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

Estes estudos foram apoiados por bolsas do Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá (NSERC) a FL e uma bolsa de estudos de Pós-Graduação canadense (CGSD) de NSERC para AM.L.

1. Animal Care e Habitação Todos os experimentos foram aprovados pelo Comitê Animal Care, da Universidade de Guelph, e são realizadas de acordo com as recomendações do Conselho Canadense de Cuidados Animal. O estudo inclui 22 adultos machos Sprague-Dawley (Charles River, QC) pesando 200-225 g no início da experiência. <ol><li> Ratos única casa e mantê-los em um ciclo claro / escuro reversa (07:00 OFF - 07:00 ON) com acesso ad libitum à comida e água, exceto quando indicado o co...

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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>

O estudo atual mostra uma nova abordagem para a avaliação das propriedades de reforço de soluções doces combinando métodos tradicionalmente empregados para estudar o comportamento motivado por drogas de abuso (auto-administração operante intravenosa) e avaliar a palatabilidade de tastants (sabor reatividade através de infusões intra-orais). Para este fim, sob muito breve anestesia induzida por isoflurano, os ratos são implantados cânula IO que permite a entrega de soluções teste directamente para a boca. A...

O estudo da base neurobiológica e comportamental de dependência de alimentos baseia-se nas observações de que, à semelhança de drogas de abuso, o consumo excessivo de alimentos palatáveis ​​promove dependência comportamental 1-4 e induz alterações em circuitos de recompensa do cérebro em humanos 5-6 e laboratório animais 7-8. Mas, enquanto existem vários protocolos e procedimentos para estudar as propriedades de dependência de drogas de abuso em ratos de laboratório, adaptando os métodos para avaliar comportamentos &quot;viciantes&quot; induzidas por alimentos apresenta desafios únicos. O objetivo do presente estudo foi o de aplicar princípios de administração intravenosa (IV) de drogas auto-administração operante para a investigação de auto-administração operante de soluções doces entregues por infusão intra-oral (IO). O doce utilizado foi o xarope de milho rico em frutose (HFCS), porque, apesar de controversa, há evidências de que a HFCS pode ser ligada à epidemia moderna de obesidade 9-12. Tradicionalmente, as infusões de IO são entregues para estudar a palatabilidade de saborizantes em experiências reactividade gustativas 13. Resumidamente, uma cânula de IO é implantado cirurgicamente no mordente de ratos e infusões IO de várias soluções são passivamente entregues 14. O objetivo é estudar as reações orofaciais dos animais aos tastants. No entanto, cânulas IO também foram implantados cronicamente no palato de ratos para determinar se eles iriam aprender a pressionar uma alavanca para soluções de auto-infundir diretamente em sua cavidade oral, daí o termo IO auto-injeção 15-17. No presente estudo, descrevemos um procedimento que utiliza uma pequena cirurgia e que permite o teste de auto-administração operante longo prazo. Este procedimento tem várias vantagens significativas sobre os processos tradicionais que envolvem a beber uma solução a partir de um bico (a), ou responder operante para peletes sólidos (b), ou responder operante de gotas de fluido entregues num receptáculo(C). Em comparação com a (a), IO auto-administração envolve uma resposta operante (isto é, pressionando uma alavanca) e, por conseguinte, é possível modificar a programação regulando a relação entre resposta e requisitos de entrega de infusões IO. Por exemplo, através do emprego de uma razão progressiva (PR) cronograma, segundo o qual as respostas necessárias para infusões sucessivas aumentam exponencialmente dentro de uma sessão de 18, é possível avaliar o quanto um animal &quot;quer&quot; a próxima infusão 19. Este importante aspecto de &quot;buscar&quot; o comportamento não pode ser avaliado quando os animais beber uma solução de uma bica, a menos que um aparelho especial que controla a oferta de líquidos e monitora as respostas é empregado 20. Além disso, IO auto-administração proporciona um meio de comparar os comportamentos motivados por diferentes estímulos de reforço. Ou seja, é possível comparar responder operante mantidas por doces e outros reforços, tais como drogas de abuso emos chamados &quot;estudos de substituição.&quot; Em comparação com (b), IO auto-administração permite o teste de qualquer concentração e qualquer quantidade de qualquer aditivo alimentar solúvel em água. Isso é fundamental para estudar o comportamento motivado por doces como HFCS, porque, com o melhor de nosso conhecimento, não há pastilhas disponíveis comercialmente sólidos de frutose, frutose ou combinações de glicose, em diferentes proporções, que seria adequado para câmaras operantes. Além disso, a importância de controlar e manipular índices de concentração / volume é obrigatório em experimentos onde o consumo pode ser modulada tanto pelo valor calórico de uma solução (que leva à saciedade específicas de nutrientes) e pela quantidade de solução que podem ser consumidos dentro de um determinado período de tempo (isto é, plenitude) 21. IO auto-administração também reduz o atraso entre a resposta operante e a entrega do reforço primário, um factor que desempenha um papel importante na aquisição e manutençãotenção do comportamento operante 16,22-23. Finalmente, em comparação com (c), IO auto-administração permite a entrega de infusões passivos IO de quantidades controladas de solução de teste, e isso faz com que seja possível medir as respostas orofaciais de &quot;gosto&quot; (reação hedônica objetivo como protuberâncias da língua 24 -25) e se estas respostas mudar durante IO auto-administração. Além disso, a capacidade de administrar infusões passivos IO tem aplicações importantes para o estudo da recaída de procura de alimentos. Ou seja, em estudos de IV droga auto-administração, após períodos de extinção, primos de drogas (ou seja, a administração de uma pequena dose da droga 26) podem &quot;restaurar&quot; responder 27-28. Portanto, a capacidade de entregar infusões IO sem qualquer ação por parte do animal pode ser usado para estudar &quot;cru&quot; preparado reintegração, assim como o potencial de reintegração cruzamento entre alimentos edrogas de abuso. IO auto-administração de soluções doces também é preferível para IV e auto-administração intra-gástrica. De facto, apesar de infusões IV de frutose em seres humanos e em animais de laboratório produz efeitos fisiológicos similares aos observados após ingestão oral, 29-31, este é um modelo pobre de como doces são normalmente consumido (isto é, por via oral). Além disso, os sinais gustativos produzidos por mastigação conferem informação importante sobre o paladar dos alimentos, e quando esta fase do processo de digestão é omitido, o desenvolvimento de comportamentos adaptativos, tais como excesso de comida é reduzida 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

