큐 강화 사료 공급에 대한 파블로 (Pavlovian) 인센티브 동기 부여의 기여도 (2018)

. 2018; 8 : 2766.

온라인 2018 Feb 9 게시. doi :  10.1038/s41598-018-21046-0

PMCID : PMC5807356

추상

입맛에 맞는 음식의 유용성을 알리는 단서는 음식 추구와 소비를 강화하는 능력을 습득합니다. 현재 연구는 행동 강화, 약리학 및 분석 기술의 조합을 사용하여 큐 - 강화 먹이에 파블로빅 인센티브 동기 부여의 역할을 조사했습니다. 우리는 자당 용액 (CS +)과 쌍을 이루는 신호가 새로운 용기에서 자당 소비를 자극하기 위해 먹이에 대한 제어권을 양도 할 수 있다는 것을 보여 주며,이 효과는 다른 형태의 신호를 자극하는 것으로 알려진 D1 도파민 수용체의 활성화에 달려 있음을 보여줍니다 맛은 없다. 자당 핥기 행동의 미세 구조 분석은 CS +가 핥기 행동의 적극적인 발작에 관여하는 빈도를 증가시키는 경향이 있다는 것을 밝혀냈다. 또한, 시합 빈도의 CS + 증가 된 개인차는 시험에서 총 sucrose 섭취와 관련이 있으며,이 과정은 의미있는식이 행동 조절 장애와 관련이 있다는 것을 뒷받침한다. 그러므로 현재의 연구 (1)는 도파민 의존적 Pavlovian 인센티브 동기 과정이 cue-potentiated feeding을 매개 할 수 있음을 보여 주며, (2)는이 행동 양상을 분석하기위한 실험적이고 분석적인 접근법을 제시한다.

개요

맛있는 음식의 유용성을 알리는 환경 단서는 강력한 음식 갈망을 유발할 수 있습니다.- 굶주림이 없을 때 먹는 것을 촉진하고 설치류에서 관찰되는 효과, 인간-. 과식과 비만에서 중요한 역할을한다고 여겨지는 이러한 행동 적 영향-, cue-potentiated feeding (CPF) 과제를 사용하여 연구 할 수 있습니다. 전형적인 CPF 연구에서 배고픈 동물은 조건 자극 (CS +; 청각 적 색조)과 컵에서 섭취하는 수크로오스 용액과 같은 소량의 맛있는 음식 또는 체액 사이의 반복 된 쌍으로 구성된 파블로 비아 컨디셔닝을 겪습니다 실험실의 고정 된 위치에있다. 다음으로, 테스트 전에 테스트가 완료되었는지 확인하기 위해 유지 관리 서비스에 제한없이 액세스 할 수 있습니다. 동물들은 챔버로 되돌려 보내어 컵에서 자당을 자유롭게 섭취하는 동안 CS +가 간헐적으로 부적절한 방식으로 제공됩니다. 이러한 조건 하에서, 동물은 시험되지 않은 자극 (CS-)으로 세션에 상대적으로 CS +와 테스트 세션 동안 음식 소비에 발음 상승을 전시.

이러한 결과가 외적 신호가 생리 굶주림에 독립적으로 작용하여 급식을 촉진 할 수 있음을 나타내지 만,이 효과의 근간을 이루는 심리적 과정은 확고하지 않다. 한 가지 가능성은 맛있은 음식 소비와 관련된 단서가 먹이에 대한 반사적 또는 습관적 통제 (즉, 자극 - 반응 기반)를 습득한다는 것입니다. 이것이 CPF를 중재하는 주요 메커니즘이라면, CS +는 파블로 비아 컨디셔닝 동안 확립 된 특정 사료 공급 행동을 도출함으로써 소비를 자극해야한다. 이 반응 학습 위에서 설명한 예에서와 같이 음식 소스가 교육 및 테스트를 통해 수정되면보기가 가능합니다. 이 시나리오는 CPF의 대부분의 시연에 적용되지만 음식 관련 단서가 새 위치에서 먹이를 유발할 수 있다는보고도있었습니다-간접적으로 먹이를 조절할 수 있음을 나타냅니다. 하나의 가능한 설명은 그러한 단서가 도구 적 음식 추구 행동을 이끌어 내고 활력을 불어 넣을 수있는 동일한 파블 롭 (Pavlovian) 인센티브 동기 과정을 통해 먹이를 유인 시킨다는 것이다.,. 이 동기 부여의 관점 CS +가 음식을 찾겠다는 충동을 불러 일으키고, 음식을 쉽게 구할 수있을 때 음식을 먹게 할 것이라고 예측했다. 대안으로, 맛있은 음식에 대한 신호가 맛의 자극의 쾌락 평가를 향상시킬 수 있다는 증거가 주어진다.-, 신호가 음식을 더 맛있게함으로써 부분적으로 섭취를 강화할 수있는 가능성이 있습니다. 이 쾌락 론적 견해는 동기 부여 관점과 기계 론적으로 구별되는 반면, 이러한 설명은 상호 배타적 인 것이 아니며 CPF의 다른 측면을 설명 할 수 있습니다,.

CPF의 동기 부여 및 쾌락 주의적 구별을 구별하는 한 가지 방법은 음식 결합 된 신호가 먹이의 미세 구조에 어떻게 영향을 미치는지를 결정하는 것입니다. 설치류가 자당 용액이나 다른 맛있는 액체를 자유롭게 섭취 할 수있게되면, 활동하지 않는 기간으로 구분되는 다양한 지속 기간을 핥아냅니다. 반면에 이러한 핥는 발작의 평균 지속 기간은 유체의 기호성에 대한 신뢰할 수있는 선택적 측정을 제공합니다,, 이러한 관찰의 빈도는 동기 유발 과정에 의해 통제된다고 믿어진다.-. 따라서, CS +가 자당의 기호성을 향상시켜 먹이를 자극한다면, 그 신호는 핥는 발작의 지속 시간을 증가시킬 수 있지만 반드시 그 빈도를 증가 시켜서는 안됩니다. 대조적으로, 동기 부여 관점은 동물들이 다른 활동에 정신을 빼앗 겼을 때에도 CS +가 수크로오스 찾기와 소비를 촉발시켜보다 빈번하지만 더 오래 걸리지는 않을 것으로 예측합니다.

이번 연구는 두개의 CPF 프로토콜을 사용하여 자당 핥기 미세 구조에 대한 CS + 전달의 효과를 조사했습니다. 두 가지 CPF 프로토콜은 자당이 항상 동일한 위치 (실험 1)에서 사용 가능하고, 소스가 교육 및 테스트에서 변경되었습니다 (실험 2 및 3). XNUMX)를 사용하여 CS +의 간접적 인 영향을 평가할 수있었습니다. 먹이에 대한 음식 - 대응 단서의이 반응 - 독립적 인 (일반화 된) 영향을 평가하기위한 우리의 접근법은 PEC (Pavlovian-to-Instrumental Transfer) 작업 후에 모델링되었으며, 이는 보상 쌍이있는 단서의 인센티브 동기 부여 영향을 연구하기 위해 널리 사용됩니다 보상 추구 행동,,. 우리는 또한 그 문학과의 비교를 용이하게하기 위해 PIT 연구에서 일반적으로 사용되는 Pavlovian 컨디셔닝 및 테스트 매개 변수를 채택했습니다. 도파민 D1 수용체 활동이 PIT의 발현 및 다른 cue-motivated 행동 측정에 중요하다는 것을 감안할 때- 그러나 먹이 행동의 쾌락 적 측면에 대해서는 상대적으로 중요하지 않다,,우리는 또한 D1 수용체 봉쇄가 큐 효과가있는 자당 핥기 (Experiment 3)에 미치는 영향을이 효과에 대한 동기의 역할에 대한 추가 탐구로 평가했다. 마지막으로, 우리는 CPF의 동기 부여 및 쾌락 주의적 전망에 의해 예측 된 바와 같이 CPF가 자당 핥기의 횟수 또는 지속 기간 중 하나의 증가와 선택적으로 연관되는지 여부를 테스트하기 위해이 실험으로부터 자당 핥기 데이터의 미세 구조를 분석했다.

