Sci Rep. 2018; 8: 2766.
Publié en ligne 2018 Feb 9. est ce que je: 10.1038/s41598-018-21046-0
PMCID: PMC5807356
Abstract
Les signaux signalant la disponibilité d'aliments au goût agréable acquièrent la capacité de potentialiser la recherche et la consommation d'aliments. La présente étude utilise une combinaison de techniques comportementales, pharmacologiques et analytiques pour sonder le rôle de la motivation de Pavlovian dans l'alimentation à signal de potentialisation. Nous montrons qu’un signal associé à une solution de saccharose (CS +) peut transférer son contrôle sur l’alimentation afin de stimuler la consommation de saccharose dans un nouveau récipient, et que cet effet dépend de l’activation des récepteurs D1 de la dopamine, qui est connue pour moduler d’autres formes de signal de motivation. comportement mais pas goût palatability. Les analyses microstructurales du comportement de léchage du saccharose ont révélé que le CS + avait tendance à augmenter la fréquence à laquelle les rats se léchaient activement sans avoir d'effet fiable sur la durée de ces accès de léchage, mesure qui était plutôt associée à la palatabilité du saccharose. En outre, nous avons constaté que les différences individuelles en termes d’augmentation de la fréquence des épisodes induites par CS + étaient associées à la consommation totale de saccharose au test, ce qui corrobore l’opinion selon laquelle ce processus était lié à une dysrégulation significative du comportement alimentaire. L’étude actuelle (1) montre donc qu’un processus de motivation par un facteur de motivation pavlovien dépendant de la dopamine peut servir de médiateur à l’alimentation avec indice de potentialisation, et (2) propose une approche expérimentale et analytique pour analyser cet aspect du comportement.
Introduction
Les signaux environnementaux qui signalent la disponibilité d'aliments appétissants peuvent déclencher de fortes fringales1-3 et favoriser la consommation en l'absence de faim, un effet observé chez les rongeurs4,5 et les humains6-9. Cette influence comportementale, qui est censée jouer un rôle important dans la suralimentation et l'obésité10-13, peut être étudié à l’aide de la tâche d’alimentation potentialisée par la cue (CPF). Dans une étude typique de la FPC, les animaux affamés subissent un conditionnement pavlovien consistant en un couplage répété entre un stimulus conditionné (CS +, par exemple un son auditif) et une petite quantité d'un aliment ou d'un liquide au goût agréable, tel qu'une solution de saccharose, qu'ils consomment dans une tasse situé dans une position fixe dans la chambre expérimentale. Ensuite, ils disposent d'un accès illimité à leur panier de maintenance pour s'assurer qu'ils sont complètement rassasiés avant les tests. Les animaux sont ensuite ramenés dans la chambre et autorisés à consommer librement du saccharose dans la tasse tandis que le CS + est présenté de manière intermittente de manière non conditionnelle. Dans de telles conditions, les animaux présentent une augmentation prononcée de la consommation de nourriture au cours des sessions de test avec le CS + par rapport aux sessions avec un stimulus non apparié (CS−).
Bien que ces résultats indiquent que les signaux externes peuvent agir indépendamment de la faim physiologique pour promouvoir l'alimentation, les processus psychologiques sous-jacents à cet effet ne sont pas fermement établis. Une possibilité est que les signaux associés à la consommation de nourriture au goût agréable acquièrent un contrôle réflexif ou habituel sur l'alimentation (c'est-à-dire basé sur le stimulus-réponse). S'il s'agit du principal mécanisme de médiation du PCF, le CS + devrait alors stimuler la consommation en suscitant les comportements alimentaires spécifiques qui avaient été mis en place lors du conditionnement de Pavlovian. Ce apprentissage de la réponse La vue est plausible lorsque la source de nourriture est déterminée lors de l'entraînement et des tests, comme dans l'exemple décrit ci-dessus. Bien que ce scénario s'applique à la plupart des démonstrations de PCF, il a également été signalé que des signaux liés aux aliments peuvent déclencher l'alimentation dans de nouveaux endroits.14-16, indiquant qu'ils peuvent contrôler l'alimentation indirectement. Une explication possible est que de tels signaux potentialisent l'alimentation par le même processus de motivation pavlovien, qui leur permet de susciter et de revigorer des comportements essentiels de recherche de nourriture.17,18. Ce vue de motivation prédit que le CS + déclenche une envie de rechercher de la nourriture, ce qui conduirait également à une alimentation lorsque la nourriture est facilement disponible. Alternativement, étant donné que des signaux indiquant des aliments savoureux peuvent améliorer l’évaluation hédonique des stimuli gustatifs.19-21, il est possible que les indices potentialisent l’alimentation en rendant les aliments plus agréables au goût. Bien que cette vision hédonique soit mécanistiquement distincte de la vue motivationnelle, ces récits ne s’excluent pas mutuellement et peuvent expliquer différents aspects de la PCF.10,22.
Une façon de faire la distinction entre les comptes motivationnels et les comptes hédoniques du CPF consiste à déterminer la manière dont les signaux liés par paire de nourriture influencent la microstructure de l'alimentation. Lorsque les rongeurs sont autorisés à consommer librement une solution de saccharose ou d'autres fluides au goût agréable, ils se léchent pendant des périodes de léchage de durées variables, séparées par des périodes d'inactivité. Considérant que la durée moyenne de ces périodes de léchage fournit une mesure fiable et sélective de la palatabilité des liquides23,24, on pense que la fréquence de ces accès est contrôlée par des processus de motivation25-28. Ainsi, si le CS + stimule l'alimentation en améliorant la palatabilité du saccharose, alors ce signal devrait augmenter la durée, mais pas nécessairement la fréquence, des accès de léchage. En revanche, la vision motivationnelle prédit que le CS + devrait déclencher la recherche et la consommation de saccharose même lorsque les animaux sont préoccupés par d'autres activités, ce qui entraîne des accès de léchage plus fréquents, mais pas nécessairement plus longs.
L’étude actuelle a étudié les effets de l’administration de CS + sur la microstructure léchant le saccharose en utilisant deux protocoles CPF, un dans lequel le saccharose était toujours disponible au même endroit (Experiment 1) et un autre dans lequel la source était modifiée au cours de la formation et des tests (Experiments 2 et 3), ce qui nous permet d’évaluer l’influence indirecte du CS +. Notre approche pour évaluer cette influence (généralisée) indépendante de la réponse des signaux appariés sur l’alimentation a été calquée sur la tâche de transfert de Pavlovian à instrumental (PIT), largement utilisée pour étudier l’incitation, sur la motivation, de la motivation des signaux appariés de récompense sur: comportement de recherche de récompense18,29,30. Nous avons également adopté les paramètres de conditionnement et de test de Pavlovian couramment utilisés dans les études PIT pour faciliter la comparaison avec cette littérature. Etant donné que l'activité des récepteurs D1 de la dopamine est cruciale pour l'expression de l'ITP et d'autres mesures du comportement motivé par le repérage31-33 mais est relativement peu important pour les aspects hédoniques du comportement alimentaire25,28,34, nous avons également évalué l’impact du blocage du récepteur D1 sur le léchage de saccharose à potentialisation de la queue (Expérience 3) en tant que sonde supplémentaire du rôle de la motivation dans cet effet. Enfin, nous avons analysé la microstructure des données de léchage de saccharose issues de ces expériences afin de déterminer si CPF était associé de manière sélective à des augmentations de la fréquence ou de la durée des périodes de léchage de saccharose, comme le prédisent respectivement les vues motivationnelle et hédonique de CPF.
