Stephanie E. Tedford- 1Institutt for farmakologi, Senter for kompulsiv oppførsel og avhengighet, Rush University Medical Center, Chicago, IL, USA
- 2Avdeling for farmakologi, Rush University Medical Center, Chicago, IL, USA
- 3Institutt for psykiatri, Rush University Medical Center, Chicago, IL, USA
Patologisk gambling er en manifestasjon av impulskontrollforstyrrelser. Den biologiske grunnlaget for disse forstyrrelsene forblir unnvikende og behandlingen er langt fra ideell. Dyremodeller av impulskontrollforstyrrelser er et kritisk forskningsverktøy for å forstå denne tilstanden og for medisinutvikling. Modellering av slike komplekse atferd er skremmende, men ved dekonstruksjon har forskere oppsummert i dyr kritiske aspekter ved gambling. Et aspekt av gambling er kostnads / nytte beslutningsprosesser hvor man veier de forventede kostnadene og forventede fordeler av et handlingsforløp. Risiko / belønning, forsinkelsesbasert og innsatsbasert beslutningsprosess er alle kostnadseffektive valg. Disse funksjonene blir studert hos mennesker og har blitt oversatt til dyreprotokoller for å måle beslutningsprosesser. Tradisjonelt er den positive forsterkeren som brukes i dyreforsøk, mat. Her beskriver vi hvordan intrakranial selvstimulering kan brukes til kostnads / nytte beslutningstaking og oversikt våre nyere studier som viser hvordan farmakologiske terapier endrer disse atferdene i laboratorieroter. Vi foreslår at disse modellene kan ha verdi i å skille nye forbindelser for evnen til å fremme og forebygge aspekter av gamblingadferd.
Introduksjon
Problem eller maladaptiv gambling, inkludert den ekstreme tilstanden som kalles patologisk gambling, er preget av atferd som ofte vedvarer over lengre perioder. Problemgambling kan ha en betydelig negativ innvirkning på personlig, faglig og økonomisk trivsel. I de siste to tiårene har gambling muligheter økt gjennom endringer i lovgivningen og innføring av nye spillesteder (for eksempel internettgambling). Følgelig har forekomsten av problemgambling vært på vei oppover. Det er ingen FDA-godkjente behandlinger for denne lidelsen, og det er derfor kritisk å bedre forstå disse atferdene for å utvikle effektive terapier.
Problemgambling er et komplekst fenomen, som inkluderer økt nivå av impulsiv beslutningsprosess (Alessi og Petry, 2003; Dixon et al., 2003; Holt et al., 2003; Kraplin et al., 2014) som skyldes ufordelagtige vurderinger av kostnader / fordeler. Kliniske vurderinger av beslutningsprosesser, som ofte benytter undersøkelse og interaktive databaserte verktøy, har vært med på å bestemme suboptimale beslutningsprofiler i ulike patologier, inkludert patologiske spillere (Ledgerwood et al., 2009; Madden et al., 2009; Michalczuk et al., 2011; Petry, 2011; Miedl et al., 2012). Kliniske vurderinger gjøres ofte basert på tre ulike, om enn overlappende aspekter av kostnads / nytte beslutningsprosesser, inkludert følgende: (i) risikoen for å skaffe en belønning (risiko / belønning beslutningsprosesser), (ii) en forsinkelse opplevd før belønning levering (forsinkelsesbasert beslutningsprosess), og (iii) mengden innsats som kreves for å oppnå en belønning (innsatsbasert beslutningsprosess). Flere oppgaver er utviklet for å måle disse kritiske funksjonene ved suboptimal beslutningsprosesser for å forstå prosesser som omfatter problemgambling. I disse oppgavene velger motivet mellom en liten og stor belønning, hver med tilknytning til spesifikke responsforutsetninger. Ved valg av risiko / belønning (dvs. sannsynlighetsrabatt) velger fagene mellom en liten belønning levert konsekvent ved høye sannsynligheter (f.eks. 100% sannsynlighet for å motta $ 10) og en stor belønning levert ved ulike sannsynligheter (f.eks. 10-80 % sannsynlighet for å motta $ 100). I kliniske og prekliniske studier er fraværet av en forventet belønning en aversiv begivenhet som utløser tilsvarende fysiologiske responser (Douglas og Parry, 1994; Papini og Dudley, 1997). Preference for det større, "risikable" alternativet over det lille, bestemte alternativet vurderes å reflektere suboptimal risiko / belønning beslutningstaking, og har blitt rapportert for flere menneskelige patologier som viser forbedret impulsivitet (Reynolds et al., 2004; Rasmussen et al., 2010; Dai et al., 2013). Ved forsinkelsesbasert beslutningstaking (dvs. forsinkelse av diskontering, et mål for impulsivt valg), leveres den lille belønningen kort etter at alternativet er valgt, mens den store belønningen blir levert etter en variabel forsinkelse (f.eks. $ 10 nå eller $ 100 i 2 uker). Personer som har høy impulsivitet, viser fortrinn for umiddelbart tilgjengelige belønninger (selv om de er mindre), over forsinkede belønninger (selv om de er større), selv om det sistnevnte alternativet kan være mer gunstig for den enkelte (Crean et al., 2000; Reynolds et al., 2004; Bickel et al., 2012). I innsatsbasert beslutningsprosess velger faget mellom en liten belønning levert etter små mengder innsats, eller en stor belønning levert etter at en større innsats har blitt utøvd. I denne oppgaven bestemmes individuell preferanse for alternativet høy innsats / stort belønning og "poenget" som individet bytter til alternativet lav innsats / liten belønning. Studier av innsatsbasert beslutningstaking i menneskelige spillere har ennå ikke blitt gjennomført, men ville være av stor interesse for å vurdere kognitiv funksjon i denne befolkningen.
