Sci Rep. 2018; 8: 2766.
Paskelbta internete 2018 Feb 9. doi: 10.1038/s41598-018-21046-0
PMCID: PMC5807356
Abstraktus
Užuominos, rodančios skanių maisto produktų prieinamumą, įgyja gebėjimą stiprinti maisto ieškojimą ir vartojimą. Dabartiniame tyrime panaudota elgsenos, farmakologinių ir analitinių metodų kombinacija, kad būtų galima ištirti Pavlovijos skatinamojo motyvavimo įtaką šėrimui. Mes parodome, kad pora su sacharozės tirpalu (CS +) gali perduoti savo kontrolę dėl pašarų, kad paskatintų sacharozės vartojimą naujoje talpykloje, ir kad šis poveikis priklauso nuo D1 dopamino receptorių aktyvinimo, kuris, kaip žinoma, moduliuoja kitas formų motyvacijas elgesį, bet ne skonio skonį. Mikrostruktūrinės sacharozės-lyžio elgsenos analizės metu nustatyta, kad CS + padidino dažnumą, kuriuo žiurkės, aktyviai veikiančios lyžio elgesį, neturėjo patikimo poveikio tų lyžio trukmių trukmei, o tai buvo priemonė, susieta su sacharozės skoniu. Be to, mes nustatėme, kad individualūs CS + skirtumai, atsiradę dėl dažnio padidėjimo, buvo siejami su viso sacharozės suvartojimu bandymo metu, palaikant nuomonę, kad šis procesas buvo susijęs su prasmingu valgymo elgesio reguliavimu. Taigi, šiuo metu atliktas tyrimas (1) rodo, kad dopamino priklausomas Pavlovijos skatinamojo motyvavimo procesas gali būti tarpinis potencialus maitinimas, ir (2) nustato eksperimentinį ir analitinį požiūrį į šį elgesio aspektą.
Įvadas
Aplinkos ženklai, rodantys skanių maisto produktų prieinamumą, gali sukelti galingus maisto potraukius1-3 ir skatina valgyti, jei nėra bado, o tai pastebima graužikams4,5 ir žmonėms6-9. Ši elgesio įtaka, kuri, kaip manoma, vaidina svarbų vaidmenį persivalgant ir nutukus10-13, gali būti tiriamas naudojant cue-potentiated šėrimo (CPF) užduotį. Tipiškame CPF tyrime alkanas gyvūnams atliekamas kondicionavimas, sudarytas iš pakartotinių kondicionavimo stimulo (CS +, pvz., Klausos tono) ir nedidelio kiekio skanaus maisto ar skysčio, pavyzdžiui, sacharozės tirpalo, kurį jie vartoja iš puodelio yra fiksuotoje padėtyje eksperimentinėje kameroje. Be to, jiems suteikiama neribota prieiga prie jų techninės priežiūros, siekiant užtikrinti, kad jie būtų visiškai išbandyti prieš bandymą. Tada gyvūnai grąžinami į kamerą ir leidžiama laisvai suvartoti sacharozę iš puodelio, o CS + yra periodiškai pateikiamas nekontroliuojant. Esant tokioms sąlygoms, gyvūnai turi didelį maisto vartojimo padidėjimą bandymų metu su CS +, palyginti su sesijomis su nesusijusiu stimuliu (CS−).
Nors tokie duomenys rodo, kad išoriniai ženklai gali veikti nepriklausomai nuo fiziologinio bado, kad būtų skatinama šėrimas, psichologiniai procesai, kuriais grindžiamas šis poveikis, nėra tvirtai įtvirtinti. Viena iš galimybių yra tai, kad užuominos, susijusios su skaniu maisto vartojimu, įgyja refleksyvią arba nuolatinę pašarų kontrolę (pvz., Stimulo reakcija). Jei tai yra pagrindinis mechanizmas, tarpininkaujantis CPF, tuomet CS + turėtų skatinti vartojimą, sukeldamas specifinį maitinimo būdą, nustatytą Pavlovijos kondicionavimo metu. Tai atsako mokymasis vaizdas yra tikėtinas, kai maisto šaltinis yra nustatomas per mokymą ir bandymus, kaip aprašyta pirmiau. Nors šis scenarijus taikomas daugeliui CPF demonstracijų, taip pat buvo pranešimų, kad su maistu susieti užrašai gali sukelti maitinimą naujose vietose14-16, nurodant, kad jie gali kontroliuoti maitinimą netiesiogiai. Vienas iš galimų paaiškinimų yra tas, kad tokie užuominos sustiprina maitinimą per tą patį Pavlovijos skatinamąjį motyvacijos procesą, kuris leidžia jiems išprovokuoti ir pagyvinti instrumentinį maisto ieškojimą17,18. Tai motyvacinis vaizdas prognozuoja, kad CS + paskatins ieškoti maisto, kuris taip pat paskatintų maitinimą, kai maistas yra lengvai prieinamas. Kita vertus, turint omenyje įrodymus, kad skanių maisto produktų signalai gali sustiprinti skonio stimulų įvertinimą19-21, tai yra įmanoma, kad užuominos gali sustiprinti maitinimą iš dalies, kad maisto produktai būtų labiau skanūs. Nors šis hedoninis vaizdas mechaniniu požiūriu skiriasi nuo motyvacinio požiūrio, šios sąskaitos nėra tarpusavyje nesuderinamos ir gali paaiškinti įvairius CPF aspektus10,22.
Vienas iš būdų, kaip atskirti CPF motyvacines ir hedonines sąskaitas, yra nustatyti, kaip maisto poros žymės turi įtakos maitinimo mikrostruktūrai. Jei graužikams leidžiama laisvai vartoti sacharozės tirpalą ar kitus skanius skysčius, jie užklupia skirtingo ilgio ritmus, kurie yra atskirti neveiklumo laikotarpiais. Kadangi vidutinė šių apkrovačių trukmė yra patikimas ir selektyvus skysčio skonio matas23,24manoma, kad šių boutų dažnį kontroliuoja motyvaciniai procesai25-28. Taigi, jei CS + skatina šėrimą didinant sacharozės skonį, tuomet šis atspalvis turėtų padidinti trukmę, bet nebūtinai dažnį. Priešingai, motyvacinis požiūris numato, kad CS + turėtų sukelti sacharozės ieškojimą ir vartojimą net tada, kai gyvūnai yra susirūpinę kitomis veiklomis, dėl to dažniau, bet nebūtinai ilgesni, mylimai.
Atliekant šį tyrimą buvo tiriamas CS + tiekimo poveikis sacharozės lyderio mikrostruktūrai, naudojant du CPF protokolus, kuriuose sacharozė visuomet buvo prieinama toje pačioje vietoje (1 eksperimentas), ir tas, kuriame šaltinis buvo pakeistas mokymo ir bandymų metu (eksperimentai 2 ir 3), leidžiantis įvertinti netiesioginę CS + įtaką. Mūsų požiūris į savarankišką (apibendrintą) maisto suporuotų užuominų įtaką šėrimui vertinamas pagal Pavlovijos-instrumentinio perdavimo (PIT) užduotį, kuri plačiai naudojama tiriant skatinamųjų užuominų skatinimo motyvacinį poveikį atlygio ieškojimo elgesys18,29,30. Mes taip pat priėmėme Pavlovijos kondicionavimo ir testavimo parametrus, kurie paprastai naudojami PIT tyrimuose, kad būtų lengviau palyginti su šia literatūra. Atsižvelgiant į tai, kad dopamino D1 receptorių aktyvumas yra labai svarbus PIT ekspresijai ir kitiems matavimo motyvuoto elgesio matams31-33 bet yra santykinai nesvarbus šėrimo elgesio aspektams25,28,34, taip pat įvertinome D1 receptorių blokados įtaką potencialiai sustiprintam sacharozės lyžimui (eksperimentas 3) kaip papildomą motyvacijos vaidmenį šiuo atžvilgiu. Galiausiai, iš šių eksperimentų analizavome sacharozės lyžio duomenų mikrostruktūrą, kad ištirtume, ar CPF buvo selektyviai susietas su sacharozės lyderių dažnių arba trukmės padidėjimu, kaip būtų prognozuojama pagal CPF motyvacinius ir hedoninius vaizdus.
rezultatai
Cue-potentised šėrimas su cue, kuris signalizuoja maisto šaltinį
Pirmajame eksperimente taikėme įprastą atsakymą atitinkantį CPF dizainą, kuriame konkretūs atsakymai, reikalingi sacharozės vartojimui, buvo vienodi visuose mokymo ir testavimo etapuose. Alkanas žiurkėms buvo suteiktas Pavlovijos gydymo 10 d, kad CS + būtų sūrio už sacharozės prieinamumą maisto puodelyje vienoje kameros pusėje. Iki paskutinės kondicionavimo dienos, puodelio įrašai (± tarp tiriamųjų SEM) buvo gerokai didesni per CS + (23.72 ± 2.79 per minutę), palyginti su tarpiniu tyrimu [18.27 ± 3.25 per minutę; suporuoti mėginiai t-testas, t(15) = 3.13, p = 0.007]. Taurės įrašai per CS− (8.60 ± 1.91 per minutę) reikšmingai nesiskyrė nuo tarpinių bandymų intervalo [10.69 ± 2.00 per minutę; suporuoti-mėginiai t-testas, t(15) = −1.60, p = 0.130].
