Sursă
Departamentul de Biologie Celulară, Universitatea din Cincinnati, Cincinnati, Ohio, SUA.
Abstract
FUNDAL:
O incapacitate de a inhiba comportamentele odată ce devin maladaptive este o componentă a mai multor boli psihiatrice, iar cortexul prefrontal medial (mPFC) a fost identificat ca un mediator potențial al inhibării comportamentale. Studiul actual a testat dacă mPFC este implicat în inhibarea comportamentului sexual atunci când este asociat cu rezultate aversive.
METODE:
Utilizarea șobolanilor masculi, efectele leziunilor din zonele infralimbice și prelimbice ale mPFC asupra exprimării comportamentului sexual și capacitatea de a inhiba împerecherea au fost testate utilizând o paradigmă a aversiunii copulației-contingente.
REZULTATE:
Mediunile leziunilor cortexului prefrontal nu au modificat expresia comportamentului sexual. În contrast, leziunile mPFC au blocat complet achiziționarea condiționării față de aversiunea sexuală și animalele lezate au continuat să se îmbine, spre deosebire de inhibiția comportamentală robustă față de copulație la animalele de sex masculin intacte mPFC, rezultând doar un procent de 22% din animalele masculi intacte care continuă să se îmbine. Cu toate acestea, șobolanii cu leziuni mPFC au fost capabili să formeze o preferință a locului condiționat față de recompensa sexuală și aversiunea condiționată pentru clorura de litiu, sugerând că aceste leziuni nu au modificat învățarea asociativă sau sensibilitatea pentru clorura de litiu.
CONCLUZII:
Studiul actual indică faptul că animalele cu leziuni de mPFC sunt probabil capabile să formeze asociații cu rezultate aversive ale comportamentului lor, dar nu au capacitatea de a suprima căutarea recompensei sexuale în fața consecințelor aversive. Aceste date pot contribui la o mai bună înțelegere a unei patologii comune care stă la baza tulburărilor de control al impulsurilor, deoarece comportamentul sexual compulsiv are o prevalență ridicată a comorbidității cu tulburări psihiatrice și boala Parkinson.
INTRODUCERE
Cortexul prefrontal medial (mPFC) este implicat în numeroase funcții de ordin superior ale sistemului nervos mamifer, incluzând reglarea excitației emoționale, a comportamentelor asemănătoare anxietății, precum și flexibilitatea comportamentală și luarea deciziilor (1-5). Se consideră că decizia bazată pe recompensă este controlată de un circuit neuronal compus din mPFC, amigdala și striatum (6) în care mPFC acționează ca un controler "de sus în jos" al acestui proces (7,8). O caracteristică centrală a deciziei bazate pe recompense este capacitatea de a urmări relațiile "răspuns-rezultat" în timp (9). În acest fel, atunci când consecințele asociate unei acțiuni comportamentale devin nefavorabile, frecvența acestor acțiuni scade. Aceasta are ca rezultat o adaptare comportamentală pozitivă, iar acest răspuns depinde de funcția mPFC intactă (8, 10). O incapacitate de a modifica acțiunile comportamentale odată ce acestea conduc la consecințe adverse este un simptom comun pentru o varietate de tulburări de dependență (11-15).
Comportamentul sexual al bărbatului în comportamentul masculin este un comportament natural bazat pe recompense, în care relațiile răspuns-rezultat sunt monitorizate pentru a atinge obiectivul de copulare (16). Cu toate acestea, șobolanii masculi se abțin de la copulație când comportamentul sexual este asociat cu stimulul aversiv clorură de litiu (LiCl, 17, 18). activitatea mPFC a fost corelată cu comportamentul sexual masculin la rozătoare (19-25) și oameni (26). Totuși, rolul exact al mPFC în comportamentul sexual rămâne neclar. Scopul prezentului studiu a fost acela de a caracteriza efectele leziunilor mPFC asupra exprimării comportamentului sexual și de a obține inhibarea comportamentală față de comportamentul sexual la șobolani folosind un model de aversiune a copulației-contingente. Leziunile au inclus nucleele infralimbice (IL) și prelimbic (PL) ale mPFC, deoarece aceste subregiuni s-au dovedit a fi proiectate în zonele creierului implicate în reglarea comportamentului sexual (20). Rezultatele din acest studiu arată că funcția mPFC intactă nu este necesară pentru exprimarea normală a comportamentului sexual. În schimb, rezultatele susțin ipoteza că mPFC reglementează executarea inhibiției comportamentale față de comportamentul sexual, odată ce acest comportament este asociat cu rezultate aversive.
