Snelle dopamine-afgiftegebeurtenissen in de nucleus accumbens van vroege adolescente ratten (2011)

Introductie

Uitbarsting van dopamine-neuronen en de resulterende dopamine-afgiftegebeurtenissen (ook bekend als dopamine-overgangen) worden verondersteld een sleutelleersignaal in de hersenen te zijn (Schultz, 2007; Roesch et al., 2010), die externe beloningen en cues met appetitief gedrag interfacen. Dopamine-transiënten treden spontaan op in verschillende dopamine-doelregio's (Robinson et al., 2002) en zijn prominenter aanwezig bij de presentatie van onverwachte stimuli (Rebec et al., 1997; Robinson en Wightman, 2004), sociale interacties (Robinson et al., 2001; Robinson et al., 2002) en beloningen (Roitman et al., 2008). De snelle dopamine-afgiftegebeurtenissen worden vaak gevolgd door appetitief gedrag, zoals het naderen van een andere rat of het indrukken van een hendel voor een wapening (Robinson et al., 2002; Phillips et al., 2003; Roitman et al., 2004). Bovendien kunnen neutrale signalen die normaal gesproken geen dopamine-transiënten opwekken, dit doen wanneer ze herhaaldelijk worden gecombineerd met een beloning (Stuber et al., 2005b; Stuber et al., 2005a; Day et al., 2007), wat aantoont dat dit neurale signaal door het leren geïnduceerde plasticiteit ondergaat. Belangrijk is dat dopamine-transiënten een gevolg zijn van volumetransmissie en hoge extrasynaptische concentraties bereiken die laaggevoelige, extrasynaptische dopaminereceptoren kunnen activeren (Wightman en Robinson, 2002). Aldus lijken dopamine-transiënten te functioneren als een hersensignaal van potentiële en gevestigde beloning die de aandacht kan richten en het verkrijgen van die beloning kan vergemakkelijken.

Het mesolimbische dopaminesysteem ondergaat dynamische veranderingen tijdens de adolescentie bij de rat. De expressie van dopamine D1- en D2-receptoren in het ventrale striatum neemt bijvoorbeeld toe van vóór de adolescentie tot de adolescentie (bijv. Andersen et al., 1997), met enkele studies die suggereren dat binding in de adolescentie hoger is dan in de volwassenheid (voor referenties en discussie, zie Doremus-Fitzwater et al., 2010; Wahlstrom et al., 2010b). Bovendien, schietpercentages van dopamine neuronen (McCutcheon en Marinelli, 2009) en basale dopamineconcentraties (Badanich et al., 2006; Philpot et al., 2009) tonen vergelijkbare U-vormige bochten, met een piek in de adolescentie. Hoewel dopamine-transiënten nog niet zijn gemeten bij adolescente ratten, hebben verhoogde gedragsreacties op nieuwheid (Douglas et al., 2003; Stansfield en Kirstein, 2006; Philpot en Wecker, 2008) en sociale leeftijdsgenoten (Varlinskaya en Spear, 2008) zijn gemeld bij adolescente versus volwassen ratten.

Het onderhavige onderzoek was gericht op het verschaffen van de eerste metingen van dopamine-transiënten in de nucleus accumbens (NAc) van adolescente ratten en deze te vergelijken met die bij volwassenen. We gebruikten fast scan cyclische voltammetrie, een elektrochemische techniek met de ruimtelijke en temporele resolutie die nodig is om dopamine-transiënten te detecteren (Robinson et al., 2008). We onderzochten de dopamine-afgifte in de vroege adolescentie (29 - 30-tijd van de dag), aangezien ratten op deze leeftijd verhoogde niveaus van peer-directed sociale interacties vertonen in vergelijking met latere adolescente en volwassen leeftijdscategorieën (Varlinskaya en Spear, 2008). Dienovereenkomstig maten we dopamine-transiënten tijdens korte sociale interacties evenals bij baseline en bij de presentatie van onverwachte, nieuwe stimuli waarvan gemeld is dat ze dopamine-transiënten in volwassen ratten veroorzaken (Robinson en Wightman, 2004).

