Prefrontal accumbal katecholamino sistema lemia motyvacinį pranašumą tiek su atlygiu, tiek su priešiškumu susijusiems stimulams. (2007)

„Proc Natl Acad Sci“, JAV A. 2007, kovo 20; 104 (12): 5181-6. „Epub 2007“, kovo 9.

„Ventura R“, „Morrone C“, „Puglisi-Allegra S“.

Šaltinis

„Santa Lucia“ fondas, Europos smegenų tyrimų centras (CERC), Via del Fosso di Fiorano 65, 00143 Roma, Italija. [apsaugotas el. paštu]

Abstraktus

Naujausi įrodymai rodo, kad malonūs ir bauginantys dirgikliai veikia tas pačias smegenų sritis, įskaitant medialinę prieš frontalinę žievę ir branduolio akumuliatorius. Nors žinoma, kad branduolio akumuliatoriai reaguoja į svarbiausius dirgiklius, neatsižvelgiant į jų hedoninį valentą, kai selektyviai padidėja dopamino išsiskyrimas, mažai žinoma apie prefrontalinės žievės vaidmenį su atlygiu ir baime susijusioje motyvacijoje arba apie susijusius neurotransmiterius. Čia išsiaiškinta, kad selektyvus norepinefrino trūkumas pelių medialinėje prefrontalinėje žievėje panaikino padidėjusį norepinefrino išsiskyrimą prefrontalinėje žievėje ir dopamino išsiskyrimą akumuliacinių branduolių pavidalu, kurį sukelia maistas, kokainas ar ličio chloridas, ir pablogino ličio sukeltą vietos sąlytį. chloridas (baimė) ir maistas ar kokainas (pageidautina). Tai įrodo, kad prefrontalinis žievės norepinefrino perdavimas yra būtinas norint motyvuotai susieti tiek su atlygiu, tiek su baime susijusius dirgiklius, moduliuojant dopamino kiekį branduolio akumuliatoriuose - tai smegenų sritis, susijusi su visais motyvuotais elgesiais.

Gyvūnai ir žmonės linkę ieškoti atlygio ir vengti bausmių. Šis akivaizdžiai adaptyvus elgesys apima sugebėjimą parodyti atlygio ir bausmės už dirgiklius vertę, nustatyti prognozes apie juos ir naudoti šias prognozes elgesio orientavimui (1). Tiek, kiek emocijos gali būti apibrėžtos kaip „sustiprintojų (apdovanojimų ir bausmių vykdytojų) sukeltos būsenos“ (2), norint suprasti daugybę emocinių trūkumų žmonėms, gali būti svarbu suprasti smegenų sritis, kurios yra susijusios su motyvaciniu požiūriu malonių apdovanojimų ar bauginamųjų dirgiklių apdorojimu.

Naujausi duomenys rodo, kad branduolio akumuliatoriai (NAc) ir priešfrontalinė žievė (pFC) yra įprastas substratas apdorojant tiek apdovanojamuosius, tiek ir bauginamuosius dirgiklius (3 – 7). Ventralinis striatumas (arba NAc) yra susijęs su informacijos, kuria grindžiama tikslinio elgesio motyvacinė kontrolė, apdorojimu, o tyrimai su žmonėmis ir gyvūnais patvirtina bendrą šios smegenų srities vaidmenį apdorojant tiek apdovanojimus teikiančius, tiek bauginančius dirgiklius, nepaisant valentingumo (3 – 8 ).

Be to, daugybė įrodymų rodo, kad pFC yra tiesiogiai susijęs su tiksliniu elgesiu ir emociniu apdorojimu (1, 9). Vis dėlto, nors dopamino perdavimas NAc buvo pasiūlytas kaip tarpininkas pasitelkiant teigiamą ir neigiamą valentinį „motyvacinį polinkį“ (3, 6), pFC vaidmuo šiame procese ir dalyvaujantis neurocheminis substratas vis dar nežinomi.

Norepinefrino perdavimas pFC suaktyvinamas aversyviais dirgikliais (10, 11) ir aversyviais bei sąlyginiais apetitiniais dirgikliais (12, 13). Be to, neseniai įrodyta, kad medialiniame pFC (mpFC) esantis norepinefrinas yra naudingas kai kuriems dažniausiai piktnaudžiaujantiems vaistams dėl jo moduliacinio poveikio dopamino išsiskyrimui NAc (14, 15). Tai rodo, kad prefrontalinis žievės norepinefrino perdavimas skatina kaupiamąjį dopaminą perdirbti motyvuotai svarbius dirgiklius.

Naudodamiesi pelėmis, mes išsiaiškinome, ar prefrontalinė žievės norepinefrino / mezoakumbeno dopamino sistema yra įprastas nervų substratas, apimantis emociškai teigiamų ir neigiamų dirgiklių apdorojimą. Visų pirma, mes ištyrėme, ar mpFC esantis norepinefrinas, moduliuodamas jo poveikį dopaminerginei mezolimbinei sistemai, yra reikalingas motyvaciniam polinkiui priskirti stimulus, susijusius su atlygiu ir baime.
Kadangi patirtis yra pagrindinis bet kurio dirgiklio (7) motyvacinį poveikį lemiantis veiksnys, įvertinome pirmojo atsilyginimo nuo natūralių (skanus maistas, pieno šokoladas) ir farmakologinių (kokaino) dirgiklių bei aversiško farmakologinio dirgiklio [ličio chlorido] pirmąjį poveikį (LiCl)] dėl priešfrontalinės žievės norepinefrino ir kaupiamojo dopamino atpalaidavimo atliekant intracerebrinę mikrodializę. Be to, norėdami nustatyti, ar norepinefrino prefrontalinis perdavimas reguliuoja padidėjusį akumuliacinio dopamino nutekėjimą, kurį sukelia pirmasis šių motyvacinių dirgiklių poveikis, mes taip pat įvertinome selektyvaus norepinefrino išeikvojimo mpFC poveikį dopamino išsiskyrimui NAc ir norepinefrino išsiskyrimui, kai mpFC sukelia pirmoji ekspozicija. į šiuos dirgiklius.

