allikas
Cincinnati Ülikooli rakubioloogia osakond, Cincinnati, Ohio, USA.
Abstraktne
Taust:
Võimetus pärssida käitumist, kui need muutuvad maladaptivseks, on mitme psühhiaatrilise haiguse komponent ja mediaalne prefrontaalne koor (mPFC) tuvastati käitumusliku inhibeerimise potentsiaalseks vahendajaks. Praegune uuring testiti, kas mPFC on seotud seksuaalse käitumise pärssimisega, kui see on seotud vastumeelsete tulemustega.
MEETODID:
Kasutades isaseid rotte, testiti mPFC infralimbilise ja prelimbilise piirkonna kahjustuste mõju seksuaalse käitumise ekspressioonile ja paaritumise inhibeerimisvõimele, kasutades kopulatsiooni-kontingendi vastumeelsuse paradigmat.
TULEMUSED:
Mediaalne prefrontaalne koorekahjustus ei muutnud seksuaalse käitumise väljendust. Vastupidiselt sellele blokeerisid mPFC kahjustused täielikult seksuaalsete vastureaktsioonide ilmnemise ja kahjustatud loomad vastasid erinevalt tugevast käitumuslikust inhibeerimisest kopulatsiooni suhtes mPFC intaktsetes isasloomades, mille tulemuseks olid ainult 22% vigastest isasloomadest. Kuid mPFC kahjustustega rottidel oli võimalik moodustada konditsioneeritud koht eelistada seksuaalset tasu ja konditsioneeritud koha vastumeelsust liitiumkloriidi suhtes, mis viitab sellele, et need kahjustused ei muutnud liitiumkloriidi suhtes assotsiatiivset õppimist ega tundlikkust.
KOKKUVÕTE:
Käesolev uuring näitab, et mPFC kahjustustega loomad on tõenäoliselt võimelised moodustama seoseid oma käitumise vastumeelsete tulemustega, kuid neil puudub võime vastumeelsete tagajärgede korral seksuaalse tasu otsimist pärssida. Need andmed võivad aidata paremini mõista impulssikontrolli häirete aluseks olevat tavalist patoloogiat, kuna kompulsiivsel seksuaalkäitumisel on psühhiaatriliste häirete ja Parkinsoni tõvega kaasnev haigestumus sageli levinud.
SISSEJUHATUS
Mediaalne prefrontaalne ajukoor (mPFC) on seotud paljude kõrgemate imetajate närvisüsteemi funktsioonidega, kaasa arvatud emotsionaalse ärevuse, ärevuse sarnase käitumise reguleerimine, samuti käitumuslik paindlikkus ja otsuste tegemine (1-5). Arvatakse, et preemiapõhist otsuste tegemist kontrollib mPFC, amygdala ja striatum koosnev neuronaalne ahel (6), kus mPFC tegutseb selle protsessi „ülalt-alla” kontrollerina (7,8). Tasu-põhise otsuste tegemise keskne tunnus on võime jälgida aja jooksul vastuse tulemuste suhteid.9). Sel moel, kui käitumusliku tegevusega seotud tagajärjed muutuvad ebasoodsaks, väheneb nende toimingute sagedus. Selle tulemuseks on positiivne käitumuslik kohanemine ja see vastus sõltub terviklikust mPFC-funktsioonist (8, 10). Suutmatus muuta käitumistoiminguid, kui need põhjustavad ebasoodsaid tagajärgi, on sümptom, mis on levinud mitmesuguste sõltuvushäirete korral (11-15).
