Name: a novel procedure for evaluating the reinforcing properties of tastants in laboratory rats: operant intraoral self-administration
Uploaded: 2014-02-06T13:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Procedure for Evaluating the Reinforcing Properties of Tastants in Laboratory Rats: Operant Intraoral Self-administration at JoVE.com

Questi studi sono stati supportati da sovvenzioni dal Consiglio scienze naturali e ingegneria Research of Canada (NSERC) a FL e una Graduate Scholarship canadese (CGSD) da NSERC a AM.L.

1. Animal Care and Housing Tutti gli esperimenti sono approvati dal Comitato Animal Care della University of Guelph, e siano eseguiti in conformità con le raccomandazioni del Consiglio canadese per la cura degli animali. Lo studio attuale comprende 22 maschi adulti Sprague-Dawley (Charles River, QC) peso di 200-225 g all&#39;inizio dell&#39;esperimento. <ol><li> Ratti Casa singola e mantenerle in un ciclo luce / buio retromarcia (07:00 OFF - 07:00 ON) con ad libitum accesso al cibo e all&...

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	<li>Avena, N. M., Bocarsly, M. E., Hoebel, B. G., Gold, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overlaps+in+the+nosology+of+substance+abuse+and+overeating:+the+translational+implications+of+&amp;#34;food+addiction&amp;#34.">Overlaps in the nosology of substance abuse and overeating: the translational implications of &amp;#34;food addiction&amp;#34.</a> Curr. Drug Abuse Rev. 4 (3), 133-139 (2011).</li><li>Ifland, J. R., Preuss, H. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refined+food+addiction:+a+classic+substance+use+disorder.">Refined food addiction: a classic substance use disorder.</a> Med. Hyp. 72, 518-526 (2009).</li><li>Volkow, N., Wise, R. 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Psychiatry. 68 (8), 808-816 (2011).</li><li>Volkow, N. D., Wang, G., Fowler, J. S., Telang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overlapping+neuronal+circuits+in+addiction+and+obesity:+evidence+of+systems+pathology.">Overlapping neuronal circuits in addiction and obesity: evidence of systems pathology.</a> Philos. Trans. Royal Soc. 363, 3191-3200 (2008).</li><li>Alsi&#246;, J., Olszewski, P. K., Levine, A. S., Schi&#246;th, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feed-forward+mechanisms:+addiction-like+behavioral+and+molecular+adaptations+in+overeating.">Feed-forward mechanisms: addiction-like behavioral and molecular adaptations in overeating.</a> Front. Neuroendocrinol. 33 (2), 127-139 (2012).</li><li>Johnson, P. M., Kenny, P. 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A., Vickers, G. <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+cocaine+on+a+progressive+ratio+schedule+in+rats:+dose-response+relationship+and+effect+of+haloperidol+pretreatment.">Self-administration of cocaine on a progressive ratio schedule in rats: dose-response relationship and effect of haloperidol pretreatment.</a> Psychopharmacology. 97 (4), 535-538 (1989).</li><li>Reilly, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reinforcement+value+of+gustatory+stimuli+determined+by+progressive+ratio+Performance.">Reinforcement value of gustatory stimuli determined by progressive ratio Performance.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 63 (2), 301-311 (1999).</li><li>Zittel-Lazarini, A., Cador, M., Ahmed, S. 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V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+addiction-like+behaviour+in+the+rat.">Evidence for addiction-like behaviour in the rat.</a> Science. 305, 1014-1017 (2004).</li></ol>

Lo studio illustra un nuovo approccio per la valutazione delle proprietà rinforzanti delle soluzioni dolci, combinando i metodi tradizionalmente utilizzati per studiare il comportamento motivato da sostanze d&#39;abuso (per via endovenosa operante auto-amministrazione) e per valutare l&#39;appetibilità di tastants (gusto reattività attraverso infusioni endorali). A tal fine, sotto molto breve anestesia isoflurano indotta, i ratti sono impiantati con una cannula IO che consente la consegna delle soluzioni di prova dir...

