Proc Natl Acad Sci VSA A. 2007 Mar 20; 104 (12): 5181-6. Epub 2007 Mar 9.
Ventura R, Morrone C, Puglisi-Allegra S.
Bron
Stichting Santa Lucia, Europees Sentrum vir Brein Ondersoek (CERC), Via Fosso di Fiorano 65, 00143 Rome, Italië. [e-pos beskerm]
Abstract
Onlangse bewyse dui daarop dat lonende en aversive stimuli dieselfde breinareas beïnvloed, insluitend mediale prefrontale korteks en kernakkoue. Alhoewel nukleus accumbens bekend is om te reageer op belangrike stimuli, ongeag hul hedoniese valensie, met selektiewe verhoogde dopamien vrystelling, is min bekend oor die rol van prefrontale korteks in beloning- en aversieverwante motivering of oor die betrokke neurotransmitters. Hier vind ons dat selektiewe norepinefrienuitputting in mediale prefrontale korteks van muise die toename in die vrystelling van norepinefrien deur prefrontale korteks en dopamien deur die kernkarbonade wat deur voedsel, kokaïen of litiumchloried geïnduseer word, afgeskaf en die plekverskuiwing wat deur beide litium geïnduseer is, benadeel chloried (aversie) en kos of kokaïen (voorkeur). Dit is 'n bewys dat prefrontale kortikale norepinefrienoordrag nodig is vir die motivering van toegewyde toewyding aan beide beloning- en aversieverwante stimuli deur modulering van dopamien in nukleusaccumbens, 'n breinarea wat betrokke is by alle gemotiveerde gedrag.
Diere sowel as mense het 'n geneigdheid om beloning te soek en straf te vermy. Hierdie duidelik aanpasbare gedrag behels die vermoë om die waarde van belonende en strawende stimuli voor te stel, voorspellings oor hulle te stel en gebruik hierdie voorspellings om gedrag te lei (1). In soverre emosies gedefinieer kan word as "state wat deur versterkers (belonings en strawwe) veroorsaak word" (2), kan die breinareas wat betrokke is by die verwerking van motiverend opvallende lonende of aversive stimuli, relevant wees vir die verstaan van talle emosionele tekorte in die mens.
Onlangse data dui aan dat Nukleus Accumbens (NAc) en Prefrontale Korteks (PFC) 'n algemene substraat vorm vir die verwerking van beide lonende en aversive stimuli (3-7). Ventrale striatum (of NAc) is betrokke by die verwerking van die inligting onderliggend aan die motiveringsbeheer van doelgerigte gedrag. Mens- en dierstudies ondersteun 'n algemene rol vir hierdie breinarea in die verwerking van beide lonende en aversive stimuli, ongeag valensie (3-8 ).
Daarbenewens dui 'n groot aantal bewyse aan dat pFC direk betrokke is by doelgerigte gedrag sowel as in affektiewe verwerking (1, 9). Alhoewel dopamien-oordrag in NAc voorgestel is om 'n gedeelde "motiverende saligheid" -proses in positiewe en negatiewe valensie (3, 6) te bemiddel, is die rol van pFC in hierdie proses en die betrokke neurochemiese substraat nog onbekend.
Norepinefrien oordrag in pFC word geaktiveer deur aversive stimuli (10, 11) en deur aversive en gekondisioneerde aptyt stimuli (12, 13). Daarbenewens is norepinefrien in mediale pFC (mpFC) onlangs aangetoon om betrokke te wees by die belonende effekte van sommige algemeen mishandelde middels deur die modulerende werking op dopamien vrystelling in NAc (14, 15). Dit dui daarop dat prefrontale kortikale norepinefrien-oordrag accumbal dopamien betrek om motiverend opvallende stimuli te verwerk.
Met behulp van muise het ons hier bepaal of die prefrontale kortikale noradrenalien / mesoaccumbens dopamienstelsel 'n algemene neurale substraat is wat betrokke is by die verwerking van affektiewe positiewe en negatiewe stimuli. In die besonder het ons ondersoek of norepinefrien in mpFC deur middel van die modulerende werking op die dopaminerge mesolimbiese stelsel nodig is vir die toewysing van motiverende saligheid vir beloning- en aversieverwante stimuli.
Aangesien ervaring 'n belangrike determinant is van die motiverende impak van 'n gegewe stimulus (7), het ons die effekte van die eerste blootstelling aanbeveel om natuurlike (smaaklike kos, melk sjokolade) en farmakologiese (kokaïen) stimuli te beloon en 'n aversiewe farmakologiese stimulus [litiumchloried (LiCl)] op prefrontale kortikale norepinefrien en akkumulale dopamien vrystelling deur intracerebrale mikrodialise. Daarbenewens het ons ook die effekte van selektiewe norepinefrienuitputting in mpFC op dopamien vrystelling in NAc en op norepinefrien vrystelling in mpFC geïnduceer deur eerste blootstelling geëvalueer deur die eerste blootstelling aan hierdie motiverende vooropgestelde stimuli te bepaal. tot hierdie stimuli.
