Vorremmo ringraziare Leah McAleer per il suo sostegno nella realizzazione di questo esperimento e il suo aiuto nella presentazione poster presso la Società 2009 per Incontro Neuroscienze e questa produzione video, insieme a Mohamed Abdalla e Allison Ahrens. Apprezziamo anche Rosie Maddox, Rachel Chavana, e Linda Ju per la loro assistenza nella raccolta dei dati e analisi per l&#39;esperimento. Questo progetto è stato sostenuto da NIH / NIDA Concessione 3R01DA014640-05S1 (CLD), Il Centro Waggoner per alcol e le tossicodipendenze di ricerca Jones Fellow e NIH / Niaa formazione di Grant AA07471 (AAF). La cocaina cloridrato è stato generosamente fornito dal Inventario Drug NIDA e Fornitura e Programma di controllo.

*= Passi più importanti <ol><li> Ben gestiti maschile ratti Sprague-Dawley sono addestrati a premere con leva ricompensa in cibo (45 mg di saccarosio pellet; Bio-Serv, Frenchtown, NJ). </li><li> * Cateteri per via endovenosa sono costruiti in acciaio inossidabile cannula (Plastica One, VA) e tubi Silastic. Ratti sottoposti a una procedura di cateterizzazione giugulare chirurgica per consentire droga auto-somministrazione. Anestesia consisteva in una miscela di ossigeno (0,8 l / min; Airgas sud-ovest, Corpus Christi, TX) e isoflurano (2,5-4%; AErrane, Baxter Healthcare, Deerfield, IL) forniti tramite un sistema di erogazione del gas (VetEquip, Inc, Pleasanton , CA). Dopo l&#39;intervento chirurgico, pervietà del catetere viene mantenuta quotidianamente con vampate di calore con 0,1 ml di una soluzione salina allo 0,9%, eparina e Timentin (antibiotico) soluzione. Gentamicina, un antibiotico topico, viene applicato lo zucchetto e incisione del torace per prevenire l&#39;infezione. Tutte le procedure chirurgiche seguite le linee guida per interventi chirurgici animale sterile. Fornisce chirurgia sono stati sterilizzati in autoclave e strumenti sono stati sterilizzati in una soluzione chimica e calda sterilizzatore tallone. Cateteri impiantati sono stati lavati con metanolo, acqua e aria durante la preparazione e poi immerso in soluzione di etanolo al 70% il giorno dell&#39;intervento. I ratti sono stati preparati per un intervento chirurgico con la rasatura della testa e del torace seguito all&#39;applicazione di una soluzione di Betadine. Dopo l&#39;intervento, i ratti sono stati monitorati per diverse ore prima di iniziare ritorno alla colonia animale. </li><li> Cocaina (Inventario Drug NIDA e Fornitura e programma di controllo; RTI International, Research Triangle Park, Carolina del Nord) utilizzato in questo esperimento è stato dissolto in soluzione salina isotonica (0,9%) nelle concentrazioni dose appropriata in base ai pesi animale. Soluzioni di cocaina sono stati poi filtrati attraverso filtri 0,2 um siringa sterile prima dell&#39;uso quotidiano. </li><li> * L&#39;apparecchio è costruito su due monocomando camere operante (28 x 22 x 21 cm) dotato di luci di casa e di stimolo e 3 set di photobeams (Associati Med, St. Albans, VT). Chambers sono uniti da un vicolo costruito in plexiglass (21 x 25 x 25 cm). Il vicolo è costituito da due pareti nere con strisce bianche e due pareti in metallo, un top trasparente in plexiglas, e un pavimento in plexiglass bianco. Le due camere hanno operante griglia in acciaio asta (4,8 mm) piani installato più di fondo rimovibile gabbia di metallo. Segnali sensoriali sono collocati all&#39;interno delle camere operante, per creare ambienti distinguibili. Riferimenti visivi consistono in bianco o nero feltro materiale attaccato davanti e dietro muri e sopra le righe gabbia. Gli indizi olfattivi sono a base di olio profumi (rosa o cannella) saturare un batuffolo di cotone situata sotto il pavimento della camera asta. </li><li> La procedura sperimentale si verifica più giorni, a partire con i test di preferenza di base (2 giorni), seguita da farmaci di auto-somministrazione sessioni (8 o 16 giorni), e termina con una preferenza condizionata posto (CPP) di prova (1 giorno). </li><li> * Durante la preferenza di base e procedure di prova CPP, gli animali hanno accesso ad entrambe le camere operante. Una videocamera montata sopra l&#39;apparecchio registra entrate dei topi &#39;ed esce per ogni camera. Photobeams all&#39;interno delle camere di rilevare rotture raggio