Časopis neurovedy, 1. mája 2001, 21 (9): 3236-3241;
+ Pridruženie autorov
abstraktné
Dopamín v dialyzáte z nucleus accumbens (NAcc) sa zvyšuje počas sexuálneho a kŕmneho správania a po podaní drog, a to aj tých, ktoré priamo neaktivujú dopaminergné systémy (napr. morfín alebo nikotín). Tieto a ďalšie zistenia viedli k hypotézam, ktoré naznačujú, že dopamín je odmeňujúci, predpovedá, že dôjde k posilneniu, alebo pripisuje význam stimulu. Skúmanie zvýšenia dopamínu v NAcc alebo striate počas sexuálneho správania u samíc potkanov poskytuje jedinečnú situáciu na štúdium týchto vzťahov. Je to preto, že u samíc potkanov je sexuálne správanie spojené so zvýšením dopamínu v NAcc a podmienenou preferenciou miesta iba za určitých testovacích podmienok. Tento experiment bol vykonaný s cieľom určiť, aké faktory sú dôležité pre zvýšenie dopamínu v dialyzáte z NAcc a striata počas sexuálneho správania u samíc potkanov. Zohľadnenými faktormi boli počet kontaktov samca, načasovanie kontaktov samca alebo schopnosť samice kontrolovať kontakty samca. Výsledky naznačujú, že zvýšený dopamín v NAcc závisí od načasovania kopulačných podnetov, nezávisle od toho, či sa samica potkana aktívne podieľa na regulácii tohto načasovania. V prípade striata ovplyvňuje načasovanie kopulačného správania rozsah nárastu dopamínu v dialyzáte, ale sú zapojené aj ďalšie faktory. Dospeli sme k záveru, že zvýšený extracelulárny dopamín v NAcc a striate poskytuje kvalitatívne alebo interpretačné informácie o odmeňujúcej hodnote stimulov. Sexuálne správanie samíc potkanov sa navrhuje ako model na určenie úlohy dopamínu v motivovanom správaní.
Predpokladá sa, že uvoľňovanie dopamínu (DA) v nucleus accumbens (NAcc) a v menšej miere v striate sprostredkováva posilňujúce vlastnosti jedla, drog a sexuálneho zážitku ( Wise a Rompre, 1989 ; Phillips a kol., 1991 ; Robinson a Berridge, 1993 ). Alternatívne sa predpokladá, že zvýšenie extracelulárneho DA v NAcc alebo striate je spojené so stimulmi, ktoré predpovedajú posilnenie, alebo že táto aktivita pripisuje stimulom významnú motiváciu ( Phillips a kol., 1993 ; Schultz a kol., 1993 ; Berridge a Robinson, 1998 ). Pozorovaním času, kedy sa DA zvyšuje v striate a NAcc, môžeme získať ďalší pohľad na úlohu týchto nervových štruktúr v motivovanom správaní.
Sexuálne správanie u samíc potkanov je jedinečné medzi prirodzene sa vyskytujúcimi motivovanými správaniami v tom, že kopulácia za štandardných laboratórnych podmienok nie je pre samicu potkana odmeňujúca ( Oldenburger a kol., 1992 ; Paredes a Alonso, 1997 ). U samíc potkanov a škrečkov dochádza k zvýšenému DA v dialyzáte zo striata a NAcc počas kopulácie ( Meisel a kol., 1993 ; Mermelstein a Becker, 1995 ; Pfaus a kol., 1995 ). U samíc potkanov sa však toto zvýšenie DA NAcc zistilo iba za podmienok, v ktorých samica mohla kontrolovať alebo upravovať načasovanie intromisií ( Mermelstein a Becker, 1995 ; Pfaus a kol., 1995 ). Tempo intromisií určuje, či sa uvoľnia hormóny, ktoré podporujú implantáciu (t. j. progestačný reflex). Keď samica potkana chodí, intromisie sú od seba vzdialené približne 1 – 2 minúty a šanca, že inseminácia povedie k gravidite, je výrazne zvýšená v porovnaní s reprodukčným úspechom, keď je miera intromisií u samca vyššia ako miera kopulácie ( Adler a kol., 1970 ).
