font
Departament de Biologia Cel·lular, Universitat de Cincinnati, Cincinnati, Ohio, EUA.
abstracte
ANTECEDENTS:
Una incapacitat per inhibir els comportaments una vegada que es tornin inadaptats és un component de diverses malalties psiquiàtriques i es va identificar l’escorça prefrontal medial (mPFC) com un mediador potencial de la inhibició del comportament. L’estudi actual va provar si el mPFC està implicat en la inhibició del comportament sexual quan s’associa amb resultats aversius.
MÈTODES:
Utilitzant rates masculines, es van provar els efectes de lesions de les zones infralímbiques i prelímiques de l’MPFC sobre l’expressió del comportament sexual i la capacitat d’inhibir l’acoblament utilitzant un paradigma d’aversió contra la copulació.
RESULTATS:
Les lesions medials de l'escorça prefrontal no van alterar l’expressió del comportament sexual. Per contra, les lesions de mPFC van bloquejar completament l'adquisició de condicionament de l'aversió sexual i els animals lesionats van continuar a aparellar-se, en contrast amb la robusta inhibició del comportament cap a la copulació dels animals masculins intactes de mPFC, resultant només en 22% d'animals masculins intactes que continuaven aparellant. No obstant això, les rates amb lesions de mPFC van ser capaces de formar una preferència de lloc condicionada a la recompensa sexual i van avivir el lloc condicionat per al clorur de liti, suggerint que aquestes lesions no alteraven l'aprenentatge associatiu ni la sensibilitat per al clorur de liti.
CONCLUSIONS:
L'estudi actual indica que els animals amb lesions de mPFC probablement són capaços de formar associacions amb resultats aversius del seu comportament, però no tenen la capacitat de suprimir la cerca de recompensa sexual davant de conseqüències aversives. Aquestes dades poden contribuir a una millor comprensió d’una patologia comuna subjacent als trastorns del control d’impulsos, ja que el comportament sexual compulsiu té una alta prevalença de comorbiditat amb trastorns psiquiàtrics i la malaltia de Parkinson.
INTRODUCCIÓ
L'escorça prefrontal medial (mPFC) està implicada en moltes funcions d'ordre superior del sistema nerviós dels mamífers, incloent la regulació de l'excitació emocional, comportaments semblants a l'ansietat, així com la flexibilitat del comportament i la presa de decisions (1-5). Es considera que la presa de decisions basada en la recompensa està controlada per un circuit neuronal format per mPFC, amígdala i estriats (6) en què el mPFC actua com a controlador "descendent" d’aquest procés (7,8). Una característica central de la presa de decisions basada en la recompensa és la capacitat de fer el seguiment de les relacions "resposta-resultat" al llarg del temps (9). D'aquesta manera, quan les conseqüències associades a una acció conductual es tornin desfavorables, la freqüència d'aquestes accions disminueix. Això resulta en una adaptació conductual positiva, i aquesta resposta depèn de la funció intacta de mPFC (8, 10). Una incapacitat per alterar les accions conductuals una vegada que donen lloc a conseqüències adverses és un símptoma comú a una varietat de trastorns addictius (11-15).
El comportament sexual dels mascles rosegadors és un comportament natural basat en la recompensa en el qual es monitoritzen les relacions resposta-resultat per aconseguir l'objectiu de la copulació (16). No obstant això, les rates masculines s'abstenen de copular-se quan el comportament sexual es combina amb l'estímul aversiu del clorur de liti (LiCl; 17, 18). l’activitat mPFC ha estat correlacionada amb el comportament sexual masculí en rosegadors (19-25) i humans (26). No obstant això, el paper exacte de l'MPFC en el comportament sexual no està clar. L’objectiu d’aquest estudi va ser caracteritzar els efectes de les lesions mPFC sobre l’expressió del comportament sexual i l’adquisició d’inhibició del comportament cap al comportament sexual de les rates mitjançant un model d’aversió a la copulació-contingència. Les lesions van incloure els nuclis infralímbics (IL) i prelímbics (PL) de l’MPFC, ja que es va demostrar que aquestes subregions projecten a àrees del cervell implicades en la regulació del comportament sexual (20). Els resultats d’aquest estudi mostren que la funció de mPFC intacta no és necessària per a l’expressió normal del comportament sexual. En canvi, els resultats donen suport a la hipòtesi que el mPFC regula l'execució de la inhibició del comportament cap al comportament sexual una vegada que aquest comportament s'associa amb resultats aversius.
