Наши услуги
О нас
Доклинические исследования
Регламент
Видео доклинические исследования
Клинические исследования
Регламент
Клинические исследования видео
Набор добровольцев
Архив исследований
Набор пациентов
Новости медицины
Интервью
Архив новостей
Контакты
Вакансии
НАВЕРХ

Регламент

Реакция электрической самостимуляции (РСС) системы "награды" мозга

Реакция электрической самостимуляции (РСС) системы "награды" мозга


Активация реакции самостимуляции (РСС) при введении аддиктивного вещества является неотъемлемым звеном доказательств единой мишени для электрической (РСС) и фармакологической (исследуемое вещество) стимуляции и рассматривается как экспериментальный эквивалент эйфоризирующего действия фармакологических веществ.


Существует большое количество модификаций метода электрического самораздражения мозга, основанных как на особенностях оперантного (инструментального) поведения, так и на требованиях, диктуемых необходимостью исследования конкретного фармакологического агента. Несмотря на многообразие экспериментальных подходов, для обычных скрининговых целей при исследовании аддиктивного потенциала фармакологических агентов с помощью РСС наиболее информативным и корректным признано использование методик, позволяющих оценивать возбудимость нервного субстрата системы "награды" по минимальной (пороговой) интенсивности "награждающей" стимуляции, достаточной для поддержания условной инструментальной реакции.


Существуют две основные методики определения пороговой интенсивности стимуляции ("титрование порога"): "аутотитрование", при котором пороговая интенсивность контролируется самим животным, и титрование порога, которое производится по определенному алгоритму исследователем. Несмотря на исключительную объективность методики "аутотитрования", ее практическое использование сопряжено со значительными затратами времени и ресурсов и не может быть избрано для скрининга фармакологических агентов. Поэтому рекомендуется использовать методику титрования порога РСС, которое осуществляет исследователь.


Материально-техническое обеспечение метода.


Опыты проводятся на самцах крыс массой 150-300 г в зависимости от используемого атласа мозга крыс. РСС исследуют в стандартной камере Скиннера, оборудованной двумя - "награждающей" и "ненаграждающей", педалями. Для РСС необходим источник электрических импульсов (например, стимулятор ЭС-51), который позволяет осуществлять стимуляцию по постоянному току в широком амплитудном и/или частотном диапазоне.


Описание метода.


Электроды имплантируют по стереотаксическим координатам в медиальный переднемозговой пучок или вентральную тегментальную область (вентральная покрышка) среднего мозга. Имплантация электродов в вентральную тегментальную область рекомендуется в связи с низкой вероятностью возникновения аверсивных реакций при электрическом раздражении этой структуры. Могут использоваться моно- или биполярные электроды. Последние предпочтительны из-за более высокой селективности стимуляции. При использовании монополярных электродов устанавливают дополнительный индифферентный электрод в несквозном отверстии в лобной кости.


Через 5-7 дней после операции приступают к выработке и стабилизации РСС при следующих параметрах раздражения: прямоугольные биполярные импульсы частотой 100 Гц, длительность импульса 0.1 мсек., продолжительность серии импульсов 300 мсек., амплитуда импульсов в примерном диапазоне 70-300 мкА для монополярной стимуляции или 10-100 мкА для биполярной стимуляции. Выработка реакции РСС осуществляется с помощью методов "последовательного приближения" к необходимой поведенческой реакции (например, нажатие на педаль). Например, после помещения животного в оперантную камеру последовательно подкрепляют "награждающей" стимуляцией сначала нахождение в части камеры, наиболее близкой к "подкрепляющей" педали, затем каждое движение по направлению к педали, исследование педали, касание педали, и т.д. После выработки навыка нажатия на педаль (1-2 сессии), на протяжении 3-4 ежедневных сессий определяют амплитуду стимуляции, которая поддерживает частоту оперантной реакции 40-60 нажатий в минуту. Как правило, при удачной имплантации электродов на выработку и стабилизацию РСС требуется 4-6 экспериментальных сессий длительностью 30-40 минут.


Для анализа подкрепляющих свойств РСС используется процедура определения пороговой интенсивности электрической стимуляции (по амплитуде или частоте импульсов). В первом случае интенсивность стимуляции регулируют изменением амплитуды импульсов при фиксированной частоте, а во втором - фиксируют амплитуду стимуляции и изменяется частота. Ниже приводится пример рекомендуемой процедуры определения пороговой интенсивности стимуляции.


