Proc Natl Acad Sci US A. 2007 Mar 20; 104 (12): 5181-6. Epub 2007 Mar 9.
Ventura R, Morrone C, Puglisi-Allegra S.
Heimild
Santa Lucia Foundation, European Center for Brain Research (CERC), Via del Fosso di Fiorano 65, 00143 Róm, Ítalía. [netvarið]
Abstract
Nýlegar vísbendingar benda til þess að gefandi og andstætt áreiti hafi áhrif á sömu heilasvæðin, þar með talið forstilla heilaberki og kjarnabólur. Þrátt fyrir að vitað sé að kjarnasamstæður svari áberandi áreiti, burtséð frá hedonic valence þeirra, með sértækri aukinni losun dópamíns, er lítið vitað um hlutverk forstillta heilabarkins í umbun og andúðartengdri hvatningu eða um taugaboðefni sem taka þátt. Hér finnum við að sértæk eyðing noradrenalíns í miðlægum forstilltu heilaberki músa aflétti aukningu á losun noradrenalíns með forstilla heilaberki og dópamíni af kjarna accumbens sem er framkölluð af mat, kókaíni eða litíumklóríði og skert staðsetninguna af völdum bæði litíums klóríð (andúð) og matur eða kókaín (val). Þetta er sönnun þess að framfósturhluta barkaíþróttamyndunar noradrenalíns er nauðsynlegur til að hvetja til hvatningar, bæði vegna umbunar- og andúðartengdra áreita með mótun dópamíns í kjarna accumbens, heila svæði sem tekur þátt í allri áhugasömu hegðun.
Dýr jafnt sem menn hafa tilhneigingu til að leita umbunar og forðast refsingar. Þessi greinilega aðlagandi hegðun felur í sér hæfileika til að tákna gildi verðlauna og refsa áreiti, koma á spám um þær og nota þessar spár til að leiðbeina hegðun (1). Að því marki sem hægt er að skilgreina tilfinningar sem „ríki sem eru veitt af styrkjum (umbun og refsingum)“ (2), getur skilningur á heilasvæðum sem taka þátt í að vinna úr hvetjandi og gefandi áreiti eða andstyggileg áreiti skipt máli fyrir skilning á fjölda tilfinningalegra skorts á mönnum.
Nýleg gögn benda til þess að kjarnaaðlögun (NAc) og forrétthyrnd heilaberki (pFC) myndi sameiginlegt undirlag til að vinna bæði ábatasamt og hvatandi áreiti (3 – 7). Ventral striatum (eða NAc) tekur þátt í vinnslu upplýsinganna sem liggja til grundvallar hvatningarstýringu á markvissri hegðun og rannsóknir á mönnum og dýrum styðja almennt hlutverk þessa heila svæðis við vinnslu bæði gefandi og andstyggilegs áreynslu, óháð gildismati (3 – 8 ).
Ennfremur bendir stór líkami til þess að pFC sé beinlínis þátttakandi í markmiðamiðaðri hegðun sem og í sæmandi vinnslu (1, 9). En þó að búið sé að leggja til dópamínsendingu í NAc að miðla sameiginlegu „hvatningarheilsu“ ferli í jákvæðu og neikvæðu gildi (3, 6), er hlutverk pFC í þessu ferli og taugakemískt hvarfefni sem um ræðir ennþá óþekkt.
Norepinephrin smit í pFC er virkjað með andstætt áreiti (10, 11) og með andstætt og skilyrt lyst áreiti (12, 13). Ennfremur var nýlega sýnt fram á að noradrenalín í medial pFC (mpFC) hafði áhrif á gefandi áhrif nokkurra algengra lyfja sem misnotuð voru í gegnum mótandi verkun þess á losun dópamíns í NAc (14, 15). Þetta bendir til þess að forspeglun utan norrenaprínfrumu í barksterum gangi til dópamíns til að vinna úr áreynsluefni sem eru hvetjandi.
Hér notuðum við mýs til að meta hvort forrétthyrnd barkstig noradrenalín / mesóaccumbens dópamínkerfi sé algengt tauga undirlag sem tekur þátt í vinnslu á jákvæðu og neikvæða áreiti. Sérstaklega könnuðum við hvort noradrenalín í mpFC, með mótandi aðgerðum þess á dópamínvirka mesólimbíska kerfinu, er nauðsynlegt til að framselja hvatningarhæfni til umbunar- og andúðartengdra áreita.
Vegna þess að reynslan ræður mestu um hvatningaráhrif á hverju áreiti (7), metum við áhrif fyrstu útsetningar fyrir gefandi náttúrulegu (bragðgóðri fæðu, mjólkursúkkulaði) og lyfjafræðilegu (kókaín) áreiti og á andstætt lyfjafræðilegu áreiti [litíumklóríð (LiCl)] um forrétthyrnt barkalím noradrenalín og uppsöfnun dópamíns með ördreifingu í heila. Að auki, til að ákvarða hvort norepinephrine forrontal transmission stjórnar auknu uppsöfnun dópamíns uppsöfnunar af völdum fyrstu útsetningar fyrir þessum hvetjandi áreiti, metum við einnig áhrif sértækrar norepinephrine eyðingu í mpFC á losun dópamíns í NAc og á norepinephrine losun í mpFC völdum með fyrstu útsetningu. að þessum áreiti.