MATERIALS I MÈTODES
Animals
Mascles adults (grams 250 – 260) Les rates Sprague Dawley obtingudes dels laboratoris Harlan (Indianapolis) es van allotjar individualment en una habitació il·luminada artificialment en un cicle fosc / fosc inversat (12: 12 h, apagat a 10 AM) a una temperatura de 72 ° F. El menjar i l’aigua estaven disponibles en tot moment. Ovariectomitzat, estrogen (càpsula silastic sc amb 5% 17-beta-estradiol benzoat) i progesterona (injecció sc 500 μg en 0.1 ml d’oli de sèsam) s’utilitzaven les rates Sprague Dawley (210-225 grams) en totes les proves d’acoblament, que va començar quatre hores després de l’inici del període fosc i el comportament es va realitzar en una gàbia de prova de plexiglàs rectangular (60 × 45 × 50 cm) sota una il·luminació de color vermell fosc. Tots els procediments van ser aprovats pel Comitè d'ús i cura dels animals de la Universitat de Cincinnati, comitè de cura dels animals de la Universitat d'Occident d'Ontario, i es van conformar amb les directrius del NIH i del CCAC que involucren animals vertebrats en recerca.
Cirurgia de lesions
Els animals van ser anestesiats amb una dosi de 1-ml / kg (87 mg / kg de Ketamina i 13 mg / kg de xilazina). Els animals es van col·locar en un aparell estereotàxic (instruments Kopf, Tujunga, CA USA), es va fer una incisió per exposar el crani i es van perforar forats sobre els llocs d’injecció utilitzant un trepant dremmel (Dremmel, EUA). L'àcid Ibotenic (0.25μl, 2% en PBS) es va infondre bilateralment utilitzant dues injeccions a diferents coordenades dorsoventrals, cadascuna durant un període de minuts 1.5 utilitzant una xeringa 5μl Hamilton a les coordenades següents en relació amb Bregma (amb crani nivelat horitzontalment): per a PL i IL lesions: AP = 2.9, ML = 0.6, DV = −5.0 i −2.5. Les lesions simulades es van realitzar utilitzant els mateixos mètodes, però utilitzant injeccions de vehicles (PBS). Es va permetre que tots els animals es recuperessin durant els dies 7 – 10 abans de les proves de comportament.
disseny
Expressió del comportament sexual
Les lesions PL i IL es van realitzar en animals que no eren sexualment abans de la cirurgia. Després de la recuperació, es va permetre als animals unir-se una vegada a la setmana fins a mostrar una ejaculació, durant un total de quatre setmanes consecutives després de la cirurgia. Les diferències en els paràmetres sexuals (és a dir, les latències per muntar, la intromissió, l’ejaculació i el nombre de muntatges i intromissions) dins de cada experiment s’han analitzat utilitzant un ANOVA unidireccional amb cirurgia de lesions com a factor. Es van realitzar comparacions post hoc mitjançant proves PLSD de Fishers, totes amb nivells de significació 5%.
Experiments amb laberint Plus elevats
Els animals amb lesions o tractaments simulats es van provar en el laberint més elevat (EPM). Aquesta prova es va realitzar cinc setmanes després de la cirurgia i una setmana després de la darrera sessió d'aparellament. L’EPM es feia de plexiglàs clar i consistia en quatre braços d’igual longitud que s’estenien des d’una arena central que formava la forma d’un signe més. Els dos braços del laberint estaven oberts a l’entorn extern i els altres dos braços del laberint estaven tancats per bandes fosques (40cm high) que s'estenia al llarg de tot el braç. Les vores entre la zona central i els braços van ser definides per ratlles blanques als braços situats 12cm des de la meitat del laberint. Les proves EPM es van dur a terme sota una il·luminació tènue, 1 – 4 hores després de l'inici del període fosc. Les diferències entre els animals simulats i les lesionades es van determinar mitjançant proves t d’estudiants amb un nivell de significació 5%.
