Proc Natl Acad Sci US A. 2007 Mar 20; 104 (12): 5181-6. Epub 2007 Mar 9.
Ventura R, Morrone C, Puglisi-Allegra S.
Source
Santa Lucia Foundation, Europäeschen Zentrum fir Gehirfuerschung (CERC), Via del Fosso di Fiorano 65, 00143 Roum, Italien. [Email geschützt]
mythologesch
Rezent Beweiser hindeit datt belount an aversive Reizen déi selwecht Gehirregiounen beaflossen, och medial prefrontale Cortex an nucleus accumbens. Och wa Käre accumbens bekannt sinn op salient Reizen ze reagéieren, onofhängeg vun hirer hedonescher Valenz, mat selektiver verstäerkter Dopamin Verëffentlechung, ass wéineg bekannt iwwer d'Roll vum prefrontale Cortex an der Belounungs- an der aversiounsreléierter Motivatioun oder iwwer den involvéierten Neurotransmitter. Hei fanne mir datt selektiv norepinephrinesch Entféierung an der medialer prefrontal Cortex vu Mais ofgeschaf der Erhéijung vun der Verëffentlechung vum Norepinephrin duerch de prefrontale Cortex an der Dopamin duerch Nukleus accumbens, déi duerch Liewensmëttel induzéiert gëtt, Kokain, oder Lithiumchlorid a verschlechtert d'Plazkonditionéierung induzéiert vu béide Lithium Chlorid (Aversioun) a Liewensmëttel oder Kokain (Präferenz). Dëst ass Beweiser datt prefrontal cortikal norepinephrinesch Transmissioun noutwendeg ass fir motivational Salience Attributioun u béid Belounungs- an Aversiounsreliéiert Stimulien duerch Modulatioun vun Dopamin an nucleus accumbens, e Gehirberäich an all motivéiert Verhalen involvéiert.
Déieren an och d'Mënschen hunn eng Chance fir Belounungen ze sichen a Strofe ze vermeiden. Dëst kloer adaptivt Verhalen féiert d'Fäegkeet fir de Wäert vun der Belounung a bestrofen Stimuli ze representéieren, Prognosen iwwer hinnen ze etabléieren an dës Prognosen ze benotzen fir Verhalen ze guidéieren (1). Souwäit Emotiounen kënnen als „Staaten, déi vu Verstärker (Belounter a Strofe)“ definéiert ginn, definéiert ginn (2), kann d'Gehirngebidder am Veraarbechtung vu motivéierendem salant belount oder aversive Stimulatioune verstoen relevant sinn fir vill emotional Defiziter bei Mënschen ze verstoen.
Rezent Donnéeën bedeiten datt Nukleus accumbens (NAc) a prefrontale Cortex (pFC) e gemeinsamt Substrat fir Veraarbechtung vu souwuel belount wéi och aversive Reizen (3 – 7) ausmaachen. Ventral Striatum (oder NAc) ass an der Veraarbechtung vun der Informatioun ënner der Motivatiounskontrolle vum Zilgeriicht Verhalen involvéiert, a Mënsch- an Déierstudien ënnerstëtzen eng allgemeng Roll fir dëst Gehirnsberäich bei der Veraarbechtung vu souwuel belounende wéi och aversive Reizen, egal vu Valenz (3 – 8 ).
Ausserdeem proposéiert e grousse Kierper vu Beweiser datt PFC direkt an zilorientéiertem Verhalen involvéiert ass wéi och an der affektiver Veraarbechtung (1, 9). Wéi och ëmmer, obwuel Dopamin Iwwerdroung am NAc proposéiert gouf fir e gemeinsame "motivational Salience" Prozess ze meditéieren a positiven an negativen Valenz (3, 6), ass d'Roll vum pFC an dësem Prozess an dem neurochemesche Substrat involvéiert nach net bekannt.
Norepinephrine Transmissioun an pFC gëtt duerch aversive Reizen aktivéiert (10, 11) an duerch aversiv a bedingt appetitlech Reizen (12, 13). Ausserdeem gouf norepinephrine a medial pFC (mpFC) viru kuerzem gewisen datt se zu de belountende Effekter vun e puer allgemeng mëssbraucht Medikamenter involvéiert sinn duerch seng moduléierend Handlung op Dopamin Verëffentlechung am NAc (14, 15). Dëst hindeit datt prefrontal cortical norepinephrine Transmission engagéiert dopamin engagéiert fir motivational Sali stimuli ze verarbeiten.
Hei, mat Hëllef vu Mais, hu mir ugefaang ze beurteelen, ob de prefrontale kortikale Norepinephrin / mesoaccumbens Dopamin System e gemeinsamt neuralt Substrat ass, deen an der Veraarbechtung involvéiert ass positiv an negativ Reizen. Besonnesch hu mir ënnersicht ob Norepinephrin am mpFC, duerch seng moduléierend Handlung um dopaminergesche mesolimbesche System, noutwendeg ass fir d'Motivatiounsgehalt fir Belounungs- an Aversiounsreliéis Stimulatioun ze noutwendeg.