Tuomet žiurkėms buvo duodami du CPF bandymai maisto produktuose, siekiant apibūdinti CS + poveikį sacharozės lyžimui. Kiekviename tyrime žiurkės turėjo laisvą prieigą prie 2% arba 20% sacharozės tirpalo, leidžiančios įvertinti sacharozės skonio įtaką CPF. Pav 1a parodo bendrą kūdikių, stebimų CS bandymų metu, skaičių, kaip CS periodo, CS tipo ir sacharozės koncentracijos funkciją. Duomenys buvo analizuojami naudojant bendruosius linijinius mišraus poveikio modelius (papildoma lentelė) S1). Svarbu tai, kad buvo reikšmingas CS laikotarpis × CS tipo sąveika, t(116) = 12.70, p <0.001. Tolesnė analizė (žlugus koncentracijai) parodė reikšmingą CS + tyrimų padidėjimą, p <0.001, bet ne CS-bandymai, p = 0.118, o tai rodo, kad CS + efektyviau nei CS− padidino sacharozės laižymą, palyginti su prieš CS lygiais. Mūsų analizė taip pat parodė, kad šiam ženklo selektyvumui reikšmingą įtaką padarė sacharozės koncentracija (3 krypčių sąveika, p <0.001). Konkrečiai, nors CS + labai efektyviai padidino sacharozės laižymą tiek 2%, tiek 20% sąlygomis, ps <0.001, 2% teste CS - reikšmingai neveikė laižymo rodiklių, p = 0.309, bet išprovokavo kuklų, bet reikšmingą 20% testo padidėjimą, p = 0.039. Taigi, nors su maistu susietas užuomina paprastai buvo efektyvesnis kontroliuojant šėrimą, panašu, kad neporinis užuomina turėjo panašią įtaką, kai žiurkėms bandymo metu buvo leista vartoti labai skanų sacharozės tirpalą.
Perkėlimas į cue-potencialų maitinimą į naują maisto šaltinį
Kadangi sacharozė buvo prieinama tuo pačiu šaltiniu mokymo ir bandymų metu 1 eksperimente, neaišku, ar pastebėtas CPF poveikis priklausė nuo CS + (1) gebėjimo motyvuoti žiurkėms ieškoti ir vartoti sacharozę arba (2), tiesiogiai sukelia specifinį sąlyginis refleksasarba įprotis. Eksperimentas 2 labiau susitelkė į ankstesnę hipotezę, išbandydamas, ar CS +, susietas su sacharozės tiekimu į maisto puodelį, galėtų motyvuoti sacharozės licking iš snapelio, esančio priešingoje kameros pusėje, palyginus su elgesio reiškiniais, pastebėtais PIT.
Žiurkės buvo apmokytos naudojant tą pačią Pavlovijos kondicionavimo procedūrą, kuri buvo naudojama eksperimente 1, todėl paskutinė Pavlovijos kondicionavimo diena sukėlė specifinį numatomo požiūrio elgesį. Maisto taurelių metodai (± tarp skirtingų SEM) buvo didesni per CS + (18.71 ± 1.73 per minutę), palyginti su tarpiniu tyrimu [12.49 ± 0.98 per minutę; suporuoti mėginiai t-testas, t(15) = 3.02, p = 0.009]. Nebuvo jokių reikšmingų skirtumų tarp CS− (9.41 ± 0.98 per minutę) ir tarpinių tyrimų intervalo [8.44 ± 0.88 per minutę; suporuoti-mėginiai t-testas, t(15) = 0.98, p = 0.341].
Atsižvelgiant į tai, kad CS + poveikis sacharozės lyžimui eksperimente 1 buvo šiek tiek aiškesnis, kai žiurkės buvo išbandytos su 2% sacharoze, mūsų pradinis tyrimas su sacharoze buvo prieinamas nauju šaltiniu (snapeliu, su maisto puodelio padengtu nepermatomu skydu - žr. Metodai) sutelktas į šią sąlygą. Tačiau šiame bandyme sacharozės lyžis reikšmingai nesiskyrė tarp CS + (328.1 ± 84.8 pakaišų) ir pre-CS + laikotarpių [245.6 ± 45.9 pakaišų; suporuoti mėginiai t-testas, t(15) = 1.07, p = 0.300]. Norint toliau atgrasyti nuo atsako į varžybas ir sustiprinti sacharozės gėrimą iš snapelio, žiurkėms buvo suteikta dar 5 papildomos treniruotės, kad nuo snapelio laižytų 20% sacharozės, kai trūksta maisto, jei nėra CS. Žiurkės buvo visiškai prisotintos ant naminių paukščių ir joms atlikti du CPF tyrimai su sacharoze, prieinama metaliniame snapelyje. Atliekant bandymus, žiurkėms buvo suteikta nuolatinė prieiga prie 2% arba 20% sacharozės tirpalo atskirais bandymais (tiriamųjų viduje, atsvara).
Pav. 1b parodo, kad per šį testavimo etapą CS + buvo veiksmingai skatinęs sacharozės gerinimą naujame rajone, nors šis atspalvis niekada nebuvo tiesiogiai susijęs su šiuo elgesiu. Mišrių efektų modelio analizė (papildoma lentelė) S2) rado reikšmingą CS tipo × CS periodo sąveiką, t(120) = 15.16, p <0.001, tai rodo, kad CS + efektyviau padidino sacharozės laižymą, palyginti su pradiniu lygiu (CS prieš p <0.001) nei CS− (CS vs prieš CS laikotarpis, p = 0.097), kaip ir 1 eksperimente. Sacharozės koncentracija reikšmingai neturėjo įtakos šio poveikio žymos selektyvumui (3 krypčių sąveika, p = 0.319). Svarbu tai, kad nors laižymo dažnis buvo didesnis prieš CS - palyginti su laikotarpiais prieš CS +, poriniai mėginiai t- parodė, kad šis skirtumas nebuvo statistiškai reikšmingas 2% sąlygoje, t(15) = 1.66, p = 0.118 arba esant 20% būklei, t(15) = 1.56, p = 0.139. To galima tikėtis, atsižvelgiant į pseudo-atsitiktinių bandymų struktūrą, naudojamą mokymų ir bandymų metu, kuri užkerta kelią sistemingam (tarp bandymų) poveikiui ir neleidžia numatyti būsimo bandymo tipo (ar laiko). Taip pat verta paminėti, kad tie patys gyvūnai 3 eksperimente parodė panašų CS + specifinį lyžėjimo padidėjimą, kai jų prieš CS ir pre-CS + laižymo rodikliai buvo panašesni (žr. 1c, transporto priemonė).
Priklausomybė nuo D1 tipo dopamino receptorių
Eksperimento 2 rezultatai rodo, kad CS + įgijo gebėjimą stiprinti sacharozės vartojimą, sukeldamas maitinimo elgesį, kuris niekada nebuvo tiesiogiai susijęs su minėtuoju, atitinkančiu PIT panašią motyvacinę įtaką. Atsižvelgiant į D1 tipo dopamino receptorių svarbą Pavlovijos skatinamojoje motyvacijoje31-33Eksperimentas 3 ištyrė, ar blokavimo aktyvumas šiuose receptoriuose sutrikdytų CPF ekspresiją. Toms pačioms žiurkėms, kurios buvo naudojamos 2 eksperimente, po paskutinio gydymo SCH-20 (23390 mg / kg), selektyvaus D0.04 antagonisto arba transporto priemonės, buvo suteikta paskutinė CPF testų pora (1% sacharozė). Bandymo rezultatai parodyti Fig. 1c (taip pat papildoma lentelė S3).