Lo studio della base neurobiologica e comportamentale della dipendenza da cibo si basa sulle osservazioni che, analogamente ai farmaci di abuso, consumo eccessivo di cibi gradevoli promuove dipendenza comportamentale 1-4 e induce alterazioni nei circuiti di ricompensa cerebrali sia nell&#39;uomo 5-6 e laboratorio animali 7-8. Ma, mentre ci sono diversi protocolli e le procedure per lo studio delle proprietà di dipendenza di sostanze d&#39;abuso nei ratti di laboratorio, adattamento di questi metodi per valutare i comportamenti di &quot;dipendenza&quot;, indotte da alimenti presenta sfide uniche. L&#39;obiettivo dello studio è stato quello di applicare i principi di operante per via endovenosa (IV) Farmaco auto-somministrazione alla ricerca di operante auto-somministrazione di soluzioni dolci consegnati da intraorale (IO) per infusione. Il dolce è stato impiegato lo sciroppo di mais ad alto fruttosio (HFCS), perché, anche se controverso, ci sono prove che HFCS può essere collegato alla moderna epidemia di obesità 9-12. Tradizionalmente, infusi IO vengono consegnati a studiare l&#39;appetibilità di tastants in gustative esperimenti reattività 13. In breve, una cannula IO viene impiantato chirurgicamente nella guancia di ratti e IO infusi di varie soluzioni sono passivamente consegnati 14. L&#39;obiettivo è quello di studiare le reazioni oro-facciali degli animali ai tastants. Tuttavia, cannule IO sono anche stati impiantati cronicamente nel palato dei ratti per determinare se essi avrebbero imparato a premere una leva per soluzioni self-INFUSE direttamente nella loro cavità orale, da cui il termine IO auto-iniezione 15-17. In questo studio, descriviamo una procedura che utilizza la chirurgia minore e che permette test di auto-somministrazione operante lungo termine. Questa procedura ha diversi vantaggi significativi rispetto alle procedure tradizionali che coinvolgono bere una soluzione da un beccuccio (a), o operante rispondere per pellet solidi (b), o operante rispondere per gocce di fluido erogato in un recipiente(C). In confronto ad (a), IO autosomministrazione comporta una risposta operante (cioè premendo una leva) e quindi è possibile modificare la pianificazione regolando il rapporto tra le esigenze di risposta e consegna di infusi IO. Ad esempio, utilizzando un rapporto di progressiva (PR) orari, per cui le risposte necessarie per infusioni successive aumentano in modo esponenziale all&#39;interno di una sessione di 18, è possibile valutare quanto un animale &quot;vuole&quot; la successiva infusione 19. Questo importante aspetto del comportamento &quot;cercare&quot; non può essere valutato quando gli animali bevono una soluzione da un becco, a meno che un apparecchio speciale che controlla la consegna del fluido e monitora le risposte è impiegato 20. Inoltre, IO auto-amministrazione fornisce un mezzo per confrontare i comportamenti motivati ​​da differenti stimoli di rinforzo. Cioè, è possibile confrontare operante rispondere mantenuto da dolci e altri rinforzi come la droga d&#39;abuso incosiddetti &quot;studi di sostituzione.&quot; In confronto a (b), IO autosomministrazione consente di testare qualsiasi concentrazione e qualsiasi volume di qualsiasi additivo alimentare idrosolubile. Questo è fondamentale per studiare il comportamento motivato da dolci come HFCS perché, al meglio delle nostre conoscenze, non ci sono pellets disponibili in commercio solidi di fruttosio, o combinazioni di fruttosio-glucosio in diversi rapporti, che sarebbe adatto per camere operante. Inoltre, l&#39;importanza di controllare e manipolare rapporti di concentrazione / volume è obbligatorio in esperimenti in cui apporto può essere modulata sia dal valore calorico di una soluzione (che porta a sazietà specifici nutrienti) e dalla quantità di soluzione che può essere consumato in un dato periodo di tempo (cioè pienezza) 21. IO autosomministrazione riduce anche il ritardo tra la risposta operante e la consegna del rinforzo primario, un fattore che gioca un ruolo importante nella acquisizione e manutenzionezione del comportamento operante 16,22-23. Infine, in confronto a (c), IO autosomministrazione consente l&#39;erogazione di passivi infusioni IO di quantità controllate di soluzione campione, e questo rende possibile misurare le risposte orofacial di &quot;gradimento&quot; (reazione hedonic obiettivo quale sporgenze linguetta 24 -25) e se queste risposte cambiano durante IO auto-somministrazione. Inoltre, la capacità di gestire le infusioni IO passivi ha applicazioni importanti per lo studio della ricaduta al cibo-seeking. Cioè, negli studi di farmaco IV auto-amministrazione, a seguito di periodi di estinzione, primi farmaci (ad esempio la somministrazione di una piccola dose di farmaco 26) possono &quot;reintegrare&quot;, rispondendo 27-28. Pertanto, la capacità di fornire infusioni IO senza alcuna azione da parte dell&#39;animale può essere usato per studiare &quot;food&quot; innescato reintegrazione, nonché potenziale reintegrazione incrocio tra cibo esostanze d&#39;abuso. IO auto-somministrazione di soluzioni dolci è preferibile IV e intra-gastrico auto-somministrazione. Infatti, sebbene IV infusioni di fruttosio in esseri umani e animali da laboratorio producono conseguenze fisiologiche simili a quelli osservati a seguito del consumo per via orale 29-31, questo è un povero modello di come i dolci sono normalmente consumati (cioè per via orale). Inoltre, i segnali gustativi prodotti da masticazione conferiscono importanti informazioni sulla appetibilità del cibo, e quando questa fase del processo digestivo viene omesso, lo sviluppo di comportamenti disadattivi quali l&#39;eccesso di cibo si riduce 32-33.