Medzi samicami potkanov existujú individuálne rozdiely v optimálnom tempe intromisií ( Adler, 1978 ). Každá samica potkana má individuálny „vaginálny kód“, ktorý je optimálny na vyvolanie progestačného reflexu u danej samice potkana ( Adler a kol., 1970 ; McClintock a Anisko, 1982 ; McClintock a kol., 1982 ; McClintock, 1984 ; Adler a Toner, 1986 ). V laboratórnych podmienkach k stimulačnému správaniu dochádza, ak existuje bariéra, za ktorou môže samica potkana uniknúť pred samcom potkana ( McClintock, 1984 ; Erskine, 1989 ). Okrem toho, ako je uvedené vyššie, zvýšenie koncentrácií DA v dialyzáte zo striata a NAcc u samíc potkanov, ktoré stimulujú kopuláciu, je výrazne väčšie ako u samíc potkanov, ktoré nemôžu stimulovať, alebo u behaviorálne receptívnych zvierat testovaných bez samca potkana ( Mermelstein a Becker, 1995 ). Toto platí aj v prípade, keď stimulujúce aj nestimulujúce samice zažijú počas hodiny kopulačného zážitku rovnaký počet vstupov, intromisií a ejakulácií. Tieto výsledky vyvolávajú nasledujúce otázky. Čo je dôležité pre zvýšenie extracelulárnej DA v NAcc a striate počas stimulácie sexuálneho správania? Je to množstvo kopulačných podnetov, načasovanie kopulačných podnetov alebo akt kontroly kopulačného správania samca potkana, ktorý indukuje zvýšenie extracelulárnej DA? Výsledky tohto experimentu nám pomôžu lepšie pochopiť úlohu striata a NAcc v sexuálnom zážitku a v motivovanom správaní vo všeobecnosti.
MATERIÁLY A METÓDY
Subjekty. Dospelí samci a samice potkanov kmeňa Long-Evans (Charles River Laboratories, Wilmington, MA) vážili na začiatku tohto experimentu 180 – 200 g. Samice boli umiestnené po dvoch alebo troch v klietke, kým nepodstúpili stereotaktickú operáciu, po ktorej boli umiestnené jednotlivo. Samce potkanov boli počas tohto experimentu umiestnené v pároch. Všetky potkany boli udržiavané na 14/10-hodinovom cykle svetlo/tma s voľným prístupom ku krmivu pre potkany bez fytoestrogénov (2014 Teklad Global 14% bielkovinové krmivo pre hlodavce; Harlan, Madison, WI) a vode.
Chirurgické zákroky. Samice potkanov boli približne 2 týždne po príchode ovariektómované (OVX) dorzálnym prístupom v anestézii metoxyfluránom. Vaginálny epitel bol denne vyšetrovaný fyziologickým roztokom počas 8 po sebe nasledujúcich dní po operácii, aby sa zistilo, či všetky zvieratá úplne prešli ovariektómiou.
Stereotaxická chirurgia sa vykonala v anestézii pentobarbitalom sodným (45 mg/kg, i.p.) doplneným metoxyfluránom. Vodiace kanyly boli implantované chronicky cez lebku a zamerané na dorsolaterálne striatum a kontralaterálne nucleus accumbens (náhodne zľava a doprava). Vodiace kanyly boli zaistené dentálnym akrylátom pripevneným na lebke pomocou šperkovacích skrutiek. Stereotaxické súradnice (z bregmy, plochá lebka) boli nasledovné: pre dorsolaterálne striatum, rostrálne 0.2 mm, laterálne 3.2 mm a ventrálne 1 mm; pre nucleus accumbens, rostrálne 1.8 mm, laterálne 1.5 mm a ventrálne 1 mm.
Behaviorálne testovanie . Zvieratá po očkovaní pomocou overximálnej encefalopatie (OVX), ktoré kontinuálne vykazovali diestrálny vaginálny ster, boli testované na stimuláciu sexuálneho správania po subkutánnej priming s 5 μg estradiol-benzoátu (EB) počas 3 po sebe nasledujúcich dní, pričom sa začalo 72 hodín pred testovaním a 500 μg progesterónu 4–6 hodín pred behaviorálnym testom na štvrtý deň. Testovacia komora (61 × 25 × 46 cm) bola z plexiskla s nepriehľadnou stenou (20 × 0.25 × 25 cm), ktorá oddeľovala arénu sexuálneho správania (kde sa nachádzal samec) od časti komory, v ktorej mohla samica uniknúť od samca. Samica mala voľný prístup na obe strany; samec bol pasívnym vyhýbaním sa trénovaný, aby zostal na jednej strane. Stimulácia bola definovaná rozdielom v latencii návratu (čas v sekundách od kontaktu samca po návrat samice na samčiu stranu arény) medzi vstupmi, intromisiami a ejakuláciami. Samice chodili iba vtedy, ak bola latencia návratu po prichytení menšia ako latencia návratu po intromisiách, ktorá bola menšia ako latencia návratu po ejakuláciách. Samice OVX, ktoré nevykazovali 10 % rozdiel v intervaloch medzi kontaktmi v tomto teste, boli zo štúdie vylúčené ( n = 9 z 59 potkanov).