Að lokum könnuðum við áhrif sértækrar noradrenvirkrar forstillingar, útfellingar á skilyrtan staðval (CPP) af völdum súkkulaðis og kókaíns og á skilyrtum staðhömlun (CPA) af völdum LiCl. Aðferð við staðhitun var valin fyrir þessa rannsókn vegna þess að hún gerði kleift að meta öflun á skilyrðum matarlyst og andstyggilegum eiginleikum til að áreiti paraðist við aðal umbun og andstæða atburði og vegna þess að stór líkami bendir til að það sé áreiðanlegur mælikvarði á ferla sem liggja að baki hvatningarhæfileiki til áreitis (3, 16).
NIÐURSTÖÐUR
Tilraunir 1.
Til að meta hvort fyrsta útsetning fyrir bæði gefandi og óheiðarlegu áreiti á áhrifum hafi haft áhrif á forrontal noradrenalín og útstreymi dópamíns uppsöfnuðu, metum við með ördreifingu í heila áhrif kerfisbundins kókaíns eða LiCl og súkkulaðisneyslu á losun noradrenalíns í útstreymi mpFC og dópamíns í NAc. Ennfremur, til að ganga úr skugga um hvort barksteraskipting noradrenvirkra efna er nauðsynleg vegna útstreymis dópamíns í uppsöfnun sem stafar af fyrstu útsetningu fyrir þessu hvetjandi áreiti, metum við áhrif sértækrar noradrenvirks eyðingar á uppsöfnuð dópamínsvörun af völdum kókaíns, súkkulaði og LiCl. Kókaín, súkkulaði og LiCl framleiddu tímaháða aukningu á noradrenalíni útstreymi í mpFC hjá hópum sem fengu meðferð með svindli og náðu hámarksaukningu ≈200% við 40 mín., ≈70% við 120 mín. Og ≈100% við 60 mín., hvort um sig (mynd 1a). Þrátt fyrir að mikið hafi verið greint frá aukinni losun noradrenalíns í PFC sem svörun við kókaíni, að okkar vitandi er þetta fyrsta skýrslan um aukið útstreymi noradrenalíns sem stafar af fyrstu útsetningu fyrir súkkulaði eða almennri LiCl innan mpFC. Þetta áreiti framleiddi einnig samhliða tímaháða aukningu á útstreymi dópamíns í NAc hjá dýrum meðhöndluðum með skömmtum (mynd. 1b), í samræmi við þá skoðun að þetta svæði spili stórt hlutverk í vinnslu áreynsluefna án tillits til gildis þeirra (3 , 6). Áhrif þessarar eyðingar á losun noradrenalíns í mpFC voru einnig metin. Norepinephrine eyðing fyrir framan var fengin með sértækum taugaeitrandi eyðingu forrontal barkæða norepinephrine afferents (norepinephrine-tæma hópa) í mpFC eftir verndun dópamíns með sértækum upptökuhemli. Þessi aðferð leiddi til mikillar eyðingar á magni noradrenalíns í vefjum (≈90%) og lét vefja stig dópamíns nánast ekki verða fyrir áhrifum. Eftirlitsdýr (hópar sem meðhöndlaðir voru með skömmtum) voru látnir fara í sömu meðferð og norepinephrine eyðilögð mús en fengu burðarefni í heila. (Stig Norepinephrine vefja voru eftirfarandi: hópur sem meðhöndlaður var með skömmtum, 698 ± 26 ng / g blautur vefur; hópur norepinephrine-týndur, 63 ± 17 ng / g blautur vefur. Dópamínvefþéttni var eftirfarandi: hópur sem var meðhöndlaður með skömmtum, 203 ± 18 ng / g blautur vefur; norepinephrine-tæma hópur, 189 ± 16 ng / g blautur vefur.)
Fig. 1.
Norðadrenalín eyðing fyrir framan barkar á utanfrumu noradrenalíni í mpFC og dópamíni í NAc. Utanfrumu noradrenalín (NE) í mpFC (a) og dópamíni (DA) í NAc (b) hjá dýrum sem eru meðhöndluð með skömm og noradrenalíni sem sprautað er með saltvatni, (meira ...)
Sértæk eyðing noradrenalíns í mpFC skerti aukningu á uppsöfnuðu dópamíni og forrétthyrndum norepinefríni losun af völdum bæði lyfja og súkkulaði (mynd 1), þó að það hafi ekki haft marktæk áhrif á basal utanfrumu dópamín í NAc (hópur sem var meðhöndlaður með skömmtum, 1.35 ± 0.15 pg per 20 μl; norepinephrine-týndur hópur, 1.29 ± 0.18 pg á 20 μl) eða basal utanfrumu noradrenalín í mpFC (hópur sem er meðhöndlaður með skömmtum, 1.31 ± 0.18 pg á 20 μl; norepinephrine-tæma hóp, XNXX x X per 1.26 per 0.17 μl; Meðal grunngildi dópamíns í NAc og noradrenalíni í mpFC fyrir hvern hóp [salt, kókaín (20 mg / kg), LiCl (20 mekv / kg) og súkkulaði] var ekki marktækt frábrugðið
Niðurstöður okkar benda til þess að ósnortinn noradrenvirkur flutningur innan mpFC sé nauðsynlegt skilyrði til að örva losun dópamíns af völdum bæði gefandi og mótvægis áreiti innan NAc, sem bendir því eindregið til þess að það sé meginhlutverk þess í hvatningarhæfni.
Tilraunir 2.