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 <tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Reagents</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Meloxicam</td>
 <td>Boehringer Ingelheim Canada Ltd.</td>
 <td></td>
 <td>From the Ontario Veterinary College pharmacy</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Procaine Penicillin G</td>
 <td>Pen Aqueous, Wyeth Animal Health</td>
 <td></td>
 <td>From the Ontario Veterinary College pharmacy</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lidocaine HCl 2%</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>From the Ontario Veterinary College pharmacy</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Marcaine 0.5 %</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>From the Ontario Veterinary College pharmacy</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lubricating eye ointment</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Product can be bought at any pharmacy</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>2% Lidocaine Viscous Oral (Topical Anesthetic)</td>
 <td>Pharmascience Inc.</td>
 <td>CDMV # 14705</td>
 <td>100 ml bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isoflurane USP</td>
 <td>Pharmaceutical Partners of Canada</td>
 <td>CDMV # 108737</td>
 <td>250 ml bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Bacti-Stat</td>
 <td>Merck Sante Animale</td>
 <td>CDMV # 6449</td>
 <td>3.785 L bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isopropyl alcohol (70%)</td>
 <td>Perdu Pharma</td>
 <td>Fisher # MPX18404</td>
 <td>4 L bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Betadine 10%</td>
 <td>McKesson Canada</td>
 <td>CDMV # 104826</td>
 <td>500 ml bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Super Germiphene</td>
 <td>Ceva Animal Health</td>
 <td>CDMV # 103629</td>
 <td>454 ml bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Chlorhexidene(Novadent)</td>
 <td>Zoetis</td>
 <td>CDMV # 8908</td>
 <td>236 ml bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>High Fructose Corn Syrup</td>
 <td>Natures Flavours</td>
 <td>HFCS-55</td>
 <td>1 Gallon bottle</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Materials</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PE90 tubing</td>
 <td>Becton Dickinson and Company</td>
 <td>VWR # CA-63019-080A</td>
 <td>100 ft/coil</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PE160 tubing</td>
 <td>Becton Dickinson and Company</td>
 <td>VWR # CA-63018-747</td>
 <td>100 ft/coil</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polypropylene Mesh</td>
 <td>Small Parts Inc.</td>
 <td>CMP-0297-D</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Soldering iron</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Product can be bought at any hardware store</td>
 </tr>
 <tr>
 <td># 64 Elastic bands</td>
 <td>Staples Office supplies</td>
 <td>Item # 13556</td>
 <td>Product can be bought at any office supply store</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>15 G thin-walled 3.5 inch needles</td>
 <td></td>
 <td>VWR # CABD1108</td>
 <td>12 needles per pack</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Electric razor (1/2 in wide blade)</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Product can be bought at any pet supply store</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Percision Glide Needles 20 G needles (1 &frac12; in)</td>
 <td>Becton Dickinson and Company</td>
 <td>Fisher # 14-826D</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Percision Glide Needles 16 G needles (1 &frac12; in)</td>
 <td>Becton Dickinson and Company</td>
 <td>Fisher # 14-826-5D</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Operant conditioning chambers</td>
 <td>Med Associates Inc.</td>
 <td>ENV-008-CTC</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sound attenuating chamber</td>
 <td>Med Associates Inc.</td>
 <td>ENV-018M</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MED PC IV software</td>
 <td>Med Associates Inc.</td>
 <td>SOF-735</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Syringe Pumps</td>
 <td>Razel Scientific Instruments</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Disposable plastic swivel assembly</td>
 <td>Med Associates Inc.</td>
 <td>PHM-115I</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tygone Microbore tubing</td>
 <td>Saint Gobain Performance Plastics</td>
 <td>Fisher # 1417015B</td>
 <td>500 ft/coil</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

a novel procedure for evaluating the reinforcing properties of tastants in laboratory rats: operant intraoral self-administration