Näriliste meessoost seksuaalkäitumine on loomulik tasupõhine käitumine, mille käigus jälgitakse vastuse tulemuste suhteid, et saavutada kopulatsiooni eesmärk.16). Kuid isased rotid hoiduvad kopuleerumisest, kui seksuaalkäitumine on seotud aversiivse stiimuli liitiumkloriidiga (LiCl; 17, 18). mPFC aktiivsus on korrelatsioonis meessoost seksuaalse käitumisega närilistel (19-25) ja inimesed (26). Kuid mPFC täpne roll seksuaalkäitumises jääb ebaselgeks. Käesoleva uuringu eesmärk oli iseloomustada mPFC kahjustuste mõju seksuaalse käitumise ekspressioonile ja käitumishäirete omandamisele seksuaalse käitumise suhtes rottidel, kasutades kopulatsiooni-kontingendi vastumeelsuse mudelit. Kahjustuste hulka kuulusid mPFC infralimbilised (IL) ja prelimbilised (PL) tuumad, kuna on näidatud, et need alampiirkonnad on suunatud seksuaalse käitumise reguleerimisega seotud aju piirkondadele (20). Selle uuringu tulemused näitavad, et seksuaalse käitumise normaalseks väljendamiseks ei ole vaja tervet mPFC funktsiooni. Selle asemel toetavad tulemused hüpoteesi, et mPFC reguleerib käitumusliku pärssimise teostamist seksuaalse käitumise suunas, kui see käitumine on seotud vastumeelsete tulemustega.
MATERJALID JA MEETODID
Loomad
Täiskasvanud isased (250 – 260 grammid) Harlani laboratooriumist (Indianapolis) saadud Sprague Dawley rotid hoiti individuaalselt kunstlikult valgustatud ruumis vastupidises valguses / pimedas tsüklis (12: 12 h, tuled ei põle 10 AM-is) temperatuuril 72 ° F. Toit ja vesi olid alati kättesaadavad. Kõigis paaritustestides kasutati emaslooma embrüonaalset, östrogeeni (sc silastiline kapsel koos 5% 17-beeta-östradiooli bensoaadiga) ja progesterooni (scam 500 μg seesamiõli 0.1 ml-s). algas neli tundi pärast pimeda perioodi algust ja käitumine viidi läbi ristkülikukujulises Plexiglas testkambris (210 × 225 × 60 cm) pimedas punases valguses. Kõik protseduurid kiideti heaks Cincinnati Ülikooli Lääne-Ontario Ülikooli loomade hoolduskomitee loomade hooldamise ja kasutamise komitee poolt ning vastasid NIH ja CCAC suunistele, mis hõlmasid selgroogseid loomi.
Kahjustuste kirurgia
Loomad tuimastati 1-ml / kg annusega (87 mg / kg ketamiini ja 13 mg / kg ksülaasi). Loomad paigutati stereotaksilisse seadmesse (Kopf-instrumendid, Tujunga, CA USA), tehti lõikus, et paljastada kolju ja puuride kohal puuriti augud dremmel puuri abil (Dremmel, USA). Iboteenhape (0.25μl, 2% PBS-is) infundeeriti kahepoolselt, kasutades kahte injektsiooni erinevatel dorsoventraalsetel koordinaatidel, igaüks 1.5 minuti jooksul, kasutades 5μl Hamiltoni süstalt järgmiste Bregma koordinaatidega (horisontaalselt tasandatud kolju): PL ja IL puhul kahjustused: AP = 2.9, ML = 0.6, DV = −5.0 ja −2.5. Häbivigastused viidi läbi samu meetodeid kasutades, kuid kasutades vehiiklit (PBS). Kõigil loomadel lasti 7 – 10 päeva jooksul enne käitumiskatset taastuda.
Disain
Seksuaalse käitumise väljendus
PL ja IL kahjustused viidi läbi loomadel, kes olid enne operatsiooni seksuaalselt naiivsed. Pärast taaskasutamist lasti loomadel paar korda nädalas paaritada kuni ühe ejakulatsiooni ilmumiseni, kokku neli järjestikust nädalat pärast operatsiooni. Igas eksperimendis analüüsiti erinevusi seksuaalsetes parameetrites (nt latentsus paigaldamiseks, intromisioon, ejakulatsioon ja monteerimiste ja intromuutide arv), kasutades tegurina ühe suuna ANOVA koos kahjustuse operatsiooniga. Post hoc võrdlused viidi läbi, kasutades Fishers PLSD teste, kõik koos 5% olulisuse tasemetega.
