Szybkie zdarzenia uwalniania dopaminy w jądrze półleżącym wczesnych młodych szczurów (2011)

Wprowadzenie

Uważa się, że wypalanie neuronów dopaminowych i wynikające z nich zdarzenia uwalniania dopaminy (znane jako transfery dopaminy) stanowią kluczowy sygnał uczenia się w mózgu (Schultz, 2007; Roesch i in., 2010), łączenie zewnętrznych nagród i wskazówek z zachowaniami apetycznymi. Przemijające dopaminy występują spontanicznie w kilku docelowych regionach dopaminy (Robinson i wsp., 2002) i są bardziej widoczne przy prezentacji nieoczekiwanych bodźców (Rebec i in., 1997; Robinson i Wightman, 2004), interakcji społecznych (Robinson i wsp., 2001; Robinson i wsp., 2002) i nagrody (Roitman i wsp., 2008). Szybkim zdarzeniom uwalniania dopaminy często towarzyszą zachowania apetyczne, takie jak zbliżanie się do innego szczura lub naciskanie dźwigni dla wzmocnienia (Robinson i wsp., 2002; Phillips i wsp., 2003; Roitman i wsp., 2004). Co więcej, neutralne sygnały, które normalnie nie wywołują stanów przejściowych dopaminy, mogą to zrobić, gdy są wielokrotnie łączone z nagrodą (Stuber i in., 2005b; Stuber i in., 2005a; Day i in., 2007), pokazując, że ten sygnał neuronowy podlega plastyczności indukowanej przez uczenie się. Co ważne, transfery dopaminy są wynikiem transmisji objętości i osiągają wysokie stężenia pozasynaptyczne, które mogą aktywować pozasynaptyczne receptory dopaminy o niskim powinowactwie (Wightman i Robinson, 2002). Tym samym transfery dopaminy wydają się funkcjonować jako mózgowy sygnał potencjalnej i ustalonej nagrody, która może kierować uwagę i ułatwiać zdobycie tej nagrody.

Mezolimbiczny układ dopaminy ulega dynamicznym zmianom w okresie dojrzewania u szczura. Na przykład, ekspresja receptorów dopaminy D1 i D2 w prążkowiu brzusznym zwiększa się od okresu przed dojrzewaniem do okresu dojrzewania (np. Andersen i wsp., 1997), z niektórymi badaniami sugerującymi, że wiązanie w okresie dojrzewania jest wyższe niż w wieku dorosłym (w przypadku odniesień i dyskusji patrz Doremus-Fitzwater i in., 2010; Wahlstrom i in., 2010b). Ponadto szybkości wystrzeliwania neuronów dopaminowych (McCutcheon i Marinelli, 2009) i podstawowe stężenia dopaminy (Badanich i in., 2006; Philpot i in., 2009) pokaż podobne krzywe w kształcie litery U, osiągające szczyt w okresie dojrzewania. Podczas gdy przemiany dopaminy nie zostały jeszcze zmierzone u dorastających szczurów, wzmocniono reakcje behawioralne na nowość (Douglas i in., 2003; Stansfield i Kirstein, 2006; Philpot i Wecker, 2008) i rówieśnicy (Warlińska i Włócznia, 2008) odnotowano u młodzieży i dorosłych szczurów.

Niniejsze badanie miało na celu dostarczenie pierwszych pomiarów stanów przejściowych dopaminy w jądrze półleżącym (NAc) dorastających szczurów i porównanie ich z tymi u dorosłych. Zastosowaliśmy cykliczną woltamperometrię szybkiego skanowania, technikę elektrochemiczną z przestrzenną i czasową rozdzielczością wymaganą do wykrywania stanów przejściowych dopaminy (Robinson i wsp., 2008). Zbadaliśmy uwalnianie dopaminy we wczesnym okresie dojrzewania (29 - 30 dni życia), biorąc pod uwagę, że szczury wykazują zwiększone poziomy wzajemnych oddziaływań społecznych w tym wieku w stosunku do późniejszego wieku młodzieńczego i dorosłego (Warlińska i Włócznia, 2008). W związku z tym mierzyliśmy przejściowe stężenia dopaminy podczas krótkich interakcji społecznych, a także na początku badania i podczas prezentacji nieoczekiwanych, nowych bodźców, które, jak doniesiono, wyzwalały przejściowe dopaminy u dorosłych szczurów (Robinson i Wightman, 2004).