Analizė atskleidė pagrindinį narkotikų gydymo poveikį, \ t t(120) = −2.15, p = 0.034, tuo atveju, kai sacharozės laižymą paprastai slopino SCH-23390. Svarbu tai, kad radome reikšmingą vaistų × CS laikotarpis × CS tipo sąveiką, t(120) = −20.91, p <0.001, o tai rodo, kad SCH-23390 specialiai sutrikdė CPF išraišką. Iš tiesų, tolesnė analizė atskleidė, kad nors transporto priemonės bandyme CS + žymiai padidino sacharozės laižymą, palyginti su prieš CS + buvusiu lygiu, p <0.001, SCH-23390 teste CS + nebuvo, p = 0.982. Panašiai kaip 1 eksperimente pastebėtas užuominos apibendrinimas, CS sukėlė nežymiai reikšmingą sacharozės laižymo padidėjimą abiem narkotikais, ps ≤ 0.049. Taigi D1 tipo dopamino receptorių antagonizmas per SCH-23390 vartojimą žymiai pablogino CS + sukeltą šėrimą, atitinkantį CPF skatinamąją motyvacinę sąskaitą.
Sacharozės pora žymenų ir sacharozės koncentracijos poveikio mikrostruktūrinei analizei
Eksperimentų 2 ir 3 rezultatai rodo, kad čia naudojamas naujasis PIT tipo protokolas palaiko CPF skatinamąją motyvacinę formą, nes užuominos galėjo motyvuoti maitinimo elgesį vietoje, kuri yra atskirta nuo maisto šaltinio, apie kurį signalizuoja lazda. Norėdami toliau išbandyti šią sąskaitą, ištyrėme, ar CS + sužadinimo poveikis sacharozės gėrimui buvo susijęs su specifiniu mikrosstruktūrinio lyčių elgesio organizavimo pokyčiu. Kaip aprašyta pirmiau, tuo tarpu laižymo trukmė priklauso nuo skysčio skonio23,24manoma, kad žiurkių įsitraukimo į naujus lyderius dažnis atspindi atskirą motyvacijos procesą25-28. Mes įvairinome sacharozės koncentraciją, kad galėtume manipuliuoti jo skanumu, kaip ir ankstesnėse ataskaitose23,35. Nors didelės ir mažos sacharozės koncentracijos taip pat skiriasi kalorijų kiekiu, išsamūs tyrimai parodė, kad bout trukmės matas yra jautrus ir selektyvus orosensorinio atlygio poveikio matas ir yra atskiriamas nuo kalorijų apdorojimo.35-38. Taigi CS +, skatinanti skatinamąją motyvaciją, turėtų padidinti dažnį, o CS +, kuris padidina suvartojimą sacharozės pavidalu, turėtų skatinti ilgesnes trukmes.
Užtikrinti pakankamą statistinę galią39, mes susitraukėme duomenis iš visų pirmiau aprašytų ne narkotikų tyrimų sąlygų (2% ir 20% bandymai 1 ir eksperimentui 2 bei transporto priemonės būklė 3 eksperimentui). Kombinuoti duomenys parodyti pav. 2, atskirai užrašyti kaip bendri leidimai (a), bout dažnis (b) ir bout trukmė (c). Pav 2d parodo dviejų reprezentacinių žiurkių lyžio elgesio rastrinius sklypus, kai bandymo metu buvo gauta 2% ir 20% sacharozė. Pagal motyvacinį CPF aiškinimą, šios žiurkės buvo linkusios įsijungti į daugiau sacharozės lyderių CS + metu, nei per-CS + laikotarpį. Priešingai, pertraukos trukmė buvo linkusi būti ilgesnė, kai žiurkėms buvo sunaudojama daugiau skanių 20% sacharozės tirpalo nei vartojant 2% sacharozę, o tai buvo akivaizdus prieš CS + ir CS + periodus. Taigi sacharozės pora nesuteikė stiprios trukmės. Iš tiesų, Fig. 2d buvo patvirtinti apibendrintų duomenų rinkinio linijiniai mišrūs efektai (žr. 1 pav.). 2a – c ir papildoma lentelė S4). Antriniai mišrių efektų tyrimai parodė, kad kategorinis „Eksperimentas“ (1, 2, 3) veiksnys reikšmingai nesumažino CS periodo × CS tipo sąveikos, kai buvo atliktas dažnumas ar trukmė, ps ≥ 0.293, leidžiantis sujungti šiuos duomenis tolesnėms analizėms. Įdomu tai, kad CS + gebėjimas motyvuoti lyžio elgesį taip pat atsispindėjo gerokai sparčiau latentiškai pradėti lyžį40-42 po CS + vs CS- pradžios [apibendrintas linijinis mišrių efektų modelis (atsako pasiskirstymas = gama, nuorodų funkcija = žurnalas); t(306) = −2.71, p = 0.007], nors pradinis latentų skirtumas buvo palyginti nedidelis (CS +: 1.16 sekundės ± 0.47; CS−: 2.79 sekundės ± 0.79).
CS periodo efekto mediacijos analizė
Atsižvelgiant į tokias išvadas, atlikome statistinę tarpininkavimo analizę43 apie duomenis (pav. 2) nustatyti, ar CS + sukeltas sacharozės gėrimas buvo susijęs su pokyčių dažnumu ar trukme. Pav 3a parodo šios analizės daugialypės terpės modelio struktūrą (CS periodas). Buvo bendras bendras poveikis (iš viso; c) „CS“ laikotarpio licking elgesio, t(156) = 4.11, p <0.001, c = 5.22 [2.71, 7.73], nes CS + buvo daugiau laižymų nei prieš CS + laikotarpį. Tada mes patikrinome, ar CS + panašiai paveikė lyžio mikrostruktūrą, ir nustatėme reikšmingą ženklų sukeltą bouto dažnio padidėjimą (M2), t(156) = 3.27, p = 0.001, a2 = 0.70 [0.28, 1.12], bet ne partijos trukmė (M1), t(141) = 1.89, p = 0.061, a1 = 0.34 [-0.02, 0.69]. Taigi grupės lygmeniu CS + poveikis serijos dažniui, bet ne jos trukmei, buvo panašus į jo poveikį laižymui.
Jei CS + poveikis lyžiui buvo susijęs su jo poveikiu ritmo dažniui, tuomet (1) šios priemonės turėtų būti koreliuojamos, ir (2) CS + efektas ant dažnio dažnio turėtų atspindėti CS + efektą visam nuolaidų matui. Pirmosios prognozės įvertinimas parodė, kad, ignoruojant CS periodą, tiek bout dažnumas, tiek pertraukos trukmė buvo reikšmingai koreliuojami su visomis nuolaidomis ps <0.001, kas nenuostabu, turint omenyje tai, kad šios mikrostruktūrinės priemonės yra iš esmės susijusios su visais laižiniais. Tačiau mūsų antrosios prognozės vertinimas buvo labiau atskleidžiantis. Sukūrėme daugkartinio tarpininkavimo modelį, kad ištirtume, ar šios mikrostruktūrinės priemonės paaiškino su CS + susijusią bendro laižymo dispersiją, įtraukdamos serijos dažnį ir trukmę kaip fiksuotą poveikį kartu su CS periodu. Kitaip tariant, mes paklausėme, ar kontroliuojant dispersiją šiose laižymo priemonėse CS + efektas susilpnėjo, palyginti su jo stiprumu aukščiau aprašytame paprastesniame (sumažintame) modelyje. Laikydamiesi tarpininkavimo nustatėme, kad tai tiesioginis CS periodo poveikis kūdikiams (c„) nebuvo reikšminga, t(139) = 0.90, p = 0.370, c'= 0.41 [−0.49, 1.30], kai kontroliuojama dažnio ir trukmės trukmė. Tuomet mes įvertinome CS + įtaką lyderystei per kiekvieną iš šių potencialių tarpininkų, ir nustatėme, kad buvo reikšmingas netiesioginis pasikartojimo dažnio poveikis kūdikiams, a2b2 = 2.90 [1.18, 4.76], bet ne trukmės, a1b1 = 1.71 [-0.09, 3.35]. Taigi šie duomenys rodo, kad CS + sukeltą laižymo padidėjimą pirmiausia lemia priepuolių dažnio padidėjimas, o ne jų trukmės padidėjimas, atitinkantis motyvacinę, o ne hedoninę CPF sąskaitą.
