Neuroimaging důkazy změněné fronto-kortikální a striktální funkce po prodloužené kokainové samo-administraci u potkanů ​​(2011)

Neuropsychofarmakologie. 2011 Nov; 36 (12): 2431 – 2440.

Publikováno online 2011 Jul 20. dva:  10.1038 / npp.2011.129

PMCID: PMC3194070

Tento článek byl citováno další články v PMC.

Přejít na:

Abstraktní

Závislost na kokainu je často modelována v experimentálních paradigmatech, kde se hlodavci učí samoaplikovat (SA) drogu. Míra, do jaké tyto modely replikují funkční změny pozorované v klinických neuroimagingových studiích závislosti na kokainu, zůstává neznámá. Použili jsme magnetickou rezonanci (MRI) k posouzení bazální a vyvolané funkce mozku u potkanů ​​podrobených schématu SA s prodlouženým přístupem kokainu. Konkrétně jsme měřili bazální objem mozkové krve (bCBV), zavedený korelát bazálního metabolismu a hodnotili jsme reaktivitu dopaminergního systému zmapováním farmakologické odpovědi MRI (phMRI) vyvolané amfetaminem uvolňujícím dopamin. Subjekty vystavené kokainu vykazovaly snížený bCBV ve fronto-kortikálních oblastech, nucleus accumbens, ventrálním hippocampu a thalamu. Skupina kokainu také prokázala oslabenou funkční odpověď na amfetamin ve ventrostriatálních oblastech, což byl účinek, který významně koreloval s celkovým příjmem kokainu. U kontrolních subjektů, ale nikoli ve skupině s kokainem, byl nalezen inverzní vztah mezi bCBV v retikulárním thalamu a frontální odpovědí vyvolanou amfetaminem, což naznačuje, že inhibiční souhra v tomto pozorovacím okruhu může být drogou ohrožena. Důležité je, že histopatologická analýza neodhalila významné změny mikrovaskulárního lůžka v mozku subjektů exponovaných kokainu, což naznačuje, že zobrazovací nálezy nemohou být připisovány pouze vaskulárnímu poškození indukovanému kokainem. Tyto výsledky dokumentují, že chronická kokainová SA s prodlouženým přístupem u krysy produkuje fokální fronto-kortikální a striatální alterace, které slouží jako věrohodný neurobiologický substrát pro behaviorální expresi kompulzivního příjmu léčiv u laboratorních zvířat.

Klíčová slova: kokain, fMRI, phMRI, dopamin, závislost, krysa

ÚVOD

Chronické užívání kokainu vede k dlouhodobým neurobiologickým změnám, o nichž se předpokládá, že jsou základem ztráty kontroly nad příjmem léčiva, která definuje závislost na kokainu (Koob et al, 1998). Studie neuroimagingu u lidí začaly vrhat světlo na povahu těchto změn a jejich vztah ke specifickému chování nebo symptomům. Několik vyšetřovatelů zaznamenalo sníženou frontostriatální perfuzi a metabolismus u abstinentů zneužívajících kokainStrickland et al, 1993; London et al, 1999; Volkow et al, 1992). Narušená funkce frontálních oblastí byla spojena s přetrvávajícími neuropsychologickými deficity a narušenou kontrolou nad užíváním drog, která často vyvolává relaps (Strickland et al, 1993; Kalivas, 2004). Studie pozitronové emisní tomografie (PET) se selektivním D2 ligandy dopaminu (DA) prokázaly, že subjekty se závislostí na kokainu vykazují trvalé snížení D2 Dostupnost DA receptoru (Volkow et al, 1993; Martinez et al, 2004) a snížená dopaminergní reakce v nucleus accumbens a dalších složkách „okruhu odměn“ (Volkow et al, 1997), v souladu se sníženou citlivostí na přírodní zesilovače pozorované u těchto subjektů (Volkow et al, 2007). Nedávný výzkum naznačuje, že změněná funkční konektivita katecholaminových obvodů může být základem narušené inhibice kortikální funkce pozorované u uživatelů kokainu, což je zjištění, které zobrazuje nové cesty pro neuroadaptační procesy spojené s návykovými stavy (Tomasi et al, 2010; Gu et al, 2010).

Zneužívání kokainu je často modelováno předklinicky v experimentálních vzorcích, kde jsou krysy trénovány k samopodávání (SA) léku. Využitím různých vzorců SA experimentátoři dokázali reprodukovat několik charakteristických znaků závislosti na drogách, včetně nutkavého vyhledávání drog (Vanderschuren a Everitt, 2004), nekontrolované užívání drog (Ahmed a Koob, 1998) a zvýšená motivace k SA léku (Paterson a Markou, 2003). Tyto vlastnosti dělají z těchto modelů experimentální nástroj s vynikající validitou obličeje pro zkoumání neuroplastických jevů spojených s dobrovolným příjmem léčiva (Roberts et al, 2007). Ve studiích PET však byly pozorovány specifické klinické koreláty závislosti na kokainu, jako je oslabená DA odezva striatálních oblastí (Volkow et al, 1993; Martinez et al, 2004), se nejeví jako adekvátně modelované tradičními krátkodobými paradigmaty SA s kokainem s omezeným přístupem, kde se místo toho obvykle pozorují „senzibilizované“ (tj. zvýšené) dopaminergní odpovědi (Narendran a Martinez, 2008). Kromě toho není znám rozsah, v jakém tyto modely replikují mnohočetné neurofunkční změny pozorované ve studiích na lidském neuroimagingu.

V této studii jsme pomocí magnetické rezonance (MRI) mapovali bazální a evokovanou mozkovou funkci v potkaním modelu kokainu SA. Protokol s prodlouženým přístupem (52 h) s prodlouženým přístupem (12 h) byl použit k modelování charakteristik chronického zneužívání kokainu u lidí s vysokou dávkou (Gawin a Ellinwood, 1988; Briand et al, 2008). Byla zavedena opakovaná období abstinence, aby se minimalizovaly akutní toxické účinky léku a zajistila se trvalá motivace k samopodávání vysokých dávek kokainu (Roberts et al, 2007). Po detoxikačním období 10 dne jsme změřili mikrovaskulární bazální objem mozkové krve (bCBV), nepřímý ukazatel klidové funkce mozku (Gaisler-Salomon et al, 2009; Malý et al, 2004) a hodnotili reaktivitu dopaminergního systému zmapováním funkční odpovědi vyvolané DA uvolňovačem amfetaminem za použití farmakologického protokolu MRI (phMRI) založeného na CBV (Gozzi et al, 2010; Černý et al, 2004). Korelační analýzy mezi klidovou (bCBV) a amfetaminem vyvolanou (rCBV) odpovědí byly provedeny ve snaze identifikovat dysregulaci v obvodech, které řídí nábor a funkční citlivost specifických oblastí mozku. Konečně, post-mortem histopatologická vyšetření byla provedena za účelem posouzení potenciálního přínosu přímých vaskulárních a neurotoxických účinků prodlouženého kokainu SA k zobrazovacím nálezům.

MATERIÁLY A METODY

Pokusy byly prováděny v souladu s italskými předpisy upravujícími dobré životní podmínky zvířat a jejich ochranu. Protokoly byly rovněž přezkoumány místním výborem pro péči o zvířata v souladu s pokyny Zásad laboratorní péče o zvířata (publikace NIH 86 – 23, revidované 1985).

Cocaine SA

Přístroje pro kokain SA

Krysy, které podstoupily kokain SA, byly testovány v operačních komorách, jak bylo popsáno výše (Moretti et al, 2010). Každá experimentální komora (Med Associates, St Albans, VT) byla vybavena startovacím světlem umístěným nad každou pákou a tónovým modulem 2900-Hz. Infuzní pumpa byla připojena přes externí katétr k jednokanálovému kapalinovému otočnému zařízení (Instech Laboratories, Plymouth Meeting, PA). Parametry sběru dat a operativního plánu byly řízeny softwarem Med-PC (Med Associates).