Galiausiai mes ištyrėme selektyvaus noradrenerginio prieš frontalinio išsekimo poveikį šokolado ir kokaino sukeltai sąlygotai vietos preferencijai (CPP) ir LiCl sąlygotai vietinei baimei (CPA). Šiam tyrimui buvo pasirinkta vietos kondicionavimo procedūra, nes ji leido įvertinti sąlygotų apetitinių ir aversyvių savybių, susijusių su stimulais, įgijimą kartu su pirminiais apdovanojimais ir bauginančiais įvykiais, ir todėl, kad daugybė įrodymų rodo, kad tai yra patikimas pamatinių procesų pamatas. motyvacinis patrauklumo priskyrimas dirgikliams (3, 16).

REZULTATAI

Eksperimentuokite 1.
Įvertindami, ar pirmasis atlygintinų, bet ir bauginančių stimulesnių dirgiklių poveikis turi prefrontalinį norepinefrino ir akumuliacinio dopamino nutekėjimą, atlikdami intracerebrinę mikrodializę, įvertinome sisteminio kokaino ar LiCl ir šokolado vartojimo poveikį norepinefrino išsiskyrimui, kai mpFC ir dopamino nutekėjimas į NAc. Be to, norėdami išsiaiškinti, ar žievės noradrenerginis perdavimas yra būtinas kaupiamajam dopamino nutekėjimui, kurį sukelia pirmasis šių motyvacinių dirgiklių poveikis, mes įvertinome selektyvaus noradrenerginio išeikvojimo poveikį kaupiamajam dopamino atsakui, kurį sukelia kokainas, šokoladas ir LiCl. Kokainas, šokoladas ir LiCl sukėlė nuo laiko priklausomą norepinefrino nutekėjimo padidėjimą fiktyviai apdorotų grupių mpFC ir pasiekė maksimalų increase200% padidėjimą 40 min., ≈70% esant 120 min. Ir ≈100%, esant 60 min. atitinkamai (1a pav.). Nors plačiai pranešta apie padidėjusį norepinefrino išsiskyrimą PFC reaguojant į kokainą, mūsų žiniomis, tai yra pirmasis pranešimas apie padidėjusį norepinefrino nutekėjimą, kurį sukėlė pirmasis šokolado ar sisteminio LiCl poveikis mpFC. Šie stimulai taip pat sąlygojo lygiagrečiai nuo laiko priklausomą dopamino nutekėjimo padidėjimą NAc gydomiems gyvūnams (1b pav.), Sutinkant su nuomone, kad ši sritis vaidina svarbų vaidmenį apdorojant svarbiausius dirgiklius, nepaisant jų valentingumo (3). , 6). Taip pat buvo įvertintas šio išeikvojimo poveikis norepinefrino išsiskyrimui mpFC. Prefrontalinis norepinefrino išeikvojimas buvo gautas selektyviai pašalinant neurotoksinį prefrontalinio žievės norepinefrino afferento (norepinefrino ardytos grupės) kiekį mpFC, po to, kai dopaminas buvo apsaugotas selektyviu absorbcijos inhibitoriumi. Dėl šio metodo labai sumažėjo norepinefrino kiekis audinyje (N90%), todėl dopamino lygis audiniuose beveik nepakito. Kontroliniams gyvūnams (grupėms, kurios buvo gydomos fiktyviomis grupėmis) buvo atliktas toks pats gydymas kaip pelėms, kurių organizme trūko norepinefrino, bet jos buvo nešamos į smegenis. (Norepinefrino audinių lygiai buvo tokie: fiktyviai apdorota grupė, 698 ± 26 ng / g šlapio audinio; norepinefrino išeikvota grupė, 63 ± 17 ng / g šlapio audinio. Dopamino audinių lygiai buvo tokie: fiktyviai apdorota grupė, 203 ±). 18 ng / g drėgno audinio; norepinefrino nuskurdusi grupė, 189 ± 16 ng / g šlapio audinio.)

Pav. 1.
Prefrontalinis žievės noradrenalino kiekio sumažėjimas tarpląsteliniame norepinefrine mpFC ir dopaminas NAc. Tarpląstelinio norepinefrino (NE) kiekis mpFC (a) ir dopaminas (DA) NAc (b) fiktyviai ar norepinefrino neturinčių gyvūnų, kuriems švirkščiamas fiziologinis tirpalas, (daugiau ...)

Selektyvus norepinefrino trūkumas mpFC sumažino tiek vaisto, tiek šokolado sukeltą kaupiamojo dopamino ir prefrontalinio žievės norepinefrino išsiskyrimo padidėjimą (1 pav.), Nors tai nedaro reikšmingos įtakos baziniam tarpląsteliniam dopamino kiekiui NAc (šampūnu gydytai grupei, 1.35 ± 0.15 pg per 20 μl; norepinefrino nuskurdinta grupė, 1.29 ± 0.18 pg per 20 μl) arba bazinis tarpląstelinis norepinefrinas mpFC (fiktyviai apdorota grupė, 1.31 ± 0.18 pg per 20 μl; norepinefrino μX; 1.26 0.17 XX). Vidutinės bazinės dopamino NAc ir norepinefrino vertės mpFC kiekvienoje grupėje [fiziologinis tirpalas, kokainas (20 mg / kg), LiCl (20 meq / kg) ir šokoladas] reikšmingai nesiskyrė)

Mūsų rezultatai rodo, kad nepaliestas noradrenerginis perdavimas per mpFC yra būtina sąlyga, norint stimuliuoti dopamino išsiskyrimą, kurį sukelia tiek atlygį teikiantys, tiek aversyvūs dirgikliai NAc, taigi, tvirtai teigiama, kad jo pagrindinis vaidmuo motyvuojamojoje nuotaikoje yra didelis.