Beslutningsprotokoller som brukes i kliniske vurderinger, kan modifiseres for å studere beslutningstaking i laboratorieroter, og disse modellene er kritiske for å undersøke atferdsmessige og neurofarmakologiske aspekter ved patologisk gambling. Ved rotter kan beslutningsprosessen vurderes ved å plassere dyret i et operantkondisjoneringskammer, og la dyret velge mellom to løftestang (eller to nesespisser) som blir gjort tilgjengelig samtidig. Den etablerte belønningsmodellen for den positive forsterkeren i disse gnageroppgavene er mat (Stopper og Floresco, 2011; Eubig et al., 2014). Vi diskuterer her en ny metode som brukes i laboratoriet vårt, som benytter direkte elektrisk stimulering av hjernekompensasjonsveier (intrakraniell selvstimulering, ICSS) for å vurdere kost / nyttebeslutninger på rotter og bidraget av monoaminerge neurotransmittere i beslutningsprosesser (Rokosik og Napier, 2011, 2012; Tedford et al., 2012; Persons et al., 2013).
Intrakranial selvstimulering
En operant forsterker er et stimulus, som når det er avhengig av noe tiltak, øker sannsynligheten for at gjentakelsen av den aktuelle tiltaket skjer. Intrakranial selvstimulering (ICSS) er en operant oppførsel der dyr selvforvalter elektrisk stimulering til hjernegrupper som er kjent for å være involvert i positiv forsterkning. ICSS ble først studert i 1950s da James Olds og Peter Milner (Olds og Milner, 1954) fastslått at rotter gjentatte ganger ville gå tilbake til et sted i en boks hvor de fikk elektrisk stimulering til belønningsrelaterte regioner i hjernen. De tillot rotter å jobbe for denne elektriske hjernestimuleringen (EBS) ved å reagere på en operant manipulandum (f.eks. Trykke på en spak, spinne et hjul) (Olds og Milner, 1954). Oppdagelsen av denne teknikken har vært medvirkende til kartlegging av belønningsbaner gjennom hele hjernen, og mens det er mange hjernegrupper som kan brukes til å støtte ICSS (Olds og Milner, 1954; Wise og Bozarth, 1981; Klok, 1996), er det godt dokumentert at stimulering av medial forebrain bundle (MFB) fremmer dype og pålitelige atferdsutganger (Corbett og Wise, 1980; Pirch et al., 1981; McCown et al., 1986; Tehovnik og Sommer, 1997). Stimulerende nåværende parametere kan manipuleres for å påvirke forsterkningsverdien til EBS og derfor endre ICSS-oppførsel. Disse parametrene inkluderer intensiteten (dvs. ampere) av elektrisk strøm og gjeldende frekvens (dvs. hertz). Forhøyelser i begge parametrene resulterer vanligvis i økt eksitering av belønningsrelevante nevroner som stimuleres, enten ved å øke antall neuroner involvert av stimuleringen (ampere) (Keesey, 1962; Wise et al., 1992) eller ved å øke frekvensen der en bestemt populasjon av nevroner brann (hertz) (Wise and Rompre, 1989; Klok, 2005). Manipuleringer av nåværende intensitet forandrer antall aktiverte neuroner, dvs. større strømintensiteter påvirker en større populasjon av nevroner enn mindre strømmer. Således, når denne parameteren holdes konstant, er populasjonen av nevroner opphisset av EBS relativt lik, uavhengig av gjeldende frekvens. Stimuleringsparametervarianten som er valgt for disse protokollene, er gjeldende frekvens, da dette valget tillater oss å manipulere avfyringshastigheten til den samme gruppen av nevroner med minimal effekt på tidspunktet eller plassen for stimuleringsintegrasjon. Ved å manipulere disse EBS-parametrene har vi utviklet sofistikerte modeller av kostnads / nytte beslutningsprosesser som ansetter ICSS (Rokosik og Napier, 2011, 2012; Tedford et al., 2012; Persons et al., 2013). Denne søknaden representerer en radikal avgang fra den tradisjonelt brukte forsterkende stimulansen (dvs. mat) i oppgaver som vurderer beslutningstaking hos gnagere. ICSS kan gi flere eksperimentelle fordeler over tradisjonelle forsterkningsmetoder. For å lette operant å reagere på mat, er daglig inntak ofte begrenset (Feja og Koch, 2014; Hosking et al., 2014; Mejia-Toiber et al., 2014). Denne praksisen kan forvirre utfallsmål, da det er betydelig overlapping i nevrologiske systemer som endres under kronisk matrestriksjon og de som formidler impulsiv beslutningsprosess (Schuck-Paim et al., 2004; Minamimoto et al., 2009). I tillegg blir dyr som er forsterket med mat, blitt mer matte gjennom en økt, noe som reduserer verdien av matforsterkning (Bizo et al., 1998), selv om denne effekten kan være avhengig av forsterkerstørrelse (Roll et al., 1995). I motsetning til matforsterkning forblir forsterkningsverdien til EBS stabil gjennom hele en økt, noe som gir mulighet for mer omfattende og konsistente atferdsevalueringer (Trowill et al., 1969). Denne funksjonen tillater at testmøter forekommer gjentatte ganger i løpet av en dag, noe som kan være gunstig når man studerer effektene av farmakologiske terapier, spesielt kronisk medisinbehandling. Våre publiserte sannsynlighetsdiskonteringsstudier (diskuteres nedenfor) ble utført flere ganger om dagen gjennom behandling med kronisk dopaminagonist (pramipexol). Vi foreslår at denne prosessuelle fordelen er mer aktuell for den menneskelige tilstanden og dermed gir forbedrede translasjonsfunn. Til dags dato har lignende studier som vurderer dopaminagonistvirkninger på impulsiv beslutningsprosess ved hjelp av matbelønning, kun vurdert akutt medisinbehandling (St Onge og Floresco, 2009; Zeeb et al., 2009; Madden et al., 2010; Johnson et al., 2011; Koffarnus et al., 2011), og det vil være av stor interesse å sammenligne oppførselsresultatene etter både akutt og kronisk stoffbehandling mellom disse forskjellige forsterkerne. Mens ICSS gir flere fordeler over matforsterkning, presenterer ICSS også flere ulemper. For eksempel krever ICSS invasiv hjernekirurgi og gjenoppretting, og ubehagelige hodefaser kan føre til tap av fag gjennom hele adferdsparadigmet. Til tross for disse ulempene holder vi at ICSS er et levedyktig alternativ til matforsterkning og gir betydelige fordeler for matforsterkning i disse oppførselsoppgavene.