Experimentele procedures

Resultaten

Twaalf adolescente en tien volwassen ratten werden gebruikt voor deze studie. Drie adolescente ratten werden niet opgenomen vanwege problemen bij de operatie of tijdens voltammetrie, en een volwassen rat werd niet opgenomen vanwege een onjuiste plaatsing van de elektroden. Bovendien werden sociale interactiegegevens van één adolescent weggegooid vanwege voltametrische problemen die de andere stimuluspresentaties niet beïnvloedden. Laatste n's waren 9-adolescenten en 9-volwassenen voor de stimuluspresentaties en 8-adolescenten en 9-volwassenen voor de sociale interacties.

Dopamine transiënten bij de presentatie van onverwachte stimuli

Vervolgens hebben we onderzocht of dopamine-transiënten waarschijnlijker voorkomen bij de onverwachte presentatie van stimuli bij adolescente ratten. Figuur 1A laat zien dat korte presentaties van stimuli de frequentie van dopamine-transiënten met 50% verhoogden boven de basislijnniveaus bij volwassen ratten (Wald-contrast van volwassen basislijn vs. stimuli, p <0.05), waarbij eerder werk werd gerepliceerd (Robinson en Wightman, 2004). Daarentegen veranderde de snelheid van dopamine-afgifte-gebeurtenissen niet significant bij de adolescente ratten (Wald-contrast van adolescente baseline vs. stimuli, p> 0.86). Bij vergelijking tussen groepen verschilden de baseline-percentages niet (Wald-contrast van adolescente vs. volwassen baseline, p> 0.19), terwijl percentages tijdens stimuluspresentaties hoger waren bij volwassen ratten (Wald-contrast van adolescente vs. volwassen stimuli, p <0.05). Volwassen ratten hadden meer kans om dopamine-afgifte in de tijd te laten vergrendelen aan de stimuli: 8/9 volwassenen vertoonden dopamine-afgifte voor ten minste één stimuluspresentatie, terwijl 6/9 adolescenten dit deden. Bovendien deden volwassen ratten die tijdgebonden dopamine-transiënten vertoonden dit bij 3.8 ± 0.4 stimuli (mediaan 4), terwijl adolescenten die tijdgebonden transiënten vertoonden dit deden bij 2.3 ± 0.4 stimuli (mediaan 2).

Figuur 1

Dopamine-afgiftegebeurtenissen bij adolescente en volwassen ratten tijdens de presentatie van onverwachte stimuli. (A) Bij adolescente ratten veranderde de overgangsfrequentie van dopamine niet van basale snelheden tijdens de presentatie van stimuli. Daarentegen is de frequentie van dopamine ...

Vervolgens bepaalden we of transiënten die tijdens stimuluspresentaties voorkomen, groter waren dan die tijdens baseline. Figuur 1B toont de verdeling van de maximale concentraties van dopamine-transiënten. Uit regressieanalyse bleek dat de amplitudes niet verschilden tussen adolescente en volwassen ratten (Wald-contrasten, alle p-waarden> 0.05). Bij adolescente ratten waren de maximale concentraties van transiënten tijdens stimuli-presentaties niet significant verschillend van die tijdens baseline. Bij volwassen ratten waren de dopamineconcentraties iets hoger tijdens stimuluspresentaties, een verschuiving naar rechts die statistische significantie benaderde (Wald-contrast van volwassen basislijn versus stimuli, p <0.06). De mediane en gemiddelde concentraties van dopamine-transiënten worden beschreven in Tabel 1.

Tabel 1

Maximale concentraties van dopamine-afgiftegebeurtenissen in de nucleus accumbens-kern van adolescente en volwassen ratten.

Hoewel groepsgegevens aangaven dat dopaminereleases sneller optreden bij onverwachte stimuluspresentaties bij volwassenen versus adolescente ratten, illustreren individuele grafieken de verschillen tussen stimuli en binnen groepen. Figuur 1C toont de verandering in frequentie van dopamine-transiënten tijdens de presentatie van een stimulus versus de 4-min van baseline voorafgaand aan die stimulus. Bij volwassenen varieerden de stimuli in hun effectiviteit om de overgangssnelheid van dopamine te verhogen; ze zijn gerangschikt van meest tot minst effectief als volgt: dopamine-transiënten kwamen voor bij 208% van basale snelheden bij kokosgeur; 184% op toon; 161% bij citroengeur; 142% bij witte ruis; en 91% bij licht uit. Bij adolescente ratten waren de stimuli over het algemeen minder effectief om dopamine-transiënten te activeren; ze zijn gerangschikt van meest tot minst effectief als volgt: dopamine-transiënten kwamen voor bij 158% basale snelheden bij de toon; 127% bij citroengeur; 123% bij kokosgeur; 84% bij witte ruis; en 23% bij licht uit.

