Das Journal der Neurowissenschaft, 1 Mai 2001, 21(9): 3236-3241;
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Abstrakt
Dopamin im Dialysat des Nucleus accumbens (NAcc) steigt während des Sexual- und Nahrungsverhaltens sowie nach der Verabreichung von Drogen an, selbst wenn diese die dopaminergen Systeme nicht direkt aktivieren (z. B. Morphin oder Nikotin). Diese und andere Erkenntnisse haben zu Hypothesen geführt, die darauf hindeuten, dass Dopamin belohnend ist, dass eine Verstärkung vorhergesagt wird oder dass Dopamin Anreize hervorhebt. Die Untersuchung des Dopaminanstiegs in NAcc oder Striatum während des Sexualverhaltens bei weiblichen Ratten bietet eine einzigartige Möglichkeit, diese Zusammenhänge zu untersuchen. Dies liegt daran, dass sexuelles Verhalten bei weiblichen Ratten nur unter bestimmten Testbedingungen mit einem Anstieg des NAcc-Dopamins und einer konditionierten Ortspräferenz verbunden ist. Dieses Experiment wurde durchgeführt, um zu bestimmen, welche Faktoren für den Anstieg des Dopamins im Dialysat von NAcc und Striatum während des Sexualverhaltens bei weiblichen Ratten wichtig sind. Die berücksichtigten Faktoren waren die Anzahl der Kontakte des Mannes, der Zeitpunkt der Kontakte des Mannes oder die Fähigkeit der Frau, die Kontakte des Mannes zu kontrollieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein erhöhter NAcc-Dopaminspiegel vom Zeitpunkt der Kopulationsreize abhängt, unabhängig davon, ob die weibliche Ratte aktiv an der Regulierung dieses Zeitpunkts beteiligt ist. Beim Striatum beeinflusst der Zeitpunkt des Kopulationsverhaltens das Ausmaß des Dopaminanstiegs im Dialysat, es spielen jedoch auch andere Faktoren eine Rolle. Wir kommen zu dem Schluss, dass ein erhöhter extrazellulärer Dopaminspiegel im NAcc und im Striatum qualitative oder interpretative Informationen über den lohnenden Wert von Reizen vermittelt. Sexuelles Verhalten bei weiblichen Ratten wird als Modell zur Bestimmung der Rolle von Dopamin bei motiviertem Verhalten vorgeschlagen.
Einleitung
Es wurde postuliert, dass die Freisetzung von Dopamin (DA) im Nucleus accumbens (NAcc) und in geringerem Maße im Striatum die verstärkenden Eigenschaften von Nahrungsmitteln, Drogen und der sexuellen Erfahrung vermittelt (Wise und Rompre, 1989; Phillips et al., 1991; Robinson und Berridge, 1993). Alternativ wurde vermutet, dass ein Anstieg der extrazellulären DA in NAcc oder Striatum mit Reizen verbunden ist, die eine Verstärkung vorhersagen, oder dass diese Aktivität den Reizen Anreizwirkung zuschreibt (Phillips et al., 1993; Schultz et al., 1993; Berridge und Robinson, 1998). Indem wir den Zeitpunkt betrachten, zu dem DA im Striatum und im NAcc zunimmt, können wir zusätzliche Einblicke in die Rolle dieser neuronalen Strukturen bei motivierten Verhaltensweisen gewinnen.
Das sexuelle Verhalten der weiblichen Ratte ist einzigartig unter den natürlich vorkommenden motivierten Verhaltensweisen, da die Kopulation unter Standardlaborbedingungen für die weibliche Ratte nicht lohnend ist (Oldenburger et al., 1992; Paredes und Alonso, 1997). Bei weiblichen Ratten und Hamstern gibt es während der Kopulation eine erhöhte DA im Dialysat aus dem Striatum und NAcc (Meisel et al., 1993; Mermelstein und Becker, 1995; Pfaus et al., 1995). Bei weiblichen Ratten wurde dieser Anstieg der NAcc-DA jedoch nur unter Bedingungen festgestellt, unter denen das Weibchen den Zeitpunkt der Intromissionen kontrollieren oder steuern kann (Mermelstein und Becker, 1995; Pfaus et al., 1995). Die Stimulation der Intromissionen bestimmt, ob Hormone, die die Implantation fördern (dh den Gestagenreflex), freigesetzt werden. Wenn die weibliche Ratte auf und ab geht, sind die Intromissionen etwa 1–2 Minuten voneinander entfernt, und die Wahrscheinlichkeit, dass die Befruchtung zu einer Schwangerschaft führt, ist im Vergleich zum Fortpflanzungserfolg deutlich erhöht, wenn die Intromissionsrate mit der schnelleren Kopulationsrate des Männchens übereinstimmt (Adler et al., 1970).