Kostnads- / ytelsesbeslutningsoppgaver krever valg mellom alternativer knyttet til varierende belønningsbeløp. Følgelig bør forsterkere som brukes i disse oppgavene demonstrere evnen til å produsere slike endringer i belønningsstørrelsen, og deretter må rotter kunne diskriminere mellom den lille forsterker (SR) og den store forsterker (LR) -alternativet. I prosedyrer som bruker matforsterkning oppnås dette ved å endre antall matpellets oppnådd etter en respons. I ICSS kan EBS varieres ved å endre stimulansstrøm intensitet eller gjeldende frekvens. Figur 1 illustrerer hendelsespressresponsen oppnådd når gjeldende intensitet er variert (dvs. den aktuelle frekvensen ble holdt konstant; Figur 1A) eller når gjeldende frekvens er variert (dvs. dagens intensitet ble holdt konstant; Figur 1B). Når begge parametrene er endret, utviser rotter moderat trykkstang for små EBS-verdier og viser økt trykkpresse for store EBS-verdier, noe som tyder på at forsterkerverdien til den større stimuleringen er større (uavhengig av om gjeldende intensitet eller frekvens manipuleres). EBS kan derfor skreddersys for den lille og store forsterkeren som er nødvendig for kostnads / nytte beslutningsprosesser. Disse forsterkningsverdiene kan bestemmes i individuelle rotter ved å generere stabile hendelseshastighetsresponskurver for hvert dyr (Rokosik og Napier, 2011, 2012). Alternativt kan en populasjonskurve genereres fra en gruppe rotter hvorfra en standardisert SR og LR-verdi kan bestemmes (Tedford et al., 2012; Persons et al., 2013). Denne sistnevnte tilnærmingen gir en mer tidseffektiv og likevel pålitelig måte å utlede SR og LR. I en andre serie studier brukte vi enten manipulasjoner av nåværende intensitet eller frekvens for å etablere SR / LR-verdier i en sannsynlighetsdiskonteringsoppgave (dvs. risikovurdering / belønning). Endringer i gjeldende intensitets forsterkningsverdier (dvs. den aktuelle frekvensen ble holdt konstant) og gjeldende frekvensverdier (dvs. dagens intensitet ble holdt konstant) begge gir betydelig diskonteringsadferd hos rotter (figurer 1C, D). Basert delvis på bølgen av diskonteringskurven ble dagens frekvens bestemt til å være den riktige parameteren for å manipulere armeringsverdier. Når det er etablert at rotter kan skille mellom de standardiserte strømfrekvensene som brukes til SR og LR, kan de testes i et av våre ICSS-formidlede beslutningsparamigrammer: (i) risikovurdering / belønning av beslutningsprosesser (Rokosik og Napier, 2011, 2012), (ii) forsinkelsesbasert beslutningsprosess (Tedford et al., 2012), eller (iii) innsatsbasert beslutningsprosess (Persons et al., 2013).
Figur 1. Effekter av hjernestimuleringsparametere på trykk-trykkrespons og sannsynlighetsrabatt. De to EBS-parametrene som ble testet var nåværende intensitet og gjeldende frekvens. Ratthåndtak presset for EBS (i en fast ratio-1-skjema med forsterkning) hvor hver 2-min, en parameter for EBS ble manipulert og den andre parameteren ble holdt konstant. (A) Behandling av nåværende intensitet. Nåværende intensiteter som spenner fra 10 til 350 μA ble presentert i randomisert rekkefølge (n = 6); Gjeldende frekvens ble holdt ved 100 Hz. (B) Manipulering av gjeldende frekvens. Nåværende frekvenser fra 5 til 140 Hz ble presentert i tilfeldig rekkefølge (n = 3); Nåværende intensitet ble holdt konstant på et nivå som var individualisert og bestemt i tidligere treningsøkter. Manipulerende strømstyrke eller strømfrekvens ga tilsvarende mønstre av trykkpresse som reagerer. Data vises som gjennomsnittlig ± som for de tre siste påfølgende sesjonene. Rottene ble senere trent i sannsynlighetsdiskonteringsoppgaven, og verdier for de små og store forsterkerne ble bestemt individuelt for hvert dyr ved å beregne effektive stimuleringsstrømintensiteter og strømfrekvenser oppnådd fra EBS vs lever-press-responskurven som fremkalte 60 og 90% med henholdsvis maksimale hendelseshastighetsresponshastigheter. Varierer størrelsen på gjeldende intensitet (C) eller gjeldende frekvens (D) resulterte i diskontering av den store forsterkeren (LR) som sannsynligheten for at leveransen ble redusert (dvs. reduksjon i prosent av spaken i forbindelse med LR over totale valg). Data er vist som gjennomsnittlig ± som for dag ett av diskontering ved bruk av nåværende intensitet og 2-dager med diskontering ved bruk av gjeldende frekvens. Figur endret fra Rokosik og Napier (2011) og skrives ut med tillatelse fra utgiveren.