Ten slotte ondersoek ons die effekte van selektiewe noradrenerge prefrontale uitputting op gekondisioneerde plekvoorkeur (CPP) wat veroorsaak word deur sjokolade en kokaïen en op gekondisioneerde afkeer (CPA) wat deur LiCl geïnduseer word. 'N Plek-kondisioneringsprosedure is vir hierdie studie gekies omdat dit die beoordeling van die verkryging van gekondisioneerde aptyt- en aversiewe eienskappe toegelaat het om te stimuleer met primêre belonings en aversiewe gebeure en omdat 'n groot bewyse toon dat dit 'n betroubare mate van prosesse onderliggend is motivering salient toeskrywing aan stimuli (3, 16).
RESULTATE
Eksperiment 1.
Om te evalueer of die eerste blootstelling aan beide lonende en aversive opvallende stimuli prefrontale norepinefrien en akkumulale dopamienuitvloei beïnvloed, het ons die effekte van sistemiese kokaïen- of LiCl- en sjokoladeverbruik op norepinefrienvrystelling in MPFC en dopamienuitvloei in NAc geëvalueer deur intracerebrale mikrodialise. Verder, om vas te stel of kortikale noradrenergiese oordrag nodig is vir accumbal dopamienuitvloei wat veroorsaak word deur die eerste blootstelling aan hierdie motiverend opvallende stimuli, het ons die effekte van selektiewe noradrenergiese uitputting op die akkumulale dopamienreaksie wat deur kokaïen, sjokolade en LiCl geïnduceerd is, beoordeel. Kokaïen, sjokolade en LiCl het 'n tydsafhanklike toename in norepinefrienuitvloei in MPFC van skambehandelde groepe veroorsaak, en bereik 'n maksimum toename van ≈200% by 40 min, ≈70% by 120 min en ≈100% by 60 min, onderskeidelik (Fig. 1a). Alhoewel verhoogde norepinefrienvrystelling in die pFC in reaksie op kokaïen wyd gerapporteer is, is dit die eerste verslag van verhoogde norepinefrienuitvloei wat veroorsaak word deur die eerste blootstelling aan sjokolade of sistemiese LiCl binne mpFC. Hierdie stimuli het ook 'n parallelle tydsafhanklike toename in dopamienuitvloei in NAc van skambehandelde diere (Fig. 1b) veroorsaak, in ooreenstemming met die siening dat hierdie area 'n belangrike rol speel in die verwerking van belangrike stimuli, ongeag hul valensie (3 , 6). Die effekte van hierdie uitputting op norepinefrienvrystelling in mpFC is ook beoordeel. Prefrontale norepinefrien uitputting is verkry deur selektiewe neurotoksiese uitputting van prefrontale kortikale norepinefrien afferente (norepinefrien-uitgeputte groepe) in mpFC na die beskerming van dopamien deur 'n selektiewe opname inhibitor. Hierdie metode het 'n groot uitputting van weefselvlakke van norepinefrien (≈90%) veroorsaak, wat weefselvlakke van dopamien feitlik onaangeraak laat. Beheerdiere (sjambehandelde groepe) was onderworpe aan dieselfde behandeling as die norepinefrien-uitgeputte muise maar het intracerebrale voertuig ontvang. (Norepinefriene weefselvlakke was soos volg: skambehandelde groep, 698 ± 26 ng / g natweefsel, norepinefrien-uitgeputte groep, 63 ± 17 ng / g nat weefsel. Dopamienweefselvlakke was soos volg: sjambehandelde groep, 203 ± 18 ng / g nat weefsel, norepinefrien-uitgeputte groep, 189 ± 16 ng / g nat weefsel.)
Fig. 1.
Prefrontale kortikale norepinefrien-uitputting op ekstrasellulêre norepinefrien in mpFC en dopamien in NAc. Ekstrasellulêre norepinefrien (NE) in mpFC (a) en dopamien (DA) in NAc (b) van skynbehandelde of norepinefrien-uitgeputte diere wat met sout ingespuit word, (meer ...)
Selektiewe norepinefrienuitputting in mpFC het die toename in akkumbal dopamien en prefrontale kortikale norepinefrien vrystelling geïnduceerd deur beide dwelms en sjokolade (Fig. 1), alhoewel dit nie basiese ekstracellulêre dopamien in NAc (sjambehandelde groep, 1.35 ± 0.15 pg per 20 μl, norepinefrien-uitgeputte groep, 1.29 ± 0.18 pg per 20 μl) of basale ekstracellulêre norepinefrien in mpFC (sjambehandelde groep, 1.31 ± 0.18 pg per 20 μl, norepinefrienverarmde groep, 1.26 ± 0.17 pg per 20 μl). Die gemiddelde basiese waardes van dopamien in NAc en van norepinefrien in mpFC vir elke groep [sout, kokaïen (20 mg / kg), LiCl (3 meq / kg) en sjokolade] verskil nie betekenisvol nie
Ons resultate dui aan dat intakte noradrenergiese oordrag binne mpFC 'n noodsaaklike voorwaarde is vir die stimulering van dopamien vrystelling wat deur beide lonende en aversive stimuli binne NAc veroorsaak word, en stel dus sterk voor in die motivering.
Eksperiment 2.
Om te ondersoek of norepinefrien prefrontale oordrag nodig is vir die verkryging van die gekondisioneerde aptitiewe en aversive eienskappe om te stimuleer met primêre belonings en aversiewe gebeure, het ons die effekte van selektiewe prefrontale norepinefrien uitputting op plekkondisionering beoordeel.