Sacharozės koncentracijos poveikio mediatyvinė analizė
Atlikome antrą tarpininkavimo analizę, susijusią su bendrais duomenimis. 2) patvirtinti, kad sacharozės skonis (koncentracija) buvo susijęs su selektyviu piko trukmės padidėjimu (1 pav.). 3b, Koncentracija). Supaprastintas modelis (be fiksuoto poveikio dėl dažnio ar trukmės) nustatė, kad bendras koncentracijos poveikis bendriems nuolaidžiams nebuvo didelis, t(156) = 0.42, p = 0.678, c = 0.57 [−2.13, 3.27], o tai rodo, kad bendras sacharozės laižymo lygis bandymo metu stipriai nepriklausė nuo sacharozės koncentracijos. To galima tikėtis, nes sacharozės skonio poveikis laižymui ryškiausias per pirmąsias 2-3 minutes.44, gerokai prieš pirmąjį bandomųjų sesijų laikotarpį prieš CS laikotarpį. Nepaisant to, sacharozės koncentracija turėjo didelį poveikį bout trukmei (M1), t(141) = 5.20, p <0.001, a1 = 0.88 [0.54, 1.21], o 20% sacharozės palaiko ilgesnius gėrimus nei 2% sacharozės. Įdomu tai, kad sacharozės koncentracija turėjo reikšmingą slopinamąjį poveikį serijos dažnumui (M2), t(156) = −3.84, p <0.001, a2 = −0.83 [−1.26, −0.40], tuo atveju, kai gerdamos malonesnį tirpalą, žiurkės buvo linkusios užsiimti mažiau kartų. Taigi, su koncentracija susijęs pratimų trukmės padidėjimas buvo kompensuotas dėl sumažėjusio serijos dažnio. Atsižvelgiant į tai, mūsų visas tarpininkavimo modelis, kuris apėmė fiksuotus smūgio trukmės ir dažnumo efektus, neparodė jokio tiesioginio koncentracijos poveikio laižiniams, t(139) = 0.45, p = 0.650, c'= 0.23 [−0.76, 1.22]. Tačiau buvo reikšmingų netiesioginių, bet priešingų, dažnių dažnio, a2b2 = −3.49 [−5.50, −1.58] ir kovos trukmė, a1b1 = 4.46 [2.96, 5.95], apie bendrą laižymo elgesį.
Individualūs skirtumai tarp CS periodo poveikio ir koncentracijos į lūpų mikrostruktūrą
Tarpininkavimo modeliai atskleidė, kad bout dažnumas ir trukmė vaidina skirtingus vaidmenis tarpininkaujant CS + ir sacharozės koncentracijos poveikiui lyčių lygybei grupės lygmeniu, tačiau neatsižvelgiama į tai, kaip toks poveikis yra išreikštas atskirose žiurkėse, o tai gali būti svarbi atskirai pažeidžiamumas dėl persivalgymo. Atsižvelgiant į tarpininkavimo analizės rezultatus, mes prognozavome, kad atskiros žiurkės CS + laikotarpiu parodys gryno dažnio padidėjimą, lyginant su pradiniu, tačiau neparodė jokių nuoseklių ar patikimų pokyčių pertraukos trukmei. Be to, buvo prognozuojama, kad atskiros žiurkės, vartodamos 20% sacharozę, palyginti su 2% testu, parodė ilgesnes, bet rečiau pasitaikančias lyžis. Fig. 3c ir d parodyti individualius CS laikotarpio (CS + - pre-CS +) ir sacharozės koncentracijos (20% –2%) poveikio skirtumus serijos dažnumui ir trukmei (sujungtų duomenų, pav. 2). Žiurkių 67% padidėjęs CS + dažnis (Fig. 3c), apytiksliai vienodas šių žiurkių skaičius taip pat rodo, kad pertraukos trukmė padidėjo (34%) arba ne (33%). Chi kvadrato tinkamumo bandymo prielaida, daranti prielaidą, kad keturiuose kvadrantuose vienodai paskirstomi duomenų taškai, atskleidė didelę paskirstymo asimetriją, χ2(3) = 10.91, p = 0.012. Iš tiesų, Δ vidurkisDažnis pasiskirstymas buvo žymiai didesnis nei 0, t(66) = 4.80, p <0.001, o Δ vidurkisTrukmė (dienos) skirstymas žymiai nesiskyrė nuo 0, t(66) = 1.80, p = 0.076. Kalbant apie koncentracijos efektą (XNUMX pav.) 3d), dauguma žiurkių (58%) eksponavo ilgiau ir mažiau dažnių su 20%, palyginti su 2% sacharoze, ir chi kvadrato tinkamumo testas patvirtino, kad duomenys nebuvo tolygiai paskirstyti kvadrantais, χ2(3) = 31.85, p <0.001. Iš tiesų mes nustatėme, kad Δ vidurkisDažnis pasiskirstymas buvo žymiai mažesnis nei 0, t(51) = −4.22, p <0.001, o Δ vidurkisTrukmė (dienos) pasiskirstymas buvo žymiai didesnis nei 0, t(51) = 4.18, p <0.001.
Mikrostruktūriniai sacharozės vartojimo prognozės
Duomenys pav. 3c rodo, kad CS + poveikis buvo didelis, ir kai kurios žiurkės buvo ypač jautrios šiai motyvacijai. Nors yra įmanoma, kad šios žiurkės sugebėjo kontroliuoti savo bendrą sacharozės suvartojimą gerindamos mažiau, nesant CS +, tolesnė kombinuoto duomenų rinkinio analizė. 2) patvirtino, kad šie CS + sukeltos bout dažnio padidėjimai buvo susiję su persivalgymu. Konkrečiai, mes nustatėme, kad žiurkės, turinčios teigiamą ΔDažnis balai CS + bandymų metu (pogrupiai Freq Dur, Dur ↓ ir Freq ↑, Dur ↑ pav. 3C) sunaudojo žymiai daugiau sacharozės nei žiurkės, kurios to nepadarė (pogrupiai Freq ↓, Dur ↓ ir Freq ↓, Dur ↑), t(63) = 2.27, p = 0.026 (pav. 4a). Šis ryšys buvo išlaikytas, kai ΔDažnis buvo laikomas nuolatiniu kintamuoju, t(63) = 2.19, p = 0.032 (pav. 4b) ir nepriklauso nuo sacharozės koncentracijos, koncentracijos × ΔDažnis, t(63) = 0.64, p = 0.528.
Diskusija
Mes nustatėme, kad sūrio signalas, sacharozės prieinamumas, galėjo sustiprinti sacharozės suvartojimą žiurkėse, neatsižvelgiant į tai, ar šis signalas taip pat parodė konkrečius veiksmus, reikalingus sacharozei gauti (eksperimentas 1), ar ne (eksperimentai 2 ir 3). Pastaroji išvada yra ypač svarbi, nes mažai tikėtina, kad ji priklausys nuo jau egzistuojančių kondicionuojamų maitinimo atsakų (arba stimulo-atsako įpročių) vykdymo, ir siūlo, kad tokie užuominos įgautų emocines ir (arba) motyvacines savybes, leidžiančias jiems lanksčiai perkelti kontroliuoti pašarų veiksmus. Ši tendencija, kad aplinkos stimulai skatina maistą vartoti net tada, kai nėra prieinamos maitinimo rutinos, atrodo, yra naudingas ir selektyvus Pavlovijos proceso gyvūnų modelis, kuris palaiko maistą skatinančius maisto potraukius ir persivalgymą žmonėms.1-3. Nors yra ankstesnių pranešimų, kad su maistu susieti dirgikliai gali skatinti maitinimą atsakingu būdu14-16dauguma CPF eksperimentų saugo maisto šaltinį visuose mokymo ir testavimo etapuose, todėl teikia tik ribotą informaciją apie psichologinių procesų, kuriais grindžiamas šis poveikis, pobūdį. Šiame tyrime pateikiamas apibendrintas maisto suporuotų užuominų poveikis maitinimo elgsenai, taikant PIT užduoties modeliavimą, kuris plačiai naudojamas tiriant maisto produktų suporuotų ženklų apibendrintą motyvacinę įtaką elgesiui su maistu. Pavyzdžiui, kaip ir PIT, dabartinę užduotį galima panaudoti norint įvertinti tendenciją įgyti motyvacinių savybių, kurios apibendrina naują vietą. Mes taip pat pasiskolinome mokymo ir testavimo parametrus (pvz., Cue trukmę, tarpinius tyrimus ir sustiprinimo grafiką), kurie paprastai naudojami PIT, palengvinant palyginimus įvairiose studijose. Todėl šis metodas gali suteikti didesnę eksperimentinę kontrolę būsimiems tyrimams dėl galimų psichologinių ir (arba) biologinių procesų, kuriais grindžiama Pavlovijos kontrolė instrumentinio ir sunaudojančio elgesio, skirtumų.