Aversió sexual condicionada
Les rates masculines van ser sotmeses a tres sessions d’acoblament per obtenir experiència sexual abans de la lesió o la cirurgia simulada. En aquest estudi es van incloure animals que presentaven una ejaculació durant almenys dues de cada tres proves d’aparellament prèvia a la cirurgia i es dividien aleatòriament en quatre grups experimentals: Sham-LiCl, Lesion-LiCl, Sham-Saline i Lesion-Saline. Les cirurgies de lesions o simulacres es van realitzar 3 dies després de la darrera sessió d'entrenament. Es va permetre que els animals es recuperessin durant una setmana després de començar les cirurgies abans de començar les sessions de condicionament. Durant les sessions de condicionament, la meitat de la femella i els mascles lesionats van rebre LiCl immediatament després de l'aparellament (Sham-LiCl i Lesion-LiCl), mentre que l'altra meitat del simulacre i dels mascles lesionats van servir com a controls i van rebre una solució salina immediatament després de l'aparellament (Sham-Saline i Lesió-Salina). Al dia del condicionament 1, es va permetre als animals aparellar-se a una ejaculació i es van injectar en un minut després de l'ejaculació amb una dosi 20ml / kg de 0.15M LiCl o de solució salina i després col·locats de nou en les seves gàbies. Al matí, al dia del condicionament, 2, tots els mascles van ser pesats i se'ls va administrar una dosi 20ml / kg de 0.15M LiCl, mentre que els animals condicionats amb LiCl es van injectar amb una dosi equivalent de solució salina. Aquest paradigma es va repetir durant vint dies consecutius sumant deu sessions de condicionament completes. Els paràmetres del comportament sexual es van registrar durant cada prova. Es van analitzar les diferències en percentatges d’animals que mostren murs i intromissions, o ejaculacions per a cada prova utilitzant l'anàlisi Chi-Square amb un nivell de significació 5%. Atès que no es van detectar diferències entre els grups Sham-Saline i Lesions-Saline en cap paràmetre, aquests dos grups es van combinar per a l'anàlisi estadística (n = 9) i es van comparar amb el grup Lesion-LiCl o Sham-LiCl.
Preferència de lloc condicionada
Els animals sexualment naïfs es van sotmetre a cirurgia de lesions tal com es va descriure anteriorment i se'ls va permetre recuperar-se durant una setmana abans de les proves de conducta. Totes les proves de comportament van iniciar 4 hores després de l’inici del període fosc. L’equipament de preferència per a llocs condicionats va ser dividit en tres càmeres amb una cambra central neutra. Un dels costats de la cambra tenia parets blanques i sòls de reixeta, mentre que l'altre costat era negre amb barres d'acer inoxidable com a sòl, la cambra central era de color gris amb terres de plexiglàs (Med Associates, St. Albans, VT). En primer lloc, es va realitzar una prova prèvia per establir una preferència natural per a cada individu abans de començar el condicionament, tots els animals es van col·locar a la cambra central amb accés gratuït a totes les cambres durant quinze minuts i es va registrar el temps total dedicat a cada cambra. L'endemà, és a dir, el dia del condicionament 1, els mascles es van unir a una ejaculació en la seva gàbia domèstica, on es van col·locar immediatament a la cambra inicialment no preferida durant trenta minuts sense tenir accés a les altres cambres o es van col·locar a la seva cambra inicialment preferida. trenta minuts sense comportament sexual previ. El segon dia de condicionament, els homes van rebre el tractament oposat. Aquest paradigma de condicionament es va repetir de nou. L'endemà, es va realitzar un post-test idèntic al procediment de la prova prèvia. Es van utilitzar dos valors separats per determinar si els animals mPFC lesionats formaven una preferència de lloc condicionada pel sexe. La primera puntuació va ser la puntuació de la diferència, definida com la diferència entre el temps dedicat a la cambra inicialment preferida i el temps dedicat a la cambra inicialment no preferida. La puntuació de preferència es va definir com el temps dedicat a la cambra inicialment no preferida, dividida pel temps dedicat a la cambra inicialment no preferida més el temps dedicat a la cambra inicialment preferida. Les puntuacions de preferència i diferència es van comparar per a cada animal entre la prova prèvia i la prova posterior mitjançant assajos t d’estudiants aparellats amb nivells de significació 5%. Els estudis anteriors han demostrat que l’aparellament dóna lloc a una preferència de lloc condicionada robusta utilitzant aquest paradigma i que els tractaments de control no donen lloc a canvis de preferència (27-29).
Aversió del lloc condicionat
Els animals sexualment naïfs han estat sotmesos a una cirurgia de lesió o simulacre tal i com es va descriure anteriorment i se'ls va permetre recuperar-se durant una setmana abans de les proves de conducta. Totes les proves de comportament van iniciar 4 hores després de l'inici del període de llum. Utilitzant l’aparell CPP descrit anteriorment, les injeccions de LiCl o de salina es van combinar amb la cambra inicialment preferida o no preferida respectivament durant dos assaigs de condicionament de manera contrastada. Es van dur a terme proves prèvies i posteriors i es van analitzar les dades tal com es va descriure anteriorment mitjançant proves t d’estudiants combinades amb nivells de significació 5%.