Prefrontale noradrenergiese uitputting het beide kokaïen- en sjokolade-geïnduceerde CPP asook CPA geïnduseer deur LiCl afgeskaf. Dus, hoewel skambehandelde diere 'n beduidende voorkeur vir die kokaïen- of sjokoladepaarkompartement gehad het en 'n beduidende afkeer van die LiCl-gepaarde kompartement (Fig 2a), het norepinefrien-uitgeputte diere geen voorkeur vir enige kompartement nie (Fig 2b ).
Fig. 2.
Prefrontale kortikale norepinefrien-uitputting by plek-kondisionering. Effekte van voedselverbruik (1 g melksjokolade; skynbehandelde groep, n = 8; groep met norepinefrien, n = 8) en sistemiese inspuiting (ip) sout (Sal) (skynbehandelde groep, (meer ...)
Let daarop dat in voorlopige eksperimente ons opgemerk het dat beide CPP en CPA van skaambehandelde diere onondersoekbaar was van dié van naïewe diere. Diere wat in beide kompartemente suiwelparing ervaar het, het geen voorkeur vir enige kompartement gehad nie, ongeag die letseltoestand (skam behandel of norepinefrien uitgeput). Die gedrag van norepinefrien-uitgeputte diere wat met kokaïen, sjokolade of LiCl behandel is, was soortgelyk aan dié van diere wat slegs die voertuigoplossing tydens opleiding ondervind het; dws hulle het geen voorkeur vir enige kompartement gehad nie.
BESPREKING
Hier toon ons bewyse dat prefrontale kortikale norepinefrienoordrag, deur modulasie van dopamien in NAc, 'n noodsaaklike voorwaarde is vir die toewyding van motiverende toewyding aan beide beloning- en aversieverwante stimuli.
Eerstens, aangesien vorige ondervinding 'n belangrike determinant is van die motiverende impak van enige gegewe stimulus (7), het ons deur intracerebrale mikrodialise die gevolge van eerste blootstelling aan sistemiese kokaïen of LiCl geëvalueer asook die effekte van sjokoladeverbruik op norepinefrien of dopamien Vrystelling in mpFC en NAc, onderskeidelik. Kokaïen, sjokolade en LiCl het 'n tydsafhanklike toename in die accumbal dopamien sowel as in die prefrontale norepinefrienuitstroming van behandelde groepe veroorsaak. 'N Beduidende toename in norepinefrienoorloop was duidelik in die MFKV van skam behandelde diere binne 20 min van die ontvangs van sjokolade; die oorloop het daarna teruggekeer na basislynvlakke en gevolg deur 'n groot volgehoue toename. Alhoewel hierdie bifasiese sjokolade-geïnduceerde toename van norepinefrien in MPFC nie die toename van dopamien in NAc deurgaans parallel was nie, was die aanvanklike toename waarskynlik verwant aan die impak van smaaklike voedsel en die toename van dopamien in NAc. Aan die ander kant kan die tweede groot toename moontlik 'n neurochemiese korrelaat van die kortikale opwekking wees wat nodig is vir die verwerking van ruimtelike inligting wat verband hou met die soek en lokalisering van die voedselbeloning (17). Trouens, dit is voorgestel dat verhoogde norepinefrienuitvloei die teenwoordigheid van stimuli met hoë motiverende saligheid (17) aandui. Dus, hierdie verhoogde norepinefrienuitvloei kan die selektiewe aandag wat nodig is om na ekstra smaaklike kos te soek, moontlik maak en kan help met die verkryging van gekondisioneerde aptytende eienskappe om te stimuleer met kos. Postingestiewe effekte van voedselinname op norepinefrien kan egter nie uitgesluit word nie.
Alhoewel verhoogde dopamien-vrystelling in NAc veroorsaak deur beloning of aversive stimuli en verhoogde norepinefrien vrystelling in die pFC in reaksie op kokaïen, is wyd gerapporteer. Dit is ons eerste bekendstelling van verhoogde norepinefrienuitvloei geïnduceerde deur sjokoladeblootstelling of LiCl binne mpFC. Belangriker nog, ons wys hier dat prefrontale kortikale noradrenergiese oordrag nodig is vir accumbal dopamien-uitvloei wat veroorsaak word deur die eerste blootstelling aan hierdie motiverende opvallende stimuli. Trouens, geen beduidende toename in beide prefrontale norepinefrien- en akkumulale dopamienuitvloei, wat deur hierdie stimuli veroorsaak is nie, was duidelik in norepinefrien-uitgeputte muise. Norepinefrien in mpFC kan aktiveer mesoaccumbens dopamien vrystelling deur opwindende prefrontale kortikale projeksie na ventrale tegmentale area dopamien selle (18, 19) en / of deur middel van corticoaccumbal glutamatergiese projeksies (20). Daarbenewens kan 'n rol vir pFC-projeksies vir die lokus coeruleus in die uitoefening van 'n opwekking beïnvloed word, aangesien hierdie kern geïdentifiseer is om ventrale tegmentale area dopamienneurone (21-23) te aktiveer, wat kan lei tot verhoogde dopamien vrystelling in NAc.
