Sci Rep, 2018; 8: 2766.
Опубликован онлайн 2018 Feb 9. DOI: 10.1038/s41598-018-21046-0
PMCID: PMC5807356
Абстрактные
Сигналы, указывающие на доступность приемлемых продуктов питания, приобретают способность потенцировать поиск пищи и потребление. В текущем исследовании использовалась комбинация поведенческих, фармакологических и аналитических методов, чтобы исследовать роль мотивации мотивации Павловы в потенцированном кормлении. Мы показываем, что реплика, связанная с раствором сахарозы (CS +), может передавать свой контроль над кормлением, чтобы стимулировать потребление сахарозы в новом сосуде, и что этот эффект зависит от активации дофаминовых рецепторов D1, который, как известно, модулирует другие формы кий-мотивированных но не вкусовые вкусовые качества. Микроструктурный анализ поведения личинки сахарозы показал, что CS + имел тенденцию увеличивать частоту, с которой крысы участвуют в активных приступах облизывания, не оказывая надежного влияния на продолжительность этих лизающих приступов, что было связано, скорее, с вкусом сахарозы. Кроме того, мы обнаружили, что индивидуальные различия в CS +, вызванные увеличением частоты приступов, были связаны с общим потреблением сахарозы при тестировании, подтверждая мнение о том, что этот процесс был связан с значимой дисрегуляцией пищевого поведения. Таким образом, текущее исследование (1) демонстрирует, что зависимый от допамина павловский мотивационный процесс может опосредовать потенцированное питание, и (2) излагает экспериментальный и аналитический подход для анализа этого аспекта поведения.
Введение
Экологические сигналы, которые сигнализируют о доступности вкусных продуктов, могут спровоцировать мощную тягу к пище1–3 и способствовать еде в отсутствие голода, эффект, наблюдаемый у грызунов4,5 и людей6–9, Это поведенческое влияние, которое, как считается, играет важную роль в переедании и ожирении10–13, могут быть изучены с использованием задачи с потенциометрическим питанием (CPF). В типичном исследовании CPF голодные животные подвергаются павловской кондиции, состоящей из повторных спариваний между условным раздражителем (CS +, например, слуховым тоном) и небольшим количеством приятной пищи или жидкости, таких как раствор сахарозы, который они потребляют из чашки расположенных в неподвижном положении в экспериментальной камере. Затем им предоставляется неограниченный доступ к их обслуживанию, чтобы убедиться, что они полностью насыщены до тестирования. Затем животных возвращают в камеру и позволяют свободно потреблять сахарозу из чашки, в то время как CS + периодически отображается неконденсированным образом. В таких условиях животные демонстрируют выраженное повышение потребления пищи во время тестовых сеансов с CS + по сравнению с сеансами с неспаренным стимулом (CS-).
Хотя такие данные показывают, что внешние сигналы могут действовать независимо от физиологического голода, чтобы способствовать кормлению, психологические процессы, лежащие в основе этого эффекта, не прочно утвердились. Одна из возможностей заключается в том, что сигналы, связанные с потребляемым потреблением пищи, приобретают рефлексивный или привычный контроль над кормлением (т. Е. Основанный на стимуле-реакции). Если это основной механизм опосредования CPF, то CS + должен стимулировать потребление, вызывая специфические кормовые поведения, которые были установлены во время кондиционирования в Павлове. это ответное обучение вид правдоподобен, когда источник пищи фиксируется через обучение и тестирование, как в примере, описанном выше. Хотя этот сценарий применим к большинству демонстраций CPF, также имеются сообщения о том, что сигналы, связанные с питанием, могут инициировать подачу в новых местах14–16, что указывает на то, что они могут контролировать кормление косвенно. Одно из возможных объяснений заключается в том, что такие сигналы потенцируют питание через тот же павловский стимулирующий мотивационный процесс, который позволяет им выявлять и активизировать инструментальное поведение, связанное с потреблением пищи17,18. Это мотивационный взгляд предсказывает, что CS + вызывает желание искать пищу, что также приведет к кормлению, когда пища будет доступна. Альтернативно, данные свидетельствуют о том, что сигналы для вкусной пищи могут усилить гедоническую оценку вкусовых стимулов19–21, возможно, что пики потенцируют кормление частично, делая пищу более приемлемой. Хотя этот гедонистический взгляд механически отличается от мотивационного взгляда, эти счета не являются взаимоисключающими и могут объяснять различные аспекты CPF10,22.
Один из способов отличить мотивационные и гедонические счета CPF заключается в том, чтобы определить, как пищевые пары влияют на микроструктуру питания. Когда грызунам разрешено свободно потреблять раствор сахарозы или другие приемлемые жидкости, они участвуют в лизании приступов различной продолжительности, которые разделяются периодами бездействия. В то время как средняя продолжительность этих лизающих боев обеспечивает надежную и выборочную меру вкуса жидкости23,24, считается, что частота этих боев контролируется мотивационными процессами25–28, Таким образом, если CS + стимулирует кормление, улучшая вкусовые качества сахарозы, тогда эта метка должна увеличивать продолжительность, но не обязательно частоту, лизать поединки. Напротив, мотивационный взгляд предсказывает, что CS + должен стимулировать поиск и потребление сахарозы, даже когда животные озабочены другими видами деятельности, что приводит к более частым, но не обязательно более длительным приступам облизывания.
В настоящем исследовании изучалось влияние доставки CS + на микроструктуру лизания сахарозы с использованием двух протоколов CPF, в которых сахароза всегда была доступна в одном месте (эксперимент 1), и в котором источник был изменен во время обучения и тестирования (эксперименты 2 и 3), что позволяет нам оценить косвенное влияние CS +. Наш подход для оценки этого независимого от реакции (обобщенного) влияния парных сигналов на кормление был смоделирован после задачи павловской передачи (PIT), которая широко используется для изучения мотивационного мотива стимулирующего эффекта поощрительное поведение18,29,30, Мы также приняли павловские параметры кондиционирования и тестирования, обычно используемые в исследованиях ПЭТ, чтобы облегчить сравнение с этой литературой. Учитывая, что активность рецептора дофамина D1 имеет решающее значение для экспрессии PIT и других показателей поведения,31–33 но относительно неважно для гедонистических аспектов питания25,28,34, мы также оценили влияние блокады рецепторов D1 на кий-потенцированный лизание сахарозы (эксперимент 3) в качестве дополнительного исследования роли мотивации в этом эффекте. Наконец, мы проанализировали микроструктуру данных лизания сахарозы из этих экспериментов, чтобы проверить, избирательно ли CPF ассоциируется с увеличением либо частоты, либо продолжительности приступов лизания сахарозы, как это было бы предсказано мотивационными и гедоническими видами CPF, соответственно.