Postup kokainu SA

Celkem samců 30 samců Lister-Hooded (Charles-River, Margate, Kent, Velká Británie) vážících 275 – 300 g bylo individuálně umístěno v místnosti s regulovanou teplotou a vlhkostí s dostupnou vodou podle libosti. Zvířata byla během experimentu omezena na potraviny, aby se udržela konstantní tělesná hmotnost 300 g (± 10 g).

Po svém příjezdu byly krysy aklimatizovány po 1 týden a následně implantovány katétrem do jugulární žíly, jak bylo popsáno výše (Moretti et al, 2010). Po sedmidenní periodě zotavení byly krysy transportovány do operační komory. Postup kokainu SA byl zahájen podle plánu posílení s pevným poměrem (FR) 7. Každé stisknutí aktivní páky bylo spojeno s 1 ml infuze roztoku kokain-hydrochloridu (0.1 mg / ml, což odpovídá 3 μg na infuzi a 300 mg / kg u potkanů ​​o hmotnosti 1 g) plus současné osvětlení stimulu (narážka ) světlo a zhasnutí světla komory na 300 s. Stisknutí páky „neaktivní“ nemělo žádné naprogramované následky. Po každé infuzi léku („dodání odměny“) následovalo 20 s zatažení páky. První tři „tréninková“ sezení byla ukončena buď po 20 infuzích, nebo 50 hodiny od začátku sezení. V následujících 2 relacích byla doba přístupu ke kokainu prodloužena na 30 hodin (12–1800 hodin), jednotková dávka snížena na 0600 μg / infuze (0.150 ml roztoku kokainu 0.1 mg / ml, což odpovídá 1.5 mg / kg u potkanů o hmotnosti 0.5 g) a FR se postupně zvyšovaly na 300 (sezení 3–4) a nakonec na 6 (zbývajících 5 sezení).

Subjekty, které ztratily průchodnost katétrů nebo se zdály nezdravé (tj. Vykazovaly známky infekce), byly ze studie odstraněny (celkem 11). Ve dnech 48 (relace 72, 16 h), 14 (relace 72, 23 h) a 18 (relace 72, 31 h) a 23 (relace 48, 30 h) a 5 (relace 10, XNUMX h) a XNUMX (relace XNUMX, XNUMX h) a XNUMX (relace XNUMX, XNUMX h) byly zavedeny periody abstinence h, aby se minimalizovalo riziko akutní intoxikace vyvolané kokainem. Po relaci XNUMX následovala delší (XNUMX dny) abstinence, následovaná dvěma dalšími relacemi. Tyto intervaly byly zavedeny z důvodu nutnosti harmonizovat načasování skenování MRI a SA protokolu v relativně velkém počtu zaměstnaných subjektů. Před zobrazovacím experimentem bylo zavedeno detoxikační období XNUMX v domácí kleci.

Postup SA vozidla

Jako základní referenční skupina byla použita skupina krys 14. Subjekty byly implantovány jugulárním katétrem a podrobeny stejným tréninkovým a SA procedurám (včetně počtu, trvání SA relací a abstinence), jak je popsáno výše, s výjimkou použití vozidla (fyziologický roztok, 0.1 ml) místo kokainu během operantu relace.

Magnetická rezonance

Příprava zvířat

Zobrazovací studie byly provedeny 10 dny po poslední relaci SA. Parametry přípravy zvířat a získávání MRI byly dříve podrobněji popsány (Gozzi et al, 2010; Černý et al, 2004). Stručně, krysy se anestetizovaly 3% halothanem, tracheotomizovaly a uměle se větraly mechanickým respirátorem. Femorální tepna a žíla byly kanylovány a zvířata byla ochrnuta D-tubocurarinem. Po operaci byla hladina halothanu nastavena na 0.8%. Tělesná teplota všech subjektů byla udržována ve fyziologickém rozmezí a průměrný arteriální krevní tlak (MABP) byl průběžně monitorován femorální tepnou.

Získání MR obrazu

Anatomické a fMRI časové řady byly získány na systému Bruker Avance 4.7 Tesla. Zvířata byla umístěna na břiše na zakázku vyrobenou podpěru a na horní část lebky zvířete byla připevněna zakřivená kvadraturní dvousmyčková přijímací cívka (Bruker, Ettlingen, Německo) a připevněna k držáku zvířat. Držák zvířat byl poté namontován do 72 mm rezonátoru ptačí klece (Bruker), který byl použit pouze pro radiofrekvenční přenos. Obě cívky jsou standardní součásti poskytované výrobcem.

AT2- vážený anatomický objem byl získán pomocí sekvence RARE (TR = 5461 ms, TE)eff= 72 ms, RARE faktor 8, FOV 40 mm, 256 × 256 matice, 20 sousedící plátky 1 mm) následované akvizicí časové řady (TReff= 2700 ms, TEeff= 111 ms, RARE faktor 32, dt = 27) se stejným prostorovým pokrytím, čímž se získá funkční objem pixelů ≈1 mm3. Celková doba získávání časových řad MRI byla pro obě skupiny 58 min (opakování 128).

Po pěti referenčních obrázcích byl injikován 2.67 ml / kg kontrastní látky Endorem (Guerbet, Roissy CdG Cedex, Francie), aby změny signálu fMRI byly citlivé na objem mozkové krve (rCBV) (Mandeville et al, 1998; Černý et al, 2003). D-amfetamin (0.5 mg / kg) byl podán intravenózně 25 min po injekci kontrastního činidla a data MRI byla získána po dobu 25 min po podání provokační dávky. Dávka-amfetaminu byla vybrána na základě předchozího in vivo studie (Černý et al, 2004; Gozzi et al, 2011). Dávka zajišťuje silnou aktivaci mozku, neprodukuje „stropní“ reakce rCBV (Micheli et al, 2007) a vyvolává přechodné odpovědi MABP, které jsou homeostaticky kompenzovány v halothanové anestézii (Gozzi et al, 2007; Zaharchuk et al, 1999).

Analýza dat

Bazální CBV

Obrazová data bCBV časových řad pro každý experiment byla analyzována v rámci obecného lineárního modelu (Worsley et al, 1992). Jednotliví jedinci byli prostorově normalizováni do sady stereotaxických krysích MRI templátů (Černý et al, 2006a). Změny intenzity signálu byly převedeny na bCBV (t) na základě pixelů, jak bylo popsáno výše (Chen et al, 2001; Mandeville et al, 1998). Časové řady bCBV byly vypočteny v časovém okně 4.5 min začínajícím 6.8 min po injekci kontrastního činidla. Průměrné objemy bCBV pro jednotlivé subjekty byly vytvořeny průměrováním časových bodů 10 v čase. Lineární odhalování bylo zavedeno, aby se zohlednilo vymýcení kontrastní látky (Černý et al, 2003). Statistiky skupin Voxel byly prováděny pomocí FSL (kovář et al, 2004) za použití víceúrovňového Bayesovského inference, s prostorovým vyhlazením 0.7 mm, a Z prahová hodnota> 1.6 a opravená prahová hodnota významnosti klastru ve výši p= 0.01.

phMRI odpověď na D-amfetamin

Změny intenzity signálu MRI byly převedeny na frakční CBV (rCBV), jak bylo popsáno výše (Mandeville et al, 1998) a odradilo se od toho, aby se vyloučilo kontrastní činidlo z krevního poolu (Černý et al, 2003). Vypočteny byly časové řady rCBV pro provokaci amfetaminem zahrnující 12.5-min prechallenge a 24-min postchallenge okno. Statistiky Voxel byly prováděny pomocí FEAT s prostorovým vyhlazováním 0.7 mm a pomocí modelové funkce (doplňkový obrázek S1) zachycující časový profil amfetaminem indukované rCBV reakce (Černý et al, 2006b). Srovnání skupin na vyšší úrovni byla provedena s víceúrovňovou Bayesovskou inferencí a prahovou hodnotou byla Z> 1.6 s korigovanou prahovou hodnotou významnosti klastru p= 0.01. Aby se specificky testovala hypotéza o změně reaktivity striatu na D-amfetamin u kokainových potkanů, byla pomocí binární masky 3D hlavní subkortikální oblasti (striatum, thalamus, hippocampus, hypothalamus striatum, ventrální pallidum, BNST a amygdala). digitální rekonstrukce atlasu mozku potkana (Černý et al, 2006a) a používá se k přednastavení časových řad rCBV před analýzou vyšší úrovně FSL. Tento postup zvyšuje statistickou sílu analýzy snížením počtu vícenásobných srovnání (Huettel et al, 2004). Aby bylo možné prozkoumat regionální specifičnost účinku způsobem bez hypotéz a vyloučit generalizované snížení amfetaminové odpovědi v mozku, byla stejná analýza opakována na ne maskovaných souborech rCBV (doplňkový obrázek S5). Objem zájmu (VOI) střední hodnoty bCBV a časové průběhy pro amfetaminovou výzvu byly extrahovány, jak bylo popsáno výše (Černý et al, 2006a; Gozzi et al, 2008). Statistické rozdíly v průměrném bCBV byly hodnoceny pomocí jednosměrného testu ANOVA následovaného Fisherovým testem pro více srovnání.

