Une brève exposition à des environnements nouveaux ou enrichis réduit la réactivité et la consommation de saccharose chez le rat après 1 ou 30 jours d'abstinence forcée liée à l'auto-administration (2012)

Abstract

L'enrichissement de l'environnement (EE) réduit la réactivité des médicaments et du saccharose chez le rat. Dans une étude précédente, nous avions signalé que le mois 1 d'EE (grande cage, jouets et cohortes sociales) réduisait considérablement la réactivité de la réplique du saccharose. Dans la présente étude, nous avons examiné si l’efficacité énergétique nocturne (22 h) EE serait aussi efficace. Nous avons également examiné si l'enrichissement social (SE), l'enrichissement seul (SoloEE) ou l'exposition à un environnement alternatif (AEnv) pouvait expliquer l'effet EE. 10% saccharose (.2 mL / délivrance) administré par le rat à des séances quotidiennes 10 2-h. L'accouchement au saccharose était accompagné d'un ton + lumière. Les rats ont ensuite été exposés à un enrichissement ou à des conditions environnementales alternatives pendant la nuit (aiguë) ou pendant les jours 29 (chroniques). La réactivité des signaux de saccharose a été mesurée après cette période d’abstinence forcée au cours d’une séance identique à celle de la formation, mais aucun saccharose n’a été livré avec le signal. Toutes les affections aiguës ont nettement réduit la réactivité avec le saccharose après le jour d’abstinence forcée par 1 par rapport aux rats logés dans un vivarium standard (CON). La consommation de saccharose a également été significativement réduite dans tous les groupes, à l'exception de SoloEE lors d'un test du lendemain. Toutes les affections aiguës sauf SE ont significativement réduit la réactivité des signaux de saccharose lorsqu’elles ont été administrées juste avant le jour 30 d’abstinence forcée; tous ont réduit la consommation de saccharose lors d'un test du lendemain. Toutes les affections chroniques, à l'exception de SE et d'AEnv, ont significativement réduit la réactivité de la réplique du saccharose lors du test Day 30 et la consommation de saccharose lors du test du lendemain. Pour les comparaisons aiguës et chroniques, les manipulations EE étaient les plus efficaces pour réduire la réactivité et la consommation de réplique du saccharose. SoloEE et EE ont été tout aussi efficaces pour réduire la réactivité des signaux de saccharose que pour réduire la consommation de saccharose. Cela indique que l'interaction sociale n'est pas une condition nécessaire pour réduire les comportements motivés par le saccharose. Ces résultats pourraient être utiles pour l’élaboration de stratégies anti-rechute pour la toxicomanie et la toxicomanie.

Introduction

L'abus de drogues continue de contribuer à des résultats sociaux et sanitaires négatifs , . L’attention s’est récemment tournée vers la consommation excessive de nourriture («abus alimentaire»), les taux d’obésité ayant doublé dans certaines régions des États-Unis entre 1999 et 2008. . Il a été suggéré que les troubles de l’alimentation et la toxicomanie présentent des caractéristiques neurocomportementales communes. , , . L’auto-administration de saccharose par les rats constitue non seulement un modèle des comportements liés à la toxicomanie permettant de comprendre la toxicomanie, mais encore plus spécifiquement des comportements liés aux préoccupations alimentaires susceptibles de contribuer à une alimentation excessive et à l’obésité. .

Nous et d'autres avons examiné divers aspects des comportements de recherche et de prise de saccharose chez le rat. Dans notre procédure habituelle, les rats acquièrent une auto-administration lors de séances quotidiennes dans des chambres de conditionnement opérantes où la réponse du levier est renforcée par des livraisons de saccharose liquides, associées à la présentation d'un stimulus visuel et auditif. La réponse est ensuite testée en l'absence de saccharose, mais avec le stimulus couplé au saccharose toujours disponible. Les rats réagissent à la délivrance de ce stimulus, et ce taux de réponse augmente pendant une période d'abstinence forcée de l'auto-administration de saccharose. . Cette augmentation dépendante de l’abstinence de la réactivité du saccharose («incubation de la soif») est similaire à celle observée chez des rats ayant des antécédents d’auto-administration de drogue (cocaïne, méthamphétamine, nicotine, alcool) et chez des humains ayant des antécédents de toxicomanie. abus de cocaïne, d'héroïne ou de cigarettes .

En caractérisant l'incubation de l'effet de manque chez le rat, nous et d'autres avons examiné l'efficacité des manipulations comportementales et pharmacologiques pour réduire la réactivité du saccharose , , . Une manipulation exceptionnellement robuste qui a semblé bloquer l’incubation de la réactivité des signaux au saccharose a été un mois d’enrichissement de l’environnement. . L'effet était remarquablement similaire chez les rats ayant des antécédents d'auto-administration de cocaïne , .

Dans le but général d’examiner les substrats neuronaux de l’effet d’enrichissement, la présente étude a été réalisée pour évaluer d’abord de manière paramétrique les composants clés d’un environnement enrichi conduisant à une diminution de la réactivité du saccharose chez le rat pendant une période d’abstinence forcée de l’auto-administration de saccharose. Nous avons examiné les effets du logement isolé (CON), de l'enrichissement social (SE), de l'enrichissement du contexte (SoloEE), de l'exposition à un environnement alternatif (AEnv) ou de l'enrichissement «complet» de l'environnement (22 h) et des effets chroniques (29 jours): (EE) sur la réactivité avec le saccharose après une période brève ou prolongée (jours 1 ou 30) d'abstinence forcée. La consommation de saccharose a également été mesurée chez tous les rats le lendemain du test de réactivité avec la réplique.