Итоги
Потенциальная подача питания с помощью сигнала, который сигнализирует источник пищи
В нашем первом эксперименте мы применили традиционную конструкцию СПП, отвечающую конгруэнтным характеристикам, в которой конкретные ответы, необходимые для потребления сахарозы, были одинаковыми на этапах обучения и тестирования. Голодным крысам давали 10 d павловского кондиционирования, чтобы установить CS + как сигнал для доступности сахарозы на кухонной чашке с одной стороны камеры. К последнему дню кондиционирования элементы чашки (± между субъектами SEM) были значительно выше во время CS + (23.72 ± 2.79 в минуту) по сравнению с интервалом между пробелами [18.27 ± 3.25 в минуту; парные образцы t-тестовое задание, t(15) = 3.13, p = 0.007]. Ввод чашки во время CS - (8.60 ± 1.91 в минуту) существенно не отличался от интервала между испытаниями [10.69 ± 2.00 в минуту; парные образцы t-тестовое задание, t(15) = -1.60, p = 0.130].
Затем крысам давали два теста CPF в пищевом состоянии, чтобы охарактеризовать эффекты CS + на лизание сахарозы. В каждом тесте крысы имели свободный доступ к раствору 2% или 20% сахарозы, что позволило нам оценить влияние вкусовой чувствительности сахарозы на CPF. фигура 1a показывает общее количество лиз, наблюдаемых во время испытаний CS, в зависимости от периода CS, типа CS и концентрации сахарозы. Данные анализировались с использованием обобщенных моделей линейных смешанных эффектов (дополнительная таблица S1). Важно отметить, что было значительное взаимодействие CS Period × CS, t(116) = 12.70, p <0.001. Дальнейший анализ (коллапс по концентрации) выявил значительное увеличение для испытаний CS +, p <0.001, но не CS- испытания, p = 0.118, что указывает на то, что CS + был более эффективным, чем CS-, в увеличении лизирования сахарозы по сравнению с уровнями до CS. Наш анализ также показал, что эта избирательность сигналов значительно зависит от концентрации сахарозы (3-стороннее взаимодействие, p <0.001). В частности, несмотря на то, что CS + был высокоэффективен в повышении уровня лизирования сахарозы как в 2%, так и в 20% условиях, ps <0.001, CS- не оказал значительного влияния на скорость лизания в тесте 2%, p = 0.309, но спровоцировал скромный, но значительный рост в тесте 20%, p = 0.039. Таким образом, хотя связанная с пищей подсказка в целом была более эффективной в контроле над кормлением, непарная подсказка, по-видимому, оказывала аналогичное влияние, когда крысам позволяли потреблять во время теста очень вкусный раствор сахарозы.
Перенос кинетического кормления в новый источник пищи
Поскольку сахароза была доступна в том же источнике во время обучения и тестирования в эксперименте 1, неясно, зависел ли наблюдаемый эффект CPF от способности CS + (1) мотивировать крысы, чтобы искать и потреблять сахарозу или (2), непосредственно вызывают конкретную условный рефлексили привычка, Эксперимент 2 более конкретно фокусировался на прежней гипотезе, проверяя, может ли CS +, связанный с доставкой сахарозы в пищевую чашку, мочить сахарозу, облизывающую носик на противоположной стороне камеры при испытании, сравнимую с поведенческими явлениями, наблюдаемыми в ПИТ.
Крыс обучали с той же процедурой кондиционирования в Павлове, которая использовалась в эксперименте 1, в результате чего к последнему дню кондиционирования в Павлове возникли специфические предвзятые методы подхода. Подходы к пищевой чашке (± между субъектами SEM) были выше во время CS + (18.71 ± 1.73 в минуту) относительно интервала между пробелами [12.49 ± 0.98 в минуту; парные образцы t-тестовое задание, t(15) = 3.02, p = 0.009]. Не было значительных различий между CS- (9.41 ± 0.98 в минуту) и интервалом между испытаниями [8.44 ± 0.88 в минуту; парные образцы t-тестовое задание, t(15) = 0.98, p = 0.341].
Учитывая, что эффекты CS + на лизание сахарозы в эксперименте 1 были несколько более очевидными, когда крыс тестировали с помощью 2% сахарозы, наше начальное тестирование с сахарозой, доступное в новом источнике (носик с чашкой для еды, покрытой непрозрачной панелью - см. методы) основное внимание уделялось этому условию. Однако в этом тесте лизание сахарозы существенно не различалось между CS + (328.1-84.8 лиз) и периодами pre-CS + [245.6 ± 45.9 лижет; парные образцы t-тестовое задание, t(15) = 1.07, p = 0.300]. Чтобы еще больше препятствовать конкуренции реакции и усилить питье сахарозы из носика, крысам было проведено 5 дополнительных занятий по слизыванию 20% сахарозы из носика в условиях отсутствия пищи в отсутствие CS. Затем крыс полностью насытили домашней пищей и им провели два теста CPF с сахарозой, имеющейся в металлическом носике. Во время тестов крысы имели постоянный доступ к 2% или 20% раствору сахарозы в отдельных тестах (внутри субъектов, порядок уравновешен).
фигура 1b показывает, что во время этого раунда тестирования CS + был эффективен в продвижении питья сахарозы в новом месте, хотя эта реплика никогда не была напрямую связана с этим поведением. Анализ модели смешанных эффектов (дополнительная таблица S2) обнаружил значительное взаимодействие CS Type × CS Period, t(120) = 15.16, p <0.001, что указывает на то, что CS + был более эффективным в повышении уровня лизирования сахарозы по сравнению с исходными уровнями (CS по сравнению с периодом до CS, p <0.001), чем CS- (CS по сравнению с периодом до CS, p = 0.097), как в эксперименте 1. Концентрация сахарозы не оказывала значительного влияния на селективность этого эффекта (3-стороннее взаимодействие, p = 0.319). Важно отметить, что в то время как частота вылизывания была повышена в период до CS- по сравнению с периодами до CS +, парные выборки t- тесты показали, что эта разница не была статистически значимой в состоянии 2% t(15) = 1.66, p = 0.118, или в условии 20%, t(15) = 1.56, p = 0.139. Этого следовало ожидать, учитывая псевдослучайную структуру испытаний, используемую во время обучения и тестирования, которая предотвращает систематические (межиспытательные) эффекты переноса и не позволяет предвидеть будущий тип (или время) испытания. Также стоит отметить, что эти же животные показали сходное повышение уровня облизывания CS + в Эксперименте 3, когда их скорости облизывания до CS- и до CS + были более сопоставимыми (см.рис. 1c, транспортное средство).
Зависимость от дофаминовых рецепторов D1
Результаты эксперимента 2 показывают, что CS + приобрел способность потенцировать потребление сахарозы, вызвав поведение кормления, которое никогда не ассоциировалось напрямую с этим сигналом, в соответствии с мотивирующим влиянием PIT. Учитывая важность дофаминовых рецепторов D1-типа в мотивации мотивации Павловы31–33, Эксперимент 3 исследовал, будет ли блокирующая активность у этих рецепторов нарушать экспрессию CPF. Те же крысы, которые использовались в эксперименте 2, получили окончательную пару тестов CPF (20% сахарозы) после предварительной обработки SCH-23390 (0.04 мг / кг), селективного антагониста D1 или носителя. Результаты испытаний показаны на рис. 1c (также дополнительная таблица S3).