Eksperimentuokite 2.
Norėdami ištirti, ar norepinefrino prefrontalinis perdavimas yra būtinas norint įgyti sąlygotas apetitines ir aversines dirgiklių savybes, susietas su pirminiais laimėjimais ir bauginančiais įvykiais, mes įvertinome selektyvaus prefrontalinio norepinefrino išeikvojimo poveikį vietos kondicionavimui.

Prefrontalinis noradrenerginis išeikvojimas panaikino ir kokaino, ir šokolado sukeltą CPP, taip pat LiCl sukeltą CPA. Taigi, nors fiktyviai gydomiems gyvūnams buvo suteikta reikšminga pirmenybė skyriams, kuriuose yra kokaino ar šokolado poros, ir reikšmingai nepatinka LiCl suporuotas skyrius (2a pav.), Norepinefrino neturintys gyvūnai neturėjo pirmenybės nė vienam skyriui (2b pav.) ).

Pav. 2.
Priekinės žievės norepinefrino kiekio sumažėjimas dėl kondicionavimo. Maisto vartojimo (1 g pieniško šokolado; fiktyviai gydytų grupių, n = 8; norepinefrino išeikvotų grupių, n = 8) ir sisteminio druskos tirpalo (Sal) (fiktyviai gydytos grupės, (daugiau ...) injekcijos poveikis

Atkreipkite dėmesį, kad atlikdami išankstinius eksperimentus pastebėjome, kad fiktyviai gydomų gyvūnų CPP ir CPA nesiskiria nuo naivių gyvūnų. Gyvūnams, kuriems fiziologinis tirpalas buvo suporuotas abiejose skyriuose, nebuvo teikiama pirmenybė nė vienam skyriui, neatsižvelgiant į pažeidimo būklę (gydytas fiktyviomis medžiagomis ar ištuštintas norepinefrinas). Su kokainu, šokoladu ar LiCl gydytų gyvūnų, kuriems trūksta norepinefrino, elgesys buvo panašus į gyvūnų, kurie mokymų metu patyrė tik tirpiklio tirpalą; y., jie neparodė nė vieno iš skyrių.

DISKUSIJA

Pateikiame įrodymų, kad prefrontalinis žievės norepinefrino perdavimas per NAc dopamino moduliaciją yra būtina sąlyga motyvaciniam susivienijimui tiek su atlygiu, tiek su baime susijusiais dirgikliais.

Pirma, kadangi ankstesnė patirtis yra pagrindinis bet kurio stimulo (7) motyvacinio poveikio veiksnys, atlikdami intracerebrinę mikrodializę, įvertinome pirmojo sisteminio kokaino ar LiCl ekspozicijos poveikį, taip pat šokolado vartojimo poveikį norepinefrinui ar dopaminui. išsiskyrimas atitinkamai mpFC ir NAc. Kokainas, šokoladas ir LiCl lėmė nuo laiko priklausomą kaupiamojo dopamino, taip pat prefrontalinio norepinefrino nutekėjimo padidėjimą iš fiktyviai gydomų grupių. Žymus norepinefrino pertekliaus padidėjimas buvo pastebimas fiktyviai gydomų gyvūnų mpFC per 20 min. Po šokolado gavimo; perpildymas vėliau grįžo į pradinį lygį ir po to įvyko didelis nuolatinis padidėjimas. Nors šis dvifazis šokolado sukeltas norepinefrino padidėjimas mpFC nebuvo lygiagretus dopamino NAc padidėjimui visame pasaulyje, pradinis padidėjimas greičiausiai buvo susijęs su skanaus maisto poveikiu ir dopamino padidėjimu NAc. Kita vertus, antrasis didelis padidėjimas gali parodyti žievės žadinimo neurocheminę koreliaciją, reikalingą apdoroti erdvinę informaciją, susijusią su maisto atlygio paieška ir nustatymu (17). Tiesą sakant, buvo teigiama, kad padidėjęs norepinefrino nutekėjimas signalizuoja apie dirgiklius, turinčius didelį motyvacinį pasipriešinimą (17). Taigi, padidėjęs norepinefrino nutekėjimas gali leisti atlikti atrankinį dėmesį ieškant papildomo skonio maisto ir gali padėti įgyti sąlygotas apetitines savybes dirgikliams, suporuotiems su maistu. Tačiau negalima atmesti pooperacinio maisto poveikio norepinefrinui.