Korelační analýza

Mapy korelovaných odpovědí rCBV vyvolaných bCBV a D-amfetaminem u subjektů byly vypočteny v rámci GLM na úrovni skupiny s odkazem na bCBV v reprezentativních regionech pomocí FSL (Černý et al, 2007a, 2007b). Na základě výsledků meziskupinových bCBV map bylo vybráno několik reprezentativních VOI (mediální prefrontální, ostrovní, orbitofrontální, somatosenzorická kůra, caudate putamen, nucleus accumbens, retikulární thalamus a posteroventrální thalamus). Pro každou VOI obsahovala konstrukční matice regresor zachycující střední střední signál bCBV ve skupině v anatomické struktuře a druhý obsahující nulový střední bCBV vektor napříč N předměty ve skupině z vybrané referenční struktury. Z-statistické obrazy byly vypočteny pomocí kontrastů zachycujících pozitivní a negativní korelace s referenční odezvou a byly prahovány Z> 1.6 a opravený práh významnosti klastru ve výši p= 0.01. Lineární regresní grafy korelovaných odpovědí bCBV a rCBV byly vypočteny vynesením bCBV a střední odezvy rCBV na amfetamin u jednotlivých subjektů, přičemž druhý z nich byl vyjádřen jako průměrná odpověď v časovém okně 20 min (4 – 24 min. Po injekci).

Histopatologie

Histopatologické hodnocení bylo provedeno na pacientovi s kokainem 10 a 8 náhodně vybraných kontrolách, jak bylo popsáno výše (Barroso-Moguel et al, 2002). Po MRI experimentu byly krysy udržovány v hluboké anestezii (halothan 5%) a byla provedena aortální perfúze fixačního média 15-min (10% pufrovaný formalin), kterému předcházela 5minutová infuze fyziologického roztoku. Perfundované mozky byly odstraněny a uloženy v fixačním roztoku pro další 24 – 72 h. Ořezávání mozku bylo poté provedeno pomocí mozkové matrice (ASI Instruments) určené pro krysy vážící 200 – 400 g. Vzorky tkáně byly vloženy do parafinu, rozděleny na plátky tenké 5-μm a obarveny kombinací hematoxylin-eosin a Luxol Fast Blue (Scholtz, 1977). Analyzovanými oblastmi řezu a mozku byly cingulát a prefrontální kůra, caudate putamen, corpus callosum, hippocampus (C2), cerebellum (purkinje buňky) a substantia nigra. Vyšetření provedli dva studovaní slepí veterinární patologové.

VÝSLEDKY

Chronic Cocaine SA

Všechny subjekty úspěšně dokončily relace SA kokainu 33 SA po dobu 52 dnů. Použitý plán SA zajistil prodloužený a trvalý příjem kokainu v průběhu studie (Obrázek 1). Průměrný kumulativní příjem kokainu SA na subjekt byl 1138.4 ± 33.3 mg / krysa. V průběhu experimentu se zdálo, že jak aktivní lisy na úrovni hladiny, tak příjem kokainu jsou poměrně stabilní, ačkoli lineární regrese zvýraznila slabý, ale významný (p<0.03, F = 4.62) trend k celkovému zvýšenému příjmu kokainu v průběhu času, když byly porovnány všechny homogenní relace (relace 4–31, FR 3–5, intervaly abstinence 48–72 hodin) (doplňkový obrázek S2).

Obrázek 1 

a) Počet aktivních stisků páky zaznamenaných ve skupině SA kokainu (N= 19) a kontroly (fyziologický roztok SA, N= 14) v rámci SA relací. Postup kokainu SA byl zahájen podle plánu zesílení (FR) 1 s pevným poměrem (FR). První tři školení ...

Bazální CBV

Abychom mohli zkoumat účinek chronického podávání kokainu na bazální funkci mozku, měřili jsme bCBV u kokainu SA a kontrolních subjektů a mapovali regiony vykazující statisticky významné rozdíly mezi skupinami. Krysy s kokainem SA vykazovaly výrazně snížený bCBV v několika oblastech mozku ve srovnání s kontrolními krysy (Čísla 2 a A3) .3). Účinek byl výrazný v mediálně prefrontální, cingulární, orbitofrontální kůře, septum, ventrálním hippocampu, jádrové oblasti nucleus accumbens, stejně jako v jádrech raphe a retikulárních thalamických oblastech. Nebyl pozorován žádný rozdíl v celkovém CBV mezi skupinami (p= 0.23, studentské t-test). Ve všech vyšetřovaných VOI nebyla nalezena žádná korelace mezi bCBV a celkovým příjmem kokainu (P> 0.16, všechny VOI).

Obrázek 2 

Anatomická distribuce oblastí vykazujících výrazně nižší bCBV u potkanů, kteří chronicky podávají kokain (kokain SA; N= 20) vs kontrolní subjekty (vozidlo SA; N= 14; Z> 1.6, shluková korekce p= 0.001) v reprezentativní horizontální poloze ...
Obrázek 3 

Střední bCBV v reprezentativních anatomických objemech 3D (VOI, Černý et al, 2006a) pro kokain SA (N= 20) a kontrolních subjektů (fyziologický roztok SA; N= 14). AcbC, jádro accumbens; AcbSh, jádro accumbens; Amy, amygdala; Cg, cingulate cortex; ...

Funkční reakce na D-amfetamin

Aby bylo možno zkoumat striatální dopaminergní reaktivitu, byly kokainové SA a kontrolní krysy vystaveny působení DA-uvolňovače amfetaminu a přítomnost funkčních změn ve velikosti odpovědi rCBV vyvolané léčivem byla hodnocena pomocí statistiky voxelů. V souladu s předchozími studiemi (Černý et al, 2004), amfetamin vyvolal robustní aktivaci subkortikálních a kortikálních oblastí v obou skupinách subjektů (doplňkový obrázek S3). Krysy chronicky vystavené kokainu vykazovaly oslabenou funkční odpověď na amfetamin ve striatu ve srovnání s kontrolními krysy (Obrázek 4 a doplňkový obrázek S3). Účinek byl patrný také u nedeturovaných časových profilů rCBV (doplňkový obrázek S4). U potkanů, kterým byl podáván kokain, bylo zjištěno, že velikost striatální odpovědi na amfetamin je nepřímo korelována s kumulativním příjmem kokainu (p= 0.03, Obrázek 4). Další ložiska snížené funkční odpovědi na amfetamin byly pozorovány ve smyslově-motorické a orbitofrontální kůře (doplňkové obrázky S3 a S5).

Obrázek 4 

Ortogonální pohled (a: horizontální, b: koronální, c: sagitální) na subkortikální mozkové oblasti vykazující oslabenou rCBV reakci na D-amfetamin u potkanů, kteří chronicky podávají kokain (kokain SA; N= 20) vs kontrolní subjekty (vozidlo SA; N= 14; ...

