Différences individuelles dans l'attribution de la saillance incitative aux signaux liés à la récompense: implications pour la dépendance (2009)

Résumé

Introduction

Le problème clinique majeur dans le traitement de la toxicomanie est la tendance des toxicomanes à rechuter même longtemps après l'arrêt de la consommation de drogue. En fait, le résultat le plus prévisible d’un premier diagnostic de dépendance est un 90% de chance de rechute (DeJong, 1994), et cela est dû en partie à la sensibilité aux stimuli associés au médicament. Par exemple, lorsque des toxicomanes rencontrent des indices précédemment associés à l’administration de drogue (personnes, lieux, accessoires, etc.), cela provoque souvent une reprise de la recherche de drogue et / ou un besoin impérieux de drogue (pour un examen, voir Childress et al., 1993). On pense que les signaux liés aux drogues ont ces effets, notamment parce que, lorsque des stimuli environnementaux neutres sont associés de manière répétée à l’administration de récompenses, y compris de médicaments potentiellement addictifs, ces stimuli agissent non seulement comme des prédicteurs de la récompense imminente, mais également par le biais de Pavlovian (stimulation). stimulus) apprenant qu’ils acquièrent des propriétés de motivation incitatives - ils sont imprégnés de «saillance incitative»Berridge, 2001; Bindra, 1978; Bolles, 1972; Toates, 1986). L'attribution de saillance d'incitation est définie par Berridge (1996) comme la transformation d'un événement perceptuel ou représentationnel par ailleurs relativement neutre (p. ex. un signal) en un stimulus attractif et «recherché». Ainsi, grâce à l'apprentissage pavlovien, les informations sensorielles sur les récompenses et leurs repères (images, sons et odeurs) sont transformées en «incitations attrayantes, souhaitables et captivantes» (Berridge et Robinson, 2003). En conséquence, les stimuli conditionnels peuvent devenir des "aimants de motivation" (Berridge, 2001) suscitant une approche à leur égard, comme dans le cas de l’approche conditionnelle pavlovienne à l’égard des récompenses et de leurs signaux (voir ci-dessous et Cardinal et al., 2002a). Tomie (1996) a fait valoir que lorsque de tels signaux sont intégrés dans le dispositif qui libère une drogue, tels que du verre spécialisé servant à consommer de l'alcool ou des pipes servant à fumer de la cocaïne, ces signaux peuvent favoriser des comportements particulièrement compulsifs caractéristiques de la dépendance.

On pense que les propriétés de motivation des signaux pavloviens, leur capacité à inciter un individu à agir, sont principalement responsables de la capacité des signaux (et des lieux) associés à la drogue à maintenir à la fois la recherche de drogue en l'absence du médicament (Everitt et Robbins, 2000; Schindler et al., 2002) et de rétablir les comportements de recherche de drogue ou de rechute pendant l’abstinence (par exemple, Kruzich et al., 2001). Cependant, nous serions négligents si nous ne mentionnions pas qu'il existe d'autres moyens par lesquels les indices (et en particulier les contextes) associés aux drogues peuvent influencer le comportement de recherche de drogues et les rechutes. Par exemple, les signaux associés aux drogues peuvent agir comme des stimuli discriminants, «créant l’occasion» pour un comportement de consommation de drogues (Skinner, 1938). Les occasionneurs sont des indices ou des contextes conditionnels qui ne peuvent pas eux-mêmes susciter une réponse ou renforcer une action, mais agir de manière hiérarchique pour moduler la réponse instrumentale afin d'obtenir une récompense et / ou la survenue de réponses conditionnelles pavloviennes (Hollande, 1992; Rescorla, 1988; Schmajuk et la Hollande, 1998). De tels stimuli peuvent avoir une influence considérable sur le comportement de recherche de drogue. Par exemple, (Ciccocioppo et al., 2004) ont signalé qu'un stimulus discriminant associé à une unique Une session d’auto-administration de cocaïne peut provoquer un fort comportement de recherche de cocaïne jusqu’à un an après la dernière expérience avec la cocaïne. De même, les contextes servent souvent à donner l’occasion de relancer la recherche de drogue (Crombag et Shaham, 2002) et peut même moduler l’expression de la sensibilisation comportementale (Anagnostaras et Robinson, 1996; Anagnostaras et al., 2002). Bien entendu, l’exposition à un médicament lui-même (un médicament de base) peut être efficace pour provoquer une rechute / une réinsertion, en partie parce que les signaux interoceptifs produits par le médicament peuvent également «donner l’occasion» de poursuivre la recherche de drogue, bien que cela soulève la question suivante: à quels processus psychologiques ont conduit à la première boisson, bouffée ou injection. La mesure dans laquelle ces stimuli conditionnels «d'ordre supérieur» agissent comme des stimuli incitatifs n'est pas bien comprise.

De nombreuses théories de la toxicomanie ont reconnu le rôle de la motivation conditionnelle pavlovienne pour attirer les humains vers les stimuli associés à la drogue et les sources de drogues entraînant une dépendance, ainsi que dans les cas de rechute (Di Chiara, 1998; Everitt et Robbins, 2005; Robinson et Berridge, 1993; Stewart et al., 1984; Tomie, 1996; Tomie et al., 2007), mais très peu de tentatives ont été faites pour étudier directement ce processus. Dans un exemple, voir et collègues (Kruzich et al., 2001) ont signalé que les signaux conditionnés de manière classique peuvent rétablir le comportement de recherche de drogues. Toutefois, dans la plupart des études précliniques sur l’influence des signaux sur la recherche et la prise de drogues, l’association initiale entre un signal et la délivrance d’un médicament se produit dans un cadre d’apprentissage instrumental, où le signal et le médicament sont présentés en fonction d’une action. Dans ces études, par exemple, un animal sera entraîné à utiliser une presse à levier pour recevoir une perfusion de médicament, accompagnée de la présentation d'un signal (par exemple, de la lumière). La réintégration induite par le signal est ensuite étudiée dans des conditions d'extinction (lorsque le médicament n'est plus disponible) et, après avoir répondu, la capacité du signal associé au médicament (par exemple, la lumière) à rétablir le comportement de recherche de médicament est examinée. Ainsi, lors des tests de réintégration, l'action du comportement de pression sur levier, qui produisait auparavant le médicament et la lumière, a maintenant pour résultat la présentation de la lumière seule (pour un examen, voir Shaham et al., 2003). Le signal peut donc agir en tant que renforçateur conditionnel (secondaire), renforçant l'action qui le produit. Chez l'homme, toutefois, les signaux environnementaux associés à l'injection d'un médicament sont généralement présents avant l’injection de drogue - ils ne se manifestent pas soudainement à la suite de la prise de la drogue. En outre, chez les toxicomanes, les signaux qui provoquent une rechute ou un état de manque précède actions pour acquérir la drogue, ils ne les suivent pas; c’est-à-dire qu’ils agissent comme des stimulants incitant l’action individuelle à agir plutôt que de renforcer une action déjà émise (Stewart et al., 1984).