Анализ выявил основной эффект лечения наркозависимости, t(120) = -2.15, p = 0.034, при этом лизание сахарозы обычно подавлялось SCH-23390. Важно отметить, что мы обнаружили значительное взаимодействие Лекарство × Период CS × Тип CS, t(120) = -20.91, p <0.001, что указывает на то, что SCH-23390 специфически нарушает экспрессию CPF. Действительно, дальнейший анализ показал, что, хотя CS + значительно увеличивал лизирование сахарозы по сравнению с уровнями до CS + в тесте с носителем, p <0.001, влияние CS + в тесте SCH-23390 не наблюдалось, p = 0.982. Подобно генерализации реплик, наблюдаемой в эксперименте 1, CS- вызывал незначительно значимое увеличение лизиса сахарозы в обоих условиях приема лекарственного средства, ps ≤ 0.049. Таким образом, антагонизм дофаминового рецептора D1-типа через SCH-23390-введение значительно нарушал вызванное CS + кормление, что соответствовало мотивационной мотивации CPF.
Микроструктурный анализ влияния парных сигналов сахарозы и концентрации сахарозы на кормление
Результаты экспериментов 2 и 3 свидетельствуют о том, что новый PIT-подобный протокол, используемый здесь, поддерживает мотивационную мотивационную форму CPF, поскольку сигналы могли мотивировать поведение кормления в месте, отделенном от источника пищи, сигнализируемого кией. Чтобы дополнительно проверить этот отчет, мы исследовали, были ли возбуждающие эффекты CS + на употребление сахарозы связаны с конкретным изменением микроструктурной организации поведения лизать. Как описано выше, в то время как продолжительность лизания длится в зависимости от вкуса жидкости23,24, частота, с которой крысы участвуют в новых приступах облизывания, как полагают, отражает отдельный мотивационный процесс25–28, Мы варьировали концентрацию сахарозы, чтобы манипулировать ее вкусом, как в предыдущих отчетах23,35, Хотя высокие и низкие концентрации сахарозы также различаются по калорийности, обширные исследования показали, что продолжительность продолжительности схватки является чувствительной и выборочной мерой влияния ортосенсорной награды и не зависит от последующей обработки калорий35–38, Таким образом, CS +, который стимулирует мотивацию стимула, должен увеличить частоту боя, тогда как CS +, который увеличивает потребление, делая сахарозу более приемлемой, должен способствовать увеличению продолжительности схваток.
Чтобы обеспечить достаточную статистическую мощность39, мы свернули данные по всем описанным выше условиям тестирования без наркотиков (тесты 2% и 20% для эксперимента 1 и эксперимента 2 и условия для эксперимента 3). Комбинированные данные показаны на рис. 2, нанесенные отдельно как сумма ликов (а), частота боя (б) и продолжительность боя (с). фигура 2d показывает растровые графики поведения облицовки двух типичных крыс во время периодов pre-CS + и CS +, когда XTUMX% и 2% сахарозы были доступны при тестировании. В соответствии с мотивационной интерпретацией CPF, эти крысы, как правило, участвовали в большем количестве приступов лизания сахарозы во время CS +, чем в период до CS +. Напротив, длительность схваток имела тенденцию быть длиннее, когда крысы потребляли более приемлемый раствор 20% сахарозы, чем при потреблении 20% сахарозы, что было очевидно во время периодов pre-CS + и CS +. Таким образом, продолжительность боя не сильно зависела от парной сахарозы. Действительно, рисунки, изображенные на рис. 2d были подкреплены обобщенными линейными моделями смешанных эффектов объединенного набора данных (см. рис. 2a-с и дополнительная таблица S4). Вторичные анализы смешанных эффектов показали, что категориальный фактор «Эксперимента» (1, 2, 3) существенно не уменьшал взаимодействие CS Period × CS Type по частоте или длительности боя, ps ≥ 0.293, что позволяет нам объединить эти данные для последующего анализа. Интересно, что способность CS + мотивировать поведение облизывания также отражалась в значительно более быстрой латентности, чтобы начать лизать40–42 после CS + против CS-начала [обобщенная линейная модель смешанных эффектов (распределение ответа = гамма, функция связи = log); t(306) = -2.71, p = 0.007], хотя грубая разница в задержках была относительно скромной (CS +: 1.16 секунды ± 0.47; CS-: 2.79 секунды ± 0.79).
Медиационный анализ эффекта периода CS
Учитывая такие результаты, мы провели статистический анализ медиации43 по комбинированным данным (рис. 2), чтобы определить, вызвал ли CS + выпадение сахарозы, преимущественно связанный с изменениями частоты или продолжительности схватки. фигура 3a показывает структуру модели множественного посредничества для этого анализа (период CS). Существовал значительный общий эффект (Total; c) периода CS на облизывании поведения, t(156) = 4.11, p <0.001, c = 5.22 [2.71, 7.73], в том смысле, что во время CS + было больше сликов, чем в период до CS +. Затем мы проверили, влияет ли CS + аналогичным образом на микроструктуру облизывания, и обнаружили значительное повышение частоты приступов, вызванное сигналом (M2), t(156) = 3.27, p = 0.001, a2 = 0.70 [0.28, 1.12], но не продолжительность боя (M1), t(141) = 1.89, p = 0.061, a1 = 0.34 [-0.02, 0.69]. Таким образом, на уровне группы влияние CS + на частоту схваток, но не на продолжительность схватки, в целом было похоже на его влияние на облизывание.
Если эффект CS + на облизывание был обусловлен его влиянием на частоту боя, то (1) эти меры должны быть скоррелированы, и (2) эффект CS + на частоте боя должен учитывать эффект CS + на общей сумме лижет. Оценка первого предсказания показала, что, игнорируя период CS, как частота боя, так и продолжительность боя были достоверно коррелированы с общими ликами, ps <0.001, что неудивительно, учитывая, что эти микроструктурные измерения имеют внутреннюю связь с общим количеством вылизываний. Однако наша оценка второго предсказания оказалась более показательной. Мы построили модель множественного посредничества, чтобы проверить, объясняют ли эти микроструктурные измерения вариацию, связанную с CS +, в общем показателе вылизывания, включая частоту и продолжительность схваток как фиксированные эффекты вместе с периодом CS. Другими словами, мы спросили, ослабляет ли контроль дисперсии в этих показателях «вылизывания» эффект CS + по сравнению с его силой в более простой (сокращенной) модели, описанной выше. В соответствии с посредничеством мы обнаружили, что это направлять эффект периода CS на облизывание (c') не было значительным, t(139) = 0.90, p = 0.370, c'= 0.41 [-0.49, 1.30], при управлении частотой и продолжительностью боя. Затем мы оценили влияние CS + на облизывание каждого из этих потенциальных медиаторов и обнаружили, что было значительное косвенное влияние частоты приступов на облизывание, a2b2 = 2.90 [1.18, 4.76], но не от продолжительности боя, a1b1 = 1.71 [-0.09, 3.35]. Таким образом, эти данные показывают, что вызванное CS + повышение облизывания в первую очередь вызвано увеличением частоты схваток, а не увеличением продолжительности схваток, что согласуется с мотивационным, а не гедонистическим подходом к CPF.