Es gibt individuelle Unterschiede zwischen weiblichen Ratten im optimalen Tempo der Intromissionen (Adler, 1978). Jede weibliche Ratte hat einen individuellen „Vaginalcode“, der optimal ist, um den Gestagenreflex bei dieser einzelnen Ratte auszulösen (Adler et al., 1970; McClintock und Anisko, 1982; McClintock et al., 1982; McClintock, 1984; Adler und Toner, 1986). In der Laborsituation tritt Pacing-Verhalten auf, wenn es eine Barriere gibt, hinter der die weibliche Ratte der männlichen Ratte entkommen kann (McClintock, 1984; Erskine, 1989). Darüber hinaus ist, wie oben erwähnt, der Anstieg der DA-Konzentrationen im Dialysat aus Striatum und NAcc bei weiblichen Ratten, die die Kopulation stimulieren, deutlich größer als bei weiblichen Ratten, die die Kopulation nicht stimulieren können, oder bei Tieren, die ohne männliche Ratte auf ihr Verhalten reagieren (Mermelstein und Becker, 1995). Dies gilt selbst dann, wenn auf und ab gehende Weibchen und nicht auf und ab gehende Weibchen während einer Stunde Kopulationserfahrung die gleiche Anzahl an Reittieren, Intromissionen und Ejakulationen erhalten. Diese Ergebnisse werfen die folgenden Fragen auf. Was ist wichtig für den Anstieg der extrazellulären DA im NAcc und Striatum während der Stimulation des Sexualverhaltens? Ist es die Menge der Kopulationsreize, der Zeitpunkt der Kopulationsreize oder die Kontrolle des Kopulationsverhaltens der männlichen Ratte, die den Anstieg der extrazellulären DA induziert? Die Ergebnisse dieses Experiments werden uns helfen, die Rolle des Striatums und des NAcc bei der sexuellen Erfahrung und bei motivierten Verhaltensweisen im Allgemeinen besser zu verstehen.
Material und Methoden
Themen. Erwachsene männliche und weibliche Long-Evans-Ratten (Charles River Laboratories, Wilmington, MA) wogen zu Beginn dieses Experiments 180–200 g. Die Weibchen wurden zu zweit oder zu dritt pro Käfig gehalten, bis sie sich einer stereotaktischen Operation unterzogen, danach wurden sie einzeln gehalten. Während dieses Experiments wurden männliche Ratten paarweise gehalten. Alle Ratten wurden in einem 14/10-Stunden-Licht-/Dunkel-Zyklus gehalten und hatten freien Zugang zu phytoöstrogenfreiem Rattenfutter (2014 Teklad Global 14 % Protein-Nagetier-Erhaltungsdiät; Harlan, Madison, WI) und Wasser.
Chirurgische Maßnahmen. Weibliche Ratten wurden ca. 2 Wochen nach der Ankunft durch einen dorsalen Zugang unter Methoxyfluran-Anästhesie ovarektomiert (OVX). Das Vaginalepithel wurde an 8 aufeinanderfolgenden Tagen nach der Operation täglich durch Spülung mit Kochsalzlösung untersucht, um festzustellen, ob alle Tiere vollständig OVX waren.
Die stereotaktische Operation wurde unter Natriumpentobarbital-Anästhesie (45 mg/kg, ip), ergänzt mit Methoxyfluran, durchgeführt. Führungskanülen wurden chronisch durch den Schädel implantiert und auf das dorsolaterale Striatum und den kontralateralen Nucleus accumbens gerichtet (links-rechts randomisiert). Die Führungskanülen wurden mit Zahnkunststoff befestigt und mit Juwelierschrauben am Schädel befestigt. Die stereotaktischen Koordinaten (von Bregma, Schädelebene) waren wie folgt: für das dorsolaterale Striatum rostral 0.2 mm, lateral 3.2 mm und ventral 1 mm; für den Nucleus accumbens: rostral 1.8 mm, lateral 1.5 mm und ventral 1 mm.
Verhaltenstests. OVX-Tiere, die kontinuierlich einen diöstrusen Vaginalabstrich aufwiesen, wurden nach einer subkutanen Grundierung mit 5 μg Östradiolbenzoat (EB) an drei aufeinanderfolgenden Tagen, beginnend 3 Stunden vor dem Test, und mit 72 μg Progesteron 500–4 Stunden vor dem Test auf Stimulation des Sexualverhaltens getestet Verhaltenstest am vierten Tag. Die Testkammer (6 × 61 × 25 cm) bestand aus Plexiglas mit einer undurchsichtigen Wand (46 × 20 × 0.25 cm), die den Bereich für sexuelles Verhalten (in dem sich das Männchen befand) von einem Teil der Kammer trennte, in dem das Weibchen entkommen konnte vom Männchen. Das Weibchen hatte zu beiden Seiten freien Zugang; Dem Männchen wurde durch passive Vermeidung beigebracht, auf einer Seite zu bleiben. Das Tempo wurde durch den Unterschied in der Rückkehrlatenz (Zeit in Sekunden vom Kontakt des Männchens bis zur Rückkehr des Weibchens auf die Seite des Männchens in der Arena) zwischen Reittieren, Intromissionen und Ejakulationen definiert. Weibchen schritten nur dann auf und ab, wenn die Rückkehrlatenz nach Reittieren geringer war als die Rückkehrlatenz nach Intromissionen, die wiederum geringer war als die Rückkehrlatenz nach Ejakulationen. OVX-Weibchen, die bei diesem Test keinen Unterschied von 25 % in den Kontaktintervallen aufwiesen, wurden aus der Studie ausgeschlossen (n = 9 von 59 Ratten).