Ежедневные тренировочные сессии состоят из двух блоков, следующих один за другим и разделенных интервалом в 1 час. Каждый блок начинается с трех независимых от поведения животного стимуляций, которые отделены 1-секундными интервалами и предназначены для "разогрева" животного. Исходно амплитуду стимуляции устанавливают на уровне, использованном на этапе стабилизации РСС и приблизительно соответствующем частоте оперантной реакции 40-60 нажатий на педаль в минуту. Затем амплитуду стимуляции снижают каждую минуту на 2 мкА (этот шаг изменения амплитуды подобран эмпирически и оказался удобным в практическом определении порогов РСС). После достижении порогового значения амплитуду стимуляции начинают увеличивать с тем же шагом. Пороговая интенсивность стимуляции для получения РСС определяется как амплитуда, при которой поддерживается ЧСР не менее 10 нажатий на педаль в минуту. Для каждого блока стимуляции пороговое значение амплитуды определяют два раза - при снижении амплитуды и затем при повышении, после чего рассчитывают среднее значение.


В начале следующего блока стимуляции или новой сессии амплитуду стимуляции устанавливают на уровне, определенном во время предыдущей сессии или блока и соответствующем ЧСР 40-60 нажатий на педаль в минуту. Частота импульсов постоянно поддерживается на уровне, использованном на этапе стабилизации самостимуляции (100 Гц).


При проведении экспериментальных сессий после первого блока стимуляции вводится фармакологическое средство. При необходимости исследования зависимости "время-эффект" экспериментальные сессии удлиняются, и после введения фармакологического средства следуют 2-3 блока стимуляции в заданные экспериментатором интервалы времени.


Изменение пороговой интенсивности стимуляции под действием фармакологического средства или его растворителя выражают в процентах к значению пороговой интенсивности, определенной во время первого блока экспериментальной сессии. При расчете среднеэффективных доз фармакологических средств используется такой параметр, как количество животных в группе (в процентах), у которых снижение пороговой интенсивности стимуляции выходит за пределы нижней границы доверительного интервала колебаний пороговой интенсивности в контроле, т.е. после введения индифферентного растворителя. ЭД50 определяют по методу Литчфильда-Вилкоксона или с помощью пробит-анализа. Анализ зависимостей "доза-эффект" и "время-эффект" проводят с помощью одно- и двухфакторного дисперсионного анализа для повторных измерений. Для получения достаточного объема данных для анализа зависимостей "доза-эффект" и "время-эффект" достаточны группы из 5-6 животных (при введении различных доз препаратов по схеме "латинский квадрат").


Эффективность использования метода.


К настоящему времени практически для всех известных веществ с аддиктивным потенциалом доказана способность активировать РСС. Список изученных аддиктивных средств включает опиаты (морфин, героин), психостимулянты (кокаин, амфетамины), галлюциногены (фенциклидин, ЛСД), барбитураты, бензодиазепины, этанол, никотин и др. Под влиянием фармакологических агентов принципиально возможно несколько вариантов изменения параметров реакции электрической самостимуляции. После введения различных аддиктивных средств наблюдается снижение пороговой интенсивности реакции РСС, что отражает повышение возбудимости нейронального субстрата. В то же время, другие параметры реакции РСС, такие как частота самораздражений за экспериментальную сессию, могут как повышаться (психостимулянты, низкие дозы опиатов), так и снижаться (этанол, барбитураты).


Результаты экспериментов по РСС позволяют анализ зависимостей "доза-эффект" и "время-эффект" для исследуемых веществ, а также сравнения эффективности между отдельными веществами и в особенности по отношению к эталонным препаратам.


Ввиду того, что вживление электродов для исследования РСС производится в строго контролируемых условиях (стереотаксическая методика, гистологическая верификация положения электрода после эксперимента), данная методика позволяет интерпретировать эффекты исследуемого вещества как способность активировать нейроанатомический субстрат, общий для всех известных наркотиков.


Список литературы:

Экспериментальное доклиническое изучение аддиктивного потенциала фармакологических средств, методические рекомендации N 2000/112