Jeden týždeň po stereotaktickej operácii boli potkany OVX opäť testované na stimulačné správanie, ako je opísané vyššie. Priemerná návratová latencia po intromisiách (pre dve stimulačné sedenia) bola použitá ako preferovaný stimulačný interval zvieraťa.
Samice potkanov OVX boli náhodne rozdelené do jednej z nasledujúcich skupín (opísaných nižšie): stimulácia ( n = 8), preferovaný interval stimulácie (PPI; n = 9), vaginálna maska ( n = 8), bez stimulácie ( n = 9), 30-sekundový interval bez stimulácie (NP-30 s; n = 8) alebo 10-minútový interval bez stimulácie (NP-10 min; n = 8). Pred dialýzou boli všetky potkany OVX liečené EB a progesterónom, ako je opísané vyššie. Skupina so stimuláciou bola testovaná počas dialýzy v stimulačnej komore. Skupina PPI bola testovaná v tej istej komore s odstránenou bariérou a samec potkana bol po intromisii alebo ejakulácii vybratý z komory a vrátený v preferovanom intervale samice (87 – 120 s; priemer = 100.1 s), ako bolo stanovené v predchádzajúcich stimulačných situáciách. Skupina s vaginálnou maskou bola testovaná za podmienok stimulácie, ale s malým kúskom maskovacej pásky uzatvárajúcej vagínu. Páska bola zavedená pred počiatočným odberom základných vzoriek a zostala na mieste počas celej dialýzy. Skupina bez stimulácie bola umiestnená do testovacej komory bez nepriehľadnej bariéry, takže samec mal počas pobytu v komore voľný prístup k samici. Skupiny s intervalom bez stimulácie boli tiež testované bez zavedenej bariéry, ale samec bol po intromisii alebo ejakulácii odstránený a vrátený buď o 30 sekúnd, alebo o 10 minút neskôr. Správanie bolo zaznamenávané na video počas 1 hodiny, kedy bol samec prítomný v komore. Správanie hodnotili pozorovatelia, ktorí nepoznali experimentálnu hypotézu. U zvierat v stimulačnej komore bola stanovená návratová latencia po vstupoch, vstupoch a ejakuláciách počas každého 15-minútového intervalu odberu dialyzačnej vzorky. U všetkých zvierat bol stanovený počet prejdení samice stredom komory (prechody), ako aj počet vstupov, vstupov a ejakulácií počas každého 15-minútového intervalu odberu dialyzačnej vzorky.
Testovanie mikrodialýzy . Použili sme buď dialyzačné sondy podľa popisu Robinsona a Whishawa (1988) , alebo komerčne dostupné sondy (CMA/11; CMA/Microdialysis AB, Chelmsford, MA). Všetky sondy boli pred použitím testované na výťažnosť in vitro pri teplote 37 °C, ako bolo opísané predtým ( Becker a Rudick, 1999 ). Použili sa sondy s výťažnosťou DA 18 ± 4 % pre striatum alebo 12 ± 4 % pre accumbens. Sondy boli znížené na 6.25 mm (4 mm dialyzačná membrána) pre striatum alebo 8.25 mm (2 mm dialyzačná membrána) pre accumbens. Mikrodialyzačné sondy boli zavedené do dorsolaterálneho striata a kontralaterálneho nucleus accumbens v anestézii metoxyfluránom 12 – 18 hodín pred odberom vzoriek. Prietok cez sondu bol 1.5 μl/min a vzorky boli odoberané v 15-minútových intervaloch. Koncentrácie DA, kyseliny dihydroxyfenyloctovej (DOPAC) a kyseliny homovanilovej (HVA) boli stanovené v dialyzáte pomocou HPLC a elektrochemickej detekcie, ako bolo opísané predtým ( Becker a Rudick, 1999 ). Na stanovenie bazálnej extracelulárnej koncentrácie DA, DOPAC a HVA (korigované na percento výťažnosti) bol použitý priemer dvoch základných vzoriek. Všetky hodnoty sú vyjadrené ako femtomol v 15 μl dialyzátu.
