Кратковременное воздействие на новую или обогащенную среду снижает эффективность реакции и потребление сахарозы на крысах после 1 или 30 дней принудительного воздержания от самообслуживания (2012)

Введение

Наркомания продолжает способствовать негативным последствиям для здоровья и общества [1], [2], В последнее время внимание обращено на чрезмерное потребление пищи («злоупотребление пищевыми продуктами»), поскольку показатели ожирения в некоторых регионах США удвоились между 1999-2008 [3], Было высказано предположение, что неупорядоченная еда и наркомания имеют общие нейроповеденческие функции [4], [5], [6], Самоуправление саксозой крысами обеспечивает не только модель поведения зависимости, которая имеет отношение к пониманию наркомании, но еще более определенно поведение, связанное с потреблением пищи, которое может способствовать перееданию и ожирению [7].

Мы и другие исследовали различные аспекты поиска и поведения сахарозы у крыс. В нашей типичной процедуре крысы приобретают самообслуживание в ежедневных сеансах в камерах кондиционирования для оперантов, где реакция рычага усиливается доставкой жидких сахарозы, которые сопряжены с представлением зрительного и слухового стимулов. Затем ответ тестируют в отсутствие сахарозы, но с парным стимулом сахарозы все еще доступен. Крысы будут реагировать на доставку этого стимула, и этот показатель ответа увеличивается в течение периода вынужденного воздержания от сахарозы самообслуживания [8], Это зависящее от абстиненции увеличение реактивности к сахарозе («инкубация тяги») аналогично тому, что наблюдалось у крыс с историей самолечения (кокаин, метамфетамин, никотин, алкоголь) и у людей с историей кокаина, героина или злоупотребления сигаретами [7].

Характеризуя инкубацию тягового эффекта у крыс, мы и другие исследовали эффективность поведенческих и фармакологических манипуляций для снижения реакционной способности сахарозы [6], [8], [9], Одной исключительно мощной манипуляцией, которая, как представляется, блокировала инкубацию реакционной способности сахарозы, был один месяц экологического обогащения [10], Эффект был поразительно похож на крыс с историей самоконтроля кокаина [11], [12].

С общей целью изучения нейронных субстратов эффекта обогащения было проведено настоящее исследование для первичной параметрической оценки ключевых компонентов обогащенной среды, которые приводят к снижению реакционной способности сахарозы у крыс в течение периода вынужденного воздержания от сахарозы самообслуживания. Мы изучили влияние острого (22 h) и хронического (29 дней) изолированного жилья (CON), социального обогащения (SE), обогащения контекста (SoloEE), воздействия на альтернативную среду (AEnv) или «полного» экологического обогащения (EE) по реакционной способности сахарозы после короткого или длительного периода (1 или 30 дней) принудительного абстиненции. Потребление сахарозы также было измерено у всех крыс на следующий день после тестирования реактивной энергии.

Было обнаружено, что, хотя в некоторых случаях SE и AEnv снижает реактивность и потребление сахарозы, воздействие контекста ЭЭ последовательно приводит к наибольшему снижению реактивности и потребления сахарозы. Острая подверженность этим манипуляциям во многих случаях была такой же, как, если не более эффективной, чем хроническая экспозиция. Было также обнаружено, что почти все манипуляции, которые были хроническими или были введены непосредственно перед 30^th день принудительного воздержания блокировал экспрессию инкубации реакционной способности сахарозы.

Материалы и методы

Тематика

179 самцы крыс Long-Evans (приблизительно 3.5 месяцев, 455.1 ± 4.6 g (средняя ± стандартная ошибка среднего) (SEM)) в начале исследования; Симонсен-производные, Гилрой, Калифорния, США), разведенные в виварии Западного Вашингтона, были размещены индивидуально в обратном дневном / ночном цикле 12-h (выключены в 0700) с Purina Mills Inc. Мазури Грызуны Пеллеты (Gray Summit, MO, США) и доступной воды вволю в домашних клетках и в камерах кондиционирования. Все обучение и тестирование проходило между 0900-1500 с когортами крыс, которые всегда обучались и тестировались одновременно. Крыс взвешивали каждый понедельник, среду и пятницу в течение всего эксперимента. Непосредственно перед началом тренировки животные были лишены воды для 17 h, чтобы стимулировать сахарозу в течение первого дня обучения. Все процедуры соответствовали руководящим принципам, изложенным в «Принципах лабораторного ухода за животными» (публикация NIH № 86-23) и были одобрены Комитетом по уходу и использованию животных в Западном Вашингтоне.