Dabartiniame tyrime nustatyta, kad D1 dopamino receptorių aktyvinimas yra labai svarbus, norint išreikšti nepriklausomą CPF formą, kuri padeda palaikyti skatinamąjį motyvacinį aiškinimą, atsižvelgiant į dopamino signalizacijos svarbą apskritai, ir D1 receptorių aktyvaciją konkrečiai Pavloviano ekspresijoje. perkėlimas į instrumentus18,29-32,45,46. Atsižvelgiant į įrodymus, kad dopaminas yra santykinai nesvarbus apdorojant maisto produktų dirgiklių hedonines savybes25,28,34, atrodo mažai tikėtina, kad D1 antagonistas veiktų, nutraukdamas CS + gebėjimą keisti sacharozės skonį. Šį motyvacinį aiškinimą taip pat palaiko mūsų mikrostruktūrinis laižymas, kuris parodė, kad užuominos padidino šėrimą, pirmiausia sukeldamos daugiau lyderių, o ne pailgindamos jų trukmę. Vietoj to, sūkurių trukmė įvairi, priklausomai nuo sacharozės skonio, kaip jau buvo nustatyta23,24,26,27. Įdomu tai, kad mūsų statistinė tarpininkavimo analizė parodė, kad nors žiurkės, ilgiau užklupusios 20%, palyginti su 2% sacharoze, taip pat parodė kompensacinį sumažėjimo dažnį. Todėl, atrodo, kad šis manipuliavimas skoniu gali paveikti būdą, kaip žiurkės modeliavo savo sacharozės suvartojimą, nedarant įtakos jų bendram maitinimo lygiui. Priešingai, toks kompensacinis poveikis nebuvo akivaizdus per bandymus su CS +, kuris, atrodo, atspindi grynąjį lyžio elgesio padidėjimą, pastebėtą atliekant bandymus su šiuo bandymu. Be to, žiurkėms, kurios CS + tyrimų metu padidino važiavimo dažnį, taip pat padidėjo bendras sacharozės kiekis. Tokie rezultatai leidžia manyti, kad suporuoti maisto produktai (1) gali reguliuoti šėrimo elgseną, ir (2) yra veiksmingesni užsikrėsti, nei manipuliuojant sacharozės skoniu, bent jau čia išbandytomis sąlygomis.
Dabartiniai rezultatai taip pat atskleidė dopamino vaidmenį reguliuojant šėrimo elgesį, nesant aiškių maisto porų. Ankstesni tyrimai parodė, kad sisteminis D1 dopamino antagonisto vartojimas SCH23390 slopina nepagrįstas sacharozės vartojimas mažinant bout dažnį, nekeičiant bout trukmės25,26, kuris yra panašus į lupimo modelį, kurį parodė dopamino trūkumas47. Nors psichologiniai mechanizmai, kontroliuojantys bout dažnumą tokiais atvejais, nėra aiškūs, buvo pasiūlyta, kad kontekstiniai ir (arba) interoceptiniai ženklai, susiję su šėrimu, geba slaptai motyvuoti naujus maisto paieškos ir vartojimo būdus.25,26. Mūsų rezultatai suteikia tam tikrą paramą šio aiškinimo patikimumui, parodydami, kad naujus lyderystės smūgius gali sukelti aiškūs suporuoti maisto produktai ir kad šis poveikis taip pat priklauso nuo D1 dopamino receptorių aktyvacijos.
Kaip pažymėta kitur5,10, palyginti nedaug ankstesnių tyrimų dėl dopamino vaidmens CPF. Tačiau ankstyvajame tyrime nustatyta, kad nespecifinio dopamino receptoriaus antagonisto α-flupentiksolio susilpnėjusio CS + vartojimas sukėlė maisto ieškojimą, tačiau paliktas nepaliestas, todėl jo gebėjimas didinti maisto vartojimą48, kuris, atrodo, prieštarauja mūsų išvadai, kad D1 antagonizmas sutrikdo sukėlimo sukeltą sacharozę. Yra daug procedūrinių skirtumų tarp dviejų tyrimų, kurie galėtų paaiškinti šį akivaizdų neatitikimą. Pavyzdžiui, gali būti, kad mūsų selektyvus manipuliavimas D1 dopamino perdavimu yra veiksmingesnis sutrikdant CS + įtaką maisto vartojimui. Be to, šiame ankstesniame tyrime48maistui netekusios žiurkės buvo apmokytos ir išbandytos jų namuose, naudojant unikalią Pavlovijos kondicionavimo procedūrą, kurioje buvo naudojamas signalas šėrimo sesijoms, kurios buvo paskirstytos pertraukomis per dieną. Vėliau buvo įrodyta, kad šis atspalvis yra veiksmingas skatinant šėrimą net tada, kai žiurkės buvo išbandytos netinkamoje būsenoje. Šio mokymo pobūdis ir apimtis, taip pat tai, kad reikalingi šėrimo atsakymai nepasikeitė per mokymo ir testavimo etapus, rodo, kad šis CPF protokolas galėjo paskatinti naudoti įprastą (stimuliavimo ir atsako) maitinimo reakciją bandymo metu. Atsižvelgiant į tai, kad pernelyg aukštasis mokymas gali sukelti cue-provocuotą maistą, kuris yra nejautrus dopamino signalizacijos manipuliacijoms49gali būti, kad ši potencialiai paplitusi CPF forma yra mažiau priklausoma nuo dopamino, nei čia aprašyta motyvacinė forma.
Nors dar reikia daug nuveikti dėl dopamino vaidmens CPF, žinoma, kad šis elgesio reiškinys priklauso nuo ghrelino.50-52 ir melanino koncentravimo hormonas53 neuropeptidinės sistemos, kurios iš esmės yra susijusios su abiejų maitinimo elgesio reguliavimu10 ir dopamino signalizacija54-56. Įdomu tai, kad ghrelino apetitą stimuliuojantis poveikis priklauso nuo šio hormono gebėjimo moduliuoti mezolimbinę dopamino signalizaciją57-60. Pavyzdžiui, ghrelino tendencija didinti maisto ieškojimą ir vartojimą nepaveikiant maisto skonio (lyžio trukmė) gali būti slopinama, kartu vartojant D1 dopamino receptorių antagonistą SCH-2339060. Remiantis tokiais duomenimis, galima tikėtis, kad panaši sąveika tarp ghrelino ir dopamino gali būti motyvuojanti maisto porų užuominų įtaka šėrimui.
Nors dabartiniai duomenys rodo, kad suporuoti maisto produktai gali paskatinti persivalgymą, motyvuodami naujus maitinimo būdus, tokie ženklai taip pat gali turėti įtakos maitinimui per kitus procesus. Netiesioginis mūsų kontrolės perdavimo metodas yra pripažinimas, kad maitinimo užuominos gali sukelti suvartojimą, tiesiogiai paskatindamos specifinius maitinimo veiksmus. Be to, nors CS + patikimai nepakeitė dabartinio tyrimo trukmės, neseniai atliktas tyrimas, kuriame buvo naudojamas tradicinis CPF protokolas su fiksuotu maisto šaltiniu, parodė įrodymų, kad maitinimo užuominos gali pailginti lyžis.53. Atsižvelgiant į tai, yra ankstesnių pranešimų, kad užuominos, susijusios su skaniu maistu, gali padidinti apetitinių arofacialinių reakcijų išraišką į skonio stimulus.19-21- dar vienas skonio hedonikos ar „skonio“ matas. Taigi, tikėtina, kad maisto ženklai gali paskatinti maitinimą keliais būdais, sukeldami potraukį, sukeldami konkrečius maitinimo atsakymus ir (arba) gerindami maistą10. Šie procesai gali būti atskiri pažeidžiamumai, susiję su potencialiu persivalgymu, galbūt paaiškinant atskirus jautrumo šiam poveikiui skirtumus1,61,62. Dabartiniai rezultatai rodo veiksmingą metodą selektyviam CPF motyvacinio komponento analizavimui žiurkėms.
Metodai
Dalykai ir aparatai
Suaugusios Long Evanso žiurkės (N = 32 žiurkės; n = 16 1 bandyme ir n = 16 2 ir 3 bandymuose), kurių svoris atvykus buvo 370–400 g, poros buvo laikomos permatomuose plastikiniuose narvuose, esant temperatūrai ir drėgmei. valdomas vivariumas. Žiurkės turėjo ad libitum per visą eksperimentą patekti į vandenį savo namuose. Žiurkės buvo dedamos ant maisto apribojimo grafiko tam tikrais eksperimento etapais, kaip nurodyta toliau. Gyvulininkystės ir eksperimentinės procedūros buvo patvirtintos UC Irvine institucinio gyvūnų priežiūros ir naudojimo komitete (IACUC) ir atitiko Nacionalinės mokslinių tyrimų tarybos laboratorinių gyvūnų priežiūros ir naudojimo vadovą.