Til að kanna hvort norprínfríni forrétthyrning er nauðsynleg til að öðlast skilyrtan matarlyst og andstæða eiginleika til áreitis parað við aðal umbun og andstæða atburði, metum við áhrif sértækra forstillingar norðrenalíns á eyðingu staðsetningar.
Brotthvarf noradrenergs fyrir framan afnám bæði kókaín- og súkkulaðivöldum CPP sem og CPA af völdum LiCl. Þrátt fyrir að dýr sem voru meðhöndluð með skömmtum sýndu verulegan val á kókaín- eða súkkulaðipöruðu hólfinu og verulegri andúð á LiCl-paruðu hólfinu (mynd 2a) sýndu dýr norprínfríni sem eyðilögðust hvorki hólfið (mynd 2b) ).
Fig. 2.
Norðadrenalín eyðing á barkstigi fyrir framan við staðskiljun. Áhrif neyslu matar (1 g af mjólkursúkkulaði; meðhöndlaður hópur, n = 8; noradrenalín-tæmd hópur, n = 8) og altæk innspýting (ip) af saltvatni (Sal) (meðhöndluð hópur, (meira ...)
Athugaðu að í frumtilraunum tókum við fram að bæði CPP og CPA hjá dýrum sem fengu meðferð með óhræddum atriðum voru aðgreinanleg frá þeim sem voru ekki barnalegir. Dýr sem höfðu upplifað saltvatnspörun í báðum hólfunum sýndu engan val á hvoru hólfinu óháð ástandi meinsins (meðhöndlun með svindli eða noradrenalíni tæmd). Hegðun norepinephrine-eyðilögðra dýra sem voru meðhöndluð með kókaíni, súkkulaði eða LiCl var svipuð og hjá dýrum sem upplifðu aðeins burðarlausnina við þjálfun; þ.e. þeir sýndu engan val á hólfinu.
Umræða
Hér er greint frá vísbendingum um að forsprauta barksteraflutning noradrenalíns, með mótun dópamíns í NAc, sé nauðsynlegt skilyrði fyrir hvatningarheilsueinkenni bæði á laun og andúðartengd áreiti.
Í fyrsta lagi, vegna þess að fyrri reynsla er mikilvægur ákvörðunaráhrif hvata tiltekins áreitis (7), metum við, með ördreifingu í heila, áhrif fyrstu útsetningar fyrir altæka kókaíni eða LiCl sem og áhrifum súkkulaðisneyslu á noradrenalín eða dópamín slepptu í mpFC og NAc, hver um sig. Kókaín, súkkulaði og LiCl framleiddu tímaháða aukningu á uppsöfnuðu dópamíni sem og í forfléttu noradrenalínútstreymi hópa sem fengu meðferð með svindli. Veruleg aukning á yfirfalli noradrenalíns var augljóst í mpFC dýra sem meðhöndluð voru með skömmtum innan 20 mín. Frá því að súkkulaði fékkst; yfirfallið fór síðan aftur í grunngildi og var fylgt eftir með mikilli viðvarandi aukningu. Þó að þessi tvífasa aukning á noradrenalíni í mpFC hafi ekki jafnað aukningu dópamíns í NAc um allt saman, var upphafsaukningin líklega tengd áhrifum bragðgóðrar fæðu og aukningu dópamíns í NAc. Á hinn bóginn gæti önnur stóra aukningin táknað taugakemísk fylgni barkstækifræðinnar sem krafist er til að vinna úr landupplýsingum sem tengjast leit og staðsetningu matarlaunanna (17). Reyndar hefur verið gefið í skyn að aukið útstreymi noradrenalíns þjóni til að gefa merki um áreiti með mikilli hvatningarhæfni (17). Þannig gæti þetta aukna útstreymi noradrenalíns gert kleift að velja sértæka athygli sem þarf til að leita að viðbótar bragðgóðri fæðu og gæti hjálpað til við öflun á skilyrðum matarlystum til áreitis parað við mat. Hins vegar er ekki hægt að útiloka að matarneysla hafi áhrif á noradrenalín.
Þrátt fyrir að víða hafi verið greint frá aukinni losun dópamíns í NAc af völdum umbunar eða mótvægis áreiti og aukinni losun noradrenalíns í PFC til að bregðast við kókaíni, að okkar vitandi er þetta fyrsta skýrslan um aukið útstreymi noradrenalíns sem völdum súkkulaðiútsetningar eða LiCl innan mpFC. Mikilvægast er, að við sýnum hér að forrétthyrnd barkalyf noradrenergic sending er nauðsynleg vegna uppsöfnunar dópamínútstreymis af völdum fyrstu útsetningar fyrir þessum hvetjandi áreiti. Reyndar var engin marktæk aukning bæði á forrétthyrndum noradrenalíni og uppsöfnuðu dópamínútstreymi, framkölluð af þessum áreiti, áberandi í músum sem tæmdust noradrenalín. Norepinephrine í mpFC gæti virkjað losun mesóaccumbens dópamíns með örvandi forstilltu barkstigsframskoti til vopns dópamínfrumna í vöðvum (18, 19) og / eða með glutamatergic barkstigi (20). Ennfremur er hægt að sjá fyrir sér hlutverk PFC-áætlana við locus coeruleus við að hafa örvandi áhrif vegna þess að sýnt hefur verið fram á að þessi kjarni virkjar dópamín taugafrumur í vöðvaspennu (21 – 23), sem gæti leitt til aukinnar losunar dópamíns í NAc.