Verificació de lesions
Per a la verificació de la lesió, els animals van ser perfundits transcardialment amb 4% de paraformaldehid i els cervells van ser seccionats (coronària). Les seccions eren i immunoprocesse per NeuN de marcador neuronal utilitzant un antisuer primari en solució d’incubació que reconeix NeuN (antisuero anti-NeuN monoclonal; 1: 10,000; Chemicon) i mètodes estàndard d’immunoperoxidasa (19). La localització i la mida de les lesions ibotenicas es van determinar mitjançant l’anàlisi de l’àrea a les seccions adjacents de mPFC sense tinció de neurones NeuN. Les lesions del mPFC solen abastar una distància de AP + 4.85 a + 1.70 en relació amb bregma (Figura 1A – C). Les lesions es van considerar completes si es va destruir 100% de la IL i 80% del PL i només es van incloure animals amb lesions completes en anàlisis estadístiques (experiment de comportament sexual, lesió n = 11, simulació n = 12; experiment EPM, lesió n = 5, simulació n = 4; experiment aversionat pel sexe, sham-saline n = 4, sham-LiCl n = 9, lesió-salina n = 5, lesió-LiCl n = 12; experiment de preferència de lloc condicionat, lesió n = 5 Experiment d’aversió al lloc condicionat, falsa = 12, lesió n = 9).
RESULTATS
Comportament sexual
Les lesions PL / IL no van afectar cap paràmetre sexual analitzat en homes que no eren sexuals abans de la cirurgia (Figura 1D – F). D'acord, no es van detectar efectes de les lesions PL / IL sobre el comportament sexual en els homes amb experiència sexual inclosos en l’experiment de l’aversió sexual durant el primer assaig, per tant, abans de l’aparellament de LiCl amb el comportament sexual (Taula 1). Per tant, les lesions PL / IL no van afectar el comportament sexual independentment de l'experiència sexual.
Taula 1
Laberint Plus Elevat
D'acord amb informes previs (27-29), les rates masculines amb lesions mPFC de mascles mostren més entrades als braços oberts de l’EPM en comparació amb els controls (Figura 1G), suggerint que la funció mPFC és fonamental per a situacions que requereixin una avaluació del risc.
Aversió al sexe condicionada
Efectes del condicionament de LiCl sobre el comportament sexual
El condicionament de LiCl va provocar una reducció significativa dels percentatges de mascles simulats que mostraven muntatges, intromissions o ejaculació en comparació amb els controls de solució salina falsos (Figura 2A – B). No obstant això, les lesions de mPFC van bloquejar completament la inhibició causada pel condicionament de LiCl. L'anàlisi Chi-quadrat va revelar diferències significatives entre els grups detectats en els percentatges d'animals que es mostren.Figura 2A), intromissions (no mostrades; dades idèntiques a Figura 2A), o ejaculacions (Figura 2B). Concretament, els percentatges de mascles que mostren muntatges, intromissions o ejaculació van ser significativament més baixos en el grup Sham-LiCl en comparació amb animals de control tractats amb salina (Sham i Lesion), el que indica un efecte disruptiu del condicionament de LiCl a la copulació en animals Sham. Per contra, no es va observar cap efecte del condicionament de LiCl en els mascles de lesió-LiCl (Xifres X-B). Per tant, la funció de mPFC és fonamental per a l'adquisició de la inhibició condicionada del comportament sexual. No obstant això, és possible que les lesions PL / IL atenguin l’aprenentatge associatiu associat a la recompensa sexual, per la qual cosa en un estudi separat es van provar els efectes de les lesions PL / IL en l’adquisició d’una localització condicionada preferent per la recompensa sexual.
Preferència de lloc i aversió condicionada
Les rates amb lesions mPFC mostren un aprenentatge associatiu normal de senyals contextuals emparellats amb recompensa sexual, tal com indica un augment de la puntuació de la diferència i la puntuació de les preferències durant el post-test (Figura 3A – B). A més, les lesions no van afectar l'aprenentatge associatiu de senyals contextuals amb malestar induït per LiCl, indicat per disminucions significatives en les puntuacions de diferència i preferència durant la prova posterior.Figura 3C – D).
figura 3
DISCUSSIÓ
En aquest estudi, informem que les lesions de les regions IL i PL de l’MPFC no afecten l’expressió del comportament sexual, ni l’adquisició d’una localització condicionada preferent a la recompensa sexual. En canvi, les lesions eviten l’adquisició d’una aversió al sexe condicionada. Aquests resultats proporcionen evidències funcionals de la hipòtesi que la capacitat de realitzar alteracions conductuals adaptatives està regulada per les subregions IL i PL del mPFC.