Медиационный анализ концентрационного эффекта сахарозы
Мы провели второй медиальный анализ комбинированных данных (рис. 2), чтобы подтвердить, что вкусовая (концентрация) сахарозы была связана с селективным увеличением продолжительности схватки (рис. 3b, Концентрация). Упрощенная модель (без фиксированных эффектов для частоты или продолжительности схватки) показала, что общий эффект концентрации на общий ликер был незначительным, t(156) = 0.42, p = 0.678, c = 0.57 [-2.13, 3.27], что указывает на то, что общие уровни лизиса сахарозы во время теста не сильно зависят от концентрации сахарозы. Этого следовало ожидать, поскольку влияние вкусовых качеств сахарозы на лизание наиболее очевидно в течение первых 2–3 минут потребления.44, задолго до первого периода до CS в наших тестовых сессиях. Тем не менее, концентрация сахарозы оказала значительное влияние на продолжительность схватки (M1), t(141) = 5.20, p <0.001, a1 = 0.88 [0.54, 1.21], с 20% сахарозы, поддерживающей более длительные приступы питья, чем с 2% сахарозы. Интересно, что концентрация сахарозы оказывала значительное подавляющее влияние на частоту схваток (M2), t(156) = -3.84, p <0.001, a2 = -0.83 [-1.26, -0.40], в том смысле, что крысы, как правило, участвовали в меньшем количестве приступов, когда пили более вкусный раствор. Таким образом, увеличение продолжительности схваток, связанное с концентрацией, было компенсировано уменьшением их частоты. В соответствии с этим наша полная модель посредничества, которая включала фиксированные эффекты для продолжительности и частоты схваток, не показала прямого влияния концентрации на облизывание, t(139) = 0.45, p = 0.650, c'= 0.23 [-0.76, 1.22]. Однако наблюдались значительные косвенные, но противоположные эффекты частоты боя, a2b2 = −3.49 [−5.50, −1.58], а продолжительность схватки, a1b1 = 4.46 [2.96, 5.95], при общем облизывании.
Индивидуальные различия в эффекте периода CS и концентрации на лижущей микроструктуре
Модели медиации показали, что частота и продолжительность приступов играют определенную роль в опосредовании влияния концентрации CS + и сахарозы на лизать на уровне группы, но не рассматривают, как такие эффекты выражаются у отдельных крыс, что может быть важно для понимания индивидуальных уязвимости к перееданию. Учитывая результаты медиационного анализа, мы предсказали, что отдельные крысы будут демонстрировать чистое увеличение частоты боев в течение периода CS + по сравнению с исходным уровнем, но не будут показывать сколько-нибудь последовательных или надежных изменений продолжительности боя. Кроме того, было предсказано, что отдельные крысы показывают более длительные, но менее частые приступы лизания при потреблении 20% сахарозы по сравнению с испытанием 2%. Инжир. 3c и d показывают индивидуальные различия во влиянии периода CS (CS + - pre-CS +) и концентрации сахарозы (20–2%), соответственно, на частоту и продолжительность схваток (анализ совокупного набора данных на рис. 2). CS + увеличивает частоту боя в 67% крыс (рис. 3c), причем примерно равное количество этих крыс также демонстрирует увеличение продолжительности боя (34%) или нет (33%). Хи-квадрат добротности теста соответствия, предполагающий равномерно распределенные точки данных по четырем квадрантам, выявил значительную асимметрию распределения, χ2(3) = 10.91, p = 0.012. Действительно, среднее значение Δчастота распределение было значительно больше, чем 0, t(66) = 4.80, p <0.001, а среднее значение ΔДлительность распределение существенно не отличалось от 0, t(66) = 1.80, p = 0.076. Что касается эффекта концентрации (рис. 3d), большинство крыс (58%) проявляли дольше и менее частые поединки с 20% по сравнению с 2% сахарозой, а хи-квадрат хорошего теста пригодности подтвердил, что данные не были равномерно распределены по квадрантам, χ2(3) = 31.85, p <0.001. Действительно, мы обнаружили, что среднее значение Δчастота распределение было значительно меньше, чем 0, t(51) = -4.22, p <0.001, а среднее значение ΔДлительность распределение было значительно больше, чем 0, t(51) = 4.18, p <0.001.
Микроструктурные предиктора потребления сахарозы
Данные на рис. 3c что значительная изменчивость эффекта CS + на частоте поединка и что некоторые крысы были особенно чувствительны к этому мотивационному влиянию. Хотя возможно, что эти крысы смогли контролировать общее потребление сахарозы, потребляя меньше в отсутствие CS +, дальнейший анализ объединенного набора данных (рис. 2) подтвердили, что эти CS + вызвали увеличение частоты приступов, связанных с перееданием. В частности, мы обнаружили, что крысы, которые проявили положительный Δчастота оценки во время испытаний CS + (подгруппы Freq ↑, Dur ↓ и Freq ↑, Dur ↑ на рис. 3C) потребляли значительно больше сахарозы, чем крысы, которые этого не сделали (подгруппы Freq ↓, Dur ↓ и Freq ↓, Dur ↑), t(63) = 2.27, p = 0.026 (рис. 4a). Это соотношение поддерживалось, когда Δчастота рассматривалась как непрерывная переменная, t(63) = 2.19, p = 0.032 (рис. 4b) и не зависит от концентрации сахарозы, концентрация × ΔЧастота, t(63) = 0.64, p = 0.528.
Обсуждение
Мы обнаружили, что доступность сахарозы с сигнальной сигнатурой способна потенцировать потребление сахарозы у крыс независимо от того, указывает ли эта контрольная метка конкретные действия, необходимые для получения сахарозы (эксперимент 1) или нет (эксперименты 2 и 3). Последнее обнаружение представляет особый интерес, поскольку оно вряд ли будет зависеть от исполнения ранее существовавших условных ответов на кормление (или стимулов-ответных привычек), а вместо этого предполагает, что такие сигналы приобретают аффективные и / или мотивационные свойства, которые позволяют им гибко переносить их контроль над питающими действиями. Эта тенденция к экологическим стимулам для стимулирования потребления продуктов питания, даже когда установленные кормовые процедуры недоступны, поэтому, по-видимому, представляет собой полезную и выборочную животную модель павловского процесса, которая поддерживает вызванные пищей тягу к пище и переедание у людей1–3, Несмотря на то, что есть предыдущие сообщения о том, что пищевые стимулы могут способствовать кормлению независимо от реакции14–16, большинство экспериментов с CPF фиксируют источник пищи на этапах обучения и тестирования и поэтому предоставляют лишь ограниченную информацию о характере психологических процессов, лежащих в основе этого эффекта. В настоящем исследовании показана демонстрация генерализованного возбуждающего влияния пищевых парных сигналов на поведение кормления с использованием процедуры, моделируемой после задачи ПИТ, которая широко используется для изучения обобщенного мотивационного влияния пищевых парных сигналов на пищевое поведение. Например, как и в PIT, текущая задача может быть использована для оценки тенденции для получения ключевой информации о мотивационных свойствах, которые обобщаются на новое место. Мы также заимствовали параметры обучения и тестирования (например, продолжительность сигнала, интервалы между испытаниями и график подкрепления), которые обычно используются для ПНД, что облегчает сравнение между исследованиями. Таким образом, такой подход может обеспечить больший экспериментальный контроль для будущих исследований потенциальных различий в психологических и / или биологических процессах, лежащих в основе павловского контроля над инструментальным и консумативным поведением.