Il a été constaté que, dans certains cas, SE et AEnv réduisaient la réactivité et la consommation de saccharose, l'exposition au contexte EE entraînait systématiquement les baisses les plus importantes de la réactivité et de la consommation de saccharose. L'exposition aiguë à ces manipulations était dans beaucoup de cas tout aussi, sinon plus efficace, qu'une exposition chronique. Il a également été constaté que presque toutes les manipulations chroniques ou administrées juste avant le traitement par 30th jour d'abstinence forcée bloqué l'expression de l'incubation de la réactivité des signaux de saccharose.

Matériels et méthodes

Sujets

Rats Long-Evans mâles 179 (âgés d'environ 3.5 mois; 455.1 ± 4.6 g (moyenne ± erreur type de la moyenne) (SEM)) au début de l'étude; (Dérivé de Simonsen, Gilroy, Californie, États-Unis) élevés dans le vivarium de l’Université Western Washington sont logés individuellement dans un cycle inversé jour / nuit 12-h (lumières éteintes à 0700) avec les pellets Mazuri Rodent Pellets de Purina Mills Inc. (Grey Summit, MO, USA) et eau disponible ad libitum dans des cages domestiques et dans des chambres de conditionnement opérant. Tous les entraînements et tests ont eu lieu entre 0900-1500 avec des cohortes de rats toujours entraînés et testés au même moment de la journée. Les rats ont été pesés chaque lundi, mercredi et vendredi pendant la durée de l'expérience. Immédiatement avant la phase de formation, les animaux ont été privés d'eau pendant 17 h pour encourager l'auto-administration de saccharose le premier jour de formation. Toutes les procédures suivaient les directives décrites dans les «Principes de soin des animaux de laboratoire» (publication du NIH n ° 86 – 23) et avaient été approuvées par le comité de protection et d'utilisation des animaux en établissement de l'Université Western Washington.

Appareil

La formation et les tests des opérateurs ont eu lieu dans des chambres de conditionnement (30 × 20 × 24 cm; Med Associates, St. Albans, Vermont, États-Unis) contenant deux leviers (un fixe et un rétractable), un générateur de tonalité, un voyant de stimulation blanc levier rétractable, et une lumière de la maison rouge sur le mur opposé. Une pompe à perfusion injectait du saccharose dans un réceptacle de récompense situé à droite du levier actif. Les chambres de conditionnement des opérateurs étaient enfermées dans des armoires insonorisantes avec ventilateurs.

Formation à l'auto-administration de saccharose

Les rats ont passé 2 h / jour pendant 10 jours consécutifs dans des chambres de conditionnement opérantes et ont été autorisés à appuyer sur le levier rétractable (actif) sur un programme 1 à rapport fixe pour une administration 0.2 ml de la solution 10% saccharose dans le réceptacle à droite du levier. Cette réponse a également activé un stimulus composé constitué d'une tonalité (2 kHz, 15 dB sur bruit ambiant) et d'une lumière blanche. Le stimulus composé a duré pendant 5 et a été suivi par une temporisation 40, au cours de laquelle des pressions sur le levier actif ont été enregistrées mais n’ont eu aucune conséquence programmée. Une réponse sur le levier inactif (immobile) n'a eu aucune conséquence programmée, mais des pressions ont été enregistrées. Quatre photobeams infrarouges sillonnaient la chambre. Le nombre total de ruptures de faisceau a été enregistré pendant la formation et les tests. À la fin de chaque séance d’entraînement, les rats ont été ramenés dans des cages domestiques.

Abstinence forcée

La phase d’abstinence forcée a commencé immédiatement après le 10th jour de la phase de formation. Ce jour sera désigné comme le premier jour, ou "Jour 1", d'abstinence forcée.

Conditions de traitement

Les rats ont été assignés au hasard à des conditions de traitement après une formation d’auto-administration. Les conditions de traitement étaient aiguës ou chroniques (Figure 1). L'exposition aiguë était 22 h avant le test de réactivité de repère. L'exposition chronique a débuté l'après-midi du test de réactivité de l'indicateur de Day 1 jusqu'à immédiatement avant le test de réactivité de l'indicateur de Day 30. Outre les manipulations aiguës et chroniques, il existait cinq conditions de traitement: contrôle (CON), enrichissement social (SE), enrichissement environnemental (SoloEE), enrichissement environnemental (EE) ou environnement alternatif (AEnv). Les détails de ces conditions sont fournis dans Tableau 1.

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Figure 1. Plan expérimental général.

À la suite de jours 10 d’auto-administration de saccharose (SA), des rats ont été soumis à des manipulations aiguës ou chroniques (voir Tableau 1 pour les détails des manipulations). Tous les rats ont été replacés dans les conditions CON après le test de réactivité Cue Day 30 (ou le test de réactivité Cue Day 1 pour les manipulations de jour aigu 1).

