青年はコカイン中毒にもっと弱い：行動的および電気生理学的証拠（2013）

 

  1. ミケラ・マリネッリ

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  • JE McCutcheonの現在の住所：イリノイ大学シカゴ校心理学部、シカゴ、IL60607。

  • 著者の貢献：WCW、JEM、およびMMが設計した研究。 WCW、KAF、NEP、およびMMは調査を実施しました。 WCW、KAF、NEP、JEM、およびMM分析データ。 WCW、JEM、およびMMが論文を執筆しました。

  1. 神経科学ジャーナル、 33(11): 4913-4922; doi: 10.1523/JNEUROSCI.1371-12.2013

抽象

ヒトにおいて、思春期はコカイン中毒を発症しやすい時期である。この原因が、この年齢でのコカインへのアクセスや曝露の増加によるものなのか、あるいは思春期の脳がコカインの依存性に対して特に脆弱なためなのかは不明である。本研究では、雄の思春期（P42）および成体（約P88）ラットに、様々なコカイン自己投与手順を実施した。さらに、行動の違いがドーパミン作動性活動の発達上の違いと関連しているかどうかを判断するために、ドーパミンニューロンの活動を調べ、操作した。成体と比較して、思春期ラットはコカインをより容易に摂取し、低用量に対してより敏感であり、コカイン摂取量の増加がより大きく、価格の上昇に対する感受性が低かった（すなわち、「非弾力的」であった）。同時に、思春期ラットは腹側被蓋野のドーパミンニューロンの活動も亢進しており、これは自己投与行動の増加と関連していることが知られている特徴である。ドーパミンD2受容体機能をキンピロール（作動薬）またはエチクロプリド（拮抗薬）で薬理学的に操作し、ドーパミンニューロンの活動を変化させたところ、コカイン自己投与における年齢差が消失した。これらのデータは、コカイン依存症の素因となる行動的要因と電気生理学的要因との間に因果関係があることを示唆している。結論として、青年期は依存症になりやすい行動的および電気生理学的特徴を示す。

イントロダクション

思春期は、ヒトにおいてコカイン中毒を発症しやすい時期であり（Kandel et al., 1992 ; Chambers et al., 2003 ; Johnston et al., 2011）、疾患の進行がより速く、症状がより重篤になることで明らかである（Anthony and Petronis, 1995 ; Patton et al., 2004 ; Reboussin and Anthony, 2006 ; Chen et al., 2009）。このような感受性の高まりが、薬物への曝露や実験の増加によるものなのか、あるいは思春期の若者がコカインの依存性に対してより敏感なのかは明らかではない。ヒトにおいてこれを判断することは、年齢による薬物摂取機会の違いを考慮できないため困難である。同様に、薬物使用に対する社会経済的影響などの非生物学的要因を除外してコカイン使用を研究することは不可能である。

動物モデルを使用して、同等の薬物アクセスの条件下での薬物摂取を研究できます。 単一の行動課題では中毒のすべての要素をモデル化することはできませんが、異なる自己管理手順により薬物摂取の特定の側面をモデル化できます（レビューについては、 リンチとキャロル、2001）。 現在の文献では、成体ラットと比較して、思春期のラットは虐待の特定の薬物をより多く摂取することが示されています（Schramm-Sapyta et al。、2009）、アルコールなど（Doremusら、2005; シーグムント他、2005）、ニコチン、およびアンフェタミン（レビン他、2007; Shahbazi et al。、2008）。 しかし、コカインに関する研究には一貫性がなく、残念ながら、単回投与の取得手順しか使用されていません。 一部の研究では、青少年は成人よりも摂取量が多いことが示されています（アンカーとキャロル、2010; Schramm-Sapyta et al。、2011）、一方、他の人は思春期と成人に違いがないことを示しています（レスリー他、2004; Belluzzi et al。、2005; Frantzら、2007; Kantak et al。、2007; KerstetterおよびKantak、2007; ハーヴェイ他、2009; リーとフランツ、2009）。 これらの不一致に対処するために、ここでは幅広いコカイン用量と自己投与手順を使用して、薬物摂取の複数の側面、すなわち摂取量と感度をモデリングしました[自己投与の取得、短い（ShA）/長い（LgA）アクセス手順]、摂取量のエスカレーション、および価格の関数としてのコカイン消費量（薬物を入手する比率が増加した場合のコカイン摂取量）。 これらの手順を使用して、成体ラットに比べて、思春期のラットはコカインの自己投与行動が高まっていることを発見しました。

コカインの自己投与量の増加は、成体ラットの腹側被蓋野（VTA）ドーパミンニューロンの活動亢進と関連している（Marinelli and White, 2000）。興味深いことに、ドーパミンニューロンの活動は思春期にも亢進する（McCutcheon and Marinelli, 2009 ; McCutcheon et al., 2012）。我々は、コカインの自己投与中にドーパミンニューロンの活動を変化させる薬物を投与することにより、依存症感受性の行動的および生理学的指標間の因果関係を確立しようとした。具体的には、思春期ラットの亢進したドーパミンニューロンの活動を低下させると、コカイン摂取量が成体で観察されるレベルまで減少するという仮説を検証した。逆に、成体ラットのドーパミンニューロンの活動を増加させると、コカイン摂取量が思春期ラットで観察されるレベルまで増加するという仮説を検証した。

材料と方法

科目

オスのスプラーグ・ドーリーラットはポーテージコロニー（チャールズリバー）から入手した。12時間明暗サイクル、一定温度22±2℃、湿度66±25%の環境下で、1ケージあたり3匹ずつ飼育し、餌と水は常に自由に摂取できるようにした。生後21日目（P21）に離乳させた。実験開始の約1週間前にすべてのラットを動物飼育室に搬入した。この順化期間中、ラットは少なくとも1回はハンドリングされた。思春期の開始は、亀頭包皮分離法（Kolho et al., 1988）を用いて約P35～P44の範囲で判定し、約P41で開始した。特に明記しない限り、すべての実験は7～10日間行われ、思春期前の若齢ラット、思春期後の若齢ラット（以下「若齢ラット」と呼ぶ）、および成体ラットがそれぞれ生後35日目、42日目、88日目の時点で開始された。すべての研究は、ラットが活動的になる明暗サイクルの暗期に実施された。研究は約2年間にわたって行われた。