MATERIALE SI METODE
animale
Șobolani masculi adulți (250-260 grame) Șobolani Sprague Dawley, obținuți din laboratoarele Harlan (Indianapolis), au fost adăpostiți individual într-o încăpere luminată artificial într-un ciclu invers / întuneric (12: 12 h, ° F. Alimentele și apa erau disponibile în orice moment. La toate testele de împerechere, s-au folosit șobolani spraciști Sprague Dawley primeri (10-72 grame) cu estrogen capsulat sc silastic cu 5% 17-beta-estradiol benzoat) și progesteron (injecție sc xNUMX pg în 500 ml de ulei de susan) a început patru ore după debutul perioadei întunecate, iar comportamentul a fost efectuat într-o colivie de testare din plexiglas dreptunghiulară (0.1 × 210 × 225 cm) sub iluminare roșie dim. Toate procedurile au fost aprobate de Comitetul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de la Universitatea din Cincinnati, Comitetul de îngrijire a animalelor din cadrul Universității din Western Ontario, și au fost conforme cu orientările NIH și CCAC care implică cercetări în animale vertebrate.
Chirurgia leziunilor
Animalele au fost anesteziate cu o doză 1-ml / kg (87 mg / kg de ketamină și 13 mg / kg de xilazină). Animalele au fost plasate într-un aparat stereotaxic (instrumente Kopf, Tujunga, CA SUA), sa făcut o incizie pentru a expune craniul și au fost forate găuri deasupra locurilor de injectare folosind un burghiu dremmel (Dremmel, SUA). Acidul ibotenic (0.25μl, 2% în PBS) a fost infuzat bilateral folosind două injecții la coordonate dorsoventrale diferite, fiecare într-o perioadă de 1.5 minute utilizând o seringă 5μl Hamilton la următoarele coordonate relative la Bregma (cu orb nivelat orizontal): Pentru PL și IL leziuni: AP = 2.9, ML = 0.6, DV = -5.0 și -2.5. Ameliorările leziunilor au fost efectuate utilizând aceleași metode, dar utilizând injecții cu vehicul (PBS). Toate animalele au fost lăsate să se recupereze pentru 7-10 zile înainte de testarea comportamentală.
Amenajări
Exprimarea comportamentului sexual
Leziunile PL și IL s-au efectuat la animale care nu au fost încă naivi înainte de operație. După recuperare, animalele au fost lăsate să se îmbine o dată pe săptămână până la afișarea unei singure ejacule, timp de patru săptămâni consecutive după operație. Diferențele în parametrii sexuali (adică latențele la montare, intromisiunea, ejacularea și numărul de suporturi și intromisiuni) în cadrul fiecărui experiment au fost analizate utilizând un factor unic cu ANOVA cu intervenție chirurgicală a leziunilor. S-au efectuat comparații post hoc utilizând testele Fishers PLSD, toate cu nivele de semnificație 5%.