결과

음식 소스에 신호를 보내는 신호로 큐를 강화한 먹이주기

첫 번째 실험에서 자당을 소비하는 데 필요한 특정 응답이 교육 및 테스트 단계에서 동일했던 일반적인 응답 일치 CPF 설계를 적용했습니다. 배고픈 쥐에게 Pavlovian 컨디셔닝의 10 d를 주어 CS +를 챔버의 한쪽면에있는 음식 컵에서 자당 유용성의 단서로 설정했습니다. 컨디셔닝의 최종일까지, CS + (분당 23.72 ± 2.79) 대 재판 간 간격 [분당 18.27 ± 3.25; 쌍으로 된 샘플 t-테스트, t(15) = 3.13, p = 0.007]. CS- (분당 8.60 ± 1.91) 동안의 컵 참가는 시험 간 간격 [분당 10.69 ± 2.00; 쌍체 표본 t-테스트, t(15) = -1.60, p = 0.130].

랫트는 수크로오스 핥기에 대한 CS +의 효과를 특성화하기 위해 음식 상태의 두 번의 CPF 검사를 받았다. 각 테스트에서 쥐는 2 % 또는 20 % sucrose 용액에 자유롭게 접근 할 수있어 CPF에 대한 sucrose palatability의 영향을 평가할 수있었습니다. 그림 1a CS 기간, CS 유형 및 자당 농도에 따라 CS 시험 기간 동안 관찰 된 총 핥수를 보여줍니다. 데이터는 일반화 된 선형 혼합 효과 모델 (보충 표 S1). 중요한 것은 CS 기간 × CS 유형 상호 작용이 있었고, t(116) = 12.70, p <0.001. 추가 분석 (농도에 따라 축소됨)에 따르면 CS + 시험에서 상당한 증가가 나타났습니다. p <0.001, 그러나 CS- 시행은 아님, p = 0.118, 이는 CS +가 CS- 이전 수준에 비해 자당 핥기 증가에 CS-보다 더 효과적임을 나타냅니다. 우리의 분석은 또한이 단서 선택성이 자당 농도 (3-way interaction, p <0.001). 특히 CS +는 2 % 및 20 % 조건에서 자당 핥기를 높이는 데 매우 효과적 이었지만, ps <0.001, CS-는 2 % 테스트에서 핥기 비율에 큰 영향을 미치지 않았으며, p = 0.309, 그러나 20 % 테스트에서 적당하지만 상당한 증가를 유발했습니다. p = 0.039. 따라서 음식 짝을 이루는 신호는 일반적으로 먹이를 조절하는 데 더 효과적 이었지만, 짝을 이루지 않은 신호는 쥐가 테스트에서 매우 맛좋은 자당 용액을 섭취하도록 허용했을 때 유사한 영향을 미치는 것으로 보입니다.

그림 1 

총 핥는 행동. 실험 결과 1-3 (a-c)에서 수크로오스 짝 지음 큐 (CS +)와 짝이없는 큐 (CS-)의 영향을 평가하는a) Pavlovian 컨디셔닝 동안 사용 된 동일한 음식 컵, ...

큐를 통한 먹이 공급을 새로운 먹이 원으로 이전

실험 1에서 실험과 실험을하는 동안 sucrose가 동일한 출처에서 사용 가능하기 때문에 관찰 된 CPF 효과가 CS +의 (1) 능력에 의존적 이었는지 여부는 불분명합니다. 동기를 부여 쥐가 자당을 찾거나 소비하거나 (2) 직접적으로 특정 조건부 반사습관. 실험 2은 음식 가루에 수크로오스 전달과 관련된 CS +가 PIT에서 관찰 된 행동 현상과 비교하여 시험실 챔버의 반대쪽에있는 스파우트 핥기를 자극 할 수 있는지 여부를 테스트하여 이전 가설에보다 정면으로 집중했습니다.

실험 1에서 사용 된 것과 동일한 Pavlovian 컨디셔닝 절차로 래트를 훈련하여 파블로프 컨디셔닝 마지막 날까지 큐 특정 예상 접근 방식 동작을 유도했습니다. 음식 컵 접근법 (피검자 간 전자 주사 전자 현미경)은 시험 간 간격 [분당 18.71 ± 1.73; 분당 CS + (분당 12.49 ± 0.98) 동안 더 컸다. 쌍으로 된 샘플 t-테스트, t(15) = 3.02, p = 0.009]. CS- (분당 9.41 ± 0.98)와 시험 간 간격 [분당 8.44 ± 0.88; 쌍체 표본 t-테스트, t(15) = 0.98, p = 0.341].

실험 1에서 수크로오스 핥기에 대한 CS +의 효과가 쥐가 2 % 자당으로 시험되었을 때 다소 명백한 것을 감안할 때, 새로운 소스에서 사용 가능한 자당을 사용한 초기 테스트 (불투명 한 패널로 덮인 음식 컵 - 행동 양식)이 조건에 중점을 둡니다. 그러나,이 시험에서, 자당 핥기는 CS + (328.1 ± 84.8 핥기)와 CS-CS + 기간 사이에 유의미한 차이가 없었다 (245.6 ± 45.9 핥기; 쌍으로 된 샘플 t-테스트, t(15) = 1.07, p = 0.300]. 반응 경쟁을 더욱 억제하고 주둥이에서 자당을 마시는 것을 강화하기 위해 쥐에게 CS가 없을 때 음식이 부족한 상태에서 5 % 자당을 주둥이에서 핥는 20 회의 추가 세션을 받았습니다. 그런 다음 쥐를 집에서 완전히 배식하고 금속 스파우트에서 사용할 수있는 수 크로스를 사용하여 두 가지 CPF 테스트를 실시했습니다. 테스트 동안 쥐는 별도의 테스트에서 2 % 또는 20 % 자당 용액에 지속적으로 접근 할 수있었습니다 (피험자 내, 균형 잡힌 주문).

그림 1b 이 테스트 기간 동안 CS +가 새로운 위치에서 수크로오스를 마시는 것을 촉진하는데 효과적이라는 것을 보여줍니다. 혼합 효과 모델 분석 (보충 표 S2)는 중요한 CS 유형 × CS 기간 상호 작용을 발견했으며, t(120) = 15.16, p <0.001, CS +가 기준 수준 (CS 대 pre-CS 기간, p <0.001) CS- (CS 대 pre-CS 기간, p = 0.097), 실험 1에서와 같이 자당 농도는이 효과의 단서 선택성에 유의 한 영향을 미치지 않았습니다 (3 원 상호 작용, p = 0.319). 중요한 것은 핥기 비율이 CS + 이전 기간에 비해 CS 이전 기간 동안 상승한 것처럼 보였지만 쌍을 이룬 샘플은 t이 차이가 2 % 조건에서 통계적으로 유의하지 않은 것으로 나타 났으며, t(15) = 1.66, p = 0.118 또는 20 % 조건에서 t(15) = 1.56, p = 0.139. 이는 체계적인 (시험 간) 이월 효과를 방지하고 향후 시험 유형 (또는시기)에 대한 예측을 배제하는 훈련 및 테스트 중에 사용되는 의사 무작위 시험 구조를 고려할 때 예상됩니다. 이러한 동일한 동물이 실험 3에서 CS + 이전 핥기 비율이 더 비슷했을 때 유사한 CS + 특정 상승을 보였다는 점도 주목할 가치가 있습니다 (그림. 1c, 차량).

D1 형 도파민 수용체에 대한 의존성

실험 2의 결과는 CS +가 PIT와 같은 동기 부여 효과와 일치하여 그 큐와 직접 관련이 없었던 먹이 행동을 유발함으로써 자당 소비를 증강시키는 능력을 획득했음을 나타냅니다. Pavlovian 인센티브 동기 부여에서 D1 유형 도파민 수용체의 중요성을 감안할 때-실험 3은 이러한 수용체에서 차단 활성이 CPF 발현을 방해하는지 여부를 조사했습니다. 실험 2에서 사용 된 동일한 쥐에게 SCH-20 (23390 mg / kg), 선택적 D0.04 길항제 또는 비히클로 전처리 한 후 CPF 테스트 (1 % 슈 크로스)의 마지막 쌍을 받았다. 시험 결과는 Fig. 1c (또한 보조 표 S3).