Eksperymentalne procedury

Efekt

Do badania wykorzystano dwanaście młodych i dziesięć dorosłych szczurów. Trzy dorastające szczury nie zostały włączone z powodu trudności w operacji lub podczas woltamperometrii, a jeden dorosły szczur nie został włączony z powodu nieprawidłowego umieszczenia elektrody. Ponadto dane dotyczące interakcji społecznych od jednego nastolatka zostały odrzucone z powodu trudności woltamperometrycznych, które nie wpłynęły na inne prezentacje bodźców. Końcowe n były nastolatkami 9 i dorosłymi 9 do prezentacji bodźców oraz młodzieży 8 i dorosłych 9 do interakcji społecznych.

Przejścia dopaminowe przy prezentacji nieoczekiwanych bodźców

Następnie zbadaliśmy, czy transfery dopaminy są bardziej prawdopodobne przy nieoczekiwanej prezentacji bodźców u dorastających szczurów. Rysunek 1A pokazuje, że krótkie prezentacje bodźców zwiększały częstość przejściowych stanów dopaminy o 50% powyżej poziomów wyjściowych u dorosłych szczurów (kontrast Walda między dorosłymi a bodźcami, p <0.05), powtarzając poprzednią pracę (Robinson i Wightman, 2004). W przeciwieństwie do tego, częstość zdarzeń uwalniania dopaminy nie zmieniła się istotnie u dorastających szczurów (kontrast Walda między nastoletnimi wartościami wyjściowymi a bodźcami, p> 0.86). Porównując między grupami, wskaźniki wyjściowe nie różniły się (kontrast Walda dla bodźców dorastających i dorosłych, p> 0.19), podczas gdy współczynniki podczas prezentacji bodźców były wyższe u dorosłych szczurów (kontrast Walda dla bodźców dorastających i dorosłych, p <0.05). Dorosłe szczury miały większe prawdopodobieństwo, że uwalnianie dopaminy było ograniczone czasowo do bodźca: 8/9 dorosłych wykazywało uwalnianie dopaminy przy co najmniej jednej prezentacji bodźca, podczas gdy 6/9 nastolatków to robiło. Co więcej, dorosłe szczury, które wykazywały przejściowe przemiany dopaminy z blokadą czasową, robiły to przy 3.8 ± 0.4 bodźca (mediana 4), podczas gdy nastolatki, które wykazywały przejściowe objawy z zamknięciem czasowym, robiły to przy 2.3 ± 0.4 bodźca (mediana 2).

Rysunek 1

Zdarzenia uwalniania dopaminy u dorastających i dorosłych szczurów podczas prezentacji nieoczekiwanych bodźców. (A) U młodzieży szczurów częstość przejściowa dopaminy nie zmieniała się od dawek podstawowych podczas prezentacji bodźców. Natomiast częstotliwość dopaminy ...

Następnie ustaliliśmy, czy transjenty występujące podczas prezentacji bodźców były większe niż te podczas linii bazowej. Rysunek 1B przedstawia rozkład maksymalnych stężeń przejściowych stanów dopaminy. Analiza regresji wykazała, że ​​amplitudy nie różniły się między nastoletnimi i dorosłymi szczurami (kontrasty Walda, wszystkie wartości p> 0.05). U dorastających szczurów maksymalne stężenia substancji przejściowych podczas prezentacji bodźców nie różniły się istotnie od tych podczas wizyty początkowej. U dorosłych szczurów stężenia dopaminy były nieco wyższe podczas prezentacji bodźca, przesunięcie w prawo, które zbliżało się do poziomu istotności statystycznej (kontrast Walda między linią wyjściową dorosłych a bodźcami, p <0.06). Mediany i średnie stężenia przejściowych stężeń dopaminy opisano w Tabela 1.