Nors plačiai buvo pranešta apie padidėjusį NAc dopamino išsiskyrimą, atsirandantį dėl atlygintinų ar neigiamų dirgiklių, ir padidėjusį norepinefrino išsiskyrimą PFC reaguojant į kokainą, mūsų žiniomis, tai yra pirmasis pranešimas apie padidėjusį norepinefrino nutekėjimą, kurį sukelia šokolado arba LiCl poveikis per mpFC. Svarbiausia, kad mes čia parodysime, kad priešfrontalinis žievės noradrenerginis perdavimas yra būtinas akumuliaciniam dopamino nutekėjimui, kurį sukelia pirmasis šių motyvacinių paskatų poveikis. Iš tikrųjų šių stimulų sukeltas reikšmingas tiek priešfrontalinio norepinefrino, tiek akumuliacinio dopamino nutekėjimo padidėjimas nebuvo pastebėtas pelėms, kurių organizme trūksta norepinefrino. Norepinefrinas, esantis mpFC, gali suaktyvinti mezoakumbenų dopamino išsiskyrimą per sužadinamąją prieš frontalinę žievės projekciją į ventrinės taktinės srities dopamino ląsteles (18, 19) ir (arba) per kortikosakumbalinės glutamatergines projekcijas (20). Be to, gali būti numatytas PFC projekcijos į lokusinę žandikaulį sužadinimo įtaka, nes buvo įrodyta, kad šis branduolys suaktyvina ventralinės pagrindinės zonos dopamino neuronus (21 – 23), o tai gali padidinti NAc dopamino išsiskyrimą.

Taigi, mūsų rezultatai, suderinti su ankstesnėmis ataskaitomis, rodo, kad tiek besąlyginis apdovanojimas, tiek aversyvūs dirgikliai padidina norepinefrino nutekėjimą iš mpFC (10 – 15), taip pat dopamino išsiskyrimą NAc (3, 24). Tačiau svarbiausia, kad jie parodo, kad nepaliestas noradrenerginis pernešimas per mpFC yra būtina sąlyga, norint stimuliuoti dopamino išsiskyrimą, kurį sukelia tiek apdovanojantys, tiek aversyvūs farmakologiniai ir natūralūs dirgikliai NAc. Todėl jie nurodo prefrontalinį norepinefriną ir kaupiamasis dopamino perdavimas kaip nervų sistema, kurios aktyvacija besąlygiškai teikiant atlygį ir atitraukiant dirgiklius greičiausiai yra pagrindas motyvaciniam pojūčiui. Tokį požiūrį patvirtina elgesio eksperimentų, susijusių su prefrontalinio norepinefrino išeikvojimo poveikiu kokaino, šokolado ar LiCl sukeltose vietose, rezultatai.

Taigi, antrasis svarbus šio tyrimo rezultatas yra tai, kad prefrontalinis žievės norepinefrino išeikvojimas neigiamai veikia tiek kokaino ar maisto sukeltą CPP, tiek LiCl sukeltą CPA. Nors fiktyviai gydomiems gyvūnams buvo teikiama pirmenybė skyriams, kuriuose yra kokaino ar šokolado poros, ir dideliam pasipiktinimui prieš LiCl suporuotą skyrių, gyvūnai, kurių organizme trūko norepinefrino, neparodė jokio pasirinkimo, todėl parodydami, kad būtinas nepažeistas prefrontalinis žievės norepinefrino perdavimas. sąlygoms ir dirgikliams, įgytiems kartu su pirminiais apdovanojimais ar bauginančiais įvykiais, įgyti kondicionieriaus vietoje.

Dabartiniai rezultatai rodo, kad pelėms, kurių priekinė žievės žievė nuo nopinepinefrino nuskurdino, norepinefrino išsiskyrimo trūkumas, atsirandantis dėl atlygintinų ir aversyvių dirgiklių (kokainas, maistas ar LiCl, besąlyginis dirgiklis), užkirto kelią motyvaciniam susijaudinimui su sąlygotu dirgikliu (erdviniu modeliu). porų sesijos. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad prefrontalinis norepinefrino išsekimas netrukdė nei asociaciniams, nei mnemoniniams procesams, nes, kaip parodyta anksčiau, gyvūnai, kurių organizme trūko norepinefrino, sugebėjo išmokti pasyvaus vengimo užduotį (15) ir susieti kontekstą su narkotikų poveikiu (14). Tačiau norint išaiškinti tikslius prefrontalinės žievės norepinefrino deficito sutrikimus, reikia atlikti papildomus tyrimus.

Manoma, kad dopaminerginis perdavimas NAc yra tarpininkaujantis hedoniniam atlygio poveikiui ar kai kuriems atlygio mokymosi aspektams (žr. 25 apžvalgą). Mūsų rezultatai, sutinkant su kitokiu požiūriu (3), rodo, kad NAc dopamino perdavimas vaidina tiek teigiamai, tiek neigiamai motyvuotą elgesį; tačiau svarbiausia, tačiau jie parodo, kad šį motyvacijos procesą reguliuoja priekinės žievės žievės norepinefrinas. Faktiškai selektyvusis prefrontalinis norepinefrino deficitas blokuoja tiek kokaino ar šokolado sukeltą CPP, tiek LiCl sukeltą CPA ir sumažina dopamino išsiskyrimą NAc, kurį sukelia šie stebimieji dirgikliai kontrolinėse pelėse, taip parodydami, kad moduliacija sukelia noradrenerginį prefrontalinį perdavimą. dopamino išsiskyrimas NAc viduje, yra būtina sąlyga motyvuotai apdoroti tiek su atlygiu, tiek su baime susijusius dirgiklius.

Apibendrinant, dabartiniai elgesio ir mikrodializės eksperimentų rezultatai rodo, kad prefrontalinis norepinefrino perdavimas ne tik tarpininkauja dažniausiai piktnaudžiaujančių vaistų teikiamoms naudingosioms savybėms, kaip siūloma ankstesniuose tyrimuose (14, 15), bet yra būtinas motyvaciniam susiejimui tiek su atlygiu, tiek su atlygiu. su aversija susijusius dirgiklius, dar parodydami, kad priklausomybę sukeliantys vaistai, taip pat aversyvūs farmakologiniai dirgikliai naudoja tą patį neurobiologinį mechanizmą kaip ir natūralūs dirgikliai.