Dus, ons resultate, in ooreenstemming met vorige verslae, toon dat beide onvoorwaardelike lonende en aversive stimuli die uitvloei van norepinefrien in mpFC (10-15) asook dopamien vrystelling in NAc (3, 24) verhoog. Die belangrikste is egter dat hulle demonstreer dat intakte noradrenergiese oordrag binne mpFC 'n noodsaaklike voorwaarde is vir die stimulering van dopamien vrystelling wat deur beide lonende en aversiewe farmakologiese en natuurlike stimuli binne NAc veroorsaak word. Daarom verwys hulle na prefrontale norepinefrien en accumbal dopamien oordrag as 'n neurale stelsel wie se aktivering deur onvoorsiene lonende en aversive stimuli is waarskynlik 'n substraat vir motivering salience. Hierdie siening word ondersteun deur resultate van gedragseksperimente oor die effekte van prefrontale norepinefrienuitputting op kokaïen-, sjokolade- of LiCl-geïnduseerde plek kondisionering.
Dus, die tweede belangrike bevinding van hierdie studie is dat prefrontale kortikale norepinefrien uitputting beide CPP induseer as gevolg van kokaïen of voedsel en CPA veroorsaak deur LiCl benadeel. Alhoewel skambehandelde diere 'n beduidende voorkeur vir die kokaïen- of sjokoladepaarkompartement gehad het en 'n beduidende afkeer van die LiCl-gepaarde kompartement het, het norepinefrien-uitgeputte diere geen voorkeur vir enige kompartement nie, wat daarop dui dat intakte prefrontale kortikale norepinefrienoordrag nodig is. vir die verkryging van gekondisioneerde eiendomme om te stimuleer met primêre beloning of aversive gebeure in 'n plek-kondisioneringsprosedure.
Die huidige resultate dui daarop dat in die prefrontale kortikale norepinefrien-uitgeputte muise die gebrek aan norepinefrien vrystelling veroorsaak deur blootstelling aan lonende en aversive stimuli (kokaïen, voedsel of LiCl, ongekondisioneerde stimulus) die motivering van toegewyde toewyding tot gekondisioneerde stimulus (ruimtelike patroon) gedurende die paringsessies. Let ook op dat prefrontale norepinefrienuitputting nie inmeng met die assosiatiewe of mnemoniese prosesse nie, aangesien norepinefrien-uitgeputte diere, soos voorheen getoon, in staat was om 'n passiewe vermydingstaak (15) te leer en die konteks met die geneesmiddel-effekte (14) te assosieer. Nog verdere ondersoek is nodig om die presiese aard van inkortings van prefrontale kortikale norepinefrien-uitgeputte diere te verstaan.
Dopaminergiese oordrag binne NAc word beskou as die hedoniese impak van beloning of sommige aspekte van beloningsleer (sien ref. 25 vir hersiening). Ons resultate, in ooreenstemming met 'n ander siening (3), toon dat dopamien-oordrag in NAc 'n rol speel in beide positief en afgerief gemotiveerde gedrag; Die belangrikste is egter dat hulle demonstreer dat hierdie motiveringsproses deur prefrontale kortikale norepinefrien beheer word. Trouens, selektiewe prefrontale norepinefrienuitputting lewer die blok van beide kokaïen- of sjokolade-geïnduceerde CPP- en LiCl-geïnduceerde CPA en die verswakking van dopamien vrystelling in NAc veroorsaak deur hierdie belangrike stimuli in beheermuise, wat sodoende daarop dui dat noradrenerge prefrontale oordrag deur modulasie van dopamien vrystelling binne NAc, is 'n noodsaaklike voorwaarde vir die motiverende verwerking van beide beloning- en aversieverwante stimuli.
Saam met die huidige resultate van gedrags- en mikrodialise-eksperimente blyk dit dat prefrontale norepinefrien-oordrag nie net die beloonende eienskappe van algemeen gemanifesteerde middels bemiddel nie, soos voorgestel deur vorige studies (14, 15), maar dit is nodig vir die toekenning van motiverende saligheid aan beide beloning en aversie-verwante stimuli, wat verder toon dat verslawende middels, sowel as aversiewe farmakologiese stimuli, dieselfde neurobiologiese meganisme as natuurlike stimuli gebruik.
Ten slotte, ons data brei vorige bevindings uit wat dui op die mesolimbiese dopaminerge sisteem as 'n "salience system" wat betrokke is by alle gemotiveerde gedrag (3, 6, 26). Hulle toon ook dat hierdie stelsel onder norepinefrien prefrontale kortikale beheer is, en ondersteun dus die siening dat lonende en aversive stimuli soortgelyke weë in die CNS (7) affekteer.
Ons resultate bied insigte oor die neurobiologie van beloning en aversie omdat hulle wys dat verwerking van beide lonende en aversive opvallende stimuli dieselfde breinareas behels; dws, hulle verwys na prefrontale noradrenergiese en accumbal dopaminergiese oordrag as 'n algemene neurale stelsel. Verstaan die neurotransmitterstelsels wat geaktiveer word deur affektief beloonende of aversive stimuli en hul molekulêre meganismes, sal help om 'n basis te gee vir die verheldering van die funksionering van neurale stelsels betrokke by positiewe sowel as negatiewe emosies.
MATERIAAL EN METODES
Diere.