Il existe donc peu d'informations sur les effets des signaux conditionnels de Pavlov sur le comportement de toxicomane. La plupart des études sur le terrain impliquent des procédures qui rendent très difficile de déterminer dans quelle mesure le comportement est contrôlé par un renforcement instrumental (renforçant une action qui a déjà eu lieu) par rapport aux incitations pavloviennes qui incitent à des actions. Cette distinction est importante car les processus psychologiques et neurobiologiques sous-jacents à l’apprentissage instrumental peuvent être très différents des processus pavloviens qui confèrent une valeur incitative aux repères et aux lieux associés à la drogue (Cardinal et al., 2002a; Tomie et al., 2007). Ainsi, pour essayer de comprendre comment les signaux de drogue peuvent maintenir le comportement de recherche de drogue pendant de longues périodes, même en l'absence de drogue, et comment ils peuvent précipiter une rechute, nous devons analyser les processus psychologiques de base par lesquels de tels stimuli acquièrent une incitation. saillance (Berridge et Robinson, 2003) et délimitent à leur tour les substrats neuronaux sous-jacents. C’est pourquoi nous avons récemment commencé à explorer la capacité des signaux pavloviens à contrôler le comportement (Flagel et al., 2008; Flagel et al., 2007; Uslaner et al., 2006), et en particulier les différences individuelles dans la manière dont ces signaux influencent le comportement. Ce travail est préliminaire, mais nous espérons qu'il finira par fournir des informations sur les mécanismes psychologiques et neurobiologiques par lesquels les signaux liés aux drogues acquièrent la capacité de contrôler le comportement en toxicomanie. Dans ce qui suit, nous examinons d’abord une partie de la littérature historique sur la façon dont les chercheurs ont étudié l’attribution d’une saillie incitative à des indices liés à la récompense, et la manière dont cela se révèle dans le comportement, puis nos récentes études sur les différences individuelles.

Suivi des signes

Dans le conditionnement pavlovien classique, la présentation d'un signal (stimulus conditionnel, CS) est associée à la présentation d'une récompense (le stimulus inconditionnel, US), et avec des appariements répétés, le CS parvient à déclencher une réponse conditionnelle (CR). Dans les études originales de Pavlov utilisant une récompense alimentaire, ses chiens étaient généralement maîtrisés et la réponse au CS mesurée était souvent la salivation, ce qui donnait l’apparence que le CS évoquait une simple réponse réflexive semblable à la réponse inconditionnelle (UR) produite par les États-Unis. Cependant, lorsque les animaux ont été libérés de leurs contraintes et que leur comportement a été observé, il est devenu évident que ce qui était appris ne constituait pas une simple réponse réflexive, car dans cette situation, le CS évoquait des comportements complexes, y compris un comportement mendiant de la nourriture (H. Liddell , non publié, cité dans Timberlake et Grant, 1975). De nombreuses études ultérieures ont montré qu’outre les réponses simples, les CS pavloviennes évoquent des états complexes d’émotion et de motivation qui peuvent se manifester de diverses manières (Rescorla, 1988). Ainsi, lorsque les animaux sont libres de se déplacer dans leur environnement, il est souvent observé que le CR consiste en une orientation initiale vers le CS (le signe ou le "signe") suivi d'une approche vers lui, et fréquemment d'un engagement avec celui-ci (Brown et Jenkins, 1968; Hearst et Jenkins, 1974). Ensemble, ces réponses dirigées par le CS ont été appelées «suivi de signe», parce que les comportements étaient dirigés vers le repère, ou «signe», qui prédit la récompense. De manière remarquable, le suivi des signes se développe même si aucune action n'est requise pour que les animaux reçoivent la récompense. c'est-à-dire qu'aucune action n'est renforcée. (Notez que le terme “autoshaping” est souvent utilisé pour décrire le procédure qui produit cette forme de comportement d’approche conditionnelle pavlovienne, bien que «autoshaping» soit en réalité un abus de langage dans la mesure où, dans la procédure de Pavlovian, aucune réponse n’est renforcée ou «façonnée»; Hearst et Jenkins, 1974).

Avec l'autoshaping, la topographie exacte du CR dépend de l'espèce et de la nature des CS et des États-Unis. À l'origine, il avait été noté qu'il existait souvent une similitude frappante entre les schémas comportementaux impliqués dans la consommation d'une récompense et ceux dirigés vers le CS. Dans ses études avec des chiens et une récompense alimentaire Pavlov (1932) a déclaré: “… l'animal peut lécher la lampe électrique [CS], ou avoir l'air de prendre l'air dans sa bouche, ou de manger le son… se léchant les lèvres et faisant le bruit de mâcher avec ses dents comme s'il s'agissait d'une question de avoir la nourriture elle-même »(p. 95). De même, si la présentation d'un levier est immédiatement suivie par la délivrance d'une pastille alimentaire indépendante de la réponse, certains rats s'approcheront et saisiront souvent le levier comme s'il était lui-même un aliment (Davey et Cleland, 1982). Et lorsque les pigeons sont exposés à une lumière clé qui a été associée à une présentation d’eau (US), ils présentent un motif moteur spécifique à la consommation (avec mouvement de l’œsophage) dirigé vers la lumière clé. Ce modèle de comportement est distinct de la réponse qui émerge chez les pigeons après une association avec une récompense alimentaire (Jenkins et Moore, 1973; Voir aussi http://go.owu.edu/~deswartz/introduction.html). Remarquablement, quand un CS est associé à l’opportunité de copuler avec une caille japonaise (US), un mâle (Coturnix japonica) viendra, dans certaines conditions, s’approcher et copuler avec l’objet inanimé CS (Koksal et al., 2004, voir également Burns et Domjan, 1996; Burns et Domjan, 2001).