Validere bruken av ICSS for å vurdere impulsivitets- og beslutningstiltak
Utviklingen av nye dyremodeller krever nøye vurdering av gyldigheten. I utformingen av disse ICSS-formidlede beslutningstakerne har vi derfor strengt forsøkt å verifisere ansiktet og konstruere gyldigheten, og for å fastslå sannsynligheten for prediktiv validitet.
Ansiktsgyldighet refererer til hvorvidt en test subjektivt synes å måle det tiltenkte fenomenet. Utformingen av hver ICSS-formidlet beslutningstaking var basert på nåværende protokoller ansatt hos mennesker for forsinkelse og sannsynlighet diskontering (Rasmussen et al., 2010; Leroi et al., 2013) og andre innsatsbaserte beslutningsoppgaver (Treadway et al., 2009; Buckholtz et al., 2010; Wardle et al., 2011). I mennesker er tiltak av kostnads / nyttebeslutning basert på å spørre enkeltpersoner om å velge mellom flere alternativer som er tilgjengelige med spesifikke uforutsetninger plassert på hvert valg (dvs. risiko, forsinkelse eller innsats). Vi etterligner dette scenariet ved å presentere rotter med to samtidig utvidede løfter, hvor et utvalg av enten spaken er forbundet med små eller større belønninger som også leveres under bestemte parametere av uforutsette forhold. Dermed demonstrerer hver av våre ICSS-formidlede beslutningsoppgaver ansiktets gyldighet.
Konstruksjonsgyldighet refererer til paradigmens evne til å nøyaktig vurdere hva den foreslår å måle. I risiko / belønning og forsinkelsesbasert beslutningsprosess reduseres preferansen for den store belønningen ettersom sannsynligheten for at leveransen senkes, eller forsinkelsen mot belønning er henholdsvis økt. I innsatsbasert beslutningsprosess viser individer første preferanse for høy innsats / stort belønningsalternativ når innsatsen forbundet med den store belønningen anses rimelig. Et skifte i forhold til lav innsats / liten belønning observeres når høy innsats ikke lenger er verdt energiforbruket. Det er godt dokumentert at gnagere utviser lignende mønstre av risiko / belønning, forsinkelsesbasert og innsatsbasert beslutningsprosess i forhold til mennesker (Rachlin et al., 1991; Buelow og Suhr, 2009; Jimura et al., 2009), og vi har observert disse profilene i hver av våre oppgaver (Rokosik og Napier, 2011, 2012; Tedford et al., 2012; Persons et al., 2013) (for eksempel se Figur 2).
Figur 2. Effekter av pramipexol på risiko / belønning beslutningsprosesser ved hjelp av en sannsynlighet diskonteringsoppgave. Kronisk (±) PPX reduserer diskontering i PD-lignende (A) og sham kontroll (B) rotter. Kort beskrivelse av oppgaven, PD-lignende (n = 11) og sham kontroll (n = 10) rotter ble trent i sannsynlighetsdiskonteringsoppgaven ved hjelp av ICSS. Muligheter forbundet med levering av den store forsterkeren (LR) ble presentert i en pseudo-randomisert rekkefølge. Når stabil oppførsel var observert, ble rotter behandlet kronisk med to ganger daglig injeksjoner av 2 mg / kg (±) PPX for 13 dager. Dataene ble samlet inn fra tidspunktet hvor vi observerte toppeffekten på den avsluttende behandlingsdagen (dvs. 6 etter injeksjon) og sammenlignet med forbehandlingens basislinje (BL). Vist er prosentvis utvalg av LR (dvs. fritt valgforhold) versus sannsynligheten for at LR ble levert. En to-veis rmANOVA med post hoc Newman-Keuls viste betydelige økninger i% utvalg av usikker, LR etter kronisk PPX behandling (*p <0.05) for både PD-lignende og falske rottegrupper. Selv om gruppegjennomsnittene indikerer en PPX-indusert økning i beslutninger om suboptimal risiko / belønning, viste to rotter i hver gruppe mindre enn 20% økning fra baseline ved laveste sannsynlighet testet; derfor syntes noen rotter å være ufølsomme overfor legemidlets evne til å modifisere sannsynlighetsdiskontering. Figur modifisert fra Rokosik og Napier (2012) og skrives ut med tillatelse fra utgiveren.
Prediktiv gyldighet refererer til evnen til modeller til å forutse fremtidige relasjoner, og vi utgjør at modellene våre kan brukes til å forutsi kapasiteten til nye farmakologiske behandlinger til å endre kostnads / nyttebeslutning. Ved å demonstrere proof-of-concept ved å replikere effekten av farmakologiske midler på beslutningsadferd som allerede er etablert hos mennesker, foreslår vi at modellene våre kan være effektive når det gjelder å forutsi hvordan andre legemidler kan formidle denne oppførselen i klinikken. . For eksempel viser en delmengde av pasienter med Parkinsons sykdom (PD) som blir behandlet med dopaminagonistterapier en økt forekomst av spilladferd (Weintraub et al., 2010) og økt diskontering i forsinkelsesbasert beslutningsprosess (Housden et al., 2010; Milenkova et al., 2011; Voon et al., 2011; Leroi et al., 2013; Szamosi et al., 2013). Dermed er vårt laboratorium utarbeidet for å modellere PD i rotter og studere effekten av pramipexol, en vanlig anvendt dopaminagonist forbundet med gamblingadferd (Weintraub et al., 2010), på kost / nytte beslutningsprosesser i rotte ved hjelp av sannsynligheten diskonteringsoppgave (risiko / belønning beslutningsprosesser) (Rokosik og Napier, 2012). For å gjøre dette ble rotter gjort "PD-lignende" ved selektiv lesjonering av dopaminerge terminaler innenfor dorsolaterale striatum av bilaterale infusjoner av 6-OHDA, mens kontrollrotter mottok infusjoner av 6-OHDA-kjøretøyet (Rokosik og Napier, 2012). Neuroner i dorsolateral striatum av bare de 6-OHDA-behandlede rotter viser en reduksjon i tyrosinhydroksylase (Rokosik og Napier, 2012), en markør av dopamin. PD-lignende rotter utviser motorforstyrrelser som ligner på mennesker med tidlig stadium PD, som kan reverseres doseavhengig av behandling med pramipexol. Dosen av pramipexol vi administrerte for å studere risiko / belønning ved beslutningstaking lindrer motoriske underskudd, og er dermed terapeutisk relevant (Rokosik og Napier, 2012). Selv om vi ikke finner noen forskjell i "risikabel" oppførsel mellom kontrollrotter og PD-lignende rotter, øker kronisk pramipexolbehandling utvalg av risikofylt LR i begge grupper av rotter når sannsynlighetene for levering var små (Tall 2A, B), hvilket indikerer at pramipexol fremkaller suboptimal risiko / belønning beslutningstaking. Disse dataene stemmer overens med studier som har vurdert effekten av pramipexol hos mennesker (Spengos et al., 2006; Pizzagalli et al., 2008; Riba et al., 2008). Likevel utlede vi den prediktive gyldigheten av våre gnagermodeller ved å indikere andre farmakologiske midler som kan mediere kostnads / nyttebeslutninger hos mennesker.