Podávání amfetaminu vyvolalo přechodné zvýšení MABP (doplňkový obrázek S6). Účinek nebyl časově korelován s funkční odezvou a byl dobře v autoregulačním rozmezí průtoku krve, ve kterém jsou vazopresivní odpovědi homeostaticky kompenzovány bez vyvolání významných změn rCBV (Gozzi et al, 2007; Zaharchuk et al, 1999). Plyny arteriální krve (straCO2 a paO2) byly měřeny před a po časové řadě fMRI (doplňková tabulka S1). Žádný statisticky významný rozdíl ve střední hodnotě před nebo po pořízeníaCO2 byly nalezeny hodnoty mezi skupinami (p> 0.1, všechny skupiny; jednosměrná ANOVA).

Korelace mezi bazální a evokovanou aktivitou

Ve snaze vytvořit korelaci mezi bazální a vyvolanou funkční aktivitou a prozkoumat dysregulace v kontrole těchto dvou stavů, jsme změřili korelaci mezi bCBV a amfetaminem indukovanou odpovědí u zvířat a zvířaty, které si samy podal kokain. Žádná korelace mezi bCBV a amfetaminem indukovanými rCBV odpověďmi nebyla nalezena v žádné skupině v žádné ze zkoumaných oblastí, s výjimkou retikulární a zadní ventrální thalamy, která odhalila u kontrolních subjektů inverzní vztah s amfetaminem indukovaným rCBV ve frontě -kortikální oblasti (doplňkové obrázky S7 a S8). Ve skupině SA kokainu nebyla žádná taková korelace (doplňkový obrázek S8).

Histopatologie

Histopatologické hodnocení mozkových bílých a šedých látek, gliových a intersticiálních kompartmentů, jakož i makro- a mikro-vaskulárních, ependymálních a meningálních struktur nezvýraznilo žádné neurocelulární, intersticiální nebo mikrovaskulární léze v žádné skupině. Konkrétně nebyly pozorovány žádné známky buněčné pyknózy nebo atrofie, změny vlákna, nekrózy a intersticiálního edému v žádné ze zkoumaných oblastí mozku ani změny mikrovaskulárního a kapilárního lože (tj. Dilatace nebo prasknutí bazální membrány, krvácení, endotheliální zahuštění nebo fibróza stěny, tromby nebo okluze a nekróza nebo vakuolace endoteliálních buněk).

DISKUSE

Tato studie dokumentuje, že chronická kokainová SA s prodlouženým přístupem u potkanů ​​způsobuje neuroimagingové změny, které úzce napodobují výsledné obrazové nálezy u závislých na kokainu. Konkrétně jsme pozorovali významně snížený bCBV, marker klidové funkce mozku, v regionech, které mají klíčový podíl na vyšších kognitivních funkcích a inhibiční kontrole (fronto-kortikální oblasti), touze a očekávání (fronto-hippocampální oblasti) a odměně (mezolimbické) oblasti). Kromě toho byl kokain SA spojen se sníženou striatální reaktivitou na dopaminergní stimulaci a přítomností domnělých funkčních změn v inhibiční souhře mezi retikulárním thalamem a aktivací fronto-kortikálních oblastí. Naše výsledky poskytují neuroimagingový důkaz mnohočetných změn ve funkci mozku potkana po chronickém a dobrovolném příjmu kokainu, který slouží jako věrohodný neurobiologický substrát pro behaviorální expresi kompulzivního příjmu léčiv u laboratorních zvířat.

Chronické zneužívání kokainu je často modelováno v paradigmatech chování, kde jsou hlodavci školeni k dobrovolnému samopodávání léku. Zde jsme implementovali prodloužený protokol SA s kokainem s prodlouženým přístupem s opakovanými periody abstinenceParsons et al, 1995; Wilson et al, 1994; Wilson a Kish, 1996) napodobovat vlastnosti chronického zneužívání kokainu u lidí s vysokou dávkou. Bylo popsáno, že prodloužená paradigmata SA reprodukují klíčové klinické rysy závislosti na kokainu, včetně nutkavého užívání drog, navzdory přítomnosti nepříznivých vlivů na životní prostředí (Vanderschuren a Everitt, 2004) a vysoký sklon k návratu k vyhledávání drog (Deroche-Gamonet et al, 2004). Použitý chronický protokol (pokrývající ≈10% dospělého života krysy, Sharp a La Regina, 1998) umožňuje napodobovat populace pacientů s významnou anamnézou (> 6 měsíců) závislosti na kokainu, jako jsou ty, které jsou typicky zahrnuty do lidských neuroimagingových studií, čímž se maximalizuje translační význam našich nálezů. Kromě toho je známo, že použití rozšířeného přístupu ke kokainu (tj. ⩾6 h) konkrétně modeluje specifické neurobehaviorální rysy závislosti, jako jsou trvalé změny kognitivních funkcí (Briand et al, 2008; George et al, 2007), zvýšená motivace ke kokainu (Paterson a Markou, 2003) a eskalace příjmu drog (Ahmed a Koob, 1998). Byla zavedena opakovaná období nucené abstinence, aby se snížily akutní toxické účinky léku a zajistila se trvalá motivace k vlastnímu podávání vysokých dávek kokainu (Roberts et al, 2007). Přestože je celkový příjem kokainu dosažený při současném protokolu vyšší než příjem pozorovaný u paradigmatů s krátkým přístupem, jsou dosažené hodnoty dostatečně vzdálené od limitu akutní toxicity (Mantsch et al, 2004; Wee et al, 2007), což vysvětluje nedostatek letality v této studii.

Ve srovnání s neomezeným přístupovým protokolem, kde příjem drog vykazuje vysoký a nízký počet infuzí ve střídavých dnech (Wilson et al, 1994), zde použitý protokol s rozšířeným přístupem zajistil trvalé vysoké dávky kokainu. Na rozdíl od toho, co uváděly jiné skupiny (Ahmed a Koob, 1998; Ferrario et al, 2005; Wee et al, 2007) jsme nezaznamenali jednoznačný důkaz o zvyšování dávky, ačkoli byl patrný trend ke zvýšenému příjmu kokainu během po sobě jdoucích sezení (doplňkový obrázek S2).

Jedno omezení použitého modelu je, že nezahrnovalo behaviorální měření užívání drog navzdory nepříznivým následkům (např. „Odolnost vůči trestu“) Deroche-Gamonet et al, 2004), vlastnost chování, která je považována za základní diagnostická kritéria závislosti na lidech (Americká psychiatrická asociace, 2008). Protože tato funkce je přítomna v ca. 20% potkanů ​​vystavených kokainu (Deroche-Gamonet et al, 2004; Ahmed, 2010), zobrazovací změny mapované v této práci pravděpodobně zahrnují příspěvky z podskupin subjektů, které projevují toto chování. Je však třeba určit, zda je tato vlastnost charakterizována specifickými funkčními změnami oddělenými od změn zvýrazněných v této studii.

Před zobrazovací studií bylo zavedeno 10-denní vymývací období, aby se vyloučilo akutní účinky přenosu kokainu a minimalizovala potenciální interference příznaků akutní abstinence na měření funkce mozku. Většina neurochemických a behaviorálních změn, které mohou souviset s akutním vysazením, má téměř okamžitý nástup, vrchol mezi 6 a 72 h po ukončení přístupu k lékům a obvykle přestává během 2 – 7 dnů od poslední relace s kokainem (Baumann a Rothman, 1998; Harris a Aston-Jones, 1993; Malin et al, 2000; Mutschler a Miczek, 1998; Markou a Koob, 1992). Je proto nepravděpodobné, že zobrazovací nálezy obsahují velké poruchy z přechodných neurobiologických jevů souvisejících s akutní abstinencí kokainu. Na druhé straně se očekává, že pozorované funkční změny budou zahrnovat příspěvky z dlouhodobějších neuroadaptačních procesů (tj. Inkubace touhy po kokainu), u nichž se ukázalo, že se po ukončení užívání kokainu zvyšují (Lu et al, 2004), a které mají translační význam, protože mohou souviset s náchylností k relapsům.