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Tableau 1. Détails sur l'état du traitement.

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Les cages CON, SE et AEnv provenaient de Lab Products Inc. (Seaford, DE, États-Unis) et les cages SoloEE / EE de Quality Cage Company (Portland, OR, États-Unis). Les manipulations aiguës et chroniques visaient à déterminer si une exposition relativement brève à l'enrichissement pouvait entraîner une modification de la réactivité de la réplique du saccharose. Un tel effet a récemment été décrit pour la réactivité de la cocaïne chez le rat , . L'examen de l'effet des manipulations aiguës après des jours d'abstinence forcée 1 ou 30 avait pour objectif de vérifier si les manipulations aiguës étaient plus ou moins efficaces pour modifier la réactivité de la réplique du saccharose «incubé». Enfin, les cinq conditions de traitement ont été incluses pour examiner la ou les contributions potentielles de l'interaction sociale (groupe SE), d'un environnement enrichi du point de vue environnemental (mais non socialement enrichi) (SoloEE) et / ou de l'exposition à un contexte autre que l'environnement social. cage de la maison ou chambre de conditionnement opérant (AEnv) à l'effet EE nous avons signalé précédemment .

Essais de réactivité avec le saccharose

Le jour 1 et le jour 30, des rats ont été testés dans la chambre de conditionnement opérant pour la réactivité avec le saccharose (recherche de saccharose). Cette session était identique à la procédure d’entraînement 2-h, mais le saccharose n’a pas été administré à la suite d’une réponse par levier. Après le test Day 1, les rats soumis à une manipulation chronique ont été placés dans ces conditions et les rats qui venaient de subir une manipulation aiguë ont été replacés dans des conditions de logement CON. Après le test Day 30, tous les rats ont été ramenés dans des conditions de logement CON.

Tests de consommation de saccharose

Le jour 2 or Au jour 31, les rats ont été ramenés dans les chambres de conditionnement opérantes pour un test d'auto-administration de saccharose (consommation). Le test devait permettre d’évaluer la persistance des effets d’enrichissement ou de nouveauté sur la motivation de consommer du saccharose lui-même. Cette session était identique à la procédure d’entraînement 2-h. Un groupe séparé de rats CON de consommation (n = 11) a été testé avec des tests de consommation effectués le jour 2. Il s'agissait du groupe de comparaison pour tous les comportements Day 1 et Day 2. Tous les autres rats CON ont subi des tests de consommation le jour 31. Il s'agissait du groupe de comparaison pour tous les comportements Day 30 et 31.

Analyses statistiques

Les réponses actives au levier, les livraisons de saccharose, les réponses inactives au levier et les ruptures de photobeam lors de la formation à l'auto-administration de saccharose ont été analysées à l'aide d'une ANOVA à facteurs multiples des jours de formation 10 (TIME) et du facteur de MANIPULATION entre les groupes. Il y avait des niveaux 14 de MANIPULATION comme il y avait des groupes distincts de rats 14 dans l'étude. Cette analyse a été utilisée pour vérifier que tous ces groupes avaient reçu la même formation. L’acquisition de l’auto-administration de saccharose a été définie comme une moyenne de 20 ou de plusieurs livraisons quotidiennes de saccharose au cours des quatre derniers jours d’entraînement à l’auto-administration de chaque rat, et une augmentation globale du nombre de réponses du saccharose au cours des jours d’entraînement à 10. Les données de test ont d'abord été analysées séparément pour chaque jour d'abstinence forcée. Pour les tests de réactivité de repère et de consommation de deux heures, les effets de MANIPULATION sur chaque mesure dépendante (réponses de levier actives, réponses de levier inactives, ruptures de photobeam) ont été évalués en utilisant une ANOVA. Il y avait des niveaux 5 de cette variable pour la comparaison Day 1 et des niveaux 9 de cette variable pour la comparaison Day 30. Deux corrélations r de Pearson ont ensuite été calculées pour comparer la réactivité de la réponse à la consommation en réponse (voir la discussion). Pour vérifier l’incubation du besoin impérieux dans la condition CON, un test t a été calculé pour comparer la réponse du levier actif CON Day 1 à celle du levier actif CON Day 30.

Pour évaluer davantage les effets des manipulations sur la réactivité de la réponse dépendante de l'abstinence, toutes les données de réponse de levier actives ont été converties en un pourcentage des réponses moyennes du CON Day 1, puis comparées à l'aide de l'ANOVA (niveaux 13 de MANIPULATION). Deux ANOVA supplémentaires ont été calculées pour examiner les effets persistants des manipulations aiguës subies avant Day 1 en comparant les leviers actifs Day 30 et 31 des groupes ayant subi une manipulation aiguë avant le test de réactivité cue-Day 1 (niveaux 5 de MANIPULATION, voir discussion).