Elevii Plus Maze Experiments
Animalele cu leziuni sau tratamente simulate au fost testate pe labirintul plus plus (EPM). Acest test a fost efectuat la cinci săptămâni după operație și la o săptămână după ultima ședință de împerechere. EPM a fost realizat din plexiglas transparent și a constat din patru brațe de lungime egală care se extindeau de la o arenă centrală care forma forma unui semn plus. Două brațe ale labirintului erau deschise mediului exterior, iar celelalte două brațe ale labirintului erau închise de căile întunecate (40 înălțime) care se întindea de-a lungul întregii lungimi a brațului. Frontierele dintre zona centrală și brațe au fost definite de benzi albe pe brațele situate 12cm din mijlocul labirintului. Testele EPM au fost efectuate în condiții de lumină slabă, 1-4 ore după debutul perioadei întunecate. Diferențele dintre animalele înșelătoare și animalele lezate au fost determinate utilizând testele t-elev cu nivel de semnificație 5%.
Aversiunea sexuală condiționată
Șobolanii de sex masculin au fost supuși la trei sesiuni de împerechere pentru a obține experiență sexuală înainte de leziune sau operație falsă. Animalele care au prezentat o ejaculare în timpul a cel puțin două din cele trei teste de împerechere pre-chirurgicale au fost incluse în acest studiu și au fost împărțite aleatoriu în patru grupe experimentale: Sham-LiCl, Lesion-LiCl, Sham-Saline și Lesion-Saline. Leziunile sau intervențiile chirurgicale au fost efectuate 3 zile după ultima sesiune de antrenament. Animalele au fost lăsate să se recupereze timp de o săptămână după operații înainte de începerea sesiunilor de condiționare. În timpul sesiunilor de condiționare, jumătate dintre bărbații înșelăciți și leziuni au primit LiCl imediat după împerechere (Sham-LiCl și Lesion-LiCl), în timp ce cealaltă jumătate a bărbaților ficționați și leziuni au servit ca martori și au primit salină imediat după împerechere (Sham-Saline și Lesion-salină). În ziua condiționării 1, animalele au fost lăsate să se îmbine cu o singură ejaculare și au fost injectate la un minut după ejaculare cu o doză de 20ml / kg de 0.15M LiCl sau de soluție salină și apoi plasate înapoi în cuștile lor. În dimineața zilei de incubare 2, toți masculii au fost cântăriți, iar animalele cu condiție salină au fost administrate o doză 20ml / kg de 0.15M LiCl, în timp ce animalele condiționate cu LiCI au fost injectate cu o doză echivalentă de soluție salină. Această paradigmă a fost repetată în douăzeci de zile consecutive, în total, în zece sesiuni complete de condiționare. Parametrii comportamentului sexual au fost înregistrați în timpul fiecărui proces. Diferențele în procentajele animalelor care au prezentat mounts și intromissions sau ejacularea au fost analizate pentru fiecare studiu utilizând analiza Chi-Square cu un nivel de semnificație 5%. Deoarece nu s-au detectat diferențe între grupurile Sham-Saline și Lesion-Saline în orice parametru, aceste două grupuri au fost combinate pentru analiza statistică (n = 9) și au fost comparate fie cu grupul Lesion-LiCl sau cu Sham-LiCl.
