fonte
Departamento de Bioloxía Celular, Universidade de Cincinnati, Cincinnati, Ohio, Estados Unidos.
Abstracto
TEMA:
Unha incapacidade para inhibir os comportamentos unha vez que se volven inadaptados é un compoñente de varias enfermidades psiquiátricas, e identificouse a cortiza prefrontal media (mPFC) como un mediador potencial da inhibición do comportamento. O estudo actual probou se o mPFC está implicado na inhibición do comportamento sexual cando está asociado a resultados aversivos.
MÉTODOS:
Usando ratas masculinas, os efectos das lesións das áreas infralímbicas e prelímbicas do mPFC sobre a expresión do comportamento sexual e a capacidade de inhibición do apareamento probáronse usando un paradigma de aversión continxente á cópula.
RESULTADOS:
As lesións mediais da cortiza prefrontal non alteraron a expresión do comportamento sexual. En contraste, as lesións de mPFC bloquearon por completo a adquisición de aversión por sexo e os animais lesionados continuaron aparecendo, en contraste coa robusta inhibición do comportamento cara á copulación de animais masculinos intactos de mPFC, o que resulta en só 22% de animais masculinos intactos que continúan aparecendo. Non obstante, as ratas con lesións mPFC foron capaces de formar unha preferencia de lugar condicionada á recompensa sexual e á aversión ao lugar condicionado para o cloruro de litio, o que suxire que estas lesións non alteran a aprendizaxe asociativa nin a sensibilidade para o cloruro de litio.
CONCLUSIÓNS:
O estudo actual indica que os animais con lesións por mPFC son susceptibles de formar asociacións con resultados aversivos do seu comportamento, pero non teñen a capacidade de suprimir a busca de recompensa sexual ante consecuencias aversivas. Estes datos poden contribuír a unha mellor comprensión dunha patoloxía común subxacente aos trastornos do control de impulsos, xa que o comportamento sexual compulsivo ten unha alta prevalencia de comorbilidade con trastornos psiquiátricos e enfermidade de Parkinson.
Introdución
O córtex prefrontal medial (mPFC) está implicado en moitas funcións de orde superior do sistema nervioso dos mamíferos, incluída a regulación de excitación emocional, comportamentos similares á ansiedade, así como a flexibilidade comportamental e a toma de decisións (1-5). Crese que a toma de decisións baseada en recompensas está controlada por un circuíto neuronal composto por mPFC, amígdala e estriato (6) no que o mPFC actúa como controlador "de arriba abaixo" deste proceso (7,8). Unha característica central da toma de decisións baseada en recompensas é a capacidade de rastrexar as relacións de "resposta-resultado" ao longo do tempo (9). Deste xeito, cando as consecuencias asociadas a unha acción conductual se desfavorecen, a frecuencia destas accións diminúe. Isto dá como resultado unha adaptación positiva do comportamento e esta resposta depende da función mPFC intacta (8, 10). Unha incapacidade de alterar as accións condutuais unha vez que levan consecuencias adversas é un síntoma común a unha variedade de trastornos adictivos (11-15).
O comportamento sexual masculino de roedor é un comportamento natural baseado en recompensa no que se controlan as relacións resposta-resultado para conseguir o obxectivo da cópula (16). Non obstante, as ratas macho abstéñense de copular cando o comportamento sexual está vinculado co estímulo aversivo do cloruro de litio (LiCl; 17, 18). A actividade do mPFC correlacionouse co comportamento sexual masculino en roedores (19-25) e humanos (26). Non obstante, o papel exacto do mPFC no comportamento sexual aínda non está claro. O obxectivo do presente estudo foi caracterizar os efectos das lesións de mPFC na expresión de comportamentos sexuais e na adquisición de inhibición do comportamento cara a comportamentos sexuais en ratas mediante un modelo de aversión continxente á cópula. As lesións incluíron os núcleos infralímbicos (IL) e prelímbicos (PL) do mPFC, xa que se demostrou que estas subrexións proxectan áreas cerebrais implicadas na regulación do comportamento sexual (20). Os resultados deste estudo mostran que a función mPFC intacta non é necesaria para a expresión normal do comportamento sexual. En vez diso, os resultados apoian a hipótese de que o mPFC regula a execución da inhibición do comportamento cara ao comportamento sexual cando este comportamento está asociado a resultados aversivos.