Eine Woche nach der stereotaktischen Operation wurden OVX-Ratten erneut auf ihr Stimulationsverhalten getestet, wie oben beschrieben. Die durchschnittliche Rückkehrlatenz nach Intromissionen (für die beiden Stimulationssitzungen) wurde als bevorzugtes Stimulationsintervall des Tieres verwendet.
Weibliche OVX-Ratten wurden zufällig einer der folgenden Gruppen zugeordnet (unten beschrieben): Pacing (n = 8), bevorzugtes Stimulationsintervall (PPI; n = 9), Vaginalmaske (n= 8), Nonpacing (n = 9), 30-Sek.-Intervall ohne Stimulation (NP-30 Sek.; n = 8) oder 10-Minuten-Intervall ohne Stimulation (NP-10 Minuten; n = 8). Vor der Dialyse wurden alle OVX-Ratten wie oben beschrieben mit EB und Progesteron behandelt. Die Stimulationsgruppe wurde während der Dialyse in der Stimulationskammer getestet. Die PPI-Gruppe wurde in derselben Kammer mit entfernter Barriere getestet, und die männliche Ratte wurde nach einer Intromission oder Ejakulation aus der Kammer entfernt und im bevorzugten Intervall der weiblichen Ratte (87–120 Sek.; Mittelwert = 100.1 Sek.) zurückgebracht in den vorherigen Stimulationssituationen bestimmt. Die Vaginalmaskengruppe wurde unter Stimulationsbedingungen getestet, jedoch mit einem kleinen Stück Klebeband, das die Vagina verschloss. Das Klebeband wurde vor der ersten Entnahme der Basisproben angebracht und blieb während der gesamten Dialyse an Ort und Stelle. Die nicht stimulierende Gruppe wurde ohne undurchsichtige Barriere in die Testkammer gebracht, sodass das Männchen während der Zeit, in der es sich in der Kammer aufhielt, freien Zugang zum Weibchen hatte. Die Intervallgruppen ohne Stimulation wurden ebenfalls ohne angebrachte Barriere getestet, aber das Männchen wurde nach einer Intromission oder Ejakulation entfernt und kehrte entweder 30 Sekunden oder 10 Minuten später zurück. Das Verhalten des Männchens wurde während der einstündigen Anwesenheit in der Kammer auf Video aufgezeichnet. Das Verhalten wurde von Beobachtern bewertet, die gegenüber der experimentellen Hypothese blind waren. Für Tiere in der Schrittmacherkammer wurde die Rückkehrlatenz nach Aufsteigen, Einführen und Ejakulieren während jedes 1-minütigen Intervalls der Dialyseprobenentnahme bestimmt. Für alle Tiere wurde die Häufigkeit bestimmt, mit der das Weibchen die Mitte der Kammer überquerte (Kreuzungen), sowie die Anzahl der Reitversuche, Intromissionen und Ejakulationen während jedes 15-minütigen Dialyseprobenentnahmeintervalls.
Mikrodialysetests. Wir haben entweder Dialysesonden wie beschrieben verwendet Robinson und Whishaw (1988) oder im Handel erhältliche Sonden (CMA/11; CMA/Microdialysis AB, Chelmsford, MA). Alle Sonden wurden auf Wiederherstellung getestet in vitro vor der Verwendung wie zuvor beschrieben bei 37°C aufbewahren (Becker und Rudick, 1999). Es wurden Sonden verwendet, die eine DA-Wiederherstellung von 18 ± 4 % für Striatum oder 12 ± 4 % für Accumbens aufwiesen. Die Sonden wurden auf 6.25 mm (4 mm Dialysemembran) für Striatum bzw. 8.25 mm (2 mm Dialysemembran) für Accumbens abgesenkt. Mikrodialysesonden wurden 12–18 Stunden vor der Probenentnahme unter Methoxyflurananästhesie in das dorsolaterale Striatum und den kontralateralen Nucleus accumbens eingeführt. Die Durchflussrate durch die Sonde betrug 1.5 μl/min und die Proben wurden in 15-Minuten-Intervallen gesammelt. Die Konzentrationen von DA, Dihydroxyphenylessigsäure (DOPAC) und Homovanillinsäure (HVA) wurden im Dialysat mittels HPLC und elektrochemischer Detektion wie zuvor beschrieben bestimmt (Becker und Rudick, 1999). Der Durchschnitt von zwei Basisproben wurde verwendet, um die basale extrazelluläre Konzentration von DA, DOPAC und HVA zu bestimmen (korrigiert um den Prozentsatz der Erholung). Alle Werte werden als Femtomol in 15 μl Dialysat ausgedrückt.