Tabela 1

Maksymalne stężenia uwalniania dopaminy w jądrze półleżącym u dorastających i dorosłych szczurów.

Chociaż dane grupowe wskazywały, że zdarzenia uwalniania dopaminy były bardziej prawdopodobne przy nieoczekiwanych prezentacjach bodźców u dorosłych w porównaniu do dorastających szczurów, poszczególne wykresy ilustrują różnice między bodźcami, jak również w obrębie grup. Rysunek 1C pokazuje zmianę częstotliwości przejściowych dopamin podczas prezentacji bodźca w porównaniu z 4-min linii podstawowej poprzedzającej ten bodziec. U dorosłych bodźce różniły się skutecznością zwiększania szybkości przemijających dopaminy; są one uszeregowane od najbardziej do najmniej skutecznych w następujący sposób: przemiany dopaminy występowały przy 208% dawek podstawowych przy zapachu kokosa; 184% w tonie; 161% w zapachu cytryny; 142% przy białym szumie; i 91% przy zgaszeniu światła. U dorastających szczurów bodźce były ogólnie mniej skuteczne w wywoływaniu stanów przejściowych dopaminy; są one uszeregowane od najbardziej do najmniej skutecznych w następujący sposób: przejściowe stężenia dopaminy występowały przy 158% dawek podstawowych przy tonie; 127% w zapachu cytryny; 123% przy zapachu kokosa; 84% przy białym szumie; i 23% przy zgaszeniu światła.

Niemniej jednak, Rysunek 1C wykazuje wyraźną indywidualną zmienność w emitowaniu odpowiedzi dopaminowej na poszczególne bodźce w każdej grupie wiekowej. Aby ustalić, czy ta zmienność neurochemiczna była związana ze zmiennością behawioralną, ocenialiśmy każdego szczura na ruch związany z prezentacją bodźca, jak pokazano na Tabela 2 (jeden dorosły szczur został wykluczony z tej analizy z powodu częściowej utraty zapisu wideo). Następnie użyliśmy nieparametrycznej korelacji Spearmana do porównania behawioralnych i dopaminergicznych odpowiedzi na bodźce w każdej grupie wiekowej. Okazało się, że częstość przejściowych stanów dopaminy nie była skorelowana z aktywacją behawioralną w żadnej grupie wiekowej przy jakimkolwiek bodźcu, niezależnie od tego, czy bodziec był analizowany indywidualnie, czy jako grupa (dane nieprzedstawione, wszystkie wartości p> 0.05), co wskazuje, że a odpowiedzi neurochemiczne na bodźce nie były bezpośrednio powiązane. Ponadto, wyniki behawioralne szczurów, które nie emitowały żadnych przejściowych stanów dopaminy, ograniczonych czasowo do prezentacji bodźca (3/9 nastolatków i 1/9 dorosłych) całkowicie pokrywały się z wynikami behawioralnymi szczurów, które wykazywały przejściowe objawy dopaminy. Jednak porównanie odpowiedzi behawioralnych między grupami wiekowymi ujawniło, że nastolatki jako grupa wykazywały znacznie mniejszy ruch przy nieoczekiwanej prezentacji bodźca niż dorosłe szczury (test Manna-Whitneya, p <0.05).

Tabela 2

Wyniki behawioralne dla młodzieży i dorosłych szczurów podczas prezentacji nieoczekiwanych bodźców (0 = brak ruchu; 1 = wąchanie / ruch głowy; 2 = ruch orientacji / przestraszenie; 3 = ruch).