コカイン自己投与

コカインの自己投与または実験者が課したコカイン注入についてテストされたラットは、イソフルランガスによる麻酔下で右外頸静脈の静脈カテーテル法を受けました（5％誘導、2–3％維持）。 SILASTICカテーテル（10–12μl死容積）を頸静脈に固定し、皮下に通して肩甲骨中央部を出ました。 約1週間の術後回復期間中、目詰まりを防ぐためにカテーテルを滅菌生理食塩水（100μl）で毎日洗い流しました。 自己投与セッションを開始する前日に、ラットを自己投与チャンバー（41×24 cm床面積、21 cm高さ、MED Associates）に入れ、1.5 hのチャンバーに慣れさせました。 これは、探索行動が自己管理行動を妨げるのを防ぐために行われました。 パイロット実験では、思春期のラットが成体よりもチャンバーを探索し、この活動が自己投与行動と競合することに注目しました。 したがって、馴化期間はこの年齢バイアスを取り除くのに役立ちました。

自己投与チャンバーには、チャンバーの各短辺の床から2 cm上に位置する2つのノーズポーク穴が装備されていました。 チャンバーは、音響減衰キュービクル内に取り付けられました。 順応期間中、鼻の穴は覆われました。 自己投与中、穴の1つ（「アクティブな」穴）で鼻を突くと、1回の薬物注入が行われました（つまり、固定比率1（FR1）。 特に明記しない限り、1回の鼻ポケは1回の注入と同等です。 また、10のアクティブホール内のライトが照明されました。 10〜30のタイムアウト期間があり、すべての実験で過剰摂取を防ぐために、タイムアウトのない増加率（価格）の関数として摂取量をテストした実験を除きました。 他の穴を突く（「非アクティブ」）結果はありませんでした。 輸液は、シリンジポンプにより、200μl/ kgの容量（すなわち、30 gラットの場合は150μl）および〜12μl/ sの速度で送達されました。 鼻の突く回数と注入回数は、Windows用のMED Associatesソフトウェアパッケージスケジュールマネージャーによって収集されました。 カテーテルの開通性は、実験の終わり頃にBrevital（5 mg / kg、iv）でラットごとに1回テストされました。 麻酔薬にすぐに反応しなかったラットは研究から除外されました。 したがって、合計18の455（〜4％）ラットが研究から除外されました。

実験1：自己管理の獲得における年齢の違い

シャ

ラットの異なるコホートは、生理食塩水またはコカイン（注入あたり75–1200μg/ kg）を、1.5–7については毎日10 h自己投与できました。 これらのコカインの用量は、非常に低い（注入あたり75μg/ kg）、低い（注入あたり150μg/ kg）、適度に低い（注入あたり300μg/ kg）、中程度（注入あたり600μg/ kg）、および高いと定義されています（注入あたり1200μg/ kg）。 思春期前の青年は、適度に低い用量（300μg/ kg /注入）でのみテストされました。 中程度の用量のコカインによる自己投与行動の獲得（注入あたり600μg/ kg）も、獲得基準を確立する目的で、ラットの別のコホートでテストされました。

LgA。

薬物への毎日のアクセスが延長された場合の薬物服用の獲得を調べるために、6 dに対して中等度の用量（注入あたり600μg/ kg）で、ラットの別のコホートに10 hのコカインを毎日自己投与させました。

実験2：コカイン自己投与のエスカレーションの年齢差

別のラット群は、まず4日間（1日2回、1.5時間のセッションを8回）中等量のコカイン（1回の注入あたり600μg/kg）を自己投与するように訓練された。エスカレーションを確立するには中等量から高用量が必要である（Ahmed and Koob、1998年；Mantsch et al.、2004年）。中等量の摂取量は青年と成体で異なり（図1）、これがその後のエスカレーションに影響を与える可能性があるため、初期訓練段階では年齢に関係なくコカイン摂取量を均一にした。これを行うために、ラットは15～20回の注入に達したとき、または最大3時間後に自己投与チャンバーから取り出された。訓練段階の後、ラットはエスカレーション研究にかけられた。エスカレーション研究では、ラットは12日間、1日6時間（LgA）または1日1.5時間（ShA）テストされた。

実験3：価格の関数としてのコカイン消費の年齢差

ラットの別のコホートに、毎日1200時間、高用量のコカイン（注入あたり1.5μg/ kg）を自己投与させました。 最初の2 dでは、FR1を使用しました（1回の鼻ポケは1回の注入に相当します）。 固定比率（つまり、価格）は、ラットが各価格で2つのセッションを完了するように、一日おきに（FR3、FR6、FR9、FR12、FR24）増加しました。 分析は、ラットが各価格で完了した2番目のセッションで実行されました。 自己注入の数（つまり、消費）は、ハーシュとシルバーバーグによって確立された指数関数的な需要曲線に適合しました（2008; ハーシュアンドローマ、2013）：ログ Q =ログ Q0 + k(e−α（Q0×C) − 1）。 この曲線は、薬物を消費する「動機」のレベルを推定するために使用されます（ハルシュ、1993）およびコカイン摂取が価格の上昇に抵抗する方法（つまり、「コカイン需要の弾力性」）（Bickelら、2000）。 したがって、虐待の責任を評価するための良い方法と見なされます（ハルシュ、1993). Q 消費量（自己注入の数）を表し、 Q0 最低価格での消費レベルです。 C 価格（つまり比率）を表し、 k 対数単位で消費の推定範囲を説明する定数に設定されます（k =これらの研究の0.91）。 αは「本質的価値」と呼ばれ、コカイン需要の弾力性を表します。 消費が価格に鈍感な場合（つまり、価格が上昇しても消費が維持される場合）、行動は「非弾性」と見なされ、消費が価格に敏感な場合（すなわち、価格が上昇すると消費が低下する）、「弾性」に切り替わります。 急激な低下は、より弾性的な挙動と大きなα（ハーシュとシルバーバーグ、2008）非弾性挙動に関連。 この方程式を使用して、Pを計算できますマックス、行動が非弾性から弾性に移行する価格です（Bickelら、2000).

実験4：コカインとその代謝産物のレベルの年齢差

別のラット群には、2日間毎日1.5時間、中等量のコカイン（1回の注入につき600μg/kg）を自己投与させた。これらの最初の自己投与セッション（1日目と2日目）は、その後の非随伴的なコカイン注入によって引き起こされる嫌悪効果を最小限に抑えるために含まれた（Twining et al., 2009）。その後、ラットは次の5日間、毎日1.5時間のセッション中に、コンピューターで21回のコカイン注入を受けた。注入は時間間隔で行われ、最初の3回の注入は1.5分ごと、残りは5分ごとであった。この設計の目的は、グループ間でコカインへの曝露が均等になるようにしながら、自己投与セッションを模倣することであった。試験日（7日目）には、ラットは最後のコカイン注入を受けてから2分後に断頭された。体幹血は、フッ化ナトリウム（10 mg）とシュウ酸カリウム（8 mg）を含む5 mlチューブに採取され、その後チューブは-20°Cで保存された。脳は抽出および小脳の除去後、ドライアイスで急速凍結され、-80°Cで保存された。サンプルはユタ大学ヒト毒性学センターに送られ、そこで液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法（Lin et al., 2001 , 2003）を用いてコカインおよび代謝物（ベンゾイルエクゴニン、エクゴニンエチルエステル、ノルコカイン）が測定された。