Apibendrinant galima pasakyti, kad mūsų duomenys pratęsia ankstesnius duomenis, rodančius mezolimbinę dopaminerginę sistemą, kaip „pasitenkinimo sistemą“, susijusią su visais motyvuotais elgesiais (3, 6, 26). Jie taip pat įrodo, kad šiai sistemai kontroliuojama priešrepinefrino žievė prieš žandikaulį, taigi patvirtinama nuomonė, kad apdovanojimas ir bauginantys dirgikliai veikia panašius CNS kelius (7).

Mūsų rezultatai pateikia įžvalgos apie atlygio ir baimės neurobiologiją, nes jie rodo, kad tiek apdovanojimas, tiek bauginantys svarbiausi dirgikliai apdoroja tas pačias smegenų sritis; y., jie nurodo prefrontalinį noradrenerginį ir kaupiamąjį dopaminerginį perdavimą kaip bendrą nervų sistemą. Supratimas apie neurotransmiterių sistemas, suaktyvintas emociškai atlyginančiais ar atitraukiančiais dirgikliais, ir jų molekulinius mechanizmus padės sukurti pagrindą išsiaiškinti, kaip veikia nervų sistemos, veikiančios ir teigiamas, ir neigiamas emocijas..

MEDŽIAGOS IR METODAI

Gyvūnai.
Inbredinio C57BL / 6JIco padermės (Charles River Laboratories, Wilmington, MA) patinų patinai, kurie dažniausiai naudojami atliekant neuro-elgesio fenotipų nustatymą, 8 – 9 savaičių amžiaus eksperimento metu, buvo laikomi kaip aprašyta anksčiau (14, 15). Kiekvieną eksperimentinę grupę sudarė nuo šešių iki aštuonių gyvūnų. Visi eksperimentai buvo atlikti pagal Italijos nacionalinius įstatymus (Decreto įstatymų leidybos Nr. 116, 1992), reglamentuojančius gyvūnų naudojimą tyrimams.

Narkotikai.
Chloralinis hidratas, 6-hidroksidopaminas (6-OHDA), GBR 12909, kokaino hidrochloridas ir LiCl buvo nupirkti iš įmonės „Sigma-Aldrich“ (Sent Luisas, MO). Kokainas (20 mg / kg), LiCl (3.0 meq / kg), chloralinis hidratas (350 – 450 mg / kg) ir GBR 12909 (15 mg / kg) buvo ištirpinti fiziologiniame tirpale (0.9% NaCl) ir įpurškiami ip. 10 tūris ml / kg. 6-OHDA buvo ištirpintas fiziologiniame tirpale, kuriame yra natrio metabisulfito (0.1 M). Už maisto eksperimentus atlygis buvo pieno šokoladas (1 g; „Nestlé“, Vevey, Šveicarija).

Mikrodializė.
Gyvūnai buvo anestezuojami chloraliniu hidratu (450 mg / kg), pritvirtinti prie stereotaksinio rėmo (David Kopf Instruments, Tujunga, CA), turinčiame pelės adapterį, ir implantuoti vienašališkai su kreipiamuoju kanalu (nerūdijantis plienas, veleno išorinis skersmuo 0.38 mm) ; Metalant AB, Stokholmas, Švedija), naudojant mpFC arba NAc (14, 15). Kreipiamosios kaniulės ilgis buvo 1 mm mpFC ir 4.5 mm NAc. Vadovo kaniulė buvo pritvirtinta epoksidiniais klijais, o tolesniam stabilizavimui buvo pridėta dantų cemento. Koordinatės iš bregma [matuojamos pagal Franklin ir Paxinos (27) metodus] buvo šios: + 2.52 anteroposterior ir 0.6 šoninės mpFC ir + 1.60 anteroposterior ir 0.6 šoninės NAc [dažniausiai įskaitant apvalkalo padalijimą (27)]. Zondas (dializės membranos ilgis 2 mm, kai mpFC, o 1 mm, NAc, ir išorinis skersmuo, 0.24 mm, MAB 4 kuphrofano mikrodializės zondas; Metalant AB) buvo įvestas 24 h prieš mikrodializės eksperimentus. Gyvūnai buvo lengvai anestezuojami chloraliniu hidratu (350 mg / kg), kad būtų lengviau rankiniu būdu įterpti mikrodializės zondą į kreipiamąją kaniulę. Gyvūnai buvo grąžinti į savo namų narvus. Išmetimo ir įleidimo zondo vamzdeliai buvo apsaugoti vietoje pritaikytu „Parafilm“. Membranos buvo tiriamos dopamino ir norepinefrino atsigavimui in vitro (santykinis atsistatymas buvo toks: dopaminas, 10.7 ± 0.82%; norepinefrinas, 12.2 ± 0.75%; n = 20) dieną prieš naudojimą, siekiant patikrinti pasveikimą.