Przejścia dopaminowe podczas interakcji społecznych

Następnie zmierzyliśmy uwalnianie dopaminy podczas 60-sekundowej interakcji z innym samcem szczura. W przeciwieństwie do prezentacji bodźców pozasocjalnych, analiza regresji wykazała, że ​​przemiany dopaminy znacznie wzrosły w stosunku do wartości wyjściowej podczas pierwszej interakcji z innym szczurem, zarówno u szczurów dorastających, jak i dorosłych. Średni odsetek przemijających zwiększył się 3-krotnie w stosunku do wartości wyjściowej, z 1.0 ± 0.3 do 3.0 ± 0.9 przypadków przejściowych / min u dorastających szczurów (kontrast Walda między początkową a interakcją, p <0.05) i od 2.0 ± 0.5 do 7.3 ± 1.3 dorośli (kontrast Walda między wartością wyjściową dla dorosłych a interakcją, p <0.001). Dziesięć minut później podczas drugiej interakcji z tym samym szczurem mierzono uwalnianie dopaminy. U dorosłych wzrost przemijającej częstości dopaminy nie był już istotny (p> 0.32); chociaż średni wskaźnik stanów przejściowych wzrósł z 1.8 ± 0.5 do 3.7 ± 1.3 stanów przejściowych / min, zmiana ta była bardziej zmienna u szczurów. Natomiast młodzież wykazywała taki sam wzrost przejściowych stanów dopaminy podczas drugiej prezentacji, jak podczas pierwszej, od 0.8 ± 0.2 do 3.1 ± 0.9 stanów przejściowych / min (p <0.01). Dane poszczególnych szczurów według grup i odcinków są pokazane w Rysunek 2A.

Rysunek 2

Zdarzenia uwalniania dopaminy u dorastających i dorosłych szczurów podczas krótkiej interakcji z dopasowanym rozmiarem szczurem. (A) Przemijające dopaminy były częstsze zarówno u nastolatków, jak i dorosłych szczurów podczas pierwszej interakcji z innym szczurem („Szczur”) w porównaniu z ...

Zbadaliśmy, czy różnice w zachowaniu podczas pierwszego i drugiego epizodu interakcji mogą wyjaśniać brak wzrostu uwalniania dopaminy u dorosłych szczurów podczas drugiej interakcji. Tabela 3 pokazuje czas spędzony na badaniach społecznych i poruszaniu się podczas 45-sekundowego okresu ocenianej interakcji. W tej eksperymentalnej komorze (powierzchnia podłogi 21 × 21 cm) dorastające szczury spędzały mniej czasu w aktywnych interakcjach społecznych (2-kierunkowa powtarzana analiza ANOVA: efekt główny grupy, p <0.05) i więcej czasu na lokomocję ( mierzy ANOVA: główny efekt grupy, p <2) niż dorosłe szczury. Jednak zaobserwowaliśmy, że dorastające szczury miały więcej miejsca na oddalenie się od siebie, podczas gdy większe dorosłe szczury częściej znajdowały się w fizycznej bliskości. W związku z tym krytyczne porównania polegały na sparowanych testach t, ​​aby porównać zachowanie w obrębie grupy podczas pierwszego i drugiego okresu interakcji. Analizy te nie wykazały różnic w zachowaniu między pierwszym a drugim okresem interakcji w żadnej z grup wiekowych (wszystkie wartości p> 0.05). Co więcej, ani bezwzględna częstość przejściowych stanów dopaminy, ani zwiększona częstość w stosunku do wartości wyjściowych nie korelowały z interakcjami społecznymi lub lokomocją podczas okresu interakcji (dane nieprzedstawione, wszystkie wartości p> 0.05).

Tabela 3

Czas (y) spędzony na badaniu społecznym i poruszaniu się podczas interakcji z innym szczurem.