Vi har også testet mirtazapin, en atypisk anti-depressant, i den innsatsbaserte beslutningstaken. Behavioral avhengighet og rusmisbruk deler mange overlappende egenskaper, inkludert suboptimal beslutningstaking, og nye studier hos mennesker og ikke-menneskelige dyr illustrerer at mirtazapin er effektivt for å redusere atferd motivert av misbrukte rusmidler (f.eks. Opiater og psykostimulerende midler), selv de som er tilknyttet med tilbakefall i perioder med avholdenhet (for gjennomgang, se Graves et al., 2012). Data samlet fra vår ICSS-formidlede innsatsbaserte beslutningstaking viser at mirtazapin effektivt reduserte preferansen for høy innsats / LR, byttet til lav innsats / SR, noe som tyder på at mengden innsats som kreves for LR ikke lenger var verdt det, "eller at belønningsverdien til LR ble redusert (Persons et al., 2013). Disse resultatene tyder på at det kan være interessant å studere effekten av mirtazapin på suboptimal beslutningstaking i problemgymlere i klinikken.
konklusjonen
I sammendraget har vi brukt ICSS som en positiv forsterker i flere nye oppgaver designet for å måle separate, men likevel overlappende, aspekter av kostnads / nytte beslutningsprosesser som vises i problemgambling. Disse tiltakene kan brukes til å undersøke bidraget fra ulike neuroanatomiske substrater og nevrotransmittersystemer i problemgambling. ICSS-medierte oppgaver gir et levedyktig alternativ til matforsterkning i disse komplekse operantparadigmaene. Vi tror at gyldigheten av disse oppgavene indikerer at de kan hjelpe til med å undersøke narkotika for deres potensial til å indusere impulskontrollforstyrrelser, for eksempel problemgambling og for å identifisere stoffer som reduserer disse forstyrrelsene.
Interessekonflikt
Dr. Napier har mottatt forskningsstøtte fra National Institutes of Health, Michael J. Fox Foundation og National Center for Responsible Gaming. Dr. Napier har mottatt kompensasjon for følgende: Rådgivning for et ikke-for-profit helseopplæringssenter og for advokatkontorer i saker knyttet til avhengighet og impulskontrollforstyrrelser; snakker om avhengighet ved fellesskapets rådhusmøter, offentlige videregående skoler, fellesskapsbasert ikke-profitt og faglige møter i narkotikahowene; gi tilskudd vurderinger for National Institutes of Health og andre byråer; og faglige forelesninger og store runder. Dr. Napier er medlem av Illinois Alliance on Problem Gambling, og hun gir ekspertråd om medisinutvikling til Cures Within Research Foundation. Dr. Holtz, Dr. Persons, og Ms. Tedford erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller økonomiske forhold som kunne tolkes som en potensiell interessekonflikt.
Erkjennelsene
Dette arbeidet ble støttet av National Center for Responsible Gaming, Michael J. Fox Foundation, Daniel F. og Ada L. Rice Foundation, og USPHSGs NS074014 til T. Celeste Napier og DA033121 til Stephanie E. Tedford og T. Celeste Napier .
Referanser
Alessi, SM og Petry, NM (2003). Patologisk gambling alvorlighetsgrad er forbundet med impulsivitet i en forsinkelse diskontering prosedyre. Behav. prosesser 64, 345–354. doi: 10.1016/S0376-6357(03)00150-5
Bickel, WK, Jarmolowicz, DP, Mueller, ET, Koffarnus, MN og Gatchalian, KM (2012). Overdreven diskontering av forsinkede forsterkere som en trans-sykdomsprosess som bidrar til avhengighet og andre sykdomsrelaterte sårbarheter: fremvoksende bevis. Pharmacol Ther. 134, 287-297. doi: 10.1016 / j.pharmthera.2012.02.004
Bizo, LA, Bogdanov, SV og Killeen, PR (1998). Satiation forårsaker økt økning i instrumental respons. J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Prosess. 24, 439-452. doi: 10.1037 / 0097-7403.24.4.439
Buckholtz, JW, Treadway, MT, Cowan, RL, Woodward, ND, Li, R., Ansari, MS, et al. (2010). Dopaminerge nettverksforskjeller i menneskelig impulsivitet. Vitenskap 329, 532. doi: 10.1126 / science.1185778
Buelow, MT og Suhr, JA (2009). Konstruer gyldigheten av iowa gambling oppgaven. Neuropsychol. Rev. 19, 102-114. doi: 10.1007 / s11065-009-9083-4
Corbett, D. og Wise, RA (1980). Intrakranial selvstimulering i forhold til de stigende dopaminerge systemene i midbrainen: En flyttbar elektrode kartlegging studie. Brain Res. 185, 1–15. doi: 10.1016/0006-8993(80)90666-6
Crean, JP, de, WH og Richards, JB (2000). Belønning diskontering som et mål for impulsiv oppførsel i en psykiatrisk poliklinisk befolkning. Exp. Clin. Psychopharmacol. 8, 155-162. doi: 10.1037 / 1064-1297.8.2.155
Dai, Z., Harrow, SE, Song, X., Rucklidge, J. og Grace, R. (2013). Gambling, forsinkelse og sannsynlighet for rabatt hos voksne med og uten ADHD. J. Atten. Disord. doi: 10.1177 / 1087054713496461. [Epub foran utskriften].