분석 결과 약물 치료의 주요 효과가 나타 났으며, t(120) = -2.15, p = 0.034, 자당 핥기는 일반적으로 SCH-23390에 의해 우울해졌습니다. 중요한 것은 중요한 약물 × CS 기간 × CS 유형 상호 작용, t(120) = -20.91, p <0.001, SCH-23390이 CPF의 발현을 특이 적으로 방해했음을 나타냅니다. 실제로 추가 분석에 따르면 CS +는 차량 테스트에서 CS + 이전 수준보다 자당 핥기를 크게 증가 시켰지만, p <0.001, SCH-23390 테스트에서 CS +의 영향이 없었습니다. p = 0.982. 실험 1에서 관찰 된 단서 일반화와 유사하게, CS-는 두 약물 조건 모두에서 자당 핥기에서 약간의 유의 한 증가를 유도했습니다. ps ≤ 0.049. 따라서, SCH-1 투여에 의한 D23390 형 도파민 수용체 길항 작용은 CS + 유발식이를 현저하게 손상 시켰으며, 이는 CPF의 인센티브 동기 부여와 일치한다.

자당 - 쌍 수화 신호 및 수 크로스 농도가 먹이에 미치는 영향에 대한 미세 구조 분석

Experiments 2와 3의 결과는 신호가 신호에 의해 신호 된 음식 소스와 별개의 위치에서 먹이 행동을 동기 부여 할 수 있기 때문에 여기에서 사용 된 새로운 PIT 유사 프로토콜이 CPF의 인센티브 동기 양식을 지원함을 제안합니다. 이 계정을 더 시험하기 위해, 우리는 sucrose 음주에 대한 CS +의 흥분 효과가 핥기 행동의 미세 구조 조직의 특정 변화와 관련이 있는지를 조사했다. 전술 한 바와 같이, 핥기 시험 기간은 유체의 기호성에 따라 변하지 만,쥐가 새로운 핥기에 관여하는 빈도는 별도의 동기 부여 과정을 반영한다고 생각됩니다-. 우리는 이전보고에서와 같이 식욕을 조절하기 위해 자당 농도를 다양하게했습니다.,. 높고 낮은 수크로오스 농도도 칼로리 함량이 다르지만 광범위한 연구에 따르면 한 시합 지속 시간 측정은 감각 보상의 영향에 대한 민감하고 선택적 측정이며 소비 후 칼로리 처리와는 분리됩니다-. 따라서 인센티브 동기 부여를 유도하는 CS +는 시합 빈도를 증가시키는 반면, 자당을보다 맛있게함으로써 섭취량을 증가시키는 CS +는 더 긴 시합 기간을 촉진해야한다.

충분한 통계력 확보위에서 설명한 비 약물 테스트 조건 (실험 2 및 실험 20의 1 % 및 2 % 테스트 및 실험 3의 차량 상태)에 대한 데이터를 정리했습니다. 결합 된 데이터는도 2에 도시된다. 2총 핥기 (a), 시합 빈도 (b) 및 시합 지속 시간 (c)으로 별도로 플롯됩니다. 그림 2d 는 시험에서 2 %와 20 % sucrose를 사용할 수있는 pre-CS + 및 CS + 기간 동안의 두 가지 대표적인 래트의 핥는 행동의 래스터 도표를 보여줍니다. CPF의 동기 부여 해석에 따르면,이 래트는 CS + 기간 동안보다 CS + 기간 동안보다 많은 수크로오스 핥기에 관여하는 경향이 있었다. 대조적으로, 사춘기 지속 기간은 20 % sucrose를 섭취했을 때보 다 더 맛있은 2 % sucrose 용액을 섭취했을 때 더 길어지는 경향이 있었는데, 이것은 CS + 및 CS + 기간 전 기간 동안 명백한 효과였다. 따라서, 시합 지속 시간은 자당 - 쌍이 된 큐에 의해 강하게 영향을받지 않았다. 사실, Fig. 2d 결합 된 데이터 세트의 일반화 된 선형 혼합 효과 모델에 의해 확증되었다 (Fig. 2a-c 보조 표 S4). 이차 혼합 효과 분석은 "실험"(1, 2, 3)의 범주 적 요인이 시합 빈도 또는 기간에 CS 기간 × CS 유형 상호 작용을 유의하게 완화하지 않았으며, ps ≥ 0.293이며, 이후의 분석을 위해이 데이터를 결합 할 수 있습니다. 흥미롭게도, CS +가 핥는 행동을 유도하는 능력은 또한 핥기를 시작하는 데 훨씬 빠른 대기 시간에 반영되었습니다- CS + 개시 이후 [일반화 된 선형 혼합 효과 모델 (응답 분포 = 감마, 링크 함수 = 로그); t(306) = -2.71, p = 0.007], 대기 시간의 원시 차이는 상대적으로 적지 만 (CS + : 1.16 초 ± 0.47; CS- : 2.79 초 ± 0.79).

그림 2 

핥는 행동의 미세 구조 요소. 실험실 1-3의 모든 비 약물 조건에서 접힌 자당 쌍 큐 (CS +) 및 불일치 큐 (CS-)가 자당 소비에 미치는 영향을 평가했습니다. 이 데이터는 ...

CS 기간 효과의 중재 분석

이러한 결과를 바탕으로 우리는 통계적 중재 분석 결합 된 데이터 (Fig. 2) CS +가 자당 음주가 우선적으로 시합 빈도 또는 기간의 변화와 관련되어 있는지를 결정하기 위해 결정 하였다. 그림 3a 이 분석 (CS 기간)을위한 다중 중개 모델 구조를 보여줍니다. 유의적인 전체 효과가 있었다 (Total; c) CS 기간의 핥기 행동, t(156) = 4.11, p <0.001, c = 5.22 [2.71, 7.73], CS + 이전 기간보다 CS + 기간에 더 많은 핥기 횟수가 있었다. 그런 다음 CS +가 핥는 미세 구조에 유사하게 영향을 미치는지 여부를 테스트하고 한판 승부 빈도에서 상당한 단서 유도 상승을 발견했습니다 (M2), t(156) = 3.27, p = 0.001, a2 = 0.70 [0.28, 1.12], 그러나 한판 승부 기간 (M1), t(141) = 1.89, p = 0.061, a1 = 0.34 [-0.02, 0.69]. 따라서 그룹 수준에서 한판 승부 기간이 아니라 빈도에 대한 CS + 효과는보다 일반적으로 핥는 효과와 유사했습니다.

그림 3 

핥기 행동의 미세 구조적 특징에 의한 CPF 조정. (a) CS 기간 사마귀 기간 및 시합 빈도의 중재자와 함께 총 핥기에 대한 CS 기간의 효과를 설명하는 모델. (b) 농도 모델 자당의 효과를 설명 ...

핥기에 대한 CS +의 효과가 시합 빈도에 미치는 영향에 의해 중재되는 경우, (1)이 측정 값은 상관되어야하고, 시합 빈도에 대한 CS + 효과는 전체 핥기 측정에 대한 CS + 효과를 설명해야합니다. 첫 번째 예측의 평가는 CS 기간을 무시하고 시합 빈도와 시합 기간 모두 총 시크와 유의미한 상관 관계가 있음을 발견했으며, ps <0.001, 이러한 미세 구조 측정이 전체 핥기와 내재적 관계를 가지고 있다는 점을 감안할 때 놀라운 일이 아닙니다. 그러나 두 번째 예측에 대한 우리의 평가는 더 드러났습니다. 우리는 CS 기간과 함께 시합 빈도와 시합 기간을 고정 효과로 포함하여 이러한 미세 구조 측정이 CS + 관련 분산을 전체 핥기 측정에서 설명하는지 조사하기 위해 다중 중재 모델을 구성했습니다. 다시 말해, 우리는 위에서 설명한 더 간단한 (감소 된) 모델의 강도에 비해 이러한 핥기 시합 측정의 분산 제어가 CS + 효과를 약화 시켰는지 물었습니다. 중재와 일치하여 우리는 이것이 곧장 CS 기간이 핥기에 미치는 영향 (c')는 중요하지 않았고, t(139) = 0.90, p = 0.370, c'= 0.41 [-0.49, 1.30], 시합 빈도 및 기간을 제어 할 때. 우리는 CS +가 이들 중재자를 핥을 때 미치는 영향을 평가 한 결과, 핥기에 대한 시합 빈도의 유의 한 간접적 인 효과가 있음을 발견했다. a2b2 = 2.90 [1.18, 4.76], 그러나 한판 승부 기간은 아님, a1b1 = 1.71 [-0.09, 3.35]. 따라서, 이러한 데이터는 CPF의 쾌락 적 설명보다는 동기 부여 적 설명과 일치하는 시합 기간의 증가와 반대로 CS +로 인한 핥기 상승이 주로 시합 빈도의 증가에 의해 주도된다는 것을 나타냅니다.