che vengono utilizzati come indice di attività locomotoria. Durante il farmaco di auto-somministrazione sessioni, gli animali sono limitati a una sola camera operante mentre la risposta della leva e l&#39;attività locomotoria (es. rotture PHOTOBEAM) i dati sono registrati con un Pentium Med 100 MHZ del computer dotato di software per PC-Med (Med Associates, Inc., St. Albans, Vermont). </li><li> Misure preferenza di base sono raccolte in due giorni consecutivi. Per cominciare, il ratto si trova nel vicolo centro con accesso ad entrambe le camere operante per un periodo di 20 min. Immediatamente dopo l&#39;inserimento nella camera, la videocamera, Med-PC software e del timer vengono attivate contemporaneamente. I dati di base delle preferenze vengono valutati durante visioni delle registrazioni video. </li><li> * Drug auto-amministrazione sessioni iniziare il giorno dopo l&#39;ultimo test di base. Segnali sensoriali (ad esempio, rivestimenti murali bianco o nero e profumi rosa o alla cannella) e un pannello per bloccare l&#39;accesso al centro plexiglas vicolo sono poste nella camera prima che l&#39;animale. Per avviare la sessione, l&#39;animale viene posto all&#39;interno della camera, mentre tubi dalla siringa di droga montato è collegato al catetere ingresso dell&#39;animale. Dopo aver chiuso la porta operante camera, il programma Med-PC e timer viene avviato la cocaina e l&#39;accesso è disponibile per 1 ora. Ogni risultati risposta leva nella infusione di 0,1 ml di cocaina (0,75 mg / kg / inj) o soluzione salina. Alla fine di ogni sessione di auto-somministrazione del ratto è scollegato dal tubo della droga, rimosso dalla camera e messo nella gabbia casa. </li><li> Il giorno dopo l&#39;ultima sessione di auto-somministrazione, gli animali subiscono una preferenza condizionata posto (CPP) di prova. La procedura è la stessa descritta per misurazioni di base (vedi 7). </li><li> * I dati di valutazione: Uno sperimentatore cieco alle assegnazioni gruppo determina la quantità ditempo gli animali trascorrono in ogni compartimento visualizzando la videocassetta per valutare le entrate e le uscite tra i compartimenti per un periodo di 15 minuti (inizio 5 minuti dopo il posizionamento all&#39;interno dell&#39;apparato). La stessa procedura viene utilizzata per determinare la preferenza di base e punteggi dei test CPP. </li><li> * Analisi dei dati: Differenze tra misurazioni di base e post-condizionamento CPP punteggi vengono utilizzati per determinare gli effetti della droga condizionata. Differenza punteggi sono calcolati sottraendo la quantità di tempo trascorso nel vano salina-accoppiati dalla quantità di tempo trascorso in droga abbinato vano durante la prova di CPP (Numero di secondi in Drug-accoppiato vano) - (Numero di secondi a Saline -accoppiati vano). Le analisi statistiche sui cambiamenti punteggio differenza dal basale al sessioni di test può essere eseguito per determinare gli effetti di condizionamento della droga. </li></ol> Punteggi CPP può anche essere espresso come percentuale CPP punteggi Differenza (%). Nel presente studio, Differenza% CPP Score è stato calcolato prima determinare la percentuale di tempo trascorso in ciascuna camera operante con la formula: (Tempo di farmaci (OR Saline) Camera / Tempo totale in ogni camera) * 100 =% delle preferenze Luogo condizionata (CPP). La percentuale di punteggio differenza è stata determinata dalla formula: (Drug-accoppiato%) - (Saline-accoppiato%) = CPP% punteggio differenza. <img src="/files/ftp_upload/1998/1998fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Relazione tra l&#39;assunzione di cocaina e Preferenze Luogo condizionata Pearson analisi di correlazione ha determinato una significativa correlazione positiva tra Totale cocaina rinforzato Risposte Leva e CPP% punteggio differenza per gli animali che si era auto-somministrato cocaina per otto sedute (per esempio, il lungo termine di gruppo;. P &lt;0,05), ma non per gli animali nel breve termine del gruppo (ad esempio, 4 sessioni di cocaina). Diamanti aperto rappresentare singoli punti dati per la cocaina a lungo termine (n = 9) e cerchi pieni rappresentano la cocaina a breve termine (n = 8) gruppi. Best-fit linee sono tratteggiate a lungo termine, e solido per breve termine punti dati.