Þannig sýna niðurstöður okkar, í samræmi við fyrri skýrslur, að bæði skilyrðislaust gefandi og andstætt áreiti auki útstreymi noradrenalíns í mpFC (10 – 15) sem og losun dópamíns í NAc (3, 24). Mikilvægast er þó að þeir sýna fram á að ósnortinn noradrenvirkur flutningur innan mpFC er nauðsynlegt skilyrði til að örva losun dópamíns sem er framkölluð af bæði gefandi og andstyggilegum lyfjafræðilegum og náttúrulegum áreiti innan NAc. Þess vegna benda þeir á forrontal noradrenalín og uppsöfnun dópamíns sem taugakerfi þar sem virkjun með óskilyrtum umbun og andstyggilegu áreiti er líklega hvarfefni til hvatningar. Þessi skoðun er studd af niðurstöðum úr atferlisrannsóknum á áhrifum fyrningarrannsóknar á noradrenalíni á kókaín-, súkkulaði- eða LiCl-örvaða staðhitun.
Önnur mikilvæg niðurstaða þessarar rannsóknar er því sú að forrétthyrningur noradrenalíns úr barksterum hefur áhrif á CPP af völdum kókaíns eða matar og CPA af völdum LiCl. Þrátt fyrir að dýr sem voru meðhöndluð með skömmtum sýndu verulegan val á kókaín- eða súkkulaðipöruðu hólfinu og verulegri andúð á LiCl-paruðu hólfinu, sýndu norepinephrine-eyðilögð dýr engan val á hvoru hólfinu, þannig að sýna fram á að ósnortið forrétthyrnt barkalyf norepinephrine er nauðsynlegt til að öðlast skilyrt eiginleika til áreita parað við aðal gefandi eða andstæða atburði í staðhitunaraðferð.
Núverandi niðurstöður benda til þess að skortur á losun noradrenalíns sem framkallaður af útsetningu fyrir gefandi og svívirðandi áreiti (kókaín, matur eða LiCl, óskilyrt áreiti) hindraði hvatningarhæfileika til að skilyrt áreiti (staðbundið mynstur) á meðan á forrétthyrndum músum norepinefríni tæmdri örvun stóð. paranirnar. Athugaðu einnig að fyrrenræn noradrenalínrýrnun truflaði hvorki tengingaraðgerðir né brjóstholsferli vegna þess að, eins og áður hefur verið sýnt, reyndust dýr úr noradrenalíni sem tæmd voru geta lært passíft forðast verkefni (15) og tengt samhengið við lyfjaáhrifin (14). Nánari rannsókn er hins vegar nauðsynleg til að skilja nákvæmt eðli skerðingar á forrétthyrndum noropinephrine dýrum sem eru týndir.
Dópamínvirk sending innan NAc er talin miðla heiðnunaráhrifum umbóta eða einhverra þátta í umbunarmenntun (sjá tilvísun. 25 til endurskoðunar). Niðurstöður okkar, í samræmi við aðra sýn (3), sýna að flutningur dópamíns í NAc gegnir hlutverki í bæði jákvæðri og andúðlegri hegðun; Mikilvægast er þó að þeir sýna fram á að þetta hvatningarferli er stjórnað af forrétthyrndum noradrenalískum barka. Reyndar framleiðir sértæk forrétthvarf norepinephrin eyðilegging blokkar af bæði kókaín- eða súkkulaðivöldum CPP og LiCl-framkölluðu CPA og skerðingu á losun dópamíns í NAc af völdum þessara áberandi áreita í stjórnum músum, þannig að sýna fram á að noradrenergic prefrontal transmission, með mótun. fyrir losun dópamíns innan NAc, er nauðsynlegt skilyrði fyrir hvatningarvinnslu bæði ábata- og andúðartengdra áreita.
Samanlagt sýna núverandi niðurstöður úr atferlis- og örgreiningartilraunum að framdreifing norprinefríns miðlunar miðlar ekki aðeins gefandi eiginleika algengra misnotaðra lyfja, eins og lagt var til með fyrri rannsóknum (14, 15), heldur er það nauðsynlegt til að hvetja til hæfileika til að umbuna bæði og umbuna og andstætt tengt áreiti, sem sýnir enn fremur að ávanabindandi lyf, svo og andstætt lyfjafræðilegt áreiti, nýta sama taugasérfræðilega fyrirkomulag og náttúrulegt áreiti.
Að lokum, gögn okkar lengja fyrri niðurstöður sem benda til mesólimbísks dópamínvirkra kerfis sem „sölukerfis“ sem tekur þátt í allri áhugasömu hegðun (3, 6, 26). Þeir sýna einnig fram á að þetta kerfi er undir forstilltu norprinephrine cortical stjórnun og styðja þannig þá skoðun að gefandi og andstætt áreiti hafi áhrif á svipaðar leiðir í miðtaugakerfinu (7).
Niðurstöður okkar veita innsýn í taugalíffræði umbunar og andúð vegna þess að þær sýna að vinnsla bæði gefandi og ógeðfelldra áreitni felur í sér sömu heila svæði; þ.e. þeir benda á forstillta noradrenvirka og uppsöfnaða dópamínvirka sendingu sem algengt taugakerfi. Að skilja taugaboðakerfin sem eru virk með áhrifamiklum umbun eða andstyggilegu áreiti og sameindarferli þeirra mun hjálpa til við að skapa grunn til að draga fram virkni taugakerfa sem taka þátt í jákvæðum og neikvæðum tilfinningum.