生体内 VTAドーパミンニューロンの細胞外記録

別のラット群には抱水クロラール（400 mg/kg、腹腔内投与）を投与して麻酔を施した。追加の麻酔薬または薬剤を静脈内投与するために、尾静脈にカニューレを挿入した。ラットを定位固定装置（David Kopf Instruments）に固定した。体温は直腸体温計（Medline Industries）で測定し、加熱パッド（Fintronics）を用いて37 ± 0.5℃に維持した。麻酔深度は、後肢をつまんだ際の反応がないこと、および呼吸数が青年では60～80回/分、成体では52～72回/分であることを確認することでモニタリングした。一部の実験では、麻酔の安定状態をさらに確認するために、皮質脳波を用いて睡眠覚醒状態の測定値を収集した。外径 2 mm のガラスピペットから垂直電極引き抜き機 (Narishige PE-2) でガラス電極を引き抜き、顕微鏡下で先端径 1～2 μm に折った。電極には 2 m NaCl 溶液中の 1% ファストグリーン色素 ( Thermo Fisher Scientific ) を充填した。電極のインピーダンスは 135 Hz で測定して 1.5～2.1 MΩ であった (Winston Electronics BL1000-B)。VTA の上に穿孔した (座標については下記参照)。電極は、それぞれ青年と成人で皮質表面から腹側 5 mm または 6 mm まで下げ、油圧マイクロドライブ (David Kopf Instruments) でドーパミンニューロン体の領域までゆっくりと進めた。電極は、あらかじめ定義された「トラック (0.2 mm 間隔) に沿って VTA 領域に下げられた。成人におけるサンプリング領域は、ラムダから前方3.2～4​​.0 mm、正中線から外側0.2～1.4 mm、皮質表面から腹側7.5～8.5 mmの位置であった。青年におけるサンプリング領域は、ラムダから前方2.4～3.4 mm、正中線から外側0.3～0.7 mm、皮質表面から腹側7.5～8.5 mmの位置であった。これらの座標は、年齢による脳の大きさの違いに関わらず、最終的な記録部位が類似するように調整された。

ドーパミンニューロンの細胞外記録中に、電気信号は高インピーダンス増幅器（Fintronics）に供給され、400および500 Hzまたは50および800 Hzでバンドパスフィルター処理され、オシロスコープ（Tektronix R5110）に表示され、ウィンドウ弁別器によって監視されましたオーディオアンプ（Grass AM8; Grass Instruments）。 デジタル出力は、インターフェイス（Digidata 1200シリーズ、Molecular Devices）を介してAxoScopeソフトウェア（Molecular Devices）を実行するパーソナルコンピューターに供給され、オンラインで発火活動を判断し、将来の分析のためにすべてのデータを保存しました。 保存されたデータは、発火特性を決定するカスタムメイドのプログラムで分析されました。

ドーパミンニューロンは、VTA内の解剖学的位置と標準的な生理学的基準（Bunney et al., 1973）に従って同定された。簡単に言うと、これらの基準は次のとおりである。400～500 Hzのフィルターを使用して開始から終了までを測定した持続時間が2.5～3.5 msの、特徴的な三相性（+/−/+）波形、または50～800 Hzのフィルターを使用して負のピークの開始から谷までを測定した持続時間が1.1 msを超える波形。発火パターンは、0.5～10 Hzの低い自発発火率（Grace and Bunney, 1984 ; Marinelli et al., 2006）と、高周波スパイクのクラスターである断続的なバースト（Grace and Bunney, 1983）を示す。これらの基準は、ドーパミンニューロンの検出において約90%の精度である（Ungless and Grace, 2012）。ドーパミンニューロン活動の年齢による違いを調べるため、ラット1匹あたり最大3～4個の細胞を採取した。各記録は、少なくとも3分間の安定した活動（変動率5%未満）から構成された。発火率（時間あたりのスパイク数）と発火パターンを分析した。後者については、バースト活動の量を、バーストで放出されたスパイクの総数に対する割合として算出した。また、バーストイベントの頻度とバーストの特性（バーストあたりのスパイク数とバースト持続時間（ミリ秒））も算出した。

記録終了後、ラットに追加の抱水クロラールを投与して深く麻酔した。電極先端の位置は、電極に約30分間28μAの陰極電流を流すことでマークした。これにより、明確な色素スポットが形成された。その後、脳を取り出し、凍結ミクロトーム（ライカマイクロシステムズ）で連続冠状切片（40μm）を作成するまで10%ホルマリンに保存した。切片をマウントし、本研究と同等の体重の青年期および成体ラットの社内アトラスを用いて光学顕微鏡で電極の位置を確認した。ラット1匹あたり最大4つの細胞を記録し、各ラットの最後の細胞のみが色素でマークされたため、他の細胞の位置は、最後の細胞からの記録された距離に基づいて外挿した。年齢によって脳の大きさが異なるため、青年期のこれらの距離を外挿するために補正係数を使用した。これは、青年期と成体の脳の中脳の長さ、幅、高さを比較することによって計算した。補正係数は、前後方向で1.14、内外側方向で1.06、背腹方向で1.09でした。次に、VTAのドーパミン作動性領域を示す社内作成のアトラス（チロシンヒドロキシラーゼの免疫組織化学染色）に細胞をマッピングすることで、すべての細胞がVTAのドーパミン作動性領域内にあることを確認しました。

コカインの自己投与に対するドーパミンニューロン活性を変更する薬物の効果

別のラット群には、コカインの中等量（1回の注入につき600μg/kg）を1日1.5時間、6日間自己投与させた。最初の2日間はFR1（鼻を1回突くと1回の注入に相当する）を使用した。その後、FRを3（鼻を3回突くと1回の注入に相当する）に増やし、次の4日間を実施した。最後のセッション開始の10分前に、ラットにドーパミンD2クラスの自己受容体（以下「D2受容体」と呼ぶ）に作用して中脳ドーパミンニューロンの活動を増減させる薬物を注射した。具体的には、ラットにD2受容体作動薬キナピロール[20μg/kg、皮下投与、ドーパミンニューロン活動を低下させる自己受容体選択的用量（Marinelli et al., 2003）]、D2受容体拮抗薬エチクロプリド[20μg/kg、皮下投与、ドーパミンニューロン活動を増加させる用量（Marinelli et al., 2003 ）]、または対照として生理食塩水（皮下投与）を投与した。青年と成人はD2受容体の感受性が類似していることから（McCutcheon et al., 2012）、これらの薬理学的操作は年齢を問わずドーパミンニューロンの発火率に同様の効果をもたらすはずである。