Mikrodializės zondas buvo sujungtas su CMA / 100 siurbliu („Carnegie Medicine“, Stokholmas, Švedija) per PE 20 vamzdžius („Metalant AB“) ir ultralidaus sukimo momento dvikanalį skysčio pasukimą (modelis 375 / D / 22QM; „Instech Laboratories“, „Plymouth Meeting“, PA), kad būtų galima laisvai judėti. Dirbtinis likvoras (147 mM NaCl / 1 mM MgCL / 1.2 mM CaCl2 / 4 mM KCl) pumpuojamas per dializės zondą pastoviu 2 μl / min. Srautu. Eksperimentai buvo atlikti praėjus 22–24 valandoms po zondo padėjimo. Kiekvienas gyvūnas buvo dedamas į apskritą narvą, kuriame buvo mikrodializės įranga („Instech Laboratories“), o ant grindų - namų narvelio patalynė. Dializės perfuzija buvo pradėta po 1 val. Pradėjus dializės perfuziją, pelės buvo paliktos netrikdomos ~ 2 valandas prieš imant pradinius mėginius. Trijų mėginių, surinktų prieš pat gydymą, vidutinė koncentracija (<10% kitimas) buvo laikoma bazine. Prieš pradedant mikrodializės eksperimentus, pelėms buvo priskirtas vienas iš skirtingų gydymo būdų (fiziologinis tirpalas, kokainas, šokoladas ar LiCl) kiekvienoje grupėje (fiktyviai apdorotas arba sumažintas norepinefrinas). Norint atlikti eksperimentus su maistu, likus 28 dienoms iki eksperimentų pradžios gyvūnai buvo įtraukti į maisto trūkumo grafiką (4).

Dializatas buvo renkamas kas 20 min. Po 120 (kokaino ir LiCl grupėms) arba 160 (maisto grupėms) min. Pateikiami tik pelių su teisingai įdėta kaniuliais duomenys. Vietos buvo vertinamos pagal dažymą metileno mėlyna spalva. Dvidešimt mikrolitrų dializės mėginių buvo ištirta HPLC metodu. Likęs 20 μl buvo laikomas galimai vėlesnei analizei. Koncentracijos (pg per 20 μl) nebuvo pakoreguotos zondo atkūrimui. HPLC sistemą sudarė Aljanso HPLC sistema (Waters, Milford, MA) ir kulometrinis detektorius (modelis 5200A; Coulochem II, ESA, Chelmsford, MA), aprūpinti kondicionavimo elementu (M 5021) ir analitiniu elementu (M 5011). . Kondicionavimo elementas buvo nustatytas ties 400 mV, elektrodas 1 buvo nustatytas ties 200 mV, o elektrodas 2 buvo nustatytas esant –250 mV. Naudota Nova-Pack C18 kolona (3.9 × 150 mm; Vandenys), palaikoma 33 ° C. Srauto greitis buvo 1.1 ml / min. Judrioji fazė buvo tokia, kaip aprašyta anksčiau (14, 15). Tyrimo aptikimo riba buvo 0.1 psl.

Norepinefrino trūkumas mpFC.
Anestezija ir chirurginis rinkinys aprašyti aukščiau. Gyvūnams buvo injekuota GBR 12909 (15 mg / kg) 30 min. Prieš 6-OHDA mikroinjekcijas, kad būtų apsaugoti dopaminerginiai neuronai. Dvipusis 6-OHDA (1.5 μg per 0.1 μl kiekvienai pusei 2 min. Kiekvienai pusei) injekcija buvo padaryta į mpFC [koordinatės buvo + 2.52 anteroposterior, ± 0.6 šoninės ir −2.0 ventros briaunos atžvilgiu (27)] per nerūdijantį plieną. kaniulė (išorinis 0.15 mm skersmuo; Unimed, Lozanoje, Šveicarijoje), sujungta su 1-μl švirkštu polietileno vamzdeliu ir varoma CMA / 100 pompa. Pasibaigus infuzijai, kaniulė buvo palikta vietoje dar 2 min. Šampūnu gydyti gyvūnai buvo gydomi tuo pačiu būdu, bet jiems buvo skirta intracerebrinė transporto priemonė. Gyvūnai buvo naudojami mikrodializei ar elgesio eksperimentams 7 dienas po operacijos.
Norepinefrino ir dopamino kiekis audiniuose mpFC buvo įvertintas, kaip aprašyta anksčiau (14, 15), siekiant įvertinti išeikvojimo laipsnį.