Niettemin Figuur 1C toont verschillende individuele variabiliteit in het uitzenden van een dopamine-respons op bepaalde stimuli binnen elke leeftijdsgroep. Om te bepalen of deze neurochemische variabiliteit geassocieerd was met gedragsvariabiliteit, hebben we elke rat gescoord voor beweging in verband met de stimuluspresentatie, zoals weergegeven in Tabel 2 (één volwassen rat werd uitgesloten van deze analyse vanwege gedeeltelijk verlies van het videorecord). Vervolgens hebben we de niet-parametrische correlatie van Spearman gebruikt om gedrags- en dopaminerge reacties op stimuli binnen elke leeftijdsgroep te vergelijken. We ontdekten dat de frequentie van dopamine-transiënten niet gecorreleerd was met gedragsactivering in beide leeftijdsgroepen bij welke stimulus dan ook, ongeacht of de stimulus afzonderlijk of als een groep werd geanalyseerd (gegevens niet getoond, alle p-waarden> 0.05), wat aangeeft dat de gedragsmatige en neurochemische reacties op stimuli waren niet direct gerelateerd. Bovendien overlapten de gedragsscores van de ratten die geen dopamine-transiënten uitzonden die tijdgebonden waren aan stimuluspresentaties (3/9 adolescenten en 1/9 volwassenen) volledig met de gedragsscores van de ratten die wel dopamine-transiënten vertoonden. Vergelijking van gedragsreacties tussen leeftijdsgroepen toonde echter aan dat adolescenten als groep significant minder beweging vertoonden bij onverwachte stimuluspresentaties dan de volwassen ratten (Mann-Whitney-test, p <0.05).

Tabel 2

Gedragsscores voor adolescente en volwassen ratten bij de presentatie van onverwachte stimuli (0 = geen beweging; 1 = snuiven / hoofdbeweging; 2 = oriëntatie beweging / schrik; 3 = voortbeweging).

Dopamine transiënten tijdens sociale interactie

Vervolgens hebben we de afgifte van dopamine gemeten tijdens de interactie van 60 seconden met een andere mannelijke rat. In tegenstelling tot de presentaties van de niet-sociale stimuli, bepaalde regressieanalyse dat dopamine-transiënten significant toenamen ten opzichte van de uitgangswaarde tijdens de eerste interactie met een andere rat bij zowel adolescente als volwassen ratten. Het gemiddelde aantal transiënten nam drievoudig toe vanaf de basislijn, van 3 ± 1.0 tot 0.3 ± 3.0 transiënten / min bij adolescente ratten (Wald-contrast van adolescente baseline vs. interactie, p <0.9) en van 0.05 ± 2.0 tot 0.5 ± 7.3 in volwassenen (Wald-contrast van volwassen basislijn vs. interactie, p <1.3). Tien minuten later werd dopamine-afgifte gemeten tijdens een tweede interactie met dezelfde rat. Bij volwassenen was de toename van de voorbijgaande snelheid van dopamine niet langer significant (p> 0.001); hoewel de gemiddelde snelheid van transiënten toenam van 0.32 ± 1.8 tot 0.5 ± 3.7 transiënten / min, was deze verandering meer variabel bij ratten. Daarentegen vertoonden adolescenten dezelfde toename in dopamine-transiënten tijdens de tweede presentatie als tijdens de eerste, van 1.3 ± 0.8 tot 0.2 ± 3.1 transiënten / min (p <0.9). Gegevens van individuele ratten per groep en episode worden getoond in Figuur 2A.

Figuur 2

Dopamine-afgiftegebeurtenissen bij adolescente en volwassen ratten tijdens een korte interactie met een rat, afgestemd op de maat. (A) Dopamine-transiënten kwamen frequenter voor bij zowel adolescente als volwassen ratten tijdens de eerste interactie met een andere rat ("Rat") versus ...