Résultats
Alimentation potentialisée avec une queue qui signale la source de nourriture
Dans notre première expérience, nous avons appliqué une conception conventionnelle de CPF à congruence de réponse, dans laquelle les réponses spécifiques requises pour consommer du saccharose étaient les mêmes pour toutes les phases de formation et de test. Des rats affamés ont reçu du traitement de Pavlovian par 10 d afin d'établir le CS + comme indice de la disponibilité de saccharose dans un gobelet alimentaire situé sur l'un des côtés de la chambre. Au dernier jour de conditionnement, les entrées de tasse (± SEM entre sujets) étaient significativement plus élevées pendant la CS + (23.72 ± 2.79 par minute) par rapport à l'intervalle entre les essais [18.27 ± 3.25 par minute; échantillons appariés t-tester, t(15) = 3.13, p = 0.007]. Les entrées de tasse pendant le CS− (8.60 ± 1.91 par minute) ne différaient pas significativement de l'intervalle inter-essais [10.69 ± 2.00 par minute; échantillons appariés t-tester, t(15) = −1.60, p = 0.130].
Les rats ont ensuite été soumis à deux tests de CPF à l'état de nourriture pour caractériser les effets du CS + sur le léchage de saccharose. Dans chaque test, les rats ont eu libre accès à la solution de saccharose 2% ou 20%, ce qui nous a permis d’évaluer l’influence de la palatabilité du saccharose sur la CPF. Figure 1a montre le nombre total de léchage observés au cours des essais cliniques en fonction de la période, du type et de la concentration en saccharose. Les données ont été analysées à l’aide de modèles linéaires généralisés à effets mixtes (tableau complémentaire). S1) Fait important, il y avait une interaction significative Période CS × Type CS, t(116) = 12.70, p <0.001. Une analyse plus approfondie (regroupement à travers la concentration) a révélé une augmentation significative pour les essais CS +, p <0.001, mais pas d'essais CS−, p = 0.118, indiquant que le CS + était plus efficace que le CS− pour augmenter le léchage de saccharose, par rapport aux niveaux pré-CS. Notre analyse a également révélé que cette sélectivité des signaux était significativement influencée par la concentration de saccharose (interaction à 3 voies, p <0.001). Plus précisément, bien que le CS + soit très efficace pour élever le léchage de saccharose dans des conditions de 2% et 20%, ps <0.001, le CS− n'a pas eu d'incidence significative sur les taux de lécher dans le test de 2%, p = 0.309, mais a provoqué une augmentation modeste mais significative du test de 20%, p = 0.039. Ainsi, bien que le signal apparié soit généralement plus efficace pour contrôler l'alimentation, le signal non apparié a semblé exercer une influence similaire lorsque les rats ont été autorisés à consommer une solution de saccharose hautement appétente au test.
Transfert de l'alimentation potentialisée à une nouvelle source de nourriture
Étant donné que le saccharose était disponible à la même source pendant l'entraînement et les tests de l'expérience 1, il est difficile de savoir si l'effet de la FCP observé dépendait de la capacité de la CS + à (1) motiver les rats à rechercher et à consommer du saccharose ou (2) provoquent directement une réflexe conditionnéou habitude. L'expérience 2 s'est davantage concentrée sur la première hypothèse en testant si un CS + associé à la libération de saccharose dans un gobelet alimentaire pouvait motiver le léchage de saccharose à partir d'un bec situé du côté opposé de la chambre lors du test, comparable aux phénomènes comportementaux observés dans PIT.
Les rats ont été entraînés avec la même procédure de conditionnement de Pavlovian que celle utilisée dans l'expérience 1, ce qui a abouti à un comportement d'approche anticipée spécifique au signal avant le dernier jour du conditionnement de Pavlovian. Les approches en coupes alimentaires (± SEM entre sujets) ont été supérieures pendant la CS + (18.71 ± 1.73 par minute) par rapport à l'intervalle entre les essais [12.49 ± 0.98 par minute; échantillons appariés t-tester, t(15) = 3.02, p = 0.009]. Il n'y avait aucune différence significative entre le CS− (9.41 ± 0.98 par minute) et l'intervalle inter-essais [8.44 ± 0.88 par minute; échantillons appariés t-tester, t(15) = 0.98, p = 0.341].
Etant donné que les effets du CS + sur le léchage de saccharose dans l'expérience 1 étaient un peu plus apparents lorsque les rats ont été testés avec 2% saccharose, notre test initial avec le saccharose était disponible à une nouvelle source (bec verseur, avec un gobelet alimentaire recouvert d'un panneau opaque - voir Méthodologie) concentré sur cette condition. Cependant, dans ce test, le léchage de saccharose ne différait pas significativement entre les périodes CS + (léchage 328.1 ± 84.8) et les périodes précédant CS + [léchage 245.6 ± 45.9; échantillons appariés t-tester, t(15) = 1.07, p = 0.300]. Pour décourager davantage la compétition de réponse et renforcer la consommation de saccharose par le bec, les rats ont reçu 5 séances supplémentaires d'entraînement pour lécher du bec pour 20% de saccharose sous privation de nourriture en l'absence des CS. Les rats ont ensuite été complètement rassasiés sur la nourriture à domicile et ont administré deux tests CPF avec du saccharose disponible au bec en métal. Au cours des tests, les rats avaient un accès continu à une solution de saccharose à 2% ou 20% dans des tests séparés (intra-sujets, ordre contrebalancé).
Figure 1b montre que lors de cette série de tests, le CS + a été efficace pour promouvoir la consommation de saccharose sur le nouvel emplacement, même si ce signal n’était jamais directement associé à ce comportement. Analyse du modèle à effets mixtes (Tableau supplémentaire S2) a mis en évidence une interaction significative type CS × période CS, t(120) = 15.16, p <0.001, indiquant que le CS + était plus efficace pour élever le léchage de saccharose par rapport aux niveaux de base (CS vs période pré-CS, p <0.001) que le CS− (période CS vs pré-CS, p = 0.097), comme dans l'expérience 1. La concentration en saccharose n'a pas influencé de manière significative la sélectivité des signaux de cet effet (interaction à 3 p = 0.319). Fait important, alors que les taux de léchage semblaient être élevés pendant les périodes pré-CS− par rapport aux périodes pré-CS +, les échantillons appariés t-les tests ont indiqué que cette différence n’était pas statistiquement significative dans l’état de 2, t(15) = 1.66, p = 0.118, ou dans la condition de 20%, t(15) = 1.56, p = 0.139. Ceci est prévisible étant donné la structure d'essai pseudo-aléatoire utilisée pendant la formation et les tests, qui empêche les effets de report systématiques (inter-essais) et empêche l'anticipation du type d'essai futur (ou du calendrier). Il est également intéressant de noter que ces mêmes animaux ont montré des élévations similaires de léchage spécifiques CS + dans l'expérience 3 lorsque leurs taux de léchage pré-CS- et pré-CS + étaient plus comparables (voir Fig. 1c, véhicule).
Dépendance à l'égard des récepteurs de la dopamine de type D1
Les résultats de l'expérience 2 indiquent que le CS + a acquis la capacité de potentialiser la consommation de saccharose en déclenchant un comportement alimentaire qui n'a jamais été directement associé à ce signal, ce qui correspond à une influence motivationnelle analogue à la PIT. Vu l’importance des récepteurs dopaminergiques de type D1 dans la motivation de Pavlovian31-33L’expérience 3 a examiné si l’activité de blocage de ces récepteurs perturberait l’expression de la CPF. Les mêmes rats utilisés dans l'expérience 2 ont reçu une dernière paire de tests de CPF (20% saccharose) après traitement préalable avec SCH-23390 (0.04 mg / kg), un antagoniste sélectif de D1 ou un véhicule. Les résultats du test sont illustrés à la Fig. 1c (également tableau supplémentaire S3).