Dixon, MR, Marley, J. og Jacobs, EA (2003). Forsinkelse diskontering av patologiske spillere. J. Appl. Behav. Anal. 36, 449-458. doi: 10.1901 / jaba.2003.36-449
Douglas, VI og Parry, PA (1994). Effekter av belønning og nonreward på frustrasjon og oppmerksomhet i oppmerksomhetsunderskuddsforstyrrelse. J. Abnorm. Child Psychol. 22, 281-302. doi: 10.1007 / BF02168075
Eubig, PA, Noe, TE, Floresco, SB, Sable, JJ og Schantz, SL (2014). Kjønnsforskjeller som følge av amfetamin hos voksne long-evans-rotter som utfører en forsinkelsesdiskonteringsoppgave. Pharmacol. Biochem. Behav. 118, 1-9. doi: 10.1016 / j.pbb.2013.12.021
Feja, M. og Koch, M. (2014). Ventral medial prefrontal cortex inaktivering forringer impulskontroll, men påvirker ikke forsinkelsesdiskontering hos rotter. Behav. Brain Res. 264, 230-239. doi: 10.1016 / j.bbr.2014.02.013
Graves, SM, Rafeyan, R., Watts, J. og Napier, TC (2012). Mirtazapin, og mirtazapin-lignende forbindelser som mulig farmakoterapi for rusmiddelforstyrrelser: bevis fra benken og sengetøyet. Pharmacol. ther. 136, 343-353. doi: 10.1016 / j.pharmthera.2012.08.013
Holt, DD, Green, L. og Myerson, J. (2003). Er diskontering impulsiv? Bevis fra tidsmessig og sannsynlig rabatt i gambling og ikke-gambling studenter. Behav. prosesser 64, 355–367. doi: 10.1016/S0376-6357(03)00141-4
Hosking, JG, Cocker, PJ og Winstanley, CA (2014). Dissociable bidrag fra anterior cingulate cortex og basolateral amygdala på en gnagere kostnad / nytte beslutningstaking oppgave av kognitive innsats. Neuropsychopharmacology 39, 1558-1567. doi: 10.1038 / npp.2014.27
Housden, CR, O'Sullivan, SS, Joyce, EM, Lees, AJ, and Roiser, JP (2010). Intakt belønningslæring, men forhøyet forsinkelsesdiskontering hos pasienter med Parkinsons sykdom med impulsiv-kompulsiv spektrumadferd. Neuropsychopharmacology 35, 2155-2164. doi: 10.1038 / npp.2010.84
Jimura, K., Myerson, J., Hilgard, J., Braver, TS og Green, L. (2009). Er folk virkelig mer tålmodige enn andre dyr? bevis fra menneskelig diskontering av reelle likvide belønninger. Psychon. Okse. Rev. 16, 1071-1075. doi: 10.3758 / PBR.16.6.1071
Johnson, PS, Madden, GJ, Brewer, AT, Pinkston, JW og Fowler, SC (2011). Effekter av akutt pramipexol på preferanse for gamblinglignende skjemaer for forsterkning hos rotter. Psykofarmakologi (Berl) 231, 11–18. doi: 10.1007/s00213-010-2006-5
Keesey, RE (1962). Forholdet mellom pulsfrekvens, intensitet og varighet og frekvensen for å reagere på intrakraniell stimulering. J. Comp. Physiol. psychol. 55, 671-678. doi: 10.1037 / h0049222
Koffarnus, MN, Newman, AH, Grundt, P., Rice, KC og Woods, JH (2011). Effekter av selektive dopaminergiske forbindelser på en forsinkelsesdiskonteringsoppgave. Behav. Pharmacol. 22, 300-311. doi: 10.1097 / FBP.0b013e3283473bcb
Kraplin, A., Dshemuchadse, M., Behrendt, S., Scherbaum, S., Goschke, T. og Buhringer, G. (2014). Dysfunksjonell beslutningstaking i patologisk gambling: mønster-spesifisitet og impulsivitetens rolle. Psykiatri Res. 215, 675-682. doi: 10.1016 / j.psychres.2013.12.041
Ledgerwood, DM, Alessi, SM, Phoenix, N., og Petry, NM (2009). Behavioral vurdering av impulsivitet hos patologiske spillere med og uten rusmiddelhistorie mot substansbruk i forhold til sunne kontroller. Drug Alcohol Depend. 105, 89-96. doi: 10.1016 / j.drugalcdep.2009.06.011
Leroi, I., Barraclough, M., McKie, S., Hinvest, N., Evans, J., Elliott, R. og McDonald, K. (2013). Dopaminerg påvirkning på utøvende funksjon og impulsiv oppførsel ved impulskontrollforstyrrelser ved Parkinsons sykdom. J. Neuropsychol. 7, 306-325. doi: 10.1111 / jnp.12026
Madden, GJ, Johnson, PS, Brewer, AT, Pinkston, JW og Fowler, SC (2010). Effekter av pramipexol på impulsivt valg i mannlige wistar rotter. Exp. Clin. Psychopharmacol. 18, 267-276. doi: 10.1037 / a0019244
Madden, GJ, Petry, NM og Johnson, PS (2009). Patologiske gamblers rabatt sannsynlighet belønner mindre bratt enn matchede kontroller. Exp. Clin. Psychopharmacol. 17, 283-290. doi: 10.1037 / a0016806
McCown, TJ, Napier, TC og Breese, GR (1986). Effekter av kronisk elektrodeimplantasjon på dopaminerge neuroner in vivo. Pharmacol. Biochem. Behav 25, 63–69. doi: 10.1016/0091-3057(86)90231-5