Este artigo descreve um novo método para estudar a base de bio-comportamental da dependência de alimentos. Este método combina a componente cirúrgica de sabor reactividade com os aspectos do comportamento de auto-administração de drogas operante. Sob anestesia geral breve, os ratos são implantados com uma cânula intra-oral (IO), que permite a administração de soluções de teste directamente na cavidade oral. Os animais são então testados em câmaras de auto-administração operante através do qual eles podem pressionar uma alavanca para receber infusões de IO de soluções de teste. IO auto-administração tem várias vantagens sobre os procedimentos experimentais que envolvem a beber uma solução a partir de um bico ou responder operante para pastilhas ou soluções entregues num recipiente sólido. Aqui, mostramos que a IO auto-administração pode ser utilizada para estudar a auto-administração de xarope de milho rico em frutose (HFCS). Os ratos foram testados para a auto-administração em uma (PR) esquema de razão progressiva, que avalia a quantidade máxima de opcomportamento rante que será emitido para diferentes concentrações de HFCS (isto é, 8%, 25% e 50%). Após este teste, os ratos auto-administrados estas concentrações em uma programação contínua de reforço (ou seja, uma infusão para cada imprensa alavanca) por 10 dias consecutivos (1 sessão / dia, cada um com duração de 3 horas), e em seguida, eles foram novamente testados no cronograma PR . No esquema de reforço contínuo, os ratos levou menos infusões de concentrações mais elevadas, embora a concentração mais baixa de HFCS (8%) mantida a auto-administração de mais variável. Além disso, os testes de RP revelaram que 8% tinha um valor de reforço inferior a 25% e 50%. Estes resultados indicam que a IO auto-administração pode ser empregada para o estudo de aquisição e de manutenção da resposta de soluções doces. A sensibilidade de resposta operante a diferenças na concentração e esquema de reforço torna IO auto-administração de um processo ideal para investigar a neurobiologia da ingestão voluntária of doces.

Aquisição de IO auto-administração A Figura 3 representa responder operante nas alavancas ativos e inativos durante a auto-administração de 8%, 25%, ou 50% HFCS por 10 sessões consecutivas. Os ratos adquirem IO auto-administração de HFCS dentro das primeiras três sessões e manter a alavanca activa estável responder (como descrito acima) para o restante da aquisição. As diferenças dependentes da concentração em resposta alavanca activos também são evi...

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

Um novo procedimento para avaliar as propriedades de reforço de Tastants em laboratório ratos: Intraoral auto-administração operante

O presente estudo avalia um novo procedimento para avaliar os efeitos de reforço de soluções palatáveis ​​em ratos de laboratório: a auto-administração intra-oral. Para este fim, respondendo operante (isto é, a pressão da alavanca) para infusões intra-orais de soluções doces em diferentes concentrações foi medido em rácios contínuos e progressivos esquemas de reforço.

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

Um procedimento para estudar o efeito da restrição alimentar prolongada em heroína Buscando em ratos abstinentes

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

Comportamento

Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Preferência de Gordura: Um Modelo Novel de comportamento alimentar em ratos

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Um procedimento para Observar Renovação induzida por Contexto de pavloviano condicionado Comportamento Álcool-seeking em Ratos

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Operant Procedures for Assessing Behavioral Flexibility in Rats

Procedimentos operantes para avaliar a flexibilidade comportamental em ratos

Executive functions consist of multiple high-level cognitive processes that drive rule generation and behavioral selection. An emergent property of these ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

The Hole Board Modificado - Medir Comportamento, Cognição e Interação Social em camundongos e ratos

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

A General Method for Evaluating Deep Brain Stimulation Effects on Intravenous Methamphetamine Self-Administration

Um método geral para avaliar os efeitos Estimulação Profunda do Cérebro em metanfetamina intravenosa auto-administração

Substance use disorders, particularly to methamphetamine, are devastating, relapsing diseases that disproportionally affect young people.  There is a need ...

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

Um método para avaliar as propriedades de reforço de etanol em ratos sem água Privação, Sacarina desvanecimento ou treinamento de Acesso Ampliado

Operant oral self-administration methods are commonly used to study the reinforcing properties of ethanol in animals. However, the standard methods ...

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats

Um novo método para induzir um comportamento parecido com depressão em ratos

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is ...

Three Laboratory Procedures for Assessing Different Manifestations of Impulsivity in Rats

Três procedimentos de laboratório para avaliar diferentes manifestações de impulsividade em ratos

The present article provides a guide for the conduction and analysis of three conditioning-based protocols to evaluate impulsivity in rats. Impulsivity is ...