Histologie. Am Ende der Mikrodialyse erhielten die Frauen eine tödliche Injektion von Natriumpentobarbital und intrakardiale Perfusionen mit 0.9 % Kochsalzlösung, gefolgt von 4 % Formalin. Die Position der Sonde im dorsolateralen Striatum oder NAcc wurde aus mit Kresylviolett gefärbten 50-μm-Schnitten bestimmt. Der Ort der Läsion wurde von einem Beobachter bestimmt, der für die Behandlung des Tieres blind war. Für vier Tiere mit Dialysesonden im Striatum und acht Tiere mit Sonden im NAcc wurden Dialysedaten ausgeschlossen, diese waren jedoch nicht dieselben Tiere und wurden auf die Gruppen verteilt. Dialysesonden im NAcc befanden sich überwiegend im Kern (n = 34), aber einige befanden sich in der Kern-Schale-Grenze (n = 4) oder allein in der Schale (n = 4). Die Variation der Kern-Schale-Verteilung wurde gruppenübergreifend randomisiert und die Dialysedaten variierten nicht mit der Sondenplatzierung. Die endgültigen Zahlen für die Dialysatdaten jeder Gruppe sind in den Legenden zu den Abbildungen angegeben. Das Verhalten aller Tiere wurde analysiert.
Statistische Analysen. Die Daten wurden mit der ANOVA mit wiederholten Messungen ausgewertet, um festzustellen, ob es Gruppenunterschiede gab. Post hoc Vergleiche zu einzelnen Zeitpunkten wurden mithilfe der Bonferroni-Dunn-Korrektur durchgeführt. Vergleiche innerhalb einer Gruppe, um festzustellen, ob es während der Exposition gegenüber dem Mann zu einer Veränderung der extrazellulären DA gekommen war, wurden mit Paaren durchgeführt t Tests. Alle Analysen wurden mit Statview 4.5+ für den Macintosh-Computer durchgeführt.
ERGEBNISSE
Nucleus accumbens
DA im Dialysat von NAcc stieg in der Stunde, in der die männliche Ratte in der Testkammer anwesend war, bei allen Gruppen mit Ausnahme der NP-10-Minuten-Gruppe deutlich stärker an als der Ausgangswert (Mittelwert während des Ausgangswerts vs. Mittelwert während der Stunde, in der männliche Ratten anwesend waren; gepaart). tTests; p < 0.05). Der Anstieg der extrazellulären DA war bei den Pacing- und PPI-Gruppen signifikant größer als bei allen anderen Gruppen (Abb. 1) (Haupteffekt der Gruppe,F (5,42) = 9.49; p < 0.0001). Bei paarweisen Vergleichen war der Anstieg der extrazellulären DA für die Stimulations- und PPI-Gruppen signifikant größer als für alle anderen Gruppen (p < 0.003) und es gab keine weiteren Unterschiede zwischen den Gruppen. Der Anstieg der extrazellulären DA für die Pacing- und PPI-Gruppen unterschied sich nicht voneinander.
DA-Konzentrationen im Dialysat (fmol/15 Min), gewonnen aus dem Nucleus accumbens sexuell empfänglicher weiblicher Ratten. Der für den Zeitpunkt 0 erhaltene Wert ist der Mittelwert von zwei 15-minütigen Grundlinienproben, die unmittelbar vor der Einführung der männlichen Ratte in die Kammer entnommen wurden. Die Werte geben den Mittelwert ± SEM an. **Der Anstieg der DA im Dialysat während der Zeit, in der der Mann anwesend war, war in den Pacing- und PPI-Gruppen deutlich größer als in allen anderen Gruppen (p < 0.003). Es gab keine weiteren Unterschiede zwischen den Gruppen.
Wie in der Abbildung zu sehen ist 1Es gab kleine Unterschiede in der basalen extrazellulären DA, wobei die NP-10-Minuten-Gruppe das Experiment mit einer höheren basalen DA im Dialysat begann als die Gruppen ohne Stimulation, Vaginalmaske oder NP-30 Sekunden. Die NP-30-Sek.-Gruppe begann mit einem niedrigeren extrazellulären DA als die Vaginalmasken-, Stimulations- und PPI-Gruppen. Die basalen extrazellulären DA-Konzentrationen hatten offensichtlich keinen Einfluss darauf, ob ein Tier während des Testzeitraums einen Anstieg der extrazellulären DA zeigte.
Striatum
DA im Dialysat aus dem Striatum stieg in der Stunde, in der die männliche Ratte in der Testkammer anwesend war, für alle Gruppen mit Ausnahme der NP-10-Minuten- und NP-30-Sek.-Gruppen gegenüber dem Ausgangswert signifikant an (Mittelwert während des Ausgangswerts vs. Mittelwert während einer Stunde, in der männliche Ratten anwesend waren); gepaartt Tests; p < 0.02). Der Anstieg der extrazellulären DA war in der Pacing-Gruppe und der PPI-Gruppe signifikant größer als in allen anderen Gruppen (Abb.2) (Haupteffekt der Gruppe,F (5,40) = 16.68; p < 0.0001). Bei paarweisen Vergleichen war der Anstieg der extrazellulären DA für die Pacing- und PPI-Gruppen deutlich größer als für alle anderen Gruppen (p < 0.003) und unterschieden sich nicht voneinander. Der Anstieg der extrazellulären DA war bei der Gruppe ohne Stimulation deutlich größer als bei den NP-10-Minuten- und NP-30-Sek.-Gruppen (p <0.0033).