MATERIAIS E MÉTODOS
animais
O macho adulto (250 – 260 gramos) As ratas Sprague Dawley obtidas dos laboratorios Harlan (Indianápolis) aloxáronse individualmente nunha sala artificialmente iluminada nun ciclo de luz / escura invertida (12: 12 h, apágase en 10 AM) a unha temperatura de 72 ° F. Alimentos e auga estaban dispoñibles en todo momento. En todas as probas de apareamento utilizáronse estrógenos ovariagnomizados, estróxenos (cápsula silástica sc con 5% 17-beta-estradiol benzoato) e proxesterona (inxección sc 500 μg en 0.1 ml de aceite de sésamo). Comezou catro horas despois do inicio do período escuro e o comportamento foi realizado nunha gaiola de proba de Plexiglas rectangular (210 × 225 × 60 cm) baixo iluminación vermella escura. Todos os procedementos foron aprobados polo Comité de coidado e uso de animais da Universidade de Cincinnati, Comité de coidados de animais da Universidade de Western Ontario e conformáronse coas directrices NIH e CCAC que inclúen animais vertebrados na investigación.
Cirurxía lesional
Os animais foron anestesiados cunha dose de 1-ml / kg (87 mg / kg Ketamina e 13 mg / kg Xilazina). Os animais colocáronse nun aparello estereotóxico (instrumentos de Kopf, Tujunga, CA EE. UU.), Fíxose unha incisión para expoñer o cranio e forados forados por encima dos sitios de inxección utilizando un taladro de dremmel (Dremmel, EE. UU.). O ácido iboténico (0.25μl, 2% en PBS) foi infundido bilateralmente utilizando dúas inxeccións en diferentes coordenadas dorsoventrais, cada unha durante un período de minutos 1.5 usando unha xeringa 5μl Hamilton nas seguintes coordenadas en relación con Bregma (con cranio nivelado horizontalmente): para PL e IL lesións: AP = 2.9, ML = 0.6, DV = −5.0 e −2.5. As lesións de vergoña realizáronse seguindo os mesmos métodos, pero mediante inxeccións de vehículos (PBS). Todos os animais foron autorizados a recuperarse durante 7-10 días antes da proba de comportamento.
Proxecto
Expresión de comportamentos sexuais
As lesións de PL e IL realizáronse en animais sexuais inxenuos antes da cirurxía. Despois da recuperación, os animais permitíronse aparellar unha vez por semana ata a exhibición dunha eyaculación, durante un total de catro semanas consecutivas despois da cirurxía. Analizáronse as diferenzas nos parámetros sexuais (ou sexa, latencias para montar, intromisión, eyaculación e número de monturas e intromisións) dentro de cada experimento usando un ANOVA unidireccional coa cirurxía de lesión como factor. As comparacións post hoc realizáronse empregando probas de Fishers PLSD, todas con niveis de significación do 5%.
Experimentos elevados de labirinto
Os animais con lesións ou tratamento simulado foron probados no labirinto máis elevado (EPM). Esta proba realizouse cinco semanas despois da cirurxía e unha semana despois da última sesión de apareamiento. O EPM estaba feito de plexiglás claro e consistía en catro brazos de igual lonxitude que se estendían desde a arena central que formaba a forma dun signo máis. Dous brazos do labirinto estaban abertos ao ambiente externo e os outros dous brazos do labirinto estaban encerrados por bordos escuros (40cm alto) que se estendían ao longo de todo o brazo. Os bordes entre a zona central e os brazos foron definidos por raias brancas nos brazos situados 12cm desde o medio do labirinto. As probas EPM leváronse a cabo baixo unha iluminación tenue, 1 – 4 horas despois do inicio do período escuro. As diferenzas entre os animais simulados e os lesionados determináronse empregando probas de estudante con nivel de significación 5%.