Аппараты

Обучение оператора и тестирование проводились в камерах кондиционирования (30 × 20 × 24 см, Med Associates, St. Albans, VT, США), содержащих два рычага (один стационарный и один убирающийся), генератор тонов, белый световой стимул над выдвижной рычаг и красный свет дома на противоположной стене. Настойный насос доставлял сахарозу в приемный сосуд справа от активного рычага. Камеры для кондиционирования оператора были установлены в звукоизоляционных шкафах с вентиляционными вентиляторами.

Обучение сахарозе по самоуправлению

Крысы провели 2 h / day в течение 10 в течение последовательных дней в камерах кондиционирования операндов и им было разрешено нажимать убирающийся (активный) рычаг на график фиксированного отношения 1 для доставки 0.2 мл раствора 10% сахарозы в приемник справа от рычаг. Этот ответ также активировал составной стимул, состоящий из тона (2 кГц, 15 дБ над окружающим шумом) и белого света. Совокупный раздражитель продолжался для 5 s и сопровождался тайм-аутом 40, во время которого нажимали на активный рычаг, но не имели никаких запрограммированных последствий. Ответ на неактивный (стационарный) рычаг не имел запрограммированных последствий, но были записаны прессы. Четыре инфракрасных фотоэлемента пересекали камеру. Общее количество разрывов луча было записано во время обучения и тестирования. В конце каждой тренировки крыс возвращали в домашние клетки.

Принудительное воздержание

Фаза принудительного абстиненции началась сразу после 10^th дня фазы обучения. Этот день будет упоминаться как первый день, или «День 1», принудительного воздержания.

Условия лечения

Крысы были рандомизированы к условиям лечения после обучения самообслуживанию. Условия лечения были либо острыми, либо хроническими (Рисунок 1). Острая экспозиция составляла 22 h до теста на реактивность. Хроническая экспозиция была проведена во второй половине дня с испытанием на ответную реакцию на день 1 до момента, предшествующего тесту на реакцию XEUMX. В дополнение к острым и хроническим манипуляциям было пять условий лечения: контроль (CON), социальное обогащение (SE), обогащение только окружающей средой (SoloEE), экологическое обогащение (EE) или альтернативная среда (AEnv). Подробная информация об этих условиях приведена в Таблица 1.

Скачать:

• PPT

  PowerPoint слайд

• PNG

  Изображение большего размера100KB)

• TIFF

  оригинальное изображение (833KB)

Рисунок 1. Общий экспериментальный план.

После 10-дней сахарозы самоорганизация (SA) крысы были перенесены в острую или хроническую манипуляцию (см. Таблица 1 для деталей манипуляций). Все крысы были перенесены обратно в условия CON после проведения теста XEUMX Cue-реактивности (или Day 30 Cue-реактивности для манипуляций с острым днем ​​1).

DOI: 10.1371 / journal.pone.0054164.g001

Скачать:

• PPT

  PowerPoint слайд

• PNG

  Изображение большего размера57KB)

• TIFF

  оригинальное изображение (227KB)

Таблица 1. Детали состояния лечения.

DOI: 10.1371 / journal.pone.0054164.t001

CON, SE и AEnv были получены от Lab Products Inc. (Seaford, DE, USA), а клетки SoloEE / EE были от компании Quality Cage Company (Портленд, США, США). Обоснованием острых и хронических манипуляций было выявление того, может ли относительно короткое воздействие обогащения вызвать изменение реакционной способности сахарозы. Такой эффект недавно был описан для реактивности кокаина у крыс [11], [13], Обоснование для изучения влияния острых манипуляций после 1 или 30 дней принудительного воздержания состояло в том, чтобы проверить, были ли более острые манипуляции более или менее эффективными при изменении «инкубированной» реакционной способности сахарозы. Наконец, пять условий лечения были включены для изучения потенциального вклада (-ов) социального взаимодействия (группа SE), обогащенной окружающей средой (но не социально обогащенной) среды (SoloEE) и / или воздействия на контекст, отличный от камеры домашнего кондиционирования или операнта (AEnv) к эффекту ЭЭ, о котором мы сообщали ранее [10].

Тестирование Cue-реактивности сахарозы

В день 1 и Day 30 крысы тестировали в камерах кондиционирования оперантов для реакции кинетики сахарозы (поиск сахарозы). Этот сеанс был идентичен процедуре обучения 2-h, но сахароза не была доставлена ​​после ответа на рычаг. После теста на день 1 крысы, назначенные для хронических манипуляций, были помещены в эти условия, и крысы, которые только что получили острую манипуляцию, были возвращены в жилищные условия CON. После теста на день 30 все крысы были возвращены в жилищные условия CON.