<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>

La produzione video di questo articolo è stato sponsorizzato da Med Associato, che produce strumenti utilizzati in questo articolo.

Operante per via endovenosa droghe auto-amministrazione e il luogo procedure di condizionamento sono modelli affidabili e valide per studiare le basi neurobiologiche della dipendenza da droga e dipendenza 1 2 3. Entrambi i metodi sono ampiamente utilizzati nella ricerca pre-clinica di droghe e sono in grado di misurare le proprietà di rinforzo dei farmaci abusati 4. Tuttavia, entrambi i metodi presentano lacune che il nuovo apparato e metodo presentato qui migliora 5. Uno svantaggio grandi dei tradizionali procedure di CPP è il non-contingente modalità di somministrazione del farmaco. Questa modalità di assunzione del farmaco ha diversi risultati comportamentali e neurochimici di auto-somministrazione 6 7 8 9 10 11, e non è coerente con l&#39;assunzione di droghe umane esperienze. Inoltre, a differenza dei farmaci di auto-somministrazione procedure, paradigmi CPP sono in grado di misurare i cambiamenti progressivi nella motivazione della droga si riflette in una maggiore assunzione di droghe, un punto di svolta putativo nel passaggio dal consumo di droghe ricreative per la tossicodipendenza incontrollabile. Tuttavia, farmaco di auto-somministrazione comportamento ha dei limiti interpretativi pure. Per esempio, i tassi di risposta sono spesso utilizzati per dedurre il valore ricompensa, ma può essere direttamente influenzati da effetti motorie della auto-somministrati farmaci, indipendenti dagli effetti motivazionali del farmaco. Inoltre, il consumo di droga rinforzato le risposte possono anche essere influenzato dalla presenza o assenza di infusione di farmaci associati stimoli 12. La cocaina è conosciuto per essere facilmente auto-somministrato dai ratti e produrre robusto preferenze luogo condizionato a una serie di dosi e vie di somministrazione 2 13 14. I risultati del presente studio supporto precedenti rapporti di modelli di rinforzo della droga. Inoltre, una significativa relazione positiva tra cocaina rinforzato risposte leva e punteggi CPP è stato determinato nel lungo, ma non a breve termine del gruppo cocaina. Questi risultati suggeriscono che il condizionamento posto e di auto-somministrazione non sono necessariamente isomorfi misure di ricompensa. Per esempio, è concepibile che CPP dopo esposizione a breve termine della cocaina riflette acuta proprietà rinforzanti tipicamente osservati con iniziale uso di droghe ricreative. D&#39;altra parte, nei ratti con più esperienza cocaina, cocaina escalation di aspirazione in corrispondenza con livelli crescenti di rinforzo condizionato possono indicare cambiamenti progressivi nella sensibilità ai farmaci o potenziato gli effetti gratificanti della droga in alcune popolazioni. Questo metodo ha caratterizzato utilità oltre la valutazione degli effetti di rinforzo positivo delle droghe. Per esempio, non gli effetti avversi dei farmaci presenti durante l&#39;uso di droghe iniziale può emergere con l&#39;esposizione al farmaco esteso (per esempio, avversioni luogo condizionato, o CPA) e sarebbero rilevabili con questa tecnica. Utilizza inoltre la possibilità di schermo per le sottopopolazioni più sensibili alla cocaina-cue apprendimento associativo, per valutare l&#39;esperienza mediata cambiamenti cocaina comportamenti motivati, e per rilevare duraturo farmaco condizionata effetti durante l&#39;astinenza di droga e / o ripristino cued. In conclusione, questo apparato e l&#39;approccio è il tempo ed economico, può essere utilizzato per esaminare una vasta gamma di argomenti relativi alle droghe, e fornisce maggiore flessibilità nella progettazione sperimentale di CPP, o auto-somministrazione metodi da solo.

