Les auteurs tiens à remercier premier cycle Daniel Korus pour son aide à l’exécution du code Matlab et premier cycle Alex Boettcher pour son aide en exécutant les expériences comportementales. Ce projet est soutenu par NSF IOS 1256799 à R.L.M. et par le National Institute on Drug Abuse de la National Institutes of Health, sous attribution numéro T32DA007234.

<ol>
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Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Bien que relativement simple, certains problèmes peuvent survenir lorsque vous utilisez cette technique. Tout d’abord, le placement stéréotaxique des sondes doit être précis : contrairement à la microdialyse qui échantillonne un rayon plus large du milieu extracellulaire qui entoure la sonde, cette technique ne permet la mesure d’un neurotransmetteur qui entre en contact direct avec la sonde. Deuxièmement, dans le cas de l’enregistrement de la fibre de carbone, en raison de la faible largeur de fibre, rupt...

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 minutes1,2. 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 ventral8,9, 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.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1339">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:329px;">Nembutal</td>
			<td style="width:183px;">Oak Pharmaceuticals Inc.</td>
			<td style="width:323px;">76478-501-50</td>
			<td style="width:504px;">Pentobarbital sodium injection, USP. This lab uses 8.5mg/100g body weight, injected intraperotineally.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:329px;">Loxicom analgesic&#160;</td>
			<td style="width:183px;">Norbrook Laboratories&#160;</td>
			<td style="width:323px;">6451603670</td>
			<td style="width:504px;">NSAID antinflammatory and analgesic used for post-operative pain control. Generic: meloxicam.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:329px;">Enroflox antibiotic&#160;</td>
			<td style="width:183px;">Norbrook Laboratories&#160;</td>
			<td style="width:323px;">5552915411</td>
			<td style="width:504px;">Fluoroquinolone antibiotic for post-operative infection prevention. Generic: Enrofloxacin.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:329px;">Beuthanasia-D&#160;</td>
			<td style="width:183px;">Merck Animal Health</td>
			<td style="width:323px;">00061047305</td>
			<td style="width:504px;">Pentobarbital Sodium, Phenytoin Sodium euthanasia agent.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bone screws</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>8111-16</td>
			<td style="width:504px;">1/8&#34; bone screw (Pkg. of 16) used to affix skull cap to skull.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Dental acrylic (Bosworth Duz-All)</td>
			<td>Bosworth&#160;</td>
			<td>166261C&#160;</td>
			<td style="width:504px;">Self curing dental acrylic is used in construction of a skull cap to affix cannula and head mount to skull.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;">Hardware biosensor setup&#160;</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>8400-K2</td>
			<td style="width:504px;">Pinnacle offers complete hardware kits for new users of our tethered biosensor system for rats. Kits include a commutator, preamplifier, and data conditioning and acquisition system</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;">Base video computer package</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>9000-K1</td>
			<td style="width:504px;">The base computer package includes a preconfigured computer with ample hard disk storage, a high-definition monitor, a keyboard and mouse, an uninterruptible power supply, and all necessary cables.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;">Video EQ700 EverFocus camera&#160; package</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>&#160;9000-K10&#160;</td>
			<td style="width:504px;">EQ700 night vision capable box camera with independent IR source was obtained as part of Pinnacle video computer package. Dome camera (9000-K9) and HD camera (9000-K11) options are also available.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;">Sirenia Acquisition software</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>Free--available to download from pinnaclet.com</td>
			<td style="width:504px;">Sirenia&#160;Acquisition provides a single platform for recording data from any Pinnacle hardware system. The software features synchronization of all data streams, user-configurable settings, data consolidation, and multiple export options. In addition, the software includes basic review and analysis modules for biosensor recordings. Sirenia&#160;delivers free ll-in-one software that is ideal for data acquisition and review.</td>
		</tr>
		<tr height="147">
			<td height="147" style="height:147px;">Tethered rat&#160;in vitro&#160;calibration kit</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>7000-K2-T-BAS&#160;</td>
			<td style="width:504px;">In order to relate the current changes measured by a biosensor to actual changes in analyte concentration, it is necessary to calibrate the biosensor prior to implantation into the animal. The process also confirms the integrity and selectivity of the sensors.&#160;Calibration kit includes 20 mL jacketed beaker (#7058), 1/2&#34; by 1/8&#34; magnetic stir bar (#7059), right angle clamp (#7056), 2 prong single-adjustment clamp (#7055), 4-channel calibration preamplifer (#7053), and calibration holder (#7051).&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;">Stir plate&#160;</td>
			<td>Corning</td>
			<td>6795-410D</td>
			<td style="width:504px;">Corning digital Stirrer, 5&#34; x 7&#34;, 120 VAC used to spin magnetic stirrer in jacketed beaker during in vitro calibration of glutamate biosensors.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;">Water bath capable of closed loop circulation</td>
			<td>PolyScience</td>
			<td>8006A11B</td>
			<td style="width:504px;">PolyScience 8006A11B 6L Standard Digital Heated Circulating Bath, 120VAC water bath was used with plastic tubing to heat jacketed beaker to physiological temperature.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Carbon fiber sensor with BASi rat cannulae</td>
			<td>Pinnacle Technology, Inc.</td>
			<td>7002-CFS</td>
			<td style="width:504px;">Carbon fiber electrode used for recording dopamine neurotransmission.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ag/AgCl reference electrode</td>
			<td>Pinnacle Technology, Inc.</td>
			<td>7065</td>
			<td style="width:504px;">Necessary for carbon fiber recordings.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Glutamate biosensors&#160;</td>
			<td>Pinnacle Technology, Inc.</td>
			<td>7001&#160;</td>
			<td style="width:504px;">Enzymatic biosensor probe used for recording glutamatergic neurotransmission.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BASi guide cannulae</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>7030&#160;</td>
			<td style="width:504px;">Guide cannulae implanted into brain region of interest to guide probe.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BASi cannula plastic headpiece for rats&#160;</td>
			<td>Pinnacle Technologies, Inc.</td>
			<td>7011&#160;</td>
			<td style="width:504px;">Headmount stabilizes probe and attaches to potentiostat.</td>
		</tr>
	</tbody>
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measuring in vivo changes in extracellular neurotransmitters during naturally rewarding behaviors in female syrian hamsters