Pour toutes les comparaisons statistiques autres que les tests post-hoc, p <0.05 était le critère alpha de signification statistique. Des comparaisons post-hoc ANOVA ont été faites avec des tests t unilatéraux en utilisant les niveaux alpha ajustés par correction du taux d'erreur par famille de Bonferroni pour déterminer la signification statistique. Ces alphas corrigés, plus prudents, ont été utilisés pour éviter l'erreur de type 1. Les ANOVA et les corrélations ont été calculées à l'aide de SPSS version 19. Les tests T ont été calculés à l'aide d'EXCEL 2010. Les données du groupe sont présentées sous forme de moyennes ± SEM dans le texte et les figures. En général, seules les statistiques des effets et interactions significatifs sont indiquées dans le texte. Pour les tests post-hoc, nous avons choisi de réduire les erreurs de type 1 et de type 2 en posant des questions spécifiques plutôt qu'en examinant toutes les différences possibles entre les groupes. Tout d'abord, nous avons comparé les groupes de manipulation à la condition CON pertinente pour déterminer si une manipulation particulière diminuait la recherche ou la consommation de saccharose. Ensuite, nous avons comparé toutes les manipulations à la manipulation EE Acute (EE Acute Day 1 pour le pourcentage final de tous les groupes de la comparaison du jour 1 CON) comme dans toutes les comparaisons de réactivité de signal EE Acute a été classée comme la manipulation la plus efficace pour réduire la réactivité de signal par rapport le groupe CON. Nous avons utilisé cette approche car nous avons estimé que la manipulation EE Acute a fourni un point de référence pour comparer l'importance relative des diverses manipulations qui consistaient en divers composants d'EE Acute (enrichissement social, enrichissement contextuel et nouveauté). De plus, nous avons choisi d'examiner principalement les effets des diverses manipulations en utilisant des comparaisons inter-groupes au jour 1 ou au jour 30. Par conséquent, toutes les données ne sont pas collectées (par exemple, la réactivité au signal du jour 1 des rats au jour 30 des conditions aiguës ou chroniques) sont représentés dans les résultats.

Resultats

Parmi les rats 179 formés pour l'auto-administration de saccharose, 7 ont été retirés de l'étude car ils ne répondaient pas à un critère de réponse minimal pour l'acquisition d'une moyenne de livraisons de saccharose 20 / jour au cours des quatre derniers jours d'entraînement. La taille finale des groupes est indiquée en Tables 2 et 3.

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Tableau 2. Levier inactif réagissant et le photobeam se brise pendant le test de réactivité de repère (moyenne ± SEM).

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Tableau 3. Levier inactif réagissant et le photobeam se brise pendant le test de consommation (moyenne ± SEM).

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Tous les rats restants ont acquis une auto-administration de saccharose avec une réponse active au levier et des livraisons de saccharose augmentant au cours des 10 jours d'entraînement (levier actif TIME F (9,1422) = 5.9, p <0.001; perfusions TIME F (9,1422) = 39.0, p <0.001) et réponse du levier inactif décroissante au cours des 10 jours d'entraînement (TIME F (9,1422) = 103.0, p <0.001). L'activité locomotrice a également diminué au cours des 10 jours d'entraînement (TIME F (9,1422) = 46.3, p <0.001). Il n'y avait aucune différence significative entre les 14 groupes d'animaux. Les taux moyens de réponse le dernier jour de la formation étaient le levier actif, 166.2 ± 6.1, les perfusions, 83.1 ± 2.0, le levier inactif, 6.1 ± 0.6, et les pauses photobeam, 1946.3 ± 38.4.

Essais de réactivité avec le saccharose

Pour la réponse au jour 1, il y avait un effet significatif de la MANIPULATION pour les réponses du levier actif (F (4,55) = 40.8), les réponses du levier inactif (F (4,55) = 6.8) et les ruptures de photobeam (F (4,55) = 5.8), tous p <0.01. Pour la réponse au jour 30, il y avait un effet significatif de la MANIPULATION pour les réponses du levier actif (F (8,103) = 11.8), les réponses du levier inactif (F (8,103) = 3.2) et les ruptures de photobeam (F (8,103) = 14.1), tous p <0.01. Les réponses du levier actif et les résultats des tests post hoc sélectionnés sont présentés Figure 2. En Figure 2, les groupes sont présentés à droite du groupe CON, classés du taux de réponse moyen le plus faible au plus élevé. CON La réponse du levier actif au jour 30 était significativement plus élevée que la CON Jour 1 t (33) = 2.3, p <0.05) indiquant une incubation du besoin impérieux dans des conditions de contrôle (CON Jour 1 vs CON Jour 30 signification non indiquée le Figure 2).

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Figure 2. Cue-réactivité après 1 ou 30 jours d'abstinence forcée et une manipulation aiguë ou chronique.

Les données de groupe sont présentées classées par moyennes de groupe. * indique une différence significative avec le groupe CON et x indique une différence significative avec le groupe EE Aiguë, p <0.05.

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Les effets des différentes manipulations sur les réponses inactives du levier et les ruptures de photobeam étaient assez similaires à ceux de la réponse active du levier. Les moyennes ± SEMS des réponses inactives du levier et des ruptures de photobeam ainsi que des tests post-hoc sont présentées dans Tableau 2.