Maksymalne stężenie przejściowych dopaminy podczas interakcji z innym szczurem porównano ze stężeniami podczas linii podstawowej. W tej analizie zebrano dane z obu epizodów interakcji, aby zwiększyć moc statystyczną. Rysunek 2B pokazuje, że dystrybucja przejściowej amplitudy dopaminy została przesunięta w kierunku zdarzeń większego uwalniania zarówno u szczurów dorastających, jak i dorosłych podczas interakcji specyficznych; średnie i średnie amplitudy są wymienione w Tabela 1. Ponieważ interakcje społeczne mogą powodować hałas związany z ruchem w sygnale woltamperometrycznym, zbadaliśmy również poziomy hałasu i stwierdziliśmy, że były one rzeczywiście wyższe podczas epizodów interakcji zarówno u dorosłych, jak i dorastających szczurów (kontrast Walda między linią bazową a interakcją, p <0.05 dla każdej grupy ). Niemniej jednak stosunki sygnału do szumu nie różniły się między grupami (Tabela 1: Walda kontrastuje, wszystkie wartości p> 0.05), co sugeruje, że problemy z hałasem nie miały wpływu na różnice w wynikach między dorastającymi a dorosłymi szczurami.

Wszystkie nagrania zostały wykonane w rdzeniu NAc, jak pokazano na Rysunek 3.

Rysunek 3

Miejsca zapisu dopaminergicznego w jądrze półleżącym rdzenia dorastających i dorosłych szczurów, pokazane na reprezentatywnych plasterkach koronalnych w 1.2 i 1.6 mm przed bregma (zaadaptowane z Paxinos i Watson, 1986).

Dyskusja

Neurotransmisja dopaminy jest kluczem do wielu aspektów zmotywowanych zachowań, w tym istotności bodźców, przewidywania nagrody i ułatwień behawioralnych. Ponieważ zmotywowane zachowanie różni się między nastolatkami i dorosłymi, w niniejszym badaniu zbadano szybkie uwalnianie dopaminy u wcześniaków u szczurów w porównaniu z dorosłymi. Podajemy, że podczas gdy częstości podstawowe przemijających dopamin nie różnią się znacząco między dwiema grupami wiekowymi, przemijające reakcje na nieoczekiwane bodźce są mniejsze u dorastających szczurów w porównaniu z dorosłymi. W przeciwieństwie do tego, zarówno częstotliwość, jak i amplituda stanów przejściowych dopaminy wzrasta w obu grupach wiekowych w interakcji z innym szczurem; jednakże zmiana częstotliwości przyzwyczajenia u dorosłych, ale nie u młodzieży podczas drugiej prezentacji szczura partnera. Zatem szybkie zdarzenia uwalniania dopaminy przy prezentacji bodźców różnią się u dorastających szczurów w porównaniu z dorosłymi, a ta różnica fizjologiczna może być związana z zależnymi od wieku różnicami w przetwarzaniu bodźców społecznych i niesocjalnych.

Zarówno częstości, jak i amplitudy przejściowych dopamin w rdzeniu NAc były podobne u samców szczurów we wczesnym okresie dojrzewania (wiek 29 - dni 30) i dorosłości (wiek 71 - dni 72). Wyniki te są zgodne z zapisami elektrofizjologicznymi neuronów dopaminowych u znieczulonych szczurów. Szybkość wystrzeliwania neuronów dopaminowych wzrasta od urodzenia do połowy późnego okresu dojrzewania, a następnie maleje w okresie dorosłości (Pitts i in., 1990; Tepper i in., 1990; Lavin i Drucker-Colin, 1991; Marinelli i in., 2006; McCutcheon i Marinelli, 2009), z maksymalną aktywnością występującą w okresie dojrzewania od połowy do późnego. W rzeczy samej, McCutcheon i Marinelli (2009) stwierdzili, że podstawowe szybkości wypalania są podobne we wczesnym wieku młodzieńczym i wieku dorosłych, do których skierowano niniejsze badanie, a dane sugerują, że wskaźniki rozerwania neuronów są również podobne, ponieważ transfery dopaminy powstają w wyniku rozerwania neuronów dopaminowych (Suaud-Chagny i in., 1992; Sombers i in., 2009). Warto zauważyć, że dorastające szczury wykazywały zmienność podstawowej częstotliwości przemijających dopamin, od miejsc z kilkoma do bez spontanicznych przemian do miejsc z kilkoma na minutę. Odkrycie to jest podobne do „gorących” i „zimnych” stron rejestrowanych u dorosłych (Robinson i wsp., 2009; Robinson i Wightman, 2007; Wightman i in., 2007) i może odzwierciedlać zmienność szybkości wybuchu neuronów dopaminowych (Hyland i in., 2002). Zgodnie z szybkościami wypalania, badania mikrodializy wykazały wzrost poziomu dopaminy w późniejszym okresie dojrzewania (wiek 45) w porównaniu z wczesnym okresem dojrzewania lub dorosłości (Badanich i in., 2006; Philpot i in., 2009). Tak więc, podczas gdy nasze odkrycia dostarczają pierwszej oceny dawek podstawowych przemian dopaminy między dorastającymi i dorosłymi szczurami, potrzeba więcej punktów czasowych w tym dynamicznym okresie rozwojowym, ponieważ przejściowe dopaminy mogą być bardziej widoczne w okresie późnej młodości.