Histológia. Na konci mikrodialýzy dostali samičky smrteľnú injekciu pentobarbitalu sodného a intrakardiálne perfúzie 0.9 % fyziologického roztoku a následne 4 % formalínu. Poloha sondy v dorsolaterálnom striate alebo NAcc bola určená z 50 μm rezov zafarbených krezylovou fialovou. Miesto lézie určil pozorovateľ, ktorý nevedel o liečbe zvieraťa. Údaje z dialýzy boli vylúčené u štyroch zvierat s dialyzačnými sondami v striate a ôsmich zvierat so sondami v NAcc, ale nešlo o tie isté zvieratá a boli rozdelené medzi skupiny. Dialyzačné sondy v NAcc sa nachádzali prevažne v jadre ( n = 34), ale niekoľko z nich sa nachádzalo na hranici jadra a škrupiny ( n = 4) alebo výlučne v škrupine ( n = 4). Rozdiely v rozložení jadra a škrupiny boli medzi skupinami randomizované a údaje z dialýzy sa nemenili s umiestnením sondy. Konečné počty údajov o dialyzáte každej skupiny sú uvedené v legendách k obrázkom. Správanie bolo analyzované u všetkých zvierat.
Štatistické analýzy . Dáta boli vyhodnotené pomocou ANOVA s opakovanými meraniami, aby sa zistilo, či existujú rozdiely medzi skupinami. Post hoc porovnania v jednotlivých časových bodoch boli vykonané pomocou Bonferroniho-Dunnovej korekcie. Porovnania v rámci skupiny s cieľom určiť, či došlo k zmene extracelulárnej DA počas expozície samcovi, boli vykonané pomocou párových t- testov. Všetky analýzy boli vykonané pomocou programu Statview 4.5+ pre počítač Macintosh.
VÝSLEDKY
Nucleus accumbens
DA v dialyzáte z NAcc sa počas hodiny, počas ktorej bol samec potkana prítomný v testovacej komore, významne zvýšila viac ako na začiatku liečby vo všetkých skupinách okrem skupiny NP-10 min (priemer počas začiatku liečby vs. priemer počas hodiny s prítomnosťou samca; párové t - testy; p < 0.05). Zvýšenie extracelulárnej DA bolo významne väčšie pre skupiny so stimuláciou a PPI ako pre všetky ostatné skupiny (Obr. 1 ) (hlavný účinok skupiny, F (5,42) = 9.49; p < 0.0001). Pri párových porovnaniach bolo zvýšenie extracelulárnej DA pre skupiny so stimuláciou a PPI významne väčšie ako pre všetky ostatné skupiny ( p < 0.003) a medzi skupinami neboli žiadne iné rozdiely. Zvýšenie extracelulárnej DA pre skupiny so stimuláciou a PPI sa od seba nelíšilo.
Koncentrácie DA v dialyzáte ( fmol/15 min ) získané z nucleus accumbens sexuálne receptívnych samíc potkanov. Hodnota získaná pre čas 0 je priemerom dvoch 15-minútových základných vzoriek odobratých bezprostredne pred zavedením samca potkana do komory. Hodnoty označujú priemer ± SEM. **Zvýšenie DA v dialyzáte počas prítomnosti samca bolo významne väčšie pre skupiny so stimuláciou a PPI ako pre všetky ostatné skupiny ( p < 0.003). Medzi skupinami neboli žiadne ďalšie rozdiely.
Ako je možné vidieť na obrázku 1 , boli malé rozdiely v bazálnej extracelulárnej DA, pričom skupina NP-10 min začala experiment s vyššou bazálnou DA v dialyzáte ako skupina bez stimulácie, s vaginálnou maskou alebo s NP-30 s. Skupina NP-30 s začala s nižšou extracelulárnou DA ako skupina s vaginálnou maskou, stimuláciou a PPI. Bazálne extracelulárne koncentrácie DA nemali žiadny zjavný vplyv na to, či zviera vykazovalo zvýšenie extracelulárnej DA počas testovacieho obdobia.
striatum
DA v dialyzáte zo striata sa významne zvýšila oproti východiskovej hodnote počas hodiny, keď bol samec potkana prítomný v testovacej komore, vo všetkých skupinách okrem skupín NP-10 min a NP-30 s (priemer počas východiskovej hodnoty vs. priemer počas hodiny s prítomnosťou samca; párové t- testy; p < 0.02). Zvýšenie extracelulárnej DA bolo významne väčšie pre skupinu so stimuláciou a skupinu PPI ako pre všetky ostatné skupiny (Obr. 2 ) (hlavný účinok skupiny, F (5,40) = 16.68; p < 0.0001). Pri párových porovnaniach bolo zvýšenie extracelulárnej DA pre skupinu so stimuláciou a skupinu PPI významne väčšie ako pre všetky ostatné skupiny ( p < 0.003) a nelíšilo sa medzi jednotlivými skupinami. Zvýšenie extracelulárnej DA pre skupinu bez stimulácie bolo významne väčšie ako v skupinách NP-10 min a NP-30 s ( p < 0.0033).