Questo documento descrive un nuovo metodo per studiare le basi bio-comportamentale della dipendenza da cibo. Questo metodo combina la componente chirurgica del gusto reattività con gli aspetti comportamentali dei operante auto-somministrazione di farmaci. Sotto molto breve anestesia generale, i ratti sono impiantati con un intraorale (IO) cannula che consente l&#39;erogazione di soluzioni di prova direttamente nella cavità orale. Gli animali vengono poi testati in operante camere di auto-amministrazione che consente loro di premere una leva per ricevere IO infusioni di soluzioni di test. IO auto-amministrazione ha diversi vantaggi rispetto procedure sperimentali che coinvolgono bere una soluzione da un beccuccio o operante rispondere per pellets o soluzioni consegnati in un contenitore solido. Qui, dimostriamo che IO auto-somministrazione può essere impiegato per studiare l&#39;auto-somministrazione di sciroppo di mais ad alto fruttosio (HFCS). I ratti sono stati analizzati per l&#39;auto-somministrazione su un rapporto di progressiva (PR) programma, che valuta la quantità massima di opcomportamento rante che sarà emesso per diverse concentrazioni di HFC (cioè 8%, 25% e 50%). A seguito di tale prova, ratti autogestiti queste concentrazioni su un programma continuo di rinforzo (cioè una infusione per ogni pressa a leva) per 10 giorni consecutivi (1 seduta / giorno, ciascuno della durata di 3 ore), e poi sono stati riesaminati in base alla pianificazione PR . In programma rinforzo continuo, ratti hanno un minor numero di infusioni di concentrazioni più elevate, anche se la più bassa concentrazione di HFC (8%) mantenuta autosomministrazione più variabile. Inoltre, i test PR rivelato che l&#39;8% aveva valore più basso di rinforzo del 25% e 50%. Questi risultati indicano che IO auto-somministrazione può essere utilizzato per studiare acquisizione e manutenzione di rispondere per soluzioni dolci. La sensibilità della risposta operante per differenze di concentrazione e lo schema di rinforzo rende IO autosomministrazione una procedura ideale per studiare la neurobiologia dell&#39;assunzione volontaria of dolci.

Acquisizione di IO auto-somministrazione Figura 3 rappresenta operante rispondere sulle leve attive e inattive durante l&#39;auto-somministrazione di 8%, 25%, o al 50% HFCS per 10 sedute consecutive. Ratti acquisiscono IO auto-somministrazione di HFCS entro i primi tre sessioni e mantenere attiva la leva stabile di rispondere (come descritto sopra) per il resto di acquisizione. Differenze di concentrazione-dipendente nelle risposte leva attivi sono anche evidenti: risp...

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A Novel Procedure for Evaluating the Reinforcing Properties of Tastants in Laboratory Rats: Operant Intraoral Self-administration

Una nuova procedura per valutare le proprietà di rinforzo di Tastants nei ratti di laboratorio: operante intraorale autosomministrazione

L&#39;attuale studio valuta una nuova procedura per la valutazione degli effetti di rinforzo delle soluzioni appetibili in topi di laboratorio: intraorale auto-amministrazione. A tal fine, rispondendo operante (cioè leva pressione) per gli infusi endorali di soluzioni dolci a diverse concentrazioni è stata misurata sui rapporti continui e progressivi orari di rinforzo.

This paper describes a novel method for studying the bio-behavioral basis of addiction to food. This method combines the surgical component of taste ...

Research

JoVE Journal

Behavior

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

Una procedura per studiare l&#39;effetto della prolungata restrizione alimentare sulla Cerco eroina nei ratti in astinenza

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

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A Method for Evaluating the Reinforcing Properties of Ethanol in Rats without Water Deprivation, Saccharin Fading or Extended Access Training

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