We onderzochten of verschillen in gedrag tijdens de eerste en tweede interactie-episode het gebrek aan toename in dopamine-afgifte bij volwassen ratten tijdens de tweede interactie zouden kunnen verklaren. Tabel 3 toont de tijd besteed aan sociaal onderzoek en motoriek gedurende de 45 seconden van de gescoorde interactieperiode. In deze experimentele kamer (21 × 21 cm vloeroppervlak) brachten adolescente ratten minder tijd door in actieve sociale interacties (2-weg herhaalde metingen ANOVA: hoofdeffect van de groep, p <0.05) en meer tijd in voortbeweging (2-weg herhaald- meet ANOVA: hoofdeffect van de groep, p <0.05) dan volwassen ratten. We zagen echter dat de adolescente ratten meer ruimte hadden om uit elkaar te bewegen, terwijl de grotere volwassen ratten eerder fysiek dicht bij elkaar waren. De kritische vergelijkingen waren dus gepaarde t-tests om het gedrag binnen de groep te vergelijken tijdens de eerste versus tweede interactieperiode. Deze analyses lieten geen gedragsverschillen zien tussen de eerste en tweede interactieperiode in beide leeftijdsgroepen (alle p-waarden> 0.05). Bovendien correleerde noch de absolute frequentie van dopamine-transiënten, noch de verhoogde frequentie vanaf de basislijn met sociale interacties of motoriek tijdens de interactieperiode (gegevens niet getoond, alle p-waarden> 0.05, XNUMX).

Tabel 3

Tijd (en) doorgebracht in sociaal onderzoek en voortbeweging tijdens interactie met een andere rat.

De maximale concentratie van dopamine-transiënten tijdens interactie met een andere rat werd vergeleken met concentraties tijdens de basislijn. Voor deze analyse werden de gegevens van beide interactie-afleveringen samengevoegd om het statistische vermogen te vergroten. Figuur 2B toont aan dat de distributie van dopamine transiënte amplitude verschoven was naar grotere afgiftegebeurtenissen in zowel adolescente als volwassen ratten gedurende conspecifieke interactie; gemiddelde en mediaanamplitudes zijn weergegeven in Tabel 1. Omdat sociale interacties bewegingsgerelateerde ruis kunnen produceren in het voltammetrische signaal, hebben we ook de geluidsniveaus onderzocht en vastgesteld dat ze inderdaad hoger waren tijdens interactie-episodes bij zowel volwassen als adolescente ratten (Wald-contrasten van basislijn versus interactie, p <0.05 voor elke groep ). Desalniettemin verschilden de signaal-ruisverhoudingen niet tussen groepen (Tabel 1: Wald-contrasten, alle p-waarden> 0.05), wat suggereert dat geluidsproblemen niet hebben bijgedragen aan de differentiële bevindingen tussen adolescente en volwassen ratten.

Alle opnamen zijn gemaakt in de kern van het NAc, zoals weergegeven in Figuur 3.

Figuur 3

Dopaminerge registratiesites binnen de nucleus accumbens-kern van adolescente en volwassen ratten, weergegeven op representatieve coronale plakjes op 1.2 en 1.6 mm anterieur op bregma (aangepast van Paxinos en Watson, 1986).

Discussie

Dopamine neurotransmissie is de sleutel tot vele aspecten van gemotiveerd gedrag, waaronder stimulus salience, beloningsvoorspelling en gedragsfacilitatie. Omdat gemotiveerd gedrag verschilt tussen adolescenten en volwassenen, onderzocht het huidige onderzoek snelle dopamine-afgiftegebeurtenissen bij ratten in de vroege adolescentie in vergelijking met volwassenen. We rapporteren dat terwijl basale snelheden van dopamine-transiënten niet significant verschillen tussen de twee leeftijdsgroepen, transiënten in reactie op onverwachte prikkels bij adolescente ratten minder zijn in vergelijking met volwassenen. Daarentegen nemen zowel de frequentie als de amplitude van dopamine-overgangen toe in beide leeftijdsgroepen bij interactie met een andere rat; echter, de verandering in frequentie-habituates bij volwassenen maar niet bij adolescenten bij de tweede presentatie van de partner-rat. Aldus verschillen snelle dopamine-afgiftegebeurtenissen bij de presentatie van stimuli in adolescente ratten versus volwassenen, en dit fysiologische verschil kan in verband worden gebracht met leeftijdsafhankelijke verschillen in de verwerking van sociale en niet-sociale stimuli.