Tests de consommation de saccharose

Pour la réponse au jour 2, il y avait un effet significatif de la MANIPULATION pour les réponses du levier actif (F (4,55) = 3.3) et les ruptures de photobeam (F (4,55) = 6.4), les deux p <0.05. Pour le jour 31 ayant répondu, il y avait un effet significatif de la MANIPULATION pour les réponses du levier actif (F (8,103) = 10.2), les réponses du levier inactif (F (8,103) = 2.5) et les ruptures de photobeam (F (8,103) = 8.5), <0.05. Les réponses du levier actif et les résultats des tests post-hoc sont présentés dans Figure 3. Données en Figure 3 sont classés en fonction du classement de la réactivité de signal répondant à Figure 2. Les effets des différentes manipulations sur les réponses de levier inactives et les ruptures de photobeam (à l'exception des réponses de levier inactives Day 2) étaient très similaires à leurs effets sur les réponses de levier actives. Les moyennes ± SEMS des réponses inactives du levier et des ruptures de photobeam ainsi que des tests post-hoc sont présentées dans Tableau 3.

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Figure 3. Saccharose Consommation au lendemain de l’essai de réactivité.

Tous les rats ont été logés dans des conditions CON après le test de réactivité Cue. * indique une différence significative par rapport au groupe CON et x indique une différence significative par rapport au groupe EE Aiguë, p <0.05.

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Les réponses du levier actif en pourcentage des réponses CON Day 1 ont été analysées par ANOVA (13 niveaux incluant CON Day 30 mais sans CON Day 1). Il y avait un effet significatif de la MANIPULATION F (12,148) = 19.9, p <0.001. Ces données transformées sont présentées dans Figure 4 avec les résultats des tests post-hoc. Données en Figure 4 sont classés de bas en haut. Les ANOVAs des leviers actifs Day 30 et Day 31 des groupes testés le jour 1 à la suite d'une manipulation aiguë n'ont révélé aucun effet significatif persistant de MANIPULATION (données non présentées). C'est-à-dire que, malgré les effets importants des manipulations environnementales effectuées avant le test Day 1, les rats répondaient de manière similaire aux rats CON un mois plus tard.

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Figure 4. Cue-réactivité en pourcentage de Day 1 CON.

Répondre à un groupe du jour 30 au-dessus de 100% suggérerait une incubation de la soif. Les données de groupe sont présentées classées par moyennes de groupe. * indique une différence significative par rapport au groupe CON jour 30 et x indique une différence significative par rapport au groupe EE aiguë jour 1, p <0.05.

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Effets des manipulations sur la réactivité de la queue

Toutes les manipulations aiguës sauf SE Acute Day 30 ont été efficaces pour réduire la réactivité des signaux au saccharose par rapport aux rats CON. Les manipulations chroniques EE et SoloEE ont également été efficaces, mais pas les chroniques SE Chronic et AEnv. Il semble que les manipulations SE non significatives (SE Acute Day 30 et SE Chronic) aient eu une certaine efficacité, mais ces effets ont peut-être été masqués par notre approche statistique (voir ci-dessous). Analyses statistiques). Quoi qu’il en soit, la manipulation la plus efficace, par classement, a été la condition aiguë EE. C'était le cas, que l'enrichissement se produise avant les tests de réactivité des mémoires avec Day 1 ou 30. En termes de signification statistique, EE Acute était plus efficace que AEnv Acute et SE Acute, mais pas SoloEE Acute, au moment donné par Day 1 (Figure 2). EE Acute s'est également avéré plus efficace que tous les autres traitements, à l'exception de SoloEE Acute au point Day 30. Comme indiqué dans les résultats pour la plupart des manipulations, une diminution de la réponse du levier actif a été mise en parallèle avec une diminution du temps de réponse du levier inactif et des ruptures de photobeam (Tableau 2). Cela peut indiquer une diminution générale de la valeur incitative des signaux appariés au saccharose dans la chambre de conditionnement opérant.

Effets des manipulations sur la consommation de saccharose

La présente étude visait à optimiser notre capacité à détecter les effets des manipulations sur la réactivité de la réplique du saccharose et, comme les manipulations aiguës devaient être une exposition d'une nuit, nous avons choisi d'éviter une autre exposition avant les tests de consommation de saccharose être aigu). Malgré cette limitation potentielle de la conception et le fait que la réactivité de réplication ne prédit pas toujours l’auto-administration (par exemple, ), nous avons pu détecter des effets persistants importants des manipulations d’enrichissement ou de nouveauté sur la consommation de saccharose (Figure 3). Pour le test Day 2, la consommation a été réduite dans une mesure similaire pour les manipulations par rapport aux rats CON, bien que la manipulation de SoloEE n'ait pas atteint la signification statistique. Pour Day 31, toutes les manipulations sauf SE Chronic et AEnv Chronic ont réduit la consommation; la plus grande diminution apparente a été enregistrée dans l'EE Chronique groupe. Dans l'ensemble, les corrélations entre la réactivité au signal et la consommation pour tous les rats étaient: Jour 1 et Jour 2 (n = 60) r = 0.57, Jour 30 et Jour 31 (n = 112), r = 0.56 (les deux p <0.001). Enfin, comme indiqué dans les résultats et ci-dessus concernant la réponse à la réactivité au signal, une diminution de la réponse du levier actif dans le test de consommation a été mise en parallèle avec une diminution des réponses du levier inactif et des ruptures de photobeam (Tableau 3). Parallèlement à la diminution de la réponse globale au cours du test de réactivité de la réplique et à la diminution de la réponse active du saccharose au test de consommation, ceci indique une diminution générale de la valeur incitative non seulement de la chambre de conditionnement opérant et des signaux à paire de saccharose, mais également du saccharose. ainsi que.