Zgodnie z naszym poprzednim raportem (Robinson i Wightman, 2004), stwierdziliśmy, że częstotliwość przejściowych dopamin zwiększała się przy nieoczekiwanym przedstawieniu bodźców u dorosłych samców szczurów, często zablokowanych w czasie do początkowej prezentacji bodźca. W pierwszym badaniu przedstawiliśmy bodźce zapachowe i bodźce słuchowe podobne do stosowanych tutaj; w obu badaniach bodźce te zwiększały częstość stanów przejściowych dopaminy w NAc powyżej dawek podstawowych, co interpretowano jako neurochemiczny sygnał potencjalnego nasilenia bodźców dla zwierzęcia. Jednakże wzrost przejściowej częstotliwości dopaminy w odpowiedzi na nieoczekiwaną prezentację bodźców obserwowanych u dorosłych nie był niezawodnie obecny w rdzeniu NAc wczesnych nastolatków szczurów, a młodzież jako grupa wykazywała mniej behawioralną odpowiedź na bodźce niż dorośli. Chociaż fazowa aktywacja neuronów dopaminergicznych nie jest skorelowana ze specyficznymi ruchami motorycznymi, rodzaje bodźców, które mają tendencję do promowania strzelania impulsowego i stanów przejściowych dopaminy, często wywołują aktywację behawioralnąNishino i wsp., 1987; Romo i Schultz, 1990; Robinson i wsp., 2002). Zatem, niniejsze odkrycia wskazują na różnicę rozwojową w reakcji dopaminergicznej i behawioralnej na ten typ nowej prezentacji bodźca, która może być spowodowana brakiem istotności tych bodźców dla dorastających szczurów. Co ważne, zmniejszona behawioralna reakcja na bodźce nie była po prostu zmniejszeniem zdolności do poruszania się (być może ze względu na uwięzi lub woltamperometryczną scenę), ponieważ dorastające szczury wykazywały zarówno lokomocję, jak i zachowania ukierunkowane społecznie podczas interakcji społecznych. Co więcej, nie było związku między reakcją behawioralną a częstością przemijających dopamin na bodźce, gdy analizowano je na poszczególnych szczurach w każdej grupie wiekowej. Względna niewrażliwość na nieoczekiwane, nowe bodźce znalezione w niniejszym badaniu kontrastuje z wcześniejszymi ustaleniami, że dorastające szczury często wykazują wyższy poziom eksploracji nowych środowisk i nowych przedmiotów niż dorośli (np. Douglas i in., 2003; Stansfield i Kirstein, 2006; Philpot i Wecker, 2008), przy czym eksploracja nowego obiektu wykazała szczyt u szczurów w połowie okresu dojrzewania (35 - 36 dni życia, Spear i in., 1980). Konieczne byłyby dodatkowe badania w celu określenia ontogenetycznych różnic między aktywacją behawioralną a jednoczesnymi zdarzeniami uwalniania dopaminy indukowanymi krótkimi prezentacjami stosowanymi w niniejszym dokumencie w porównaniu z reakcjami na nowe środowiska i statycznymi, nowymi obiektami umieszczonymi w znanych środowiskach, tak jak w poprzednich badaniach.