Well d'Erfahrung e wesentlechen Bestanddeel vum motivationalen Impakt vun engem gegebene Reiz ass (7), hu mir d'Auswierkunge vun der éischter Belaaschtung fir belountend natierlech (palatabel Iessen, Mëllechschockela) an pharmakologeschen (Kokain) Reizen an op en aversive pharmakologesche Stimulus [Lithiumchlorid] bewäert. (LiCl)] op prefrontal cortical norepinephrine an akkumulaler Dopamin Verëffentlechung duerch intracerebral Mikrodialyse. Zousätzlech, fir ze bestëmmen ob norepinephrine prefrontal Iwwerdroung erhéicht verstäerkt akkumuléiert Dopamin Ausfluss induzéiert duerch éischt Belaaschtung fir dës motivational salient Stimuli, hu mir och d'Auswierkunge vun selektiver Norepinephrine Verarmung am mpFC op Dopamin Verëffentlechung am NAc an op norepinephrine Verëffentlechung am mpFC bewäert duerch éischt Exposition. op dës Reizen.
Schlussendlech hu mir d'Auswierkunge vun selektiv noradrenergescher prefrontaler Verarmung op bedingt Plazpréferenz (CPP) induzéiert vu Schockela a Kokain an op bedingungsplaz Aversioun (CPA) induzéiert vu LiCl ënnersicht. Eng Plazkonditionéierungsprozedur gouf fir dës Studie gewielt well et d'Bewäertung vun der Acquisitioun vu bedingten appetitlechen an aversiven Eegeschafte stimuléiert huet, gepaart mat primäre Belounungen an aversive Eventer a well e grousse Kierper vu Beweiser weist datt et eng zouverléisseg Mooss vu Prozesser ënnerläit motivational Salience Attributioun un Reizen (3, 16).
RESULTATER
Experiment 1.
Fir ze evaluéieren ob d'éischt Belaaschtung fir béid belountend an aversive Salient Stimulien de prefrontale Norepinephrin an d'akkumbal Dopamin Ausfluss beurteelt, hu mir, duerch intracerebral Mikrodialyse, d'Auswierkunge vun systemesche Kokain oder LiCl a Schockelekonsum op Norepinephrin Verëffentlechung am mpFC an Dopamin Ausflow am NAc bewäert. Ausserdeem, fir erauszefannen ob cortikal noradrenergesch Iwwerdroung noutwendeg ass fir akkumuléiert Dopamin-Ausfluss, déi duerch d'éischt Belaaschtung fir dës motivational salient Stimuli induzéiert gouf, beurteele mer d'Auswierkunge vu selektiv noradrenergescher Verarmung op d'akkumbal Dopaminreaktioun induzéiert vu Kokain, Schockela, a LiCl. Kokain, Schockela, a LiCl hunn eng Zäit-ofhängeg Erhéijung vum Norepinephrine Outflow am mpFC vu geschmolt behandelte Gruppen produzéiert, a maximal Erhéijung vun ≈200% bei 40 min, ≈70% bei 120 min, an ≈100% bei 60 min, respektiv (Fig. 1a). Och wa erhéicht norepinephrine Verëffentlechung am PFC als Äntwert op Kokain vill gouf gemellt, fir eis Wëssen ass deen éischte Bericht iwwer verstäerkte Norepinephrine Ausfluss induzéiert duerch éischt Expositioun fir Schockela oder systemesch LiCl bannent mpFC. Dës Stimuli produzéiert och eng parallell Zäit-ofhängeg Erhéijung vun der Dopamin-Ausfluss am NAc vu geschmolt behandelten Déieren (Fig. 1b), am Aklang mat der Vue datt dëst Gebitt eng wichteg Roll spillt an der Veraarbechtung vu bemierkenswäerte Stimuli onofhängeg vun hirer Valenz (3 , 6). D'Effekter vun dëser Verarmung op Norepinephrin Verëffentlechung am mpFC goufen och bewäert. Prefrontal Norepinephrine Verarmung gouf duerch selektiv neurotoxesch Entlastung vu prefrontale kortikale norepinephrine Afferenter (norepinephrine-deplettéiert Gruppen) am mpFC nom Schutz vun Dopamin duerch e selektiven Injektiounsinhibitor kritt. Dës Method huet eng déifgräifend Entféierung vu Tissue Niveauen vun Norepinephrin produzéiert (≈90%), wouduerch Tissue Niveauen vun Dopamin quasi net beaflosst. Kontrolldéieren (geschmass-behandelte Gruppen) waren an der selwechter Behandlung ënnerworf wéi déi norepinephrin-deplettéiert Mais, awer kruten intracerebral Gefier. (Norepinephrine Tissu Niveauen waren wéi follegt: Sham-behandelt Grupp, 698 ± 26 ng / g naass Tissu; Norepinephrine-depleteréiert Grupp, 63 ± 17 ng / g naass Tissu. Dopamine Tissu Niveauen waren wéi follegt: sham-behandelt Grupp, 203 ± 18 ng / g naass Tissu; Norepinephrine-depleteréiert Grupp, 189 ± 16 ng / g naass Tissu.)
Figur. 1.
Prefrontal cortical Norepinephrine Ausschöpfung op extrazellularer Norepinephrine bei mpFC an Dopamin am NAc. Extracellular Norepinephrine (NE) an mpFC (a) an Dopamin (DA) an NAc (b) vu schimmt behandelt oder norepinephrine-ofgebauter Déieren injizéiert mat Salz, (méi ...)