Kõrgendatud pluss-labürindi katsed
Kahjustatud või paralleelselt ravitud loomi testiti kõrgendatud pluss-labürindis (EPM). See test viidi läbi viis nädalat pärast operatsiooni ja üks nädal pärast viimast paaritumist. EPM valmistati läbipaistvast pleksiklaasist ja koosnes neljast võrdse pikkusega käest, mis ulatuvad keskmisest areenist, mis moodustas plussmärgi kujuga. Kaks labürindi kätt avanesid väliskeskkonnale ja ülejäänud kaks labürindi olid suletud tumedate külgedega (40cm kõrge), mis venitasid kogu käe pikkuses. Piirded keskosa ja relvade vahel määrati valge riba abil, mis paiknesid labürintide keskelt 12cmil asuvatel käedel. EPM-testid viidi läbi pimedas valguses, 1 – 4 tundi pärast pimeda perioodi algust. Erinevused häbistatavate ja kahjustatud loomade vahel määrati, kasutades üliõpilaste t-teste 5% olulisuse tasemega.
Konditsioneeritud seksivastutus
Isased rotid allutati kolmele paaritumisperioodile, et saada seksuaalne kogemus enne kahjustust või häbimurdmist. Sellesse uuringusse kaasati loomad, kellel esines ejakulatsioon vähemalt kahe kolmest operatsioonieelsest paaritustestist kaks korda, ja jagati juhuslikult nelja katserühma: Sham-LiCl, Lesion-LiCl, Sham-Saline ja Lesion-Saline. Kahjustused või häbistamisoperatsioonid viidi läbi 3 päeva pärast viimast treeningut. Enne konditsioneerimise alustamist lasti loomadel üks nädal pärast operatsiooni taastuda. Konditsioneerimisseansi ajal sai pool häbistamisest ja kahjustatud isastest LiCl-i vahetult pärast paaritumist (Sham-LiCl ja Lesion-LiCl), samal ajal kui teine pool häbistamisest ja kahjustatud meestest toimisid kontrollidena ja said soolalahust kohe pärast paaritumist (Sham-Saline ja kahjustus-soolalahus). Konditsioneerimispäeval 1 lubati loomadel ühele ejakulatsioonile ja nad süstiti ühe minuti jooksul pärast ejakulatsiooni 20ml / kg annuse kas 0.15M LiCl või soolalahusega ja seejärel pandi tagasi oma kodus puuridesse. Hommikul 2-i konditsioneerimise päeval kaaluti kõik isased ja füsioloogilise lahusega konditsioneeritud loomadele manustati 20M LiCl-i 0.15ml / kg, samal ajal kui LiCl-ga konditsioneeritud loomi süstiti soolalahusega samaväärse annusega. Seda paradigmat korrati kahekümne järjestikuse päeva jooksul, kokku kümme täielikku konditsioneerimistsüklit. Igas uuringus registreeriti seksuaalse käitumise parameetrid. Loomade protsentuaalsed erinevused, mis näitasid kinnitusvahendeid ja intromaatsioone, või ejakulatsioonid analüüsiti iga uuringu puhul, kasutades Chi-Square analüüsi 5% olulisuse tasemega. Kuna ükskõik millises parameetris ei tuvastatud Sham-Saline ja Lesion-Saline rühmade vahelisi erinevusi, kombineeriti need kaks rühma statistiliseks analüüsiks (n = 9) ja neid võrreldi kas Lesion-LiCl või Sham-LiCl rühmaga.