자당 농도 효과의 중재 분석

우리는 결합 된 데이터에 대해 두 번째 중재 분석을 수행했다 (Fig. 2)에서 sucrose palatability (농도)가 bout duration의 선택적 증가와 관련이 있음을 확인 하였다 (Fig. 3b, 농도). 간략화 된 모델 (시합 빈도 나 기간에 대한 고정 효과 없음)은 총 핥기에 대한 집중력의 총 효과가 중요하지 않음을 발견했으며, t(156) = 0.42, p = 0.678, c = 0.57 [-2.13, 3.27], 이는 테스트에서 전체적인 자당 핥기 수준이 자당 농도에 크게 의존하지 않음을 나타냅니다. 이는 당초 식감이 핥는 데 미치는 영향이 처음 2 ~ 3 분 동안 섭취하는 동안 가장 분명하기 때문에 예상됩니다.우리 시험 세션에서 첫 번째 CS 전 기간 이전이었습니다. 그럼에도 불구하고, 자당 농도는 시합 기간에 유의 한 영향을 미쳤다 (M1), t(141) = 5.20, p <0.001, a1 = 0.88 [0.54, 1.21], 20 % 자당은 2 % 자당보다 더 긴 음주를 지원합니다. 흥미롭게도, 자당 농도는 한판 승부 빈도에 상당한 억제 효과를 나타 냈습니다 (M2), t(156) = -3.84, p <0.001, a2 = −0.83 [−1.26, −0.40], 쥐가 더 맛있는 용액을 마실 때 더 적은 시합에 참여하는 경향이 있다는 점에서. 따라서, 시합 기간의 농도 관련 증가는 시합 빈도의 감소로 상쇄되었습니다. 이것과 일치하여, 한판 승부 기간과 빈도에 대한 고정 된 효과를 포함하는 우리의 전체 중재 모델은 핥기에 대한 집중의 직접적인 영향을 나타내지 않았습니다. t(139) = 0.45, p = 0.650, c'= 0.23 [-0.76, 1.22]. 그러나 시합 빈도의 의미있는 간접적이지만 반대의 효과가 있었지만, a2b2 = −3.49 [−5.50, −1.58] 및 한판 승부 기간, a1b1 = 4.46 [2.96, 5.95], 전체 핥기 행동.

CS 기간과 농도가 미세 조직을 핥는 효과에 대한 개인차

중재 모델은 사춘기 빈도와 지속 시간이 집단 수준에서의 핥기에 CS +와 자당 농도의 영향을 중재하는 데 별개의 역할을하지만 개별적인 쥐를 통해 그러한 효과가 어떻게 나타나는지를 다루지는 않는다는 것을 밝혀 냈습니다. 과식에 대한 취약성. 중재 분석의 결과를 감안할 때 우리는 개개인의 쥐가 CS + 기간 동안 기준선에 비해 시합 빈도의 순 증가를 보일 것이라고 예상했지만 시합 기간의 일관성 있고 신뢰할만한 변화를 나타내지는 않습니다. 또한, 20 % 시험에 비해 2 % sucrose를 섭취했을 때 개개의 쥐는 더 길지 만 덜 빈번한 핥기를 보일 것으로 예측되었다. 무화과. 3c 및 D CS 기간 (CS + – pre-CS +)과 자당 농도 (20 % –2 %)가 각각 한판 승부 빈도 및 기간에 미치는 영향의 개인차를 보여줍니다 (그림. 2). CS +는 쥐의 67 %에서 시합 빈도를 증가시켰다 (Fig. 3c), 거의 동일한 수의이 쥐들에서 사춘기 지속 기간 (34 %)의 증가 (33 %)를 보였다. 4 사분면에 걸쳐 균일하게 분포 된 데이터 점을 가정 할 때 카이 제곱 적합성 검정은 중요한 분포 불균형, χ2(3) = 10.91, p = 0.012. 실제로 Δ의 평균은진동수 분포가 0보다 유의하게 더 컸고, t(66) = 4.80, p <0.001, 반면 Δ의 평균런닝타임 분포는 0과 크게 다르지 않았다. t(66) = 1.80, p = 0.076. 집중 효과 (Fig. 3d), 대다수의 쥐 (58 %)는 20 % 대 2 % sucrose가있는 빈번한 관찰과 chi-squared 적합 테스트의 결과는 데이터가 사분면을 통해 균일하게 분포되어 있지 않음을 확인했으며,2(3) = 31.85, p <0.001. 실제로, 우리는 Δ의 평균이진동수 분포가 0보다 현저히 적었고, t(51) = -4.22, p <0.001, Δ의 평균런닝타임 분포가 0보다 유의하게 더 컸고, t(51) = 4.18, p <0.001.

자당 소비의 미세 구조 예측 인자

Fig. 3c 시합 빈도에 대한 CS +의 효과에 상당한 변동성이 있었고, 일부 쥐는이 동기 부여 영향에 특히 민감하다는 것을 제안했다. 이러한 쥐가 CS +가 없을 때 음주량을 줄임으로써 총 sucrose 섭취량을 조절할 수 있었지만, 결합 된 데이터 세트에 대한 추가 분석은 가능했다. 2)는 시합 빈도의 증가로 인한 CS +가 과식과 관련이 있음을 확인했습니다. 구체적으로, 우리는 긍정적 인 Δ를 보인 쥐진동수 CS + 시도 (subgroups Freq ↑, Dur ↓ 및 Freq ↑, Dur ↑) 동안의 점수. 3C)는 그렇지 않은 쥐보다 훨씬 더 많은 자당을 소비했다 (Freq ↓, Dur ↓ 및 Freq ↓, Dur ↑). t(63) = 2.27, p = 0.026 (그림. 4a). 이 관계는 Δ진동수 연속 변수로 취급하고, t(63) = 2.19, p = 0.032 (그림. 4b), 수크로오스 농도, 농도 × Δ회수, t(63) = 0.64, p = 0.528.

그림 4 

CS +의 함수로서 소비 된 수 크로스 용액 (ml)의 양은 시합 빈도와 지속 기간의 변화를 불러 일으켰다. (a) 이러한 데이터는 CS + 유발 증가 (↑) 또는 감소 (↓)에 의해 결정되는 범주 그룹의 함수로서 자당 소비를 나타냅니다. ...

토론

우리는 자당 유용성 신호가 신호가 수크로오스 (실험 1)를 얻는 데 필요한 특정 행동을 신호했는지 또는 실험 2 및 3인지에 상관없이 쥐의 자당 섭취량을 증가시킬 수 있음을 발견했다. 후자의 발견은 선재 컨디셔닝 된 먹이 반응 (또는 자극 - 반응 습관)의 실행에 의존 할 가능성이 적기 때문에 특히 중요하다. 그런 대신 그러한 신호가 정서적 및 / 또는 동기 부여 적 특성을 습득하여 유연하게 전달할 수 있다고 제안한다 먹이는 행동을 가로 질러 그들의 통제. 따라서 먹이 루틴을 수립 할 때조차도 음식물 섭취를 촉진하는 환경 적 자극의 경향은 따라서 큐 - 추출 식량 갈망과 인간 과식을 지원하는 Pavlovian 과정의 유용하고 선택적 인 동물 모델을 제공하는 것으로 보인다-. 음식과 관련된 자극이 반응에 독립적 인 방식으로 음식 섭취를 촉진 할 수 있다는 이전 보고서가 있지만-, 대부분의 CPF 실험은 훈련 및 시험 단계에 걸쳐 식품 공급원을 고정시키고 따라서이 효과를 내재하는 심리적 과정의 특성에 관한 제한된 정보만을 제공합니다. 현재의 연구는 음식 추구 행동에 대한 음식 결합 된 단서의 일반화 된 동기 부여 영향을 연구하는데 널리 사용되는 PIT 과제 후에 모델화 된 절차를 사용하여, 먹이 행동에 대한 음식 결합 단서의 일반화 된 흥분성 영향에 대한 시연을 제공한다. 예를 들어 PIT에서와 같이 현재 작업을 통해 큐가 새로운 위치로 일반화하는 동기 부여 속성을 얻는 경향을 평가할 수 있습니다. 또한 PIT에 일반적으로 사용되는 교육 및 시험 매개 변수 (예 : 큐 지속 시간, 시험 간 간격 및 강화 계획)를 빌려 연구 간 비교를 용이하게했습니다. 따라서이 접근법은 도구와 결과 행동에 대한 파블로 (Pavlovian) 통제하에있는 심리적 및 / 또는 생물학적 과정의 잠재적 인 차이에 대한 미래의 조사를 위해 더 큰 실험적 통제를 제공 할 수있다.