Aversión sexual condicionada
As ratas macho foron sometidas a tres sesións de apareamiento para obter experiencia sexual antes da lesión ou simulación. Neste estudo incluíronse animais que presentaban unha ejaculación durante polo menos dous de cada tres probas de apareamiento pre-cirúrxicos e dividíronse aleatoriamente en catro grupos experimentais: Sham-LiCl, Lesion-LiCl, Sham-Saline e Lesion-Saline. Realizáronse cirugías de lesións ou simulacros 3 días despois da última sesión de adestramento. Permitíuselles a recuperación dos animais durante unha semana despois de que se iniciaran as sesións de acondicionamento. Durante as sesións de acondicionamento, a metade dos simulados e os machos lesionados recibiron LiCl inmediatamente despois do apareamiento (Sham-LiCl e Lesion-LiCl), mentres que a outra metade do simulado e os machos lesionados servían como control e recibiron solución salina inmediatamente despois do apareamiento (Sham-Saline e Lesión-Salina). Ao día do acondicionamento 1, permitíuselles aos animais aparearse nunha eyaculación e inxectáronse nun minuto despois da exaculación cunha dose 20ml / kg de 0.15M LiCl ou solución salina e logo colocados de volta nas súas gaiolas. Pola mañá no día do acondicionamento 2, todos os machos foron pesados e aos animais acondicionados con solución salina recibiu unha dose de 20ml / kg de 0.15M LiCl, mentres que os animais acondicionados con LiCl foron inxectados cunha dose equivalente de solución salina. Este paradigma foi repetido durante vinte días consecutivos cun total de dez sesións de acondicionamento completas. Os parámetros de comportamento sexual rexistráronse durante cada proba. Analizáronse as diferenzas en porcentaxes de animais que mostraban montajes e intromisións, ou ejaculações para cada proba mediante a análise de Chi-cadrado cun nivel de significación 5%. Xa que non se detectaron diferenzas entre os grupos Sham-Saline e Lesion-Saline en ningún parámetro, estes dous grupos combináronse para a análise estatística (n = 9) e foron comparados co grupo Lesion-LiCl ou Sham-LiCl.
Preferencia de lugar condicionada
Os animais de inxenuidade sexual foron sometidos a cirurxía de lesión como se describiu anteriormente e permitíuselles recuperarse durante unha semana antes das probas de comportamento. Todas as probas de comportamento comezaron 4 horas despois do inicio do período escuro. O aparello de preferencia de lugar acondicionado dividiuse en tres cámaras cunha cámara central neutra. Un dos lados da cámara tiña paredes brancas e unha planta de reixa, mentres que o outro lado era negro con varas de aceiro inoxidable como piso, a cámara central estaba gris con chan de plexiglás (Med Associates, St. Albans, VT). En primeiro lugar, realizouse un pre-test para establecer unha preferencia natural para cada individuo antes de que comezase o acondicionamento, todos os animais foron colocados na cámara central con acceso gratuíto a todas as cámaras durante quince minutos e rexistrouse o tempo total pasado en cada cámara. Ao día seguinte, é dicir, o día do acondicionamento 1, os machos aparellaron a unha eyaculación na súa gaiola doméstica sobre a que foron inmediatamente colocados na cámara inicialmente non preferida durante trinta minutos sen acceso ás outras cámaras ou foron colocados na súa cámara inicialmente preferida. trinta minutos sen comportamento sexual previo. No segundo día de condicionamentos, os machos recibiron o tratamento oposto. Este paradigma de acondicionamento foi repetido unha vez máis. Ao día seguinte, realizouse unha proba posterior que era idéntica aos procedementos previos. Usáronse dous valores separados para determinar se os animais lesionados con mPFC formaron unha preferencia de lugar condicionada ao sexo. A primeira puntuación foi a puntuación da diferenza, definida como a diferenza entre o tempo dedicado á cámara inicialmente preferida eo tempo dedicado á cámara inicialmente non preferida. A puntuación de preferencia definíase como o tempo dedicado á cámara inicialmente non preferida dividida polo tempo dedicado á cámara inicialmente non preferida máis o tempo dedicado á cámara inicialmente preferida. Comparáronse as puntuacións de preferencia e diferenza para cada animal entre a proba previa e a posta en probas mediante ensaios de t de parella con niveis de significación 5%. Estudos anteriores demostraron que o apareamento produce unha preferencia de lugar acondicionado robusto empregando este paradigma e que os tratamentos de control non resultan en cambios de preferencia (27-29).
Aversión do lugar acondicionado
Os animais de inxenuidade sexual foron sometidos a unha cirurxía de lesión ou simulación como se describiu anteriormente e permitíuselles recuperarse unha semana antes das probas de comportamento. Todas as probas de comportamento comezaron 4 horas despois do inicio do período de luz. Usando o aparello CPP descrito anteriormente, as inxeccións de LiCl ou de solución salina foron emparejadas coa cámara inicialmente preferida ou non preferida respectivamente durante dous ensaios de acondicionamento de xeito compensado. Realizáronse probas previos e posteriores e analizáronse os datos como se describiu anteriormente usando probas t de estudantes emparelladas con niveis de significación 5%.