Konditsioneeritud koha eelistus
Seksuaalselt varem loomad läbisid kahjustuste operatsiooni, nagu eespool kirjeldatud, ja neil lasti taastuda üks nädal enne käitumiskatset. Kõik käitumuslikud testid algasid 4 tundi pärast pimeda perioodi algust. Konditsioneeritud koha eelistusseade jaotati kolmesse kambrisse, millel oli neutraalne keskkamber. Kambri ühel küljel olid valged seinad ja võrgupõrand, teisel pool oli must, roostevabast terasest vardad põrandakattena, keskkamber oli hall pleksiklaasist põrandakattega (Med Associates, St. Albans, VT). Kõigepealt viidi läbi eelnev test, et määrata iga indiviidi loomulik eelistus enne konditsioneerimise algust, kõik loomad paigutati keskkambrisse vaba juurdepääsuga kõikidele kambritele viisteist minutit ja igas kambris kulutatud kogu aeg registreeriti. Järgmisel päeval, st konditsioneerimispäeval 1, ühinesid mehed ühel ejakulatsioonil oma kodus puuris, kuhu nad paigutati kohe algselt mittesoovitatavasse kambrisse kolmekümne minuti jooksul ilma ligipääsuta teistele kambritele või paigutati nende algselt eelistatud kambrisse. 30 minutit ilma eelneva seksuaalse käitumiseta. Teisel konditsioneerimispäeval said isased vastupidise ravi. Seda konditsioneerimise paradigmat korrati veel kord. Järgmisel päeval viidi läbi test, mis oli protseduuriliselt identne eelkatsega. Kasutati kahte erinevat väärtust, et määrata, kas mPFC kahjustatud loomad moodustasid soo suhtes konditsioneeritud koha eelistuse. Esimene skoor oli erinevusskoor, mis määratleti algselt eelistatud kambris veedetud aja ja algselt mittesoovitavas kambris veedetud aja vahel. Eelistusskoor määratleti kui algselt mittesoovitavas kambris veedetud aeg jagatuna algselt mitte-eelistatud kambris veedetud ajaga ning algselt eelistatud kambris veedetud ajaga. Eelistusi ja erinevuste skoori võrreldi iga looma vahel katseelse ja -järgse testimise vahel, kasutades paaritud õpilaste t-teste 5% -i olulisuse tasemetega. Varasemad uuringud on näidanud, et paaritumine toob selle paradigma abil kaasa tugeva konditsioneeritud kohtade eelistuse ja et kontrollravi tulemusel ei toimu eelistusi (27-29).
Konditsioneeritud koht
Seksuaalsed loomad said läbikukkumise või häbimärgistatud operatsiooni, nagu eespool kirjeldatud, ja neil lasti taastuda üks nädal enne käitumiskatset. Kõik käitumuslikud testid algasid 4 tundi pärast valgusperioodi algust. Kasutades ülalkirjeldatud CPP-aparaati, liideti LiCl või soolalahuse süstid esialgu eelistatava või mittesoovitava kambriga vastavalt kahe tasakaalustamise teel läbiviidud katse ajal. Viidi läbi eel- ja järeltestid ning analüüsiti ülalkirjeldatud andmeid, kasutades õpilaste t-teste, mis olid seotud 5% -i olulisuse tasemega.
Kahjustuste kontroll
Kahjustuste kontrollimiseks perfuseeriti loomad transkardiaalselt 4% paraformaldehüüdi ja aju lõigati (koronaalselt). NeuN-i markerid NeuN kasutati ja immuunprotsessiti, kasutades primaarset antiseerumit inkubeerimislahuses, tunnustades NeuN-i (monoklonaalne anti-NeuN antiseerum; 1: 10,000; Chemicon) ja standardseid immunoperoksidaasimeetodeid (19). Iboteensete kahjustuste asukoht ja suurus määrati, analüüsides naaberpiirkondades paiknevaid NeuN-i neuronivärvimisega osi. MPFC kahjustused hõlmasid tavaliselt kaugust AP + 4.85-st kuni + 1.70-i võrreldes bregma-ga (Joonis 1A – C). Haavandeid peeti täielikuks, kui PL hävitati 100% IL-st ja 80% -st ning statistilistesse analüüsidesse lisati ainult täieliku kahjustusega loomi (Seksuaalse käitumise katse, kahjustus n = 11, pettus n = 12; EPM-katse, kahjustus n = 5, pettus n = 4, konditsioneeritud seksuaalse vastureaktsiooni katse, šam-soolalahus n = 4, šlam-LiCl n = 9, kahjustus-soolalahus n = 5, kahjustus-LiCl n = 12, konditsioneeritud kohtade eelistuste katse, kahjustus n = 5 konditsioneeritud koha vastumeelsuse katse, pettus n = 12, kahjustus n = 9).
Joonis 1
TULEMUSED
Seksuaalne käitumine
PL / IL kahjustused ei mõjutanud seksuaalset parameetrit, mida testiti meestel, kes olid enne operatsiooni seksuaalselt naiivsed.Joonis 1D – F). Kokkuvõttes ei tuvastatud esimese katse ajal seksuaalselt kogenud meestel, kes olid kaasatud seksuaalse käitumisega, ei leitud PL / IL kahjustuste mõju seksuaalsele käitumisele, seega enne LiCl sidumist seksuaalse käitumisega (Tabel 1). Seega ei mõjutanud PL / IL kahjustused seksuaalsest käitumisest sõltumatut seksuaalset käitumist.