Selektiv Norepinephrine Verarmung am mpFC huet d'Vergréisserung vun der akkumulaler Dopamin a prefrontal kortikale Norepinephrin Verëffentlechung induzéiert vu béid Medikamenter a Schockela (Fig. 1), och wann et keng signifikant Auswierkungen op d'basis extrazellularer Dopamin am NAc (sham-behandelte Grupp, 1.35 ± 0.15 pg pro 20 μl; norepinephrine-depleteréiert Grupp, 1.29 ± 0.18 pg pro 20 μl) oder basal extracellular norepinephrine an mpFC (geschmolt behandelt Grupp, 1.31 ± 0.18 pg pro 20 μl; norepinephrine-depleteréiert Grupp, 1.26 ± 0.17 per 20 μl Déi duerchschnëttlech Basalwäerter vun Dopamin am NAc a vum Norepinephrin am mpFC fir all Grupp [Salz, Kokain (20 mg / kg), LiCl (3 meq / kg), a Schockela) hunn net vill ënnerschiddlech
Eis Resultater weisen datt intakt noradrenergesch Iwwerdroung am mpFC eng noutwendeg Bedingung ass fir d'Stimulatioun vun der Dopamin Fräiloossung induzéiert vu béid belountend wéi och aversive Stimulatiounen am NAc, sou datt se hir wichteg Roll an der motivéierender Saliente proposéiert.
Experiment 2.
Fir z'ënnersichen ob norepinephrine prefrontal Iwwerdroung noutwendeg ass fir déi bedingt aptitiv an aversiv Eegeschafte fir Stimulien ze kréien, gepaart mat primäre Belounungen an aversive Eventer, hu mir d'Auswierkunge vun selektiv prefrontal Norepinephrine Verarmung op Plazkonditionéierung bewäert.
Prefrontal noradrenergesch Enttéierung ofgeschaf souwuel Kokain- a Schockela-induzéiert CPP wéi och CPA induzéiert vu LiCl. Also, och wann duerch behandelte behandelt Déieren eng bedeitend Präferenz fir d'Kokain- oder Schockela-gepaartem Fach an eng bedeitend Aversioun vum LiCl-gepaartem Raum (Fig. 2a) gewisen huet, huet norepinephrine-depleteréiert Déieren keng Präferenz fir entweder Fach (Fig. 2b) ).
Figur. 2.
Prefrontal kortikale Noradrenalin Ausschöpfung op Plaz Konditionéierung. Effekter vum Nahrungsverbrauch (1 g Mëllechschockela; Schimmtbehandelt Grupp, n = 8; Noradrenalin-ofgebauter Grupp, n = 8) a systemesch Injektioun (ip) vu Salzwaasser (Sal) (schimmt behandelt Grupp, (méi ...)
Notiz datt an virleefegen Experimenter mir observéiert datt béid CPP a CPA vu schambehandelte Déieren vun deenen naiv Déieren net z'ënnerscheeden. Déieren, déi Salinspaarung a béide Kompartimenter erliewt hunn, hu keng Virléiften fir entweder Fach onofhängeg vun der Läsiounskonditioun gewisen (sham behandelt oder norepinephrin deplettéiert). D'Behuele vun norepinephrin-depleteréierten Déieren, behandelt mat Kokain, Schockela oder LiCl war ähnlech wéi dat vun Déieren, déi nëmmen d'Gefierléisung wärend der Ausbildung erlieft hunn; dat heescht, si hu keng Preferenz fir entweder Fach gewisen.
Diskussioun
Hei berichten mir Beweiser datt prefrontal cortical norepinephrine Iwwerdroung, duerch Modulatioun vun Dopamin am NAc, eng noutwendeg Konditioun ass fir motivational Salience Attributioun u béid Belounungs- an aversiounszougestëmmte Reizen.
Als éischt, well déi vireg Erfarung e wesentlechen Determinant vum motivationalen Impakt vun engem gegebene Stimulus (7) ass, hu mir, duerch intracerebral Mikrodialyse, d'Effekter vun der éischter Belaaschtung fir systemesch Kokain oder LiCl wéi och d'Auswierkunge vum Schockela Konsum op Norepinephrin oder Dopamin bewäert. Fräiloossung am mpFC an NAc, respektiv. Kokain, Schockela, a LiCl produzéieren eng Zäit-ofhängeg Erhéijung vun der akkumuléierter Dopamin souwéi an der prefrontaler Norepinephrin-Ausfluss vu geschmolt behandelte Gruppen. Eng bedeitend Erhéijung vun der Norepinephrinesch Iwwerschwemmung war evident am mpFC vu geschmass-behandelten Déieren bannent 20 min vum Empfang vun Schockela; den Iwwerschwemmung ass duerno zréck op Baseline Niveauen a gouf vun enger grousser nohalteger Erhéijung gefollegt. Och wann dës bifasesch Schockela-induzéiert Steigerung vum Norepinephrin am mpFC net parallel d'Erhéijung vun der Dopamin am NAc paralell war, war déi initial Erhéijung méiglecherweis mam Impakt vu giessbarem Iessen a mat der Erhéijung vun Dopamin am NAc. Op där anerer Säit kéint déi zweet grouss Erhéijung eng neurochemesch Korrelat vun der kortikaler Arousal representéieren fir d'Veraarbechtung vu Rauminformatioun am Bezuch op d'Sich an d'Liewensmëttelbelounung (17) ze fannen. Tatsächlech gouf proposéiert datt de verstäerkten Norepinephrine Ausfluss déngt fir d'Präsenz vu Stimulatiounen ze signaliséieren mat héijer motivationalem Salience (17). Sou kann dës verstäerkt Norepinephrine Ausfluss déi selektiv Opmierksamkeet erlaben fir zousätzlech palatabel Iessen ze sichen an et kéint hëllefe bei der Acquisitioun vu konditionnéierten appetitlechen Eegeschafte fir Reizen stimuléiert mat Liewensmëttel. Wéi och ëmmer, postwendend misse Effekter vun der Nahrungsaufgab op norepinephrine kann net ausgeschloss ginn.