Mejia-Toiber, J., Boutros, N., Markou, A., og Semenova, S. (2014). Impulsivt valg og angstliknende oppførsel hos voksne rotter utsatt for kronisk intermitterende etanol i ungdomsårene og i voksen alder. Behav. Brain Res. 266, 19-28. doi: 10.1016 / j.bbr.2014.02.019
Michalczuk, R., Bowden-Jones, H., Verdejo-Garcia, A. og Clark, L. (2011). Impulsivitet og kognitive forvrengninger hos patologiske spillere som deltar i UK National Problem Gambling Clinic: en foreløpig rapport. Psychol. Med. 41, 2625-2635. doi: 10.1017 / S003329171100095X
Miedl, SF, Peters, J. og Buchel, C. (2012). Endrede neural belønning representasjoner i patologiske gamblere avslørt av forsinkelse og sannsynlighet diskontering. Arch. Gener. Psykiatri 69, 177-186. doi: 10.1001 / archgenpsychiatry.2011.1552
Milenkova, M., Mohammadi, B., Kollewe, K., Schrader, C., Fellbrich, A., Wittfoth, M., et al. (2011). Intertemporal valg ved Parkinsons sykdom. Mov. Disord. 26, 2004-2010. doi: 10.1002 / mds.23756
Minamimoto, T., La Camera, G. og Richmond, BJ (2009). Måling og modellering av samspillet mellom belønningsstørrelse, forsinkelse til belønning og satiation nivå på motivasjon i aper. J. Neurophysiol. 101, 437-447. doi: 10.1152 / jn.90959.2008
Olds, J. og Milner, P. (1954). Positiv forsterkning produsert ved elektrisk stimulering av septal-området og andre områder av rottehjerne. J. Comp. Physiol. psychol. 47, 419-427. doi: 10.1037 / h0058775
Papini, MR og Dudley, RT (1997). Konsekvenser av overraskende belønningsfeil. Rev. Gen. Psychol. 1, 175-197. doi: 10.1037 / 1089-2680.1.2.175
Personer, AL, Tedford, SE og Napier, TC (2013). "Prækliniske evalueringer av serotonergiske blandede-funksjonelle blandinger for behandling av gamblingforstyrrelser. program nr. 635.12, "i Neuroscience Meeting Planner (San Diego, CA: Society for Neuroscience).
Petry, NM (2011). Rabattering av probabilistiske belønninger er forbundet med gamblingavhold i behandlingssøkende patologiske spillere. J. Abnorm. psychol. 121, 151-159. doi: 10.1037 / a0024782
Pirch, JH, Napier, TC og Corbus, MJ (1981). Hjernestimulering som en indikator for hendelsesrelaterte potensialer i rottecortex: amfetaminvirkninger. Int. J. Neurosci. 15, 217-222.
Pizzagalli, DA, Evins, AE, Schetter, EC, Frank, MJ, Pajtas, PE, Santesso, DL, et al. (2008). Enkelt dose av en dopaminagonist svekker armeringslæring hos mennesker: Atferdsmessig bevis fra et laboratoriebasert mål for belønningsrespons. Psykofarmakologi (Berl) 196, 221–232. doi: 10.1007/s00213-007-0957-y
Rachlin, H., Raineri, A. og Cross, D. (1991). Subjektiv sannsynlighet og forsinkelse. J. Exp. Anal. Behav. 55, 233-244. doi: 10.1901 / jeab.1991.55-233
Rasmussen, EB, Advokat, SR, og Reilly, W. (2010). Prosent kroppsfett er relatert til forsinkelse og sannsynlighet for rabatt på mat hos mennesker. Behav. prosesser 83, 23-30. doi: 10.1016 / j.beproc.2009.09.001
Reynolds, B., Richards, JB, Horn, K., og Karraker, K. (2004). Forsinkelse diskontering og sannsynlighet diskontering som relatert til sigarettrøykstatus hos voksne. Behav. prosesser 65, 35–42. doi: 10.1016/S0376-6357(03)00109-8
Riba, J., Kramer, UM, Heldmann, M., Richter, S. og Munte, TF (2008). Dopaminagonist øker risikotaking, men blunter belønningsrelatert hjernevirkning. PLoS. EN 3: e2479. doi: 10.1371 / journal.pone.0002479
Rokosik, SL og Napier, TC (2011). Intrakranial selvstimulering som en positiv forsterker for å studere impulsivitet i et sannsynlighetsrabattparadigm. J. Neurosci. metoder 198, 260-269. doi: 10.1016 / j.jneumeth.2011.04.025
Rokosik, SL og Napier, TC (2012). Pramipexol-indusert økt sannsynlig diskontering: sammenligning mellom en gnagermodell av Parkinsons sykdom og kontroller. Neuropsychopharmacology 37, 1397-1408. doi: 10.1038 / npp.2011.325
Roll, JM, McSweeney, FK, Johnson, KS og Weatherly, JN (1995). Satiety bidrar lite til innen-økt reduksjoner i å svare. Lære. Motiv. 26, 323–341. doi: 10.1016/0023-9690(95)90018-7
Schuck-Paim, C., Pompilio, L. og Kacelnik, A. (2004). Statlige avhengige beslutninger forårsaker tilsynelatende brudd på rasjonalitet i dyrvalg. PLoS. Biol. 2: e402. doi: 10.1371 / journal.pbio.0020402
