as a Simple and Powerful Method for Visualization and Characterization of Pharmacological Targets

In vitro autoradiography aims to visualize the anatomical distribution of a protein of interest in tissue from experimental animals as well as humans. The method is based on the specific binding of a radioligand to its biological target. Therefore, frozen tissue sections are incubated with radioligand solution, and the binding to the target is subsequently localized by the detection of radioactive decay, for example, by using photosensitive film or phosphor imaging plates. Resulting digital autoradiograms display remarkable spatial resolution, which enables quantification and localization of radioligand binding in distinct anatomical structures. Moreover, quantification allows for the pharmacological characterization of ligand affinity by means of dissociation constants (Kd), inhibition constants (Ki) as well as the density of binding sites (Bmax) in selected tissues. Thus, the method provides information about both target localization and ligand selectivity. Here, the technique is exemplified with autoradiographic characterization of the high-affinity &#947;-hydroxybutyric acid (GHB) binding sites in mammalian brain tissue, with special emphasis on methodological considerations regarding the binding assay parameters, the choice of the radioligand and the detection method.

The method of autoradiography is routinely used to study binding of radioligands to tissue sections for determination of qualitative or quantitative pharmacology.

Autoradiographie comme une méthode Simple et puissante pour la visualisation et la caractérisation des cibles pharmacologiques

In vitro autoradiography aims to visualize the anatomical distribution of a protein of interest in tissue from experimental animals as well as humans. The ...