L’analyse a révélé un effet principal du traitement médicamenteux, t(120) = −2.15, p = 0.034, en ce que le léchage de saccharose était généralement déprimé par SCH-23390. Surtout, nous avons trouvé une interaction médicamenteuse × période CS × type CS, t(120) = −20.91, p <0.001, indiquant que SCH-23390 a spécifiquement perturbé l'expression de CPF. En effet, une analyse plus approfondie a révélé que si le CS + augmentait significativement le léchage de saccharose par rapport aux niveaux pré-CS + dans le test du véhicule, p <0.001, il n'y avait aucun effet du CS + dans le test SCH-23390, p = 0.982. Semblable à la généralisation des signaux observée dans l'expérience 1, le CS− a provoqué des augmentations marginalement significatives du léchage de saccharose dans les deux conditions médicamenteuses, ps ≤ 0.049. Ainsi, l'antagonisme des récepteurs de la dopamine de type D1 via l'administration de SCH-23390 a considérablement altéré l'alimentation évoquée évoquée par CS +, ce qui est cohérent avec un compte de motivation incitatif de la FPC.
Analyse microstructurale des effets des signaux liés au saccharose et de la concentration de saccharose sur l'alimentation
Les résultats des expériences 2 et 3 suggèrent que le nouveau protocole de type PIT utilisé ici prend en charge une forme incitative de CPF, car les signaux ont pu motiver le comportement alimentaire à un endroit séparé de la source de nourriture indiquée par le signal. Pour tester davantage ce récit, nous avons examiné si les effets excitateurs de la CS + sur la consommation de saccharose étaient liés à un changement spécifique de l'organisation microstructurale du comportement de léchage. Comme décrit ci-dessus, alors que la durée du léchage varie en fonction de la palatabilité des liquides23,24, on pense que la fréquence à laquelle les rats se lancent dans de nouveaux épisodes de léchage reflète un processus de motivation distinct25-28. Nous avons varié la concentration en saccharose afin de manipuler son appétibilité, comme dans les rapports précédents23,35. Bien que les teneurs élevées en saccharose diffèrent également par leur teneur en calories, de nombreuses recherches ont montré que la mesure de la durée est une mesure sensible et sélective de l'influence de la récompense orosensorielle et qu'elle est dissociable du traitement des calories après la consommation.35-38. Ainsi, un CS + qui incite à la motivation doit augmenter la fréquence, alors qu'un CS + qui augmente l'ingestion en rendant le saccharose plus agréable au goût devrait favoriser des durées plus longues.
Assurer une puissance statistique suffisante39, nous avons rassemblé les données relatives à toutes les conditions de test non médicamenteuses décrites ci-dessus (tests 2% et 20% pour l’expérience 1 et l’expérience 2 et les conditions du véhicule pour l’expérience 3). Les données combinées sont illustrées à la Fig. 2, tracés séparément en tant que léchage total (a), fréquence de combat (b) et durée de combat (c). Figure 2d montre des graphiques raster du comportement de léchage de deux rats représentatifs pendant les périodes pré-CS + et CS + lorsque 2% et 20% saccharose étaient disponibles au moment du test. Conformément à l'interprétation motivationnelle de la FPC, ces rats ont eu tendance à avoir plus de crises de léchage de saccharose au cours de la période CS + que pendant la période pré-CS +. En revanche, la durée des combats avait tendance à être plus longue lorsque les rats consommaient la solution 20% saccharose plus agréable au goût qu’à la consommation 2% saccharose, un effet qui était apparent pendant les périodes pré-CS + et CS +. Ainsi, la durée du combat n'était pas fortement influencée par la queue appariée au saccharose. En effet, les motifs vus à la Fig. 2d ont été corroborés par des modèles linéaires généralisés à effets mixtes de l’ensemble de données combinées (voir Fig. 2a – c et tableau supplémentaire S4). Les analyses secondaires d’effets mixtes ont révélé que le facteur catégorique de «l’expérience» (1, 2, 3) n’a pas modéré de manière significative les interactions Période CS × Type CS sur la fréquence ou la durée du combat, ps ≥ 0.293, nous permettant de combiner ces données pour des analyses ultérieures. Fait intéressant, la capacité du CS + à motiver le comportement de léchage s’est également traduite par une latence nettement plus rapide pour déclencher le léchage.40-42 après CS + vs. CS− onset [modèle généralisé à effets mixtes linéaires généralisés (distribution de la réponse = gamma, fonction de liaison = log); t(306) = −2.71, p = 0.007], bien que la différence brute des latences soit relativement modeste (CS +: 1.16 seconde ± 0.47; CS−: 2.79 secondes ± 0.79).
Analyse médiatique de l'effet de période CS
Compte tenu de ces résultats, nous avons effectué une analyse de médiation statistique43 sur les données combinées (Fig. 2) pour déterminer si la consommation de saccharose évoquée par CS + était liée préférentiellement à des modifications de la fréquence ou de la durée des accès. Figure 3a montre la structure du modèle de médiation multiple pour cette analyse (période CS). Il y avait un effet global significatif (Total; c) de la période CS sur le comportement de léchage, t(156) = 4.11, p <0.001, c = 5.22 [2.71, 7.73], en ce qu'il y a eu plus de coups de langue pendant la période CS + que pendant la période pré-CS +. Nous avons ensuite testé si le CS + avait une influence similaire sur la microstructure de léchage, et avons trouvé une élévation significative induite par le signal de la fréquence des accèsM2), t(156) = 3.27, p = 0.001, a2 = 0.70 [0.28, 1.12], mais pas la durée (M1), t(141) = 1.89, p = 0.061, a1 = 0.34 [-0.02, 0.69]. Ainsi, au niveau du groupe, l'effet CS + sur la fréquence des combats, mais pas sur la durée des combats, ressemblait plus généralement à son effet sur le léchage.
Si l'effet du CS + sur le léchage était médiatisé par son effet sur la fréquence de contraction, alors (1) ces mesures devaient être corrélées et (2) l'effet CS + sur la fréquence de contraction devait prendre en compte l'effet CS + sur la mesure du total des léchages. Une évaluation de la première prédiction a révélé que, sans tenir compte de la période de CS, la fréquence et la durée des épisodes étaient significativement corrélées au nombre total de coups de langue, ps <0.001, ce qui n'est pas surprenant étant donné que ces mesures microstructurales ont une relation intrinsèque avec les léchages totaux. Notre évaluation de la deuxième prédiction était cependant plus révélatrice. Nous avons construit un modèle de médiation multiple pour examiner si ces mesures microstructurales expliquaient la variance liée au CS + dans la mesure totale de léchage en incluant la fréquence et la durée des accès comme effets fixes, ainsi que la période CS. En d'autres termes, nous avons demandé si le contrôle de la variance dans ces mesures de léchage affaiblissait l'effet CS +, par rapport à sa force dans le modèle plus simple (réduit) décrit ci-dessus. Conformément à la médiation, nous avons constaté que effet de la période CS sur les coups de langue (c') n'était pas significatif, t(139) = 0.90, p = 0.370, c'= 0.41 [−0.49, 1.30], lors du contrôle de la fréquence et de la durée du combat. Nous avons ensuite estimé l’influence de CS + sur le léchage de chacun de ces médiateurs potentiels et avons constaté qu’il existait un effet indirect important de la fréquence des poussées sur les léchages, a2b2 = 2.90 [1.18, 4.76], mais pas de durée de combat, a1b1 = 1.71 [-0.09, 3.35]. Ainsi, ces données indiquent que les élévations de léchage induites par CS + sont principalement dues à des augmentations de la fréquence des combats par opposition à des augmentations de la durée des combats, ce qui est cohérent avec un compte rendu motivationnel plutôt qu'hédonique du CPF.