薬物

塩酸コカインは、国立薬物乱用研究所からprovidedしみなく提供されたか、Sigma-Aldrichから購入し、0.9％生理食塩水に溶解しました。 6.5N NaOHを使用して、溶液のpHを7.0〜0.1に維持しました。 ブレビタール、塩酸キンピロール、および塩酸エチクロプリドはヘンリーシャインから購入し、0.9％食塩水に溶解しました。 イソフルランと0.9％生理食塩水は、バトラーシャインから購入しました。 抱水クロラールはSigma-Aldrichから購入し、脱イオン水に溶解しました。

統計分析

鼻突きと注入は、適切な場合、被験者間要因として年齢（青年対成人、または思春期前の青年、青年、成人）、投与量（生理食塩水対コカイン）、アクセス条件（ShA対LgA）、被験者内要因として穴（アクティブ対非アクティブ）、トレーニング日数（実験に応じて異なる期間）、固定比率（FR1、FR3、FR6、FR9、FR12、FR24）、および時点（前処置対後処置）を用いてANOVAで分析した。事後分析にはNewman–Keuls検定を使用した。獲得に達したラットの割合はFisherの正確確率検定で評価した。ドーパミンニューロン活動はStudentのt検定（青年対成人）で分析した。コカインとその代謝物の血中および脳内濃度も、サンプルが検出限界以下でない限り、 Studentのt検定（青年対成人）で分析した。この場合、マン・ホイットニーのU検定（青少年対成人）を使用しました。上記のデータはStatistica（StatSoft）で分析しました。需要の弾力性はPrism 6（GraphPad Software）で分析しました。指数需要曲線の値Q0とαの差はF検定（Cassidy and Dallery、2012 ）を使用して分析しました。すべての検定の有意水準は0.05でした。

結果

コカイン自己投与

実験1：自己管理の獲得における年齢の違い

シャ

生理食塩水と5種類の用量のコカインの自己投与行動を比較した。すべての用量において、コカイン摂取量は通常、コカインの自己投与開始後2日で安定した（データは示していない）。そのため、図1Aに示す獲得プロファイルには3日目以降のデータのみが含まれている。

図1。 

コカイン投与量全体にわたるコカイン自己投与行動の獲得。A 、毎日のShA（1.5時間）中に、非常に低用量（75 μg/kg/注入）、低用量（150 μg/kg/注入）、中程度低用量（300 μg/kg/注入）、中用量（600 μg/kg/注入）、または高用量（1200 μg/kg/注入）の生理食塩水またはコカインを摂取。各点は、1.5時間の自己投与セッションのそれぞれにおける各グループの平均±SEMを表す。青年（n = 6、8、8、16、20、および12）と成人（n = 6、8、9、11、18、および13）は、それぞれ0、75、150、300、600、および1200 μg/kg/注入の用量で投与された。1回の注入あたり300μg/kgの用量で、思春期前の青年14人を対象とした。B 、成人と比較した青年における様々な用量のコカインでの自己投与の獲得。各点は、 Aに示した用量での最後の3日間の自己投与の平均±SEMを表す。

As 図1A ショー、思春期および成人が同量の生理食塩水を自己投与した（年齢効果、 F(1,10) = 0.01、ns）、非常に低用量のコカイン（注入あたり75μg/ kg、年齢効果、 F(1,14) = 0.03、ns）、および高用量のコカイン（注入あたり1200μg/ kg、年齢効果、 F(1,23) = 0.22、ns）。 青年は低用量で成人よりも多くのコカインを自己投与しました（注入あたり150μg/ kg、年齢効果、 F(1,15) = 11.27、 p <0.01）、適度に低用量（注入あたり300μg/ kg、年齢効果、 F(2,38) = 9.85、 p <0.001）、および中程度の用量（注入あたり600μg/ kg、年齢効果、 F(1,36) = 19.83、 p <0.001）。 思春期前のラットも適度に低用量（注入あたり300μg/ kg）でテストされました。 摂取量は年齢によって異なります（年齢効果、 F(2,38) = 2.85、 p <0.001）。 具体的には、思春期前の青年と成人はコカイン（ns）の同様の摂取量を示したが、青年は思春期前の青年と成人の両方よりも多くの摂取を示した（p <0.001）。 図1B 各投与量での自己投与の最後の3 dにわたる各投与量の平均摂取量を示します。 数ヶ月間にわたって別々の実験で異なる用量がテストされたため、直接的なグループ比較は行われませんでした。 非常に低い用量でよく起こるように、グループの平均は非常に大量の薬物摂取を示す1匹の青年ラットと1匹の成体ラットによって歪められているため、最低用量（75μg/ kg）は含まれていません。 この図は、コカイン自己投与の古典的な逆U字型の用量反応曲線を示しています（リンチとキャロル、2001）両方の年齢層。

次に、コカインの自己投与を獲得したラットの割合と獲得にかかった日数を調べることで、青年が成人よりも早く自己投与を獲得するかどうかを検討した。この実験を行うために、Mitchell ら (2005)が提案した獲得基準を、すべての自己投与セッションにわたって累積したアクティブ デバイスでの反応の二峰性分布の谷を使用して設定した。谷は行動の変化点を表し、谷の値よりも反応が少ないラットは鼻を突くことと報酬の関係をまだ学習していないのに対し、谷の値よりも反応が多いラットは自己投与行動を獲得していることになる。我々は別の大規模なラット群（青年期、n = 55；成体、n = 58）を使用したが、青年期は成体よりも摂取量が多かった（図 2 A；年齢効果、F (1,111) = 26.89、p < 0.001）。成体は鼻突きの二峰性分布を示し、15 回鼻突きで最低値を示した。対照的に、青年期は低反応率の割合が低かったため二峰性分布を示さず（図 2 C）、自己投与の獲得がより速いことを示唆した。実際、15 回の注入という獲得基準を用いると、青年期は成体よりも速く、より高い獲得率を示した（図 2 B；フィッシャーの正確確率検定、両側検定、p = 0.001）。さらに、最終日までに、成人の29%が習得基準を満たせなかったのに対し、青年ではわずか5%であった。したがって、青年は成人よりもコカインの自己投与を習得しやすく、また習得速度も速いことが示された。

図2。 

ShA（1.5時間）中の中等量（注入あたり600μg/kg）のコカイン自己投与の獲得パターン。A 、獲得基準を確立するために使用したコホートでの摂取量。各点は、1.5時間の自己投与セッションごとに各グループの平均±SEMを表す。挿入図は、1.5時間の自己投与セッション中の青年および成体ラットからの代表的な注入記録。B 、コカイン自己投与の獲得率。線は、獲得基準を満たしたラットの割合を表す。C 、コカイン自己投与の獲得中のアクティブホールへの鼻突きの分布。すべてのラットとすべてのセッションからの鼻突きの数は、5の間隔でビン化されている。棒グラフは、各ビン間隔でのアクティブホールへの鼻突きの数を表す。青年、n = 55。成体、n = 58。