Koncentrácie DA v dialyzáte ( fmol/15 min ) získané zo striata sexuálne receptívnych samíc potkanov. Hodnoty označujú priemer ± SEM. **Zvýšenie DA v dialyzáte počas prítomnosti samca bolo významne väčšie v skupine so stimuláciou a v skupine s PPI ako vo všetkých ostatných skupinách ( p < 0.003). *Zvýšenie DA v dialyzáte počas prítomnosti samca bolo významne väčšie v skupine bez stimulácie ako v skupinách s NP-10 min a NP-30 s ( p < 0.0033).
Ako je možné vidieť na obrázku 2 , boli tiež malé rozdiely v bazálnej extracelulárnej DA, pričom skupina NP-30 sek začala experiment s nižšou extracelulárnou DA ako skupiny so stimuláciou, PPI a bez stimulácie. Bazálne extracelulárne koncentrácie DA nemali žiadny zjavný vplyv na to, či zviera vykazovalo zvýšenie extracelulárnej DA počas testovacieho obdobia.
Množstvo HVA a DOPAC detegované v dialyzáte z NAcc aj striata sa zvýšilo počas obdobia, keď bol samec potkana v komore, ale medzi skupinami neboli žiadne rozdiely v žiadnej z oblastí mozgu (údaje nie sú uvedené).
Správanie
Ako je možné vidieť na obrázku 3 A , skupina s vaginálnou maskou dostala najväčší počet dávok počas prvého 15-minútového intervalu. Počas celej hodiny dostala skupina NP-10 min menej dávok ako skupina s vaginálnou maskou a skupina NP-30 s (obr. 3 A ) ( p < 0.005). Toto je s najväčšou pravdepodobnosťou artefakt opakovaného vyberania samca z komory na 10 minút v skupine NP-10 min.
Sexuálne správanie ( A , B ) a aktivita ( C ) počas hodiny, keď bol samec v testovacej komore so samicou potkana. A , Dávky prijaté samicami počas každého z 15-minútových období odberu vzoriek, keď bol samec prítomný. B , Intromisie plus ejakulácie prijaté samicami počas každého z 15-minútových období odberu vzoriek, keď bol samec prítomný. Skupina bez stimulácie zaznamenala viac intromisií plus ejakulácií ako skupina so stimuláciou alebo PPI ( p < 0.01). Skupina NP-30 s zaznamenala viac intromisií plus ejakulácií ako skupina PPI ( p < 0.01). C , Celková aktivita (počet prekročení stredovej čiary v klietke) počas hodiny, keď bol samec potkana prítomný v komore so samicou potkana. Obdobia odberu boli časy, keď bol samec prítomný. Skupina bez stimulácie vykonala viac prechodov cez klietku ako skupina NP-10 min, vaginálna maska, stimulácia alebo PPI ( p < 0.003). Skupina s NP-30 sek vykonala viac prechodov cez klietku ako skupina s NP-10 min alebo stimuláciou ( p < 0.0033).
Pri porovnaní počtu intromisií v skupinách so stimuláciou, bez stimulácie, NP-30 s a PPI sa zistil významný vplyv skupín (obr. 3 A ) ( F (3,30) = 4.986; p = 0.0063; skupina s vaginálnou maskou nedostala žiadne intromisie, skupina NP-10 min dostala veľmi málo intromisií a obe boli vylúčené, aby sa predišlo skresleniu štatistík). V párových porovnaniach skupina bez stimulácie dostala viac intromisií a ejakulácií ako skupina so stimuláciou alebo PPI ( p < 0.01) a skupina NP-30 s dostala viac intromisií a ejakulácií ako skupina s PPI ( p < 0.01).
Nakoniec, všetky potkany boli aktívne počas hodiny, kedy bol samec potkana prítomný v testovacej komore, pričom všetky zvieratá vykazovali aspoň 25 prechodov cez stredovú čiaru v komore. Skupina bez stimulácie vykazovala viac prechodov ako skupina s NP-10 min, PPI, vaginálnou maskou alebo stimuláciou ( p < 0.0033). Skupina NP-30 s vykazovala viac prechodov ako skupina NP-10 min a skupina so stimuláciou ( p < 0.0033).