Och wa erhéicht Dopamin Fräiloossung am NAc induzéiert duerch belount oder aversive Reizen a verstäerkte Norepinephrin Verëffentlechung am PFC an Äntwert op Kokain goufen vill gemellt, fir eis Wëssen ass deen éischte Bericht iwwer verstäerkte Norepinephrin-Ausfluss induzéiert duerch Schockelaxpositioun oder LiCl bannent mpFC. Virun allem weisen mir hei datt prefrontal cortikal noradrenergesch Iwwerdroung noutwendeg ass fir akkumuléiert Dopamin-Ausfluss induzéiert duerch déi éischt Belaaschtung fir dës motivational salient Stimuli. Tatsächlech ass keng bedeitend Erhéijung vu béide prefrontale norepinephrine an akkumuléierte Dopamin-Ausfluss, induzéiert duerch dës Reizen, war evident an norepinephrine-depleteréiert Mais. Norepinephrine am mpFC kéint mesoaccumbens Dopamin Fräiloossung aktivéieren duerch excitatoresch prefrontal kortikale Projektioun zu ventrale tegmental Gebitt Dopaminzellen (18, 19) an / oder duerch corticoaccumbal glutamatergesch Projektiounen (20). Ausserdeem kann eng Roll fir PFC Projektioune fir de locus coeruleus beim Ausübung vun engem excitatoreschen Afloss virgesinn ginn, well dësen Kär huet gewisen datt ventral tegmental Gebitt Dopamin Neuronen aktivéieren (21 – 23), wat zu enger verstäerkter Dopamin Fräiloossung am NAc féiere konnt.
Sou hunn eis Resultater, am Aklang mat fréiere Berichter, gewisen datt souwuel onkonditionéiert belount wéi och aversive Reizen stimuléieren den Norepinephrine Outflow am mpFC (10 – 15) wéi och d'Dopamin Verëffentlechung am NAc (3, 24). Virun allem awer weisen se datt eng intakt noradrenergesch Iwwerdroung am mpFC eng noutwendeg Konditioun ass fir d'Stimulatioun vun der Dopamin Verëffentlechung induzéiert vu béid belountend an aversive pharmakologesch an natierlech Reizen am NAc. Dofir weisen se op prefrontal Norepinephrin an akkumuléierter Dopamin Iwwerdroung als neurale System, deem seng Aktivéierung duerch onkonditionéiert Belounung an aversive Stimuli méiglecherweis e Substrat fir motivational Salience ass. Dës Vue ass ënnerstëtzt vu Resultater vu Verhalensexperimenter op d'Auswierkunge vu prefrontal Norepinephrine Verarmung op Kokain-, Schockela- oder LiCl-induzéierter Plazkonditionéierung.
Also, ass déi zweet wichteg Erfindung vun dëser Etude datt prefrontal cortical norepinephrine Verarmung béid CPP induzéiert vu Kokain oder Iessen a CPA induzéiert vu LiCl. Och wa geschmaachbehandelt Déieren eng bedeitend Präferenz fir d'Kokain- oder Schockela-gepaart Kompartiment hunn an eng bedeitend Aversioun vum LiCl-gepaartem Kompartiment, hunn norepinephrine-deplettéiert Déieren keng Präferenz fir entweder Fach gewisen, sou datt dat intakt prefrontal cortikal norepinephrinesch Transmissioun noutwendeg ass fir d'Acquisitioun vu bedingte Eegeschafte fir Reizen stimuléiert mat primäre belount oder aversive Eventer an enger Plazkonditionéierungsprozedur.
Déi heiteg Resultater weisen datt, an prefrontal cortical norepinephrine-depletéiert Mais, de Mangel u norepinephrine Verëffentlechung induzéiert duerch Belaaschtung fir belountend an aversive Stimuli (Kokain, Iessen, oder LiCl, onkonditionéierte Stimulus) huet d'Motivatiouns Salient Attributioun zu bedingtem Stimulus (raimlecht Muster) verhënnert d'Paaringsessiounen. Och bemierkt datt prefrontal norepinephrine Entféierung net mat associativen oder mnemonesche Prozesser gestéiert huet, well, wéi virdru gewisen, norepinephrine-deplettéiert Déieren fäeg sinn eng passiv Vermeidung Aufgab ze léieren (15) a fir de Kontext mat den Drogeneffekter ze associéieren (14). Allerdings ass eng weider Untersuchung noutwendeg fir d'präzis Natur vu Behënnerunge vu prefrontale kortikale norepinephrin-depleteréierten Déieren ze verstoen.
Dopaminergesch Iwwerdroung am NAc gëtt ugesinn fir den hedoneschen Impakt vun der Belounung oder e puer Aspekter vum Belounungsléieren ze meditéieren (kuckt Ref. 25 fir Iwwerpréiwung). Eis Resultater, am Accord mat enger anerer Vue (3), weisen datt d'Dopamintransmission am NAc eng Roll spillt a positivt a aversiv motivéiert Verhalen; am wichtegsten ass awer: si demonstréieren datt dëse Motivatiounsprozess duerch prefrontal cortical norepinephrine regéiert gëtt. Tatsächlech produzéiert selektiv prefrontal norepinephrine Entféierung de Block vu béide Kokain- oder Schockela-induzéierte CPP a LiCl-induzéierter CPA an d'Behënnerung vun der Dopamin Fräiloossung am NAc induzéiert duerch dës spuersam stimuli a Kontrollmais, doduerch ze beweisen datt noradrenergic prefrontal Iwwerdroung, duerch Modulatioun vun der Dopamin Verëffentlechung innerhalb vum NAc, ass eng noutwendeg Konditioun fir d'motivational Veraarbechtung vu béid Belounungs- an aversiounszréckend Reizen.