Elgsenos procedūros buvo atliekamos vienodose kamerose (ENV-007, Med Associates, St Albans, VT, JAV), patalpintos garso ir šviesos susilpnintose kabinose. Sacharozės tirpalas gali būti tiekiamas per švirkšto siurblį į įleidžiamąjį plastikinį puodelį, kuris buvo centruotas kiekvienos kameros vienoje galinėje sienelėje, 2.5 cm virš nerūdijančio plieno tinklelio grindų. Fotoaparato detektorius, esantis prie maisto talpyklos įėjimo, buvo naudojamas stebėti galvos įrašus, susijusius su sacharozės suvartojimu, taip pat su sąlyga, kad atsakas į gydymą buvo taikomas Pavlovijos kondicionavimo sesijose. Tam tikruose bandymuose (eksperimentai 2 ir 3) sacharozės tirpalas gali būti gaunamas užkabinant gravitaciniu būdu įdėtą metalinį geriamąjį snapelį, kuris buvo padėtas ~ 0.5 cm į 1.3 cm skylę, esančią galinėje sienelėje priešais maisto taurę. Tyrimo sesijų metu buvo nuolat užregistruoti individualūs valgomojo puodelio ir metalo snapeliai, naudojant kontaktinį lickometrą (ENV-250B, Med Associates, St Albans, VT, JAV). Baltos spalvos nepermatomas plekso stiklo plokštė buvo pastatyta priešais galinę sieną, kurioje buvo maisto taurė, per visas sesijas, kai iš metalo snapelio galima gauti sacharozę. Namų apšvietimas (3 W, 24 V) su apšvietimu ir ventiliatoriumi buvo ventiliacija ir foninis triukšmas.
Pavlovijos kondicionavimas
Žiurkėms buvo nustatytas maisto apribojimo grafikas, kad būtų išlaikytas jų kūno svoris maždaug 85% jų laisvai maitinamo kūno svorio prieš pradedant 2 d žurnalų mokymą, kuriame jie gavo 60 20% sacharozės tirpalo (0.1 ml) tiekimą kiekviename dienos sesija (1 h). Žiurkės tada gavo 10 d Pavlovijos kondicionavimą. Kiekviena kasdienio kondicionavimo sesija susideda iš 6 pristatymų iš 2 min. Garso įrašo (CS +; arba 80-dB balto triukšmo arba 10-Hz klasterio), su bandymais atskiriant kintamąjį 3 min. Intervalą (diapazonas 2 – 4) . Kiekvieno CS + tyrimo metu 0.1% sacharozės tirpalo (w / v) 2 ml alikvotinės dalys (pristatytos per 20 sek.) Buvo pristatytos į maisto taurę pagal 30 sek. . Paskutinę gydymo dieną žiurkėms taip pat buvo suteikta antroji sesija, kurioje alternatyvus atspalvis (CS−, alternatyvus klausos stimulas) buvo pateiktas tokiu pačiu būdu kaip ir CS +, tačiau nebuvo suporuotas su sacharozės tirpalu. Prognozuojantis elgesys buvo matuojamas lyginant taurės metodų (fotobeam pertraukų) greitį laikotarpiu nuo CS pradžios iki pirmojo sacharozės pristatymo (kad būtų išvengta besąlygiško šėrimo elgesio aptikimo), kuris buvo kontrastas su taurelių metodų greičiu per tarpinį bandymo intervalas. Po to visos žiurkės buvo suleistos penkias dienas ad libitum prieigą prie jų išlaikymo dietos po paskutinės Pavlovijos kondicionavimo sesijos prieš atliekant papildomus bandymus.
Cue-potencialus maitinimo testas
Eksperimentuokite 1
Šis eksperimentas įvertino CS + poveikį sacharozės tirpalo vartojimui iš to paties maisto taurelės, naudojamos treniruotėje, taip, kad sąlyga, kad sąlyga į šį atspalvį (ty taurę) atitiktų elgseną, reikalingą sacharozei gauti bandymo metu. Atgavus svorį, prarastą Pavlovijos kondicionavimo metu, žiurkės gavo porą CPF testų, kurie buvo atskirti 48 h, per kuriuos žiurkės liko netrikdomos savo namuose. Kiekvienos CPF sesijos metu (86 min. Bendra trukmė), 2% arba 20% sacharozės tirpalas buvo nuolat tiekiamas į maisto taurę, pripildant tą puodelį su 0.1 ml sacharozės, kai žiurkė peržengė fotobarą (taurės metodai). Tačiau, siekiant užkirsti kelią perpildymui taurėje, sacharozės tiekimas buvo atliktas tik tuo atveju, jei nuo paskutinio sacharozės pristatymo praėjo mažiausiai 4 s ir jei žiurkės per tarpinį laikotarpį atliko ne mažiau kaip penkis. Šios sesijos metu kiekvienas 2 min. Klausos stimulas buvo nepastebimai pateikiamas 4 laikais pseudorandumo tvarka (ABBABAAB), atskirtas fiksuotu 8 min. Intervalu. Pirmasis tyrimas prasidėjo 8 min po sesijos pradžios, kad būtų galima nustatyti sotumo indukciją prieš vertinant užuominų elgesio įtaką. Bandomoji tvarka buvo subalansuota su Pavlovijos mokymo sąlygomis, kad pirmasis pristatytas CS buvo pusė dalykų CS +, o likusioms pusėms - CS−. Sacharozės koncentracijos bandymų eilės tvarka taip pat buvo subalansuota: pirmiausia pusė kiekvienos būklės gavo 2% testą ir 20% bandymas buvo antras, o pusė - priešingą išdėstymą (ty visi gyvūnai abu koncentracijas gavo atskiruose bandymuose).
Eksperimentuokite 2
Šiame eksperimente ištyrėme CS + poveikį sacharozės tirpalo vartojimui iš kito šaltinio, nei paviljono, naudojamo Pavlovijos kondicionavimo metu, taip, kad sąlyginis atsakas į šį atspalvį buvo nesuderinamas su elgesiu, reikalingu sacharozės vartojimui bandymo metu. Pirmasis mūsų atliktas tyrimas apėmė tik 2% sacharozės būklę. Po to, kai žiurkėms buvo leista atgauti svorį, prarastą Pavlovijos kondicionavimo metu, jiems buvo suteiktos dvi dienos sesijos (86 min. Trukmė), kuriose jie turėjo neribotą prieigą prie 2% sacharozės tirpalo iš metalinio snapelio (paduodamo per butelį), esantį mažoje angoje galinę sieną priešais maisto puodelį. Baltoji plexiglas plokštė buvo pastatyta prie sienos, kurioje buvo užpildyta maisto taurė, seanso metu su snapeliu (įskaitant vėlesnius CPF bandymus), kad gyvūnai nebūtų ieškoti sacharozės šioje vietoje. Šios sesijos buvo skirtos suteikti žiurkėms patirties gerti sacharozę iš naujo šaltinio, nesant klausos signalų. Kitą dieną žiurkės gavo vieną CPF bandymų sesiją, kaip aprašyta eksperimente 1, išskyrus tai, kad 2% sacharozė buvo nuolat prieinama metaliniame snapelyje, o ne prie puodelio.
Kadangi šiame pirmame bandyme buvo mažai CPF įrodymų, manoma, kad dėl atsakymo konkurencijos tarp CS + sukeltų maisto puodelio ir snapelio požiūrio elgesio mes suteikėme žiurkėms papildomą snapelio mokymą (nesant CS +) stiprinti sacharozę, ieškančią snapelio, ir atgrasyti maisto puodelio metodas, kai snapelis buvo prieinamas (nes jis buvo padengtas skydeliu). Todėl žiurkėms prieš vartojant 5 d papildomų snapelių treniruočių buvo padėta atgal į maisto apribojimo grafiką (kaip ir Pavlovijos kondicionavimo fazės metu), kiekviena iš šių sesijų sudarė 10 min. Prieigą prie 20% sacharozės tirpalo. Tada žiurkėms buvo duotas 4 d ad libitum prieigą prie namų, kad jie galėtų atgauti svorio praradimą šiame etape. Po to žiurkės buvo ūmiai atimtos (20 h) prieš priimant Pavlovijos perkvalifikavimo sesijas su CS + ir CS−, kaip ir paskutinę pradinio mokymo dieną (ty su 20% sacharoze, pristatytu į maisto puodelį CS + tyrimų metu). Atkreipkite dėmesį, kad snapelis buvo pašalintas iš kameros šių ir visų tolesnių Pavlovijos perkvalifikavimo sesijų metu. Tada žiurkėms buvo duota ~ 20 h ad libitum prieigą prie naminių viščiukų prieš atliekant du CPF bandymus naudojant metalinį snapelį, kurie buvo identiški pirmajam bandymui, išskyrus tai, kad žiurkėms buvo suteikta prieiga prie 2% arba 20% dviejuose atskiruose bandymuose (kaip ir 1 eksperimente).