Le fait que la présentation du CS conduise souvent à un CR ressemblant au comportement provoqué par la récompense elle-même (par exemple, un comportement consommatif) a conduit à la notion que le CS agit comme un substitut pour les États-Unis - «substitution de stimulus» (Pavlov, 1927; Staddon et Simmelhag, 1971). Bien que cela corresponde à la théorie selon laquelle le SC assume les propriétés incitatives de la récompense, certains ont avancé que ce comportement est simplement le reflet d'un conditionnement sensorimoteur en l'absence de tout processus de motivation (voir ci-dessous). Berridge, 2001). Cependant, nous savons maintenant que les SC qui évoquent ces réactions consommatrices acquièrent les trois propriétés fondamentales des stimuli d’incitation (Berridge, 2001; Cardinal et al., 2002a): (1) ils doivent avoir la capacité d’élaborer une approche à leur égard comme indiqué par l’approche pavlovienne conditionnelle ou un comportement de suivi de la signalisation (par exemple, Flagel et al., 2008; Hearst et Jenkins, 1974; Peterson et al., 1972) (2), ils peuvent dynamiser les actions instrumentales en cours, comme indiqué par l’effet de transfert de Pavlovian à instrument (par exemple, Dickinson et al., 2000; Lovibond, 1983; Wyvell et Berridge, 2000) et (3) ils peuvent renforcer l'apprentissage de nouvelles actions instrumentales; c'est-à-dire qu'ils peuvent agir en tant que renforçateurs conditionnels (par exemple, Di Ciano et Everitt, 2004; Williams et Dunn, 1991). En outre, de nombreux exemples montrent que la forme du CR est influencée par la nature du CS (voir plus bas). Hollande, 1977), suggérant que le comportement de suivi des signes n’est pas dû à une simple substitution de stimulus. Par exemple, la forme du CR dans un CS qui prédit la nourriture est très différente si le CS est un levier, ou un rat vivant, ou un bloc de bois (Timberlake et Grant, 1975). Ainsi, la RC émergente est censée refléter l'activation de processus motivationnels complexes qui sont sous le contrôle d'un certain nombre de facteurs, y compris la nature des États-Unis et de la CS (Buzsaki, 1982; Davey et al., 1984; Jenkins et Moore, 1973; Moore, 1973; Timberlake et Lucas, 1985).

Le phénomène de suivi des signes a été bien caractérisé, les récompenses naturelles étant utilisées aux États-Unis (pour un examen, voir Boakes, 1977; Hearst et Jenkins, 1974; Tomie et al., 1989) et il existe de nombreux exemples dans lesquels les indices liés aux récompenses deviennent si attrayants qu'ils engendrent un comportement apparemment inadapté et sans doute compulsif (Boakes et al., 1978; Breland et Breland, 1961; Hearst et Jenkins, 1974; Williams et Williams, 1969). Dans un exemple classique, appelé «mauvaise conduite des organismes» (Breland et Breland, 1961, 1966), les ratons laveurs ont été formés pour déposer une pièce de bois dans une fente afin d’obtenir une récompense alimentaire. Les ratons laveurs ont au départ exécuté cette tâche sans hésiter, mais avec un entraînement plus poussé, ils semblaient incapables de lâcher la pièce et passaient plusieurs minutes à la manipuler de manière compulsive avec leurs pattes antérieures - mâcher, lécher, frotter et laver la pièce - morceau de nourriture - et mettre à plusieurs reprises la pièce de monnaie dans la fente, puis en tirant en arrière sans la relâcher. La pièce elle-même semblait avoir une grande valeur incitative, car les ratons laveurs étaient très réticentes à la rendre, même si la conserver avait été retardée ou même empêchée de recevoir de la nourriture. Un autre exemple intéressant, appelé «entretien automatique négatif», a été décrit à l'origine par Hearst et Jenkins (1974), qui a associé l’éclairage d’une clé à une extrémité d’une longue boîte à la livraison ultérieure d’une récompense alimentaire à l’autre extrémité. Bien qu'aucune réponse n'ait été requise pour recevoir la nourriture, les pigeons ont commencé à s'approcher et à picorer la lampe principale, même si cela les empêchait de récupérer la nourriture, qui était disponible à l'autre bout de la boîte pendant un temps limité. Ce comportement a persisté malgré le fait que les sujets avaient souvent très faim. On pourrait s’attendre à ce que, si les pigeons étaient en mesure de cesser de répondre au CS distant (et par conséquent de récupérer et de consommer la récompense), ils le feraient. Ce modèle de réponse apparemment compulsif est semblable à celui observé dans la toxicomanie en ce qu’il est déclenché par une impulsion déterminée par l’expérience passée et semble être relativement indépendant de la volition (Tomie, 1996). De plus, l’absence de contrôle inhibiteur (c’est-à-dire de comportement mésadapté) apparente chez les animaux surveillés est un attribut déterminant de l’impulsivité et relie ce comportement à des comportements de dépendance et à d’autres troubles du contrôle de l’impulsion (Tomie, 1996; Tomie et al., 1998).