Pri pohľade na správanie samice je možné preskúmať latenciu po kontakte až do ďalšieho kontaktu medzi samcom a samicou, aby sa určil časový vzorec koitálnej stimulácie, ktorú samica dostáva. Ako je vidieť na obrázku 4 , samice v skupine so stimuláciou mali najdlhšie intervaly po ejakulácii, s periódami, ktoré boli výrazne dlhšie ako v skupine bez stimulácie alebo v skupine s PPI ( p < 0.008). Skupiny so stimuláciou a PPI mali dlhšie periódy po intromisiách ako ostatné skupiny ( p < 0.008). Nakoniec, skupina PPI mala kratšie latencie po intromisii ako skupina NP-30 s ( p < 0.008).
Latencia po kontakte so samcom potkana pred ďalším kontaktom samec-samica pre každú skupinu. Údaje nie sú uvedené pre skupinu NP-10 min, pretože hodnoty boli umelo kontrolované experimentátorom a vždy boli > 10 min. Tieto údaje neboli zahrnuté ani do analýz údajov pre latenciu návratu z rovnakého dôvodu. Histogramy označujú priemer; chybové úsečky označujú ± SEM. P , stimulácia; PPI , preferovaný stimulačný interval; NP , bez stimulácie; NP-30 s , skupina bez stimulácie - 30 s; NP-10 min , skupina bez stimulácie 10 min. *Skupiny so stimuláciou a PPI mali dlhšie obdobia po intromisiách ako ostatné skupiny ( p < 0.008). **Interval po ejakulácii bol dlhší u zvierat v skupine so stimuláciou ako v skupinách bez stimulácie alebo PPI ( p < 0.008). † Skupina PPI mala kratšie obdobia po ejakulácii ako skupina NP-30 s ( p < 0.008).
DISKUSIA
Výsledky tohto experimentu naznačujú, že načasovanie kopulačných stimulov je rozhodujúce pre rozsah nárastu extracelulárnej DA v dialyzáte z NAcc. Hoci zvieratá bez stimulácie a NP-30 sek zaznamenali najväčší počet intromisií a ejakulácií, skupiny so stimuláciou a PPI mali najväčší nárast DA v dialyzáte z NAcc. V prípade striata kopulačné stimuly, ktoré sa vyskytli v preferovanom intervale samice, tiež vyvolali najväčší nárast extracelulárnej DA. To platilo bez ohľadu na to, či samica aktívne kontrolovala rýchlosť intervalu alebo nie. Nárast striatálnej DA pozorovaný v skupine bez stimulácie bol však väčší ako v skupinách, v ktorých bol samec odstránený a vrátený v iných intervaloch, ako preferovala samica. Údaje zo skupiny PPI naznačujú, že samica potkana sa nemusí aktívne zapájať do správania spojeného so stimuláciou (t. j. opustiť samca alebo sa k nemu vrátiť), aby bol nárast extracelulárnej DA v NAcc alebo striate väčší ako ten, ktorý sa pozoroval za všetkých ostatných testovacích podmienok. Významný nárast extracelulárnej DA v skupine PPI, na rozdiel od absencie nárastu extracelulárnej DA v skupinách s kratšími (NP-30 s) alebo dlhšími (NP-10 min) interintromisnými intervalmi, podporuje myšlienku, že načasovanie koitálnej stimulácie je rozhodujúce pre zvýšenie DA. Výsledky zo skupiny s vaginálnou maskou naznačujú, že stimulačný prístroj a prítomnosť samca potkana môžu vyvolať malé zvýšenie extracelulárnej DA v NAcc alebo striate, ale pri absencii vaginocervikálnej stimulácie je tento nárast výrazne nižší ako v skupinách so stimuláciou alebo PPI.
Dalo by sa predpokladať, že zvýšenie DA v dialyzáte z NAcc a striata závisí od množstva intromisií a ejakulácií. Ak by to tak bolo, očakávalo by sa počiatočné zvýšenie DA v skupinách bez stimulácie a NP-30 s. Tieto dve skupiny dostali približne 20 intromisií plus ejakulácie za 15 minút, zatiaľ čo skupiny so stimuláciou a PPI dostali menej ako päť intromisií plus ejakulácie za 15 minút (obr. 3 B ). V NAcc došlo k malému zvýšeniu extracelulárnej DA počas hodiny, keď bol samec potkana v komore v skupinách bez stimulácie a NP-30 s. V prípade striata bol nárast DA významne vyšší v skupine bez stimulácie ako v skupinách NP-30 s a NP-10 min. Počas všetkých intervalov však bol nárast NAcc a striatálnej DA v skupinách so stimuláciou a PPI významne vyšší ako vo všetkých ostatných skupinách. Reakcia DA teda nie je mierou toho, koľko vaginocervikálnej stimulácie bolo prijaté. Zvýšenie DA v striate a NAcc tiež nesúvisí s lokomotorickou aktivitou, pretože skupiny bez stimulácie a NP-30 sek boli tiež aktívnejšie ako ostatné skupiny, a napriek tomu mali nižšiu extracelulárnu DA.