Eksperimentuokite 3
Nustačius daugiau reikšmingų CPF įrodymų per paskutinį tyrimą su snapeliu, 2 eksperimento žiurkėms buvo atlikti papildomi tyrimai, siekiant įvertinti šio poveikio priklausomybę nuo dopamino signalizacijos D1 dopamino receptoriuose. Žiurkėms pirmą kartą buvo suteikta 10 min. Pratybų perkvalifikavimo sesija, kurioje jiems buvo suteikta prieiga prie 20% sacharozės tirpalo. Kadangi žiurkės greitai grįžo į normalų kūno svorį ad libitum namuose, po ūminio 20-h maisto trūkumo, mes naudojome šią procedūrą, siekiant užtikrinti, kad žiurkės būtų alkani per šį snapą perkvalifikavusios sesijos metu ir vėlesniame Pavlovijos perkvalifikavime (CS + ir CS – sesijos, kaip ir anksčiau), kuri buvo atlikta prieš kiekvieną dieną du galutiniai CPF bandymai. Žiurkėms buvo duota mažiausiai 20 h ad libitum prieigą prie namų, prieš kiekvieną bandymo sesiją. Per šį paskutinį CPF testavimo etapą žiurkės turėjo nuolatinę prieigą prie 20% sacharozės iš snapelio abiejų bandymų metu. Penkiolika minučių prieš kiekvieną bandymą žiurkėms buvo įšvirkščiama sterilus fiziologinis tirpalas arba SCH-1 (selektyvus D23390 dopamino receptorių antagonistas) ip injekcija (1 ml / kg), naudojant dozę (0.04 mg / kg), kuris, kaip žinoma, yra pakankamas sacharozės suvartojimui slopinti.25,34,63. Žiurkės buvo išbandytos abiejose vaistų sąlygose, kompensuojant bandymų eigą.
Duomenų analizė
Pirminė priklausoma priemonė buvo pavieniai laižymai, kurie buvo užfiksuoti 10 ms raiška naudojant kontaktinį lickometrą visų CPF sesijų metu. Labai retai, atlikdami lickometro matavimus, aptikome artefaktus, kuriuos sukėlė ilgalaikis žiurkės (letenos ar burnos) ir sacharozės (arba metalinio snapelio) kontaktas. Šie artefaktai buvo aukšto dažnio lickometro atsakai (> 20 Hz). Atsižvelgiant į tai, kad žiurkių didžiausias lyčių dažnis yra <10 Hz64, mes išskyrėme visus galimus laižymo atsakymus, įvykusius paskutinio (ne artefaktinio) laižymo 0.05 sek., atitinkančio 20-Hz ribinį dažnį. Sesijos, kuriose buvo atmestas mažiausiai 20% laižymo atsakų, atsižvelgiant į šį kriterijų, buvo visiškai pašalintos iš analizės (1 sesija iš 1 žiurkės 1 eksperimente).
Licking elgesys
Kiekvienai sesijai mes nustatėme bendrą nuolaidų skaičių per laikotarpio tipus (Pre-CS +, CS +, Pre-CS−, CS−). Kadangi mūsų pagrindinis priklausomas matas (bendras masyvas) yra skaičiaus kintamasis, šie duomenys buvo išanalizuoti naudojant bendruosius linijinius mišraus poveikio modelius su „Poisson“ atsako pasiskirstymu ir žurnalo nuorodos funkcija 65-68. Šis statistinis metodas leidžia vertinti parametrus kaip būklės (fiksuoto poveikio) ir individo (atsitiktinio poveikio) funkciją. Eksperimentuose 1 ir 2 fiksuotų efektų struktūra apėmė bendrą perėmimą, trijų krypčių sąveiką tarp CS periodo (Pre, CS) × CS Type (CS−, CS +) × Koncentracija (2%, 20%) ir visi pagrindiniai pagrindiniai poveikiai ir sąveika. Eksperimentui 3 „Concentration“ buvo pakeistas „Drug“ (transporto priemonė, SCH), siekiant pritaikyti eksperimentinio dizaino pokyčius. Šie kintamieji buvo visi subjektų kintamieji, kurie buvo laikomi kategoriniais prognozuotojais, ir efektų kodais. Atsitiktinių efektų modelio parinkimas apima modelio, kuris sumažino „Akaike“ informacijos kriterijų, nustatymą 69, tuo pačiu užtikrinant, kad duomenų taškų skaičius vienam parametrams nebūtų mažesnis už 10 70,71. Naudojant šiuos kriterijus, geriausia atsitiktinių efektų struktūra, apimanti eksperimentus, apėmė netiesioginius kryžminius pertraukimus, pritaikytus CS periodui, CS tipui ir koncentracijai (arba vaistui)72. Visos statistinės analizės buvo atliktos MATLAB (The Math Works; Natick, MA). Alfa lygis visiems testams buvo 0.05. Kadangi visi prognozuotojai buvo kategoriški, poveikio dydį parodė nestandartizuotas regresijos koeficientas 73, pranešta kaip b teksto ir modelio rezultatų lentelėse. Pasikartojančios sąveikos analizės buvo atliktos naudojant post hoc F- paprastų efektų, atliekamų naudojant omnibuso analizę, rezultatai, naudojant coefTest funkcija MATLAB.
Mūšio struktūros analizė
Atskiros nuolaidos buvo suskirstytos į pradžią arba tęsinį. Boutas buvo demarkuotas kaip kelios nuoseklios nuolaužos, kuriose interlick intervalai (ILI) neviršijo 1 s74. Kai bent 1 buvo praėję nuo paskutinio laižymo, kitas laižymas buvo paskirtas naujo varžybų pradžia. Bout dažnumas ir trukmė buvo apskaičiuoti iš pradžių suskirstydami sesijas į prieš CS ir CS periodus, kaip tai buvo padaryta visoms nuolaidoms aukščiau pateiktose analizėse. Tais laikotarpiais kiekvienas laižymas, kurį lėmė mažiausiai 1 s laikotarpis, buvo priskirtas varžyboms. Kiekvienos varžybos trukmė buvo apskaičiuota kaip laiko intervalas tarp pirmojo ir paskutinio to metimo laiško. Atskirai išsiskyrę individualūs masalai nebuvo laikomi dalimi. Maksimaliai padidinti mėginių dydį vėlesnėms mediacijos analizėms39, siekiant įvertinti bendruosius CS periodo, CS tipo ir koncentracijos į šiuos mikrostruktūrinius matavimus rezultatus, bandymų dažnio ir trukmės duomenys buvo suskirstyti per eksperimentus. 23390 eksperimento duomenys iš SCH-3 būklės nebuvo įtraukti į šias analizes.
Šie duomenys buvo analizuojami naudojant bendruosius linijinius mišraus poveikio modelius, apimančius fiksuoto poveikio struktūrą CS periodo × CS tipo × koncentracija (ir visas mažesnės eilės sąveiką ir pagrindinius efektus) ir atsitiktinių efektų struktūrą, susijusią su nekoreluotomis pertraukomis, pritaikytomis CS periodui , CS tipas ir koncentracija. Kaip ir analizuojant visišką lyžio elgesį, iš analizės buvo pašalinta viena sesija vienai žiurkei iš eksperimento 1. Bout dažnio analizė naudojo Poisson atsako pasiskirstymą su log ryšių funkcija dėl dažnio duomenų skaičiaus pobūdžio. Bandymo trukmės analizė naudojo gama atsako pasiskirstymą su log nuorodos funkcija, nes bout trukmė yra nuolatinis matas, apribotas tarp 0 ir + ∞. Palyginimui, ta pati analizė buvo atlikta visuose bandymuose žlugusiuose masyvuose, kuriuose analizė prisiėmė Poisson atsako pasiskirstymą su log ryšių funkcija, kaip ir individualiame eksperimente. Siekiant užtikrinti, kad kritinis CS periodas × CS tipo sąveika nepriklausytų nuo to, kokio eksperimento kiekvienas žiurkė buvo, antrasis modelių serija buvo vykdoma bout dažniu ir trukme, identiška tiesiog aprašytai analizei, tačiau su papildomu fiksuoto poveikio prognozatoriumi Eksperimento × CS periodas × CS tipas. Eksperimentas buvo kategoriškas veiksnys. Galiausiai, kaip patvirtinanti motyvuotos lyčių priemonės priemonė40-42, mes analizavome latentą į pirmąjį laižymą po CS pradžios, naudojant apibendrintą linijinį mišraus poveikio modelį su gama atsako pasiskirstymu ir žurnalo nuorodos funkciją (n = 310). Šis modelis apėmė fiksuoto poveikio CS tipo × koncentracijos struktūrą (ir visas žemesnio laipsnio sąveikas bei pagrindinius efektus) ir atsitiktinių efektų šalutinių subjektų perėmimų struktūrą, pakoreguotą pagal CS tipą, koncentraciją ir CS tipą × koncentraciją.