EFNI OG AÐFERÐIR
Dýr.
Karlkyns mýs af innræktuðum C57BL / 6JIco stofni (Charles River Laboratories, Wilmington, MA), sem eru almennt notaðar í svipgerð á taugatengdri hegðun, 8 – 9 vikna gamlar á þeim tíma sem tilraunirnar voru, voru til húsa eins og áður hefur verið lýst (14, 15). Hver tilraunahópur samanstóð af sex til átta dýrum. Allar tilraunir voru gerðar í samræmi við landslög ítalska (Decreto löggjafar nr. 116, 1992) sem gilda um notkun dýra til rannsókna.
Lyf.
Klórhýdrat, 6-hýdroxýdópamín (6-OHDA), GBR 12909, kókaínhýdróklóríð og LiCl voru keypt af Sigma – Aldrich (St. Louis, MO). Kókaín (20 mg / kg), LiCl (3.0 meq / kg), klórhýdrat (350 – 450 mg / kg) og GBR 12909 (15 mg / kg) voru leyst upp í saltvatni (0.9% NaCl) og sprautað ip í a rúmmál 10 ml / kg. 6-OHDA var leyst upp í saltvatni sem innihélt natríum metabisulfite (0.1 M). Fyrir matartilraunir var umbunin mjólkursúkkulaði (1 g; Nestlé, Vevey, Sviss).
Örvræðsla.
Dýr voru svæfð með klórhýdrati (450 mg / kg), fest í stereótaxískan ramma (David Kopf Instruments, Tujunga, CA) búin með mús millistykki, og ígrædd einhliða með leiðslurúði (ryðfríu stáli, ytri þvermál skaft 0.38 mm ; Metalant AB, Stokkhólmi, Svíþjóð) í mpFC eða í NAc (14, 15). Lengd leiðarkaníunnar var 1 mm fyrir mpFC og 4.5 mm fyrir NAc. Leiðslukúpan var fest með epoxýlími og tann sementi var bætt við til frekari stöðugleika. Hnitin frá bregma [mæld samkvæmt aðferðum Franklin og Paxinos (27)] voru sem hér segir: + 2.52 anteroposterior og 0.6 hlið fyrir mpFC og + 1.60 anteroposterior og 0.6 hlið fyrir NAc [aðallega með skelundirdeilingu (27)]. Rannsóknin (himnuskilju lengd 2 mm fyrir mpFC og 1 mm fyrir NAc og ytri þvermál 0.24 mm, MAB 4 kúprófan örgreining rannsaka; Metalant AB) var kynnt 24 klst. Fyrir örskiljunartilraunir. Dýrin voru svæfð svolítið með klórhýdrati (350 mg / kg) til að auðvelda handvirka inndælingu örgreiningarannsóknarinnar í leiðslukúpuna. Dýrum var skilað í búr sín. Innstungu- og inntaksrannsóknarrörin voru varin með Parafilm á staðnum. Himnurnar voru prófaðar á in vitro endurheimt dópamíns og noradrenalíns (hlutfallslegur bati var eftirfarandi: dópamín, 10.7 ± 0.82%; noradrenalín, 12.2 ± 0.75%; n = 20) daginn fyrir notkun til að sannreyna endurheimt.
Örskilunarrannsóknin var tengd við CMA / 100 dælu (Carnegie Medicine, Stokkhólmi, Svíþjóð) í gegnum PE 20 slöngur (Metalant AB) og ultralow toge tvöfalda rás fljótandi snúnings (líkan 375 / D / 22QM; Instech Laboratories, Plymouth Meeting, PA) til að leyfa frjálsa för. Gervi heila- og mænuvökva (147 mM NaCl / 1 mM MgCL / 1.2 mM CaCl2 / 4 mM KCl) var dælt í gegnum skilunarmælinguna við stöðugt flæði 2 μl / mín. Tilraunir voru gerðar 22-24 klst. Hvert dýri var komið fyrir í hringlaga búri sem búinn var smásjúkdómsbúnaði (Instech Laboratories) og með búrfötum heima á gólfinu. Skiljun á skilun var hafin 1 klst síðar. Eftir upphaf skilunar á skilun voru mýs látnar vera ótruflaðar í ~ 2 klst áður en grunnsýnum var safnað. Meðalstyrkur sýnanna þriggja sem safnað var strax fyrir meðferð (<10% breytileiki) var tekinn sem grunnstyrkur. Áður en tilraunir um smáskilun fóru af stað var músunum úthlutað í eina af mismunandi meðferðum (saltvatni, kókaíni, súkkulaði eða LiCl) innan hvers hóps (meðhöndluð eða noradrenalín tæmt). Fyrir tilraunir með fæðu voru dýrin sett á áætlun um matarskort (28) fjórum dögum áður en tilraunir hófust.
Dialysate var safnað á 20 mín. Fresti fyrir 120 (fyrir kókaín og LiCl hópa) eða 160 (fyrir mathópa) mín. Aðeins er greint frá gögnum frá músum með rétt settan kaníl. Staðsetningar voru dæmdar með metýlenbláum litun. Tuttugu míkrólíters af skilunarsýnum voru greind með HPLC. 20 μl sem eftir var var haldið til mögulegrar síðari greiningar. Styrkur (pg á 20 μl) var ekki leiðréttur fyrir endurheimt rannsaka. HPLC kerfið samanstóð af Alliance HPLC kerfi (Waters, Milford, MA) og coulometric skynjari (líkan 5200A; Coulochem II, ESA, Chelmsford, MA) sem var með loftkjarnar klefi (M 5021) og greiningarfrumu (M 5011) . Ræstingarhólfið var stillt á 400 mV, rafskaut 1 var stillt á 200 mV og rafskaut 2 var stillt á −250 mV. Notaður var Nova-Pack C18 súla (3.9 × 150 mm; Waters) við 33 ° C. Rennslishraðinn var 1.1 ml / mín. Farsíminn var eins og áður hefur verið lýst (14, 15). Greiningarmörkin voru 0.1 pg.