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		<div>
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		<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

Modelli animali di rinforzo hanno dimostrato di essere utili per la comprensione dei meccanismi neurobiologici alla base della tossicodipendenza. Operante farmaco di auto-somministrazione e la preferenza luogo condizionato (CPP), le procedure sono espansivo degli animali usati nella ricerca per modellare i vari componenti di rinforzo della droga, consumo e dipendenza nell&#39;uomo. Per questo studio, abbiamo utilizzato un nuovo approccio allo studio di rinforzo della droga nei ratti, combinando tradizione CPP e di auto-somministrazione metodologie. Abbiamo montato un apparato con due camere Med Associato operante, stimoli sensoriali, e un plexiglas costruito zona neutra. Queste modifiche permesso ai nostri esperimenti per comprendere gli aspetti motivazionali di assunzione del farmaco attraverso l&#39;auto-amministrazione e libera dalla droga valutazione del farmaco / cue forza di condizionamento con il test CPP. Nei nostri esperimenti, topi di auto-somministrato cocaina (0,75 mg / kg / inj, iv) durante o quattro (ad esempio, il &quot;breve termine&quot;) o otto (per esempio, il &quot;lungo termine&quot;) alternando giorni di sessioni in una ambiente operante distintivo contenente indicazioni sensoriali (ad esempio, olfattivo e visivo). Nei giorni alterni, negli altri (diversamente cued) ambiente operante, soluzione salina era disponibile per l&#39;auto-infusione (0,1 ml, iv). Ventiquattro ore dopo l&#39;ultima sessione self-administration/cue-pairing, un test di CPP è stato condotto. Coerentemente con i tipici risultati CPP, c&#39;è stata una significativa preferenza per la camera associati con la cocaina auto-somministrazione. Inoltre, negli animali sottoposti a lungo termine esperimento, una significativa correlazione positiva tra dimensione CPP e il numero di cocaina rinforzato risposte leva. In conclusione, questo apparato e l&#39;approccio è il tempo ed economico, può essere utilizzato per esaminare una vasta gamma di argomenti relativi alle droghe, e fornisce maggiore flessibilità nella progettazione sperimentale di CPP, o auto-somministrazione metodi da solo.

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Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

Operante farmaco di auto-somministrazione e la preferenza luogo condizionato (CPP), le procedure sono espansivo utilizzati nella ricerca per modellare i vari componenti di rinforzo della droga, consumo e dipendenza nell&#39;uomo. In questo rapporto, abbiamo unito i metodi tradizionali di CPP e di auto-somministrazione di un nuovo approccio allo studio di rinforzo della droga e la dipendenza nei ratti.