Preferință pentru locația preferată
Naștele animale nedorite au suferit intervenții chirurgicale la nivelul leziunilor descrise mai sus și au fost lăsate să se recupereze timp de o săptămână înainte de testarea comportamentală. Toate testele comportamentale au început 4 ore după debutul perioadei întunecate. Aparatul de preferință pentru locația condiționată a fost împărțit în trei camere cu o cameră centrală neutră. O parte a camerei avea pereți albi și podele de grilă, iar cealaltă parte era neagră cu tije din oțel inoxidabil ca pardoseală, camera centrală fiind gri cu podele din plexiglas (Med Associates, St. Albans, VT). În primul rând, a fost efectuat un test pre-test pentru a stabili o preferință naturală pentru fiecare persoană înainte de începerea condiționării, toate animalele au fost plasate în camera centrală cu acces liber la toate camerele timp de cincisprezece minute și timpul total petrecut în fiecare cameră a fost înregistrat. A doua zi, și anume ziua de condiționare 1, masculii se îmbracă într-o singură ejaculare în colivia lor, pe care au fost imediat plasați în camera inițială ne-preferată timp de treizeci de minute fără acces la celelalte camere sau au fost plasați în camera lor preferată inițial treizeci de minute fără un comportament sexual prealabil. În a doua zi de îngrijire, bărbații au primit tratamentul opus. Această paradigmă de condiționare a fost repetată încă o dată. În ziua următoare, a fost efectuat un test post-test care era procedural identic cu pretestul. Au fost utilizate două valori separate pentru a determina dacă animalele lezate de mPFC au format o preferință a locului condiționat la sex. Primul punctaj a fost scorul diferențial, definit ca diferența dintre timpul petrecut în camera inițială preferată și timpul petrecut în camera inițială ne-preferată. Scorul de preferință a fost definit ca timpul petrecut în camera inițială ne-preferată împărțită la timpul petrecut în camera inițială ne-preferată plus timpul petrecut în camera preferată inițial. Scorurile de preferință și de diferență au fost comparate pentru fiecare animal între testul pre-test și testul post-test, utilizând testele t studente asociate cu nivele de semnificație 5%. Studiile anterioare au demonstrat că împerecherea are ca rezultat o preferință robustă a locului condiționat folosind această paradigmă și că tratamentele de control nu duc la schimbări de preferință (27-29).
Aversiunea locului condiționată
Naștele animale nedorite au suferit o leziune sau o intervenție chirurgicală similară, așa cum s-a descris mai sus, și li sa permis să se recupereze timp de o săptămână înainte de testarea comportamentală. Toate testele de comportament au început 4 ore după debutul perioadei de lumină. Folosind aparatul CPP descris mai sus, injecțiile cu LiCI sau cu soluție salină au fost asociate cu camera inițială preferată sau cu cea non-preferată în timpul a două studii de condiționare într-o manieră echilibrată. S-au efectuat testele pre și post și s-au analizat datele așa cum s-a descris mai sus utilizând testele t-studiate asociate cu nivele de semnificație 5%.
Verificarea leziunilor
Pentru verificarea leziunilor, animalele au fost perfuzate transcardial cu 4% paraformaldehidă și creierul a fost secționat (coronally). Secțiunile au fost și imunoprocesate pentru markerul neuronal NeuN utilizând un antiser primar în soluție de incubare care recunoștea NeuN (antiser monoclonal anti-NeuN; 1: 10,000; Chemicon) și metode standard de imunoperoxidază (19). Localizarea și mărimea leziunilor ibotenice a fost determinată prin analizarea zonei din secțiunile adiacente mPFC lipsite de colorare neuron NeuN. Leziunile mPFC au depășit de obicei o distanță de la AP + 4.85 la + 1.70 față de bregma (Figura 1A-C). Leziunile au fost considerate complete dacă 100% din IL și 80% din PL au fost distruse și numai animalele cu leziuni complete au fost incluse în analizele statistice (experimentul de comportament sexual, leziunea n = 11, falsa n = 12, experimentul EPM, leziunea n = 5, sham n = 4; experiment condiționată de aversiune sexuală, simulat-salină n = 4, sham-LiCl n = 9, leziune-salină n = 5, lesion-LiCl n = 12; , experimentul cu condiția de aversiune la locul locului, falsa n = 5, leziunea n = 12).
Figura 1
REZULTATE
Comportamentul sexual
Leziunile PL / IL nu au afectat niciun parametru sexual testat la bărbați care nu au fost naivi sexuali înainte de operație (Figura 1D-F). Conform acordului, nu au fost detectate efecte ale leziunilor PL / IL asupra comportamentului sexual la bărbații cu experiență sexuală inclusi în experimentul de aversiune sexuală condiționată, în timpul primului proces, deci înainte de împerecherea LiCl cu comportamentul sexual (Tabelul 1). Prin urmare, leziunile PL / IL nu au afectat comportamentul sexual independent de experiența sexuală.