Zesummegefaasst hunn déi heiteg Resultater vu Verhalens- a Mikrodialyssexperimenter bewisen datt prefrontal Norepinephrinentransmissioun net nëmmen déi belountend Eegeschafte vu allgemeng mëssbraucht Medikamenter meditéiert, wéi virgeschloen vu fréiere Studien (14, 15), awer noutwendeg ass fir motivéierend Salientattributioun u béid Belounung- a aversiounsrelatéiert Reizungen, weider ze weisen datt Suchtdrogen, souwéi aversive pharmakologesch Reizen, de selwechten neurobiologeschen Mechanismus wéi natierleche Reizen auszenotzen.
Als Conclusioun, verlängeren eis Donnéeën virdrunn Resultater déi op de mesolimbesche dopaminergesche System als "Salience System" bedeiten an all motivéiert Verhalen (3, 6, 26). Si weisen och datt dëst System ënner norepinephrine prefrontale kortikale Kontroll ass, an domat ënnerstëtzt d'Vue datt belount an aversive Reizen ähnlech Weeër an der CNS (7) beaflossen.
Eis Resultater bidden Abléck iwwer d'Neurobiologie vun der Belounung an der Aversioun, well se weisen datt d'Veraarbechtung souwuel belount wéi och aversiv salient Stimulien déi selwecht Gehirngebidder hunn; dh si weisen op prefrontal noradrenergesch an akkumulaler dopaminergescher Iwwerdroung als e gemeinsamen neural System. Den Neurotransmitter Systemer z'ënnerstëtzen, ageschalt duerch affektiv belount oder aversive Stimuli an hir molekulare Mechanismen, hëllefe fir eng Basis ze bidden fir de Fonctionnement vun neurale Systemer bedeelegt a positiven an negativen Emotiounen ze bidden.
MATERIAL A METHODEN
Déieren.
Männlech Méis vun der inbredter C57BL / 6JIco Stamm (Charles River Laboratories, Wilmington, MA), déi heefeg an der neurobehistorescher Phenotyping benotzt ginn, 8 – 9 Wochen al an der Zäit vun den Experimenter, goufen wéi virdrun beschriwwen (14, 15). All experimentell Grupp huet aus sechs bis aacht Déieren bestanen. All Experimenter goufen am Aklang mat dem italienesche Landes Gesetz duerchgefouert (Decreto Legislative Nr. 116, 1992) fir d'Benotzung vun Déieren fir Fuerschung.
Drogen.
Chlorhydrat, 6-Hydroxydopamin (6-OHDA), GBR 12909, Kokain Hydrochlorid, a LiCl goufe vu Sigma – Aldrich (St. Louis, MO) kaaft. Kokain (20 mg / kg), LiCl (3.0 meq / kg), Chloralhydrat (350 – 450 mg / kg), an GBR 12909 (15 mg / kg) goufen an Salzléisung opgeléist (0.9% NaCl) a sprëtzen ip an engem Volumen vum 10 ml / kg. 6-OHDA gouf a Salz opgeléist mat Natriummetabisulfit (0.1 M) opgeléist. Fir Liewensmëttel Experimenter war d'Belounung Mëllech Schockela (1 g; Nestlé, Vevey, Schwäiz).
Microdialysis.
Déieren goufen mat Chlorhydrat (450 mg / kg) anästheséiert, an engem stereotaxesche Frame montéiert (David Kopf Instruments, Tujunga, CA), mat engem Mausadapter ausgestatt, an unilateral mat enger Guidkanyul implantéiert (Edelstol, Schaft baussenzegen Duerchmiesser vum 0.38 mm ; Metalant AB, Stockholm, Schweden) am mpFC oder am NAc (14, 15). D'Längt vun der Guidekanula war 1 mm fir mpFC an 4.5 mm fir NAc. D'Guide Kanul gouf mat Epoxy-Leim befestegt, an Zänn Zement fir weider Stabiliséierung derbäigesat. D'Koordinate vu Bregma [gemooss no de Methode vu Franklin a Paxinos (27)] waren wéi follegt: + 2.52 anteroposterior an 0.6 lateral fir mpFC an + 1.60 anteroposterior an 0.6 lateral fir NAc [meeschtens dorënner d'Schuel Ënnerdeelung (27)]. D'Sond (Dialysmembranlängt vun 2 mm fir mpFC an 1 mm fir NAc an de baussenzegen Duerchmiesser vum 0.24 mm, MAB 4 Cuprophane Mikrodialysesonde; Metalant AB) gouf 24 h agefouert virum Mikrodialyssexperimenter. D'Déieren goufen liicht mat Chlorhydrat (350 mg / kg) anästheséiert fir eng manuell Einféierung vun der Mikrodialysesonde an der Guidekanula ze erliichteren. Déieren goufen zréck an hir Heembicher. Den Auslaaf an den Inlet Sonde-Tubing gouf duerch lokal ugewandte Parafilm geschützt. D'Membranen goufen fir in vitro Erhuelung vun Dopamin an Norepinephrine getest (relativer Erhuelung war wéi follegt: Dopamine, 10.7 ± 0.82%; norepinephrine, 12.2 ± 0.75%; n = 20) den Dag virum Gebrauch fir d'Erhuelung ze verifizéieren.