DA-Konzentrationen im Dialysat (fmol/15 Min), gewonnen aus dem Striatum sexuell empfänglicher weiblicher Ratten. Die Werte geben den Mittelwert ± SEM an. **Der Anstieg der DA im Dialysat während der Zeit, in der der Mann anwesend war, war in den Pacing- und PPI-Gruppen deutlich größer als in allen anderen Gruppen (p < 0.003). *Der Anstieg der DA im Dialysat während der Zeit, in der der Mann anwesend war, war in der Gruppe ohne Stimulation deutlich größer als in den Gruppen NP-10 Min. und NP-30 Sek. (p <0.0033).
Wie in der Abbildung zu sehen ist 2Es gab auch kleine Unterschiede in der basalen extrazellulären DA, wobei die NP-30-Sekunden-Gruppe das Experiment mit einer niedrigeren extrazellulären DA begann als die Stimulations-, PPI- und Nicht-Stimulationsgruppen. Die basalen extrazellulären DA-Konzentrationen hatten offensichtlich keinen Einfluss darauf, ob ein Tier während des Testzeitraums einen Anstieg der extrazellulären DA zeigte.
Die Menge an HVA und DOPAC, die im Dialysat sowohl von NAcc als auch von Striatum nachgewiesen wurde, stieg während des Zeitraums, in dem sich die männliche Ratte in der Kammer befand, an, es gab jedoch keine Unterschiede zwischen den Gruppen in beiden Hirnregionen (Daten nicht gezeigt).
Verhalten
Wie in der Abbildung zu sehen ist3 ADie Gruppe der Vaginalmasken erhielt im ersten 15-Minuten-Intervall die größte Anzahl an Halterungen. Über die gesamte Stunde erhielt die NP-10-Minuten-Gruppe weniger Reittiere als die Vaginalmasken-Gruppe und die NP-30-Sek.-Gruppe (Abb. 3 A) (p < 0.005). Dies ist höchstwahrscheinlich ein Artefakt, das dadurch entsteht, dass das Männchen in der NP-10-Minuten-Gruppe wiederholt für 10 Minuten aus der Kammer entfernt wird.
Sexuelles Verhalten (A,B) und Aktivität (C) während der Stunde, in der das Männchen mit der weiblichen Ratte in der Testkammer war.A, Reittiere, die die Weibchen während jeder der 15-minütigen Probenentnahmeperioden erhielten, in denen das Männchen anwesend war. B, Intromissionen plus Ejakulationen, die die Weibchen während jeder der 15-minütigen Probenentnahmeperioden erhielten, in denen das Männchen anwesend war. Die Gruppe ohne Stimulation erhielt mehr Intromissionen plus Ejakulationen als die Gruppe mit Stimulation oder PPI (p < 0.01). Die NP-30-Sek.-Gruppe erhielt mehr Intromissionen plus Ejakulationen als die PPI-Gruppe (p <0.01). C, Allgemeine Aktivität (Anzahl der Überquerungen einer Mittellinie im Käfig) während der Stunde, in der sich die männliche Ratte mit der weiblichen Ratte in der Kammer aufhielt. Sammelperioden waren Zeiten, in denen das Männchen anwesend war. Die Gruppe ohne Stimulation machte mehr Käfigübergänge als die NP-10-Minuten-, Vaginalmasken-, Stimulations- oder PPI-Gruppen (p < 0.003). Die NP-30-Sek.-Gruppe machte mehr Käfigübergänge als die NP-10-Minuten- oder Pacing-Gruppen (p <0.0033).
Beim Vergleich der Anzahl der Intromissionen, die die Gruppen mit Stimulation, ohne Stimulation, NP-30 Sek. und PPI erhielten, gab es einen signifikanten Effekt der Gruppe (Abb. 3 A) (F (3,30)= 4.986; p = 0.0063; Die Vaginalmaskengruppe erhielt keine Einführungen, die NP-10-Minuten-Gruppe erhielt nur sehr wenige Einführungen und beide wurden ausgeschlossen, um eine Verzerrung der Statistiken zu vermeiden. In paarweisen Vergleichen erhielt die Gruppe ohne Stimulation mehr Intromissionen plus Ejakulationen als die Gruppe mit Stimulation oder PPI (p < 0.01) und die NP-30-Sekunden-Gruppe erhielt mehr Intromissionen plus Ejakulationen als die PPI-Gruppe (p <0.01).
Schließlich waren alle Ratten während der Stunde, in der sich die männliche Ratte in der Testkammer aufhielt, aktiv, wobei alle Tiere mindestens 25 Kreuzungen über eine Mittellinie in der Kammer aufwiesen. Die Gruppe ohne Stimulation zeigte mehr Kreuzungen als die NP-10-Minuten-Gruppe, die PPI-Gruppe, die Vaginalmaske oder die Stimulationsgruppe (p < 0.0033). Die NP-30-Sek.-Gruppe zeigte mehr Kreuzungen als die NP-10-Min.-Gruppe und die Pacing-Gruppe (p <0.0033).