Mediacijos analizė dėl bout dažnio ir bout trukmės
Du įvairūs tarpininkavimo modeliai43,75,76 buvo atlikti siekiant nustatyti, ar CS periodo (Pre, CS) ir koncentracijos (2%, 20%) poveikis (arba jo trūkumas) CPF buvo reikšmingai tarpinis dažnio ir (arba) pertraukos trukmės. CS periodo modelyje kintamasis X buvo CS periodas (Pre, CS), rezultato kintamasis Y per tą laiką buvo ištęstų, o tarpininkai buvo dažni (M1) ir trukmės trukmė (M2). Koncentracijos modelyje kintamasis X buvo sacharozės koncentracija. Kadangi Cue-evoked licking buvo akivaizdus CS + bandymams (žr rezultatai), buvo tiriami tik CS + tyrimai. Kiekvieno žiurkės ir kiekvienos bandymo sesijos metu buvo nustatytas vidutinis nuolaužų ir boutų skaičius ir vidutinė kiekvieno ciklo trukmė prieš CS + ir CS + laikotarpius. Šios analizės apėmė visas 1 ir 2 eksperimentų žiurkes (16 žiurkės per eksperimentą × 2 eksperimentai × 2 koncentracijos × 2 CS periodai = 128 duomenų taškai) ir transporto priemonės būklės duomenis iš eksperimento 3 (16 žiurkės × 2 CS periodai = 32 duomenų taškai) . Kaip ir visiško lyžio elgesio analizėje, iš analizės buvo pašalinta viena sesija vienai žiurkei iš eksperimento 1, iš viso paliekant 158 duomenų taškus. Retais atvejais žiurkės nesulaikė per CS-CS arba CS + periodus sesijos metu (9 / 158; 9.5%). Tokiais atvejais vidutinis nuolaidų ir boutų skaičius buvo koduotas kaip „0“, o vidutinės trukmės trukmės vertė liko tuščia ląstelė. Kai buvo naudojami tie patys modeliai, darant prielaidą, kad išbraukta iš eilės (ty pašalinamos eilutės, kuriose trukmė buvo tuščia), vyko panašūs modeliai. Kadangi šios analizės apima bendruosius linijinius modelius (ty paprastą arba daugialypę linijinę regresiją), bout dažnumas ir bendras laižymas yra kvadratinės šaknies transformacijos, o bandymo trukmės duomenys buvo logiškai transformuoti, kad būtų koreguojami teigiami nelygumai. Netiesioginio poveikio reikšmę nustatė 95% procentilinis įkrovos su 10,000 iteracija. Regresijos koeficientai pateikiami pagal tradicines tarpininkavimo analizės ataskaitas (pvz., c"= tiesioginis. \ t X on Y)43,75.
Individualūs skirtumai dažnio ir trukmės pokyčiai
Minėtos analizės leido mums įvertinti CS + poveikį mikrostruktūros laižymui grupės lygiu. Mes taip pat apibūdinome individualius šio efekto išraiškos skirtumus. Kiekvienai žiurkei buvo apskaičiuoti du skirtumų balai, skirti kovos dažnio ir trukmės matams. Lygiagrečiai CS periodo modeliui, prieš periodo CS + periodo periodo dažnis buvo atimtas iš serijos dažnio vertės per CS + laikotarpį (ty CS + - pre-CS +); Koncentracijos modeliui atliekant 2% sacharozės testą, 20% bandymo metu atimta atitinkama vertė (ty 20% –2%). Šie skaičiavimai sudarė matavimus, apibūdinančius juostos dažnio pokytį (ΔDažnis). Tie patys skaičiavimai buvo atlikti pagal trukmę (ty ΔTrukmė (dienos)). Taigi, kiekvienai „Pre-CS + / CS +“ ir „2% / 20%“ duomenų taškų porai buvo nustatyti bout dažnio ir pertraukos trukmės pokyčiai. Šių pasiskirstymo priemonės buvo lyginamos su 0 per vieną mėginį t-testas (α = 0.05), siekiant įvertinti paskirstymo poslinkius nuo bendrų pokyčių. Kiekvienas iš šių duomenų taškų buvo suskirstytas pagal padidėjimo ir (arba) sumažėjimo dažnį ir trukmę, ir jį parodė dviejų kintamųjų sklaidos diagrama (pvz., Bout dažnio ir (arba) žūties padidėjimas per CS + pradžios trukmę), leidžiantis nustatyti duomenų proporciją taškų kiekviename 2 × 2 kvadrante (bout dažnumas / trukmė × padidėjimas / sumažėjimas). Duomenų taškai, kurių skirtumas buvo lygus nuliui, buvo priskirti sumažėjimui (ty ne padidėjimui). Chi-kvadratas (χ2) CS periodo ir koncentracijos duomenų tinkamumo testų gerumas nustatė, ar šių duomenų taškų pasiskirstymas skyrėsi nuo vienodai paskirstytų duomenų šiose keturiose kategorijose (α = 0.05). Siekiant nustatyti, ar kiekviename eksperimente buvo keturių kvadrantų šių duomenų taškų apytikriai vienodas pasiskirstymas, buvo atlikti paprasti CS periodo ir koncentracijos duomenų koreliaciniai tyrimai, siekiant įvertinti kiekvieno kvadranto duomenų taškų skaičiaus santykį kiekviename eksperimente ir atitinkamą numatomą duomenų taškų skaičių, apskaičiuotą pagal bendrą kiekvieno kvadranto proporciją.
Mikrostruktūriniai sacharozės vartojimo prognozės
Atlikta galutinė apibendrintų linijinių mišrių efektų analizių serija, siekiant nustatyti, ar bendras sacharozės tirpalo, sunaudoto per visą bandymų seansą, tūris buvo prognozuojamas dėl to, kad žiurkės pokytis dažnio ir trukmės laikotarpiu nuo pre-CS + iki CS + laikotarpių. Analizės apėmė duomenis iš visų ne vaistų sąlygų (pvz., 2% ir 20% sacharozės testų eksperimentams 1 ir 2 bei transporto priemonės būklę iš eksperimento 3). Analizėse buvo manoma, kad gama atsako pasiskirstymas yra logaritminės nuorodos funkcija. Pirmoji analizė regresavo bendrą sacharozės tirpalą, suvartotą (ml) pagal 2 × 2 kategorijų padidėjimo / sumažėjimo kategorijų pagrindinį poveikį ir sąveiką, kaip aprašyta aukščiau. Antroji analizė sumažino bendrą sacharozės suvartojimą pagal pagrindinį nuolatinės Δ vertės poveikį ir sąveikąDažnis ir sacharozės koncentracija.
Duomenų prieinamumas
Dabartiniuose eksperimentuose analizuojami duomenų rinkiniai yra prieinami atitinkamo autoriaus prašymu.
Elektroninė papildoma medžiaga
Padėka
Šį tyrimą palaikė „NIH“, suteikianti SBO AG045380, DK098709, DA029035 ir MH106972. Finansuotojai neturėjo jokio vaidmens studijų planavimo, duomenų rinkimo ir analizės, sprendimo skelbti ar rengti rankraštį.
Autoriaus įnašai
SBO sukūrė ir suprojektavo eksperimentus; BH ir ATL atliko eksperimentus; ATM ir SBO analizavo duomenis. Visi autoriai parašė straipsnį ir peržiūrėjo rankraštį.
pastabos
Konkuruojantys interesai
Autoriai nerodo jokių konkuruojančių interesų.
Išnašos
Elektroninė papildoma medžiaga
Papildoma informacija prie šio dokumento pridedamas 10.1038 / s41598-018-21046-0.
Leidėjo pastaba: "Springer" gamta išlieka neutrali dėl jurisdikcijos reikalavimų paskelbtuose žemėlapiuose ir institucinėse įstaigose.
Informacijos dalyvis
Andrew T. Marshall, el. Paštas: ude.icu@1aahsram.
Sean B. Ostlund, el. Paštas: ude.icu@dnultsos.
Nuorodos
;