Manlike muise van die ingebore C57BL / 6JIco-stam (Charles River Laboratories, Wilmington, MA), wat algemeen gebruik word in neurobehaviorale fenotipering, 8-9 weke oud by die eksperimente, is gehuisves soos voorheen beskryf (14, 15). Elke eksperimentele groep bestaan uit ses tot agt diere. Alle eksperimente is uitgevoer in ooreenstemming met die Italiaanse nasionale wet (Decreto Wetgewing nr. 116, 1992) wat die gebruik van diere vir navorsing beheer.
Dwelms.
Chloorhidraat, 6-hidroksiedopamien (6-OHDA), GBR 12909, kokaïenhidrochloried, en LiCl is van Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) aangekoop. Kokain (20 mg / kg), LiCl (3.0 meq / kg), Chloralhidraat (350-450 mg / kg) en GBR 12909 (15 mg / kg) is in soutoplossing (0.9% NaCl) opgelos en ip in 'n volume van 10 ml / kg. 6-OHDA is opgelos in soutoplossing wat natriummetabisulfiet (0.1 M) bevat. Vir kos eksperimente was die prys melk sjokolade (1 g; Nestle, Vevey, Switserland).
Microdialysis.
Diere is narkoseer met chloorhidraat (450 mg / kg), gemonteer in 'n stereotaksiese raam (David Kopf Instruments, Tujunga, CA) toegerus met 'n muisadapter, en eenmalig geïmplanteer met 'n geleidingskanaal (vlekvrye staal, as buitendiameter van 0.38 mm ; Metalant AB, Stockholm, Swede) in mpFC of in NAc (14, 15). Die lengte van die geleidingskanaal was 1 mm vir mpFC en 4.5 mm vir NAc. Die gidskanaal is vasgemaak met epoksiegom, en tandheelkundige sement is bygevoeg vir verdere stabilisering. Die koördinate van bregma [gemeet volgens die metodes van Franklin en Paxinos (27)] was soos volg: + 2.52 anteroposterior en 0.6 laterale vir mpFC en + 1.60 anteroposterior en 0.6 laterale vir NAc [meestal die doponderverdeling (27)]. Die sonde (dialise membraan lengte van 2 mm vir mpFC en 1 mm vir NAc en buitenste deursnee van 0.24 mm, MAB 4 cuprophane microdialysis sonde; Metalant AB) is 24 h voor mikrodialise eksperimente ingestel. Die diere is liggies verdovende met chloorhidraat (350 mg / kg) om handleiding in die mikrodialise sonde in die geleidingskanaal te vergemaklik. Diere is teruggekeer na hul tuishokke. Die uitlaat- en inlaat sondepype is beskerm deur plaaslik toegepaste Parafilm. Die membrane is getoets vir in vitro herstel van dopamien en norepinefrien (relatiewe herstel was soos volg: dopamien, 10.7 ± 0.82%, norepinefrien, 12.2 ± 0.75%; n = 20) op die dag voor gebruik om die herstel te verifieer.
Die mikrodialysesonde is gekoppel aan 'n CMA / 100-pomp (Carnegie Medicine, Stockholm, Swede) deur middel van PE 20-buise (Metalant AB) en 'n tweekanale vloeibare draaikrag met ultralow wringkrag (model 375 / D / 22QM; Instech Laboratories, Plymouth Meeting, PA) om vrye beweging toe te laat. Kunsmatige serebrospinale vloeistof (147 mM NaCl / 1 mM MgCL / 1.2 mM CaCl2 / 4 mM KCl) is deur die dialysesonde gepomp teen 'n konstante vloeitempo van 2 μl / min. Eksperimente is 22-24 uur na die plasing van die sonde uitgevoer. Elke dier is in 'n sirkelvormige hok geplaas wat voorsien is van mikrodialistoerusting (Instech Laboratories) en beddegoed op die vloer. Dialyse-perfusie is 1 uur later begin. Na die aanvang van die dialise-perfusie is muise ongeveer 2 uur ongestoord gelaat voordat die basislynmonsters versamel is. Die gemiddelde konsentrasie van die drie monsters wat onmiddellik voor behandeling versamel is (<10% variasie) is as basale konsentrasie geneem. Voordat mikrodialise-eksperimente begin het, is die muise toegewys aan een van die verskillende behandelings (sout, kokaïen, sjokolade of LiCl) binne elke groep (skynbehandeld of norepinefrien uitgeput). Vir eksperimente met voedsel, is die diere 28 dae voordat eksperimente begin het, op 'n skedule vir voedselontneming geplaas (4).
Dialysaat is elke 20-min vir 120 (vir kokaïen- en LiCl-groepe) of 160 (vir voedselgroepe) min ingesamel. Slegs data van muise met 'n korrek geplaasde kanule word aangemeld. Plekke is beoordeel deur metileenblou kleuring. Twintig mikroliter van die dialisaatmonsters is deur HPLC ontleed. Die oorblywende 20 μl is gehou vir moontlike latere analise. Konsentrasies (pg per 20 μl) is nie reggestel vir sondeherwinning nie. Die HPLC-stelsel bestaan uit 'n Alliance HPLC-stelsel (Waters, Milford, MA) en 'n coulometriese detektor (model 5200A; Coulochem II, ESA, Chelmsford, MA) voorsien van 'n kondisioneringssel (M 5021) en 'n analitiese sel (M 5011) . Die kondisioneringsel is ingestel op 400 mV, elektrode 1 is ingestel op 200 mV en elektrode 2 is ingestel op -250 mV. 'N Nova-Pack C18 kolom (3.9 × 150 mm; Waters) onderhou by 33 ° C is gebruik. Die vloeitempo was 1.1 ml / min. Die mobiele fase was soos voorheen beskryf (14, 15). Die toetsdeteksie limiet was 0.1 pg.