Les études décrites ci-dessus sont en accord avec un certain nombre d’autres qui ont montré que le suivi des panneaux n’était pas dû au «renforcement accidentel» de la réponse et qu’il persiste même s’il entraîne une perte de renforcement (voir Gamzu et Williams, 1971; Killeen, 2003; Lajoie et Bindra, 1976; Timberlake et Lucas, 1985). En dépit de ces résultats, certains chercheurs ont mis en doute le rôle des processus pavloviens (stimulus-stimulus) dans le comportement de suivi des signes et ont affirmé que ce comportement pouvait être dû au renforcement de la réponse (voir Farwell et Ayres, 1979; Locurto et al., 1976; Locurto, 1981; Myerson et al., 1979; Sanabria et al., 2006; Wessels, 1974). Par exemple, après l’entraînement en autoshaping par lequel des rats ont développé un CR de suivi des signes, Locurto et ses collègues (1976) transféré les animaux à un calendrier d'omission. Dans cet horaire, si les animaux contactaient le levier CS, la récompense en nourriture était retenue. Des études antérieures avaient suggéré que, dans cette situation, les pigeons continuaient de contacter une lampe CS-key, bien qu'à un taux inférieur, ce qui était considéré comme une preuve que le comportement n'était pas contrôlé par le renforcement de la réponse (p. Ex. Williams et Williams, 1969). En revanche, Locurto et al. (1976) ont signalé que, dans ces conditions, les rats avaient cessé de toucher le levier CS, ce qui leur a permis d'indiquer que le comportement était influencé par le renforcement de la réponse. Cependant, même dans cette dernière étude, il est clairement établi que CS-lever a conservé ses propriétés de motivation pavloviennes conditionnelles, car Locurto et ses collègues (1976) a également signalé que la topographie de la réponse conditionnelle différait en fonction du calendrier de renforcement (c.-à-d. autoshaping vs omission). Avant d'instaurer le calendrier des omissions, le CR consistait à approcher le levier et à entrer en contact avec lui (c.-à-d. Le ronger et le mordre). Au cours du programme d'omission, les animaux ont continué à s'approcher et à faire preuve d'un comportement d'investigation (renifleur) dirigé vers le levier CS, mais ont tout simplement cessé de le contacter physiquement. Ces résultats suggèrent que même dans des conditions d'omission, le levier CS avait toujours des propriétés incitatives: les rats continuaient d'approcher et d'attirer leur attention sur celui-ci et ils avaient appris à éviter de le contacter directement. Ils ont retenu uniquement le maillon terminal de la chaîne de comportements qui composait le CR pavlovien (voir aussi Stiers et Silberberg, 1974). Ainsi, même ces données vont dans le sens de la conclusion qu’une approche de suivi des signes repose sur l’apprentissage pavlovien et non sur le renforcement de la réponse, et illustrent par ailleurs la capacité des signaux de Pavlovien à maintenir le comportement, même en l’absence de renforcement de la réponse.

Signalisation des indices associés aux médicaments

Tomie (1996) a été parmi les premiers à décrire les similitudes entre le comportement de suivi des signes de Pavlovian et les symptômes de toxicomanie, et ces dernières années, des chercheurs en toxicomanie ont commencé à explorer plus avant cette relation (Flagel et al., 2008; Flagel et al., 2006; Newlin, 2002; Tomie et al., 2007). Cependant, il existe encore très peu d’études sur le point de savoir dans quelle mesure les signaux associés aux médicaments sont favorables à un contrôle de la signalisation par signe (CR).Cunningham et Patel, 2007; Kearns et al., 2006; Krank et al., 2008; Uslaner et al., 2006). En effet, dans une revue de 2005, Everitt et Robbins dûment notés (p. 1482), «on pourrait logiquement penser que l’approche de Pavlovian est impliquée dans le fait d’attirer les humains de façon mésadaptée vers des sources de médicaments renforçant la dépendance… comme le souligne la théorie de la dépendance incitative. Cependant… l'approche d'une CS prédictive d'un médicament… n'a pas été clairement démontrée dans les études de laboratoire… bien que… [elle] soit facilement observée chez les animaux répondant à des avantages naturels. Il se peut… que l'influence comportementale des SC associée aux médicaments et aux renforçateurs naturels diffère fondamentalement à cet égard ». Cette idée a été initialement soutenue par un rapport selon lequel les rats ne sauraient approchez les signaux discrets associés à la livraison intraveineuse de cocaïne (Kearns et Weiss, 2004). S'il est vrai que «les drogues et les renforçateurs naturels diffèrent fondamentalement à cet égard», un certain nombre de théories de la toxicomanie devraient être sérieusement révisées.

Cependant, il a été rapporté à plusieurs reprises que les animaux s’approchent de signaux discrets associés à l’administration de médicaments (Cunningham et Patel, 2007; Krank et al., 2008; Uslaner et al., 2006). Par exemple, un US consistant en un éthanol / saccharine consommé par voie orale (Krank, 2003; Tomie, 2001; Tomie et al., 2003) ou une solution d’amphétamine / saccharine (Tomie, 2001) peut supporter le comportement de suivi des signes. Une des préoccupations de ces études est la possibilité que ce soit la solution sucrée plutôt que l'alcool qui prenne en charge l'approche, bien qu'il y ait eu des tentatives de contrôle de cette variable. Plus récemment, Krank et ses collègues (2008) a démontré sans ambiguïté la capacité d’une queue appariée à l’éthanol (légère) à induire un comportement de suivi des signes chez le rat en utilisant une solution d’éthanol non sucrée aux États-Unis. En outre, l’approche conditionnelle pavlovienne d’un repère visuel associé à des injections d’éthanol par voie intrapéritonéale a récemment été démontrée chez des souris utilisant une procédure de préférence de lieu conditionné modifiée, censée refléter le comportement de suivi du signe (Cunningham et Patel, 2007). Enfin, il a également été démontré qu'une queue associée à l'éthanol produisait des effets de transfert pavloviens-instrumentaux (Corbit et Janak, 2007).