В настоящем исследовании было установлено, что активация рецепторов дофамина D1 имеет решающее значение для выражения этой независимой от реакции формы CPF, что помогает поддерживать мотивационную мотивационную интерпретацию, учитывая важность передачи сигналов допамина в целом, и активацию рецептора D1, в частности, в выражении Pavlovian- инструментальная передача18,29–32,45,46, Учитывая, что допамин относительно неважен для обработки гедонических свойств пищевых раздражителей25,28,34, маловероятно, что антагонист D1 имел эффект, нарушая способность CS + изменять вкусовые качества сахарозы при тестировании. Эта мотивационная интерпретация также подтверждается нашим микроструктурным анализом лиза, который обнаружил, что сигналы увеличились, в основном, за счет увеличения количества приступов лизания, а не увеличения продолжительности этих боев. Вместо этого длительность схваток варьировала от вкусовых качеств сахарозы, как было установлено23,24,26,27, Интересно, что наш статистический анализ медиации показал, что, хотя крысы участвовали в более длинных поединках при облизывании 20% против 2% сахарозы, они также показали компенсаторное снижение частоты бой. Таким образом, эта манипуляция вкусом, казалось, влияла на то, как крысы структурировали свое потребление сахарозы, не влияя на общий уровень их питания. Напротив, никакой такой компенсаторный эффект не проявлялся во время испытаний с CS +, что, по-видимому, объясняло бы чистое увеличение облизывающего поведения, наблюдаемое при испытаниях с этой репликой. Кроме того, крысы, демонстрирующие увеличение частоты приступов во время испытаний CS +, также показали повышенные уровни общего потребления сахарозы. Такие данные свидетельствуют о том, что пищевые парные рецепторы (1) могут регулировать поведение кормления, и (2) более эффективны при переедании, чем при манипулировании вкусовой сахарозой, по крайней мере, в условиях, протестированных здесь.
Текущие результаты также проливают свет на роль допамина в регуляции поведения кормления в отсутствие явных парных сигналов. Предыдущие исследования показали, что системное введение антагониста дофамина D1 SCH23390 Подавляет uncued сахарозы, уменьшая частоту боя без изменения продолжительности боя25,26, который аналогичен образцу облизывания, проявляемому мышами, не содержащими допамин47, Хотя психологические механизмы, контролирующие частоту приема в таких ситуациях, неясны, было высказано предположение, что контекстуальные и / или интероцептивные сигналы, которые стали связанными с кормлением, приобретают способность тайно мотивировать новые приступы поиска и потребления пищи25,26, Наши результаты дают некоторую поддержку правдоподобности этой интерпретации, демонстрируя, что новые приступы лизания могут быть вызваны явными парными пиками и что этот эффект также зависит от активации рецептора дофаминового D1.
Как отмечалось в других местах5,10, было относительно мало предыдущих исследований о роли допамина в СПЛ. Однако в одном из ранних исследований было установлено, что введение неспецифического антагониста рецептора допамина α-флупентиксола ослабляет CS + вызванный поиск пищи, но остается нетронутым, что способность кейса увеличить потребление пищи48, что, по-видимому, противоречит нашему нахождению, что антагонизм D1 разрушает кижу, вызванную ликованием сахарозы. В двух исследованиях есть многочисленные процедурные различия, которые могли бы объяснить это кажущееся несоответствие. Например, может случиться так, что наша селективная манипуляция с дофаминовой передачей D1 более эффективна для разрушения влияния CS + на потребление пищи. Кроме того, в этом предыдущем исследовании48, крыс, лишенных пищи, обучали и тестировали в своих домашних клетках, используя уникальную процедуру кондиционирования в Павлове, в которой использовался сигнал для подачи питания, который периодически прерывался в течение дня. Позже было показано, что эта реплика эффективна в продвижении кормления, даже когда крыс испытывали в недееспособном состоянии. Характер и степень этого обучения и тот факт, что требуемые ответы на кормление не изменились на этапах обучения и тестирования, свидетельствуют о том, что этот протокол СПЛ, возможно, стимулировал использование привычного (стимулирующего ответа) ответа на подачу во время тестирования. Учитывая, что перетренированность может привести к тому, что кулинарная пища будет нечувствительной к манипуляциям с сигналами допамина49, может быть, что эта потенциально зависимая форма CPF менее зависит от дофамина, чем описанная здесь мотивационная форма.
Хотя многое еще предстоит определить о роли допамина в CPF, это поведенческое явление, как известно, зависит от грелина50–52 и меланин-концентрационный гормон53 нейропептидных систем, которые в основном участвуют в регулировании как кормления10 и дофаминовая сигнализация54–56, Интересно, что стимулирующие аппетит эффекты Грелина зависят от способности этого гормона модулировать мезолимбическую дофаминовую сигнализацию57–60, Например, склонность грелина к увеличению потребления и потребления пищи, не влияя на вкусовые качества продуктов питания (продолжительность лизания), может быть подавлена путем совместного введения антагониста рецептора дофаминового D1 SCH-2339060, Основываясь на таких выводах, можно было бы ожидать, что подобное взаимодействие между грелином и допамином может лежать в основе мотивационного влияния пищевых парных сигналов на кормление.
В то время как текущие результаты показывают, что пищевые парные пары могут стимулировать переедание, стимулируя новые приступы кормления, такие сигналы также могут влиять на питание через другие процессы. Неявным в нашем подходе, основанном на передаче, является признание того, что сигналы питания могут приводить к потреблению, непосредственно вызывая специфическое поведение кормления. Кроме того, несмотря на то, что CS + не достоверно изменял длительность схваток в текущем исследовании, недавнее исследование, использующее более обычный протокол CPF с фиксированным источником пищи, обнаружило доказательства того, что сигналы питания могут удлинять лизающие поединки53, В соответствии с этим, есть предыдущие сообщения, что сигналы, связанные с вкусной пищей, могут увеличить экспрессию аппетитных орофациальных реакций на вкусовые стимулы19–21, еще одна мера вкуса гедоники или «симпатии». Таким образом, вполне вероятно, что пищевые сигналы могут стимулировать питание через несколько маршрутов, вызывая тягу, вызывая специфические ответы на кормление и / или делая вкус пищи лучше10, Эти процессы могут лежать в основе различных уязвимостей для потенцированного переизбытка, возможно, объясняя индивидуальные различия в восприимчивости к этому эффекту1,61,62, Существующие результаты демонстрируют эффективный подход для выборочного анализа мотивационного компонента CPF у крыс.