D'Mikrodialysesonde gouf mat enger CMA / 100 Pompel (Carnegie Medizin, Stockholm, Schweden) duerch PE 20 Schlauch (Metalant AB) an engem ultralowen Drehmoment Dual-Channel Flëssegschwenk verbonnen (Modell 375 / D / 22QM; Instech Laboratoiren, Plymouth Meeting, PA) fir fräi Bewegung ze erlaben. Kënschtlech zerebrospinal Flëssegkeet (147 mm NaCl / 1 mm MgCL / 1.2 mm CaCl2 / 4 mm KCl) gouf duerch eng Dialysesonde mat enger konstanter Stroumquote vun 2 μl / min gepompelt. Experimenter goufen 22-24 h no der Sonde Placement duerchgefouert. All Déier gouf an e kreesfërmege Käfeg geliwwert mat Mikrodialyseausrüstung (Instech Laboratoiren) a mat Heem Käfeg Bettwäsch um Buedem. Dialysis Perfusioun gouf 1 h méi spéit gestart. Nom Start vun der Dialyse Perfusioun goufen d'Mais fir ~ 2 h ongestéiert virun der Sammlung vu Baseline Proben hannerlooss. Déi mëttlere Konzentratioun vun den dräi Proben, déi direkt virum Traitement gesammelt goufen (<10% Variatioun) gouf als Basalkonzentratioun geholl. Ier d'Mikrodialysexperimenter ugefaang hunn, goufen d'Mais zu enger vun de verschiddene Behandlungen (Salzlage, Kokain, Schockela oder LiCl) an all Grupp zougewisen (Schimmt behandelt oder Noradrenalin ofgebaut). Fir Experimenter mat Liewensmëttel goufen d'Déiere 28 Deeg ier Experimenter ugefaang op en Iessdeprivatiounsplang (4) gesat.
Dialysat gouf all 20 min fir 120 (fir Kokain a LiCl Gruppen) oder 160 (fir Iessgruppen) min gesammelt. Nëmme Daten vu Musse mat enger korrekt plazéiert Kanoun ginn gemellt. D'Placementer goufen op Methylenblo Färbung beuerteelt. Zwanzeg Mikroliter vun den Dialysat Echantillon goufen duerch HPLC analyséiert. Déi reschtlech 20 μl gouf fir méiglech spéider Analyse gehal. Konzentratioune (pg pro 20 μl) goufen net fir d'Sonde Erhuelung korrigéiert. Den HPLC System bestoung aus engem Alliance HPLC System (Waters, Milford, MA) an e coulometresche Detektor (Modell 5200A; Coulochem II, ESA, Chelmsford, MA) mat enger Konditiounszell (M 5021) an eng analytesch Zell (M 5011) An. D'Konditionéierungszell gouf op 400 mV gesat, Elektrode 1 gouf op 200 mV gesat, an d'Elektrode 2 gouf op −250 mV gesat. Eng Nova-Pack C18 Kolonn (3.9 × 150 mm; Waters) op 33 ° C gehale gouf benotzt. De Flowrate war 1.1 ml / min. Déi mobil Phas war wéi virdru beschriwwen (14, 15). D'assay Detectiounsgrenz war 0.1 pg.
Norepinephrine Entféierung an mpFC.
Anästhesie a chirurgesch Set ginn uewen beschriwwen. Déieren goufen mat GBR 12909 (15 mg / kg) 30 min virun 6-OHDA Mikroinjektioun injizéiert fir dopaminergesch Neuronen ze schützen. Bilateral Injektioun vu 6-OHDA (1.5 μg pro 0.1 μl fir 2 min fir all Säit) gouf a mpFC gemaach [Koordinaten ware + 2.52 anteroposterior, ± 0.6 lateral, an −2.0 ventral mat Respekt ze bregma (27)] duerch e Edelstol cannula (baussenzegen Duerchmiesser vum 0.15 mm; Unimed, Lausanne, Schwäiz) verbonne mat enger 1-μl Sprëtz duerch e Polyethylenröhre an duerch eng CMA / 100 Pomp gedriwwen. D'Kannula gouf op der Plaz fir eng zousätzlech 2 min nom Enn vun der Infusioun gelooss. Sham-behandelt Déieren goufen op déiselwecht Behandlung ënnerworf awer hunn intracerebral Gefier kritt. Déieren goufen fir Mikrodialyse oder Verhalensexperimenter benotzt 7 Deeg no der Chirurgie.
Norepinephrine an Dopamin Tissu Niveauen am mpFC goufe bewäert wéi virdru beschriwwen (14, 15) fir den Ausmooss vun der Verarmung ze bewäerten.
Plaz Konditioun.
Behuelungsexperimenter goufen mat engem Plazkonditionéierungsapparat (14, 15, 29) duerchgefouert. Den Apparat huet zwee gro Plexiglas-Kummeren (15 × 15 × 20 cm) an eng zentral Gaass (15 × 5 × 20 cm) gehat. Zwou Schieidüren (4 × 20 cm) hunn d'Gaass mat de Schlässer ugeschloss. An all Kammer goufen zwee dräieckeg Parallelpipeds (5 × 5 × 20 cm) aus schwaarze Plexiglas an a verschiddene Mustere arrangéiert (ëmmer déi selwecht Uewerfläch vun der Chamber deckt) goufen als bedingt Reizen benotzt. Déieren goufen fir Verhalensexperimenter 7 Deeg no der Chirurgie benotzt. Virun Bedingung goufen d'Mais zu enger vun de verschiddene Behandlungen (Salins, Kokain, Schockela oder LiCl) bannent all Grupp zougewisen (Sham behandelt oder Norepinephrin deet).
