靜脈自身給藥實(shí)驗(yàn)(Self-administration,SA)方法
藥物的精神依賴性可產(chǎn)生對(duì)該藥的渴求,對(duì)覓藥行為和用藥行為具有強(qiáng)化效應(yīng)。1937年Skinner報(bào)道某些藥物能使動(dòng)物產(chǎn)生類似或強(qiáng)于自然獎(jiǎng)賞的效應(yīng),而這些藥物幾乎都能使人形成依賴,在動(dòng)物則形成自身給藥。1962年,Weeks發(fā)表了第一篇大鼠靜脈嗎啡SA實(shí)驗(yàn)論文,發(fā)現(xiàn)嗎啡作為正性強(qiáng)化劑能維持動(dòng)物的操作行為。在隨后的研究中發(fā)現(xiàn),動(dòng)物的心理依賴不是SA實(shí)驗(yàn)的必備條件;谶@些早期研究,SA實(shí)驗(yàn)被用于藥物獲取的模型,進(jìn)而應(yīng)用于人類藥物的濫用。
2.1實(shí)驗(yàn)原理
SA實(shí)驗(yàn)基于操作式條件反射,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物主動(dòng)踩壓踏板或碰觸鼻觸器后,獲得一定藥物,這些藥物對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生渴望或是厭惡,而這一作用強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物通過訓(xùn)練
可以進(jìn)行主動(dòng)覓藥。在建立操作式條件反射時(shí),大多數(shù)與條件刺激相結(jié)合,如聲音刺激或光刺激,動(dòng)物在進(jìn)行鼻觸或壓杠時(shí)獲得藥物,同時(shí)伴隨聲音出現(xiàn)或信號(hào)燈關(guān)閉,這些條件刺激可以使動(dòng)物獲得條件性強(qiáng)化能力。
2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備
SA實(shí)驗(yàn)設(shè)備由行為操作箱、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)三部分組成,每只動(dòng)物分配一個(gè)操作箱,箱中裝有壓桿或鼻觸器、信號(hào)燈、注射泵、聲音發(fā)生器等。動(dòng)物壓桿或鼻觸后,信號(hào)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)傳入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)通過軟件設(shè)定的程序?qū)⑿盘?hào)指令傳出至注射泵,并將藥物注入到動(dòng)物體內(nèi),同時(shí)燈光或聲音作為一種信號(hào),使動(dòng)物建立條件反射。
2.3實(shí)驗(yàn)方法
SA實(shí)驗(yàn)動(dòng)物多為嚙齒類或靈長類動(dòng)物,如大鼠、小鼠,恒河猴等。實(shí)驗(yàn)一般分兩個(gè)階段:
手術(shù)和訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)前,以食物或水為強(qiáng)化因子,對(duì)動(dòng)物進(jìn)行壓桿或鼻觸訓(xùn)練。
2.3.1手術(shù)SA實(shí)驗(yàn)的給藥方式有多種,如靜脈注射、顱內(nèi)注射、皮下注射和吸入式途徑,藥物通過血液流動(dòng),供應(yīng)到大腦。由于靜脈注射是吸毒者濫用毒品的主要途徑,因而在研究中應(yīng)用最廣泛。大鼠實(shí)驗(yàn)一般選用頸外靜脈作為給藥途徑。實(shí)驗(yàn)時(shí),在左鎖骨上緣部位開一個(gè)縱向切口,鈍性分離皮下組織,游離出左側(cè)頸外靜脈,將插管一端插入靜脈,自背部經(jīng)頸部皮下打一個(gè)皮下隧道到頸部切口,將插管另一端從背部穿出并固定,以便與給藥裝置相連。手術(shù)時(shí)注意滅菌,防比感染,長期實(shí)驗(yàn)需要每天通過插管注射少量肝素和抗生素來保證插管的暢通。
2.3.2訓(xùn)練一般來說,動(dòng)物在手術(shù)后恢復(fù)4天就可以進(jìn)行SA訓(xùn)練,實(shí)驗(yàn)時(shí)每只動(dòng)物在單獨(dú)的操作箱中進(jìn)行。根據(jù)研究目的的不同,往往采用不同的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行,常用的有固定比率(Fixed Ratio schedule, FR)和漸進(jìn)比率(Progressive Ratio schedule, PR)程序。
固定比率是SA實(shí)驗(yàn)最基礎(chǔ)的研究程序,它是指鼻觸或壓桿次數(shù)與給藥次數(shù)的比率保持不變,反應(yīng)的是藥物攝取速度。動(dòng)物學(xué)會(huì)固定比率SA行為,一般需要幾周時(shí)間來穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)的藥物劑量由濃度和注射體積決定,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間取決于藥物的特性、動(dòng)物的狀態(tài)等因素。研究發(fā)現(xiàn),動(dòng)物的藥物攝取速度往往會(huì)發(fā)生改變,單次注射劑量下降,藥物攝取速率則增加,這是因?yàn)樗幬餄舛茸兊停瑒?dòng)物必須增加單位時(shí)間內(nèi)壓桿次數(shù),才能獲得與前次劑量相同的藥物,以滿足對(duì)藥物的需求。藥物攝取速率的增加,反應(yīng)了強(qiáng)化效應(yīng)的下降,反之則增加。單一的藥物攝取速度定性地說明了藥物是否能作為強(qiáng)化因子,卻不能反映動(dòng)物對(duì)藥物的渴求程度,所以使用固定比率模式不能合理的評(píng)估藥物的強(qiáng)化作用。
漸進(jìn)比率是一種定量評(píng)估強(qiáng)化效應(yīng)的有效方法,它是指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物必須增加鼻觸或壓桿次數(shù)來獲得下一次的藥物注射,壓桿或鼻觸比率是逐步增加的。在1961年,Hodos首次在嚙齒類動(dòng)物中測(cè)量蔗糖牛奶的強(qiáng)化效應(yīng),隨后在恒河猴、拂拂、狗中均有研究。不同的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用了大量不同的漸進(jìn)比率方案,比如步階(step)為2的算術(shù)比率(如2, 4, 6, 8......},比率翻倍(如100,200,400,800,或是先步階后翻倍。PR的變化,與藥物種類、訓(xùn)練時(shí)間,方案設(shè)置等有關(guān)系。
在漸進(jìn)比率實(shí)驗(yàn)中,反應(yīng)比率增大到一定值時(shí),動(dòng)物不再進(jìn)行鼻觸或壓桿行為,如果在一個(gè)測(cè)試周期內(nèi),動(dòng)物在規(guī)定的一段時(shí)間(如1小時(shí))內(nèi)不注射藥物,就將此時(shí)所對(duì)應(yīng)的比率稱為斷點(diǎn)((Breaking Point, BP),斷點(diǎn)反映了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為獲取藥物注射所愿付出的最大努力。判斷斷點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)因藥物不同而異,比如可卡因?qū)嶒?yàn)采用1小時(shí),安非他明及阿撲嗎啡實(shí)驗(yàn)則采用更長的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)可卡因SA訓(xùn)練來說,隨著反應(yīng)比率的增大,動(dòng)物注射行為會(huì)陡然停止,所以斷點(diǎn)能很好的反應(yīng)藥物的強(qiáng)化效應(yīng),斷點(diǎn)越大,說明藥物的精神依賴性越強(qiáng)。