методы
Предметы и аппараты
Взрослых самцов крыс линии Long Evans (всего 32 крысы; n = 16 для эксперимента 1 и n = 16 для экспериментов 2 и 3) массой 370–400 г по прибытии помещали парами в прозрачные пластиковые клетки при температуре и влажности. -контролируемый виварий. Крысы имели вволю доступ к воде в домашних клетках на протяжении всего эксперимента. Крыс помещали на график ограничения пищевых продуктов на определенных этапах эксперимента, как указано ниже. Органы животноводства и экспериментальные процедуры были одобрены Комитетом UC Irvine Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) и были в соответствии с Руководством Национального исследовательского совета по уходу и использованию лабораторных животных.
Поведенческие процедуры проводились в идентичных камерах (ENV-007, Med Associates, St Albans, VT, США), размещенных в звуко- и световых аттенюаторах. Раствор сахарозы можно было доставлять через шприцевой насос в утопленную пластиковую чашку, которая была расположена в центре на одной торцевой стенке каждой камеры, на 2.5 см выше пола сетки из нержавеющей стали. Детектор фотоэлемента, расположенный на входе в пищевую емкость, использовался для контроля заглавных записей, связанных с потреблением сахарозы, а также от ответов условного подхода во время сеансов кондиционирования в Павлове. В некоторых тестовых сеансах (эксперименты 2 и 3) раствор сахарозы можно было получить, облизывая загруженный гравитационным металлическим носиком, который был размещен ~ 0.5 см в отверстие 1.3 см, расположенное на торцевой стенке напротив кухонной чашки. Индивидуальные облизывания из чашки и металлического желоба непрерывно регистрировались во время тестовых сеансов с использованием контактного ликометра (ENV-250B, Med Associates, St Albans, VT, США). Белая непрозрачная панель из плексигласа была расположена перед торцевой стенкой, на которой размещалась чашка для еды во время всех сеансов, когда сахарозу можно было получить из металлического желоба. Освещение в помещении (3 W, 24 V) обеспечивало освещение, а вентилятор обеспечивал вентиляцию и фоновый шум.
Павловское кондиционирование
Крыс помещали на график ограничения пищевых продуктов, чтобы поддерживать вес тела приблизительно на 85% от веса их свободного кормления до прохождения 2 d обучения в журналах, в котором они получали 60 поставки 20% раствора сахарозы (0.1 мл) в каждом ежедневная сессия (1 h). Затем крысы получили 10 d павловской кондиции. Каждый сеанс ежедневного кондиционирования состоял из серии презентаций 6 аудиосигнала 2-min (CS +, либо белого шума 80-dB, либо кликатора 10-Гц), при этом испытания разделялись переменным интервалом 3-min (диапазон 2-4) , Во время каждого испытания CS + аликвоты 0.1 мл (доставленные в течение 2 сек) раствора 20% сахарозы (масса / объем) доставлялись в чашку для пищевых продуктов в соответствии со случайным графиком 30-sec, в результате чего в среднем за четыре раза в расчете на сахарозу , В последний день кондиционирования крысам также была дана вторая сессия, в которой альтернативный сигнал (CS-, альтернативный слуховой стимул) был представлен таким же образом, как и CS +, но не был сопряжен с раствором сахарозы. Прогнозирующее поведение измеряли путем сравнения скорости чашечных подходов (разрывов фотоэлемента) в период между началом CS и первой доставкой сахарозы (во избежание обнаружения безусловного поведения кормления), что было противопоставлено скорости чашечных подходов во время межсезонье, пробный интервал. Затем всем крысам давали пять дней вволю доступ к их поддерживающей диете после последней сессии павловского кондиционирования, прежде чем проходить дополнительное тестирование.
Испытание на потенцированное питание
Experiment 1
Этот эксперимент оценил влияние CS + на потребление раствора сахарозы из той же чашки для еды, что и во время тренировки, так что условный ответ на этот сигнал (то есть подход с чашечкой) был совместим с поведением, необходимым для получения сахарозы при испытании. После восстановления веса, потерянного во время кондиционирования в Павлове, крысы получили пару тестов CPF, которые были разделены 48 ч, в течение которых крысы оставались безмятежными в своих домах. Во время каждого сеанса CPF (86 мин в общей продолжительности) раствор 2% или 20% сахарозы непрерывно добавлялся в чашку для еды, заправляя эту чашку с помощью 0.1 мл сахарозы всякий раз, когда крыса пересекала фотобам (приближается стакан). Однако для предотвращения переполнения чашки доставка сахарозы осуществлялась только тогда, когда прошло по меньшей мере 4 с момента последней доставки сахарозы, и если крыса выполнила по меньшей мере пять лиз в течение промежуточного периода. В течение этого сеанса каждый из слуховых стимулов 2-min был бесконфликтно представлен 4 раз в псевдослучайном порядке (ABBABAAB), разделенный фиксированным интервалом 8-min. Первое испытание началось через 8 мин после начала сеанса, чтобы позволить индукции сытости перед оценкой поведенческого влияния сигналов. Пробный порядок был уравновешен условиями обучения в Павлове, так что первая CS представляла CS + для половины предметов и CS- для оставшейся половины предметов. Порядок тестирования концентрации сахарозы также был уравновешен, причем половина каждого условия принимала сначала тест 2% и второй тест 20%, а половина получала противоположную схему (т. Е. Все животные получали обе концентрации в отдельных тестах).
Experiment 2
В этом эксперименте мы исследовали влияние CS + на потребление раствора сахарозы из другого источника, чем чашка, используемая во время кондиционирования в Павлове, так что условный ответ на этот сигнал несовместим с поведением, необходимым для потребления сахарозы при испытании. Первый тест, который мы провели, включал только условие 2% сахарозы. После того, как крысы смогли восстановить вес, потерянный во время кондиционирования в Павлове, им было дано два ежедневных сеанса (продолжительность 86 min), в которых у них был неограниченный доступ к раствору 2% сахарозы из металлического желоба (с гравитацией через бутылку), расположенного в небольшом отверстии в торцевую стенку напротив кухонной чашки. Белая панель из плексигласа была расположена перед стеной, в которой находится чашка для еды во время сеансов с доступом к носику (включая последующие тесты CPF), чтобы препятствовать животным искать сахарозу в этом месте. Эти сеансы были предназначены для того, чтобы дать крысам испытать выпивку сахарозы из нового источника в отсутствие слуховых сигналов. На следующий день крысы получили единую тестовую сессию CPF, как описано в эксперименте 1, за исключением того, что 2% сахароза была постоянно доступна в металлическом носике, а не в чашке.
Поскольку в этом первом испытании было мало доказательств CPF, по-видимому, из-за конкуренции с ответом между CS + вызванной пищевой чашей и поведения подхода к носику, мы дали крысам дополнительное упражнение на носик (в отсутствие CS +), чтобы усилить поиск сахарозы на носике и препятствовать (если он был закрыт панелью). Поэтому крысы были помещены на график ограничения пищевых продуктов (то же, что и во время фазы кондиционирования в Павлове), перед тем как получить 5 d дополнительных тренировочных тренировок с использованием каждого из этих сеансов, состоящего из 10 мин доступа к раствору 20% сахарозы. Затем крысам давали 4 d of вволю доступ к домашней чау, чтобы они могли восстановить потеря веса на этом этапе. Затем крысы остро ощущали нехватку пищи (20 h) до получения сеансов переподготовки в Павлове с CS + и CS-, как в последний день начальной тренировки (т. Е. С помощью 20% сахарозы, доставленной в чашку для еды во время испытаний CS +). Обратите внимание, что носик был удален из камеры во время этих и всех последующих сеансов переподготовки в Павлове. Затем крысам давали ~ 20 h вволю доступ к домашнему чау до проведения двух тестов CPF с использованием металлического желоба, которые были идентичны первому тесту, за исключением того, что крысам был предоставлен доступ к 2% или 20% в двух отдельных тестах (как в эксперименте 1).