Zowel frequenties als amplituden van dopamine-transiënten in de NAc-kern waren vergelijkbaar tussen mannelijke ratten in de vroege adolescentie (leeftijd 29 - 30 dagen) en volwassenheid (leeftijd 71 - 72 dagen). Deze bevindingen komen overeen met elektrofysiologische opnames van dopamine-neuronen bij geanesthetiseerde ratten. De vurencijfers van dopamine-neuronen nemen toe van de geboorte tot het midden van de late adolescentie, en nemen daarna af op de volwassen leeftijd (Pitts et al., 1990; Tepper et al., 1990; Lavin en Drucker-Colin, 1991; Marinelli et al., 2006; McCutcheon en Marinelli, 2009), met piekactiviteit die optreedt in de midden- tot late adolescentie. Inderdaad, McCutcheon en Marinelli (2009) rapporteerde dat de basale verbrandingssnelheden vergelijkbaar zijn in de vroege adolescente en volwassen leeftijd waarop deze studie betrekking heeft, en de gegevens hierin suggereren dat de snelheden van neuronaal barsten ook vergelijkbaar zijn, omdat dopamine-transiënten ontstaan ​​door burst-vuren van dopamineneuronen (Suaud-Chagny et al., 1992; Sombers et al., 2009). Met name vertoonden adolescente ratten variabiliteit in de basale frequentie van dopamine-transiënten, variërend van locaties met weinig tot geen spontane transiënten tot sites met meerdere per minuut. Deze bevinding is vergelijkbaar met "warme" en "koude" opnameplekken gemeld bij volwassenen (Robinson et al., 2009; Robinson en Wightman, 2007; Wightman et al., 2007) en kan de variabiliteit in burst-snelheden van dopamine-neuronen weerspiegelen (Hyland et al., 2002). In overeenstemming met de ontwikkeling van het aantal vuren, hebben microdialyse-onderzoeken verhoogde dopamine-waarden gemeld in de latere adolescentie (45-dagen) in vergelijking met de vroege adolescentie of volwassenheid (Badanich et al., 2006; Philpot et al., 2009). Hoewel onze bevindingen de eerste evaluatie geven van basale snelheden van dopamine-transiënten tussen adolescente en volwassen ratten, zijn er dus meer tijdspunten nodig tijdens deze dynamische ontwikkelingsperiode omdat dopamine-transiënten mogelijk prominenter zijn tijdens de late adolescentie.

In overeenstemming met ons vorige verslag (Robinson en Wightman, 2004), vonden we dat de frequentie van dopamine-transiënten toenam bij de onverwachte presentatie van stimuli bij volwassen mannelijke ratten, vaak tijdsgebonden tot de eerste presentatie van de stimulus. In het vorige onderzoek hebben we geur- en gehoorstimuli gepresenteerd die vergelijkbaar zijn met die welke hierin worden gebruikt; in beide studies verhoogden deze stimuli de frequentie van dopamine-transiënten in het NAc boven basale snelheden, wat werd geïnterpreteerd als een neurochemisch signaal van potentiële saillantie van de stimuli voor het dier. De toename van de dopamineverschuivingsfrequentie als reactie op onverwachte presentaties van stimuli die bij volwassenen werden waargenomen, was echter niet betrouwbaar aanwezig in de NAc-kern van vroege adolescente ratten, en de adolescenten als groep vertoonden minder gedragsreacties op de stimuli dan volwassenen. Hoewel fasische activering van dopaminerge neuronen niet is gecorreleerd met specifieke motorische bewegingen, induceren de soorten stimuli die de neiging hebben om burst-bursting en dopamine-transiënten te bevorderen vaak gedragsactivering (Nishino et al., 1987; Romo en Schultz, 1990; Robinson et al., 2002). De huidige bevindingen wijzen dus op een ontwikkelingsverschil in de dopaminerge en gedragsreactie op dit type nieuwe stimuluspresentatie, die beide te wijten kunnen zijn aan een gebrek aan opvallendheid van deze stimuli voor de adolescente ratten. Belangrijk is dat de verminderde gedragsrespons op stimuli niet simpelweg een vermindering was in het vermogen om te bewegen (misschien vanwege de ketting of de voltammetrische headstage), aangezien de adolescente ratten zowel motoriek als sociaal gestuurd gedrag tijdens sociale interactie vertoonden. Bovendien was er geen verband tussen gedragsrespons en de frequentie van dopamine-transiënten naar stimuli wanneer geanalyseerd over individuele ratten binnen elke leeftijdsgroep. De relatieve ongevoeligheid voor onverwachte, nieuwe stimuli gevonden in de huidige studie staat in contrast met eerdere bevindingen dat adolescente ratten vaak hogere niveaus van onderzoek naar nieuwe omgevingen en nieuwe objecten vertonen dan volwassenen (bijv. Douglas et al., 2003; Stansfield en Kirstein, 2006; Philpot en Wecker, 2008), met nieuwe object-exploratie waarvan de piek in ratten medio adolescentie werd gemeld (35 - 36 aantal dagen oud, Spear et al., 1980). Aanvullende onderzoeken zouden nodig zijn om de ontogenetische verschillen te bepalen tussen gedragsactivering en gelijktijdige dopamine-afgiftegebeurtenissen die worden geïnduceerd door de korte stimuluspresentaties die hierin worden gebruikt, versus responsen op nieuwe omgevingen en statische, nieuwe objecten die in vertrouwde omgevingen worden geplaatst zoals gebruikt in de eerdere studies.