LgA。

コカイン摂取量の違いがサンプリング時間の不足によるものではないことを確認するため、コカイン自己投与に対するLgA中の青年ラットと成体ラットの獲得行動も比較した。図3に示すように、青年ラットはLgA手順（6時間セッション）において成体ラットよりもコカイン摂取量が多かった（年齢効果、F （1,19） = 25.45、p < 0.001；セッション効果、F （9,171） = 9.89、p < 0.001；年齢×セッション相互作用、F （9,171） = 3.41、p < 0.001）。

図3。 

LgA（6時間）中のコカイン自己投与行動の獲得（中用量：600μg/kg/注入）。各点は、6時間の自己投与セッションにおける各グループの平均±標準誤差注入量を表す。青年：n =9、成人：n =12。

実験2：コカイン自己投与のエスカレーションの年齢差

グループ間の摂取量を均等にするために、エスカレーションテストに先行するトレーニングセッション中、摂取量はセッションごとの15〜20注入に制限されました（図4A; 年齢効果、 F(1,18) = 2.56、ns; セッション効果、 F(7,126) = 3.53、 p <0.01; 年齢×セッションの相互作用、 F(7,126) = 0.39、ns）。 これらのトレーニングセッション中、青少年は成人よりも15–20の点滴に達しました（図4A、差し込み。 t(20) = - 2.92、 p <0.01）。 次に、ラットをShAグループとLgAグループに分け、トレーニング中の摂取量は同様でした（アクセス条件の影響、 F(1,18) = 0.006、ns; 年齢×グループの相互作用、 F(1,18) = 0.12、ns）

図4。 

中等量（注入あたり 600 μg/kg）でのコカイン自己投与のエスカレーション。A 、制限されたトレーニング セッションでは、すべてのグループが 1 セッションあたり 15～20 回の注入を 4 日間 1 日 2 回行うように制限され、各セッションは最大 3 時間続きます。挿入図、1 セッションあたり 15～20 回の注入に達するのに必要な時間（黒棒：青年、白棒：成人）。B 、 6 時間 LgA セッション中の摂取量。C 、 ShA グループでの 1.5 時間中および LgA グループの最初の 1.5 時間中の摂取量。各ポイントは、各自己投与セッションにおける各グループの平均 ± SEM 注入量を表します。青年 LgA、n = 5、青年 ShA、n = 5、成人 LgA、n = 6、成人 ShA、n = 6。* p < 0.05、** p < 0.01。 *** 1日目と比較してp < 0.001。

まず、LgAグループの6 hの摂取量を分析しました。 として 図4B ショーでは、青年は全体的に大人よりも多くのコカインを摂取しました（年齢効果、 F(1,9) = 12.27、 p <0.01）; 摂取量は時間とともに変化しました（セッション効果、 F(11,99) = 6.76、 p <0.001）、年齢グループ間の関係も時間の経過とともに変化しました（年齢×セッションの相互作用、 F(11,99) = 8.31、 p <0.001）。 実際、コカイン摂取量の増加は青年期に観察されました（青年期のセッション効果、 F(11,44) = 3.4、 p <0.002）が、成人ではない（成人でのセッション効果、 F(11,55) = 1.2、ns）。 具体的には、青少年のコカイン摂取量はセッション4から増加し始めました（p セッション0.05と比較して<1）、その後も増加し続けました（すべて p 値<0.01）。 それどころか、成人のコカイン摂取量は決して増加しませんでした（すべてのセッション対セッション1のns）。

次に、両方のグループのラットの各セッションの最初の1.5 hからの摂取量を分析することにより、ShAとLgAの条件下でのエスカレーションを比較しました（Ahmed and Koob、1998）; これは、年齢とアクセス条件を被験者間要因として、セッションを被験者内要因として行った。 として 図4C 繰り返しますが、青少年は成人全体よりもコカインを多く摂取しました（年齢効果、 F(1,18) = 13.04、 p <0.001）; 摂取量は時間とともに変化しました（セッション効果、 F(11,99) = 3.54、 p <0.001）、年齢層とアクセス条件の関係も時間の経過とともに変化しました（年齢×セッションの相互作用、 F(11,198) = 4.55、 p <0.001; アクセス条件×セッションの相互作用、 F(11,198) = 1.84、 p <0.05）。 その後の各グループの分析（年齢とアクセス条件で区切られた）により、LgA条件下の青年期ラット（青年期LgA、 F(11,44) = 3.38、 p <0.01; 大人のLgA、 F(11,55) = 1.20、ns; 思春期のShA、 F(11,44) = 1.78、ns; 大人のShA、 F(11,55) = 1.65、ns） ポストホック テストでは、LgAの青年の場合、セッション8以降、セッション1に比べて摂取量が増加することが示されました（p <0.05）。 したがって、テストの最初の1.5時間のみを考慮した場合でも、コカイン摂取量の増加はLgAの青年で観察されましたが、ShAの青年またはShAまたはLgA条件下の成人では観察されませんでした。

実験3：価格の関数としてのコカイン消費の年齢差

As 図5A 示しているように、思春期の若者は大人よりも高用量のコカインで鼻を突いていました（注入あたり1200μg/ kg）。 アクティブホールの場合、FR要件（つまり、価格）が増加するにつれて、応答が増加しました（比率効果、 F(4,68) = 15.55、 p <0.001）、これは成人よりも青年の方が多く発生しました（図5; 年齢効果、 F(1,17) = 11.38、 p <0.01; 年齢×比率の相互作用、 F(4,68) = 2.85、 p <0.05）。 特に、青年は成人よりも高額で反応した（FR6、 p <0.01; FR12、 p <0.05; およびFR24、 p <0.05）が、低価格ではありません（FR1およびFR3、ns）。 比率が増加しても、非アクティブな穴の応答は変化しませんでした（比率効果、 F(4,68) = 1.77、ns）いずれかの年齢層（年齢効果、 F(1,17) = 3.04、ns; 年齢×比率の相互作用、 F(4,68) = 0.41、ns）。 アクティブな穴と非アクティブな穴の間の差別は、比率が増加するにつれて強く現れ、成人よりも思春期の初期段階で差別が明らかになりました（穴効果、 F(1,17) = 63.09、 p <0.001; 比率×穴の相互作用、 F(4,68) = 21.10、 p <0.001; 比率×穴×年齢の相互作用、 F(4,68) = 3.71、 p <0.01）。 具体的には、FR6、FR12、およびFR24で差別された青年（p <0.05）、一方、成人はFR12とFR24でのみ識別しました（p <0.05）。