Bei der Betrachtung des Verhaltens der Frau kann die Latenz nach einem Kontakt bis zum nächsten Kontakt zwischen Mann und Frau untersucht werden, um das zeitliche Muster der koitalen Stimulation zu bestimmen, die die Frau erhält. Wie in Abbildung zu sehen 4, hatten Frauen in der Stimulationsgruppe die längsten Intervalle nach Ejakulationen, wobei die Perioden deutlich länger waren als in der Gruppe ohne Stimulation oder in der PPI-Gruppe (p < 0.008). Die Pacing- und PPI-Gruppen hatten längere Zeiträume nach den Intromissionen als die anderen Gruppen (p < 0.008). Schließlich hatte die PPI-Gruppe nach dem Mounten kürzere Latenzen als die NP-30-Sekunden-Gruppe (p <0.008).
Latenz nach einem Kontakt mit der männlichen Ratte vor dem nächsten Kontakt zwischen Mann und Frau für jede Gruppe. Für die NP-10-Minuten-Gruppe werden keine Daten angezeigt, da die Werte vom Experimentator künstlich kontrolliert wurden und immer > 10 Minuten waren. Aus dem gleichen Grund wurden diese Daten auch nicht in die Datenanalysen zur Rückgabelatenz einbezogen. Histogramme geben den Mittelwert an; Fehlerbalken zeigen ± SEM an.P, Tempo; PPI, bevorzugtes Stimulationsintervall; NP, kein Tempo; NP-30 Sek, Gruppe ohne Stimulation – 30 Sek.; NP-10 Min, 10-Minuten-Gruppe ohne Tempo. *Die Pacing- und PPI-Gruppen hatten längere Zeiträume nach den Intromissionen als die anderen Gruppen (p< 0.008). **Das Intervall nach einer Ejakulation war bei Tieren in der Pacing-Gruppe länger als bei Tieren ohne Pacing oder PPI (p <0.008). † Die PPI-Gruppe hatte nach dem Aufsteigen kürzere Zeiträume als die NP-30-Sekunden-Gruppe (p <0.008).
DISKUSSION
Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen, dass der Zeitpunkt der Kopulationsreize entscheidend für das Ausmaß des Anstiegs der extrazellulären DA im Dialysat aus dem NAcc ist. Obwohl nicht stimulierte und NP-30-Sekunden-Tiere die größte Anzahl an Intromissionen und Ejakulationen erhielten, verzeichneten die stimulierten und PPI-Gruppen den größten Anstieg der DA im Dialysat aus dem NAcc. Beim Striatum induzierten Kopulationsreize, die im bevorzugten Intervall des Weibchens auftraten, auch den größten Anstieg der extrazellulären DA. Dies galt unabhängig davon, ob das Weibchen die Intervallfrequenz aktiv kontrollierte oder nicht. Der Anstieg der striatalen DA, der bei der Gruppe ohne Stimulation beobachtet wurde, war jedoch größer als bei Gruppen, bei denen das Männchen entfernt und in anderen als den vom Weibchen bevorzugten Intervallen zurückgebracht worden war. Die Daten der PPI-Gruppe deuten darauf hin, dass die weibliche Ratte nicht aktiv an Verhaltensweisen beteiligt sein muss, die mit der Schrittmacherei verbunden sind (z. B. das Männchen verlassen oder zum Männchen zurückkehren), damit der Anstieg der extrazellulären DA in NAcc oder Striatum größer ist als unter allen anderen Testbedingungen. Der signifikante Anstieg des extrazellulären DA in der PPI-Gruppe, im Gegensatz zum fehlenden Anstieg des extrazellulären DA in Gruppen mit kürzeren (NP-30 Sek.) oder längeren (NP-10 Min.) Intervallen zwischen den Intromissionen, stützt die Idee, dass das Timing der Koitalstimulation ist entscheidend für den DA-Anstieg. Die Ergebnisse der Vaginalmaskengruppe deuten darauf hin, dass der Schrittmacher und die Anwesenheit einer männlichen Ratte einen geringfügigen Anstieg der extrazellulären DA in NAcc oder Striatum induzieren können, aber ohne vaginale Zervixstimulation ist dieser Anstieg deutlich geringer als beim Schrittmacher oder PPI Gruppen.
Man könnte postulieren, dass der Anstieg der DA im Dialysat aus NAcc und Striatum von der Menge der Intromissionen und Ejakulationen abhängt. Wenn dies der Fall wäre, hätte man einen anfänglichen DA-Anstieg in den Gruppen ohne Stimulation und in der NP-30-Sekunden-Gruppe erwartet. Diese beiden Gruppen erhielten etwa 20 Intromissionen plus Ejakulationen pro 15 Minuten, während die Pacing- und PPI-Gruppen weniger als fünf Intromissionen plus Ejakulationen pro 15 Minuten erhielten (Abb. 3 B). Im NAcc kam es während der Stunde, in der sich die männliche Ratte in der Kammer befand, bei den Gruppen ohne Stimulation und bei der NP-30-Sekunden-Gruppe zu einem leichten Anstieg der extrazellulären DA. Beim Striatum war der DA-Anstieg in der Gruppe ohne Stimulation signifikant größer als in den Gruppen NP-30 Sek. und NP-10 Min. In allen Intervallen war der Anstieg der NAcc- und striatalen DA-Werte für die Pacing- und PPI-Gruppen jedoch deutlich größer als für alle anderen Gruppen. Daher ist die DA-Reaktion kein Maß dafür, wie viel vaginale Stimulation erhalten wurde. Der Anstieg der DA im Striatum und im NAcc hängt auch nicht mit der Bewegungsaktivität zusammen, da die Gruppen ohne Stimulation und NP-30 Sekunden ebenfalls aktiver waren als die anderen Gruppen und dennoch eine niedrigere extrazelluläre DA aufwiesen.