Тестирование потребления сахарозы

В День 2 or День 31, крыс возвращали в кондиционирующие камеры операндов для теста самообслуживания сахарозы (потребление). Тест состоял в оценке любой стойкости эффектов обогащения или новизны на мотивацию к потреблению сахарозы. Этот сеанс был идентичен процедуре обучения 2-h. Отдельную группу крыс потребления CON (n = 11) запускали с тестированием потребления в день 2. Это была сравнительная группа для всех действий Day 1 и Day 2. Все остальные крысы CON имели только тестирование потребления в день 31. Это была сравнительная группа для всех действий Day 30 и 31.

Статистический анализ

Реакция активного рычага, доставка сахарозы, реакция неактивного рычага и разрывы фотобумаг во время тренировки самообразования сахарозы были проанализированы с использованием смешанных факторов ANOVA из дней обучения 10 (TIME) и межгруппового фактора MANIPULATION. Были уровни 14 MANIPULATION, так как в исследовании присутствовали 14 отдельные группы крыс. Этот анализ был использован для проверки того, что все эти группы получили равную подготовку. Приобретение сахарозы самообслуживания определялось как среднее количество 20 или более ежедневных поставок сахарозы за последние четыре дня обучения самообслуживанию для каждой крысы и общее увеличение количества ответов на сахарозу в течение 10 дней обучения. Данные тестирования сначала анализировались отдельно для каждого дня принудительного воздержания. Для двухчасовых тестов реактивности и потребления влияние эффектов MANIPULATION на каждую зависимую меру (активные реакции рычага, неактивные реакции рычага, разрывы фотобамов) оценивали с использованием ANOVA. Уровни 5 этой переменной для сравнения Day 1 и 9 этой переменной для сравнения Day 30. Затем были рассчитаны две корреляции Пирсона, чтобы сравнить реактивность кий с ответом на потребление (см. Обсуждение). Чтобы проверить инкубацию жажды в состоянии CON, один t-критерий был рассчитан для сравнения активного рычага DC Day 1 с активным рычагом CON Day 30.

Чтобы дополнительно оценить абстинентно-зависимые эффекты манипуляций при реагировании на кину, все активные данные ответа на рычаг были преобразованы в процент от средних ответов в формате CON Day 1, а затем сравнивались с использованием ANOVA (уровни 13 MANIPULATION). Два дополнительных ANOVA были рассчитаны для изучения любых длительных эффектов острых манипуляций, произошедших до дня 1, путем сравнения активного рычага Day 30 и 31, реагирующего на группы, которые подвергались острой манипуляции до теста на ответную реакцию на день 1 (уровни 5 MANIPULATION, см. раздел «Обсуждение»).

Для всех статистических сравнений, кроме апостериорных тестов, р <0.05 был альфа-критерием статистической значимости. Апостериорные сравнения ANOVA были выполнены с помощью односторонних t-критериев с использованием альфа-уровней с поправкой на частоту ошибок в семье Бонферрони для определения статистической значимости. Эти исправленные, более консервативные альфы использовались, чтобы избежать ошибки 1-го типа. ANOVA и корреляции были рассчитаны с использованием SPSS версии 19. T-тесты были рассчитаны с использованием EXCEL 2010. Групповые данные представлены в виде средних значений ± SEM в тексте и на рисунках. Как правило, в тексте указывается только статистика значимых эффектов и взаимодействий. Для апостериорных тестов мы решили уменьшить ошибки как 1-го, так и 2-го типа, задав конкретные вопросы, а не исследуя все возможные различия между группами. Во-первых, мы сравнили группы манипуляции с соответствующим условием CON, чтобы определить, снижает ли конкретная манипуляция поиск или потребление сахарозы. Затем мы сравнили все манипуляции с манипуляцией EE Acute (EE Acute Day 1 для окончательного процента сравнения CON в день 1 для всех групп), так как во всех сравнениях контрольной реактивности EE Acute была оценена как наиболее эффективная манипуляция для снижения реактивности на подсказку по сравнению с группа CON. Мы использовали этот подход, поскольку считали, что манипуляция EE Acute является эталоном для сравнения относительной важности различных манипуляций, которые состояли из различных компонентов EE Acute (социальное обогащение, контекстуальное обогащение и новизна). Кроме того, мы решили в первую очередь изучить эффекты различных манипуляций с использованием сравнения между группами на 1-й или 30-й день. Таким образом, были собраны не все данные (например, контрольная реактивность крыс на 1-й день в острых или хронических состояниях). представлены в результатах.

Итоги

Из крыс 179, которые были обучены самоуправлению сахарозы, 7 были удалены из исследования, потому что они не соответствовали минимальному критерию ответа на приобретение в среднем количества доставки сахарозы 20 в течение последних четырех дней обучения. Конечные размеры групп указаны в Столы 2 и 3.