MRI měření bCBV umožňují mapování klidové funkce mozku s vysokým rozlišením, které úzce koreluje s regionálním energetickým metabolismem a mozkovým průtokem krve (Gaisler-Salomon et al, 2009; Hyder et al, 2001; Gonzalez et al, 1995). Naše data ukázala přítomnost sníženého bCBV v cingulovaném gyru, prefrontální kůře, orbitofrontální kůře, stejně jako ve striatálních a hippocampálních oblastech subjektů s kokainem. Frontostriatální účinek je ve vynikající shodě s klinickým neuroimagingovým výzkumem závislosti na kokainu, kde byly trvale pozorovány snížené frontální a striatální aktivity (Strickland et al, 1993; Tumeh et al, 1990; London et al, 1999; Volkow et al, 1992, 1988) a bylo zjištěno, že koreluje s kognitivními poruchami, nutkáním a ztrátou inhibiční kontroly nad užíváním drog, které mohou vést k relapsu (Goldstein et al, 2010; Kalivas et al, 2005; Kalivas, 2004; Hong et al, 2010; Strickland et al, 1993). Důležité je, že u krys byly pozorovány kognitivní deficity, které umožnily rozšířený (ale nikoli omezený) přístup k kokainu (Briand et al, 2008; George et al, 2007), jev, který zahrnoval práci s pamětí a úkoly trvalé pozornosti (dva úkoly před frontální kůrou závislé), jakož i opatření pro rozpoznávání objektů (úloha závislá na hippocampu). Zapojení hippocampálních systémů je také v souladu s rolí, kterou tato struktura mozku hraje v kontextuální kondici a paměti, dvou funkcích, které jsou změněny užíváním kokainu a věří se, že hrají roli v touze vyvolané touhou (přehled: Koob a Volkow, 2010). Podobně, snížený bCBV v nucleus accumbens nebyl neočekávaný, vzhledem k zavedenému propojení mezi fronto-kortikální aktivitou a ventrostriatálním vypalováním a uvolňováním DA buněk (Kalivas et al, 2005; Peoples et al, 2007). V souladu s tím nedávné studie zobrazování PET ukázaly nižší hladiny endogenního DA u závislých na kokainu ve srovnání s srovnávacími subjekty (Martinez et al, 2009) a výzkum primátů odhalil snížené využití glukózy ve striatálních oblastech při chronickém užívání kokainu, což je rys, který se stal výraznějším se zvýšenou expozicí kokainu (Porrino et al, 2007).

Fokální redukce bCBV byly také pozorovány u retikulárních thalamických a raphe jader. Předchozí nález je v souladu se studiemi neuroimagingu u lidí, které ukazují změněné GABAergické neurotransmise v thalamu abstinentů zneužívajících kokain (Volkow et al, 1998) a nedávný elektrofyziologický důkaz o stavu vleklé nadměrné inhibice retikulárních thalamických oblastí po nárazovém podání kokainu (Urbano et al, 2009). Zajímavé je, že jak serotonin působí přímým excitačním účinkem na GABAergické neurony v retikulárním thalamu (McCormick a Wang, 1991), snížená aktivita těchto jader a aktivita pozorovaná v oblastech raphe může být funkčně propojena a součástí jediného vadného obvodu.

U žádného ze zkoumaných VOI nebyla nalezena žádná korelace mezi celkovým příjmem kokainu a bCBV. Nedostatek korelace by mohl odrážet různou individuální vnímavost na účinek léčiva nebo by mohl souviset s vysokým množstvím kokainu podávaného samostatně, které by mohlo překročit množství potřebné k vyvolání maximálních změn bCBV.

Ve snaze identifikovat fMRI koreluje snížená striatální dopaminergní odpověď pozorovaná ve studiích na lidském PET (Volkow et al, 1990, 1993; Martinez et al, 2004), také jsme zmapovali funkční odezvu vyvolanou DA-uvolňovačem amfetaminem pomocí protokolu phMRI (Černý et al, 2004; Bifone a Gozzi, 2010). Několik studií phMRI poskytlo přesvědčivý důkaz, že striatální hemodynamická odpověď vyvolaná amfetaminem odráží především dopaminergní účinky (přehled v Knutson a Gibbs, 2007). Ukázalo se například, že amfetamin vyvolává BOLD nebo rCBV zvýšení ventrostriatálních oblastí bohatých na DA, které jsou lineárně korelovány se synaptickými koncentracemi DA (Dixon et al, 2005; Ren et al, 2009; Choi et al, 2006; Černý et al, 2007b; Preece et al, 2007). Kromě toho jsou amfetaminem indukované rCBV reakce zrušeny v DA denervovaných oblastech (Chen et al, 1997, 1999), účinek, který lze později obnovit po transplantaci plodu nebo kmenových buněk (Bjorklund et al, 2002; Chen et al, 1999). Součet těchto údajů tedy ukazuje, že amfetaminem indukované rCBV reakce lze spolehlivě použít jako marker striatální DA neurotransmise. V tomto rámci přítomnost zeslabené striatální rCBV reakce na amfetamin ve skupině s kokainem SA ukazuje na sníženou reaktivitu ventrostriatální dopaminergní funkce analogické tomu, co bylo pozorováno ve studiích PET u lidí (Narendran a Martinez, 2008). Toto zjištění poprvé poskytuje věrohodný preklinický neuroimagingový korelát jednoho z nejreplikovanějších klinických projevů závislosti na kokainu, o kterém se předpokládá, že hraje klíčový příspěvek k „hypohedonii“ a amotivaci hlášené drogově závislými osobami během zdlouhavého vysazení (Volkow et al, 1997). Tento výsledek dokumentuje potenciálně důležitou shodu mezi klinickými a preklinickými neuroadaptačními změnami vyvolanými kokainem na DA systémech, což je aspekt, který se nejeví jako adekvátně modelovaný tradičními paradigmaty expozice kokainu, kde jsou obvykle pozorovány „senzibilizované“ (tj. Zvýšené) dopaminergní odpovědi. (přezkoumáno Narendran a Martinez, 2008). Protože podobně oslabené striatální odpovědi nebyly pozorovány ve studiích neuroimagingu u hlodavců pomocí krátkodobých (5 dnů) protokolů podávání léčiv (Phoebus et al, 2005; Reese et al, 2004; a A Gozzi, nepublikované výsledky), naše data naznačují, že pro modelování této charakteristiky u hlodavců může být vyžadován prodloužený a rozšířený přístup k vysokým dávkám kokainu. Důležité je, že nebyly pozorovány žádné významné mikroskopické léze ve vaskulárních, neurocelulárních a intersticiálních kompartmentech mozků vystavených kokainu. Tento výsledek je důležitý, protože umožňuje vyloučit potenciální příspěvek abnormálních cerebrovaskulárních procesů k hemodynamickým měřením provedené mozkové funkce (tj. BCBV a rCBV).

Korelační analýza mezi klidovými a amfetaminem vyvolanými (rCBV) odpověďmi odhalila inverzní vztah mezi bCBV v retikulárních thalamických oblastech a amfetaminem indukovanou frontální aktivací u kontrolních subjektů, ale ne ve skupině s kokainem. Předchozí studie prokázaly, že inhibice retikulární thalamické aktivity může zvýšit fronto-kortikální dopaminergní neurotransmise (Jones et al, 1988), nález odpovídající funkční konektivitě těchto regionů (Paxinos, 2008) a vysokou GABAergickou hustotu retikulárního thalamického jádra (Paxinos, 2008). Jako prefrontální projekce do thalamického retikulárního jádra hrají jedinečný obvod pro pozorovací mechanismy (Zikopoulos a Barbas, 2006) předpokládáme, že ztráta korelace mezi bazální a vyvolanou funkcí pozorovaná ve skupině SA s kokainem může souviset s deficity pozornosti pozorovanými u potkanů, což umožnilo rozšířený přístup ke kokainu (Briand et al, 2008; George et al, 2007). Předpokládaná role thalamo-frontálních dysfunkcí v závislosti na kokainu je podporována nedávnými neuroimagingovými studiemi, které ukazují změněnou thalamo-kortikální konektivitu u uživatelů kokainu v klidových podmínkách (Gu et al, 2010) a při provádění kognitivního úkolu (Tomasi et al, 2007). Jelikož však korelační měření neodráží příčinnou souvislost, je třeba další výzkum, aby se objasnila přesná povaha tohoto nálezu.