La capacité de mesurer la libération des neurotransmetteurs sur une échelle de temps rapide permet aux patrons de la neurotransmission liés à des comportements spécifiques ou des manipulations ; un outil puissant dans l’élucidation des mécanismes sous-jacents et le circuit. Alors que la technique de la microdialyse a été utilisée pendant des décennies pour mesurer presque n’importe quelle analyte d’intérêt dans le cerveau, cette technique est limitée en résolution temporelle. Alternativement, une numérisation rapide voltampérométrie cyclique est aussi bien dans le temps précis et extrêmement sensible ; Toutefois, comme cette méthode techniquement difficile repose sur l’électroactivité de l’analyte d’intérêt, la possibilité de détecter les substances nonelectroactive (p. ex., le neurotransmetteur glutamate) est éliminée. Ce livre présente en détail l’utilisation d’un système clé en main qui combine l’ampérométrie potentiel fixe et biocapteurs enzymatiques pour mesurer les neurotransmetteurs des polymères électroactifs et nonelectroactive avec la précision temporelle. Le jumelage de ces deux puissantes techniques permettant la mesure de neurotransmission phasique et tonique avec une relative facilité et permet l’enregistrement de plusieurs neurotransmetteurs simultanément. Le but de ce manuscrit est de démontrer le processus de mesure de la dopamine et du glutamate neurotransmission in vivo à l’aide d’un comportement naturellement enrichissant (c.-à-d., comportement sexuel) chez les hamsters femelles, dans le but d’afficher la faisabilité technique de ce test pour l’examen des autres comportements et paradigmes expérimentaux.

En utilisant l’électrochimique et comportementale codage méthode décrite ci-dessus, ce laboratoire a commencé à caractériser tant toniques et phasiques fluctuations de dopamine et de glutamate pendant in vivo des enregistrements du comportement sexuel. En raison de la manière dans le temps précis de cette méthodologie, nous pouvons mieux caractériser la neurotransmission lors de comportement sexuel ; en plus d’attribuer des changements dans les modes de libération...

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Measuring In Vivo Changes in Extracellular Neurotransmitters During Naturally Rewarding Behaviors in Female Syrian Hamsters

Ce livre présente en détail l’utilisation d’enregistrements ampérométrie potentiel fixe à l’aide d’électrodes de fibre de carbone et de la technologie de biocapteurs enzymatiques pour mesurer la libération de dopamine et du glutamate avec haute résolution temporelle lors de comportement gratifiant naturel dans le hamster femelle.

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

The ability to measure neurotransmitter release on a rapid time scale allows patterns of neurotransmission to be linked to specific behaviors or ...

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Measuring In Vivo Changes in Extracellular Neurotransmitters During Naturally Rewarding Behaviors in Female Syrian Hamsters

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10.1K vues.  University of Minnesota. Ce livre présente en détail l’utilisation d’enregistrements ampérométrie potentiel fixe à l’aide d’électrodes de fibre de carbone et de la technologie de biocapteurs enzymatiques pour mesurer la libération de dopamine et du glutamate avec haute résolution temporelle lors de comportement gratifiant naturel dans le hamster femelle.