Vietos kondicionavimas.
Elgesio eksperimentai buvo atlikti naudojant vietos kondicionavimo aparatą (14, 15, 29). Aparatą sudarė dvi pilkos spalvos plexiglas kameros (15 × 15 × 20 cm) ir centrinė alėja (15 × 5 × 20 cm). Dvi stumdomos durys (4 × 20 cm) sujungė alėją su kameromis. Kiekvienoje kameroje kaip sąlygoti dirgikliai buvo naudojami du trikampiai lygiagretainiai (5 × 5 × 20 cm), pagaminti iš juodų plexiglas ir išdėstytų skirtingais raštais (visada uždengiančiais tą patį kameros paviršių). Gyvūnai buvo naudojami elgesio eksperimentams 7 dienas po operacijos. Prieš kondicionavimą pelėms kiekvienoje grupėje buvo paskirtas vienas iš skirtingų gydymo būdų (fiziologiniu tirpalu, kokainu, šokoladu ar LiCl) (gydyti fiktyviaisiais ar be norepinefrino).
Treniruotės dėl vietos kondicionavimo buvo aprašytos anksčiau (14, 15). Trumpai tariant, 1 (prieš bandymą) dieną pelės galėjo laisvai tyrinėti visą aparatą 20 min. Per kitas 8 dienas (kondicionavimo fazė) pelės buvo paleidžiamos kasdien 40 min pakaitomis vienoje iš dviejų kamerų. Kondicionavimo metu naudojant farmakologinius stimulus kondicionavimo metu vienas iš modelių buvo nuosekliai suporuotas su fiziologiniu tirpalu, o kitas - su kokainu (20 mg / kg ip, CPP) arba LiCl (3.0 meq / kg ip, CPA). Šios dozės buvo pasirinktos remiantis ankstesniais tyrimais, rodančiais, kad C57BL / 6JIco pelėms būdingas stipresnis CPP, vartojant kokaino dozę 20 mg / kg (30, 31), ir tendenciją linkti į CPA testą, kai LiCl dozė yra 3.0 meq / kg (32). Kontrolinės grupės gyvūnams abi kameros buvo suporuotos su fiziologiniu tirpalu. CPP vartojant su maistu, vienas iš modelių buvo nuosekliai suporuotas su standartiniu maistu (1 g pelės standartinės dietos), o kitas su skaniu maistu (1 g pieno šokolado). Gyvūnai buvo dedami į maisto ribojimo grafiką (28) 4 dienas prieš pradedant kondicionavimą. Šis grafikas truko visą kondicionavimą.
Atliekant visus vietos kondicionavimo eksperimentus, poros buvo subalansuotos taip, kad kiekvienos eksperimentinės grupės pusei besąlyginis dirgiklis (kokainas, šokoladas ar LiCl) buvo sujungtas su vienu iš dviejų modelių; kitai kiekvienos grupės pusei nesąlyginis dirgiklis buvo suporuotas su kitu modeliu. CPP ar CPA ekspresijos tyrimas buvo atliktas 10 dieną, naudojant išankstinio testavimo procedūrą. Elgesio duomenis rinko ir analizavo visiškai automatizuota vaizdo stebėjimo sistema „EthoVision“ (Noldus, Wageningen, Olandija). Trumpai tariant, eksperimentinę sistemą įrašo CCD vaizdo kamera. Po to signalas skaitmeninamas (aparatūros prietaisu, vadinamu rėmo grobiku) ir perduodamas į kompiuterio atmintį. Vėliau skaitmeniniai duomenys analizuojami naudojant „EthoVision“ programinę įrangą, kad gautų „praleistą laiką“ (sekundėmis), kuris naudojamas kaip neapdoroti duomenys, norint gauti pirmenybės balus kiekviename aparato sektoriuje.

Statistika
Vietos kondicionavimas.
Kondicionierių eksperimentams buvo atlikta statistinė analizė, apskaičiuojant laiką (sekundėmis), praleistą bandymo dieną centre (centre), vaistų / šokolado porose (suporuotas) ir fiziologinio tirpalo / standartiniame maiste suporuotuose (nesuporuotuose) skyriuose. Gyvūnams, gaunantiems druskos tirpalą, pora su abiem skyriais buvo nustatyta, kad suporuotas skyrius yra pirmasis, kuriam jie buvo veikiami.

Selektyvaus priekinės žievės žievės norepinefrino išeikvojimo poveikis vietos kondicionavimui.
Kondicionavimo eksperimentų duomenys buvo analizuojami kiekvienam gydymui naudojant pakartotinius matavimus ANOVA, kiekvienam naudojant vieną faktorių (išankstinis gydymas, du lygiai: gydyti nuo fikcinio ir norepinefrino) ir vieną faktorių (porą, tris lygius: centrą, suporuotą ir nesuporuotą) [ fiziologinis tirpalas / fiziologinis tirpalas, fiziologinis tirpalas / kokainas (20 mg / kg), fiziologinis tirpalas / LiCl (3 meq / kg) ir standartinis maistas / šokoladas]. Kadangi svarbūs palyginimai yra tarp suporuotų ir nesuporuotų skyrių, vidutinis laikas, praleistas šiose kamerose, buvo lyginamas kiekvienoje grupėje naudojant pakartotinių priemonių ANOVA.

Dviejų krypčių ANOVA atskleidė reikšmingą kokaino vartojimo prieš gydymą × poravimo sąveiką [F (2, 28) = 3.47; P <0.05], LiCl [F (2, 28) = 4.55; P <0.05] ir šokolado [F (2, 28) = 3.5; P <0.05].
Pakartotiniai ANOVA matavimai kiekvienoje grupėje atskleidė reikšmingą poravimosi faktoriaus poveikį tik fiktyviai gydytiems gyvūnams, kuriems buvo švirkščiamas kokaino [F (1, 14) = 24.3; P <0.0005], LiCl [F (1, 14) = 10.3; P <0.01] arba šokoladas [F (1, 14) = 7.31; P <0.05].

Norepinefrino išeikvojimas mpFC.
Prefrontalinio noradrenalino išeikvojimo poveikis dopamino ir noradrenalino audinių lygiui mpFC buvo analizuojamas dvipusiu ANOVA. Veiksniai buvo šie: pažeidimas (du lygiai: fiktyvus gydymas ir nudegęs noradrenalinas) ir eksperimentas (du lygiai: elgesio ir mikrodializės eksperimentai). Atskirų grupių palyginimai buvo atlikti, kai tinkama, atlikus post hoc testą - Duncano kelių diapazonų testą. Buvo atlikta elgesio ir mikrodializės eksperimentų duomenų statistinė analizė. Dvipusis ANOVA dėl prefrontalinio noradrenalino išeikvojimo poveikio dopamino ir norepinefrino audinių lygiams mpFC parodė reikšmingą pažeidimo poveikį tik norepinefrinui [F (1, 188) = 2.02; P <0.0005], tačiau eksperimentinio poveikio nėra.