Tabelul 1
Elevated Plus Maze
În acord cu rapoartele anterioare (27-29), șobolanii masculi cu leziuni mPFC au prezentat mai multe intrări în brațele deschise ale EPM comparativ cu martorii (Figura 1G), sugerând că funcția mPFC este critică pentru situațiile care necesită o evaluare a riscurilor.
Aversiunea sexuală condiționată
Efectele condiționării LiCl asupra comportamentului sexual
Condiționarea cu LiCl a determinat o reducere semnificativă a procentelor de bărbați înșelătoare care au prezentat monturi, intromisiuni sau ejaculare comparativ cu controalele saline simulate (Figura 2A-B). Cu toate acestea, leziunile mPFC au blocat complet inhibarea cauzată de condiționarea cu LiCl. Analiza Chi-pătrată a evidențiat diferențe semnificative între grupurile detectate în procentele animalelor care au afișat valori (Figura 2A), intromisiuni (nereprezentate, date identice cu Figura 2A) sau ejacularea (Figura 2B). În mod specific, procentele de bărbați care au prezentat mounts, intromisiuni sau ejaculare au fost semnificativ mai mici în grupul Sham-LiCI comparativ cu animalele de control tratate cu salină (Sham și Lesion), indicând un efect disruptiv al condiționării LiCl asupra copulației la animalele Sham. În contrast, nu a fost observat niciun efect al condiționării cu LiCl la bărbații cu leziuni-LiCl (Figurile 2A-B). Astfel, funcția mPFC este critică pentru obținerea unei inhibiții condiționate a comportamentului sexual. Cu toate acestea, este posibil ca leziunile PL / ILI să atenueze învățarea asociativă asociată cu recompensa sexuală, astfel încât în cadrul unui studiu separat, au fost testate leziunile PL / IL la achiziționarea unei preferințe de condiție condiționată pentru recompensa sexuală.
Figura 2
Condiții preferate de locație și aversiune
Șobolanii cu leziuni mPFC au prezentat învățarea normală asociativă a indiciilor contextuale asociate cu recompensa sexuală, după cum este indicat de un scor diferențial crescut și de un scor de preferință în timpul testului post-test (Figura 3A-B). Mai mult, leziunile nu au afectat învățarea asociativă a indiciilor contextuale cu indispoziție indusă de LiCl, indicată prin scăderi semnificative ale diferențelor și scorurilor de preferință în timpul testului post-test (Figura 3C-D).
Figura 3
DISCUŢIE
În acest studiu, raportăm că leziunile regiunilor IL și PL ale mPFC nu afectează expresia comportamentului sexual, nici dobândirea unei preferințe a locului condiționat la recompensa sexuală. În schimb, leziunile împiedică dobândirea unei aversiuni sexuale condiționate. Aceste rezultate furnizează dovezi funcționale pentru ipoteza că abilitatea de a face modificări comportamentale adaptive este reglementată de subregiunile IL și PL ale mPFC.
Datele anterioare din laboratorul nostru au arătat că neuronii mPFC sunt activate în timpul comportamentului sexual la șobolanii masculi (20). Cu toate acestea, șobolanii tratați cu mPFC în acest studiu sunt indistinguizabili față de șobolanii cu control fals în oricare dintre parametrii analizați ai comportamentului sexual. În acord cu rapoartele anterioare (30, 32) Leziunile mPFC au produs efecte anxiolitice, așa cum au fost evaluate prin performanța pe labirintul plus plus, indicând faptul că protocolul nostru de leziune a fost eficient. Prin urmare, rezultatele actuale sugerează că activarea subdiviziunilor IL și PL în cadrul mPFC în timpul comportamentului sexual nu este necesară pentru exprimarea normală a comportamentului sexual. În schimb, un studiu anterior realizat de Agmo și colaboratori a demonstrat că leziunile din zona cingulară anterioară (ACA) au sporit latențele de montare și de intromisiune și au redus procentul bărbaților care au copulat (25). Prin urmare, este posibil ca ACA să joace un rol în performanța comportamentului sexual, în timp ce regiunile IL și PL mediate inhibarea comportamentului odată asociată cu rezultate aversive.