Tabel 1
Kõrgendatud pluss labürint
Kokkuleppel eelnevate aruannetega (27-29), isased rottidel, kellel on mPFC kahjustused, ilmnesid mehed rohkem EPM-i avatud käsi, võrreldes kontrollidega (Joonis 1G), mis viitab sellele, et mPFC funktsioon on kriitiline olukordades, mis nõuavad riskihindamist.
Tingimuslik seksuaalne vastumeelsus
LiCl-i mõju seksuaalsele käitumisele
LiCl-i konditsioneerimine vähendas märkimisväärselt häbimeheliste protsentide arvu, kes näitasid kinnitusi, intromaatsioone või ejakulatsiooni võrreldes häbistunud soolalahuse kontrollidega (Joonis 2A – B). Siiski blokeerisid mPFC kahjustused täielikult LiCl-i põhjustatud inhibeerimise. Chi-ruutanalüüs näitas olulisi erinevusi nende gruppide vahel, mis ilmnesid näidatud kinnitustel olevate loomade protsentides.Joonis 2A), intromiessioonid (ei ole näidatud; Joonis 2A) või ejakulatsioonid (Joonis 2B). Spetsiifiliselt olid meestel, kes olid näidatud kinnituste, intromaatide või ejakulatsiooni korral, oluliselt madalamad Sham-LiCl rühmas kui soolalahusega töödeldud loomadel (Sham ja Lesion), mis viitab LiCl konditsioneerimise häirivale mõjule kopsumisele Sham loomadel. Vastupidiselt sellele ei täheldatud LiCl-i konditsioneerimise mõju Lesion-LiCl isastele (Joonised 2A – B). Seega on mPFC funktsioon kriitiline seksuaalse käitumise tingitud pärssimise omandamisel. Siiski on võimalik, et PL / IL kahjustused nõrgendavad seksuaalse tasuga seotud assotsiatiivset õppimist, seega testiti PL / IL kahjustuste eraldi uuringus tingitud kohtade eelistamist seksuaalse tasu eest.
Joonis 2
Konditsioneeritud kohtade eelistus ja vastupanu
MPFC kahjustustega rottidel ilmnes seksuaalse tasuga seotud kontekstuaalsete märkide normaalne assotsiatiivne õppimine, mida näitab suurenenud vahe skoor ja eelistusskoor pärast testi (Joonis 3A – B). Lisaks ei mõjutanud kahjustused kontekstuaalsete märkide assotsiatiivset õppimist LiCl-indutseeritud halbusega, mida täheldati erinevuste ja eeliste tulemuste olulisel vähenemisel postkontrolli ajal (Joonis 3C – D).
Joonis 3
ARUTLUS
Selles uuringus teatame, et mPFC IL ja PL piirkondade kahjustused ei mõjuta seksuaalse käitumise ekspressiooni ega tingitud seksuaalse tasu saamise eelistust. Selle asemel väldivad kahjustused konditsioneeritud seksuaalset vastumeelsust. Need tulemused annavad funktsionaalsed tõendid hüpoteesi kohta, et võimet kohaneda adaptiivsete käitumuslike muutustega reguleerivad mPFC IL ja PL alampiirkonnad.
Eelmised andmed meie laborist näitasid, et mPFC neuronid aktiveeritakse seksuaalkäitumise ajal isastel rottidel (20). Siiski ei ole selles uuringus mPFC-ga kahjustatud rottidel eristatav ükskõik millisest analüüsitud seksuaalse käitumise parameetrist. Kokkuleppel eelnevate aruannetega (30, 32) mPFC kahjustused tekitasid anksiolüütilisi toimeid, mida hinnati kõrgendatud pluss-labürindis, mis näitab, et meie kahjustusprotokoll oli efektiivne. Seega näitavad praegused tulemused, et seksuaalse käitumise korral ei ole seksuaalse käitumise normaalseks väljendamiseks vajalik mPFC-s IL- ja PL-alajaotuste aktiveerimine. Seevastu Agmo ja kolleegide eelmine uuring näitas, et eesmise cingulatsiooni ala (ACA) kahjustused suurendasid mount ja intromission latentsust ning vähendasid koopuleerunud meeste protsenti (25). Seetõttu on võimalik, et ACA mängib rolli seksuaalse käitumise täitmisel, samas kui IL ja PL piirkonnad vahendavad käitumise pärssimist, kui need on seotud aversiivsete tulemustega.