Скачать:

• PPT

  PowerPoint слайд

• PNG

  Изображение большего размера59KB)

• TIFF

  оригинальное изображение (162KB)

Таблица 2. Неактивный реверсивный реверсивный и фотобамный перерывы во время теста на реактивность (среднее ± SEM).

DOI: 10.1371 / journal.pone.0054164.t002

Скачать:

• PPT

  PowerPoint слайд

• PNG

  Изображение большего размера59KB)

• TIFF

  оригинальное изображение (164KB)

Таблица 3. Неактивный рычаг реагирования и прерывания фотобама во время тестирования потребления (среднее ± SEM).

DOI: 10.1371 / journal.pone.0054164.t003

Все оставшиеся крысы приобрели самостоятельное введение сахарозы с активным ответом рычага и увеличением доставки сахарозы в течение 10 дней обучения (активный рычаг TIME F (9,1422) = 5.9, p <0.001; время инфузии F (9,1422) = 39.0, p <0.001), а реакция неактивного рычага уменьшается в течение 10 дней тренировки (TIME F (9,1422) = 103.0, p <0.001). Двигательная активность также снизилась за 10 дней тренировок (ВРЕМЯ F (9,1422) = 46.3, p <0.001). Между 14 группами животных не было достоверных различий. Средние показатели реакции в последний день тренировки были: активный рычаг - 166.2 ± 6.1, инфузии - 83.1 ± 2.0, неактивный рычаг - 6.1 ± 0.6 и перерывы фотолуча - 1946.3 ± 38.4.

Тестирование Cue-реактивности сахарозы

Для ответа в день 1 наблюдался значительный эффект МАНИПУЛЯЦИИ для активных ответов рычага (F (4,55) = 40.8), неактивных ответов рычага (F (4,55) = 6.8) и разрывов фотолуча (F (4,55) = 5.8), все p <0.01. Для ответа на 30-й день наблюдался значительный эффект МАНИПУЛЯЦИИ для активных ответов рычага (F (8,103) = 11.8), ответов неактивных рычагов (F (8,103) = 3.2) и разрывов фотолуча (F (8,103) = 14.1), все p <0.01. Активные отклики рычага и результаты отдельных апостериорных испытаний представлены в Рисунок 2. В Рисунок 2, группы представлены справа от группы CON в порядке от самого низкого до самого высокого среднего уровня ответов. Реакция активного рычага на CON на 30 день была значительно выше, чем на CON на день 1 t (33) = 2.3, p <0.05), что указывает на инкубацию тяги в контрольных условиях (CON на день 1 против CON, значение на 30 день не указано на Рисунок 2).

Скачать:

• PPT

  PowerPoint слайд

• PNG

  Изображение большего размера74KB)

• TIFF

  оригинальное изображение (148KB)

Рисунок 2. Ки-реактивность после 1 или 30 дней принудительного абстиненции и острой или хронической манипуляции.

Групповые данные представлены с упорядочением по средним группам. * указывает на достоверное отличие от группы CON, а x указывает на достоверное отличие от группы EE Acute, p <0.05.

DOI: 10.1371 / journal.pone.0054164.g002

Влияние различных манипуляций на неактивные реакции рычага и разрывы фотоэлементов было довольно похоже на их влияние на активные реакции рычага. Значения ± SEMS неактивных рычажных откликов и разрывов фотоэлементов вместе с пост-хоковыми испытаниями представлены в Таблица 2.

Тестирование потребления сахарозы

Для ответов на 2-й день наблюдался значительный эффект МАНИПУЛЯЦИИ для активных ответов рычага (F (4,55) = 3.3) и разрывов фотолуча (F (4,55) = 6.4), оба значения p <0.05. Для ответа на 31 день наблюдался значительный эффект МАНИПУЛЯЦИИ для активных ответов рычага (F (8,103) = 10.2), неактивных ответов рычага (F (8,103) = 2.5) и разрывов фотолуча (F (8,103) = 8.5), все p <0.05. Активные реакции рычага и результаты апостериорных испытаний представлены в Рисунок 3, Данные в Рисунок 3 ранжируются в соответствии с ранжированием реакции кий-реактивности в Рисунок 2, Эффекты различных манипуляций на неактивных откликах рычага и обрывах фотоэлемента (за исключением неактивных ответных сигналов Day 2) были очень похожи на их влияние на активные реакции рычага. Значения ± SEMS неактивных рычажных откликов и разрывов фотоэлементов вместе с пост-хоковыми испытаниями представлены в Таблица 3.