Kopulačné správanie u samíc potkanov sa stalo predmetom laboratórneho výskumu len nedávno ( Erskine, 1989 ). Sexuálne správanie samíc potkanov sa v laboratóriu zvyčajne skúmalo za podmienok, v ktorých je samec potkana schopný kopulovať so samicou podľa vlastnej vôle. To má za následok nízku úroveň kontaktov iniciovaných samicou a vysokú mieru reflexného a obranného správania u samíc potkanov. Použitím poloprirodzených podmienok sa pozorovalo, že samica potkana aktívne kontroluje tempo kopulačného správania prejavovaním poskakovacieho a vrhacieho správania, ako aj aktívnym sťahovaním sa od samca ( McClintock, 1984 ). Evolučný význam kopulačného správania pre reprodukčný úspech je zrejmý. Pre samca potkana je optimálna rýchla séria intromisií (<1 minúta medzi intromisiami) na vyvolanie ejakulácie pri čo najmenšom počte intromisií ( Adler, 1978 ). Samica potkana na druhej strane vyžaduje behaviorálnu aktiváciu progestačného reflexu. Keď samica stimuluje insemináciu, šanca, že inseminácia povedie k gravidite, sa výrazne zvyšuje ( Adler, 1978 ). Tieto sexuálne dimorfné stratégie párenia sú optimálne pre reprodukčný úspech samcov aj samíc. Vo voľnej prírode sa uvádza, že párenie prebieha skôr v rámci skupiny zvierat ako v jednotlivých pároch samec-samica. Pri rýchlej inseminácii a ejakulácii maximalizuje stratégia párenia samca počet samíc, ktoré je schopný inseminovať. Stimulácia samice zvyšuje pravdepodobnosť, že dôjde k gravidite.
Okrem zvýšenej plodnosti pri stimulačnom správaní si samica potkana vyvinie preferenciu miesta, kde sa venovala sexu, ak dokáže regulovať frekvenciu intromisií ( Oldenburger a kol., 1992 ; Paredes a Alonso, 1997 ). Na druhej strane, samice potkanov si nevyvinú preferenciu miesta, kde sa venovali sexu za štandardných laboratórnych podmienok ( Oldenburger a kol., 1992 ). Sexuálne správanie, keď je možné regulovať frekvenciu intromisií, je teda spojené so zvýšenou DA v striate a NAcc a je pre samicu potkana posilňujúcim účinkom.
V nedávnej štúdii z tohto laboratória sme zistili, že samice potkanov s bilaterálnymi léziami NAcc, ktoré zahŕňajú aj škrupinu, sa s väčšou pravdepodobnosťou vyhýbajú sexuálnemu kontaktu so samcom ako zvieratá s kontrolnými léziami alebo léziami jadra NAcc ( Jenkins a Becker, 2001 ). Tieto výsledky naznačujú, že sexuálna motivácia je sprostredkovaná NAcc, najmä časťou NAcc venovanou škrupine. V tejto štúdii sa umiestnenie sond v NAcc skúmalo post hoc . Väčšina sond bola umiestnená v jadre NAcc. Výsledky selektívnej mikrodialýzy v škrupine oproti jadru NAcc naznačujú, že zvýšenie DA by bolo ešte väčšie, ale v rovnakom smere, ak by boli sondy umiestnené do škrupiny selektívne ( Sokolowski a kol., 1998 ). Z tohto experimentu však nie je dostatok údajov na riešenie tejto otázky.
Výsledky tohto experimentu naznačujú, že zvýšenie DA v dialyzáte z NAcc nie je pasívnou reakciou na koitálnu stimuláciu alebo motorickú aktivitu súvisiacu s kopuláciou. Namiesto toho odráža kvalitatívne informácie o načasovaní prijatých kopulačných stimulov. V striate však môže byť zvýšenie DA vyvolané aj koitálnou stimuláciou, ktorá nie je prijatá v preferovanom intervale samice, ako sa pozorovalo v skupine bez stimulácie. Načasovanie koitálnej stimulácie sa teda nezdá byť také kritické pre zvýšenie DA v striate ako pre zvýšenie DA v NAcc.