Zarówno częstotliwość, jak i amplituda przejściowych dopamin w rdzeniu NAc niezawodnie wzrastały podczas krótkiej interakcji z innym szczurem zarówno w grupie młodzieży, jak i dorosłej. Zgodnie z naszym poprzednim raportem (Robinson i wsp., 2002), odpowiedź dopaminergiczna przyzwyczaiła się u dorosłych szczurów podczas drugiej prezentacji szczura specyficznego. W przeciwieństwie do tego, zwiększona częstość stanów przejściowych dopaminy utrzymywała się u dorastających szczurów. Ten brak przyzwyczajenia może odzwierciedlać zwiększoną nagrodę związaną z interakcją społeczną u młodzieży i dorosłych szczurów (np. Douglas i in., 2004). Rzeczywiście, aktywność społeczna okazała się osiągać szczyt we wczesnym okresie dojrzewania w porównaniu z późniejszym okresem dojrzewania i dorosłością, efekt ten jest większy, gdy szczury są trzymane w izolacji przez dni przed badaniem (Varlinskaya & Spear, 2008), jak zrobiono w niniejszym badaniu. Co ciekawe, dwie grupy wiekowe różniły się ogólną ilością aktywności społecznej w stosunku do ogólnej lokomocji. Podczas gdy poprzednie raporty wskazują, że dorastające szczury żyjące w izolatach wykazują więcej zachowań społecznych i poruszania się niż dorośli podczas odrębnych prób interakcji społecznych, przy czym efekty te są szczególnie wyraźne wśród wczesnych nastolatków (Varlinskaya & Spear, 2008), stwierdziliśmy, że lokomocja była wyższa, a zachowania kierowane przez społeczeństwo były niższe we wczesnej młodzieży, którą testowaliśmy w porównaniu z ich dorosłymi odpowiednikami. Może to być spowodowane rozmiarem aparatu: w 21 × 21 cm większe dorosłe szczury były bardziej narażone na bliskość partnera konspecjalnego niż mniejsze dorastające szczury, co czyni kontakt społeczny prawie nieunikniony dla tych dorosłych zwierząt. Ponadto, posiadanie tylko testowanego szczura na uwięzi może mieć wpływ na jego repertuar behawioralny podczas interakcji społecznych. Wreszcie, krótki okres interakcji (60) użyty w niniejszym opisie rejestruje tylko początkowe interakcje, które mogą powodować różne wzorce zachowań społecznych związanych z wiekiem w porównaniu z dłuższymi okresami interakcji (270-600 s) zwykle używanymi w odniesieniu do interakcji społecznych gryzoni (na przykład, Varlinskaya & Spear, 2008; Glenn i in., 2003).

Interakcje społeczne mogą wywoływać szum związany z ruchem, ponieważ zespół sceny dotyka ściany komory lub innego szczura, co może prowadzić do niedoszacowania przejściowej częstotliwości dopaminy podczas interakcji społecznych. Co ważne, poziomy sygnału do szumu nie różniły się między grupami wiekowymi lub między pierwszym i drugim okresem interakcji, co wskazuje, że utrzymujący się wzrost przejściowej częstotliwości dopaminy obserwowany u dorastających szczurów podczas drugiego okresu interakcji nie był artefaktem związanym z hałasem. Podobnie, zachowania badawcze i ruchowe były zasadniczo takie same podczas obu interakcji w każdej grupie wiekowej, więc różnice behawioralne również nie wyjaśniają różnicy w przyzwyczajeniu odpowiedzi dopaminergicznej między szczurami dorastającymi i dorosłymi. Rzeczywiście, w naszym poprzednim badaniu (Robinson i wsp., 2002), zaobserwowano, że dorosłe szczury wykazywały bardziej intensywne, społecznie ukierunkowane zachowania podczas drugiej interakcji z partnerem szczura, pomimo emitowania mniejszej ilości przejściowych dopamin, co sugeruje, że przejściowe dopaminy nie są konieczne do promowania zachowań kierowanych przez partnera. Jeśli transfery dopaminy są interpretowane jako sygnały przewidywania nagrody (Schultz i Dickinson, 2000; Schultz, 2007; Roesch i in., 2010) przyzwyczajenie się zdarzeń uwalniania dopaminy u dorosłych do powtarzających się prezentacji partnerów może odzwierciedlać spadek nagrody lub większą przewidywalność drugiej prezentacji, a utrzymywanie się uwalniania dopaminy u dorastających szczurów może odzwierciedlać zwiększoną nagrodę lub zaskoczenie powtarzanej interakcji z partnerem .