À notre connaissance, la première étude démontrant que l'administration iv d'un médicament pouvait appuyer le suivi des signes jusqu'à un signal discret était la suivante: Uslaner et al. (2006). Dans cette expérience, une présentation 8 sec d’un levier rétractable éclairé (CS) a été associée au indépendant de la réponse l'administration d'une injection intraveineuse de cocaïne (US). Huit couples CS-US ont été présentés selon un calendrier avec un intervalle entre les essais variant de manière aléatoire avec une moyenne de 900 sec. Avec des appariements répétés des rats cocaïne et à levier, les rats qui ont reçu des présentations CS-US pseudo-aléatoires (c'est-à-dire non appariées) ont commencé à s'approcher de manière plus fiable et plus rapide. Ces résultats sont en contraste avec ceux rapportés par Kearns et Weiss (2004)et nous supposons que ces résultats disparates sont dus à des différences méthodologiques (pour plus de détails, voir Uslaner et al., 2006). Kearns et Weiss (2004) utilisé des intervalles inter-essais relativement courts, les présentations CS-US apparaissant en moyenne toutes les secondes 90. Contrairement à la récompense alimentaire, les effets neurobiologiques et interoceptifs de la cocaïne persistent plus longtemps que 90 sec. Il est donc possible que les effets de la précédente perfusion de médicament aient encore été ressentis lors de couplages ultérieurs CS-US, rendant difficile l’association de ces événements aux rats. Effectivement, Uslaner et ses collègues (2006) a utilisé avec succès l'intervalle plus long entre essais de 900 sec uniquement après avoir omis d'observer le comportement de suivi des signes avec des intervalles plus courts entre essais.

Dans une étude indépendante (non publiée) utilisant des lignées de rats élevés de manière sélective (Stead et al., 2006), nous avons récemment découvert que les animaux qui signent un CS associé à un aliment récompensent également un CS de cocaïne; alors que les buteurs ne le font pas. Ces résultats suggèrent que les différences individuelles dans le contrôle du comportement par des indices prédictifs des récompenses alimentaires peuvent également s'appliquer aux récompenses pharmaceutiques. Cependant, il est important de noter que la topographie de la RC qui se dégage est assez différente lorsque la cocaïne ou les aliments sont utilisés comme CS. Lorsque la cocaïne est utilisée aux États-Unis, les animaux entrent rarement en contact avec le levier, mais manifestent clairement un comportement de suivi des signes consistant en une orientation par rapport au levier suivie d'une approche et d'une exploration à proximité immédiate du levier en extension (Uslaner et al., 2006), similaire au CR observé lorsque la stimulation électrique intracrânienne est utilisée aux États-Unis (Peterson, 1975; Peterson et al., 1972; Phillips et al., 1981; Wilkie et McDonald, 1978).

Différences individuelles dans l'attribution de la saillance d'incitation aux signaux liés à la récompense: suivi des signes vs suivi des objectifs

Comme mentionné ci-dessus, lorsqu'un signal discret (CS) est présenté à plusieurs reprises en association avec la remise d'une récompense (US), un certain nombre de réponses différentes peuvent émerger et sont conditionnelles à cette relation (CR), et la topographie du CR dépend de nombre de facteurs, notamment l’espèce ou la souche de l’animal (Boakes, 1977; Kearns et al., 2006; Kemenes et Benjamin, 1989; Nilsson et al., 2008; Purdy et al., 1999), la nature du CS et des USA (Burns et Domjan, 1996; Davey et Cleland, 1982; Davey et al., 1984; Domjan et al., 1988; Hollande, 1977; Jenkins et Moore, 1973; Peterson et al., 1972; Schwam et Gamzu, 1975; Timberlake et Grant, 1975; Wasserman, 1973), les contingences spatiales et temporelles entre le CS et les États-Unis (Brown et al., 1993; Costa et Boakes, 2007; Holland, 1980a; Silva et al., 1992; Timberlake et Lucas, 1985), une expérience antérieure avec le CS ou les États-Unis (Boughner et Papini, 2003; Engberg et al., 1972; Gamzu et Williams, 1971) et l'état d'entraînement interne de l'animal (Berridge, 2001; Boakes, 1977; Davey et Cleland, 1982; Toates, 1986; Zamble et al., 1985; Zener, 1937). Pris ensemble, tous ces facteurs contribuent à l’état de motivation de l’animal et ont donc une incidence sur le degré d’acquisition de propriétés de motivation par le CS (Lajoie et Bindra, 1976).

Cependant, même lorsqu'ils sont formés dans des conditions identiques, il peut exister de grandes différences individuelles dans la nature du CR. A notre connaissance, Zener (1937) fut le premier à décrire systématiquement de telles différences individuelles lorsque les animaux étaient entraînés à l'aide des procédures de conditionnement de Pavlovian classiques. Zener (1937) sonner une cloche avec la livraison de nourriture, mais contrairement à la plupart des Pavlov's (1932) expériences originales les chiens dans les études de Zener n'étaient pas restreints. Cela a non seulement révélé la complexité des CR qui se développent, mais aussi de grandes différences individuelles. Zener (1937) ont rapporté qu'après l'entraînement, certains chiens ont répondu au CS avec «un premier regard sur la cloche» suivi par «une fixation constante… sur le plateau de cuisson…», tandis que d'autres ont présenté un «petit mais net mouvement d'approche vers le stimulus conditionné… suivi par une sauvegarde plus tard à une position pour manger », une séquence décrite par Zener comme un« phénomène frappant »(pg. 391). Encore d'autres chiens vacillèrent, regardant en arrière entre la cloche et la casserole.