현재 연구는 D1 도파민 수용체의 활성화가 일반적으로 도파민 신호 전달의 중요성을 고려한 인센티브 동기 해석 및 Pavlovian-R의 발현에서 D1 수용체 활성화를 지원하는 CPF의 반응 독립적 형태의 발현에 중요하다는 것을 발견했다. 수단 간 전송,-,,. 도파민은 음식 자극의 쾌락 성을 처리하는 데 상대적으로 중요하지 않다는 증거가 주어진다.,,D1 길항제가 CS +의 능력을 파괴하여 시험에서 자당 기호성을 변화시킴으로써 그 효과를 갖는 것 같지는 않다. 이 동기 부여 해석은 또한 우리의 미세 구조적 핥기 분석에 의해 뒷받침됩니다.이 틱 분석은 신호가 주로 그 발작의 지속 기간을 연장하기보다는 핥기의 더 많은 시합을 유도함으로써 급식을 증가시키는 것을 발견했습니다. 대신, 사춘기 기간은 잘 확립 된대로 자당의 기호성에 따라 다양했다.,,,. 흥미롭게도, 우리의 통계적 매개 분석에 의하면 20 % 대 2 %의 자당을 핥을 때 더 긴 시합을하는 쥐가 있었지만 시합 빈도는 보상 적으로 감소했다. 따라서, 이러한 식욕의 조작은 쥐가 수유 섭취량에 영향을주지 않으면 서 자당 섭취량을 패턴 화하는 방법에 영향을주는 것으로 보였다. 이와 대조적으로 CS +를 사용한 실험에서는 이러한 보상 효과가 나타나지 않았으며, 이는 그러한 신호를 사용한 실험에서 관찰 된 핥기 행동의 순 증가를 설명하는 것으로 보입니다. 또한, CS + 시범 기간 동안 시합 빈도의 증가를 나타내는 쥐도 총 수크로오스 섭취 수준이 높아졌다. 이러한 결과는 먹이 행동을 조절할 수 없으며 (1) 최소한 여기 조건에서 자당 기호성을 조작하는 것보다 과식을 유도하는 데 더 효과적이라는 것을 알 수있다.

현재의 결과는 또한 명백한 음식 - 한 쌍이 단서가없는 경우 먹이 행동의 조절에서 도파민의 역할에 대해 밝혀줍니다. 이전의 연구에 따르면 D1 도파민 길항제의 전신 투여 SCH23390 억압하다 고상한 시합 지속 시간을 변경하지 않고 시합 빈도를 줄임으로써 자당 소비,이는 도파민 결핍 마우스에 의해 나타난 핥기의 패턴과 유사하다. 이러한 상황에서 빈도를 조절하는 심리적 메커니즘은 명확하지 않지만, 먹이와 관련이있는 문맥 및 / 또는 인터셉트 큐가 음식 추구 및 소비의 새로운 발동을 은밀하게 동기 부여하는 능력을 습득한다고 제안되어왔다,. 우리의 결과는 새로운 핥기가 명시된 음식 - 결합 된 신호에 의해 이끌어 낼 수 있다는 것과이 효과가 D1 도파민 수용체 활성화에 달려 있음을 보여줌으로써이 해석의 타당성을 어느 정도 뒷받침한다.

다른 곳에서 언급 한 바와 같이,CPF에서 도파민의 역할에 대한 비교적 적은 연구가 있었다. 그러나 초기 연구에 따르면 비특이적 인 도파민 수용체 길항제 인 α- 플루 펜 틱솔의 투여가 CS + 유도 된 음식물 찾기를 약화 시켰지만 음식물 섭취를 증가시키는 큐의 능력은 손상되지 않았다이는 D1 길항 작용이 신호 전달에 의한 자당 핥기를 방해한다는 우리의 발견과는 상반되는 것으로 보인다. 이 두 가지 연구에서 명백한 불일치를 설명 할 수있는 많은 절차상의 차이가 있습니다. 예를 들어, D1 도파민 전달에 대한 우리의 선택적 조작이 CS +가 식품 섭취에 미치는 영향을 방해하는 데 더 효과적 일 수 있습니다. 또한이 이전 연구에서,식이 박탈 된 쥐를 훈련시키고, 하루 동안 간헐적으로 분배 된 먹이주기를 신호하기 위해 신호가 사용 된 독특한 파블로프 (Pavlovian) 컨디셔닝 절차를 사용하여 가정용 우리에서 시험을 받았다. 나중에, 그 단서는 쥐가 비 공인 상태에서 시험을 받았을 때에도 먹이는 것을 촉진 시키는데 효과적이었다. 이 훈련의 성격과 정도, 필요한 수유 반응이 훈련 및 시험 단계에서 변경되지 않았다는 사실은이 CPF 프로토콜이 시험 중 습관적 (자극 - 반응) 급식 반응의 사용을 권장했을 수도 있음을 암시합니다. overtraining이 도파민 신호의 조작에 둔감 해 지도록 유도하는 큐 유발 식품을 만들 수 있다고 가정하면CPF의 잠재적 습관 기반 형태가 여기에 설명 된 동기 부여 양식보다 도파민에 덜 의존적 일 수 있습니다.

CPF에서 도파민의 역할에 대한 많은 결정이 남아 있지만,이 행동 현상은 그렐린에 의존하는 것으로 알려져 있습니다- 및 멜라닌 농축 호르몬 신경 펩타이드 시스템은 근본적으로 두 가지 먹이 행동을 조절하는데 관여한다 및 도파민 신호 전달-. 흥미롭게도, 그렐린의 식욕 자극 효과는 mesolimbic dopamine 신호 전달을 조절하는이 호르몬의 능력에 달려 있습니다-. 예를 들어 ghrelin이 D1 도파민 수용체 길항제 인 SCH-23390을 함께 투여하면식이 습성에 영향을 미치지 않고 음식 섭취와 섭취를 향상시킬 수 있습니다 (licking bout duration). 이러한 결과를 바탕으로, 그렐린과 도파민 간의 유사한 상호 작용이 먹이에 비해 음식 결합 된 신호의 동기 부여에 영향을 미칠 수 있다고 예상 할 수 있습니다.

현재 연구 결과는 음식 결합 쌍이 새로운 먹이주기를 자극하여 과식을 자극 할 수 있음을 보여 주지만, 그러한 단서는 다른 과정을 통한 먹이에도 영향을 미칠 수 있습니다. 우리의 이전 제어 접근법에 암시되는 것은 먹이 단서가 특정 수유 행동을 직접 유도함으로써 섭취를 유발할 수 있다는 인식이다. 또한 CS +가 현재 연구에서 신뢰 기간을 변경하지는 않았지만, 고정식 식품 공급원과 함께보다 전통적인 CPF 프로토콜을 사용하는 최근의 연구는 먹이 신호가 핥는 발작을 길게 할 수 있다는 증거를 발견했습니다. 이것과 일치하여, 입맛에 맞는 음식과 관련된 단서가 맛 자극에 대한 정설 적 orofacial 반응의 표현을 증가시킬 수 있다는 이전의보고가있다-취향 hedonics 또는 "liking"의 또 다른 측정. 따라서 음식 신호는 여러 경로를 통해 먹이를주고, 갈망을 일으키고, 특정 먹이감 반응을 일으키거나, 음식 맛을 더 좋게 만들 수 있습니다. 이러한 과정은 큐 효과가있는 과식에 대한 뚜렷한 취약점의 근원이 될 수 있으며 아마도이 효과에 대한 감수성의 개인차를 설명 할 수 있습니다,,. 현재의 발견은 래트에서 CPF의 동기 부여 요소를 선택적으로 파싱하는 효과적인 접근법을 보여줍니다.