Verificación de lesións
Para a verificación da lesión, os animais foron perfundidos transcardialmente con 4% de paraformaldehido e os cerebros foron seccionados (coronaria). As seccións foron inmunoprocesadas para o marcador neuronal NeuN usando un antisuero primario na solución de incubación que recoñece NeuN (antisuero anti-NeuN monoclonal; 1: 10,000; Chemicon) e métodos estándar de inmunoperoxidase (19). A localización e tamaño das lesións iboténicas determinouse analizando a área en seccións adxacentes de mPFC desprovistas de tinguidura de neuronas NeuN. As lesións do mPFC normalmente abarcan unha distancia de AP + 4.85 a + 1.70 en relación ao bregma (Figura 1A – C). Consideráronse completas as lesións se destruíron 100% da IL e 80% do PL, e só se incluíron animais con lesións completas nas análises estatísticas (experimento de comportamento sexual, lesión n = 11, falso n = 12; experimento EPM, lesión n = 5, falso n = 4; experimento condicionado de aversión sexual, sham-saline n = 4, sham-LiCl n = 9, lesión-salina n = 5, lesión-LiCl n = 12; experimento de preferencia de lugar condicionado, lesión n = 5 experimento de aversión no lugar condicionado, falla n = 12, lesión n = 9).
RESULTADOS
Comportamento sexual
As lesións PL / IL non afectaron a ningún parámetro sexual probado en machos que eran inxenuos antes da cirurxía.Figura 1D – F). De acordo, non se detectaron efectos das lesións PL / IL no comportamento sexual nos machos con experiencia sexual incluídos no experimento de aversión sexual condicionado, durante o primeiro ensaio, polo tanto antes do emparellamento de LiCl co comportamento sexual (Táboa 1). Por iso, as lesións PL / IL non afectaron ao comportamento sexual sen experiencia sexual.
Labirinto máis elevado
De acordo cos informes anteriores (27-29), as ratas macho con lesións mPFC varóns mostraban máis entradas nos brazos abertos do EPM en comparación cos controis (Figura 1G), o que suxire que a función mPFC é fundamental para situacións que requiren a avaliación do risco.
Aversión sexual condicionada
Efectos do condicionamento de LiCl sobre o comportamento sexual
O acondicionamento de LiCl resultou nunha redución significativa das porcentaxes de machos simulados que mostraban montajes, intromisións ou ejaculação en comparación cos controis salinais simulados (Figura 2A – B). Non obstante, as lesións de mPFC bloquearon por completo a inhibición causada polo condicionamento de LiCl. O análise chi-cadrado revelou diferenzas significativas entre os grupos detectados nas porcentaxes de animais que se mostraban.Imaxe 2A), intromisións (non mostradas; datos idénticos a.) Imaxe 2A), ou eyaculacións (Imaxe 2B). Especificamente, as porcentaxes de machos que mostraban montajes, intromisións ou ejaculação eran significativamente máis baixas no grupo Sham-LiCl en comparación con animais de control tratados con salina (Sham e Lesion), indicando un efecto perturbador do condicionamento de LiCl na cópula en animais simulados. En contraste, non se observou ningún efecto do condicionamento de LiCl nos machos de Lesión-LiCl (Figuras 2A – B). Así, a función mPFC é fundamental para a adquisición da inhibición condicionada do comportamento sexual. Non obstante, é posible que as lesións PL / IL atenúan a aprendizaxe asociativa asociada á recompensa sexual, polo que nun estudo separado probáronse os efectos das lesións PL / IL na adquisición dunha preferencia por lugar condicionado por recompensa sexual.
Preferencia de lugar e aversión condicionada
As ratas con lesións mPFC mostraron unha aprendizaxe asociativa normal de sinais contextuais vinculados á recompensa sexual, como indica un aumento da puntuación de diferenza e puntuación de preferencia durante o pos-test (Figura 3A – B). Ademais, as lesións non afectaron á aprendizaxe asociativa de sinais contextuais con malestar inducido por LiCl, indicado por diminucións significativas nas diferenzas e puntuacións de preferencia durante o test de post (Figura 3C-D).
Conversa
Neste estudo, informamos de que as lesións das rexións IL e PL do mPFC non afectan á expresión do comportamento sexual, nin á adquisición dunha preferencia de lugar condicionada á recompensa sexual. En vez diso, as lesións prevén a adquisición de aversión sexual. Estes resultados proporcionan evidencias funcionais da hipótese de que a capacidade de facer alteracións comportamentais adaptativas está regulada polas subregións IL e PL do mPFC.