Les dades anteriors del nostre laboratori van indicar que les neurones del mPFC s'activen durant el comportament sexual de les rates masculines (20). No obstant això, les rates amb mPFC en lesions en aquest estudi són indistinguibles de les rates de control simulacre en qualsevol dels paràmetres analitzats del comportament sexual. D'acord amb informes previs (30, 32) Les lesions de mPFC van produir efectes ansiolítics tal com es va avaluar pel rendiment en el laberint més elevat, indicant que el nostre protocol de lesió era eficaç. Per tant, els resultats actuals suggereixen que l’activació de les subdivisions IL i PL dins del mPFC durant el comportament sexual no és necessària per a l’expressió normal del comportament sexual. Per contra, un estudi previ realitzat per Agmo i els seus companys de feina va demostrar que les lesions de la zona cingulada anterior (ACA) van augmentar les latències de muntatge i de intromissió i van reduir el percentatge de mascles que van copular (25). Per tant, és possible que l'ACA tingui un paper en el rendiment del comportament sexual, mentre que les regions de IL i PL intervenen en la inhibició del comportament una vegada associades a resultats aversius.
Tot i que s'han informat de lesions de mPFC que pertorben diverses formes de consolidació de memòria (33, 34), els efectes de les lesions de mPFC en la inhibició del comportament esmentats aquí no es poden atribuir als dèficits d’aprenentatge. En un conjunt separat d’experiments es van provar els mascles lesionats amb mPFC per tal d’establir una preferència de lloc condicionada pel comportament sexual. L’aprenentatge associatiu relacionat amb la recompensa es va mantenir intacte en els animals lesionats amb mPFC, ja que aquests mascles van ser capaços de formar una preferència de lloc condicionada a una càmera de recompensa sexual. Aquesta troballa coincideix amb estudis previs que van examinar el paper del PL o del mPFC complet per a l’adquisició de CPP induït per psicostimulants (35, 36), A més, l’aprenentatge associatiu per a l’estímul aversiu de LiCl no es va veure afectat per les lesions mPFC, segons els informes anteriors que les lesions PFC no impedien l’adquisició d’una aversió condicionada del gust (34). Colectivament, aquestes dades suggereixen que l’activació observada prèviament de les subdivisions PL / IL dins del mPFC (20) no són necessaris per a l’adquisició d’aprenentatge associatiu relacionat amb la recompensa, però són necessaris per a la correcta utilització d’aquesta informació pel que fa a l’execució del control del comportament. Aquesta noció està d'acord amb la afirmació actual que la funció IL intacta és necessària per inspeccionar i actuar sobre aportacions inhibidores i excitadores que transmeten informació sobre les contingències de recompensa-aversió (37). A més, els animals amb PL (35) o IL (8, 37, 38) Les lesions mostren un aprenentatge normal d'extinció tot i la impossibilitat d'utilitzar aquesta informació per prendre decisions dirigides a objectius.
Com a conclusió, l’estudi actual indica que els animals amb lesions mPFC probablement són capaços de formar les associacions amb resultats aversius del seu comportament, però no tenen la capacitat de suprimir la recerca de recompensa sexual davant de conseqüències aversives. En els humans l’excitació sexual és una experiència complexa en la qual el processament d’informació cognitiu-emocional serveix per determinar si les propietats hedoniques d’un determinat estímul són suficients per actuar com a incentiu sexual (39). Les dades actuals suggereixen que la disfunció de mPFC pot contribuir a la presa de riscos sexuals oa la recerca compulsiva del comportament sexual. A més, la disfunció del mPFC s'ha associat amb diversos trastorns psiquiàtrics (13, 40) suggerint que la disfunció del mPFC pot ser una patologia subjacent que es comparteix amb els altres trastorns i que el comportament sexual compulsiu pot estar associat amb altres trastorns. De fet, en els humans s'ha informat que la hipersexualitat o el comportament sexual compulsiu tenen una prevalença elevada de comorbilitat amb afeccions psiquiàtriques (incloent abús de substàncies, ansietat i trastorns de l’humor) (41), i aproximadament10% de prevalença en la malaltia de Parkinson juntament amb la compra compulsiva, el joc i el menjar (42-44).
Notes al peu
Exempció de responsabilitat de l'editor: Aquest és un fitxer PDF d'un manuscrit inèdit que ha estat acceptat per a la publicació. Com a servei als nostres clients, oferim aquesta primera versió del manuscrit. El manuscrit se sotmetrà a la correcció, la composició i la revisió de la prova resultant abans que es publiqui en el seu formulari final. Tingueu en compte que durant el procés de producció es poden descobrir errors que podrien afectar el contingut i que pertanyen a les revistes legals que s’apliquen a la revista.
;