Experiment 3
Получив более существенные доказательства CPF во время последнего раунда тестирования с носиком, крысам из эксперимента 2 дали дополнительное тестирование для оценки зависимости этого эффекта от дофаминовой передачи сигналов на дофаминовых рецепторах D1. Крысам впервые была назначена 10-мин сессия переподготовки носика, в которой им был предоставлен доступ к раствору 20% сахарозы. Поскольку крысы быстро возвращались к нормальному весовому весу, когда возвращались в вволю домашняя чау после острой нехватки еды 20-h, мы использовали эту процедуру для обеспечения того, чтобы крысы были голодны во время этой переподготовки носиков и во время последующей переподготовки в Павлове (CS + и CS-сессии, как и раньше), которая проводилась за день до каждого из два последних теста CPF. Крысам давали по меньшей мере 20 h вволю домашний доступ к чау перед каждой тестовой сессией. Во время этого заключительного раунда тестирования CPF у крыс был непрерывный доступ к 20% сахарозе из носика во время обоих сеансов тестирования. Пятнадцать минут перед каждым тестом крысам вводили инъекцию ip (1 мл / кг) либо стерильного физиологического раствора, либо SCH-23390 (селективный антагонист рецептора дофаминового D1) с использованием дозы (0.04 мг / кг), которая, как известно, достаточна для подавления потребления сахарозы25,34,63, Крыс тестировали в обеих условиях лекарственного средства, уравновешивая порядок испытаний.
Анализ данных
Первичной зависимой мерой были отдельные облизывания, которые регистрировались с разрешением 10 мс с использованием контактного лизометра во время всех сеансов CPF. Очень редко мы обнаруживали артефакты в измерениях с помощью лизометра, которые были вызваны постоянным контактом между крысой (лапа или рот) и сахарозой (или металлическим носиком). Эти артефакты приняли форму высокочастотных откликов лизометра (> 20 Гц). Учитывая, что крысы демонстрируют максимальную частоту облизывания <10 Гц64, мы исключили все возможные реакции лизать, возникающие в течение 0.05 сек последнего (не артефактного) лиза, соответствующего частоте среза 20-Hz. Сеансы, в которых исключался хотя бы 20% от лизать ответы, учитывая этот критерий, были полностью удалены из анализа (сеанс 1 от крысы 1 в эксперименте 1).
Лизать поведение
Для каждого сеанса мы определили общее количество ликов по типам периодов (Pre-CS +, CS +, Pre-CS-, CS-). Поскольку наша первичная зависимая мера (суммарные лики) является переменной счетчика, эти данные анализировались с использованием обобщенных линейных моделей смешанных эффектов с распределением ответов Пуассона и функцией связи с журналом 65–68. Этот статистический подход позволяет оценивать параметры как функцию условия (фиксированные эффекты) и индивидуальные (случайные эффекты). В экспериментах 1 и 2 структура фиксированных эффектов включала общий перехват, трехстороннее взаимодействие между CS Period (Pre, CS) × CS Type (CS-, CS +) × Концентрация (2%, 20%) и все основные эффекты и взаимодействия нижнего порядка. Для эксперимента 3, препарат (транспортное средство, SCH) был заменен концентрацией, чтобы соответствовать изменению экспериментальной конструкции. Эти переменные были переменными внутри объекта, рассматривались как категориальные предсказатели и кодированные эффекты. Выбор модели случайных эффектов включал определение модели, которая сводила к минимуму информационный критерий Akaike 69, а также обеспечение того, чтобы количество точек данных на один параметр не опускалось ниже 10 70,71, Используя эти критерии, лучшая структура случайных эффектов в экспериментах включала в себя некоррелированные перехваты по предметам, скорректированные на период CS, тип CS и концентрацию (или лекарство)72, Все статистические анализы были проведены в MATLAB (The Math Works, Natick, MA). Альфа-уровень для всех тестов был 0.05. Поскольку все предсказатели были категориальны, размер эффекта был представлен нестандартизированным коэффициентом регрессии 73, сообщается в b в тексте и в таблицах вывода модели. Послеоперационный анализ взаимодействий проводился с использованием post hoc F-тесты простых эффектов в рамках омнибусного анализа с использованием coefTest функции в MATLAB.
Микроструктурный анализ поведения облизывания
Индивидуальные облизы были классифицированы как начинающие или продолжающие лизать бой. Бой был разграничен как несколько последовательных ликов, в которых интерликовые интервалы (ILI) не превышали 1 s74, Когда по крайней мере 1 s прошло с последнего лиза, следующая лиза была обозначена как начало нового боя. Частота и продолжительность бута были рассчитаны путем первого разделения сеансов на периоды до CS и CS, как это сделано для полного облизывания в вышеприведенных анализах. В те периоды каждый лиз, которому предшествовал период, по крайней мере, 1, был назначен как бой. Продолжительность каждого боя рассчитывалась как временной интервал между первым и последним ликом в этом бою. Отдельные облизывания, происходящие в изоляции, не считались частью боя. Чтобы максимизировать размер выборки для последующего медиального анализа39, частота сбоев и продолжительность продолжительности боя были свернуты в экспериментах для оценки общих эффектов периода CS, типа CS и концентрации на этих микроструктурных мерах. Данные из условия SCH-23390 в эксперименте 3 не были включены в эти анализы.
Эти данные были проанализированы с помощью обобщенных моделей линейных смешанных эффектов, включающих структуру фиксированных эффектов CS Period × CS Type × Concentration (и всех взаимодействий нижнего порядка и основных эффектов) и структуру случайных эффектов по отношению к некоррелированным перехватам, скорректированным по периоду CS , CS Type и Concentration. Как и при анализе общего поведения облизывания, один сеанс для одной крысы из эксперимента 1 был удален из анализа. В частотном анализе боя использовалось распределение ответов Пуассона с функцией логической связи из-за характера частотных данных типа счета. В анализе продолжительности схватки использовалось распределение гамма-ответа с функцией лог-ссылки, так как длительность боя - это непрерывная мера, ограниченная между 0 и + ∞. Для сравнения этот же анализ проводился на тотализаторах, обрушившихся на все эксперименты, в которых анализ предполагал распределение ответов по Пуассону с функцией логарифмической связи, как и в анализе общего лиза экспериментального эксперимента. Для обеспечения того, чтобы критическое взаимодействие CS Period × CS не зависело от того, в каком эксперименте каждая крыса находилась, вторая серия моделей была запущена на частоте боя и длительности боя, идентична только что описанному анализу, но с дополнительным предсказателем с фиксированным эффектом опыта × CS Период × Тип CS. Эксперимент был категорическим фактором. Наконец, в качестве подтверждающей меры мотивированного облизывания40–42, мы проанализировали латентность до первого лиза после начала CS с использованием обобщенной линейной модели смешанных эффектов с распределением гамма-ответа и функцией связи с логом (n = 310). Эта модель включала в себя структуру фиксированных эффектов типа CS × концентрация (и все взаимодействия и основные эффекты более низкого порядка) и структуру случайных эффектов перехватов побочных субъектов, скорректированных для типа CS, концентрации и типа CS × концентрация.