Norepinephrine Depletion í mpFC.
Svæfingu og skurðaðgerðarsett er lýst hér að ofan. Dýrum var sprautað með GBR 12909 (15 mg / kg) 30 mínútu fyrir 6-OHDA örgjöf til að vernda dópamínvirka taugafrumur. Tvíhliða innspýting á 6-OHDA (1.5 μg á 0.1 μl fyrir 2 mín fyrir hvora hlið) var gerð í mpFC [hnit voru + 2.52 anteroposterior, ± 0.6 hlið, og −2.0 ventral með tilliti til bregma (27)] í gegnum ryðfríu stáli holnál (ytri þvermál 0.15 mm; Unimed, Lausanne, Sviss) tengd 1-μl sprautu með pólýetýlen röri og ekið með CMA / 100 dælu. Hálkan var látin vera á sínum stað í 2 mínútur til viðbótar eftir að innrennsli lauk. Dýr meðhöndluð með skömmtum voru gerð sömu meðferð en fengu burðarefni í heila. Dýr voru notuð við ördreifingu eða hegðunartilraunir 7 dögum eftir aðgerð.
Norepinephrine og dópamínvef í mpFC voru metin eins og áður hefur verið lýst (14, 15) til að meta umfang eyðingar.
Staða ástand.
Hegðartilraunir voru gerðar með því að nota staðhitunarbúnað (14, 15, 29). Búnaðurinn samanstóð af tveimur gráum Plexiglas hólfum (15 × 15 × 20 cm) og miðlæga sundið (15 × 5 × 20 cm). Tvær rennihurðir (4 × 20 cm) tengdu sundið við hólfin. Í hverju hólfi voru notaðir tveir þríhyrndir samsíða geislar (5 × 5 × 20 cm) úr svörtum Plexiglas og raðað í mismunandi mynstrum (sem hylja alltaf sama yfirborð hólfsins) sem skilyrt áreiti. Dýr voru notuð við hegðunartilraunir 7 dögum eftir aðgerð. Áður en mælt var með var músunum úthlutað til einnar af mismunandi meðferðum (salt, kókaíni, súkkulaði eða LiCl) innan hvers hóps (meðhöndluð með svindli eða noradrenalín tæmd).
Þjálfunarferlinu fyrir staðsetninguna var lýst áður (14, 15). Stuttlega, á degi 1 (prófun), músum var frjálst að kanna allan búnaðinn í 20 mín. Næstu 8 daga (skilyrðingaráfanga) voru mýs innilokaðar daglega í 40 mín. Til skiptis í öðru hólfinu. Til að staðsetja ástand með lyfjafræðilegu áreiti var eitt af munstrunum stöðugt parað við saltvatn og hitt með kókaíni (20 mg / kg ip, CPP) eða LiCl (3.0 meq / kg ip, CPA) á meðan á hreinsunarstiginu stóð. Þessir skammtar voru valdir á grundvelli fyrri rannsókna sem sýndu að C57BL / 6JIco mýs sýna sterkari CPP við kókaínskammt sem var 20 mg / kg (30, 31) og stefna að andúð í CPA próf í LiCl skammti af 3.0 meq / kg (32). Hjá dýrum í samanburðarhópnum voru bæði hólfin pöruð með saltvatni. Fyrir CPP með mat var eitt af mynstrunum stöðugt parað við venjulegan mat (1 g af mús staðlaðri fæðu) og hitt með bragðgóðan mat (1 g af mjólkursúkkulaði). Dýrunum var komið fyrir á matarskorunaráætlun (28) 4 dögum áður en konditionering hófst. Þessi áætlun stóð yfir í loftkælingunni.
Fyrir allar tilraunir með staðsetningar voru jafnvægi á parunum þannig að fyrir helming hvers tilraunahóps var óskilyrt áreiti (kókaín, súkkulaði eða LiCl) parað við annað af tveimur mynstrum; fyrir hinn helming hvers hóps var óskilyrt áreiti parað við hitt mynstrið. Prófun á tjáningu CPP eða CPA var gerð á 10. degi með því að nota forprófunaraðferðina. Hegðunargögnum var safnað og þau greind með EthoVision fullkomlega sjálfvirku myndkerfiskerfinu (Noldus, Wageningen, Hollandi). Stuttlega er tilraunakerfið tekið upp með CCD myndbandsupptökuvél. Merkið er síðan stafrænt (með vélbúnaðartæki sem kallast rammagreifari) og færð í minni tölvunnar. Seinna eru stafrænu gögnin greind með EthoVision hugbúnaðinum til að fá „tíma sem varið“ (í sekúndum), sem er notað sem hrágögn fyrir valskora í hverju geira tækisins af hverju einstaklingi.
Tölfræði.
Staðsetning.