Analyse médiatique de l'effet de concentration en saccharose
Nous avons effectué une deuxième analyse médicale sur les données combinées (Fig. 2) pour confirmer que la palatabilité au saccharose (concentration) était liée à une augmentation sélective de la durée du traitement (Fig. 3b, Concentration). Le modèle simplifié (aucun effet fixe sur la fréquence ou la durée des accès) a révélé que l’effet total de la concentration sur les coups de langue n’était pas significatif, t(156) = 0.42, p = 0.678, c = 0.57 [−2.13, 3.27], indiquant que les niveaux globaux de léchage de saccharose au test ne dépendaient pas fortement de la concentration de saccharose. Il faut s'y attendre, car l'effet de la palatabilité du saccharose sur le léchage est le plus apparent pendant les 2 à 3 premières minutes de consommation44, bien avant la première période pré-CS de nos sessions de test. Néanmoins, la concentration en saccharose a eu un effet significatif sur la durée du traitement (M1), t(141) = 5.20, p <0.001, a1 = 0.88 [0.54, 1.21], avec 20% de saccharose supportant des périodes de consommation plus longues que 2% de saccharose. Fait intéressant, la concentration de saccharose a eu un effet suppressif significatif sur la fréquence des accès (M2), t(156) = −3.84, p <0.001, a2 = −0.83 [−1.26, −0.40], en ce que les rats avaient tendance à s'engager dans moins d'épisodes lorsqu'ils buvaient une solution plus appétente. Ainsi, les augmentations de la durée des combats liées à la concentration ont été compensées par des diminutions de la fréquence des combats. Conformément à cela, notre modèle de médiation complet, qui comprenait des effets fixes pour la durée et la fréquence des combats, n'a indiqué aucun effet direct de la concentration sur les coups de langue, t(139) = 0.45, p = 0.650, c'= 0.23 [−0.76, 1.22]. Cependant, il y avait des effets indirects importants mais opposés de la fréquence des accès, a2b2 = −3.49 [−5.50, −1.58], et durée du combat, a1b1 = 4.46 [2.96, 5.95], sur le comportement de léchage total.
Différences individuelles dans l'effet de la période de CS et de la concentration sur la microstructure de léchage
Les modèles de médiation ont révélé que la fréquence et la durée jouent des rôles distincts dans la médiation des effets des concentrations de CS + et de saccharose sur le léchage au niveau du groupe, mais ne traitent pas de la façon dont ces effets sont exprimés chez les rats, ce qui peut être important pour comprendre vulnérabilités à trop manger. Compte tenu des résultats de l'analyse de médiation, nous avons prédit que chaque rat montrerait une augmentation nette de la fréquence des accès au cours de la période CS + par rapport au niveau de référence, mais ne montrerait aucun changement cohérent ou fiable dans la durée des interventions. En outre, il était prévu que les rats individuels présenteraient des épisodes de léchage plus longs, mais moins fréquents, lors de la consommation de 20% saccharose, par rapport au test 2%. Figue. 3c et d montrent des différences individuelles dans les effets de la période CS (CS + - pré-CS +) et de la concentration de saccharose (20% -2%), respectivement, sur la fréquence et la durée des épisodes (analyse de l'ensemble de données combiné sur la Fig. 2). Le CS + augmentait la fréquence des accès chez 67% des rats (Fig. 3c), avec un nombre à peu près égal de ces rats, montrant également une augmentation de la durée de la maladie (34%) ou non (33%). Un test de qualité de l'ajustement khi-carré basé sur des points de données uniformément répartis sur les quatre quadrants a révélé une asymétrie distributionnelle significative2(3) = 10.91, p = 0.012. En effet, la moyenne des ΔLa fréquence la distribution était significativement supérieure à 0, t(66) = 4.80, p <0.001, tandis que la moyenne de ΔDurée la distribution ne diffère pas significativement de 0, t(66) = 1.80, p = 0.076. En ce qui concerne l'effet de concentration (Fig. 3d), la majorité des rats (58%) ont présenté une exposition plus longue et Des épisodes moins fréquents avec 20% versus 2% saccharose et un test de qualité de l'ajustement khi-carré ont confirmé que les données n'étaient pas uniformément réparties sur les quadrants,2(3) = 31.85, p <0.001. En effet, nous avons constaté que la moyenne des ΔLa fréquence la distribution était nettement inférieure à 0, t(51) = −4.22, p <0.001, tandis que la moyenne des ΔDurée la distribution était significativement supérieure à 0, t(51) = 4.18, p <0.001.
Prédicteurs microstructuraux de la consommation de saccharose
Les données de la Fig. 3c suggèrent qu'il y avait une variabilité considérable de l'effet de la CS + sur la fréquence des épisodes et que certains rats étaient particulièrement sensibles à cette influence motivationnelle. Bien qu'il soit possible que ces rats aient pu contrôler leur apport total en saccharose en buvant moins en l'absence de CS +, une analyse plus approfondie de l'ensemble de données combinées (Fig. 2) ont confirmé que ces augmentations de la fréquence des poussées déclenchées par CS + étaient associées à une suralimentation. Plus précisément, nous avons constaté que les rats qui présentaient un Δ positifLa fréquence scores au cours des essais avec CS + (sous-groupes Freq ↑, Dur et Freq ↑, Dur ↑ sur la Fig. 3C) a consommé significativement plus de saccharose que les rats qui n'en ont pas consommé (sous-groupes Freq, Dur et Freq, Dur ↑), t(63) = 2.27, p = 0.026 (Fig. 4a). Cette relation a été maintenue lorsque ΔLa fréquence a été traitée comme une variable continue, t(63) = 2.19, p = 0.032 (Fig. 4b) et ne dépendait pas de la concentration en saccharose, concentration × ΔLa fréquence, t(63) = 0.64, p = 0.528.
a lieu
Nous avons constaté qu'un signal signalant la disponibilité de saccharose était capable de potentialiser la consommation de saccharose chez le rat, que cette indication indique également les actions spécifiques nécessaires pour obtenir du saccharose (expérience 1) ou non (expériences 2 et 3). Cette dernière découverte est particulièrement intéressante car elle ne dépend probablement pas de l'exécution de réponses alimentaires conditionnées préexistantes (ou d'habitudes stimulus-réponses) et suggère plutôt que de tels signaux acquièrent des propriétés affectives et / ou motivationnelles qui leur permettent de transférer avec souplesse leur contrôle à travers des actions d'alimentation. Cette tendance des stimuli environnementaux à promouvoir la consommation de nourriture, même lorsque les habitudes alimentaires établies ne sont pas facilement disponibles, semble donc constituer un modèle animal utile et sélectif du processus de Pavlov, qui favorise les fringales et la suralimentation chez l'homme.1-3. Il a déjà été signalé que les stimuli appariés par un aliment peuvent favoriser l'alimentation de manière indépendante de la réponse.14-16, la plupart des expériences de CPF gardent la source de nourriture fixe pendant les phases d’entraînement et de test, et ne fournissent donc qu’une information limitée sur la nature des processus psychologiques sous-jacents à cet effet. La présente étude fournit une démonstration de l’influence excitatrice généralisée des signaux appariés sur le comportement alimentaire à l’aide d’une procédure inspirée de la tâche PIT, largement utilisée pour étudier l’influence motivationnelle généralisée des indices appariés sur le comportement de recherche d’aliments. Par exemple, comme dans PIT, la tâche actuelle peut être utilisée pour évaluer la tendance d'un signal à acquérir des propriétés de motivation qui se généralisent vers un nouvel emplacement. Nous avons également emprunté des paramètres d'entraînement et de test (par exemple, la durée de repère, les intervalles entre les essais et le programme de renforcement) couramment utilisés pour l'IRP, facilitant ainsi les comparaisons entre les études. Cette approche peut donc fournir un meilleur contrôle expérimental pour les recherches futures sur les différences potentielles dans les processus psychologiques et / ou biologiques sous-jacents au contrôle pavlovien du comportement instrumental par rapport au comportement consommatif.