Mécanismes proposés pour les effets de l'EE sur les comportements motivés

EE a été montré pour fonctionner comme un renforçant naturel , comme a la nouveauté . Du point de vue de l'analyse comportementale, l'exposition à l'enrichissement ou à la nouveauté peut alors créer un contraste. de telle sorte que lorsque les rats sont ensuite autorisés à répondre pour la queue appariée au saccharose, ils ne la trouvent pas aussi renforçante que le contexte enrichi ou nouveau de l'endroit où ils viennent d'arriver. Nous sommes encore en train de spéculer sur le mécanisme actuel des effets sur l'efficacité énergétique dans la présente étude. Cependant, si notre EE a des propriétés renforçantes, nos conclusions pourraient compléter celles sur les effets de renforcement alternatifs dans des modèles animaux de dépendance. Par exemple, l’accès aux roues réduit la réactivité de la cocaïne chez le rat et l'accès à un renforcement alternatif pendant l'extinction accélère l'extinction en répondant . Dans la présente étude, le renforcement alternatif s’est produit dans un contexte autre que la chambre de conditionnement opérant, élargissant les conditions dans lesquelles un renforcement alternatif pourrait modifier la réponse opérée.

À la différence de cette hypothèse de renforcement, Solinas et ses collègues ont suggéré que les effets de l’EE sur la réduction de la dépendance pourraient être dus aux effets anti-stress de l’EE. . Des effets anti-stress comme celui-ci ont été quelque peu examinés dans des études récentes. Par exemple, il a été établi que les taux plasmatiques de corticostérone étaient diminués après une EE aiguë chez le rat ayant des antécédents d’auto-administration de cocaïne. . Cependant, dans ce même rapport, les niveaux de corticostérone n'étaient pas différents lorsque l'on comparait des rats isolés de manière chronique à des rats présentant une EE chronique. Ceci contraste encore plus avec la découverte chez les rats logés dans l’EE de taux de corticostérone au dessus de contrôles isolés . Il est clair qu'il reste encore beaucoup à faire pour évaluer l'impact potentiel du stress sur les effets de l'enrichissement de l'environnement.

Impact des composants EE sur la réactivité et la consommation de saccharose

Bien qu'il n'y ait pas de comparaison simple dans la littérature pour les manipulations aiguës sur l'auto-administration d'aliments ou de médicaments, nos effets EE Chronic vont dans le même sens que certaines études précédentes. Et même si elles ne sont pas statistiquement significatives, nos tendances SE chronique sont également similaires aux études précédentes. Par exemple, les rats chroniques EE s'auto-administrent moins d'éthanol que les rats isolés et les rats SE chroniques se situent quelque peu entre l'isolement et l'EE dans leur consommation . Les rats EE et SE chroniques n'augmentent pas leur auto-administration d'une dose relativement faible de cocaïne par rapport aux rats isolés . Les rats EE chroniques (femelles) ont des points de rupture inférieurs pour la cocaïne par rapport aux rats isolés , bien que le taux de réponse global de base soit supérieur chez les rats isolés. Des rats EE et SE chroniques s'auto-administrent également une dose relativement faible d'amphétamine à un taux inférieur à celui des témoins isolés. . Les résultats de l'auto-administration de saccharose sont moins cohérents. Bardo et al. ont constaté que les rats EE chroniques s'auto-administrent initialement eux-mêmes à un taux plus élevé que les rats SE et les rats isolés , mais les rats chroniques EE et SE consomment moins de saccharose (provenant d’une bouteille) que les rats isolés . Dans les études sur l’impact de l’EE sur les drogues recherche, les rats exposés au logement social sont plus réactifs aux signaux couplés à la cocaïne que les rats EE, mais moins que les rats logés isolés . Les rats logés en société réagissent moins à un signal apparié au saccharose que les rats logés isolés, mais plus que les rats EE .