図5。 

価格の関数としてのコカインの自己投与（1回の注入あたり1200 μg/kg）。A 、薬物を入手するためのFRを増加させることによってコカインの価格が上昇したときの鼻突きの回数。B 、対数スケールでプロットされ、指数需要方程式に従って適合された、価格（つまり比率）の関数としてのコカインの消費（自己注入の回数）。Q 0、最低価格の消費レベル。α、コカイン需要の弾力性。P max 、行動が非弾力的から弾力的に変化する価格。R 2 、曲線適合の相関係数の二乗（つまり決定係数）。各点は、各比率の2日目の各グループの平均±SEM値を表します。青年、n = 7。成人、n = 12。* p < 0.05。** p < 0.01（成人と比較）。

消費量（自己注入回数）が価格（比率）の関数としてどのように変化するかを分析するために、データをHursh と Silberberg (2008)によって確立された指数需要曲線に当てはめた。青少年と成人の両方のデータは曲線によく適合し（青少年ではR 2 = 0.94、成人ではR 2 = 0.96）、これらの曲線の値は図 5 Bに示されている。Q 0（最低価格での最大消費量）は年齢間で類似していた（F (1,5) = 0.001、ns）。消費量は価格の関数として減少し、その減少は青少年の方が成人よりも緩やかであった。つまり、青少年は成人よりも α が小さく（F (1,5) = 10.45、p < 0.05）、青少年の需要は成人よりも非弾力的であることを示している。

実験4：脳内のコカインとその代謝物のレベルの年齢差

青年の血中コカイン濃度が低い傾向がありました（923.24±67.32 vs 1119.73±66.94 ng / ml、 t(9) = - 2.05、 p = 0.070）が、脳内ではない（5135.20±281.25対6947.00±971.28 ng / g、 t(9) = −1.64、ns）。 青年期の血中コカイン代謝産物ベンゾイルエクゴニンのレベルが低い傾向もありました（754.72±81.09対1086.70±133.07 ng / ml、 t(9) = - 2.02、 p = 0.074）および脳内（123.30±13.80対184.38±25.15 ng / g、 t(9) = - 2.00、 p = 0.076）。 血液中のコカイン代謝物エクゴニン-メチル-エステルのレベルに有意な年齢差はありませんでした（105.84±5.08対87.27±9.48 ng / ml、 t(9) = 1.62、ns）またはブレイン（138.54±9.62対146.44±5.36 ng / g、 U(11) = 14.00、 Z = −0.09、ns）。 血液中の代謝物ノルコカインにも違いはありませんでした（8.28±0.96対11.77±1.72、 t(9) = −1.67、ns）。 脳のノルコカインレベルは、ほとんどのサンプルで検出できませんでした（データは示していません）。

生体内 VTAニューロンの細胞外記録

成人と比較して、青年は〜1 Hz（〜24％）だけVTAドーパミンニューロンの高い発火率を示しました（図6A; t(41) = 2.33; p <0.05）。 破裂の量は年齢を超えて類似していた。 これは、バーストで放出されたスパイクのパーセンテージとして測定されました（図6A; t(41) = 0.30; ns）およびバーストイベントの頻度（0.46±0.08 vs 0.51±0.09 Hz、 t(41) = −0.40; ns）。 ただし、青年は成人よりも大きなバーストイベントを示し、バーストあたりのスパイクが多くなりました（図6A; t(41) = 2.28; p <0.05）およびバースト期間が長くなる傾向（256.76±35.12対157.60±33.40 ms、 t(47) = 2.01、 p = 0.051）。 として 図6B 示されているように、サンプリングされたVTAの面積は年齢を超えて同等でした（年齢の影響、 F(1,41) = 2.71、ns; 年齢×構造の相互作用、 F(2,82) = 0.28、ns）。 青年と成人の座標（ミリメートル）は次のとおりです。前後、3.57±0.04対3.66±0.05。 中外側、0.84±0.05対0.97±0.07; 背腹、7.79±0.05対7.84±0.04。 高速緑色色素でマークされた最後に記録されたセルのみを分析した場合、結果は同様でした（データは示していません）。

図6。 

A、ドーパミンニューロンの活動。左、発火率。中央、バーストスパイク（パーセント）。右、バーストあたりのスパイク数。各縦棒は、各グループの平均±SEMを表す。青年期、n = 11匹のラットから24個の細胞。成体、n = 11匹のラットから19個の細胞。*成体と比較してp < 0.05。B 、VTAでサンプリングされたドーパミンニューロンの位置。位置（ミリメートル単位）は、ラムダからの前後方向（AP）、正中線からの内外側方向（ML）、および皮質表面からの背腹方向（DV）である。各円/四角は、単一のドーパミンニューロンの位置を表す。C 、Bの四角で表された細胞の代表的な組織学的画像。電極の配置は黒い矢印で示されている。黒線は基準マーカーであり、顕微鏡の接眼レンズの一部である。

コカインの自己投与に対するドーパミンニューロン活性を変更する薬物の効果

ドーパミンニューロン活性を薬理学的に変更し、中用量（600μg/ kg注入あたり）でコカイン自己投与への影響を調べることにより、ドーパミンニューロン活性と自己投与の関係をテストしました。 キンピロール、D2 受容体アゴニストは、ニューロンの活性を低下させるために使用され、エチクロプリドは、D2 受容体拮抗薬は、ニューロンの活動を増加させるために使用されましたMarinelliら、2003）。 ラットは、1 dのFR2で最初に訓練されました（データは示していません）。 その後、FR3でさらに4日間トレーニングを受けました。 次に、ラットを同様のコカイン摂取量を持つ3つのグループに分けました（薬物効果、 F(2,61) =生理食塩水、キンピロール（2.08μg/ kg、sc）、またはエチクロプリド（0.2μg/ kg、sc）の投与を予定されていた0.2、ns）。 に示すように 図7、前治療中、コカイン摂取量の思春期と成人の違いがすべてのグループで維持されました（年齢効果、 F(1,61) = 31.08、 p <0.001; 薬効、 F(2,61) = 2.08、ns; 年齢×薬物相互作用、 F(2,61) = 1.68、ns）。 次に、治療前（治療前、治療前の3 dの平均）と治療後（治療後）の行動を比較しました。 これは、被験者内因子として時点（前と後）、被験者間因子として年齢（青少年と成人）および薬物（生理食塩水、キンピロール、エチクロプリド）を使用して行われました。 投与された薬物に応じて行動が変化した（薬物×時点相互作用： F(2,61) = 14,43、 p <0.001）および被験者の年齢（年齢×時点の交互作用、 F(1,61) = 11.96、 p <0.001; 年齢×薬物×時点の相互作用、 F(2,61) = 6.84、 p <0.01）。 具体的には、生理食塩水治療はどちらの年齢層にも影響を及ぼさなかったため、青年は成人よりも高いコカイン摂取量を維持しました（治療後、青年対成人、 p <0.05; 前処理と後処理、ns）。 キンピロールは青年期のコカイン摂取を抑制し、青年期を「成人のよう」にしました（治療後、青年対成人、ns;青年前治療vs青年後治療、 p <0.05）。 エチクロプリドは成人のコカイン摂取量を増加させ、「思春期のような」ものにしました（治療後、青年対成人、ns;成人前治療対成人後治療、 p <0.001）。 キンピロールの効果が青年の高いベースライン（プレキンピロール）行動のアーティファクトではないことを確認するために、このグループでベースライン摂取量の多いXNUMX匹の青年ラットを除外した後に分析を繰り返しました。 これらのラットを取り除いても、結果は同様でした（データは示していません）。