Stručně řečeno, poskytujeme důkazy o změně funkce mozku u potkanů, kteří prodělali kokain SA s prodlouženým a prodlouženým přístupem. V souladu s klinickými neuroimagingovými nálezy odhalila zvířata vystavená kokainu sníženou bazální funkci mozku ve fronto-kortikálních a thalamických oblastech a oslabenou reaktivitu ve striatálních regionech po expozici amfetaminu uvolňujícímu DA, což byl účinek, který významně koreloval s celkovým příjmem kokainu. Shoda těchto nálezů s neuroimagingovými opatřeními u pacientů závislých na kokainu podporuje použití paradigmat SA s prodlouženým a prodlouženým přístupem u potkanů ​​k prozkoumání neuroadaptací, které jsou základem závislosti na kokainu.

Poděkování

Děkujeme Valerio Crestan a Giuliano Turrini za jejich vynikající technickou podporu opatřením phMRI a Pamela Rodegher z Histolab, Verona, Itálie, za histologické přípravy.

Poznámky

Všichni autoři jsou zaměstnanci společnosti GlaxoSmithKline. Autoři prohlašují, že s výjimkou příjmů získaných od jejich primárního zaměstnavatele za poslední 3 roky nebyla za jakoukoli fyzickou nebo právnickou osobu za výzkum nebo profesionální služby přijata žádná finanční podpora ani náhrada, a neexistují žádné osobní finanční podíly, které by mohly být vnímány jako představuje potenciální střet zájmů.

Poznámky pod čarou

Doplňující informace doprovází článek na webové stránce Neuropsychopharmacology (http://www.nature.com/npp)