Mikrodializė.
Statistinė analizė buvo atlikta naudojant neapdorotus duomenis (pg koncentracija 20 μl). Prefrontalinio noradrenalino išeikvojimo poveikis norepinefrino išsiskyrimui mpFC arba dopamino nutekėjimui gyvūnų, užkrėstų kokainu (20 mg / kg) arba LiCl (3 meq / kg), NAc buvo analizuojamas pakartotinėmis priemonėmis ANOVA, naudojant du veiksnius (išankstinis gydymas, du lygiai - fiktyviai apdorotas ir išeikvotas noradrenalinas; ir gydymas, trys lygiai: fiziologinis tirpalas, kokainas ir LiCl) ir vienas per faktorių (laikas, septyni lygiai, 0, 20, 40, 60, 80, 100 ir 120). Prefrontalinio noradrenalino išeikvojimo poveikis norepinefrino išsiskyrimui mpFC arba dopamino nutekėjimui iš šokolado paveiktų gyvūnų NAc buvo analizuojamas pakartotinėmis ANOVA priemonėmis, tarp kurių buvo vienas veiksnys (išankstinis gydymas, du lygiai, fiktyvus gydymas ir nenuostolis norepinefrinas) ir vienas faktoriaus ( laikas, devyni lygiai, 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 ir 160). Paprasti efektai buvo vertinami vienkrypčiu ANOVA kiekvienam laiko momentui. Individualūs palyginimai tarp grupių buvo atlikti, kai tinkama, atlikus post hoc testą - Duncano kelių diapazonų testą.

Statistinės farmakologinių dirgiklių įtakos prefrontaliniam noradrenalino nutekėjimui analizės parodė reikšmingą prieš gydymą × gydymas × laiko sąveika [F (12, 180) = 4.98; P <0.005]. Statistinės šokolado vartojimo įtakos norepinefrino išsiskyrimui analizės parodė išankstinio gydymo × laiko sąveiką [F (8, 80) = 7.77; P <0.005]. Paprastos poveikio analizės atskleidė reikšmingą laiko poveikį tik fiktyviai gydomai grupei ir reikšmingą skirtumą tarp fiktyviai ir norepinefrino nuskurdintų grupių po kokaino ar LiCl injekcijos, taip pat po šokolado vartojimo.

Statistinės farmakologinių dirgiklių įtakos gumbų dopamino nutekėjimui analizės atskleidė reikšmingą išankstinio gydymo × gydymo × laiko sąveiką [F (12, 180) = 10.02; P <0.0005]. Statistinė šokolado duomenų analizė parodė reikšmingą išankstinio apdorojimo × laiko sąveiką [F (8, 80) = 2.12; P <0.05]. Paprastos poveikio analizės atskleidė reikšmingą laiko poveikį tik fiktyviai gydomoms grupėms ir reikšmingą skirtumą tarp fiktyviai ir norepinefrino išeikvotų grupių po narkotikų (kokaino ar LiCl) injekcijos, taip pat po šokolado vartojimo.

Padėka

Dėkojame gydytojui E. Catalfamo už sumanią pagalbą. Šį tyrimą rėmė „Ministero della Ricerca Scientifica e Tecnologica“ (PRIN 2005), „La Sapienza“ Ateneo universitetas (2004 / 2005) ir „Ministero della Salute“ („Progetto Finalizzato RF03.182P“).

SANTRUMPOS

NAc branduolio akumuliatoriai

pFC prefrontalinė žievė

mpFC medialinis pFC

CPP sąlygoja vietos pasirinkimą

CPA sąlygota baimė

6-OHDA 6-hidroksidopaminas.

FOOTNOTES
Autoriai pareiškia, kad nėra interesų konflikto.
Šis straipsnis yra tiesioginis PNAS pateikimas.

NUORODOS

1. O'Doherthy J. Curr Opin Neurobiol. 2004; 14: 769–776. [PubMed]
2. „Rolls ET“. Behavo smegenų mokslas. 2000; 23: 177 – 191. [PubMed]
3. Berridge KC, Robinson TE. „Brain Res“ red. 1998; 28: 309 – 369. [PubMed]
4. „Becerra L“, „Breiter HC“, „Wise R“, „Gonzalez RG“, „Borsook D. Neuron“. 2001; 32: 927 – 946. [PubMed]
5. Gottfriedas JA, O'Doherthy J, Dolanas 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. Išminčius R. Nat Rev Neurosci. 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“. Psichofarmakologija. 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“, „Bruin JP“. „Neurosci Lett“. 1999; 272: 179 – 182. [PubMed]
13. „Mingote S“, „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 psichiatrija. 1999; 46: 1309 – 1320. [PubMed]
18. „Shi WX“, „Pun CL“, „Zhang XX“, Jonesas 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“. Neuromokslas. 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 Neuroninis transm. 1993; 93: 11 – 25.
23. „Liprando LA“, „Miner LH“, „Blakely RD“, „Lewis DA“, „Sesack SR“. Sinapsė. 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. Franklinas KBJ, Paxinos G. Pelės smegenys: stereotaksinėse koordinatėse. San Diegas: akademinis; 1997.
28. „Ventura R“, „Puglisi-Allegra S. Synapse“. 2005; 58: 211 – 214. [PubMed]
29. „Cabib S“, „Orsini C“, „Le Moal M“, „Piazza PV“. Mokslas. 2000; 289: 463 – 465. [PubMed]
30. Romieu P, Phan VL, Martin-Fardon R, Maurice T. Neuropsichofarmakologija. 2002; 4: 444 – 455. [PubMed]
31. Orsini C, Bonito-Oliva A, Conversi D, Cabib S. Psichofarmakologija. 2005; 181: 327 – 336. [PubMed]
32. „Risinger FO“, „Cunningham CL“. „Pharmacol Biochem Behav“. 2000; 1: 17 – 24. [PubMed]