Dans la présente étude, les rats SE ont réagi quelque peu (mais pas significativement) moins pour le signal de saccharose ou pour le saccharose que pour les rats CON, mais généralement plus que pour les rats EE (aigus ou chroniques) (Chiffres 2 et 3). Ces résultats correspondent au schéma général des résultats des études qui viennent d'être décrites. Il est clair que l’interaction sociale ne rend pas compte des effets sur l’efficacité énergétique que nous avons observés dans la présente étude. L’interaction sociale a néanmoins une incidence constante sur la recherche et l’utilisation de récompenses dans les produits de renforcement médicamenteux et alimentaires. Cain et al. a rapporté que le logement social réduit la réponse à un nouveau stimulus visuel chez le rat (encore une fois, pas autant d'effet qu'avec EE) . Certains aspects de la situation sociale, renforçant peut-être le comportement de jeu , peut modifier la motivation des rats à réagir aux renforçateurs (primaires ou conditionnés) ou à la nouveauté.L'inclusion des conditions SoloEE et AEnv dans la présente étude visait à isoler les facteurs environnementaux au-delà des interactions sociales susceptibles de contribuer à l'effet EE. D'après ce que nous avons manipulé, nous avons constaté que l'exposition à un environnement enrichi sans cohortes sociales était suffisante pour réduire la réactivité et la prise de saccharose. Les effets SoloEE que nous rapportons sont peut-être les premiers du genre et démontrent que l’enrichissement de l’environnement à lui seul peut avoir un effet important sur la motivation du saccharose. Nous avons également constaté que le passage aigu vers un nouvel environnement (AEnv) était suffisant, mais que l'exposition chronique ne l'était pas - bien qu'il y ait eu une légère diminution (non significative) de la réactivité des signaux et de la consommation dans le groupe chronique. Ironiquement, cela peut s'expliquer par le caractère novateur du passage de l'état AEnv chronique à un logement CON pour le 24 h entre le test de réactivité de la réplique et le test de consommation de saccharose. Les résultats de l'AEnv corroborent les résultats d'une autre étude selon laquelle l'exposition à la nouveauté dans la chambre de conditionnement opérant ou juste avant son entrée retarde l'acquisition de l'auto-administration d'amphétamine. . En résumé, nous avons constaté que, dans la plupart des cas, tous les «composants» de l’EE sont suffisants pour réduire la réactivité et la consommation de saccharose. Cependant, les manipulations les plus efficaces ont été celles ayant le contexte EE.

Manipulations aiguës ou chroniques

Presque toutes les études comportant des manipulations d'enrichissement ont des animaux enrichis pendant plusieurs semaines avant les tests comportementaux. Les résultats les plus pertinents pour la présente étude sont les résultats d'une recherche réduite de cocaïne par les rats après un enrichissement environnemental inférieur à 24 h , . Semblable à leurs résultats, nous avons observé une diminution dramatique de la réponse à un signal précédemment associé à une auto-administration suite à une exposition aiguë à l'EE. Les deux auteurs précédents ont demandé si les effets EE aigus étaient médiés par les mêmes mécanismes neurocomportementaux que les EE chroniques. Nous convenons que les effets aigus et chroniques peuvent être dissociés dans certains cas. Par exemple, les aspects de l'environnement sont probablement habitués à plusieurs semaines, ce qui a probablement été le cas de toutes les manipulations chroniques que nous avons utilisées. Le temps passé dans l'enrichissement pourrait également entraîner le développement de comportements susceptibles de favoriser la recherche et la consommation de saccharose. Par exemple, nous avions précédemment émis l’hypothèse que la réduction de la demande de saccharose après un mois d’enrichissement de l’environnement pouvait être due à une capacité d’apprentissage améliorée. .

Dans cette optique, les effets de contraste de renforcement hypothétiques que nous rapportons ici pourraient expliquer les modifications rapides de l'activité / de la microstructure des systèmes neuronaux, y compris le noyau accumbens et le cortex orbitofrontal, impliqués dans le suivi de la valeur actuelle d'une récompense. , . Des modifications à long terme de la fonction cérébrale pourraient jouer un rôle dans certains des effets chroniques. Ces changements peuvent se produire dans les régions du cerveau, y compris le cortex orbitofrontal et le cortex frontal. Par exemple, les rats EE chroniques présentent un comportement impulsif réduit lorsqu'ils répondent au saccharose . L'impulsivité est généralement attribuée aux modifications de la fonction du cortex orbitofrontal et préfrontal , . Nous espérons identifier les régions clés et les systèmes de messagerie dans les études futures.

Manipulations d'enrichissement bloquer l'incubation de soif de saccharose

Les auteurs d'une étude récemment publiée sur des rats ayant des antécédents d'auto-administration de cocaïne ont conclu que l'enrichissement de l'environnement ne bloquait pas l'incubation de l'effet de manque. . Ces résultats contrastent avec ce que nous avons rapporté dans 2008 concernant des rats ayant des antécédents d’auto-administration de saccharose. et quelque peu d'après un rapport d'atténuation induite par EE lors de l'incubation de cocaïne à la recherche de rats . Dans notre étude précédente, nous avons comparé la réponse des rats les deux jours 1 et 30 d'abstinence forcée. Les rats qui ont été exposés à un enrichissement de l'environnement au cours des jours d'abstinence forcée 29 entre les tests de réactivité avec la réplique ont réagi à des taux similaires les deux jours 1 et 30 d'abstinence forcée. . Thiel et al. a comparé la réponse de rats ayant subi une EE essentiellement «aiguë» avant un test Day 1 à celle de rats ayant reçu une EE essentiellement «chronique» avant un test Day 21 . La réponse était plus élevée pour les rats Day 21 par rapport aux rats Day 1. Dans la présente étude, nous avons observé un effet similaire - la réponse au Day 30 chez les rats EE Chronic était significativement supérieure à celle des rats EE Acute Day 1 (Figure 4). Cependant, la réponse des rats EE XJUMX Jour aigu X Day ne diffère pas de celle des rats EE Jour aigu 30 (réduction approximative du pourcentage de réponse 1 comparée à celle du groupe témoin approprié). À elles seules, ces données indiquent que l’incubation n’a pas été observée chez les rats EE Acute Day 85. En fait, lorsque l’on considère qu’il correspond à un pourcentage de la réponse moyenne de CON Day 30, cinq des huit groupes testés sur 1 sur 8 jours (tous sauf les manipulations SE et AEnv Chronic) ont nettement moins réagi que le groupe sur 30 sur CON Day et sept des huit groupes (tous mais AEnv Chronic) a répondu moins que le benchmark 30% (CON Day 100) (Figure 4). Dans la mesure où le groupe CON Day 30 représente une réponse incubée, ces résultats pourraient être interprétés comme signifiant que l’incubation a été bloquée dans une certaine mesure dans la quasi-totalité de ces groupes.