D'Trainingsprozedur fir d'Plazkonditionéierung gouf virdru beschriwwen (14, 15). Kuerz, am Dag 1 (pretest), waren d'Mais fräi fir de ganzen Apparat fir 20 min ze entdecken. Wärend den nächsten 8 Deeg (Konditiounsphase) goufen d'Mais all Dag fir 40 min ofwiesselnd an eng vun den zwee Kummeren agespaart. Fir Plazkonditionéierung mat pharmakologeschen Reizen, war ee vun de Mustere konsequent mat Salz Salz an dat anert mat Kokain (20 mg / kg ip, CPP) oder LiCl (3.0 meq / kg ip, CPA) gepaart während der Konditiounsfase. Dës Dosen goufe gewielt op Basis vu fréiere Studien, déi weisen datt C57BL / 6JIco Mauser e méi staarken CPP bei enger Kokaindosis vun 20 mg / kg (30, 31) weisen an en Trend géint Aversioun am CPA Test an enger LiCl Dosis vun 3.0 meq / kg (32). Fir Déieren an der Kontrollgrupp goufe béid Chambers mat Salzlinn gepaart. Fir CPP mat Iessen, war ee vun de Mustere konsequent mat Standard Iessen gepaart (1 g vun der Maus Standard Diät) an deen aneren mat giessbarem Iessen (1 g Mëllech Schockela). D'Déieren goufen op engem Nahrungsbeschränkungsplang (28) 4 Deeg geluecht ier d'Konditionnéierung ugefaang huet. Dëse Plang huet uechter Konditioun gedauert.
Fir all Plaz-Konditiounsexperimenter ware Paartungen ausgeglach sou datt fir d'Halschent vun all experimenteller Grupp den onbedingte Reiz (Kokain, Schockela oder LiCl) mat engem vun den zwee Mustere gepaart gouf; fir déi aner Hälschent vun all Grupp, war den onbedingte Reiz mat deem anere Muster gepaart. Testen fir den Ausdrock vu CPP oder CPA gouf am Dag 10 mat der Virausprozedur gemaach. Verhalensdate goufen gesammelt an analyséiert vum EthoVision voll automatiséierte Video Tracking System (Noldus, Wageningen, Holland). Kuerz gëtt den experimentelle System vun enger CCD Videokamera opgeholl. D'Signal gëtt dann digitaliséiert (vun engem Hardware-Gerät genannt Frame Grabber) an an de Gedächtnis vum Computer weiderginn. Méi spéit ginn déi digital Date mat Hëllef vun der EthoVision Software analyséiert fir "Zäit verbruecht" ze kréien (a Sekonnen), déi als Roh Daten fir Präferenzscores an all Sektor vum Apparat vun all Thema benotzt ginn.
Statistiken.
Plaz Konditioun.
Fir Plazkonditionéierungsexperimenter goufen statistesch Analysë gemaach andeems d'Zäit (an e puer Sekonnen) am Zentrum (Zentrum), Drogen / Schockela-gepaart (gepairt), a Salz / Standard Iessen-gepaart (Unpaired) Kompartimenter op den Testdag gemaach goufen. Am Fall vun Déieren, déi Salinspairing mat béide Kompartimenter kréien, gouf de Paired-Kompartiment als deen éischte identifizéiert, un deem se ausgesat waren.
Effekter vu selektiver prefrontaler kortikaler norepinephrine Verarmung op Plazbedéngungen.
D'Date vu Plazkonditionéierungsexperimenter goufen analyséiert mat widderholl-Moossnamen ANOVA mat engem tëscht Faktor (Virbehandlung, zwee Niveauen: Sham behandelt an norepinephrinedepleted) an een innerhalb Faktor (Pairing, dräi Niveauen: Zentrum, gepaakt, an net gepairt) fir all Behandlung [ Salz Salz / Salz, Salz / Kokain (20 mg / kg), Salz / LiCl (3 Meq / kg), an Standard Iessen / Schockela]. Well déi wichteg Vergläicher déi tëscht Paired an Unpaired Kompartimenter sinn, goufe mëttlere Vergläicher vun der Zäit an dëse Kummeren gemaach mat widderholl Mooss ANOVA an all Grupp.
Zwee-Wee ANOVA huet bedeitend Virbehandlung × Paart Interaktioun fir Kokain opgedeckt [F (2, 28) = 3.47; P <0.05], LiCl [F (2, 28) = 4.55; P <0.05], a Schockela [F (2, 28) = 3.5; P <0.05].
Widderhuelend Moossnamen ANOVA bannent all Grupp huet e wesentlechen Effekt vum Pairingfaktor nëmmen fir schambehandelt Déieren, déi mat Kokain injizéiert goufen [F (1, 14) = 24.3; P <0.0005], LiCl [F (1, 14) = 10.3; P <0.01], oder Schockela [F (1, 14) = 7.31; P <0.05].
Norepinephrine Verarmung am mpFC.