행동 양식

피사체 및 장치

도착시 무게가 32 ~ 16g 인 성인 수컷 롱 에반스 쥐 (N = 총 1 마리, 실험 16의 경우 n = 2, 실험 3 및 370의 경우 n = 400)를 온도 및 습도의 투명한 플라스틱 케이지에 보관했습니다. -통제 된 사육장. 쥐는 광고 무제한 실험을 통해 집에있는 물에 접근 할 수 있습니다. 래트는 아래 명시된대로 실험의 특정 단계에서 식품 제한 일정에 놓이게됩니다. 축산 및 실험 절차는 UC Irvine Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC)에 의해 승인되었으며 실험실 동물의 관리 및 사용에 관한 국립 연구위원회 지침에 따라 수행되었습니다.

행동 절차는 음향 및 빛이 약화 된 칸막이에 보관 된 동일한 챔버 (ENV-007, Med Associates, St Albans, VT, USA)에서 수행되었습니다. 수크로오스 용액은 주사기 펌프를 통해 스테인레스 스틸 그리드 층 위의 2.5 cm의 각 챔버의 한쪽 끝벽에 중앙에 위치한 오목한 플라스틱 컵으로 전달 될 수 있습니다. 식품 용기의 입구에 위치한 photobeam 검출기를 사용하여 파블로프 컨디셔닝 세션 동안 조절 된 접근 반응뿐만 아니라 자당 소비와 관련된 헤드 엔트리를 모니터링했습니다. 특정 실험 세션 (실험 2 및 3)에서 음식 컵 반대편 끝벽에있는 0.5 cm 구멍에 ~ 1.3 cm 위치에 중력 먹이 금속 음료 마약을 핥아 서 자당 용액을 얻을 수있었습니다. 음식 컵과 금속 스파우트의 개별 틱은 접촉 lickometer 장치 (ENV-250B, Med Associates, St Albans, VT, USA)를 사용하여 테스트 세션 동안 지속적으로 기록되었습니다. 흰색의 불투명 한 플렉시 글라스 패널은 설탕을 금속 스파우트에서 얻을 수있는 모든 세션 동안 음식 컵을 담고있는 끝벽 앞에 위치했습니다. 실내 조명 (3 W, 24 V)은 조명을 제공하고 팬이 인공 호흡 및 배경 소음을 제공했습니다.

파블로 비아 컨디셔닝

쥐를 85 d의 잡지 교육을 받기 전에 무료로 먹이를주는 몸무게의 약 2 %에서 체중을 유지하기 위해 음식 제한 일정에 두었고, 각각 60 % sucrose 용액 (20 ml)의 0.1 전달을 받았다. 매일 회의 (1 h). 쥐들은 Pavlovian 컨디셔닝의 10 d를 받았다. 매일 매일의 컨디셔닝 세션은 변수 6-min 간격 (2-80 범위)으로 구분 된 시험을 통해 10-min 오디오 큐 (CS +, 3-dB 화이트 노이즈 또는 2-Hz 클릭 커)의 일련의 4 프리젠 테이션으로 구성됩니다. . 각각의 CS + 시험 동안, 0.1 % sucrose 용액 (w / v)의 2 ml 분취 량 (20 초에 전달됨)을 30-sec 랜덤 시간 계획에 따라 음식 컵으로 전달하여 시험 당 평균 4 회의 자당 전달 . 컨디셔닝 마지막 날에, 쥐에게도 CS +와 동일한 방식으로 대체 큐 (CS- 대안 청각 자극)를 제시했지만 자당 용액과 짝 지어지지 않은 두 번째 세션을 실시했다. 선행 행동은 CS 발병과 첫 번째 자당 전달 사이의 기간 동안 컵 접근 (photobeam breaks)의 비율을 비교함으로써 측정되었으며 (이는 비조합 섭식 행동의 탐지를 피하기 위해) 시행 간격. 모든 쥐에게 5 일 동안 광고 무제한 Pavlovian 컨디셔닝의 마지막 세션 후에 추가 테스트를 받기 전에 유지 관리 다이어트에 액세스 할 수 있습니다.

큐 강화 먹이 검사

실험 1

이 실험은 CS +가 훈련 도중 사용 된 동일한 음식 컵의 자당 용액의 소비에 미치는 영향을 평가하여 그 신호에 대한 조건 반응 (즉, 컵 접근)이 시험에서 자당을 얻는 데 필요한 행동과 양립 할 수 있도록 하였다. Pavlovian 컨디셔닝 동안 손실 된 체중을 회복 한 후, 래트는 48 h로 분리 된 한 쌍의 CPF 테스트를 받았는데, 그 동안 래트는 그들의 homecages에서 방해받지 않았다. 쥐가 photobeam (컵 접근)을 건네 주었을 때마다 각 CPF 세션 (86 분 총 기간) 동안, 2 % 또는 20 % 자당 솔루션은 음식 컵에서 0.1 ML 자 컵으로 리필하여 지속적으로 사용할 수있게되었습니다. 그러나, 컵을과 충진하는 것을 막기 위해, 자당 전달은 마지막 자당 전달 이후 적어도 4s가 경과하고 개입 기간 동안 적어도 5 개의 핥을 수행 한 경우에만 투여되었다. 이 세션에서 2-min의 청각 자극은 고정 4-min 간격으로 분리 된 의사 무작위 순서 (ABBABAAB)로 8 번 표시되었습니다. 첫 번째 시도는 세션 시작 후 8 분을 시작하여 신호의 행동 영향을 평가하기 전에 포만감을 유도했습니다. 시행 순서는 Pavlovian 훈련 조건과 상쇄되었는데, 제시된 첫 번째 CS는 과반수의 CS +와 나머지 절반의 CS-이었다. 자당 농도 검사의 순서는 또한 각 상태의 반이 먼저 2 % 시험을 받고 20 % 시험이 두 번째이고, 반은 반대 배열을받는 (즉, 모든 동물은 별도의 시험에서 두 농도를 모두 받았다).

실험 2

이 실험에서, 우리는 Pavlovian 컨디셔닝 동안 사용 된 컵과 ​​다른 소스에서 나온 수 크로스 용액의 소비에 대한 CS +의 영향을 조사하여, 그 큐에 대한 컨디셔닝 된 반응이 시험에서 자당을 소비하는 데 필요한 행동과 양립 할 수 없도록 하였다. 우리가 수행 한 첫 번째 테스트에는 2 % 자당 조건 만 포함되었습니다. Pavlovian 컨디셔닝 동안 쥐가 잃어버린 체중을 되찾은 후에, 그들은 작은 구멍 안에 위치한 금속 스파우트 (병을 통해 중력 공급)에서 86 % sucrose 용액에 자유롭게 접근 할 수있는 2 회의 매일 세션 (2 분 지속 시간)을 받았다. 음식 컵 맞은 편 끝벽. 동물들이이 위치에서 자당을 찾지 못하도록 스파우트 접근 (후속 CPF 테스트 포함) 세션에서 푸드 컵을 수납 한 벽 전면에 흰색 플렉시 유리 패널을 배치했습니다. 이 세션은 청각 신호가 없을 때 쥐에게 새 근원에서 자당을 마시는 경험을주기 위해 고안되었습니다. 다음 날, 1 % sucrose가 컵이 아닌 금속 스파우트에서 계속 사용할 수 있다는 점을 제외하고는 실험 2에서 설명한대로 CPF 테스트 세션을 단일 쥐에게 받았습니다.