À ce stade, nous ne pouvons que spéculer sur la manière dont des manipulations telles que l'EE bloquent l'incubation de l'état de manque. Par exemple, le «blocage» de l’incubation dans le groupe EE chronique aurait pu être dû à un ralentissement du développement de l’incubation, alors que le blocage de l’incubation au groupe Day 30 EE Acute aurait pu être dû à un effet spécifique à l’expression d'incubation. Une explication alternative est que les deux effets auraient pu être atténués de la même manière, EE jouant le rôle de renforcement alternatif. C'est peut-être l'explication parcimonieuse à l'heure actuelle. Comme indiqué précédemment , , Les effets EE sont transitoires. Bien que la présente étude ne soit pas conçue pour évaluer la persistance des manipulations, nous avons pu corroborer cette observation en examinant la réactivité entre les indices et la consommation de réponse des rats Day 30 et 31 ayant subi une manipulation aiguë avant Day 1. Les ANOVA du levier actif répondant les jours 30 et 31 n'ont révélé aucun effet significatif de MANIPULATION (données non présentées). Si les manipulations aiguës avaient spécifiquement empêché le développement de l'incubation, cela n'aurait pas dû être le cas. Globalement, le caractère transitoire de l'EE et d'autres manipulations conforte l'hypothèse présentée ci-dessus selon laquelle ces manipulations produisent au moins un changement de courte durée de l'efficacité de renforcement de l'environnement d'auto-administration. D'un point de vue pratique, ces détails concernant les méthodes et l'interprétation seront essentiels pour la poursuite des études sur l'impact de l'efficacité énergétique sur le comportement en quête de récompense.

Enfin, comme indiqué ci-dessus, une des conclusions particulièrement intéressantes de la présente étude est que, bien qu’Actute Day 30 et EE Chronic aient réduit la réactivité des signaux (l’incubation de blocage, comme indiqué ci-dessus), la manipulation des effets de Day 30 EE Acute a apparemment eu un plus grand effet sur réactivité tandis que la manipulation chronique de l'EE avait un effet plus important sur la consommation de saccharose (Chiffres 2 et 3). La réponse du levier actif n'était pas statistiquement significative entre les groupes (p = 0.029 avec un alpha corrigé par Bonferroni de p <0.0073), mais une comparaison de suivi du nombre de livraisons de saccharose a indiqué que les groupes différaient significativement (p <0.0073; données non présentées ). Il se peut que l'exposition chronique à l'EE entraîne des changements supplémentaires dans la motivation du saccharose. Cet effet peut être particulièrement important pour comprendre le rôle de l'environnement non seulement dans la recherche de nourriture, mais aussi dans les comportements de consommation de nourriture. Nous prévoyons d'étudier les effets différentiels potentiels de l'EE aiguë et chronique sur l'activité cérébrale (par exemple, l'activation de fos suite à un test de réactivité) afin d'intégrer ces résultats sur l'enrichissement avec ce qui est connu concernant la neurobiologie de l'incubation du besoin. .

Résumé et conclusions

L'enrichissement de l'environnement a eu un effet profond sur la réduction de la réactivité et de la consommation de saccharose chez le rat ayant des antécédents d'auto-administration de saccharose. Dans la plupart des cas, l'accès conspécifique, la complexité de l'environnement et l'exposition à la nouveauté étaient suffisants pour réduire la réactivité et la consommation de saccharose. Cependant, les diminutions les plus fortes de la réactivité des signaux et de la consommation ont été observées lorsque les rats étaient exposés à un contexte d’enrichissement avec ou sans cohortes sociales.

Nos résultats fournissent une base pour une étude future des facteurs qui interviennent dans les changements de comportement liés aux récompenses suite à l'enrichissement de l'environnement. Les résultats de cette étude et des études futures pourraient fournir un cadre pour des moyens de réduire la recherche et l’utilisation de récompenses. Par exemple, il ressort de nos études et d'autres études sur l'efficacité énergétique que la recherche de récompenses peut être réduite en modifiant la valeur de l'environnement d'un «toxicomane». Les futures études élucidant les mécanismes neuronaux sous-jacents aux effets aigus et chroniques de l'EE sur le comportement pourraient conduire à de nouveaux outils pharmacologiques pour réduire les comportements de dépendance.

Remerciements

Les auteurs souhaitent remercier Ryley Hausken, Lisa Deuse, Stefan Collins et Kindsey North pour leur aide dans la collecte de données.

Contributions d'auteur

Conçu et conçu les expériences: JWG RW JB JK KD EG. Effectué les expériences: RW JB JK KD EG. Analysé les données: JWG. Réactifs, matériaux et outils d’analyse fournis: JWG. A écrit le papier: JWG RW JB JK KD EG.

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