D'Effekter vun der prefrontaler Norepinephrine Ausschöpfung op Gewebsniveauen vun Dopamin an Norepinephrin am mpFC goufen duerch Zwee-Wee ANOVA analyséiert. D'Faktore ware wéi follegt: Läsioun (zwee Niveauen: Schimmt behandelt an Noradrenalin ofgebraucht) an Experiment (zwee Niveauen: Verhalensexperiment a Mikrodialysexperimenter). Eenzel Zwëschengruppe Vergläicher goufen ausgefouert wann passend mam Post hoc Test, dem Duncan säi Multiple-Range Test. Statistesch Analysen goufen op Daten aus Verhalens- a Mikrodialysexperimenter gemaach. Zwee-Wee ANOVA fir Effekter vun der prefrontaler Norepinephrine Verarmung op Dopamin an Norepinephrin Tissu Niveauen am mpFC huet e wesentleche Läsion Effekt fir Norepinephrine nëmmen [F (1, 188) = 2.02; P <0.0005], awer keng experimentell Effekter.
Microdialysis.
Statistesch Analysen goufen op rau Date gemaach (Konzentratioune vu pg pro 20 μl). D'Effekter vun der prefrontaler Norepinephrine Verarmung op Norepinephrine Verëffentlechung am mpFC oder op Dopamin Ausstroum an NAc vun Déieren, déi mat Kokain (20 mg / kg) oder LiCl (3 meq / kg) erausgefuerdert goufen, goufen duerch repetéiert Moossnamen ANOVA analyséiert mat zwee tëscht Faktoren (Virbehandlung, zwee Niveauen, Scham behandelt an Noradrenalin ofgebaut; a Behandlung, dräi Niveauen, Salz, Kokain a LiCl) an ee bannent Faktor (Zäit, siwen Niveauen, 0, 20, 40, 60, 80, 100, an 120). D'Effekter vun der prefrontaler Norepinephrine Verarmung op Norepinephrine Verëffentlechung am mpFC oder op Dopamin Ausstroum an NAc vun Déieren, déi a Schockela ausgesat goufen, goufen duerch widderhuelend Moossnamen ANOVA analyséiert mat engem tëscht Faktor (Virbehandlung, zwee Niveauen, Schimmt behandelt an Noradrenalin ofgebaut) an ee Faktor Zäit, néng Niveauen, 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 an 160). Einfach Effekter goufen vun engem Wee ANOVA fir all Zäitpunkt bewäert. Individuell Tëschen-Gruppvergläicher goufen ausgefouert wann passend mam Post hoc Test, dem Duncan säi Multiple-Range Test.
Statistesch Analysen fir d'Auswierkunge vu pharmakologesche Reizen op prefrontalem Norepinephrine Ausfluss hunn e wesentleche Virbehandlung × Behandlung × Zäitinteraktioun [F (12, 180) = 4.98; P <0.005]. Statistesch Analysen fir Effekter vum Schockelakonsum op Norepinephrine Verëffentlechung hunn eng Virbehandlung × Zäit Interaktioun opgedeckt [F (8, 80) = 7.77; P <0.005]. Einfach Effektanalysen hunn e wesentlechen Effekt vun der Zäit nëmmen fir déi schimmt behandelt Grupp an e wesentlechen Ënnerscheed tëscht schimmt behandelt an norepinephrine-ofgebauter Gruppen no Kokain oder LiCl Injektioun wéi och nom Schockelakonsum.
Statistesch Analysen fir Effekter vun pharmakologesche Reizen op accumbal Dopamin Ausstroum hunn e wesentleche Virbehandlung × Behandlung × Zäit Interaktioun opgedeckt [F (12, 180) = 10.02; P <0.0005]. Statistesch Analysë vu Schockeladaten hunn eng bedeitend Virbehandlung × Zäitinteraktioun opgedeckt [F (8, 80) = 2.12; P <0.05]. Einfach Effektanalysen hunn e wesentlechen Effekt vun der Zäit nëmmen fir déi schimmt behandelt Gruppen an e wesentlechen Ënnerscheed tëscht schimmt behandelt an norepinephrine ofgebauter Gruppen nom Drogen (Kokain oder LiCl) Injektioun wéi och nom Schockelaskonsum.
ACKNOWLEGMENTS
Mir soen den Dr E. Catalfamo fir eng kompetent Hëllef. Dës Fuerschung gouf ënnerstëtzt vum Ministero della Ricerca Scientifica e Tecnologica (PRIN 2005), Università “La Sapienza” Ateneo (2004 / 2005), a Ministero della Salute (Progetto Finalizzato RF03.182P).
ABBREVIATIONS
NAc Käre accumbens
pFC prefrontale Cortex
mpFC medial pFC
CPP bedingt Plaz Präferenz
CPA bedingt Plaz Aversioun
6-OHDA 6-Hydroxydopamin.
FOOTNOTES
D'Auteuren deklaréieren net e Konflikt vun Interesse.
Dësen Artikel ass eng PNAS direkter Soumissioun.
Referenze
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. Gehir Res Rev. 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. Wise R. Nat Rev Neurosci. 2004; 5: 483 – 494. [PubMed]
9. Bechara A, Tranel D, Damasio H. Gehir. 2000; 123: 2189 – 2202. [PubMed]
10. McQuade R, Creton D, Stanford SC. Psychopharmakologie. 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 Psychiatrie. 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. Neurowëssenschaft. 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. De Maus Gehir: An stereotaxesche Koordinaten. San Diego: Akademesch; 1997.
28. Ventura R, Puglisi-Allegra S. Synapse. 2005; 58: 211 – 214. [PubMed]
29. Cabib S, Orsini C, Le Moal M, Piazza PV. Wëssenschaft. 2000; 289: 463 – 465. [PubMed]
30. Romieu P, Phan VL, Martin-Fardon R, Maurice T. Neuropsychopharmacology. 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]
;