Скачать:

• PPT

  PowerPoint слайд

• PNG

  Изображение большего размера73KB)

• TIFF

  оригинальное изображение (158KB)

Рисунок 3. Потребление сахарозы в день, следующий за тестом Cue-реактивности.

Всех крыс содержали в условиях CON после теста на Cue-реактивность. * указывает на достоверное отличие от группы CON, а x указывает на достоверное отличие от группы EE Acute, p <0.05.

DOI: 10.1371 / journal.pone.0054164.g003

Ответы активных рычагов в виде процента ответов CON в день 1 анализировали с помощью ANOVA (13 уровней, включая CON в день 30, но без CON в день 1). Был значительный эффект МАНИПУЛЯЦИИ F (12,148 19.9) = 0.001, p <XNUMX. Эти преобразованные данные представлены в Рисунок 4 с результатами пост-hoc-тестов. Данные в Рисунок 4 оцениваются от низкого до высокого. ANOVAs дня 30 и Day 31 активный рычаг, реагирующий на группы, прошедшие тестирование в день 1 после острого манипулирования, не выявил значительных затяжных эффектов MANIPULATION (данные не показаны). То есть, несмотря на большие эффекты экологических манипуляций до тестирования на день 1, крысы ответили аналогично крысам CON через месяц.

Скачать:

• PPT

  PowerPoint слайд

• PNG

  Изображение большего размера80KB)

• TIFF

  оригинальное изображение (145KB)

Рисунок 4. Cue-реактивность в процентах от дня 1 CON.

Ответ группы на 30-й день выше 100% предполагает инкубацию тяги. Групповые данные представлены в порядке их среднего значения. * указывает на значимое отличие от группы CON, день 30, а x указывает на значимое отличие от группы EE Acute, день 1, p <0.05.

DOI: 10.1371 / journal.pone.0054164.g004

Обсуждение

Эффекты манипуляций по кий-реактивности

Все острые манипуляции, за исключением SE OSute Day 30, были эффективны при снижении чувствительности к глюкозы сахарозы по сравнению с крысами CON. Хронические манипуляции EE и SoloEE также были эффективны, но SE Chronic и AEnv хронические не были. Похоже, что незначительные манипуляции с SE (SE Острый день 30 и SE Chronic) имели определенную эффективность, однако эти эффекты могли быть замаскированы нашим статистическим подходом (см. Статистический анализ). Независимо от того, наиболее эффективным манипуляцией, по ранжированию, было EE острое состояние. Это было в случае, если бы обогащение происходило до тестирования XEUMX или 1. Что касается статистической значимости, EE Acute был более эффективен, чем AEnv Acute и SE Acute, но не SoloEE Acute, в момент времени 30 (Рисунок 2). EE Acute был также более эффективным, чем все другие методы лечения, но SoloEE Acute в момент времени 30. Как отмечалось в результатах для большинства манипуляций, уменьшение реакции активного рычага сопровождалось уменьшением неактивных откликов рычагов и разрывов фотоэлемента (Таблица 2). Это может указывать на общее снижение стимулирующей ценности парных сигналов сахарозы в камере кондиционирования оперантов.

Влияние манипуляций на потребление сахарозы

Настоящее исследование предназначалось для оптимизации нашей способности обнаруживать эффекты манипуляций с реакционной способностью к сахарозе и, поскольку острые манипуляции должны были быть однодневным воздействием, мы решили избежать другого воздействия до тестирования потребления сахарозы (острый больше не будет быть острым). Несмотря на это потенциальное ограничение по дизайну и тот факт, что кий-реактивность не всегда предсказывает самоуправление (например, [9]), мы смогли обнаружить значительные затяжные эффекты обработки обогащения или новизны при потреблении сахарозы (Рисунок 3). Для тестирования на день 2 потребление уменьшалось до такой же степени в сравнении с манипуляциями с крысами CON, хотя манипуляция SoloEE не достигла статистической значимости. Для Day 31 все манипуляции, но SE Chronic и AEnv Chronic сократили потребление; наибольшее кажущееся снижение было в ЭЭ хронический группа. В целом корреляция между реактивностью на подсказки и потреблением для всех крыс была: день 1 и день 2 (n = 60) r = 0.57, день 30 и день 31 (n = 112), r = 0.56 (оба p <0.001). Наконец, как отмечалось в разделе Результаты и выше относительно реакции на реплику, уменьшение активной реакции рычага в тесте потребления сопровождалось уменьшением реакции неактивного рычага и разрывов фотолуча (Таблица 3). Наряду с уменьшением общего ответа во время теста на реакцию кий и снижения активного рычага, реагирующего на сахарозу во время теста потребления, это указывает на общее снижение стимулирующей ценности не только камеры кондиционирования операндов и парных сигналов сахарозы, но и сахарозы также.