Kuigi on teatatud, et mPFC kahjustused häirivad mitmesuguseid mälu konsolideerimise vorme (33, 34) ei saa mPFC kahjustuste mõju siin kirjeldatud käitumishäiretele olla seotud õpiraskustega. Eraldi katsete komplektis testiti mPFC-ga kahjustatud isaseid, et nad saaksid luua soositud kohtade eelistuse soo käitumisele. Auhinnaga seotud assotsiatiivne õppimine jäi mPFC kahjustatud loomadesse puutumatuks, kuna need mehed suutsid moodustada konditsioneeritud koha eelise seksuaalse tasu paari kambrile. See järeldus on kooskõlas eelnevate uuringutega, milles uuriti PL või täieliku mPFC rolli psühhostimulandi indutseeritud CPP omandamisel (35, 36Lisaks sellele ei mõjutanud mPFC kahjustused assotsiatiivset õppimist liivakindlate stiimulite LiCl suhtes, mis on kooskõlas eelnevate aruannetega, et PFC kahjustused ei takistanud konditsioneeritud maitse vältimist (34). Need andmed näitavad kollektiivselt, et eelnevalt täheldatud PLP / IL alarühmade aktiveerimine mPFC-s (20) ei ole vajalikud tasustamisega seotud assotsiatiivse õppe omandamiseks, kuid on vajalikud selle teabe nõuetekohaseks kasutamiseks, kuna see on seotud käitumiskontrolli teostamisega. See mõiste on kooskõlas praeguse väitega, et intaktsed IL-funktsioonid on vajalikud inhibeerivate ja erutavate sisendite uurimiseks ja toimimiseks, mis annavad teavet tasu-averentside juhtumite kohta (37). Lisaks sellele olid loomad, kellel on PL (35) või IL (8, 37, 38) kahjustused näitavad normaalset väljasuremisõpet, vaatamata suutmatusele seda teavet eesmärgipäraste otsuste tegemiseks kasutada.
Kokkuvõtteks võib öelda, et käesolev uuring näitab, et mPFC kahjustustega loomad on tõenäoliselt võimelised moodustama seoseid oma käitumise aversiivsete tulemustega, kuid neil puudub võime suruda seksuaalse tasu otsimist vastumeelsete tagajärgedega silmitsi. Inimestel on seksuaalne erutus keeruline kogemus, mille puhul kognitiiv-emotsionaalse informatsiooni töötlemine aitab kindlaks teha, kas konkreetse stiimuli hedoonilised omadused on piisavad seksuaalseks stiimuliks (39). Praegused andmed näitavad, et mPFC düsfunktsioon võib kaasa aidata seksuaalse riski võtmisele või seksuaalse käitumise kompulsiivsele otsimisele. Lisaks on mPFC düsfunktsiooni seostatud mitmete psühhiaatriliste häiretega (13, 40), mis viitab sellele, et mPFC düsfunktsioon võib olla aluseks olevale patoloogiale, mida jagatakse teiste häiretega ja et kompulsiivne seksuaalkäitumine võib olla seotud teiste häiretega. Inimestel on teatatud, et hüpereksuaalsus või kompulsiivne seksuaalkäitumine on psühhiaatriliste seisunditega (sealhulgas ainete kuritarvitamise, ärevuse ja meeleoluhäiretega) kaasnevate haiguste kõrge esinemissagedusega (41) ja ligikaudu 10% levimus Parkinsoni tõve korral koos kompulsiivse ostmise, hasartmängude ja söömisega (42-44).
Allmärkused
Kirjastaja vastutusest loobumine: See on PDF-fail, mis on avaldamata avaldatud käsikirjast. Teenusena meie klientidele pakume seda käsikirja varajast versiooni. Käsikiri läbib kopeerimise, trükkimise ja selle tulemuste läbivaatamise enne selle lõplikku avaldamist. Pange tähele, et tootmisprotsessi käigus võidakse avastada vigu, mis võivad mõjutada sisu ja kõik ajakirja suhtes kehtivad õiguslikud lahtiütlused.
;