La variation individuelle de la topographie des CR évoquée par un stimulus prédictif de l'alimentation n'a pas retenu beaucoup plus d'attention avant 1977, lorsque Boakes a décrit des différences individuelles similaires chez le rat. Boakes (1977) a utilisé une procédure standard de fabrication automatique consistant à allumer brièvement un levier immédiatement suivi de la livraison non conditionnelle d'une pastille alimentaire. Il a signalé qu'au cours de la présentation du CS, des rats se sont approchés du contact avec le levier et sont allés au plateau de nourriture après le décalage du CS, de la même manière que ce qui avait été décrit précédemment (Hearst et Jenkins, 1974). Cependant, après la présentation du CS, d’autres rats se sont immédiatement rendus à l’endroit où les aliments seraient distribués et ont actionné à plusieurs reprises le volet du plateau. Boakes (1977), comme ses prédécesseurs (Hearst et Jenkins, 1974), appelée approche évoquée par CS de la queue (ou du signe) “suivi des signes"Et, dans un souci de symétrie, a fait référence à l'approche évoquée par CS de l'endroit où la nourriture serait livrée"suivi des objectifs, ”Et nous continuerons à utiliser cette terminologie ici. Il est intéressant de noter que la probabilité de suivi des signes ou des objectifs dépendait de la présence du levier illuminé (CS) et diminuait lorsque la nourriture (US) était retirée ou présentée au hasard par rapport à la CS (Boakes, 1977). Boakes (1977) a également constaté que des changements dans la probabilité de renforcement pourraient affecter de manière significative la réponse comportementale apparue. La distribution de nourriture dans seulement la moitié des essais était plus efficace pour produire un CR de suivi des signes que si la nourriture était livrée à chaque essai, ce qui augmentait le CR de suivi des objectifs. Modifier le niveau de privation de nourriture des sujets a eu un effet moindre, mais mesurable (Boakes, 1977).

Compte tenu de l’importance accordée aux processus conditionnels pavloviens dans le contrôle du comportement et de la toxicomanie, le sujet a fait l’objet de nombreuses études et revues (par exemple, Cardinal et al., 2002a; Day et Carelli, 2007; Tomie, 1996; Tomie et al., 2007) - il est surprenant de constater que très peu d’études ont comparé directement les RC de suivi des signes et de suivi des objectifs depuis les études initiales de Zener (1937) ainsi que le Boakes (1977). Une explication à cela peut être le fait que dans la plupart des études sur le comportement d’approche conditionnelle pavlovienne, les conditions utilisées ne permettent pas l’évaluation simultanée du suivi des signes et des objectifs, ou ne favorisent le développement que d’un seul des deux CR (sauf exception). voir Burns et Domjan, 1996; Nilsson et al., 2008). Cependant, quelques études ont été menées sur les conditions favorables à un suivi des signes par rapport à un suivi par objectif. Par exemple, à l'aide de rats, Davey, Cleland et ses collègues (Cleland et Davey, 1983; Davey et Cleland, 1982; Davey et al., 1981) ont signalé que le suivi des signes se produisait pour un stimulus visuel discret associé à une récompense alimentaire, mais pas pour un SC auditif localisable. La réponse conditionnelle prédominante à un stimulus auditif est le suivi des objectifs, peu de comportements d’approche étant dirigés vers le SC. Il a également été établi que l’augmentation de la distance temporelle ou spatiale entre le CS et les États-Unis entraîne un déclin de la réponse de suivi des panneaux et une augmentation de la réponse de suivi des objectifs (Brown et al., 1993; Costa et Boakes, 2007; Holland, 1980a, b; Silva et al., 1992).

Bien que des recherches aient été menées sur les conditions qui ont conduit à la mise au point d’un rapport de suivi d’affichage par rapport à un suivi d’objectifs, aucune attention n’a été portée aux différences individuelles quant à la propension à développer l’un ou l’autre rapport. Nous pensons que cela pourrait être un domaine d'étude important car il fournit un moyen d'évaluer les différences individuelles dans la propension à attribuer une valeur incitative à des indices prédictifs des récompenses. Tomie et al. (2000) a signalé des différences individuelles dans les performances de CR de presse à levier (c.-à-d., la propension à suivre des traces) en utilisant un paradigme de formation automatique et a mis en évidence des modifications associées de la libération de corticostérone induite par le stress et des niveaux mésolimbiques de monoamines. Plus précisément, Tomie (2000) ont trouvé des taux élevés de corticostérone après la séance (voir aussi Figure 4 ci-dessous) et des taux tissulaires plus élevés de dopamine et de DOPAC dans le noyau accumbens, des taux plus bas de turnover de DOPAC / DA dans le putamen caudé et des niveaux plus bas de 5-HIAA et de 5-HIAA / 5-HT dans la région tégmentale ventrale (VTA ). Tomie et ses collègues (2000) ont conclu que le profil neurochimique évident chez les rats qui étaient plus susceptibles de signer suivait certaines caractéristiques de vulnérabilité à la toxicomanie. Tomie (1998) a également signalé que les rats qui adoptent un comportement de suivi des signes plus vigoureux sont plus susceptibles d’être impulsifs, comme le montre la tendance à choisir de petites récompenses immédiates par rapport à des récompenses différées plus importantes.

 

Figure 4

Réponse à la corticostérone avant et après la première session de formation automatique. Les données sont exprimées en taux moyens de corticostérone (Cort) (ng / ml) ± SEM avant l’entraînement (niveaux basal) et immédiatement après la première séance d’entraînement (Post). ...