Предлагаемые механизмы воздействия ЭЭ на мотивированное поведение

Было показано, что ЭЭ функционирует как естественный усилитель [14], так как имеет новизну [15], С точки зрения поведенческого анализа воздействие обогащения или новизны может затем создать контраст [16] так что, когда крысам впоследствии дают возможность реагировать на парную сахарозу, они не находят ее более усиливающей, чем обогащенный или новый контекст, откуда они только что прибыли. Мы все еще спекулятивно относимся к реальному механизму эффектов ЭЭ в настоящем исследовании. Тем не менее, если наша ЭЭ обладает улучшающими свойствами, наши результаты могут дополнять другие результаты, касающиеся альтернативных эффектов усиления в моделях зависимости от животных. Например, доступ к колесам уменьшает коаксиальную киа-реактивность у крыс [17] и доступ к альтернативному подкреплению во время исчезновения ускоряет реагирование на исчезновение [18], В настоящем исследовании альтернативное подкрепление происходило в контексте, отличном от камеры кондиционирования оперантов, расширяя условия, при которых альтернативное армирование может изменять ответчик.

В отличие от этой гипотезы о подкреплении, Солинас и его коллеги предположили, что эффекты снижения ЭЭ могут быть вызваны антистрессовыми эффектами ЭЭ [19], В недавних исследованиях антистрессовые эффекты были несколько изучены. Например, было установлено, что уровни Corticosterone в плазме снижаются после острой ЭЭ у крыс с историей самообследования кокаина [20], Однако в этом же докладе уровни кортикостерона не отличались при сравнении хронически изолированных крыс против крыс с хронической ЭЭ. Это еще больше контрастирует с нахождением у крыс с хроническим EE-крысами уровней кортикостерона выше изолированные элементы управления [21], Очевидно, что необходимо сделать еще больше, чтобы оценить потенциальное воздействие стресса на воздействие экологического обогащения.

Влияние компонентов ЭЭ на реакционную способность и потребление глюкозы сахарозы

Несмотря на то, что в литературе нет прямых сравнений в отношении острых манипуляций с едой или наркоманией, наши эффекты EE Chronic находятся в том же направлении, что и в некоторых предыдущих исследованиях. И хотя это не является статистически значимым, наши тенденции SE Chronic также похожи на предыдущие исследования. Например, хронические крысы EE самостоятельно вводят меньше этанола, чем изолированные крысы, а хронические SE-крысы находятся в некоторой степени между изолированными и EE при их всасывании [22], Хронические EE и SE крысы не эскалируют свое самоуправление относительно низкой дозой кокаина по сравнению с изолированными крысами [23], Хронические EE (женщины) крысы имеют более низкие точки останова для кокаина, чем изолированные крысы [24], хотя общая исходная частота ответа больше у изолированных крыс. Хронические EE и SE крысы также самостоятельно вводят относительно низкую дозу амфетамина с более низкой скоростью, чем отдельные контрольные группы [25], Результаты сахарозы самоуправляемости менее согласованы. Bardo et al. обнаружили, что хронические крысы ЭЭ первоначально самостоятельно вводят гранулы сахарозы с более высокой скоростью, чем хронические SE и изолированные крысы [25], но хронические EE и SE крысы потребляют меньше сахарозы (из бутылки), чем изолированные крысы [26], В исследованиях воздействия ЭЭ на наркотики поиск, крысы, подвергнутые социальному жилью, более реактивны на кокаин-парные сигналы, чем крысы EE, но меньше, чем крысы с изолированными крысами [27], Крысы с социальным положением менее реактивны по отношению к сахарозно-парной реплике, чем крысы с изолированным крылом, но больше, чем у крыс EE [28].