Spengos, K., Grips, E., Karachalios, G., Tsivgoulis, G. og Papadimitriou, G. (2006). Reversibel patologisk gambling under behandling med pramipexol. Nervenarzt 77, 958–960. doi: 10.1007/s00115-006-2128-5
St Onge, JR og Floresco, SB (2009). Dopaminerg modulering av risikobasert beslutningstaking. Neuropsychopharmacology 34, 681-697. doi: 10.1038 / npp.2008.121
Stopper, CM, og Floresco, SB (2011). Bidrag fra kjernen accumbens og dets underregioner til ulike aspekter av risikobasert beslutningstaking. Cogn. Påvirke. Behav. Neurosci. 11, 97-112. doi: 10.3758 / s13415-010-0015-9
Szamosi, A., Nagy, H. og Keri, S. (2013). Forsink diskontering av belønning og caudatkjernevolum hos individer med alfa-synuclein-gen duplisering før og etter utvikling av Parkinsons sykdom. Neurodegener. Dis. 11, 72-78. doi: 10.1159 / 000341997
Tedford, SE, Persons, AL, Chen, L., Rokosik, SL og Napier, TC (2012). "Intrakranial selvstimulering som den positive forsterkeren for å studere impulsivitet i et forsinket diskonteringsparadigme hos rotter. Program nr. 926.03, "i Neuroscience Meeting Planner (New Orleans, LA: Society for Neuroscience).
Tehovnik, EJ og Sommer, MA (1997). Effektiv spredning og timecourse for neurale inaktivering forårsaket av lidokaininjeksjon i ape cerebral cortex. J. Neurosci. metoder 74, 17–26. doi: 10.1016/S0165-0270(97)02229-2
Treadway, MT, Buckholtz, JW, Schwartzman, AN, Lambert, WE og Zald, DH (2009). Verdt 'EEfRT'? Innsatsutgiftene for belønningsoppgave som et objektivt mål på motivasjon og anhedoni. PLoS. EN 4: e6598. doi: 10.1371 / journal.pone.0006598
Trowill, JA, Panksepp, J., og Gandelman, R. (1969). En insentivmodell av givende hjerne stimulering. Psychol. Rev. 76, 264-281. doi: 10.1037 / h0027295
Voon, V., Sohr, M., Lang, AE, Potenza, MN, Siderowf, AD, Whetteckey, J., et al. (2011). Impulskontrollforstyrrelser i Parkinsons sykdom: en multicenter case-control studie. Ann. Neurol. 69, 986-996. doi: 10.1002 / ana.22356
Wardle, MC, Treadway, MT, Mayo, LM, Zald, DH og de, WH (2011). Forsterking: Effekter av d-amfetamin på menneskelig innsatsbasert beslutningstaking. J. Neurosci. 31, 16597-16602. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.4387-11.2011
Weintraub, D., Koester, J., Potenza, MN, Siderowf, AD, Stacy, M., Voon, V., et al. (2010). Impulskontrollforstyrrelser i Parkinsons sykdom: En tverrsnittsstudie av 3090-pasienter. Arch. Neurol. 67, 589-595. doi: 10.1001 / archneurol.2010.65
Klok, RA (1996). Vanedannende stoffer og hjernestimuleringsbelønning. Annu. Rev. Neurosci. 19, 319-340. doi: 10.1146 / annurev.neuro.19.1.319
Klok, RA (2005). Forebrain-underlag av belønning og motivasjon. J. Comp. Neurol. 493, 115-121. doi: 10.1002 / cne.20689
Wise, RA, Bauco, P., Carlezon, WA Jr., og Trojniar, W. (1992). Selvstimulerende og medisinske belønningsmekanismer. Ann. NY Acad. Sci. 654, 192-198. doi: 10.1111 / j.1749-6632.1992.tb25967.x
Wise, RA og Bozarth, MA (1981). Hjernesubstrat for forsterkning og selvbehandling av legemidler. Prog. Neuropsychopharmacol. 5, 467-474. doi: 10.1016 / 0364-7722 (81) 90028-X
Wise, RA og Rompre, PP (1989). Hjernedopin og belønning. Annu. Rev. Psychol. 40, 191-225. doi: 10.1146 / annurev.psych.40.1.191
Zeeb, FD, Robbins, TW og Winstanley, CA (2009). Serotonerg og dopaminerg modulering av gamblingadferd som vurdert ved hjelp av en roman rotte gambling oppgave. Neuropsychopharmacology 34, 2329-2343. doi: 10.1038 / npp.2009.62
Nøkkelord: cost / benefit beslutningsprosesser, diskontering, innsatsbasert beslutningstaking, gambling, intrakranial selvstimulering
Sitat: Tedford SE, Holtz NA, Personer AL og Napier TC (2014) En ny tilnærming til å vurdere gamblinglignende atferd i laboratorieroter: ved hjelp av intrakranial selvstimulering som positiv forsterker. Front. Behav. Neurosci. 8: 215. doi: 10.3389 / fnbeh.2014.00215
Mottatt: 06 mars 2014; Godta: 27 mai 2014;
Publisert på nettet: 11 June 2014.
Redigert av:
Patrick Anselme, Universitetet i Liège, Belgia
Anmeldt av:
Christelle Baunez, Centre National de la Recherche Scientifique, Frankrike
Yueqiang Xue, University of Tennessee Health Science Center, USA
;