Das Schrittverhalten weiblicher Ratten ist erst seit kurzem Gegenstand von Laboruntersuchungen (Erskine, 1989). Das Sexualverhalten weiblicher Ratten wurde typischerweise im Labor unter Bedingungen untersucht, unter denen die männliche Ratte nach Belieben mit der weiblichen Ratte kopulieren kann. Dies führt zu einem geringen Ausmaß an von der Frau initiierten Kontakten und zu einem hohen Anteil an reflexivem und defensivem Verhalten bei der weiblichen Ratte. Unter halbnatürlichen Bedingungen wurde beobachtet, dass die weibliche Ratte das Tempo des Kopulationsverhaltens aktiv steuert, indem sie hüpfendes und schießendes Verhalten an den Tag legt und sich aktiv vom Männchen zurückzieht (McClintock, 1984). Die evolutionäre Bedeutung des Tempoverhaltens für den Fortpflanzungserfolg ist offensichtlich. Für die männliche Ratte ist eine schnelle Reihe von Intromissionen (< 1 Minute zwischen den Intromissionen) optimal, um die Ejakulation bei der geringsten Anzahl von Intromissionen auszulösen (Adler, 1978). Die weibliche Ratte hingegen benötigt eine Verhaltensaktivierung eines Gestagenreflexes. Wenn die Intromissionen vom Weibchen gesteuert werden, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass die Befruchtung zu einer Schwangerschaft führt, erheblich (Adler, 1978). Diese sexuell dimorphen Paarungsstrategien sind optimal für den Fortpflanzungserfolg von Männchen und Weibchen. Berichten zufolge erfolgt die Paarung in freier Wildbahn innerhalb einer Gruppe von Tieren und nicht in einzelnen Männchen-Weibchen-Paaren. Durch schnelle Intromissionen und Ejakulationen maximiert die Paarungsstrategie des Männchens die Anzahl der Weibchen, die es befruchten kann. Das Tempoverhalten des Weibchens erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einer Schwangerschaft kommt.
Zusätzlich zur gesteigerten Fruchtbarkeit durch das Tempo-Verhalten entwickelt die weibliche Ratte eine Vorliebe für den Ort, an dem sie Sex hat, wenn sie die Geschwindigkeit der Intromissionen steuern kann (Oldenburger et al., 1992;Paredes und Alonso, 1997). Andererseits entwickeln weibliche Ratten unter Standardlaborbedingungen keine Präferenz für einen Ort, an dem sie Sex hatten (Oldenburger et al., 1992). Daher ist die Ausübung sexuellen Verhaltens bei möglicher Stimulation der Intromissionen mit einer erhöhten DA im Striatum und NAcc verbunden und wirkt sich für die weibliche Ratte verstärkend aus.
In einer aktuellen Studie dieses Labors haben wir herausgefunden, dass weibliche Ratten mit beidseitigen NAcc-Läsionen, die auch die Schale einschließen, eher den sexuellen Kontakt mit einem Männchen meiden als Tiere mit Kontrollläsionen oder Läsionen des NAcc-Kerns (Jenkins und Becker, 2001). Diese Ergebnisse legen nahe, dass die sexuelle Motivation durch den NAcc vermittelt wird, insbesondere durch den Schalenteil des NAcc. In der vorliegenden Studie wurde die Position der Sonden innerhalb des NAcc untersucht Post-hoc-. Die meisten Sonden wurden im Kern des NAcc platziert. Ergebnisse der selektiven Mikrodialyse in der Schale gegenüber dem Kern des NAcc lassen darauf schließen, dass die DA-Zunahmen noch größer wären, allerdings in die gleiche Richtung, wenn Sonden selektiv in der Schale platziert worden wären (Sokolowski et al., 1998.). Es liegen jedoch nicht genügend Daten aus diesem Experiment vor, um dieses Problem zu beheben.
Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen, dass der Anstieg der DA im Dialysat aus dem NAcc keine passive Reaktion auf Koitalstimulation oder kopulationsbedingte motorische Aktivität ist. Stattdessen spiegelt es qualitative Informationen über den Zeitpunkt der empfangenen Kopulationsreize wider. Im Striatum kann ein Anstieg der DA jedoch auch durch eine koitale Stimulation induziert werden, die nicht im bevorzugten Intervall der Frau erfolgt, wie in der Gruppe ohne Stimulation zu sehen ist. Daher scheint der Zeitpunkt der Koitalstimulation für den DA-Anstieg im Striatum nicht so entscheidend zu sein wie für den DA-Anstieg im NAcc.
