自身给药系统评估动物药物成瘾的实验方法

一、实验介绍

自身给药系统箱（Self-Administration Chamber）是一种在评估寻求奖励和成瘾行为方面广受欢迎的操作性行为测定。动物自身给药研究能够克服伦理障碍，并最小化与人类研究相关的个体差异的影响。

自身给药系统箱任务允许研究工具强化剂在促进物质摄取和寻求行为方面的作用。该箱由简单的杠杆和灯光提示组成，还可选择安装奖励分配器（除了强化剂）。实验对象被训练将杠杆按压与物质管理关联起来，然后用于评估化合物的强化效果。虽然物质成瘾的发展具有神经基础，但其他因素如社会压力和影响（Piña, Namba, Leyrer-Jackson, Cabrera-Brown, & Gipson, 2018）以及心理疾病的合并（Volkow, 2001）也会促使物质滥用。社会影响可以使用多个自身给药系统箱进行评估，而心理疾病范例可以通过结合心理疾病模型实现。

二、设备和设施

自身给药系统箱整体尺寸为26×26×30厘米。侧壁由透明丙烯酸制成，其余两壁由铝制成。箱体配备了成对的端口灯（可用黄色、红色或绿色光）和可收回的杠杆。颗粒/液体容器（颗粒分配器或舔动仪）放置在两个杠杆之间。还可选择包括用于检测鼻戳的光学传感器的选项。箱体还配备了可拆卸的电网地板和可拆卸的粪便和尿盘，便于清理。电网地板的杆直径为6毫米，间距为5毫米（型号的杆直径为4毫米，间距为5毫米），电击强度可以在0.1到4毫安的0.1毫安步进中变化。电击发生器放置在箱外。该箱放置在一个声衰减的箱体内（50×40×40厘米），配备有扬声器、室内灯、循环风扇和注射泵系统。注射泵系统包括可变速注射泵、血管通道套件和用于动物的拴绳套件。
 

三、训练方案

在开始会话和试验之前，清洁设备和测试室，以防止任何残留刺激对表现的影响。可以同时测试多个动物，但必须在整个会话期间保持对各组的测试条件一致。在进行任务前，自身给药系统箱任务要求在会话之前对食物或液体进行限制，以激励受试者完成任务。

自身给药系统箱任务的协议根据研究的要求而有所不同。以下是该任务的常见方法（Thomsen，& Caine，2005）：

• 食物受限的动物首先通过食物奖励进行训练，然后在没有食物奖励的情况下使用静脉化合物管理作为强化剂。

• 食物受限的动物首先通过食物奖励进行训练，然后在有充足食物的情况下使用静脉化合物管理作为强化剂。

• 直接使用静脉化合物强化进行训练，无需任何先前的操作训练。

四、测试方法：

以下是使用杠杆操纵器进行自身给药任务的示例协议：

4.1、食物成型试验

在熟悉实验者处理和测试室后，将受试者放入自身给药系统箱中。开始使用食物强化剂训练受试者按固定比率1时间表按压杠杆。每天进行一个小时的会话，或直到每日消耗20次强化剂。在固定比率2时间表上重复试验。当受试者在两个时间表的杠杆上都达到稳定的响应标准时，结束食物成型试验。然后进行导管放置手术（有关手术工具，请单击此处）。

4.2、获得和训练试验

在手术后的休息期后，开始自身给药系统箱上固定比率1时间表的获得试验。每个会话开始时都用物质进行引导注射。用闪烁的刺激光强化每次杠杆按下的化合物管理。在每次活动或强化后进行30秒的超时（关闭灯光）。每个会话进行180分钟，设定最大注射次数。一旦受试者在三个连续的会话中满足预定的获取标准，即最小自身给药和活动对不活动的杠杆按压比例，结束获取试验。

开始使用固定比率2时间表和无限制的强化剂进行培训会话。在连续的三个会话中，每个会话进行90分钟，直到建立了物质摄取的稳定基线。

4.3 剂量-反应测试试验

进行类似训练会话的测试试验，唯一的区别是引导剂量与正在测试的剂量相同。独立地测试每个剂量，连续几天进行。用仅含生理盐水的试验结束该阶段。

4.4 消退试验

向受试者呈现主动和不活动的杠杆。然而，将两个杠杆都编程为按下时没有后果。观察约30至90分钟的消退行为。

4.5 复发-恢复测试试验

理想情况下，应在强制戒断期后进行复发-恢复会话。以下协议使用三个恢复诱导条件：条件刺激、压力和物质输注。

在消退试验之后，在没有物质输注的情况下进行条件刺激诱导的恢复测试。在前30分钟内，非相关性地呈现条件刺激（与物质输注相关的提示灯），持续20秒。接着在固定比率1时间表上按压主动杠杆时，再次以2秒的时间以非相关性方式呈现条件刺激的方式进行30分钟。最后，以脚电休克结束该阶段，然后立即观察非强化响应的30个30分钟时间段。开始下一个恢复期（30分钟），用非相关的物质输注开始。

五、测试指标

在自身给药系统箱任务中可以观察以下指标：

输注次数

主动杠杆按压/鼻戳次数

无效杠杆按压/鼻戳次数