В настоящем исследовании крысы SE ответили несколько (но не значительно) меньше для сахарозы или сахарозы, чем крысы CON, но обычно больше, чем крысы EE (острые или хронические) (Цифры 2 и 3). Эти результаты соответствуют общей схеме результатов исследований только что описанных. Очевидно, что социальное взаимодействие не учитывает эффекты ЭЭ, которые мы наблюдали в настоящем исследовании, но социальное взаимодействие последовательно влияет на получение вознаграждения и принятие подкреплений наркотиков и продуктов питания. Cain et al. сообщил, что социальное жилье уменьшает реакцию на новый визуальный стимул у крыс (опять же, не столько эффект, сколько с ЭЭ) [15], Некоторые аспекты социальной ситуации, возможно, усиливают игровое поведение [29], может повлиять на мотивацию крыс реагировать на усиление (первичный или условный) или новизну. Включение условий SoloEE и AEnv в настоящее исследование было попыткой изолировать факторы окружающей среды вне социального взаимодействия, которые могли бы способствовать эффекту ЭЭ. Из того, с чем мы манипулировали, мы обнаружили, что воздействие обогащенной среды без социальных когорт было достаточным для снижения реактивности и поглощения сахарозы. Эффекты SoloEE, о которых мы сообщаем, являются, пожалуй, первыми в своем роде и демонстрируют, что обогащение окружающей среды может оказать большое влияние на мотивацию сахарозы. Мы также обнаружили, что острого перехода в новую среду (AEnv) было достаточно, но хронического воздействия не было - хотя было небольшое (незначительное) снижение реактивности и потребления кий в хронической группе. Для тестирования потребления это могло случиться, по иронии, новизне перехода от хронического состояния AEnv к корпусу CON для 24 h между тестированием кий-реактивности и тестированием потребления сахарозы. Результаты AEnv подтверждают результаты другого исследования, в котором воздействие новизны в или непосредственно перед входом в камеру кондиционирования оперантов задерживает приобретение самообслуживания амфетамином [30], В итоге мы обнаружили, что в большинстве случаев все «компоненты» только ЭЭ достаточны для снижения реактивности и потребления сахарозы. Однако наиболее эффективными манипуляциями были те, которые имеют контекст ЭЭ.

Острые и хронические манипуляции

Почти во всех исследованиях с манипуляциями с обогащением животные обогащаются в течение нескольких недель до поведенческого тестирования. Наиболее актуальными для настоящего исследования являются результаты сокращения кокаина, ищущего крысы после менее чем 24 h экологического обогащения [11], [13], Подобно их выводам, мы наблюдали резкое снижение ответа на сигнал, ранее связанный с самоуправлением после острого воздействия ЭЭ. Оба предыдущих автора поставили под сомнение, были ли острые ЭЭ-эффекты опосредованы теми же нейроповеденческими механизмами, что и хроническая ЭЭ. Мы согласны с тем, что острые и хронические эффекты могут быть диссоциированы в некоторых случаях. Например, аспекты окружающей среды, вероятно, привыкли к более чем нескольким неделям, и это, вероятно, было связано со всеми хроническими манипуляциями, которые мы использовали. Со временем обогащение могло также привести к развитию поведения, которое могло бы опосредовать поиск и потребление сахарозы. Например, мы ранее предположили, что сокращение сахарозы, требующее после одного месяца обогащения окружающей среды, могло быть связано с улучшенной способностью к обучению [10].

Имея это в виду, объяснение гипотетических эффектов контрастного усиления, о которых мы сообщаем здесь, может быть быстрыми изменениями в активности / микроструктуре нейронных систем, включая ядро ​​accumbens и орбитофронтальную кору, которые участвуют в отслеживании текущей стоимости вознаграждения [31], [32], Долгосрочные изменения функции мозга могут опосредовать некоторые из хронических эффектов. Эти изменения могут возникать в областях мозга, включая ортофронтальную кору и лобную кору. Например, хронические крысы ЭЭ демонстрируют снижение импульсивного поведения при ответе на сахарозу [33], Импульсивность обычно приписывается изменениям функции ортофронтальной и префронтальной коры [34], [35], Мы надеемся определить ключевые регионы и системы сообщений в будущих исследованиях.

Манипуляции с обогащением Блок-инкубация тяги к сахарозе

Авторы недавно опубликованного исследования на крысах с историей самоконтроля кокаина пришли к выводу, что обогащение окружающей среды неэффективно для блокирования инкубации тягового эффекта [36], Эти данные контрастируют с тем, что мы сообщили в 2008 относительно крыс с историей сахарозы самообслуживания [10], и несколько из отчета об опосредованном EE ослаблении при инкубации кокаина, ищущего у крыс [37], В нашем предыдущем исследовании мы сравнивали реакцию крыс на оба дня 1 и 30 принудительного воздержания. Крысы, подвергшиеся воздействию обогащения окружающей среды в течение 29 дней принудительного воздержания между испытаниями на реактивную способность реагировали с одинаковой скоростью в оба дня 1 и 30 принудительного абстиненции [10], Thiel et al. сравнивали реакцию крыс, которые получали по существу «острую» ЭЭ перед тестом на день 1 с ответом крыс, которые получали по существу «хроническую» ЭЭ перед испытанием на день 21 [36], Ответ был выше у крыс Day 21 против Day 1. В настоящем исследовании мы наблюдали аналогичный эффект, реагирующий на день 30 EE. Хронические крысы были значительно больше, чем у крыс XEUMX с острым днем ​​(EE)Рисунок 4). Тем не менее, ответные реакции крыс EE Acute Day 30 не отличались от ответов крыс EE Acute Day 1 (как приблизительно 85% снижение ответа по сравнению с их соответствующей контрольной группой). В одиночку эти данные указывают на то, что инкубация не наблюдалась у крыс XEUMX с острым днем ​​EE. Фактически, когда процент респондентов CON Day 30 считается средним, пять из восьми тестируемых групп 1 (все, кроме манипуляций SE и AEnv Chronic), ответили значительно меньше, чем группа CON Day 30 и семь из восьми групп (все но AEnv Chronic) меньше, чем 30% (CON Day 100)Рисунок 4). Поскольку группа CON Day 30 представляет собой инкубированный ответ, эти результаты могут быть истолкованы как означающие, что инкубация в какой-то степени была блокирована почти во всех этих группах.