L'étude actuelle a révélé que l'activation des récepteurs D1 de la dopamine est essentielle pour l'expression de cette forme de CPF indépendante de la réponse, ce qui contribue à soutenir une interprétation incitative de la motivation compte tenu de l'importance de la signalisation de la dopamine en général, et de l'activation des récepteurs D1 spécifiquement dans l'expression de Pavlovian-. transfert d'instrument18,29-32,45,46. Etant donné que la dopamine est relativement peu importante pour le traitement des propriétés hédoniques des stimuli alimentaires25,28,34, il semble peu probable que l’antagoniste D1 ait eu son effet en perturbant la capacité du CS + à modifier l’appétence du saccharose au test. Cette analyse de motivation est également corroborée par notre analyse microstructurale du léchage, qui a révélé que les signaux stimulaient l’alimentation principalement en provoquant plus de crises de léchage que d’allonger la durée de ces crises. La durée des épisodes variait en fonction de la palatabilité au saccharose, comme il a été bien établi23,24,26,27. Fait intéressant, notre analyse de médiation statistique a révélé que, bien que les rats aient lâché 20% versus 2% saccharose lors de périodes plus longues, ils ont également montré une diminution compensatoire de la fréquence des crises. Par conséquent, cette manipulation de la saveur semblait affecter la façon dont les rats modifiaient leur consommation de saccharose sans affecter leur niveau général d'alimentation. En revanche, aucun effet compensatoire de ce type n’a été mis en évidence lors des essais avec le CS +, ce qui semble expliquer l’augmentation nette du comportement de léchage observée lors des essais avec ce signal. En outre, les rats présentant une augmentation de la fréquence des accès au cours des essais sur les CS + ont également montré des niveaux élevés d'absorption totale de saccharose. Ces résultats suggèrent que les signaux appariés (1) peuvent perturber le comportement alimentaire et que (2) sont plus efficaces pour conduire avec des excès alimentaires que des manipulations de l'appétibilité au saccharose, du moins dans les conditions testées ici.
Les résultats actuels ont également mis en lumière le rôle de la dopamine dans la régulation du comportement alimentaire en l'absence de signaux explicites appariés par les aliments. Des études antérieures ont montré que l'administration systémique de l'antagoniste de la dopamine D1 SCH23390 Supprime non cuit consommation de saccharose en réduisant la fréquence des accès sans en modifier la durée25,26, qui est similaire au motif de léchage présenté par les souris déficientes en dopamine47. Bien que les mécanismes psychologiques contrôlant la fréquence des poussées dans de telles situations ne soient pas clairs, il a été suggéré que les signaux contextuels et / ou interoceptifs qui sont devenus associés à l'alimentation acquièrent la capacité de motiver subrepticement de nouvelles crises de recherche et de consommation de nourriture.25,26. Nos résultats corroborent quelque peu la plausibilité de cette interprétation en démontrant que de nouveaux indices de couplage alimentaire peuvent provoquer de nouveaux épisodes de léchage et que cet effet dépend également de l'activation des récepteurs de la dopamine D1.
Comme noté ailleurs5,10, il y a eu relativement peu de recherches antérieures sur le rôle de la dopamine dans la PCF. Cependant, une première étude a révélé que l'administration d'un antagoniste non spécifique des récepteurs de la dopamine, l'α-flupenthixol atténué, provoquait une recherche de nourriture, mais laissait intacte la capacité de ce signal à augmenter la consommation de nourriture.48, ce qui semble contredire notre constatation selon laquelle l’antagonisme de D1 perturbe le léchage de saccharose induit par la réplique. De nombreuses différences de procédure entre les deux études pourraient expliquer cette divergence apparente. Par exemple, il se peut que notre manipulation sélective de la transmission de la dopamine D1 soit plus efficace pour perturber l’influence du CS + sur la consommation alimentaire. De plus, dans cette étude précédente48, des rats privés de nourriture ont été entraînés et testés dans leurs cages domestiques en utilisant une procédure de conditionnement de Pavlovian unique dans laquelle un signal est utilisé pour signaler les séances d'alimentation distribuées par intermittence tout au long de la journée. Plus tard, il a été démontré que ce signal était efficace pour favoriser l’alimentation même lorsque les rats étaient testés dans un état non dépourvu. La nature et l'étendue de cette formation et le fait que les réponses requises en matière d'alimentation étaient inchangées d'une phase à l'autre et d'une phase à l'autre suggèrent que ce protocole CPF aurait pu encourager l'utilisation d'une réponse alimentaire habituelle (stimulation-réponse) lors des tests. Étant donné que le surentraînement peut rendre la recherche de nourriture évoquée par les répliques insensible aux manipulations de la signalisation de la dopamine49, il se peut que cette forme de FPC potentiellement liée à l’habitude dépend moins de la dopamine que la forme de motivation décrite ici.
Bien qu'il reste beaucoup à déterminer sur le rôle de la dopamine dans les FPC, on sait que ce phénomène comportemental dépend de la ghréline.50-52 et l'hormone de concentration de mélanine53 systèmes de neuropeptides, qui sont fondamentalement impliqués dans la régulation du comportement alimentaire10 et signalisation de la dopamine54-56. Fait intéressant, les effets stimulant l’appétit de la ghréline dépendent de la capacité de cette hormone à moduler la signalisation de la dopamine mésolimbique57-60. Par exemple, la co-administration de l'antagoniste des récepteurs de la dopamine D1, SCH-23390, peut inhiber la tendance de la ghréline à améliorer la recherche et la consommation d'aliments sans affecter l'appétence des aliments (durée du léchage).60. Sur la base de ces découvertes, on pourrait s’attendre à ce qu’une interaction similaire entre la ghréline et la dopamine puisse sous-tendre l’influence des indices induits par la combinaison nourriture sur l’alimentation.
Bien que les conclusions actuelles démontrent que les signaux combinés par les aliments peuvent stimuler la suralimentation en motivant de nouveaux épisodes d'alimentation, de tels signaux sont également susceptibles d'influencer l'alimentation par d'autres processus. Notre approche de transfert de contrôle implique implicitement la reconnaissance du fait que les signaux d’alimentation peuvent déclencher la consommation en induisant directement des comportements alimentaires spécifiques. En outre, bien que le CS + n’ait pas modifié de manière fiable la durée de la présente étude, une étude récente utilisant un protocole plus conventionnel de FPC avec une source de nourriture fixe a effectivement montré que les signaux d’alimentation peuvent prolonger les périodes de léchage.53. Dans la même veine, il a déjà été rapporté que des signaux associés à des aliments savoureux pouvaient augmenter l’expression de réactions orofaciales appétitives aux stimuli gustatifs.19-21, une autre mesure du goût hédonique ou «aimer». Ainsi, il est probable que les signaux alimentaires peuvent provoquer une alimentation par différentes voies, en provoquant des fringales, en provoquant des réactions alimentaires spécifiques et / ou en améliorant le goût des aliments.10. Ces processus peuvent sous-tendre différentes vulnérabilités liées à la surconsommation potentielle de signaux, ce qui peut expliquer les différences individuelles de susceptibilité à cet effet.1,61,62. Les résultats actuels démontrent une approche efficace pour analyser sélectivement la composante motivationnelle de la CPF chez le rat.