Doplňkový materiál

Doplňkový obrázek S1

Doplňkový obrázek S2

Doplňkový obrázek S3

Doplňkový obrázek S4

Doplňkový obrázek S5

Doplňkový obrázek S6

Doplňkový obrázek S7

Doplňkový obrázek S8

Doplňkové obrázkové legendy

Doplňková tabulka S1

Reference

  • Ahmed SH. Validační krize u zvířecích modelů drogové závislosti: mimo neusměrněné užívání drog směrem k drogové závislosti. Neurosci Biobehav Rev. 2010; 35: 172 – 184. [PubMed]
  • Ahmed SH, Koob GF. Přechod od mírného až nadměrného užívání drog: změna hedonického bodu. Věda. 1998; 282: 298-300. [PubMed]
  • Americká psychiatrická asociace 2000Diagnostická a statistická příručka duševních poruch (4th edn, revidováno). Americká psychiatrická asociace: Washington, DC
  • Barroso-Moguel R, Mendez-Armenta M, Villeda-Hernandez J, Nava-Ruiz C, Santamaria A. Mozkové léze vyvolané chronickým podáváním kokainu potkanům. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2002; 26: 59 – 63. [PubMed]
  • Baumann MH, Rothman RB. Změny serotonergní citlivosti během odběru kokainu u potkanů: podobnost s velkou depresí u lidí. Biol Psychiatry. 1998; 44: 578 – 591. [PubMed]
  • Bifone A, Gozzi A. 2010Funkční a farmakologická MRI v porozumění mozkové funkceIn: Hagan J (ed) .Molekulární a funkční modely v neuropsychiatrickém springeru
  • Bjorklund LM, Saínchez-Pernaute R, Chung S, Andersson T, Chen IYC, McNaught KS, et al. Embryonální kmenové buňky se po transplantaci na modelu potkana Parkinsonovy choroby vyvinou ve funkční dopaminergní neurony. Proc Natl Acad Sci USA. 2002; 99: 2344 – 2349. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Briand LA, Flagel SB, Garcia-Fuster MJ, Watson SJ, Akil H, Sarter M, et al. Trvalé změny kognitivních funkcí a prefrontálních dopaminových D2 receptorů po prodlouženém, ale neomezeném přístupu k samostatně podávanému kokainu. Neuropsychofarmakologie. 2008; 33: 2969 – 2980. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Chen YC, Galpern WR, Brownell AL, Matthews RT, Bogdanov M., Isacson O, et al. Detekce dopaminergní neurotransmiterové aktivity pomocí farmakologické MRI: korelace s PET, mikrodialýza a behaviorální data. Magn Reson Med. 1997; 38: 389 – 398. [PubMed]
  • Chen Y-CI, Brownell AL, Galpern W, Isacson O, Bogdanov M, Beal MF, et al. Detekce ztráty dopaminergních buněk a transplantace nervů pomocí farmakologické MRI, PET a hodnocení chování. NeuroReport. 1999; 10: 2881 – 2886. [PubMed]
  • Chen Y-CI, Mandeville JB, Nguyen TV, Talele A, Cavagna F, Jenkins BG. Vylepšené mapování farmakologicky indukované neuronální aktivace pomocí techniky IRON u superparamagnetických činidel krevního poolu. J Magn Reson Imaging. 2001; 14: 517 – 524. [PubMed]
  • Choi JK, Chen YI, Hamel E, Jenkins BG. Mozkové hemodynamické změny zprostředkované dopaminovými receptory: role mozkové mikrovaskulatury v dopaminem zprostředkované neurovaskulární vazbě. Neuroimage. 2006; 30: 700 – 712. [PubMed]
  • Deroche-Gamonet V, Belin D, Piazza PV. Důkaz chování závislého na potkanech. Věda. 2004; 305: 1014 – 1017. [PubMed]
  • Dixon AL, M, Morris PM, Shah YB, Joseph MH, Young AMJ. Dopaminová antagonistická modulace amfetaminové odpovědi, jak byla detekována pomocí farmakologické MRI. Neurofarmakologie. 2005; 48: 236 – 245. [PubMed]
  • Febo M, Segarra AC, Nair G, Schmidt K, Duong TQ, Ferris CF. Neurální důsledky opakované expozice kokainu odhalené funkční MRI u probuzených krys. Neuropsychofarmakologie. 2005; 30: 936 – 943. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Ferrario CR, Gorny G, Crombag HS, Li Y, Kolb B, Robinson TE. Neurální a behaviorální plasticita spojená s přechodem z kontrolovaného na eskalované užívání kokainu. Biol Psychiatry. 2005; 58: 751 – 759. [PubMed]
  • Gaisler-Salomon I, Schobel SA, Small SA, Rayport S. Jak může funkční zobrazování v bazálním stavu s vysokým rozlišením vést vývoj nových farmakoterapií pro schizofrenii. Schizophr Bull. 2009; 35: 1037 – 1044. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Gawin FH, Ellinwood EH. Kokain a další stimulanty. N Engl J Med. 1988; 318: 1173 – 1182. [PubMed]
  • George O, CD Mandyam, Wee S, Koob GF. Rozšířený přístup k vlastnímu užívání kokainu způsobuje dlouhodobé poškození pracovní paměti závislé na prefrontální kůře. Neuropsychofarmakologie. 2007; 33: 2474 – 2482. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Goldstein RZ, Woicik PA, Maloney T, Tomasi D, Alia-Klein N, Shan J, et al. Perorální methylfenidát normalizuje aktivitu cingulate při závislosti na kokainu během významného kognitivního úkolu. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107: 16667 – 16672. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Gonzalez RG, Fischman AJ, Guimaraes AR, Carr CA, Stern CE, Halpern EF, et al. Funkční MR při hodnocení demence: korelace abnormálního dynamického měření objemu mozkové krve se změnami v metabolismu mozku na pozitronové emisní tomografii s fludeoxyglukózou F 18. AJNR Am J Neuroradiol. 1995; 16: 1763 – 1770. [PubMed]
  • Gozzi A, Ceolin L, Schwarz A, Reese T, Bertani S, Bifone A. Multimodální vyšetřování mozkové hemodynamiky a autoregulace v phMRI. Magn Reson Imaging. 2007; 25: 826 – 833. [PubMed]
  • Gozzi A, Crestan V, Turrini G, Clemens M, Bifone A. Antagonismus na serotoninových 5HT2a receptorech moduluje funkční aktivitu fronto-hippocampálního obvodu. Psychofarmakologie. 2010; 209: 37 – 50. [PubMed]
  • Gozzi A, C, Schwarz A, Bertani S, Crestan V, Bifone A. Diferenciální účinky antipsychotických a glutamatergických látek na phMRI odpověď na fencyklidin. Neuropsychofarmakologie. 2008; 33: 1690 – 1703. [PubMed]
  • Gozzi A, Massagrande M, Amantini D, Antolini M, Martinelli P, Cesari N, et al. Funkční magnetická rezonance odhaluje různé nervové substráty pro účinky antagonistů receptoru orexin-1 a orexin-2. PLoS ONE. 2011; 6: e16406. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Gu H, Salmeron BJ, Ross TJ, Geng X, Zhan W, Stein EA, et al. Mezokortikoidní okruhy jsou u chronických uživatelů kokainu narušeny, jak prokazuje funkční konektivita v klidovém stavu. Neuroimage. 2010; 53: 593 – 601. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Harris G, Aston-Jones G. Beta-adrenergní antagonisté zmírňují úzkost z vysazení u potkanů ​​závislých na kokainu a morfinu. Psychofarmakologie. 1993; 113: 131 – 136. [PubMed]
  • Hong LE, Hodgkinson CA, Yang Y, Sampath H, Ross TJ, Buchholz B, et al. Geneticky modulovaný, vnitřní cingulační obvod podporuje závislost na nikotinu u člověka. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107: 13509 – 13514. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Huettel S, Song AW, McCarthy G. Zobrazování funkční magnetické rezonance. Sinauer: Sunderland; 2004.
  • Hyder F, Kida I, Behar KL, Kennan RP, Maciejewski PK, Rothman DL. Kvantitativní funkční zobrazení mozku: směrem k mapování neuronální aktivity pomocí BOLD fMRI. NMR Biomed. 2001; 14: 413 – 431. [PubMed]
  • Jones MW, Kilpatrick IC, Phillipson OT. Dopaminová funkce v prefrontální kůře krysy je citlivá na snížení tonické inhibice GABA zprostředkované v thalamickém mediodorsálním jádru. Exp Brain Res. 1988; 69: 623 – 634. [PubMed]
  • Kalivas PW. Glutamátové systémy v závislosti na kokainu. Curr Opin Pharmacol. 2004; 4: 23 – 29. [PubMed]
  • Kalivas PW, Volkow N, Seamans J. Nezvladatelná motivace ve závislosti: patologie v prefrontálním akumbensovém přenosu glutamátu. Neuron. 2005; 45: 647 – 650. [PubMed]
  • Knutson B, Gibbs S. Propojení jádra accumbens dopaminu a oxygenace krve. Psychofarmakologie. 2007; 191: 813 – 822. [PubMed]
  • Koob GF, Sanna PP, Bloom FE. Neurověda závislosti. Neuron. 1998; 21: 467 – 476. [PubMed]
  • Koob GF, Volkow ND. Neurocircuitry of addiction. Neuropsychofarmakologie. 2010; 35: 217 – 238. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • London ED, Bonson KR, Ernst M, Grant S. Brain zobrazovací studie zneužívání kokainu: důsledky pro vývoj léků. Crit Rev Neurobiol. 1999; 13: 227 – 242. [PubMed]
  • Lu L, Grimm JW, Hope BT, Shaham Y. Inkubace touhy po kokainu po stažení: přehled předklinických údajů. Neurofarmakologie. 2004; 47: 214 – 226. [PubMed]
  • Malin DH, Moon WD, Moy ET, Jennings RE, Moy DM, Warner RL, et al. Hlodavčí model syndromu abstinence kokainu. Pharmacol Biochem Behav. 2000; 66: 323 – 328. [PubMed]
  • Mandeville JB, Marota JJA, Kosofsky BE, Keltner JR, Weissleder R, Rosen B, et al. Dynamické funkční zobrazení relativního objemu mozkové krve během stimulace předloktí krysy. Magn Reson Med. 1998; 39: 615 – 624. [PubMed]
  • Mantsch JR, Yuferov V, Mathieu-Kia AM, Ho A, Kreek MJ. Účinky rozšířeného přístupu k vysokým versus nízkým dávkám kokainu na samopodávání, navrácení vyvolané kokainem a hladiny mozkové mRNA u potkanů. Psychofarmakologie. 2004; 175: 26 – 36. [PubMed]
  • Markou A, Koob GF. Bromokriptin zvrátí zvýšení intrakraniálních samostimulačních prahů pozorovaných na modelu potahování kokainu u potkanů. Neuropsychofarmakologie. 1992; 7: 213 – 224. [PubMed]
  • Martinez D, Broft A, Foltin RW, Slifstein M, Hwang DR, Huang Y, et al. Závislost na kokainu a dostupnost D2 receptoru ve funkčním členění striata: vztah k chování při hledání kokainu. Neuropsychofarmakologie. 2004; 29: 1190 – 1202. [PubMed]