図7。 

ドーパミン神経活動を変化させる薬物の投与前（Pre）と投与後（Post）に、中等量（1回の注入あたり600μg/kg）のコカインを自己投与した。各縦棒は、各グループの1.5時間あたりの平均±SEM注入回数を表す。Pre値は、薬物投与前の3日間の平均値である。Post値は、薬物投与直後の値である。青年、生理食塩水、キンピロール、エチクロプリドのnはそれぞれ11、12、11。成人、各グループのnは11。* p < 0.05、*** p < 0.001は成人と比較。# p < 0.05、### p < 0.001はPreと比較。

議論

私たちの結果は、青少年は成人と比較して、コカインの摂取量が多いこと、コカインの自己投与をより迅速に獲得していること、コカイン摂取量の増加を示していること、薬物に対してより懸命に働いていること、価格の上昇に対する感受性が低いこと（すなわち、弾力性が低いこと）を示しています。 さらに、コカインの自己投与の上昇は、VTAドーパミンニューロンの活性の上昇と関連しており、これらのニューロンの活性を抑制する薬物であるキンピロールで逆転させることができました。

成人と比較して、青年は低～中用量（150～600 μg/kg/注入）でより多くのコカインを摂取した。ラットにコカインに対してShAまたはLgAを投与するとコカイン摂取量の増加が見られ、青年と成人の違いはサンプリング時間の不足によるアーティファクトではないことが示唆された。我々の結果は、青年が中程度の低用量[400 μg/kg/注入（Anker and Carroll、2010）]または中程度の高用量[800 μg/kg/注入（Schramm-Sapyta et al.、2011）]で成人よりも多くのコカインを自己投与することを示す2つの研究と一致している。我々はより広い範囲の用量を使用することでこの研究を拡張し、青年が成人よりもコカインに対してより敏感であることを決定した。同様の低～中用量のコカイン摂取量を獲得することで、コカインの報酬効果に対する感受性の違いをテストすることができる（Piazza et al., 1989）。

生理食塩水に対する反応には年齢差がなかったため、行動上の違いはコカインに特有のものであった。同様に、コカインの非常に低用量（注入あたり75 μg/kg）では違いは見られなかった。これはラットが自己投与を獲得する閾値を下回っている可能性がある。高用量（注入あたり1200 μg/kg）では、青年と成人のコカイン摂取量に違いはなかった。これは、このような高用量では薬物に対する感受性の違いが観察されないため、予想されたことである（Piazza et al., 2000）。この結果は、高用量のコカインを使用した研究で青年と成人の摂取量に差が見られなかった研究とも一致している（Kantak et al., 2007 ; Kerstetter and Kantak, 2007）。

ヒトでは、思春期の開始が薬物乱用の開始と一致することが示唆されている（Patton et al., 2004）。本研究では、コカインの自己投与量の増加は、思春期を迎えた思春期ラットでのみ見られ、それ以前には見られなかった。これは、思春期後の青年期がコカイン中毒の脆弱な「窓」であることを示している。このことは、より若い青年期ラットを用いたいくつかの研究で、青年期と成体の間で摂取量の違いが見られなかった理由を説明するのに役立つかもしれない（Leslie et al., 2004 ; Belluzzi et al. , 2005 ; Frantz et al., 2007 ; Kantak et al., 2007 ; Kerstetter and Kantak, 2007 ; Harvey et al., 2009 ; Li and Frantz, 2009）。実験操作の相違も、他の矛盾の原因となっている可能性がある。例えば、青年と成体のコカイン摂取量に差がないことがわかった2つの研究（Leslie et al., 2004 ; Belluzzi et al., 2005）は、明暗サイクルの活動期ではなく非活動期に実施されました。さらに、上記の研究では、ラットはグループ飼育ではなく単独飼育されていました。青年期は強い社会的相互作用と遊び行動が特徴であるため（Spear and Brake, 1983 ; Vanderschuren et al., 1997 ; Douglas et al., 2004）、青年期のラットをグループ飼育することにしました。もう1つの重要な要因は、実験結果に影響を与える離乳年齢である可能性があります（Wiley and Evans, 2009）。市販業者から購入したラットは、P17～P24（Harlan）またはP19～P23（Charles River）のいずれかの時期に離乳されます。離乳の時期のばらつきによる望ましくない影響を防ぐため、離乳は生後21日目に正確に行われるよう依頼しました。

コカイン摂取量は思春期後の青年では増加したが、成人では増加しなかった。 エスカレーションは、薬物消費が安定した使用から過剰な使用に移行するときの中毒者の現象をモデル化します（Ahmed、2011）。 このタイプの行動は、精神障害の診断および統計マニュアル、第IV版（アメリカ精神医学会2000）。 したがって、成人よりも青年の方がエスカレーションが大きいことは、嗜癖の責任が大きいことを示す追加の指標です。 これと一致して、最近の研究では、成人ではなく青年がコカインまたはメタンフェタミンの摂取量を増やしたことが示されました（Anker et al。、2012; ズレブニクら、2012）。 成人でエスカレーションが観察されなかった理由はいくつか考えられます。 最も可能性の高い要因は、その後のエスカレーションの開発に長い（〜10 d）トレーニングが必要なことです（Ahmed et al。、2000; ナックシュテットとカリヴァス、2007; Ahmed、2011）。 思春期の期間が限られていることを考えると、成人のエスカレーションを防ぐことができた可能性がある短いトレーニング（4 d）に限定されました。 さらに、エスカレーションは、ひずみと亜ひずみに依存しますFreemanら、2009; Picetti et al。、2010）; Long–Evans（QuadrosおよびMiczek、2009）、Wistar（Ahmed and Koob、1998）、およびHarlanから購入したSprague Dawleyラット（Ferrario et al。、2005; Mantschら、2008）しかし、Charles Riverから購入したSprague Dawleyラットでは堅牢性が低いようです（ナックシュテットとカリヴァス、2007; ケラマンガラスとワグナー、2010）、この調査で使用しました。