Медиационный анализ частоты и частоты боя
Две модели множественного посредничества43,75,76 были проведены для определения того, были ли эффекты (или их отсутствие) периода CS (Pre, CS) и концентрация (2%, 20%) на CPF были значительно опосредованы частотой и / или продолжительностью боя. В модели периода CS переменная X был период CS (Pre, CS), переменная результата Y было общее количество лиз в этот период, а медиаторы - частота боя (M1) и продолжительность боя (M2). В модели концентрации переменная X концентрация сахарозы. Поскольку облизывание, вызванное кией, было в первую очередь очевидным для испытаний CS + (см. Итоги), были проанализированы только испытания CS +. Для каждой крысы и для каждой тестовой сессии было определено среднее количество облизов и приступов и средняя продолжительность каждого боя для периодов pre-CS + и CS +. Эти анализы включали всех крыс из экспериментов 1 и 2 (16 крыс на эксперимент × 2-экспериментов × 2 концентрации × 2 CS периодов = 128 точек данных) и данных состояния транспортного средства из эксперимента 3 (16 крысы × 2 CS периодов = 32 точек данных) , Как и при анализе общего поведения облизывания, один сеанс для одной крысы из эксперимента 1 был удален из анализа, оставив в общей сложности точки данных 158. Редко, крысы не лизали во время периодов pre-CS + или CS + во время сеанса (9 / 158; 9.5%). В этих случаях среднее число ликов и боев было закодировано как «0», а значение средней продолжительности боя оставалось пустой ячейкой. Когда одни и те же модели были запущены при условии удаления списка (например, удаление строк, в которых продолжительность боя была пустой ячейкой), аналогичные шаблоны сохранялись. Поскольку эти анализы связаны с общими линейными моделями (т. Е. С простой или множественной линейной регрессией), частота боя и итоговые данные лиза были преобразованы в квадратный корень, а данные о длительности боя были преобразованы в логарифмически, чтобы исправить положительную асимметрию. Значение косвенного эффекта было определено при загрузке 95% процентили с итерациями 10,000. Коэффициенты регрессии сообщаются в соответствии с традиционными отчетами о среднем анализе (например, c'= прямой эффект X on Y)43,75.
Индивидуальные различия в изменениях частоты и продолжительности боя
Вышеупомянутый анализ позволил нам оценить влияние CS + на микроструктуру облизывания на групповом уровне. Мы также охарактеризовали индивидуальные различия в выражении этого эффекта. Для каждой крысы были рассчитаны две оценки разницы для измерения частоты и продолжительности схваток. В качестве параллели с моделью периода CS, частота схваток в течение периода до CS + вычиталась из значения частоты схваток в течение периода CS + (то есть, CS + - до CS +); для модели концентрации частота приступов во время теста 2% сахарозы вычиталась из соответствующего значения во время теста 20% (т. е. 20% –2%). Эти вычисления позволили получить показатели, описывающие изменение частоты схваток (Δчастота). Эти же расчеты были выполнены для продолжительности схватки (т. Е. ΔДлительность ). Таким образом, для каждой пары точек данных Pre-CS + / CS + и 2% / 20% были определены изменения частоты и частоты боя. Средства этих распределений сравнивали с 0 через один образец t-test (α = 0.05), чтобы оценить сдвиги распределения от каких-либо общих изменений. Каждая из этих точек данных была классифицирована по возрастанию и / или уменьшению частоты и продолжительности боя и представлена двумерной диаграммой разброса (например, увеличение частоты / смерти бой в длительности схватки при начале CS +), что позволяет определить долю данных точек в каждом квадранте 2 × 2 (частота / продолжительность × увеличение / уменьшение). Точки данных, в которых разностный балл был равен нулю, были классифицированы как уменьшение (т. Е. Не увеличение). Чи-квадрат (χ2) тесты пригодности для периода CS и данных о концентрации определяли, отличаются ли распределения этих точек данных от равномерно распределенных данных по этим четырем категориям (α = 0.05). Чтобы определить, было ли приблизительно равное распределение этих точек данных по четырем квадрантам для каждого эксперимента, были проведены простые корреляционные анализы для данных периода CS и концентрации, чтобы оценить взаимосвязь между количеством точек данных в каждом квадранте в каждом эксперименте и соответствующее ожидаемое количество точек данных, оцениваемое по общим пропорциям в каждом квадранте.
Микроструктурные предиктора потребления сахарозы
Была проведена заключительная серия обобщенных анализов линейных смешанных эффектов, чтобы определить, был ли общий объем раствора сахарозы, потребляемого на всех сеансах тестирования, изменением частоты и продолжительности схватки крысы с периодов до CS + до CS +. Анализ включал данные всех нелекарственных состояний (т. Е. 2% и 20% сахарозных тестов для экспериментов 1 и 2, а также состояние транспортного средства из эксперимента 3). Анализы предполагали распределение гамма-ответа с функцией лог-ссылки. Первый анализ регрессировал общий раствор сахарозы, потребляемый (мл), на основные эффекты и взаимодействия между категориальными группировками 2 × 2 увеличения / уменьшения частоты / продолжительности схватки, как описано выше. Второй анализ регрессировал общее потребление сахарозы на основные эффекты и взаимодействие между непрерывным значением Δчастота и концентрации сахарозы.
Доступность данных
Наборы данных, проанализированные в ходе текущих экспериментов, доступны от соответствующего автора по разумному запросу.
Электронный дополнительный материал
Благодарности
Это исследование было поддержано грантами NIH AG045380, DK098709, DA029035 и MH106972 для SBO. Финансисты не играли никакой роли в разработке исследований, сборе и анализе данных, решении опубликовать или подготовить рукопись.
Авторские вклады
SBO задумал и разработал эксперименты; BH и ATL провели эксперименты; ATM и SBO проанализировали данные. Все авторы написали статью и рассмотрели рукопись.
Заметки
Конкурирующие интересы
Авторы не заявляют никаких конкурирующих интересов.
Сноски
Электронный дополнительный материал
Дополнительная информация прилагается к этой статье в 10.1038 / s41598-018-21046-0.
Примечание издателя: Природа Спрингера остается нейтральной в отношении юрисдикционных требований в опубликованных картах и институциональной принадлежности.
Информация для участников
Эндрю Т. Маршалл, электронная почта: ude.icu@1aahsram.
Шон Б. Остлунд, электронная почта: ude.icu@dnultsos.
Рекомендации
;