Os datos anteriores do noso laboratorio indicaron que as neuronas mPFC están activadas durante o comportamento sexual en ratas macho (20). Non obstante, as ratas lesionadas con mPFC neste estudo non se poden distinguir das ratas de control simulado en calquera dos parámetros analizados do comportamento sexual. De acordo cos informes anteriores (30, 32) As lesións de mPFC produciron efectos ansiolíticos segundo o rendemento do labirinto máis elevado, indicando que o noso protocolo de lesión era eficaz. Polo tanto, os resultados actuais suxiren que a activación das subdivisións IL e PL dentro do mPFC durante o comportamento sexual non é necesaria para a expresión normal do comportamento sexual. En contraste, un estudo previo de Agmo e compañeiros de traballo demostrou que as lesións da área cingulada anterior (ACA) aumentaron as latencias de montaxe e de intromisión e reduciron a porcentaxe de homes que se copularon (25). Polo tanto, é posible que a ACA desempeñe un papel no desempeño do comportamento sexual, mentres que as rexións IL e PL median a inhibición do comportamento unha vez asociadas a resultados aversivos.
Aínda que se informou de que as lesións de mPFC perturbaban varias formas de consolidación de memoria (33, 34), os efectos das lesións mPFC sobre a inhibición do comportamento reportados aquí non poden atribuírse aos déficits de aprendizaxe. Nun conxunto separado de experimentos probáronse os machos lesionados con mPFC para determinar a posibilidade de establecer unha preferencia de lugar condicionada ao comportamento sexual. A aprendizaxe asociativa relacionada coa recompensa permaneceu intacta nos animais lesionados de mPFC, xa que estes machos foron capaces de formar unha preferencia de lugar condicionada para unha cámara de recompensa sexual. Este descubrimento está de acordo con estudos anteriores que examinaron o papel do PL ou mPFC completo para a adquisición de CPP inducido por psicoestimulantes (35, 36) Ademais, a aprendizaxe asociativa para o estímulo aversivo LiCl non foi afectada por lesións mPFC, de acordo con informes anteriores de que as lesións PFC non impedían a adquisición da aversión do gusto condicionado (34). Colectivamente, estes datos suxiren que a activación previa das subdivisións PL / IL dentro do mPFC (20) non son necesarios para a adquisición de aprendizaxe asociativa relacionada coa recompensa, pero son necesarios para a correcta utilización desta información en relación coa execución do control de comportamento. Esta noción está de acordo coa afirmación actual de que a función IL intacta é necesaria para investigar e actuar sobre insumos inhibitorios e excitatorios que transmiten información sobre as continxencias de recompensa e aversión (37). Ademais, animais con PL (35) ou IL (8, 37, 38) As lesións mostran unha aprendizaxe normal de extinción malia a imposibilidade de utilizar esta información para tomar decisións dirixidas ao obxectivo.
En conclusión, o estudo actual indica que os animais con lesións mPFC son susceptibles de formar as asociacións con resultados aversivos do seu comportamento, pero carecen da capacidade de suprimir a busca de recompensa sexual fronte a consecuencias aversivas. Nos humanos a excitación sexual é unha experiencia complexa na que o procesamento da información cognitivo-emocional serve para determinar se as propiedades hedónicas dun determinado estímulo son suficientes para actuar como incentivo sexual (39). Os datos actuais suxiren que a disfunción mPFC pode contribuír á toma de riscos sexuais ou á procura compulsiva de comportamento sexual. Ademais, a disfunción de mPFC asociouse a varios trastornos psiquiátricos (13, 40) que suxire que a disfunción do MPFC pode ser unha patoloxía subxacente que se comparte cos outros trastornos e que o comportamento sexual compulsivo pode estar asociado con outras enfermidades. De feito, nos humanos, a hipersexualidade ou o comportamento sexual compulsivo reportaron que ten unha alta prevalencia de comorbilidade con afeccións psiquiátricas (incluíndo o abuso de sustancias, a ansiedade e os trastornos do humor) (41), e aproximadamente un 10% de prevalencia na enfermidade de Parkinson xunto coa compra compulsiva, xogos de azar e comer (42-44).
Notas ao pé
Exención de responsabilidade do editor: Este é un ficheiro PDF dun manuscrito non editado que foi aceptado para publicación. Como servizo aos nosos clientes, estamos a proporcionar esta versión temprana do manuscrito. O manuscrito experimentará a copia, composición e revisión da proba resultante antes de que se publique na súa forma definitiva. Ten en conta que durante o proceso de produción pódense descubrir erros que poden afectar o contido e pertencen os restricións xurídicas que se aplican á revista.
;