  • Martinez D, Greene K, Broft A, Kumar D, Liu F, Narendran R, et al. Nižší hladina endogenního dopaminu u pacientů se závislostí na kokainu: nálezy z PET zobrazování receptorů D2 / D3 po akutní depleci dopaminu. Am J Psychiatry. 2009; 166: 1170 – 1177. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • McCormick DA, Wang Z. Serotonin a noradrenalin excitují GABAergické neurony thalamy morčat a koček. J Physiol. 1991; 442: 235 – 255. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Micheli F, Bonanomi G, Blaney FE, Braggio S, Capelli AM, Checchia A, et al. 1,2,4-triazol-3-yl-thiopropyl-tetrahydrobenzazepiny: řada silných a selektivních antagonistů dopaminového D (3) receptoru. J Med Chem. 2007; 50: 5076 – 5089. [PubMed]
  • Moretti M, Mugnaini M, Tessari M, Zoli M, Gaimarri A, Manfredi I, et al. Srovnávací studie účinků intravenózního sebepodávání nebo subkutánní minipumpové infuze nikotinu na expresi mozkových neuronových nikotinových receptorových podtypů. Mol Pharmacol. 2010; 78: 287 – 296. [PubMed]
  • Mutschler NH, Miczek KA. Odnětí od samoobslužného nebo nekontingentního kokainu: rozdíly ve vokalizacích ultrazvukového tísně u potkanů. Psychofarmakologie. 1998; 136: 402 – 408. [PubMed]
  • Narendran R, Martinez D. Zneužívání a senzitizace kokainu v přenosu dopaminu v striatálním stavu: kritická revize předklinické a klinické zobrazovací literatury. Synapse. 2008; 62: 851-869. [PubMed]
  • Parsons LH, Koob GF, Weiss F. Serotoninová dysfunkce v jádru accumbens potkanů ​​během odběru po neomezeném přístupu k intravenóznímu kokainu. J Pharmacol Exp Ther. 1995; 274: 1182 – 1191. [PubMed]
  • Paterson NE, Markou A. Zvýšená motivace k užívání kokainu po eskalovaném příjmu kokainu. NeuroReport. 2003; 14: 2229 – 2232. [PubMed]
  • Paxinos G. 2008 Krysí nervový systém Elsevier: Londýn; 1193pp.
  • Peoples LL, Kravitz AV, Guillem K. Úloha akumbální hypoaktivity v závislosti na kokainu. ScientificWorldJournal. 2007; 7: 22 – 45. [PubMed]
  • Porrino LJ, Smith HR, Nader MA, Beveridge TJR. Účinky kokainu: měnící se cíl v průběhu závislosti. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2007; 31: 1593 – 1600. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Preece MA, Sibson NR, Raley JM, Blamire A, Styles P, Sharp T. Specifické účinky aminokyselinové směsi bez tyrosinu na amfetaminem indukované změny BOLD fMRI signálu v mozku potkana. Synapse. 2007; 61: 925 – 932. [PubMed]
  • Reese T, Schwarz AJ, Gozzi A, Crestan V, Bertani S, Heidbreder CA. Sborník z dvanáctého vědeckého setkání a výstavy ISMRM. ISMRM Press: Kyoto; 2004. Funkční zobrazování magnetickou rezonancí detekuje časoprostorové rozdíly mezi krysy citlivými na léky a amfetaminem; str. 228 str.
  • Ren J, Xu H, Choi JK, Jenkins BG, Chen YI. Dopaminergní odpověď na odstupňovanou koncentraci dopaminu vyvolaná čtyřmi dávkami amfetaminu. Synapse. 2009; 63: 764 – 772. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Roberts DCS, Morgan D, Liu Y. Jak udělat krysu závislou na kokainu. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2007; 31: 1614 – 1624. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Scholtz CL. Kvantitativní histochemie myelinu pomocí Luxol Fast Blue MBS. Histochem J. 1977; 9: 759 – 765. [PubMed]
  • Schwarz A, Gozzi A, Reese T, Bertani S., Crestan V, Hagan J, et al. Selektivní antagonista dopaminového D (3) receptoru SB-277011-A zesiluje phMRI odpověď na akutní amfetaminovou výzvu v mozku potkana. Synapse. 2004; 54: 1 – 10. [PubMed]
  • Schwarz AJ, Danckaert A, Reese T, Gozzi A, Paxinos G, Watson C, et al. Stereotaxická šablona MRI pro mozek potkana s distribučními mapami tkáňových tříd a společnou registrací anatomického atlasu: aplikace na farmakologickou MRI. Neuroimage. 2006a; 32: 538 – 550. [PubMed]
  • Schwarz AJ, Gozzi A, Reese T, Bifone A. Funkční konektivita ve farmakologicky aktivovaném mozku: rozlišení sítí korelovaných odpovědí na d-amfetamin. Magn Reson Med. 2007a; 57: 704 – 713. [PubMed]
  • Schwarz AJ, Gozzi A, Reese T, Bifone A. Mapování funkční konektivity v systémech neurotransmiterů in vivo pomocí farmakologické MRI. Neuroimage. 2007b; 34: 1627 – 1636. [PubMed]
  • Schwarz AJ, Reese T, Gozzi A, bifon A. Funkční MRI pomocí intravaskulárních kontrastních látek: poškození relativního cerebrovaskulárního (rCBV) časového průběhu. Magn Reson Imaging. 2003; 21: 1191 – 1200. [PubMed]
  • Schwarz AJ, Whitcher B, Gozzi A, Reese T, Bifone A. Studie na úrovni vlnkové shlukové analýzy a datově řízené signálové modely ve farmakologické MRI. J Neurosciho metody. 2006b; 159: 346 – 360. [PubMed]
  • Sharp PM, La Regina MC. 1998 The Laboratory Rat CRC Press: Berlin; 240 str.
  • Small SA, Chawla MK, Buonocore M, Rapp PR, Barnes CA. Zobrazovací koreláty mozkové funkce u opic a potkanů ​​izolují hippocampální podoblast odlišně zranitelná stárnutím. Proc Natl Acad Sci USA. 2004; 101: 7181 – 7186. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Smith SM, Jenkinson M, Woolrich MW, Beckmann CF, Behrens TE, Johansen-Berg H, a kol. Pokroky ve funkční a strukturální analýze obrazu MR a implementace jako FSL. Neuroimage. 2004; 23 (doplněk 1: S208 – S219. [PubMed]
  • Strickland TL, Mena I, Villanueva-Meyer J, Miller BL, Cummings J, Mehringer CM, et al. Cerebrální perfúze a neuropsychologické důsledky chronického užívání kokainu. J. Neuropsychiatrická klinika Neurosci. 1993; 5: 419 – 427. [PubMed]
  • Tomasi D, Goldstein RZ, Telang F, Maloney T, Alia-Klein N, Caparelli EC, et al. Thalamo-kortikální dysfunkce u uživatelů kokainu: důsledky v pozornosti a vnímání. Psychiatry Res. 2007; 155: 189 – 201. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Tomasi D, Volkow ND, WangR, Carrillo JH, Maloney T, Alia-Klein N, et al. Přerušená funkční konektivita s dopaminergním midbrainem u uživatelů kokainu. PLoS ONE. 2010; 5: e10815. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
  • Tumeh SS, Nagel JS, anglický RJ, Moore M, Holman BL. Mozkové abnormality u uživatelů kokainu: demonstrace pomocí SPECT perfuzní mozkové scintigrafie. Probíhá práce. Radiologie. 1990; 176: 821 – 824. [PubMed]
  • Urbano FJ, Bisagno Vn, Wikinski SI, Uchitel OD, Llin RR. Akutní „nárazové“ podávání kokainu vede u myší ke změně thalamokortikálních interakcí. Biol psychiatrie. 2009; 66: 769–776. [PubMed]
  • Vanderschuren LJMJ, Everitt BJ. Hledání léků se po dlouhodobém užívání kokainu stává nutkavým. Věda. 2004; 305: 1017 – 1019. [PubMed]
  • Volkow ND, Fowler JS, Wang GJ, Hitzemann R, Logan J, Schlyer DJ, et al. Snížená dostupnost dopaminového receptoru D2 je spojena se sníženým frontálním metabolismem u uživatelů kokainu. Synapse. 1993; 14: 169 – 177. [PubMed]
  • Volkow ND, Fowler JS, Wang GJ, Swanson JM, Telang F. Dopamin ve zneužívání drog a závislosti: výsledky zobrazovacích studií a důsledky léčby. Arch Neurol. 2007; 64: 1575 – 1579. [PubMed]
  • Volkow ND, Fowler JS, Wolf AP, Schlyer D, Shiue CY, Alpert R. a kol. Účinky chronického zneužívání kokainu na postsynaptické dopaminové receptory. Am J Psychiatry. 1990; 147: 719 – 724. [PubMed]
  • Volkow ND, Hitzemann RJ, Wang GJ, Fowler JS, Wolf AP, Dewey SL, et al. Dlouhodobé frontální metabolické změny mozku u zneužívání kokainu. Synapse. 1992; 12: 86. [PubMed]
  • Volkow ND, Mullani N, Gould KL, Adler S, Krajewski K. Tok krve mozkem u chronických uživatelů kokainu: studie s pozitronovou emisní tomografií. Br J Psychiatry. 1988; 152: 641 – 648. [PubMed]
  • Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Hitzemann R, Gatley SJ, Dewey SS, et al. Zvýšená citlivost na benzodiazepiny u aktivních subjektů zneužívajících kokain: studie PET. Am J Psychiatry. 1998; 155: 200 – 206. [PubMed]
  • Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Logan J, Gatley SJ, Hitzemann R a kol. Snížená dopaminergní odezva striatální vazby u detoxikovaných subjektů závislých na kokainu. Příroda. 1997; 386: 830-833. [PubMed]
  • Wee S, Specio SE, Koob GF. Účinky dávky a trvání relace na samopodávání kokainu u potkanů. J Pharmacol Exp Ther. 2007; 320: 1134 – 1143. [PubMed]
  • Wilson JM, Kish SJ. Vezikulární monoaminový transportér se na rozdíl od dopaminového transportéru nemění chronickým podáváním kokainu potkanům. J Neurosci. 1996; 16: 3507 – 3510. [PubMed]
  • Wilson JM, Nobrega JN, Carroll ME, Niznik HB, Shannak K, Lac ST, et al. Heterogenní podoblastní vazebné vzorce 3H-WIN 35,428 a 3H-GBR 12,935 jsou diferencovaně regulovány chronickým podáním kokainu. J Neurosci. 1994; 14: 2966 – 2979. [PubMed]
  • Worsley KJ, Evans AC, Marrett S, Neelin P. Trojrozměrná statistická analýza pro studie aktivace CBF v lidském mozku. J Metabolismus krevního toku J. 1992; 12: 900 – 918. [PubMed]
  • Zaharchuk G, Mandeville JB, Bogdanov AA, Jr, Weissleder R, Rosen BR, Marota JJ. Cerebrovaskulární dynamika autoregulace a hypoperfuze. Studie MRI o CBF a změnách celkového a mikrovaskulárního objemu mozkové krve během hemoragické hypotenze. Mrtvice. 1999; 30: 2197 – 2204. [PubMed]
  • Zikopoulos B, Barbas H. Prefrontální projekce do thalamického retikulárního jádra tvoří jedinečný obvod pro pozorovací mechanismy. J Neurosci. 2006; 26: 7348 – 7361. [PubMed]