Zowel de frequentie als de amplitude van dopamine-transiënten in de NAc-kern namen betrouwbaar toe tijdens korte interacties met andere ratten in zowel adolescente als volwassen groepen. In overeenstemming met ons vorige verslag (Robinson et al., 2002), de dopaminerge reactie gewend bij volwassen ratten bij de tweede presentatie van de soortspecifieke rat. Daarentegen bleef de verhoogde frequentie van dopamine-transiënten bestaan ​​bij adolescente ratten. Dit gebrek aan gewenning kan de verhoogde beloning weerspiegelen die wordt geassocieerd met sociale interactie die wordt getoond in adolescente versus volwassen ratten (bijv. Douglas et al, 2004). Inderdaad, sociale activiteit blijkt een hoogtepunt te hebben bereikt in de vroege adolescentie in vergelijking met latere adolescentie en volwassenheid, een effect dat wordt vergroot wanneer ratten gedurende de dagen voorafgaand aan het testen isolaat-gehuisvest zijn (Varlinskaya & Spear, 2008), zoals in de huidige studie werd gedaan. Interessant is dat de twee leeftijdsgroepen verschilden in de totale hoeveelheid sociale activiteit versus algemene voortbeweging. Hoewel eerdere rapporten aangeven dat jongvolwassen ratten met een isolaat-huis meer sociaal gedrag en voortbeweging vertonen dan volwassenen tijdens afzonderlijke sociale interactieproeven, waarbij deze effecten vooral uitgesproken zijn bij vroege adolescenten (Varlinskaya & Spear, 2008), vonden we dat de motoriek hoger was en het sociale gedrag lager was in de vroege adolescenten die we vergeleken met hun volwassen tegenhangers. Dit kan te wijten zijn aan de grootte van het apparaat: bij 21 × 21 cm waren de grotere volwassen ratten meer in de buurt van de soortgenoten dan de kleinere adolescente ratten, waardoor sociaal contact bijna onvermijdelijk was voor deze volwassen dieren. Bovendien kan het hebben van alleen de testrat die is aangebonden de gedragsrepertoire tijdens sociale interactie beïnvloed hebben. Ten slotte legt de korte tijdsperiode van interactie (60 s) die hierin wordt gebruikt alleen initiële interacties vast die verschillende leeftijdgerelateerde patronen van sociaal gedrag kunnen produceren in vergelijking met de langere interactieperioden (270-600) die gewoonlijk worden gebruikt in termen van knaagdier-sociale interacties (bv Varlinskaya & Spear, 2008; Glenn et al, 2003).