Les travaux de Tomie sur la traçabilité des signes liés aux aliments et à l'éthanol, et sur la manière dont ce comportement peut contribuer au développement de la consommation compulsive de drogues, nous ont incités à explorer les différences individuelles dans ce comportement. Nos premières études ont porté sur l’élaboration de procédures visant à étudier l’approche conditionnelle d’un signal associé à la délivrance de cocaïne par voie intraveineuse (Uslaner et al., 2006). Cependant, ce faisant, nous avons également mené des études utilisant de la nourriture comme récompense. Dans ces études, nous avons observé de grandes différences individuelles dans la RC qui apparaissaient après la présentation par un couple d’un levier avec la livraison d’une pastille alimentaire (Flagel et al., 2008; Flagel et al., 2007), comme décrit par Boakes (1977). En bref, dans nos études, un levier illuminé (CS) est présenté pour 8 sec et, immédiatement après sa rétraction, un granulé alimentaire à la banane (US) est livré dans un récipient à proximité, situé à environ 2.5 cm de l'emplacement du levier CS. . La remise de la récompense est indépendante du comportement de l'animal (aucune action explicite n'est renforcée). Une seule session est composée d'appariements 25 CS-US présentés selon un programme à intervalles aléatoires de secondes 90, et une session (40 min) est effectuée par jour. Les rats ne sont pas privés de nourriture, mais ils consomment tous la totalité des granulés alimentaires livrés. Dans ces conditions, en utilisant un échantillon de rats Sprague-Dawley disponibles dans le commerce, nous avons constaté que les animaux peuvent être divisés grossièrement en trois groupes en fonction de la réponse conditionnelle qui se dégage. Environ un tiers des rats (suiveurs de signes) se rapprochent de préférence et engagent vigoureusement le signal prédictif de récompense (levier CS; voir Figures 1A, 2A, 2C ainsi que le Et3) .3). Un indice de cette réponse de suivi des signes est le nombre de fois qu’un rat appuie sur le levier (Figure 2C) ce qu’il fait généralement en le saisissant et en le rongeant (Figure 1A). Lorsque le levier est rétracté, ces animaux vont immédiatement récupérer le culot de nourriture. Environ un autre tiers des rats (suiveurs de buts) s’approchent très rarement du CS prédictif de récompense (Figure 3), mais au lieu de cela, sur présentation du levier CS, ils apprennent à se rendre rapidement au réceptacle de nourriture et viennent y mettre le nez à plusieurs reprises en attendant la remise de la récompense (voir Figures 1B, 2B et 2D). Le tiers restant des rats (groupe intermédiaire) ne montre pas de suivi clair des signes ni de suivi des objectifs, mais vacille entre le signal et le but (voir Chiffres 2 ainsi que le Et3; 3; Flagel et al., 2008; Voir aussi Boakes, 1977; Zener, 1937). Tous les animaux, quel que soit leur CR, récupèrent et mangent tous les granulés d'aliments et leur comportement pendant les intervalles entre les essais est pratiquement identique. Ainsi, le suivi des signes et des objectifs est subordonné à la présentation du levier (le CS). De plus, si la présentation de CS-lever est explicitement ne sauraient couplé avec la livraison de nourriture, mais se produit au hasard, ni le suivi des signes ni le suivi des objectifs CR ne se développent (données non publiées).

 

Figure 1

Les images représentatives d'une cassette vidéo d'un rat engagé dans (A) un CR de suivi des signes ou (B) un CR de suivi des objectifs. Le suivi de signalisation CR est dirigé vers le levier CS (à gauche du récipient à aliments) et consiste à saisir et ronger le levier. le ...

 

Figure 2

Suivi des signes et des objectifs. Les rats ont été classés en trois groupes en fonction de leur nombre moyen de «presses à levier» au cours des séances d'entraînement quotidiennes 16. Les cercles noirs représentent le tiers des animaux qui ont le plus ...

 

Figure 3

Différence dans la probabilité d’approche du levier par rapport à l’approche du gobelet (différence entre le gobelet et le levier; voir Boakes, 1977; Flagel et al., 2008). Un péché Figure 2, les cercles noirs représentent les suiveurs de signes (ST; n = 14), les cercles ouverts représentent les suiveurs de buts ...

Bien que les différences individuelles soient évidentes même après le premier jour de formation, il est important de souligner que tous les deux le suivi des signes et le suivi des objectifs sont des réponses apprises qui dépendent de couplages répétés CS-US, et les deux CR sont évoqués par le même signal; c’est-à-dire le même stimulus conditionnel (le levier; voir Chiffres 2 ainsi que le Et3) .3). Pour les suiveurs de signes et les suiveurs de buts, les couplages répétés CS-US augmentent la probabilité d'approche au cours de la période CS vers le repère ou le but, respectivement (Chiffres 2 ainsi que le And3), 3), la vigueur avec laquelle ils engagent la queue ou le but (Figure 2C et 2D) et la rapidité avec laquelle ils approchent le repère ou le but (Figure 2E et 2F). De plus, la tendance des suiveurs de signes à s'approcher du levier prédictif des récompenses et à l'approche du gobelet alimentaire (objectif) pendant la période de CS reste stable, même avec un entraînement prolongé. Dans nos rapports publiés (Flagel et al., 2008; Flagel et al., 2007) nous ne présentons des données que pour 5 jours de formation, mais Figure 3 nous montrons des données inédites sur des animaux entraînés pendant plusieurs jours consécutifs 16 et il est clair qu’une fois mis au point, les rapports de suivi des signes et des objectifs restaient stables. En revanche, avec un entraînement prolongé, les rats du groupe intermédiaire ont tendance à commencer à suivre les signes, même s'ils ne sont toujours pas à des niveaux équivalents à ceux des animaux initialement classés comme suiveurs de signes. La préférence initiale pour le gobelet alimentaire chez tous les animaux (ou le manque de préférence initiale pour le levier dans les suiveurs de signes) n’est pas surprenante étant donné que tous les animaux ont été «pré-formés» à la récupération des pellets du gobelet alimentaire (voir aussi Flagel et al., 2008).

Sur la base de ces données, il est clair que pour les suiveurs de signes et les suiveurs d’objectifs, l’indicateur prédictif de récompense (CS) fournit les informations nécessaires au soutien de l’apprentissage. Dans les suivis d'enseignes et les suivis d'objectifs, les couplages répétés CS-US entraînent l'élaboration d'une réponse apprise conditionnée à la présentation de la CS. Autrement dit, le CS est également prédictive de récompense pour les deux groupes, et les deux groupes développent une réponse conditionnelle, mais ce qui diffère est la direction du CR. Les suiveurs de signes s'approchent et manipulent le repère prédictif de récompense (levier) lui-même, même s'il est situé loin de l'emplacement où la récompense sera livrée (tasse de nourriture). En revanche, lors de la présentation des objectifs, les suiveurs d'objectifs de CS-lever ne s'en approchent pas, mais le traitent comme un signal pour la remise imminente d'une récompense et approchent le lieu où la récompense sera remise (c.-à-d. Une tasse de nourriture). Ainsi, un signal qui agit comme une CS prédictive «informative» et soutient l’apprentissage chez tous les animaux devient «attractif» et suscite une approche envers lui-même chez certains mais pas chez d’autres.