依存症のもう一つの特徴は、依存症患者が薬物を入手するために多くの時間と労力を費やすこと（米国精神医学会 2000）、そして彼らの消費量が価格の上昇に鈍感であることです（Bickel et al., 2011）。私たちは、コカイン価格の漸進的な上昇の下でラットがコカインを入手するために行う作業量を測定することによって、これをモデル化しました（Griffiths et al., 1978 ; Risner and Silcox, 1981）。また、指数関数的な需要曲線にデータを当てはめることで、消費量が価格の関数としてどのように変化するかを評価しました（Bickel et al., 2000 ; Hursh and Silberberg, 2008）。私たちの研究は、思春期後の青年が成人よりもコカインを入手するために多くの労力を費やしたことを示しています。さらに、彼らのコカイン消費量は価格の上昇に鈍感でした（つまり、彼らの行動はより非弾力的でした）。これらの知見を総合すると、青年は依存症の行動特性を示していることが示唆されます。

思春期の増加中毒の責任を支えるメカニズムは何ですか？ 思春期の脳は、中脳辺縁系ドーパミン系の変化を含む広範な組織的および機能的変化を受けます（Andersen et al。、1997; スピア、2000; Wahlstrom et al。、2010）。 VTAドーパミンニューロンの活動は思春期の間にピークになることを以前に示しました（マカッチョンとマリネリ、2009; McCutcheonら、2012）。 ここでは、ラットの異なる亜株を使用してこれらの調査結果を再現しました（現在の研究ではチャールズリバーのCr：Sprague Dawley対以前の研究ではHsd：Sprague DawleyのHsd： 青年期のラットのドーパミンニューロンの活動は、成人の活動よりも〜24％高いことがわかりました。 中毒の脆弱性の別の推定モデルである高応答ラット対低応答ラットでは、ドーパミンニューロン活動の同様の増加が、自己投与行動の増加と関連することが示されました（マリネリとホワイト、2000; McCutcheonら、2009）。 ドーパミン系のこのような強化された活動は、青年が薬物乱用の素因になる可能性があります（Doremus-Fitzwater他、2010）。 Dでドーパミンニューロン活動を操作することにより、薬物摂取とドーパミンニューロン活動の因果関係を確立しようとした2 活性を低下させる受容体アゴニスト、または活性を増大させるアンタゴニスト。 これらの薬を投与することにより、コカイン摂取の年齢差を逆転させ、行動の違いがドーパミンニューロンの活動に依存していることを示唆しました。 これは、神経生理学的所見と行動学的所見の間の因果関係を示唆し、治療標的の可能なメカニズムを明らかにします。 薬剤の全身送達には落とし穴があります。 しかし、我々はドーパミンニューロンの体に集中して作用する自己受容体選択的用量を選択しました（Pucak and Grace、1991）。 選択した線量は、ドーパミンニューロンの発火、ドーパミン放出、および行動に変化をもたらすために私たちや他の人が使用した線量に匹敵します（Robertson et al。、1993; Marinelliら、2003; Zeebら、2009）。 使用したキンピロールの用量が有意に活性化されたシナプス後Dである可能性は低い2-クラス受容体。これらの受容体の活性化は、薬物の摂取量を減少させるのではなく、増加させるためです（ハウエル他、1997).

いくつかの研究では、腹腔内投与または静脈内投与後の脳内のコカイン濃度は青年と成人で類似していることが示唆されている（Caster et al., 2005 ; Frantz et al., 2007 ; Schramm-Sapyta et al., 2011）。我々の結果は、青年のコカインおよびコカイン代謝物の濃度は成人よりもわずかに低いことを示唆している。しかし、コカイン濃度または代謝の違いが青年のコカイン摂取量の増加の原因であるとは考えにくい。成人と比較して、青年は薬物を入手するための価格が上昇すると高用量のコカインの摂取量が多くなったが、低価格（FR1）では摂取量は同程度であった。代謝に関連したコカイン摂取量の代償的増加は、低価格と高価格の両方で見られたはずである。

認知および行動指標の成熟に伴う変化も、コカイン自己投与の年齢差に関与している可能性がある。青年は「リスクテイカー」と考えられており、成人よりも新しい環境への好みや探索行動が強い（Douglas et al., 2003 ; Stansfield and Kirstein, 2006）。青年のリスクテイクは、新奇性や感覚の探求（青年期に増加する）と自己制御（成人期に成熟する）の不一致に起因すると示唆されている（Steinberg, 2004）。同様に説得力のある証拠は、動物が成熟するにつれて抑制制御が洗練されることが、成人期におけるリスクテイク行動の減少（Ridderinkhof and van der Molen, 1997 ; Geier et al., 2010）および行動抑制の増大（Sturman et al., 2010 ; Andrzejewski et al., 2011）を、青年期と比較して説明できることを示唆している。本研究ではこれらの特性を検証しなかったが、これらの要因は青年期における依存症リスクの上昇に寄与する可能性がある。

一緒に、私たちの調査結果は思春期後の青年がコカインの中毒特性に大人より敏感であることを示します。 さらに、この青年期の嗜癖の高まりは、VTAドーパミンニューロンの活動の高まりに関連しており、これらのニューロンの活動を抑制する薬物によって逆転させることができます。 したがって、我々の調査結果は、中毒リスクの重要な要素としてドーパミンニューロンを強調することによって思春期中毒責任の神経機構への洞察を提供します。 私たちの調査結果は、コカイン中毒に対する感受性の高まりが青年期の神経生物学の産物であり、外部の社会的および経済的影響がない場合に実証できることも示しています。 したがって、思春期は中毒性の行動に対するそのような強い感受性を付与するため、思春期中の生物学的危険因子を標的とする治療戦略に高い優先順位を与える必要があります。

脚注

  • 3月に受け取った8、2012。
  • 改訂は12月28、2012を受け取りました。
  • 1月に受け入れられました26、2013。

  • 本研究は、米国国立衛生研究所の助成金R01DA020654の支援を受けて実施されました。技術的な支援をしてくださったMitch Beales氏とLorissa Lamoureux氏、エスカレーション手順について有益な助言をくださったSerge Ahmed博士、そして本稿について有益なコメントをくださったRobert Messing博士に感謝いたします。また、米国国立薬物乱用研究所の契約N01DA-9-7767の支援を受けて脳内コカイン濃度を分析してくださったユタ大学ヒト毒性学センターのDave Moody博士および職員の方々に感謝いたします。指数需要モデルを用いたデータ分析について助言をくださった行動資源研究所（ www.ibrinc.org ）のPete Roma博士に感謝いたします。

  • 著者らは、競合する経済的利益を宣言していません。

  • 対応は、イリノイ州ノースシカゴのグリーンベイロード、3333グリーンベイロード、シカゴメディカルスクール、ロザリンドフランクリン医科学大学の細胞および分子薬理学部のミケラ・マリネッリに宛ててください。 [メール保護]

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