Sociale interactie kan bewegingsgerelateerde elektrische ruis veroorzaken wanneer de headstage-assemblage de kamerwand of de andere rat raakt, wat kan leiden tot een onderschatting van de overgangstijd van dopamine tijdens sociale interactie. Belangrijk is dat signaal-tot-ruisniveaus niet verschilden tussen leeftijdsgroepen of tussen de eerste en tweede interactieperioden, wat aangeeft dat de aanhoudende toename in dopamine-overgangsfrequentie waargenomen bij adolescente ratten gedurende de tweede interactieperiode geen ruis-gerelateerd artefact was. Evenzo was het onderzoeks- en locomotorisch gedrag in wezen hetzelfde tijdens beide interacties binnen elke leeftijdsgroep, dus ook verschillen in gedrag duiden niet op het verschil in gewenning van de dopaminerge respons tussen adolescente en volwassen ratten. Inderdaad, in ons vorige onderzoek (Robinson et al., 2002), werd de observatie gemaakt dat volwassen ratten meer intense sociaal gerichte gedragingen vertoonden tijdens een tweede interactie met een partnerrat ondanks het uitstoten van minder dopamine-transiënten, wat suggereert dat de dopamine-transiënten niet noodzakelijk zijn om partnergericht gedrag te bevorderen. Als de dopamine-transiënten worden geïnterpreteerd als signalen van beloningsvoorspelling (Schultz en Dickinson, 2000; Schultz, 2007; Roesch et al., 2010), kan de gewenning van dopamine-afgiftegebeurtenissen bij volwassenen aan herhaalde partnerpresentaties een afname in beloning of grotere voorspelbaarheid van de tweede presentatie weerspiegelen, en de persistentie van dopamine-afgifte in de adolescente ratten kan een verbeterde beloning of verrassing weerspiegelen bij herhaalde interactie met een partner. .

Het mesolimbische dopamine-systeem is betrokken bij appetijtgedrag en beloningsverwerving (voor beoordelingen, zie Depue en Iacono, 1989; Pankepp, 1998; Depue en Collins, 1999; Ikemoto en Panksepp, 1999; Schultz en Dickinson, 2000; Schultz, 2007). Aangezien verschillende aspecten van deze dopamineroute tijdens de adolescentie dynamische veranderingen ondergaan, is het niet verrassend dat gedrags- en neurochemische reacties op beloningen en nieuwe stimuli die beloningen kunnen voorspellen ook dynamisch zijn (zie voor reviews, zie Chambers et al., 2003; Ernst et al., 2009; Wahlstrom et al., 2010b; Wahlstrom et al., 2010a). Onze bevinding dat de dopaminerge respons op sociale interactie niet gewend was aan vroege adolescente ratten is consistent met veel onderzoeken die een verhoogde gevoeligheid voor beloningen tijdens de adolescentie hebben gedocumenteerd, inclusief sociale en medicijnbeloning (voor beoordeling en referenties, zie Doremus-Fitzwater et al, 2010; Speer en Varlinskaya, 2010). Nieuwe stimuli zijn eveneens opvallend en kunnen dopamine-afgifte en gedragsfacilitering veroorzaken omdat ze beloning of dreiging kunnen voorspellen; we zagen echter geen verhoogde afgifte van dopamine tot een korte presentatie van nieuwe stimuli bij ratten die aan het begin van de adolescentie waren. Aldus kan de huidige studie dopamine-afgifte hebben bemonsterd op een moment in ontwikkeling (vroege adolescentie) waarin sociale beloningsgevoeligheid optimaal is, maar reactie op nieuwigheid niet. Deze interpretatie leidt tot verschillende mogelijkheden voor verder onderzoek, waaronder onderzoek naar de afgifte van dopamine aan nieuwe en sociale stimuli op meer tijdstippen in de adolescentie. We zijn ook van plan dopamine-afgifte te onderzoeken tijdens expliciet cue-reward leren (bijv. Pavloviaanse conditionering) om te bepalen of de soorten stimulipresentaties die hierin worden gebruikt, zoals een licht of geur, bij adolescente ratten een dopaminerge respons kunnen oproepen wanneer ze beloning voorspellen (Day et al, 2007; Roesch et al., 2007).

Samenvattend worden snelle dopamine-afgiftegebeurtenissen of dopamine-transiënten differentieel uitgedrukt in vroege adolescentie versus volwassenheid. Hoewel de percentages en concentraties van transiënten vergelijkbaar waren bij aanvang, zagen we minder activering van dopamine-afgifte door onverwachte, niet-sociale stimuli en meer persistente activering door sociale stimuli bij adolescente ratten vergeleken met volwassenen. Deze verschillen in dopamine-afgiftegebeurtenissen dragen waarschijnlijk bij aan ontwikkelingsverschillen in gevoeligheid voor signalen en beloningen, in het bijzonder sociale beloning. Het zal waardevol zijn om voort te bouwen op deze bevindingen door meer tijdstippen tijdens de adolescentie te evalueren en de dopamine-afgifte te monitoren tijdens expliciet beloningsgerelateerd leren.

Dankwoord

Afkortingen

Referenties