Fyrir tilraunir með staðhitun voru tölfræðilegar greiningar gerðar með því að reikna út tímann (í sekúndum) sem varið var í miðju (miðju), lyf / súkkulaðipöruð (parað) og salt / venjulegt matpöruð (ópöruð) hólf á prufudeginum. Þegar um er að ræða dýr sem fengu saltvatnspörun við bæði hólfin var parhólfið skilgreint sem það fyrsta sem þau voru útsett fyrir.
Áhrif sértækra forrétthyrnds barkalyfs noradrenalíns á staðkröfun.
Gögn frá tilraunum með staðhitun voru greind með því að nota endurteknar ráðstafanir ANOVA með einum milli þátta (forvörn, tvö stig: meðhöndluð með skömmtum og norepinephrinedepleted) og einum innan þáttar (pörun, þrjú stig: Miðja, parað og óparað) fyrir hverja meðferð [ salt / saltvatn, salt / kókaín (20 mg / kg), salt / LiCl (3 meq / kg), og venjulegur matur / súkkulaði]. Vegna þess að mikilvægur samanburður er sá sem er milli paraðra og óparaðra hólfa, var meðalsamanburður á tíma sem varið var í þessum hólfum gerður með því að nota endurteknar ráðstafanir ANOVA innan hvers hóps.
Tvíhliða ANOVA leiddi í ljós verulega formeðferð × samspil fyrir kókaín [F (2, 28) = 3.47; P <0.05], LiCl [F (2, 28) = 4.55; P <0.05] og súkkulaði [F (2, 28) = 3.5; P <0.05].
ANOVA eftir endurteknar ráðstafanir innan hvers hóps leiddi í ljós veruleg áhrif pörunarstuðulsins aðeins fyrir sýndarmeðhöndluð dýr sem voru sprautuð með kókaíni [F (1, 14) = 24.3; P <0.0005], LiCl [F (1, 14) = 10.3; P <0.01], eða súkkulaði [F (1, 14) = 7.31; P <0.05].
Norepinephrine eyðing í mpFC.
Áhrif eyðingar noradrenalíns fyrir framan á vefjamagn dópamíns og noradrenalíns í mpFC voru greind með tvíhliða ANOVA. Þættirnir voru sem hér segir: skemmd (tvö stig: meðhöndlað með svindli og noradrenalín tæmd) og tilraun (tvö stig: hegðunartilraun og örgreiningartilraunir). Sérstakur samanburður milli hópa var gerður þegar við átti með eftirprófi, margfeldisprófun Duncans. Tölfræðilegar greiningar voru gerðar á gögnum frá atferlis- og örgreiningartilraunum. Tvíhliða ANOVA vegna áhrifa frá eyðingu noradrenalíns á framhlið á dópamín og noradrenalínvef í mpFC sýndi veruleg meiðslaáhrif eingöngu fyrir noradrenalín [F (1, 188) = 2.02; P <0.0005], en engin tilraunaáhrif.
Örvræðsla.
Tölfræðilegar greiningar voru gerðar á hráum gögnum (styrkur pg á 20 μl). Áhrif eyðingar noradrenalíns í framhlið á losun noradrenalíns í mpFC eða á útflæði dópamíns í NAc dýra sem eru áskorun með kókaíni (20 mg / kg) eða LiCl (3 milljón / kg) voru greind með ANOVA ítrekað með tveimur þáttum (formeðferð, tvö stig, meðhöndlað með svindli og noradrenalín tæmd, og meðferð, þrjú stig, saltvatn, kókaín og LiCl) og eitt innan þáttar (tími, sjö stig, 0, 20, 40, 60, 80, 100 og 120). Áhrif eyðingar noradrenalíns fyrir framan húðina á losun noradrenalíns í mpFC eða á útflæði dópamíns í NAc dýra sem verða fyrir súkkulaði voru greind með ANOVA ítrekað með einum á milli þáttar (formeðferð, tvö stig, meðhöndluð og noradrenalín tæmd) og einn innan þáttar ( tíma, níu stig, 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 og 160). Einföld áhrif voru metin með ANOVA einstefnu fyrir hvern tímapunkt. Einstakur samanburður milli hópa var gerður þegar við átti með eftirprófun, margfeldisprófun Duncans.
Tölfræðilegar greiningar á áhrifum lyfjaáreitis á útflæði noradrenalíns fyrir framan leiddu í ljós verulega formeðferð × meðferð × tímamótun [F (12, 180) = 4.98; P <0.005]. Tölfræðilegar greiningar á áhrifum súkkulaðaneyslu á losun noradrenalíns leiddu í ljós formeðferð × milliverkun [F (8, 80) = 7.77; P <0.005]. Einfaldar áhrifagreiningar leiddu í ljós veruleg áhrif tímans eingöngu fyrir hópinn sem var meðhöndlaður með skömmum og marktækur munur á hópnum sem meðhöndlaður var með blóði og noradrenalíni eftir kókaín eða LiCl inndælingu sem og eftir súkkulaðaneyslu.
Tölfræðilegar greiningar á áhrifum lyfjaáreita á útflæði dópamíns í kjölfarið leiddu í ljós verulega formeðferð × meðferð × tímamótun [F (12, 180) = 10.02; P <0.0005]. Tölfræðilegar greiningar á súkkulaðigögnum leiddu í ljós verulega formeðferð × tímamótun [F (8, 80) = 2.12; P <0.05]. Einfaldar áhrifagreiningar leiddu í ljós veruleg áhrif tímans eingöngu fyrir meðhöndlaða hópana og marktækan mun á milli meðferðarhópa og noradrenalíni sem tæmdist eftir lyfjameðferð (kókaín eða LiCl) sem og eftir neyslu súkkulaðis.