Norepinefrien Depletie in mpFC.
Narkose en chirurgiese stel word hierbo beskryf. Diere is ingespuit met GBR 12909 (15 mg / kg) 30 min voor 6-OHDA mikroinjectie om dopaminerge neurone te beskerm. Bilaterale inspuiting van 6-OHDA (1.5 μg per 0.1 μl vir 2 min vir elke kant) is gemaak in MPFC [koördinate was + 2.52 anteroposterior, ± 0.6 laterale, en -2.0 ventrale met betrekking tot bregma (27)] deur 'n vlekvrye staal kannula (buitenste deursnee van 0.15 mm; Unimed, Lausanne, Switserland) wat met 'n 1-μl-spuit verbind is deur 'n poliëtileenbuis en aangedryf word deur 'n CMA / 100-pomp. Die kanule is na die einde van die infusie vir 'n addisionele 2-min gelaat. Sham-behandelde diere is onderworpe aan dieselfde behandeling, maar het intracerebrale voertuig ontvang. Diere is gebruik vir mikrodialise of gedragseksperimente 7 dae na operasie.
Norepinefrien- en dopamienweefselvlakke in mpFC is geassesseer soos voorheen beskryf (14, 15) om die mate van uitputting te evalueer.
Plaas kondisionering.
Gedragseksperimente is uitgevoer deur 'n plek-kondisioneringsapparaat (14, 15, 29) te gebruik. Die apparaat bestaan uit twee grys pleksiglaskamers (15 × 15 × 20 cm) en 'n sentrale steeg (15 × 5 × 20 cm). Twee skuifdeure (4 × 20 cm) verbind die steeg na die kamers. In elke kamer is twee driehoekige parallelepipe (5 × 5 × 20 cm) van swart plexiglas gemaak en in verskillende patrone (wat altyd dieselfde oppervlak van die kamer dek) gebruik as gekondisioneerde stimuli. Diere is gebruik vir gedragseksperimente 7 dae na operasie. Voor kondisionering is die muise in een van die verskillende behandelings (sout, kokaïen, sjokolade of LiCl) in elke groep toegewys (skam behandel of norepinefrien uitgeput).
Die opleidingsprosedure vir plek kondisionering is voorheen beskryf (14, 15). Kortliks, op dag 1 (pretest) was muise vry om die hele apparaat vir 20 min te verken. Gedurende die volgende 8-dae (kondisioneringsfase) was muise daagliks vir 40-min beperk in een van die twee kamers. Vir die plek kondisionering met farmakologiese stimuli, was een van die patrone konsekwent gepaard met sout en die ander met kokaïen (20 mg / kg ip, CPP) of LiCl (3.0 meq / kg ip, CPA) gedurende die kondisioneringsfase. Hierdie dosisse is gekies op grond van vorige studies wat toon dat C57BL / 6JIco-muise 'n sterker CPP toon teen 'n kokaïen dosis van 20 mg / kg (30, 31) en 'n neiging tot aversie in die CPA toets teen 'n LiCl dosis 3.0 meq / kg (32). Vir diere in die kontrolegroep was albei kamers saam met sout. Vir CPP met kos was een van die patrone konsekwent gepaard met standaardvoedsel (1 g van die standaard van die muis) en die ander met smaklike kos (1 g melk sjokolade). Die diere is geplaas op 'n voedselbeperkingsskedule (28) 4 dae voor kondisionering begin het. Hierdie skedule het deurlopende kondisionering geduur.
Vir alle eksperimente met plek-kondisionering was die parings gebalanseer sodat die onvoorwaardelike stimulus (kokaïen, sjokolade of LiCl) vir die helfte van elke eksperimentele groep met een van die twee patrone gepaar is; vir die ander helfte van elke groep is die ongekondisioneerde stimulus gekoppel aan die ander patroon. Toetse vir die uitdrukking van CPP of CPA is op dag 10 gedoen met behulp van die voortoetsprosedure. Gedragsdata is versamel en geanaliseer deur die EthoVision-outomatiese video-opsporingstelsel (Noldus, Wageningen, Nederland). Kortliks word die eksperimentele stelsel deur 'n CCD-videokamera opgeneem. Die sein word dan gedigitaliseer (deur 'n hardeware-toestel wat 'n raamgryper genoem word) en na die rekenaar se geheue oorgedra. Later word die digitale data met behulp van die EthoVision-sagteware geanaliseer om "tyd spandeer" (in sekondes) te verkry, wat gebruik word as rou data vir voorkeurtellings in elke sektor van die apparaat deur elke onderwerp.
Statistiek.
Plaas kondisionering.
Vir plek-kondisionering eksperimente is statistiese ontledings uitgevoer deur die tyd (in sekondes) wat in die middelpunt (middel), dwelm- / sjokoladepaar (Paired) en sout / standaardvoedselpaar (Unpaired) kompartemente op die toetsdag bereken is, te bereken. In die geval van diere wat soutparing met albei kompartemente ontvang, is die geparreerde kompartement geïdentifiseer as die eerste een waaraan hulle blootgestel is.