Deși leziunile mPFC au fost raportate pentru a perturba diferite forme de consolidare a memoriei (33, 34), efectele leziunilor mPFC asupra inhibării comportamentale raportate aici nu pot fi atribuite deficitelor de învățare. Într-un set separat de experimente, masculii lezați de mPFC au fost testați pentru capacitatea de a stabili o preferință a locului condiționat pentru comportamentul sexual. Rata de invatare asociativa relationala a ramas intacta la animalele lezate de mPFC, deoarece acei masculi au putut sa formeze o preferinta a locatiei conditionate pentru o camera asociata cu recompensa sexuala. Această constatare este în concordanță cu studiile anterioare care examinează rolul PL sau al mPFC completă pentru obținerea CPP indusă de psihostimulant (35, 36) În plus, învățarea asociativă pentru stimularea aversivă LiCl nu a fost afectată de leziunile mPFC, conform rapoartelor anterioare că leziunile PFC nu au împiedicat obținerea unei aversiuni condiționate asupra gustului (34). În mod colectiv, aceste date sugerează că activarea observată anterior a subdiviziunilor PL / IL în cadrul mPFC (20) nu sunt necesare pentru dobândirea învățării asociative legate de recompense, totuși sunt necesare pentru utilizarea corectă a acestor informații, deoarece acestea se referă la executarea controlului comportamental. Această noțiune este în concordanță cu afirmația curentă că funcția intactă a IL este necesară pentru a cerceta și a acționa asupra unor factori inhibitori și excitatori care transmit informații despre contingențele aversiunii de recompensă (37). În plus, animalele cu PL (35) sau IL (8, 37, 38), leziunile afișează învățarea normală a distrugerii, în ciuda unei incapacități de a utiliza aceste informații pentru a lua decizii orientate către obiective.
În concluzie, studiul actual indică faptul că animalele cu leziuni mPFC sunt probabil capabile să formeze asociațiile cu rezultate aversive ale comportamentului lor, dar nu dispun de capacitatea de a suprima căutarea recompensei sexuale în fața unor consecințe aversive. La om excitarea sexuală este o experiență complexă prin care prelucrarea informațiilor cognitiv-emoționale servește pentru a determina dacă proprietățile hedonice ale unui anumit stimul sunt suficiente pentru a acționa ca un stimulent sexual (39). Datele actuale sugerează că disfuncția mPFC poate contribui la asumarea riscului sexual sau la căutarea compulsivă a comportamentului sexual. Mai mult, disfuncția mPFC a fost asociată cu mai multe tulburări psihiatrice (13, 40) sugerând că disfuncția mPFC poate fi o patologie care se află în comun cu alte tulburări și că comportamentul sexual compulsiv poate fi asociat cu alte tulburări. Într-adevăr, la om, hipersexualitatea sau comportamentul sexual compulsiv au fost raportate ca având o prevalență ridicată a comorbidității cu afecțiuni psihiatrice (inclusiv abuzul de substanțe, anxietate și tulburări de dispoziție) (41) și prevalența aproximativ 10% în boala Parkinson împreună cu cumpărarea compulsivă, jocurile de noroc și consumul de alimente (42-44).
Note de subsol
Declinarea responsabilității editorului: Acesta este un fișier PDF al unui manuscris needitat care a fost acceptat pentru publicare. Ca serviciu pentru clienții noștri oferim această versiune timpurie a manuscrisului. Manuscrisul va fi supus copierii, tipăririi și revizuirii probelor rezultate înainte de a fi publicat în forma sa finală. Rețineți că în timpul procesului de producție pot fi descoperite erori care ar putea afecta conținutul și toate denunțările legale care se referă la jurnal.
;