Konditionierte Ortspräferenzen werden gebildet, wenn weibliche Ratten ihr Sexualverhalten steuern, nicht jedoch, wenn sie sich auf Sex ohne Tempo einlassen (Oldenburger et al., 1992). Aus diesen Studien schließen wir, dass zügiges Sexualverhalten lohnend ist. Zusammen mit den Ergebnissen dieses Experiments deuten die Ergebnisse darauf hin, dass der Anstieg des NAcc DA in der PPI-Gruppe darauf hindeutet, dass die Kopulationsreize als lohnend interpretiert wurden. Laufende Experimente werden die Hypothese testen, dass die Einführung des Männchens am PPI des Weibchens ausreicht, um eine bevorzugte Ortspräferenz hervorzurufen.
Es kann dann die Frage aufgeworfen werden, ob der Anstieg des NAcc DA während der stimulierten Kopulation auf den hedonischen Wert der Stimulation oder auf ihre Anreizwirkung (dh Gefallen vs. Wollen) hinweist. Wenn der Anstieg des NAcc DA den hedonischen Wert von Reizen widerspiegelt, könnte das Weibchen bei ungebremstem Sexualverhalten bei den ersten anfänglichen Intromissionen Lust empfinden, was mit einem Anstieg des NAcc DA einhergeht. Wenn Intromissionen jedoch zu häufig (oder zu selten) auftreten, würde die Empfindung an hedonischem Wert verlieren und die DA würde abnehmen. Wenn während des stimulierten Sexualverhaltens Proben in angemessenen Abständen entnommen werden, die kürzer sind als in diesem Experiment, sollte DA während einer Intromission ansteigen und fallen, bevor das Weibchen wieder Kontakt mit dem Männchen aufnimmt, um eine weitere Intromission zu suchen. Ein vergleichbares Muster lässt sich bei der Selbstverabreichung von Kokain beobachten (Wise et al., 1995). Wenn andererseits NAcc DA der sexuellen Erfahrung einen Anreiz zuschreibt, würde man vorhersagen, dass der DA-Anstieg in der PPI-Gruppe erst nach einigen Intromissionen im bevorzugten Intervall auftreten würde. Wenn NAcc DA darüber hinaus Anreizsalienz zuschreibt, sollte DA zunehmen, wenn das Weibchen wieder Kontakt mit dem Männchen aufnimmt. Mit anderen Worten: Da es der Zeitpunkt der Reize ist, der entweder gewollt oder gemocht wird, kann der Zeitpunkt des Anstiegs der NAcc-DA im Vergleich zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Frau eine Intromission erhält, genutzt werden, um herauszufinden, welche Rolle DA in dieser Hinsicht spielt .
Die Feststellung, dass sich das Ausmaß des Anstiegs des NAcc DA nicht zwischen Gruppen, die das Sexualverhalten aktiv stimulierten, und denen in der PPI-Gruppe unterschied, legt nahe, dass dieses neuronale System nicht speziell die Kontrolle oder Initiierung von Verhaltensweisen vermittelt, um Verstärkung zu suchen. Das Gegenteil ist der Fall. Dieses DA-System wird als Folge der Kopulation aktiviert, die im bevorzugten Intervall des Weibchens stattfindet. Diese Daten deuten auch darauf hin, dass das DA-System nicht in erster Linie an Signalen interessiert ist, die das Eintreten einer Belohnung vorhersagen. Angesichts der Erkenntnis, dass NAcc-Läsionen, die das Gehäuse umfassen, die Einleitung sexuellen Verhaltens bei weiblichen Ratten hemmen (Jenkins und Becker, 2001), ist es möglich, dass Informationen von DA im NAcc von intrinsischen Neuronen interpretiert werden, um das Weibchen zu veranlassen, das Männchen zu suchen (in diesem Fall).
Wir kommen zu dem Schluss, dass die Rolle von DA im NAcc und in geringerem Maße im Striatum darin besteht, qualitative oder interpretative Informationen über den Belohnungswert von Reizen zu vermitteln. Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften des Sexualverhaltens bei weiblichen Ratten sind wir der Ansicht, dass dieses System speziell darauf ausgelegt ist, festzustellen, ob der zugeschriebene Wert durch den hedonischen Wert der Reize oder durch deren Anreizwirkung verursacht wird.
Fußnoten
- Empfangene November 2, 2000.
- Revision erhalten Januar 4, 2001.
- Akzeptierte Februar 8, 2001.
Diese Arbeit wurde durch den National Science Foundation Grant BNS9816673 unterstützt. W. Jenkins wurde durch ein Stipendium der National Science Foundation unterstützt. Wir danken Kent Berridge und Terry Robinson für hilfreiche Kommentare zu einer früheren Version dieses Manuskripts.
Korrespondenz ist an Jill B. Becker, Abteilung Psychologie, Bereich Biopsychologie, 525 East University, Ann Arbor, MI 48109-1109 zu richten. Email: [E-Mail geschützt] .
Aktuelle Adresse von Dr. Rudnick: Neuroscience Graduate Program, Northwestern University, Evanston, Illinois 60201.
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