Effekte van selektiewe prefrontale kortikale norepinefrien uitputting op plek kondisionering.
Data uit plek-kondisionering eksperimente is geanaliseer deur gebruik te maak van herhaalde-maatstawwe ANOVA met een tussen faktor (voorbehandeling, twee vlakke: sham behandel en norepinephrinedepleted) en een binne faktor (paring, drie vlakke: Sentrum, Paring en Ongepaarde) vir elke behandeling [ sout / sout, sout / kokaïen (20 mg / kg), sout / LiCl (3 meq / kg), en standaard kos / sjokolade]. Aangesien die belangrike vergelykings dié tussen Pair en Unpaired kompartemente is, is gemiddelde vergelykings van tyd in hierdie kamers gemaak deur gebruik te maak van herhaalde ANOVA-maatstawwe binne elke groep.
Tweerigting-ANOVA het beduidende voorbehandeling × paringsinteraksie vir kokaïen aan die lig gebring [F (2, 28) = 3.47; P <0.05], LiCl [F (2, 28) = 4.55; P <0.05], en sjokolade [F (2, 28) = 3.5; P <0.05].
ANOVA met herhaalde maatreëls binne elke groep het 'n beduidende effek van die paringsfaktor getoon slegs vir skynbehandelde diere wat met kokaïen ingespuit is [F (1, 14) = 24.3; P <0.0005], LiCl [F (1, 14) = 10.3; P <0.01], of sjokolade [F (1, 14) = 7.31; P <0.05].
Norepinefrien uitputting in mpFC.
Die effekte van prefrontale norepinefrien-uitputting op weefselvlakke van dopamien en norepinefrien in mpFC is deur tweerigting-ANOVA geanaliseer. Die faktore was soos volg: letsel (twee vlakke: skynbehandeling en norepinefrien uitgeput) en eksperiment (twee vlakke: gedragseksperiment en mikrodialise-eksperimente). Individuele vergelykings tussen groepe is, indien toepaslik, deur die post hoc-toets, Duncan se meervoudige reeks-toets, uitgevoer. Statistiese ontledings is uitgevoer op data van gedrags- en mikrodialise-eksperimente. Tweerigting-ANOVA vir effekte van prefrontale norepinefrien-uitputting op dopamien- en norepinefrienweefselvlakke in mpFC vertoon slegs 'n beduidende letseleffek vir norepinefrien [F (1, 188) = 2.02; P <0.0005], maar geen eksperimentele effekte nie.
Microdialysis.
Statistiese ontledings is uitgevoer op rou data (konsentrasies pg per 20 μl). Die effekte van prefrontale norepinefrien-uitputting op norepinefrienvrystelling in mpFC of op dopamienuitvloei in NAc van diere wat met kokaïen (20 mg / kg) of LiCl (3 meq / kg) uitgedaag is, is geanaliseer deur ANOVA met herhaalde maatreëls met twee faktore (voorbehandeling, twee vlakke, skynbehandeld en norepinefrien uitgeput; en behandeling, drie vlakke, sout, kokaïen en LiCl) en een binne faktor (tyd, sewe vlakke, 0, 20, 40, 60, 80, 100 en 120). Die gevolge van prefrontale norepinefrien-uitputting op norepinefrienvrystelling in mpFC of op dopamienuitvloeiing in NAc van diere wat aan sjokolade blootgestel is, is geanaliseer deur ANOVA met herhaalde maatreëls tussen een faktor (voorbehandeling, twee vlakke, skynbehandelde en norepinefrien uitgeput) en een binne faktor tyd, nege vlakke, 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 en 160). Eenvoudige effekte is beoordeel deur eenrigting-ANOVA vir elke tydstip. Individuele vergelykings tussen groepe is, waar toepaslik, deur die post-hoc-toets, Duncan se meervoudige reeks toets, uitgevoer.
Statistiese ontledings vir die effekte van farmakologiese stimuli op uitvloei van prefrontale norepinefrien het 'n beduidende voorbehandeling × behandeling × tydinteraksie aan die lig gebring [F (12, 180) = 4.98; P <0.005]. Statistiese ontledings vir die effekte van sjokoladeverbruik op die vrystelling van norepinefrien het 'n voorbehandeling × tydinteraksie aan die lig gebring [F (8, 80) = 7.77; P <0.005]. Eenvoudige effekontledings het 'n beduidende effek van tyd slegs vir die groep wat met skyn behandel is, getoon en 'n beduidende verskil tussen skynbehandelde en norepinefrien-uitgeputte groepe na kokaïen of LiCl-inspuiting sowel as na sjokoladeverbruik.
Statistiese ontledings vir die effekte van farmakologiese stimuli op die uitvloeiing van die dopamien in die lig het 'n beduidende voorbehandeling × behandeling × tydinteraksie aan die lig gebring [F (12, 180) = 10.02; P <0.0005]. Statistiese ontledings van sjokoladegegewens het 'n beduidende voorbehandeling × tydinteraksie aan die lig gebring [F (8, 80) = 2.12; P <0.05]. Eenvoudige effek-ontledings het 'n beduidende effek van tyd slegs vir die groepe wat met skyn behandel is, getoon en 'n beduidende verskil tussen skyn-behandelde en norepinefrien-uitgeputte groepe na die inspuiting van medisyne (kokaïen of LiCl) sowel as na die gebruik van sjokolade.