이 첫 번째 검사에서 CPF의 증거가 거의 없었기 때문에 아마도 CS + 음식 컵과 스파우트 접근 행동 사이의 반응 경쟁 때문에 쥐에게 스파우트를 강화하기 위해 스파우트 훈련을 추가로 주었고 (CS +가없는 경우) 스파우트가 사용 가능할 때 음식 컵 접근 (패널로 덮 였기 때문에). 따라서 쥐는 5 %의 자당 용액에 10 분의 접근으로 구성된 이러한 세션의 각각과 함께 추가 스파우트 훈련 세션의 20 d를 받기 전에 음식 제한 일정 (파블로 브 컨디셔닝 단계와 동일)에 다시 배치되었습니다. 쥐에게 4 d 광고 무제한 이 단계에서 잃어버린 체중을 되 찾을 수 있도록 가정식에 접근하십시오. 다음으로, 초기 훈련 마지막 날 (즉, CS + 시험 기간 동안 푸드 컵으로 공급 된 20 % 슈 크로스로)과 같이 CS + 및 CS-로 파블로 비안 재교육 세션을 받기 전에 쥐를 급식을 박탈했다 (20 h). 이 스파우트와 이후 모든 파블로프 재교육 세션 동안 스파우트가 챔버에서 제거되었습니다. 쥐에게 ~ 20 h의 광고 무제한 쥐에게 실험 2에서와 같이 20 % 또는 1 %에 대한 액세스 권한이 주어 졌다는 점을 제외하고 첫 번째 테스트와 동일한 메탈 스파우트를 사용하여 두 번의 CPF 테스트를 거치기 전에 집에서 음식을 먹을 수 있습니다.

실험 3

스파우트의 마지막 라운드 동안 CPF의보다 실질적인 증거를 찾은 후, 실험 2의 쥐에게 D1 도파민 수용체에서 도파민 신호 전달에 대한이 효과의 의존성을 평가하기위한 추가 검사를 받았다. 랫트는 10 분 분액 세션에 20 % 자당 용액에 대한 접근 권한을 부여했다. 쥐가에 돌려 보내질 때 정상적인 체중에 급속하게 돌려 보내기 때문에 광고 무제한 급식 20-H식이 요법을받은 가정용 음식을 먹을 때, 우리는이 주둥이 재교육 세션과 후속 파블로 피안 재교육 (이전과 마찬가지로 CS + 및 CS- 세션) 중에 쥐가 배고파 졌는지 확인하기 위해이 절차를 사용했습니다. 두 가지 최종 CPF 테스트 쥐에게 적어도 20 h 광고 무제한 각 테스트 세션 전에 집에 들어가십시오. CPF 테스트의이 마지막 라운드 동안, 두 테스트 세션 동안 쥐는 스파우트에서 20 % 수크로오스에 지속적으로 액세스했습니다. 각 시험 전 15 분, 자당 소비를 억제하기에 충분한 것으로 알려진 용량 (1 mg / kg)을 사용하여 멸균 생리 식염수 또는 SCH-23390 (선택적 D1 도파민 수용체 길항제)의 IP 주사 (0.04 ml / kg),,. 래트는 두 약제 조건에서 시험되었고, 시험 지시를 위해 균형을 이루었다.

데이터 분석

주요 종속 측정은 모든 CPF 세션 동안 접촉 핥기 측정기를 사용하여 10ms 해상도로 기록 된 개별 핥기입니다. 아주 드물게, 우리는 쥐 (발 또는 입)와 자당 (또는 금속 주둥이) 사이의 지속적인 접촉으로 인해 발생하는 lickometer 측정에서 인공물을 발견했습니다. 이러한 인공물은 고주파 lickometer 응답 (> 20Hz)의 형태를 취했습니다. 쥐가 <10Hz의 최대 핥기 속도를 보인다는 점을 감안할 때0.05-Hz 컷오프 주파수에 해당하는 마지막 (흉터가 아닌) 핥기의 20 초 내에 발생하는 모든 잠재적 핥는 반응을 제외했습니다. 이 기준에서 20 % 이상의 핥기 반응이 제외 된 세션은 모두 분석에서 제외되었습니다 (실험 1에서 1 세션의 1 세션).

핥는 행동

각 세션에 대해 기간 유형 (Pre-CS +, CS +, Pre-CS-, CS-)에 걸쳐 총 틱 수를 결정했습니다. 우리의 1 차 종속 측정 (총 핥기)이 카운트 변수이기 때문에,이 데이터는 포아송 응답 분포 및 로그 링크 함수를 갖는 일반 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 분석되었습니다 -. 이 통계적 접근법은 조건 (고정 효과) 및 개인 (임의 효과)의 함수로 매개 변수 추정을 허용합니다. Experiments 1 및 2에서 고정 효과 구조에는 전체 기간, CS 기간 (Pre, CS) × CS 유형 (CS-, CS +) × 집중도 (2 %, 20 %) 및 전체 낮은 주 효과와 상호 작용. 실험 3의 경우 실험 설계 변경을 수용하기 위해 Drug (Vehicle, SCH)를 Concentration으로 대체했습니다. 이 변수들은 모두 피험자 내 변수이며, 범주 적 예측 변수로 취급되며 효과 코드로 나타납니다. 무작위 효과 모델 선택은 Akaike 정보 기준을 최소화 한 모델 결정과 관련됩니다. , 매개 변수 당 데이터 요소 수가 10 미만이되지 않도록 보장합니다. ,. 이 기준을 사용하여 CS 기간, CS 유형 및 농도 (또는 약물)에 대해 조정 된 비 상관 인터셉트를 포함한 실험 전반에 걸친 최상의 무작위 효과 구조. 모든 통계 분석은 MATLAB (The Math Works; Natick, MA)에서 수행되었습니다. 모든 테스트의 알파 레벨은 0.05입니다. 모든 예측 인자가 범주 적이기 때문에 효과 크기는 표준화되지 않은 회귀 계수 ,로보고 됨 b 텍스트 및 모델 출력 테이블 상호 작용의 post hoc 분석은 post hoc F를 사용하여 옴니버스 분석 내의 간단한 효과를 테스트합니다. coefTest MATLAB의 함수.

핥기 행동의 미세 구조 분석

개별 핥기는 핥는 한판 승부를 시작하거나 계속하는 것으로 분류되었습니다. 한판 승부는 interlick intervals (ILI)가 1을 초과하지 않은 다중 연속 핥기로 구분되었다.. 적어도 1이 마지막 핥았을 때, 다음 핥기가 새로운 한판 승부의 시작으로 지정되었습니다. 시합 빈도와 기간은 위의 분석에서 총 핥기와 마찬가지로 세션을 첫 번째 CS 및 CS 기간으로 나누어 계산했습니다. 그 기간 동안 적어도 1의 기간이 선행 된 모든 핥기는 한판 승부로 지정되었습니다. 각 한판 승부의 지속 시간은 그 한판 승부에서 첫 번째와 마지막 핥기 사이의 시간 간격으로 계산되었습니다. 개별적으로 발생하는 개별 핥기는 한판 승부의 일부로 간주되지 않았습니다. 후속 mediational 분석을위한 표본 크기를 최대화하기 위해, 시합 빈도 및 시합 기간 데이터는 이러한 미세 구조 측정에 대한 CS 기간, CS 유형 및 농도의 일반적인 영향을 평가하기 위해 실험을 통해 축소되었습니다. 실험 23390에서 SCH-3 조건의 데이터는 이러한 분석에 포함되지 않았습니다.

이 데이터는 CS 기간 × CS 유형 × 농도 (및 모든 저차 상호 작용 및 주 효과)의 고정 효과 구조와 CS 기간에 맞게 조정 된 비 주제 비 상관 인터셉터의 구조를 통합 한 일반 선형 혼합 효과 모델을 통해 분석되었습니다 , CS 유형 및 농도. 총 핥는 행동의 분석에서와 마찬가지로, 실험 1에서 한 쥐에 대한 하나의 세션은 분석에서 제거되었습니다. 시합 주파수 분석은 주파수 데이터의 계수 유형 특성으로 인해 로그 링크 기능을 가진 포아송 응답 분포를 사용했습니다. 시합 지속 시간 분석은 로그 링크 기능을 가진 감마 응답 분포를 사용했으며, 시합 지속 시간은 0과 + ∞ 사이의 경계에있는 연속 측정입니다. 비교를 위해,이 분석은 실험을 통해 붕괴 된 총 핥기에 대해 실행되었으며, 분석에서는 개별 실험 총 핥기 분석에서와 같이 로그 링크 기능이 포함 된 포아송 반응 분포를 가정했습니다. 중요한 CS 기간 × CS 유형 상호 작용이 각 쥐가 어느 실험에 속해 있는지에 의존하지 않기 위해 두 번째 일련의 모델이 방금 설명한 분석과 동일하지만 추가 고정 효과 예측자를 사용하여 시합 빈도 및 시합 기간에 실행되었습니다 실험 × CS 기간 × CS 유형. 실험은 범주 적 요인이었습니다. 마지막으로, 의욕적 인 핥기의 확인 수단으로-우리는 감마 응답 분포 및 로그 링크 기능을 갖춘 일반화 된 선형 혼합 효과 모델을 사용하여 CS 개시 이후 첫 번째 핥기에 대한 대기 시간을 분석했습니다 (n = 310). 이 모델에는 CS 유형 × 농도의 고정 효과 구조 (및 모든 저차 상호 작용 및 주 효과)와 CS 유형, 농도 및 CS 유형 × 농도에 대해 조정 된 개체 별 인터셉트의 랜덤 효과 구조가 포함되었습니다.