Bien que les mécanismes sous-jacents n’aient pas encore été définis, il peut être utile d’examiner ces résultats en utilisant le cadre théorique de la motivation par incitation (Berridge, 2001; Bindra, 1978; Bolles, 1972). Comme mentionné ci-dessus, les CS qui acquièrent des propriétés de motivation, ou qui utilisent la terminologie de Berridge (2001), les stimuli attribués à la saillance incitative, deviennent attrayants, peuvent stimuler le comportement en cours et peuvent servir de renforçateurs conditionnels (voir également Cardinal et al., 2002a). Dans les suivis d'enseignes, le CS devient attrayant, comme l'indique le fait qu'il s'en approche. Fait important, nous avons également constaté dans une série d'études non publiées que, pour les suiveurs de signes, le levier CS agit comme un renforcement conditionnel efficace, renforçant l'apprentissage d'une nouvelle réponse instrumentale. Ainsi, pour les suiveurs de signes, le SC lui-même acquiert au moins deux des propriétés qui définissent un stimulus d’incitation, ce qui suggère que, chez ces animaux, le levier de CS est attribué à la saillance d’incitation. D'autre part, dans les suivis d'objectifs, le CS ne semble pas être attractif en soi, car ils ne s'en approchent pas, et il est important de noter que, dans des études non publiées, nous avons constaté que dans les suivis d'objectifs, le levier CS était relativement inefficace en tant que conditionnel. renforçant. Ainsi, pour les suiveurs d'objectifs, le SC n'acquiert pas ces propriétés déterminantes d'un stimulus d'incitation, ce qui suggère que chez ces animaux, le CS lui-même n'est pas attribué à la saillance d'incitation.

Dans le contexte de cette formulation théorique, il est intéressant de réfléchir aux différences entre les suiveurs de signes et les suiveurs de buts. Il se peut qu’ils ne diffèrent pas par leur capacité à attribuer la saillance incitative aux stimuli en tant que tels, mais De c'est attribué. Ainsi, pour les suiveurs d’objectifs, il se peut que le SC dirige l’écart d’incitation sur lui-même - et dans ce cas-ci vers le gobelet à nourriture - alors que les suiveurs d’objectifs viennent s’engager vigoureusement dans le gobelet et orienter vers lui des comportements de type consommation (Mahler et Berridge 2008, communication personnelle). D'autre part, il est également possible que, pour les suiveurs d'objectifs, le CS évoque une attente cognitive de récompense et que leur comportement soit régi davantage par des processus cognitifs que par des processus incitatifs (Toates, 1998). Quoi qu’il en soit, ensemble, ces données suggèrent que, dans les suivis de signes, le signal prédictif de récompense lui-même, le CS, acquiert des propriétés de motivation incitatives, mais pas dans les suivis d’objectifs. Une autre implication intéressante de ces différences individuelles est qu'elles suggèrent qu'il est possible de dissocier la valeur prédictive ou «informationnelle» d'un SC de ses propriétés incitatives de motivation. Étant donné que les propriétés «informationnelles» et «incitatives» des signaux prédictifs de récompense sont des phénomènes psychologiques dissociables, elles sont probablement véhiculées par des systèmes neuronaux dissociables. Cette distinction peut être importante pour explorer les mécanismes neuronaux par lesquels les signaux liés aux récompenses viennent contrôler le comportement et attendent des recherches plus poussées.

Corrélats du comportement de suivi des signes et des objectifs

Conclusion: implications pour la toxicomanie

C’est l’attribution de propriétés incitatives de motivation (via l’apprentissage pavlovien) qui rend les signaux prédictifs de récompense attractifs, souhaités et «recherchés» (Berridge et Robinson, 2003; Robinson et Berridge, 1993) - et l’attribution excessive ou pathologique de la saillance incitative à de tels signaux peut contribuer au développement de troubles du comportement compulsifs (Robinson et Berridge, 1993). L'idée selon laquelle les signaux liés aux récompenses peuvent devenir irrésistiblement attrayants et acquérir un contrôle démesuré sur le comportement n'est pas un nouveau concept. Le joueur a décrit le phénomène de manière vivante dans l’un des plus anciens textes écrits connus au monde, le Rig Veda, qui remonte à 1200 BCE (voir O'Flaherty, 1981). En parlant de ses dés, le joueur a déclaré: «Les gouttes d'oreilles noisette tremblantes du grand arbre… enivrer moi comme ils roulent sur la planche sillonnée… Les dés me paraissent comme un verre de soma… me gardant réveillé et excité"..." quand les dés marron élèvent la voix quand ils sont jetés, je cours immédiatement au rendez-vous avec eux, comme une femme pour son amant "..." Ils (les dés) sont recouverts de miel - un pouvoir irrésistible au-dessus du joueur. »Selon la terminologie actuelle, ces dés semblent avoir une importance considérable.

En conclusion, on pense que l’apprentissage pavlovien contribue à attirer les humains vers des stimuli associés à la drogue et des sources de drogues addictives, contribuant ainsi à la propension à la rechute (Di Chiara, 1998; Everitt et Robbins, 2005; Robinson et Berridge, 1993; Stewart et al., 1984; Tomie, 1996; Tomie et al., 2007). Sur la base des comptes théoriques et des résultats expérimentaux présentés ici, nous suggérons que les différences individuelles dans la tendance à attribuer la saillance incitative à des signaux prédictifs de récompense puissent conférer une vulnérabilité ou une résistance aux troubles du comportement compulsifs, y compris la dépendance. Ainsi, nous suggérons que la distinction entre les phénotypes de suivi des signes et des objectifs puisse fournir un moyen d'explorer les différences individuelles dans la tendance à attribuer une valeur incitative à des indices prédictifs de récompense, et à leur capacité à obtenir un contrôle excessif sur le comportement.

Remerciements

Notes

Bibliographie