Þakkir
Við þökkum Dr. E. Catalfamo fyrir kunnátta aðstoð. Þessar rannsóknir voru studdar af Ministero della Ricerca Scientifica e Tecnologica (PRIN 2005), Háskólanum “La Sapienza” Ateneo (2004 / 2005) og Ministero della Salute (Progetto Finalizzato RF03.182P).
Frávik
NAc kjarna accumbens
pFC forstilltu heilaberki
mpFC miðill pFC
CPP skilyrt staðsetningarval
CPA skilyrt stað andúð
6-OHDA 6-hydroxydopamine.
FOOTNOTES
Höfundarnir lýsa yfir engum hagsmunaárekstrum.
Þessi grein er bein uppgjöf PNAS.
HEIMILDIR
1. O'Doherthy J. Curr Opin Neurobiol. 2004; 14: 769-776. [PubMed]
2. Rolls ET. Behav Brain Sci. 2000; 23: 177 – 191. [PubMed]
3. Berridge KC, Robinson TE. Brain Res séra 1998; 28: 309 – 369. [PubMed]
4. Becerra L, Breiter HC, Wise R, Gonzalez RG, Borsook D. Neuron. 2001; 32: 927 – 946. [PubMed]
5. Gottfried JA, O'Doherthy J, Dolan RJ. J Neurosci. 2002; 22: 10829–10837. [PubMed]
6. Jensen J, Mcintosh AR, Crawley AP, Mikulis DJ, Remington GR, Kapur S. Neuron. 2003; 40: 1251 – 1257. [PubMed]
7. Borsook D, Becerra L, Carlezon WA, Jr, Shaw M, Renshaw P, Elman I, Levine J. Eur J Pain. 2007; 11: 7 – 20. [PubMed]
8. Vitur R. Nat séraungur. 2004; 5: 483 – 494. [PubMed]
9. Bechara A, Tranel D, Damasio H. Brain. 2000; 123: 2189 – 2202. [PubMed]
10. McQuade R, Creton D, Stanford SC. Sálarlækningafræði. 1999; 145: 393 – 400. [PubMed]
11. Dazzi L, Seu E, Cherchi G, Biggio G. Eur J Pharmacol. 2003; 476: 55 – 61. [PubMed]
12. Feenstra MGP, Teske G, Botterblom MHA, de Bruin JP. Neurosci Lett. 1999; 272: 179 – 182. [PubMed]
13. Mingote S, de Bruin JPC, Feenstra MGP. J Neurosci. 2004; 24: 2475 – 2480. [PubMed]
14. Ventura R, Cabib S, Alcaro A, Orsini C, Puglisi-Allegra S. J Neurosci. 2003; 23: 1879 – 1885. [PubMed]
15. Ventura R, Alcaro A, Puglisi-Allegra S. Cereb Cortex. 2005; 15: 1877 – 1886. [PubMed]
16. Di Chiara G, Bassareo V, Fenu S, De Luca MA, Spina L, Cadoni C, Acquas E, Carboni E, Valentini V, Lecca D. Neuropharmacology. 2004; 47: 227 – 241. [PubMed]
17. Aston-Jones G, Rajkowski J, Cohen J. Biol geðlækningar. 1999; 46: 1309 – 1320. [PubMed]
18. Shi WX, Pun CL, Zhang XX, Jones MD, Bunney BS. J Neurosci. 2000; 20: 3504 – 3511. [PubMed]
19. Sesack SR, Pickel VM. J Comp Neurol. 1992; 320: 145 – 160. [PubMed]
20. Darracq L, Drouin C, Blanc G, Glowinski J, Tassin JP. Taugavísindi. 2001; 103: 395 – 403. [PubMed]
21. Jodo E, Chiang C, Aston-Jones G. Neuroscience. 1998; 83: 63 – 79. [PubMed]
22. Grenhoff J, Nisell M, Ferre S, Aston-Jones G, Svensson TH. J Neural Transm. 1993; 93: 11 – 25.
23. Liprando LA, Miner LH, Blakely RD, Lewis DA, Sesack SR. Synapse. 2004; 52: 233 – 244. [PubMed]
24. Salamone JD, Correa M, Mingote S, Weber SM. J Pharmacol Exp Ther. 2003; 305: 1 – 8. [PubMed]
25. Everitt BJ, Robbins TW. Nat Neurosci. 2005; 11: 1481 – 1487. [PubMed]
26. Horvitz JC. Behav Brain Res. 2002; 137: 65 – 74. [PubMed]
27. Franklin KBJ, Paxinos G. The Mouse Brain: In Stereotaxic coordinates. San Diego: Fræðimaður; 1997.
28. Ventura R, Puglisi-Allegra S. Synapse. 2005; 58: 211 – 214. [PubMed]
29. Cabib S, Orsini C, Le Moal M, Piazza PV. Vísindi. 2000; 289: 463 – 465. [PubMed]
30. Romieu P, Phan VL, Martin-Fardon R, Maurice T. Neuropsychopharmology. 2002; 4: 444 – 455. [PubMed]
31. Orsini C, Bonito-Oliva A, Conversi D, Cabib S. Psychopharmacology. 2005; 181: 327 – 336. [PubMed]
32. Risinger FO, Cunningham CL. Pharmacol Biochem Behav. 2000; 1: 17 – 24. [PubMed]
;