Nuovo Apparato e metodo per il rinforzo della droga

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

novel-apparatus-and-method-for-drug-reinforcement

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Neuroscience

Unit 1

Drug Abuse and Addiction

SCIENTISTS IN ACTION

19.1K Views.  University of Texas at Austin. Operante farmaco di auto-somministrazione e la preferenza luogo condizionato (CPP), le procedure sono espansivo utilizzati nella ricerca per modellare i vari componenti di rinforzo della droga, consumo e dipendenza nell'uomo. In questo rapporto, abbiamo unito i metodi tradizionali di CPP e di auto-somministrazione di un nuovo approccio allo studio di rinforzo della droga e la dipendenza nei ratti.

Video: Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

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.

Un nuovo metodo per la valutazione delle funzioni zampa anteriore prossimale e distale del Ratto: la (IBB) Irvine, Beatties e Bresnahan Scala arti anteriori

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

Ricerca

Neuroscienze

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.

Un nuovo metodo di Drug Administration per multipli Zebrafish (<em&gt; Danio rerio</em&gt;) E la quantificazione di Recesso

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.

Valutazione della vitalità neuronale utilizzando la fluoresceina diacetato-propidium ioduro a doppia colorazione nel granulo cerebrale Neuron Culture

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.

Registrazione di EEG nei ratti neonatali liberamente in movimento utilizzando un metodo novello

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.

Nuovo metodo di analisi per Cold nocicezione in<em&gt; Drosophila</em&gt; Le larve

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.

Un nuovo metodo per modellare l&#39;encefalopatia traumatica cronica in<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.

Sviluppo di analisi per la quantificazione alto contenuto di formazione aggregata di Sod1 mutante della proteina in cellule viventi

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.

Impianto di silicio cronica sonde e registrazione delle cellule ippocampali posto in un apparato di tapis roulant arricchito

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

A Computerized Test Battery to Study Pharmacodynamic Effects on the Central Nervous System of Cholinergic Drugs in Early Phase Drug Development

Investigating potential pharmacodynamic effects in an early phase of central nervous system (CNS) drug research can provide valuable information for further development of new compounds. A computerized and thoroughly validated battery of neuropsychological and neurophysiological tests has been shown to be sensitive to detect drug-induced effects of multiple new and existing compounds. The test battery covers the main CNS domains, which have been shown to respond to drug effects and can be repeatedly administered following drug administration to characterize the concentration-effect profile of a drug.
The standard tests in the battery are saccadic eye movement, smooth pursuit eye movement, the Bowdle visual analog scale (VAS), the Bond and Lader VAS, body sway, adaptive tracking, visual verbal learning, and quantitative electroencephalography (qEEG). However, the test battery is adaptive in nature, meaning that it can be composed and adjusted with tests fit to investigate specific drug classes, or even specific receptors.
Showing effects of new cholinergic drugs designed to have a pro-cognitive outcome has been difficult. The pharmacological challenge model is a tool for early proof-of-pharmacology. Here, a marketed drug is used to induce temporary and reversible disease-like symptoms in healthy subjects, via a pharmacological mechanism related to the disease that is targeted as indication for the new compound. The test battery was implemented to investigate the potential of the nicotinic receptor antagonist mecamylamine to be used as a challenge model for cholinergic dysfunction, as seen in neurodegenerative disorders.
A worsening of scores in a dose dependent manner on the visual verbal learning test (VVLT; a test for learning and memory abilities) and the adaptive tracking test (a measure of visuomotor control and arousal), in particular, showed that the test battery is sensitive to showing acute pharmacodynamic effect after administration of anti-cholinergic drugs.

A validated computerized battery of neuropsychological and neurophysiological tests is used to study pharmacodynamic effects on the central nervous system of newly developed drugs in early phase development. To demonstrate the test battery, the acute effects of mecamylamine and the reversal of these effects by two agonist drugs are described.

Una batteria di Test computerizzato per studiare effetti farmacodinamici sul sistema nervoso centrale di farmaci colinergici in fase precoce di sviluppo di farmaci

Investigating potential pharmacodynamic effects in an early phase of central nervous system (CNS) drug research can provide valuable information for ...

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.

MUNE (MScan) - un metodo di stima (MUNE) numero di romanzo unità motore di scansione di CMAP

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