Méthodologie
Sujets et appareils
Des rats Long Evans mâles adultes (N = 32 rats au total; n = 16 pour l'expérience 1 et n = 16 pour les expériences 2 et 3), pesant 370 à 400 g à l'arrivée, ont été hébergés dans des cages en plastique transparent dans une température et humidité -vivarium contrôlé. Les rats avaient ad libitum accès à l'eau dans leurs cages domestiques tout au long de l'expérience. Les rats ont été soumis à un programme de restriction alimentaire au cours de certaines phases de l'expérience, comme indiqué ci-dessous. Les procédures d’élevage et les procédures expérimentales ont été approuvées par le Comité institutionnel pour le traitement et l’utilisation des animaux de UC Irvine (IACUC) et sont conformes au guide du Conseil national de recherches sur le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire.
Les procédures comportementales ont été conduites dans des chambres identiques (ENV-007, Med Associates, St Albans, Vermont, États-Unis), logées dans des cellules atténuées son et lumière. La solution de saccharose peut être administrée via une pompe à seringue dans un gobelet en plastique encastré situé au centre du fond de chaque chambre, 2.5 cm au-dessus du sol en acier inoxydable. Un détecteur de faisceau photoélectrique placé à l'entrée du réceptacle de nourriture a été utilisé pour surveiller les entrées de tête associées à la consommation de saccharose, ainsi que les réponses d'approche conditionnée pendant les séances de conditionnement de Pavlovian. Lors de certaines séances d’essai (expériences 2 et 3), une solution de saccharose pouvait être obtenue en léchant un bec verseur en métal alimenté par gravité qui était placé dans un trou 0.5 cm situé sur le fond opposé au gobelet. Les léchages individuels du gobelet alimentaire et du bec en métal ont été enregistrés en continu pendant les sessions de test en utilisant un lickomètre à contact (ENV-1.3B, Med Associates, St Albans, Vermont, États-Unis). Un panneau de plexiglas blanc opaque a été placé devant le mur du fond contenant le gobelet pendant toutes les séances pendant lesquelles du saccharose pouvait être obtenu à partir du bec en métal. Une veilleuse (250 W, 3 V) fournit un éclairage et un ventilateur assure la ventilation et le bruit de fond.
Conditionnement pavlovien
Les rats ont été soumis à un programme de restriction alimentaire afin de maintenir leur poids corporel à environ 85% de leur poids corporel en alimentation libre avant de suivre une formation sur le magazine 2 d, dans laquelle ils ont reçu des livraisons 60 de solution de saccharose 20% (0.1 ml) dans chaque cas. séance quotidienne (1 h). Les rats ont ensuite reçu 10 d de conditionnement pavlovien. Chaque séance de conditionnement quotidienne consistait en une série de présentations 6 d'un signal audio 2-min (CS +; bruit blanc 80-dB ou sélecteur 10-Hz), avec des essais séparés par un intervalle variable 3-min (plage 2 – 4). . Au cours de chaque essai CS +, des aliquotes de 0.1 ml (délivrées sur 2 sec) de solution de saccharose 20% (p / v) ont été introduites dans le gobelet alimentaire selon un calendrier aléatoire de 30-sec, donnant lieu à une moyenne de quatre livraisons de saccharose par essai. . Le dernier jour du conditionnement, les rats ont également reçu une deuxième session au cours de laquelle le signal alternatif (CS-; stimulus auditif alternatif) était présenté de la même manière que le CS + mais n'était pas associé à une solution de saccharose. Le comportement anticipatoire a été mesuré en comparant le taux d'approches du gobelet (ruptures de photobeam) entre le début de la CS et le premier apport de saccharose (afin d'éviter la détection de comportements alimentaires non conditionnés), ce qui contrastait avec le taux d'approches du gobelet au cours de l'interaction. intervalle d'essai. Tous les rats ont ensuite reçu cinq jours de ad libitum l'accès à leur régime alimentaire d'entretien après la dernière session de conditionnement de Pavlovian avant de subir des tests supplémentaires.
Test d'alimentation potentialisé en mémoire
Experiment 1
Cette expérience a évalué l’impact du CS + sur la consommation de solution de saccharose provenant du même gobelet utilisé lors de la formation, de sorte que la réponse conditionnée à ce signal (c’est-à-dire l’approche du gobelet) était compatible avec le comportement requis pour obtenir du saccharose à l’essai. Après avoir repris le poids perdu pendant le conditionnement pavlovien, les rats ont subi deux tests de CPF, séparés par 48h, au cours desquels les rats sont restés intacts dans leurs homecages. Au cours de chaque session CPF (86 min en durée totale), 2% ou 20% solution de saccharose a été mis à disposition en continu dans le gobelet alimentaire en remplissant ce gobelet de 0.1 ml de saccharose lorsque le rat traversait le faisceau photo (approche du gobelet). Toutefois, pour éviter de trop remplir la tasse, l’administration de saccharose n’a été administrée que si au moins 4 s’était écoulée depuis la dernière administration de saccharose et si le rat avait effectué au moins cinq coups de langue au cours de la période écoulée. Au cours de cette session, chacun des stimuli auditifs 2-min a présenté les temps 4 de manière non forcée dans un ordre pseudo-aléatoire (ABBABAAB), séparés par un intervalle fixe 8-min. Le premier essai a débuté 8 min après le début de la session pour permettre l’induction de la satiété avant d’évaluer l’influence comportementale des signaux. La commande à l'essai était contrebalancée par les conditions d'entraînement de Pavlovian, de sorte que le premier CS présenté était le CS + pour la moitié des sujets et le CS - pour le reste des sujets. L'ordre des tests de concentration en saccharose a également été contrebalancé, la moitié de chaque condition recevant le test 2% en premier et le test 20% en second lieu, et la moitié recevant le montage opposé (tous les animaux ont reçu les deux concentrations lors de tests séparés).
Experiment 2
Dans cette expérience, nous avons étudié l'effet du CS + sur la consommation de solution de saccharose provenant d'une source différente de celle utilisée lors du conditionnement de Pavlovian, de sorte que la réponse conditionnée à ce signal était incompatible avec le comportement requis pour consommer du saccharose à l'essai. Le premier test que nous avons effectué n'incluait que la condition 2% saccharose. Après avoir permis aux rats de reprendre du poids perdu pendant le conditionnement pavlovien, on leur donnait deux séances quotidiennes (durée 86 min) au cours desquelles ils avaient un accès illimité à la solution 2% saccharose à partir d’un bec en métal (alimenté par gravité via une bouteille) placé dans un petit trou la paroi opposée au gobelet. Un panneau de plexiglas blanc a été placé devant le mur abritant le gobelet pendant les séances avec accès au bec (y compris les tests CPF ultérieurs) pour décourager les animaux de rechercher du saccharose à cet endroit. Ces séances ont été conçues pour permettre aux rats de boire du saccharose provenant d'une nouvelle source en l'absence de signaux auditifs. Le jour suivant, les rats ont reçu une seule session de test de CPF, comme décrit dans l'expérience 1, à la différence que 2% saccharose était disponible en permanence au niveau du bec en métal, plutôt qu'au niveau de la cupule.