Mezolimbiczny układ dopaminowy bierze udział w zachowaniach apetytowych i zdobywaniu nagród (recenzje, patrz Depue i Iacono, 1989; Panksepp, 1998; Depue i Collins, 1999; Ikemoto i Panksepp, 1999; Schultz i Dickinson, 2000; Schultz, 2007). Ponieważ kilka aspektów tego szlaku dopaminowego ulega dynamicznym zmianom w okresie dojrzewania, nie jest zaskakujące, że reakcje behawioralne i neurochemiczne na nagrody i nowe bodźce, które mogą dobrze przewidywać nagrody, są również dynamiczne (w przypadku recenzji patrz Chambers i in., 2003; Ernst i in., 2009; Wahlstrom i in., 2010b; Wahlstrom i in., 2010a). Nasze odkrycie, że reakcja dopaminergiczna na interakcję społeczną nie przyzwyczaiła się u wcześniaków, jest zgodne z wieloma badaniami, które udokumentowały zwiększoną wrażliwość na nagrody w okresie dojrzewania, w tym nagrodę społeczną i lekową (za przegląd i odniesienia, patrz Doremus-Fitzwater i in., 2010; Włócznia i Varlinskaya, 2010). Nowe bodźce są również najistotniejsze i mogą wywołać uwalnianie dopaminy i ułatwienie zachowania, ponieważ mogą przewidzieć nagrodę lub zagrożenie; jednak nie zaobserwowaliśmy zwiększonego uwalniania dopaminy do krótkiej prezentacji nowych bodźców u wcześniaków. Zatem niniejsze badanie mogło próbkować uwalnianie dopaminy w czasie rozwoju (wczesna adolescencja), podczas którego wrażliwość na nagrody społeczne jest optymalna, ale reakcja na nowość nie jest optymalna. Interpretacja ta prowadzi do szeregu dalszych badań, w tym badania uwalniania dopaminy do nowych i społecznych bodźców w kolejnych punktach czasowych w okresie dojrzewania. Planujemy również zbadać uwalnianie dopaminy podczas jawnego uczenia się cue-nagrody (np. Warunkowanie Pavlovianem), aby określić, czy typy prezentacji bodźców stosowane tutaj, takie jak światło lub zapach, mogą wywołać odpowiedź dopaminergiczną u dorastających szczurów, gdy przewidują nagrodę (Day i in., 2007; Roesch i in., 2007).

Podsumowując, szybkie zdarzenia uwalniania dopaminy lub przejściowe dopaminy ulegają różnej ekspresji we wczesnej adolescencji w porównaniu z dorosłością. Podczas gdy częstości i stężenia transjentów były podobne na początku badania, obserwowaliśmy mniejszą aktywację uwalniania dopaminy przez nieoczekiwane, niesocjalne bodźce i bardziej trwałą aktywację przez bodźce społeczne u dorastających szczurów w porównaniu z dorosłymi. Te różnice w zdarzeniach uwalniania dopaminy prawdopodobnie przyczyniają się do różnic rozwojowych w wrażliwości na sygnały i nagrody, w szczególności nagrody społeczne. Warto wykorzystać te wyniki, oceniając więcej punktów czasowych w okresie dorastania, a także monitorując uwalnianie dopaminy podczas wyraźnego uczenia się związanego z nagrodą.

Podziękowanie

Skróty

Referencje