На этом этапе мы можем только предположить, как манипуляции, такие как EE, блокируют инкубацию жажды. Например, «блокирование» инкубации в хронической группе ЭЭ могло быть связано с притуплением развития инкубации, тогда как блокирование инкубации в Day 30 EE Acute группе могло быть вызвано эффектом, специфичным для выражения инкубации. Альтернативное объяснение заключается в том, что оба эффекта могли быть опосредованы таким же образом посредством функционирования ЭЭ в качестве альтернативного подкрепления. В настоящее время это может быть скупое объяснение. Как отмечалось ранее [13], [37], Эффекты ЭЭ являются временными. Несмотря на то, что настоящее исследование не предназначалось для оценки стойкости манипуляций, мы смогли подтвердить это наблюдение, проанализировав реакцию реакции и потребления крыс в день 30 и 31, которые получили острую манипуляцию до дня 1. ANOVA активного рычага, реагирующего на Days 30 и 31, не выявили значительного эффекта MANIPULATION (данные не показаны). Если бы острые манипуляции специально нарушали развитие инкубации, это не должно было быть. В целом, кратковременность ЭЭ и других манипуляций подтверждает изложенную выше гипотезу о том, что эти манипуляции вызывают, по меньшей мере, кратковременное изменение усиливающей эффективности среды самообслуживания. С практической точки зрения эти детали, касающиеся методов и интерпретации, будут иметь решающее значение для разработки будущих исследований того, как ЭЭ влияет на поведение, связанное с поощрением.

Наконец, как отмечалось выше, одним из наиболее интригующих результатов в настоящем исследовании было то, что в то время как оба момента острого дня 30 и EE Chronic уменьшали реактивность (блокирующую инкубацию, как указано выше), Day 30 EE Острая манипуляция, по-видимому, оказала большее влияние на кий- реакционная способность, в то время как обработка EE Chronic оказала большее влияние на потребление сахарозы (Цифры 2 и 3). Активный ответ рычага не был статистически значимым между группами (p = 0.029 с скорректированным по Бонферрони альфа p <0.0073), но последующее сравнение количества доставок сахарозы показало, что группы значимо различались (p <0.0073; данные не показаны ). Возможно, хроническое воздействие ЭЭ вызывает дополнительные изменения в мотивации употребления сахарозы. Этот эффект может быть особенно важен для понимания роли окружающей среды не только в поиске пищи, но и в ее поведении. Мы планируем исследовать потенциальные дифференциальные эффекты острого и хронического ЭЭ на мозговую активность (например, активацию активации после теста на сигнальную реактивность), чтобы объединить эти данные об обогащении с тем, что известно о нейробиологии инкубации влечения. [38].

Итоги и выводы

Охрана окружающей среды оказала глубокое влияние на снижение реактивности и потребления сахарозы у крыс с историей сахарозы самообслуживания. В большинстве случаев консифический доступ, сложность окружающей среды и воздействие только на новизну были достаточными для снижения реактивности и потребления сахарозы. Однако наиболее устойчивое снижение реактивности и потребления кий наблюдалось, когда крысы подвергались воздействию контекста обогащения либо с социальными когортами, либо без них.

Наши выводы позволяют сосредоточиться на дальнейшем изучении факторов, которые способствуют возникновению связанных с вознаграждением поведенческих изменений после обогащения окружающей среды. Выводы из этого и будущих исследований могли бы стать основой для способов снижения вознаграждения и получения вознаграждения. Например, из наших и других исследований с EE видно, что поощрение вознаграждения может быть уменьшено путем изменения ценности среды «наркомана». Будущие исследования, разъясняющие механизмы нейронов, лежащие в основе острых и хронических ЭЭ-эффектов на поведение, могут привести к новым фармакологическим инструментам для снижения поведения зависимости.