Comme il y avait peu de preuves de CPF dans ce premier test, probablement à cause de la compétition de réponse entre le comportement d’approche tasse évoquée et de bec verseur évoqué par CS +, nous avons donné aux rats une formation supplémentaire au bec (en l’absence de CS +) pour renforcer la recherche de saccharose au bec et décourager approche tasse alimentaire lorsque le bec était disponible (car il était recouvert d’un panneau). Les rats ont donc été replacés dans un programme de restriction alimentaire (comme lors de la phase de conditionnement de Pavlovian) avant d’être soumis à 5 d de séances d’entraînement supplémentaires avec bec verseur, chacune de ces sessions consistant en un accès 10 min à la solution 20% saccharose. Les rats ont ensuite reçu 4 d ad libitum accès à la nourriture à domicile pour leur permettre de reprendre du poids perdu au cours de cette phase. Ensuite, les rats étaient extrêmement privés de nourriture (20 h) avant de recevoir des sessions de recyclage de Pavlovian avec les CS + et CS−, comme lors du dernier jour de formation initiale (c.-à-d. Avec 20% saccharose administré dans un gobelet au cours des essais avec CS +). Notez que le bec a été retiré de la chambre au cours de ces sessions et de toutes les sessions de recyclage pavloviennes ultérieures. Les rats ont ensuite reçu ~ 20 h de ad libitum accès à la nourriture à domicile avant de subir deux tests de CPF utilisant le bec en métal, qui étaient identiques au premier test, sauf que les rats avaient accès au 2% ou au 20% dans deux tests séparés (comme dans l'expérience 1).
Experiment 3
Après avoir trouvé des preuves plus substantielles de CPF lors de la dernière série d'essais avec le bec, les rats de l'expérience 2 ont été soumis à des essais supplémentaires pour évaluer la dépendance de cet effet à la signalisation de la dopamine au niveau des récepteurs de la dopamine D1. Les rats ont d’abord reçu une séance de rééducation du bec 10-min dans laquelle ils ont eu accès à la solution 20% saccharose. Comme les rats ont rapidement retrouvé un poids corporel normal ad libitum Nous avons utilisé cette procédure pour nous assurer que les rats avaient faim au cours de cette session de rééducation du bec et lors de la rééducation subséquente de Pavlovian (sessions CS + et CS -, comme précédemment), qui a été effectuée la veille de chaque journée. les deux derniers tests CPF. Les rats ont reçu au moins 20 h de ad libitum accès au chow home avant chaque session de test. Au cours de cette dernière série de tests de CPF, les rats ont eu un accès continu à 20% saccharose par le bec pendant les deux sessions de test. Quinze minutes avant chaque test, les rats ont reçu une injection ip (1 ml / kg) de solution saline stérile ou de SCH-23390 (antagoniste sélectif des récepteurs de la dopamine D1) en utilisant une dose connue (0.04 mg / kg) suffisante pour supprimer la consommation de saccharose.25,34,63. Les rats ont été testés dans les deux conditions de médicament, en contrebalançant l'ordre de test.
L'analyse des données
La principale mesure dépendante était les léchages individuels, qui ont été enregistrés avec une résolution de 10 ms à l'aide d'un lickomètre de contact pendant toutes les sessions de CPF. Très rarement, nous avons détecté des artefacts dans nos mesures de lickomètre qui étaient causés par un contact prolongé entre le rat (patte ou bouche) et le saccharose (ou bec métallique). Ces artefacts ont pris la forme de réponses de lickomètre à haute fréquence (> 20 Hz). Étant donné que les rats présentent un taux de léchage maximal de <10 Hz64, nous avons exclu toutes les réponses de léchage potentielles se produisant dans 0.05 sec du dernier léchage (sans artefact), correspondant à une fréquence de coupure 20-Hz. Sessions dans lesquelles au moins 20% des réponses de léchage ont été exclues étant donné que ce critère a été totalement retiré de l'analyse (session 1 de 1 rat dans l'expérience 1).
Comportement de léchage
Pour chaque session, nous avons déterminé le nombre total de coup de langue pour les types de période (Pre-CS +, CS +, Pre-CS−, CS−). Comme notre principale mesure dépendante (nombre total de coups de langue) est une variable de comptage, ces données ont été analysées à l'aide de modèles linéaires généralisés à effets mixtes avec distribution de la réponse de Poisson et fonction de lien de journal. 65-68. Cette approche statistique permet d’estimer les paramètres en fonction de la condition (effets fixes) et de l’individu (effets aléatoires). Dans les expériences 1 et 2, la structure à effets fixes comprenait une interception globale, l’interaction à trois voies entre la période CS (Pre, CS) × le type CS (CS−, CS +) × la concentration (2%, 20%) et tous effets principaux et interactions d'ordre inférieur. Pour l'expérience 3, le médicament (véhicule, SCH) a été remplacé par la concentration afin de s'adapter au changement de conception expérimentale. Ces variables étaient toutes des variables intra-sujets, traitées comme des prédicteurs catégoriels et codées par les effets. La sélection du modèle à effets aléatoires a impliqué la détermination du modèle qui minimisait le critère d'information d'Akaike 69, tout en veillant à ce que le nombre de points de données par paramètre ne soit pas inférieur à 10 70,71. En utilisant ces critères, la meilleure structure à effets aléatoires pour les expériences incluait des intercepts non corrélés par sujets, ajustés pour la période CS, le type CS et la concentration (ou le médicament)72. Toutes les analyses statistiques ont été effectuées dans MATLAB (The Math Works; Natick, MA). Le niveau alpha pour tous les tests était 0.05. Tous les prédicteurs étant catégoriques, la taille de l'effet était représentée par le coefficient de régression non normalisé. 73, rapporté comme b dans le texte et dans les tables de sortie du modèle. Des analyses post hoc des interactions ont été réalisées à l’aide de F-tests des effets simples dans l'analyse omnibus en utilisant le coefTest fonction dans MATLAB.
Analyse microstructurale du comportement de léchage
Les léchages individuels ont été classés en deux catégories: le début ou la fin d'un combat de léchage. Un combat était divisé en plusieurs coups de langue consécutifs dans lesquels les intervalles d'interlick (ILI) ne dépassaient pas 1.74. Quand au moins 1 est passé du dernier coup, le prochain coup est désigné comme le début d'un nouveau combat. La fréquence et la durée des combats ont été calculées en divisant d'abord les sessions en périodes pré-CS et CS, comme pour les coupes totales dans les analyses ci-dessus. Durant ces périodes, chaque coup de langue précédé d’une période d’au moins 1 était désigné comme un combat. La durée de chaque combat a été calculée comme étant l'intervalle de temps entre le premier et le dernier léchage de ce combat. Les léchages individuels survenant isolément ne sont pas comptés comme faisant partie d'un combat. Afin de maximiser la taille de l'échantillon pour les analyses médiatiques ultérieures39, les données sur la fréquence et la durée des épisodes ont été regroupées au cours des expériences afin d’évaluer les effets généraux de la période et du type de SC, ainsi que de leur concentration sur ces mesures microstructurales. Les données de la condition SCH-23390 de l'expérience 3 n'ont pas été incluses dans ces analyses.
Ces données ont été analysées au moyen de modèles linéaires généralisés à effets mixtes incorporant une structure à effets fixes de la période CS × type CS × concentration (ainsi que toutes les interactions d'ordre inférieur et les effets principaux) et une structure à effets aléatoires composée d'interceptions non corrélées ajustées pour la période CS. , Type de CS et concentration. Comme dans l'analyse du comportement de léchage total, une session pour un rat de l'expérience 1 a été retirée de l'analyse. L'analyse de la fréquence des crises a utilisé une distribution de réponse de Poisson avec une fonction de liaison de journal en raison de la nature des données de fréquence du type comptage. L'analyse de la durée du cycle a utilisé une distribution de réponse gamma avec une fonction de liaison de journal, car il s'agit d'une mesure continue liée entre 0 et +. À des fins de comparaison, cette même analyse a été réalisée sur des léchages totaux regroupés au cours d'expériences, l'analyse supposant une distribution de réponse de Poisson avec une fonction de liaison de journal comme dans les analyses de léchage total d'expériences individuelles. Pour s'assurer que l'interaction critique Période CS × Type de CS ne dépendait pas de l'expérience vécue par chaque rat, une seconde série de modèles a été réalisée sur la fréquence et la durée du combat, identiques à l'analyse décrite ci-dessus mais avec un prédicteur à effet fixe supplémentaire d'expérience × période CS × type CS. L'expérience était un facteur catégorique. Enfin, en tant que mesure de confirmation du léchage motivé40-42, nous avons analysé le temps de latence jusqu'au premier léchage suivant l’apparition de CS à l’aide d’un modèle généralisé à effets mixtes linéaire généralisé avec une distribution de réponse gamma et une fonction de liaison de journal (n = 310). Ce modèle comprenait une structure à effets fixes de type CS × concentration (et toutes les interactions d'ordre inférieur et effets principaux) et une structure à effets aléatoires d'interceptions par sujet ajustées pour le type CS, la concentration et le type CS × concentration.