시합 주파수 및 시합 기간의 중재 분석

2 개의 다중 조정 모델,, CP 기간에 대한 CS 기간 (Pre, CS) 및 농도 (2 %, 20 %)의 효과 (또는 그 부족)가 시합 빈도 및 / 또는 시합 기간에 의해 중재되었는지 여부를 결정하기 위해 실시되었다. CS 기간 모델에서 변수 X CS 기간 (Pre, CS), 결과 변수 Y 그 기간에 총 핥기 횟수 였고 중개자는 시합 빈도수 (M1) 및 사기 지속 시간 (M2). 집중 모델에서 변수 X 자당 농도였다. 큐 유발 형 핥기는 CS + 시험에서 주로 나타 났으므로 결과), CS + 시험 만 분석되었다. 각 쥐 ​​및 각 테스트 세션에 대해 평균 CS 카운트 및 CS + 피리어드에 대한 핥기 및 관찰 횟수 및 각 시합 평균 지속 시간이 결정되었습니다. 이러한 분석에는 실험 1 및 2 (실험 16 실험 2 실험 2 농도 2 CS 기간 128 데이터 포인트) 및 실험 3 (16 쥐 2 CS 기간 32 데이터 포인트)의 차량 상태 데이터의 모든 쥐가 포함됩니다. . 총 핥는 행동의 분석에서와 마찬가지로 실험 1의 한 쥐에 대한 세션 하나가 분석에서 제거되어 총 158 데이터 포인트가 남았습니다. 드물게, 쥐는 세션 (9 / 158, 9.5 %) 동안 pre-CS + 또는 CS + 기간 동안 핥지 않았다. 이러한 경우, 평균 핥기 횟수와 관찰 횟수는 "0"로 코딩되고 평균 사기 지속 시간 값은 빈 셀로 남았습니다. 동일한 모델이 목록 별 삭제를 가정하여 실행될 때 (즉, bout 기간이 빈 셀인 행 제거) 비슷한 패턴이 유지됩니다. 이 분석은 일반 선형 모델 (즉, 단순 또는 다중 회귀 회귀)을 포함하기 때문에 시합 빈도와 총 핥기 데이터는 제곱근 변환되고 사작 지속 시간 데이터는 로그 변형되어 양의 비대칭을 보정합니다. 간접 효과의 중요성은 95 반복을 사용한 10,000 % 백분율 부트 스트랩에 의해 결정되었습니다. 회귀 계수는 전통적인 중재 분석 보고서 (예 : c'=의 직접 효과 X on Y),.

시합 빈도와 지속 시간의 큐 유발 (cue-evoked) 변화의 개인차

앞서 언급 한 분석을 통해 그룹 수준에서 미세 구조를 핥는 데 대한 CS +의 효과를 평가할 수있었습니다. 우리는 또한이 효과의 표현에서 개인차를 특징으로합니다. 각 래트에 대해, 시합 빈도 및 시합 기간 측정에 대해 두 가지 차이 점수를 계산했습니다. CS 기간 모델과 유사하게, CS + 기간 동안의 한판 승부 빈도 값에서 CS + 이전 기간 동안의 한판 승부를 뺀다 (즉, CS + – 이전 CS +); Concentration Model의 경우, 2 % 자당 테스트 동안의 한판 승부 빈도는 20 % 테스트 동안 해당 값에서 차감되었습니다 (즉, 20 % –2 %). 이러한 계산을 통해 한판 승부 빈도 (Δ진동수). 이러한 동일한 계산은 사기 지속 기간 (즉, Δ런닝타임). 따라서, Pre-CS + / CS + 및 2 % / 20 % 데이터 포인트의 각 쌍에 대해, 시합 빈도 및 시합 기간의 변화가 결정되었다. 이 분포의 평균은 하나의 샘플을 통해 0와 비교되었다 t(α = 0.05)를 사용하여 일반적인 변화가없는 분포 변화를 평가합니다. 이들 데이터 포인트 각각은 시합 빈도 및 지속 시간의 증가 및 / 또는 감소에 의해 범주화되고 2 변수 산란 플롯 (CS + 발병시 시합 지속 시간의 증가 / 감소)을 나타내며 데이터의 비율을 결정할 수 있습니다 각 2 × 2 사분면의 포인트 (시합 빈도 / 지속 시간 × 증가 / 감소). 차이 점수가 0과 같은 데이터 포인트는 감소 (즉, 증가가 아닌)로 분류되었습니다. 카이 제곱 (χ2) CS 기간과 농도 데이터 모두에 대한 적합도 테스트는 이러한 데이터 포인트의 분포가이 네 가지 범주 (α = 0.05)를 통해 균일 분포 데이터와 다른지 여부를 결정합니다. 각 실험에서 네 사분면에 걸쳐 이러한 데이터 점의 대략 동일한 분포가 있는지를 결정하기 위해 CS 기간 및 농도 데이터에 대한 간단한 상관 분석을 수행하여 각 실험에서 각 사분면의 데이터 요소 수와 각 사분면의 전체 비율로 예상되는 데이터 포인트의 해당 예상 숫자.

자당 소비의 미세 구조 예측 인자

전체 일련의 선형 혼합 효과 분석의 최종 시리즈는 전체 시험 세션에 걸쳐 소비 된 총 sucrose 용액의 양이 pre-CS +에서 CS + period까지의 시합 빈도 및 기간의 해당 쥐의 변화에 ​​의해 예측되는지를 결정하기 위해 수행되었습니다. 분석에는 약물이 아닌 모든 조건 (실험 2 및 20에 대한 1 % 및 2 % 자당 테스트 및 실험 3에서의 차량 상태)의 데이터가 포함됩니다. 분석은 로그 링크 기능으로 감마 응답 분포를 가정했습니다. 첫 번째 분석은 전술 한 바와 같이 시합 빈도 / 기간의 증가 / 감소의 2 × 2 범주별 분류 간의 주요 효과 및 상호 작용에 소비 된 총 sucrose 용액을 회귀시켰다. 두 번째 분석은 Δ의 연속 값 간의 주요 효과와 상호 작용에 대한 총 sucrose 소비를 회귀시켰다진동수 자당 농도.

데이터 가용성

현재 실험 중에 분석 된 데이터 세트는 합리적인 요청에 따라 해당 작성자가 사용할 수 있습니다.

전자 보충 자료

감사의 글

이 연구는 NIH 보조금 AG045380, DK098709, DA029035 및 MH106972에 의해 SBO에 지원되었습니다. 재단 기금은 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 작성에 아무런 역할을하지 못했습니다.

작성자 기여

SBO는 실험을 계획하고 설계했습니다. BH와 ATL은 실험을 수행했습니다. ATM과 SBO는 데이터를 분석했습니다. 모든 저자는 논문을 작성하고 원고를 검토했습니다.

노트

경쟁적 이해 관계

저자는 경쟁적 이익을 선언하지 않습니다.

각주

전자 보충 자료

추가 정보 이 신문은 10.1038 / s41598-018-21046-0에서 제공됩니다.

발행자 참고 사항 : Springer Nature는 게시 된지도 및 기관 제휴에서 관할권 주장과 관련하여 중립적입니다.

기고자 정보

Andrew T. Marshall, 이메일 : ude.icu@1aahsram.

Sean B. Ostlund, 이메일 : ude.icu@dnultsos.

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