Bedankings
Ons bedank dr. E. Catalfamo vir vaardige hulp. Hierdie navorsing is ondersteun deur Ministero della Ricerca Scientifica e Tecnologica (PRIN 2005), Università "La Sapienza" Ateneo (2004 / 2005) en Ministero della Salute (Progetto Finalizzato RF03.182P).
AFKORTINGS
NAc kern accumbens
pFC prefrontale korteks
mpFC mediale pFC
CPP gekondisioneerde plek voorkeur
CPA gekondisioneerde plek aversie
6-OHDA 6-hidroksiedopamien.
voetnote
Die outeurs verklaar geen belangebotsing nie.
Hierdie artikel is 'n PNAS direkte voorlegging.
Verwysings
1. O'Doherthy J. Curr Opin Neurobiol. 2004; 14: 769-776. [PubMed]
2. Rolls ET. Behav Brain Sci. 2000; 23:. 177-191 [PubMed]
3. Berridge KC, Robinson TE. Brain Res Ds. 1998; 28: 309-369. [PubMed]
4. Becerra L, Breiter HC, Wise R, Gonzalez RG, Borsook D. Neuron. 2001; 32:. 927-946 [PubMed]
5. Gottfried JA, O'Doherthy J, Dolan RJ. J Neurosci. 2002; 22: 10829–10837. [PubMed]
6. Jensen J, Mcintosh AR, Crawley AP, Mikulis DJ, Remington GR, Kapur S. Neuron. 2003; 40:. 1251-1257 [PubMed]
7. Borsook D, Becerra L, Carlezon WA, Jr, Shaw M, Renshaw P, Elman I, Levine J. Eur J Pain. 2007; 11:. 7-20 [PubMed]
8. Wise R. Nat Rev Neurosci. 2004; 5:. 483-494 [PubMed]
9. Bechara A, Tranel D, Damasio H. Brain. 2000; 123:. 2189-2202 [PubMed]
10. McQuade R, Creton D, Stanford SC. Psigofarmakologie. 1999; 145:. 393-400 [PubMed]
11. Dazzi L, Seu E, Cherchi G, Biggio G. Eur J Pharmacol. 2003; 476:. 55-61 [PubMed]
12. Feenstra MGP, Teske G, Botterblom MHA, die Bruin JP. Neurosci Lett. 1999; 272:. 179-182 [PubMed]
13. Mingote S, die Bruin JPC, Feenstra MGP. J Neurosci. 2004; 24:. 2475-2480 [PubMed]
14. Ventura R, Cabib S, Alcaro A, Orsini C, Puglisi-Allegra S. J Neurosci. 2003; 23:. 1879-1885 [PubMed]
15. Ventura R, Alcaro A, Puglisi-Allegra S. Cereb Cortex. 2005; 15:. 1877-1886 [PubMed]
16. Di Chiara G, Bassareo V, Fenu S, De Luca MA, Spina L, Cadoni C, Acquas E, Carboni E, Valentini V, Lecca D. Neuropharmacology. 2004; 47:. 227-241 [PubMed]
17. Aston-Jones G, Rajkowski J, Cohen J. Biol Psigiatrie. 1999; 46:. 1309-1320 [PubMed]
18. Shi WX, Punt CL, Zhang XX, Jones MD, Bunney BS. J Neurosci. 2000; 20:. 3504-3511 [PubMed]
19. Sesack SR, Pickel VM. J Comp Neurol. 1992; 320:. 145-160 [PubMed]
20. Darracq L, Drouin C, Blanc G, Glowinski J, Tassin JP. Neuroscience. 2001; 103:. 395-403 [PubMed]
21. Jodo E, Chiang C, Aston-Jones G. Neurowetenskap. 1998; 83:. 63-79 [PubMed]
22. Grenhoff J, Nisell M, Ferre S, Aston-Jones G, Svensson TH. J Neurale Transm. 1993; 93: 11-25.
23. Liprando LA, Miner LH, Blakely RD, Lewis DA, Sesack SR. Sinaps. 2004; 52:. 233-244 [PubMed]
24. Salamone JD, Correa M, Mingote S, Weber SM. J Pharmacol Exp Ther. 2003; 305:. 1-8 [PubMed]
25. Everitt BJ, Robbins TW. Nat Neurosci. 2005; 11:. 1481-1487 [PubMed]
26. Horvitz JC. Behav Brain Res. 2002; 137:. 65-74 [PubMed]
27. Franklin KBJ, Paxinos G. Die Muishersin: In Stereotaksiese Koördinate. San Diego: Akademies; 1997.
28. Ventura R, Puglisi-Allegra S. Synapse. 2005; 58:. 211-214 [PubMed]
29. Cabib S, Orsini C, Le Moal M, Piazza PV. Wetenskap. 2000; 289:. 463-465 [PubMed]
30. Romieu P, Phan VL, Martin-Fardon R, Maurice T. Neuropsychopharmacology. 2002; 4:. 444-455 [PubMed]
31. Orsini C, Bonito-Oliva A, Conversi D, Cabib S. Psychopharmacology. 2005; 181:. 327-336 [PubMed]
32. Risinger FO, Cunningham CL. Pharmacol Biochem Behav. 2000; 1:. 17-24 [PubMed]
;