Analyse médiatique de la fréquence et de la durée des accès
Deux modèles de médiation multiples43,75,76 ont été menées pour déterminer si les effets (ou l'absence de ceux-ci) de la période CS (Pre, CS) et de la concentration (2%, 20%) sur le FCP étaient significativement induits par la fréquence et / ou la durée des accès. Dans le modèle de période CS, la variable X était la période CS (Pre, CS), la variable de résultat Y était le nombre total de coups de langue au cours de cette période, et les médiateurs étaient sur la fréquence de combat (M1) et la durée du combat (M2). Dans le modèle de concentration, la variable X était la concentration de saccharose. Parce que le léchage évoqué était surtout évident dans les essais avec CS + (voir Résultats), seuls les essais de CS + ont été analysés. Pour chaque rat et pour chaque session de test, le nombre moyen de coups de langue et d'épisodes et la durée moyenne de chaque épisode ont été déterminés pour les périodes pré-CS + et CS +. Ces analyses comprenaient tous les rats des expériences 1 et 2 (rats 16 par expérience × expériences 2 × concentrations 2 × périodes 2 CS = points de données 128) et les données relatives à l'état du véhicule de l'expérience 3 (rats 16 × périodes 2 CS) (points de données 32 CS). . Comme dans l'analyse du comportement de léchage total, une session pour un rat de l'expérience 1 a été retirée de l'analyse, ce qui laisse un total de points de données 158. Rarement, les rats ne léchaient pas pendant les périodes pré-CS + ou CS + au cours d'une session (9 / 158; 9.5%). Dans ces cas, le nombre moyen de coups de langue et de passes a été codé comme «0» et la valeur pour la durée moyenne de coups a été laissée comme une cellule vide. Lorsque les mêmes modèles ont été exécutés en supposant la suppression liste par chaîne (c'est-à-dire la suppression des lignes dans lesquelles la durée était une cellule vide), des modèles similaires étaient conservés. Étant donné que ces analyses impliquent des modèles linéaires généraux (c'est-à-dire une régression linéaire simple ou multiple), les données de fréquence de déclenchement et de léchage total ont été transformées par une racine carrée et les données de durée de traitement ont été transformées en log pour corriger une asymétrie positive. L’importance de l’effet indirect a été déterminée par l’amorçage 95 en pourcentages centiles avec les itérations 10,000. Les coefficients de régression sont rapportés en correspondance avec les rapports d’analyse médiatiques traditionnels (par exemple, c'= effet direct de X on Y)43,75.
Différences individuelles dans les changements de fréquence et de durée des combats évoqués par le signal
Les analyses susmentionnées nous ont permis d'évaluer l'effet du CS + sur la microstructure de léchage au niveau du groupe. Nous avons également caractérisé les différences individuelles dans l'expression de cet effet. Pour chaque rat, deux scores de différence ont été calculés pour les mesures de fréquence et de durée de combat. Parallèlement au modèle de période CS, la fréquence de combat pendant la période pré-CS + a été soustraite de la valeur de fréquence de combat pendant la période CS + (c.-à-d. CS + - pré-CS +); pour le modèle de concentration, la fréquence des épisodes pendant le test de 2% de saccharose a été soustraite de la valeur correspondante pendant le test de 20% (c.-à-d. 20% –2%). Ces calculs ont produit des mesures décrivant le changement de fréquence de combat (ΔLa fréquence). Ces mêmes calculs ont été effectués pour la durée du combat (ie, ΔDurée). Ainsi, pour chaque paire de points de données Pre-CS + / CS + et 2% / 20%, les modifications de la fréquence et de la durée des combats ont été déterminées. Les moyennes de ces distributions ont été comparées à 0 via un échantillon unique. t-test (α = 0.05) pour évaluer les décalages de distribution sans aucun changement général. Chacun de ces points de données a été catégorisé par augmentation et / ou diminution de la fréquence et de la durée des épisodes et représenté par un diagramme de dispersion bivarié (par exemple, augmentation de la fréquence des épisodes / diminution de la durée après épisode CS +), permettant ainsi de déterminer la proportion de données. points dans chaque quadrant 2 × 2 (fréquence / durée du trajet × augmentation / diminution). Les points de données dans lesquels le score de différence était égal à zéro ont été classés comme une diminution (c.-à-d. Pas une augmentation). Chi-carré (2) les tests de qualité de l'ajustement pour la période CS et les données de concentration ont permis de déterminer si la distribution de ces points de données était différente des données uniformément distribuées dans ces quatre catégories (α = 0.05). Pour déterminer s’il existait une distribution à peu près égale de ces points de données dans les quatre quadrants de chaque expérience, nous avons effectué des analyses corrélationnelles simples pour les données de période et de concentration du CS afin d’évaluer la relation entre le nombre de points de données dans chaque quadrant de chaque expérience et le nombre attendu de points de données, estimé par les proportions globales dans chaque quadrant.
Prédicteurs microstructuraux de la consommation de saccharose
Une dernière série d'analyses linéaires généralisées à effets mixtes a été réalisée pour déterminer si le volume total de solution de saccharose consommé au cours de sessions de test entières était prédit par le changement de fréquence et de durée de la poussée entre les périodes pré-CS + et CS +. Les analyses comprenaient des données provenant de toutes les conditions non liées à la drogue (par exemple, les tests 2% et 20% de saccharose pour les expériences 1 et 2 et l'état du véhicule de l'expérience 3). Les analyses supposaient une distribution de réponse gamma avec une fonction de liaison de journal. La première analyse a régressé la solution de saccharose totale consommée (mL) sur les effets principaux et les interactions entre les groupes catégoriels 2 × 2 des augmentations / diminutions de la fréquence / durée du combat, comme décrit ci-dessus. La deuxième analyse a régressé la consommation totale de saccharose sur les principaux effets et l’interaction de la valeur continue de ΔLa fréquence et la concentration en saccharose.
Disponibilité des données
Les jeux de données analysés au cours des expériences en cours sont disponibles auprès de l’auteur correspondant sur demande raisonnable.
Matériel supplémentaire électronique
Remerciements
Cette recherche a été financée par les subventions des NIH AG045380, DK098709, DA029035 et MH106972 à SBO. Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publication ou la préparation du manuscrit.
Contributions d'auteur
SBO a conçu et conçu les expériences; BH et ATL ont effectué des expériences; ATM et SBO ont analysé les données. Tous les auteurs ont écrit l'article et examiné le manuscrit.
Notes
Intérêts concurrents
Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.
Notes
Matériel supplémentaire électronique
Information supplémentaire accompagne cet article à l'adresse 10.1038 / s41598-018-21046-0.
Note de l'éditeur: Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.
Informations du contributeur
Andrew T. Marshall, courriel: ude.icu@1aahsram.
Sean B. Ostlund, Email: ude.icu@dnultsos.
Bibliographie
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