Podmienené preferencie miesta sa vytvárajú, keď samice potkanov stimulujú sexuálne správanie, ale nie vtedy, keď sa venujú nestimulovanému sexu ( Oldenburger a kol., 1992 ). Z týchto štúdií usudzujeme, že stimulované sexuálne správanie je odmeňujúce. V spojení so zisteniami tohto experimentu výsledky naznačujú, že zvýšenie NAcc DA v skupine PPI naznačuje, že kopulačné stimuly boli interpretované ako odmeňujúce. Prebiehajúce experimenty overia hypotézu, že zavedenie samca v mieste PPI samice je dostatočné na vyvolanie preferencie miesta.
Možno sa potom opýtať, či zvýšenie NAcc DA počas stimulovaného párenia naznačuje hedonickú hodnotu stimulácie alebo jej motivačnú významnosť (t. j. páči sa mi to vs. chcenie). Ak zvýšenie NAcc DA odráža hedonickú hodnotu podnetov, potom by žena počas nestimulovaného sexuálneho správania mohla pociťovať rozkoš pri prvých niekoľkých počiatočných intromisiách, čo sa zhoduje so zvýšením NAcc DA. Ak sa však intromisie vyskytujú príliš často (alebo príliš zriedkavo), pocit by stratil hedonickú hodnotu a DA by sa znížila. Počas stimulovaného sexuálneho správania, ak sa vzorky odoberajú vo vhodných intervaloch, kratších ako v tomto experimente, by sa DA mala počas intromisie zvýšiť a znížiť skôr, ako žena znovu nadviaže kontakt so samcom, aby sa pokúsila o ďalšiu intromisiu. Porovnateľný vzorec sa pozoruje pri samopodávaní kokaínu ( Wise a kol., 1995 ). Na druhej strane, ak NAcc DA pripisuje motivačnú významnosť sexuálnemu zážitku, dalo by sa predpokladať, že zvýšenie DA by sa v skupine PPI neobjavilo, kým by sa v preferovanom intervale nedosiahlo niekoľko intromisií. Okrem toho, ak NAcc DA pripisuje významnosť stimulu, DA by sa mala zvyšovať, keď samica znovu nadviaže kontakt so samcom. Inými slovami, keďže je to načasovanie podnetov, ktoré je buď želané, alebo obľúbené, načasovanie nárastu NAcc DA v porovnaní s okamihom, keď samica dostane intromisiu, možno použiť na zistenie, akú úlohu DA v tomto ohľade zohráva.
Zistenie, že rozsah nárastu NAcc DA sa nelíšil medzi skupinami, ktoré aktívne stimulovali sexuálne správanie, a skupinami v skupine PPI, naznačuje, že tento nervový systém špecificky nesprostredkováva kontrolu alebo iniciovanie správania zameraného na hľadanie posilnenia. Opak je pravdou. Tento DA systém sa aktivuje v dôsledku kopulácie, ku ktorej dochádza v preferovanom intervale samice. Tieto údaje tiež naznačujú, že DA systém sa primárne nezaujíma o signály, ktoré predpovedajú, že dôjde k odmene. Vzhľadom na zistenie, že lézie NAcc, ktoré zahŕňajú škrupinu, inhibujú iniciovanie sexuálneho správania u samíc potkanov ( Jenkins a Becker, 2001 ), je možné, že informácie z DA v NAcc sú interpretované vnútornými neurónmi, aby indukovali samicu k hľadaniu samca (v tomto prípade).
Dospeli sme k záveru, že úlohou DA v NAcc a v menšej miere aj v striate je sprostredkovať kvalitatívne alebo interpretačné informácie o odmeňujúcej hodnote stimulov. Vzhľadom na jedinečné vlastnosti sexuálneho správania u samíc potkanov tvrdíme, že tento systém je jedinečne navrhnutý tak, aby dokázal určiť, či je pripisovaná hodnota spôsobená hedonickou hodnotou stimulov alebo ich stimulačnou významnosťou.
poznámky pod čiarou
- Prijaté November 2, 2000.
- Prijatá revízia Január 4, 2001.
- prijatý Február 8, 2001.
-
Túto prácu podporil grant Národnej vedeckej nadácie BNS9816673. W. Jenkins bol podporený štipendiom Národnej vedeckej nadácie. Ďakujeme Kentovi Berridgeovi a Terrymu Robinsonovi za užitočné komentáre k skoršej verzii tohto rukopisu.
Korešpondenciu adresujte Jill B. Becker, Katedra psychológie, Oblasť biopsychológie, 525 East University, Ann Arbor, MI 48109-1109. E-mail: [email protected].
Súčasná adresa Dr. Rudnicka: Neuroscience Graduate Program, Northwestern University, Evanston, Illinois 60201.
- Copyright © 2001 Spoločnosť pre neurovedu