vir
Oddelek za celično biologijo, Univerza v Cincinnatiju, Cincinnati, Ohio, ZDA.
Minimalizem
OZADJE:
Nezmožnost zaviranja vedenja, ko postanejo neprilagojene, je sestavni del več psihiatričnih bolezni, medialni prefrontalni korteks (mPFC) pa je bil opredeljen kot potencialni posrednik zaviranja vedenja. Sedanja študija je testirana, če je mPFC vključen v zaviranje spolnega vedenja, kadar je povezan z neželenimi izidi.
METODE:
Pri moških podganah smo testirali učinke lezij infralimbičnih in predhodnih področij mPFC na izražanje spolnega vedenja in sposobnost zaviranja parjenja z uporabo paradigme kopulacijske kontingentne averzije.
REZULTATI:
Medialne prefrontalne lezije korteksa niso spremenile izražanja spolnega vedenja. Nasprotno pa so mPFC lezije popolnoma blokirale pridobivanje pogojev spolne odpornosti in živali, ki so bile poškodovane, so se še naprej parile, v nasprotju z robustno vedenjsko inhibicijo do kopulacije v mPFC neokrnjenih moških živalih, zaradi česar se je še vedno parilo le 22% intaktnih moških živali. Vendar so podgane z mPFC lezijami sposobne oblikovati pogojeno prednostno mesto pred spolnim nagrajevanjem in pogojeno nenaklonjenost mestu litijevega klorida, kar kaže, da te lezije niso spremenile asociativnega učenja ali občutljivosti za litijev klorid.
SKLEPI:
Sedanja študija kaže, da so živali z lezijami mPFC verjetno sposobne oblikovati asociacije z averzivnimi rezultati svojega vedenja, vendar nimajo možnosti zatiranja iskanja spolne nagrade ob neprijetnih posledicah. Ti podatki lahko prispevajo k boljšemu razumevanju pogoste patologije, na kateri temeljijo motnje nadzora impulzov, saj ima kompulzivno spolno vedenje veliko razširjenost komorbidnosti s psihiatričnimi motnjami in Parkinsonovo boleznijo.
UVOD
Medialni prefrontalni korteks (mPFC) je vključen v mnoge funkcije višjega reda sesalskega živčnega sistema, vključno z uravnavanjem čustvenega vzburjenja, anksioznega vedenja, pa tudi vedenjske prožnosti in odločanja (1-5). Zdi se, da odločanje na podlagi nagrajevanja nadzoruje nevronski krog, ki ga sestavljajo mPFC, amigdala in striatum (6), v katerem mPFC deluje kot "top-down" krmilnik tega procesa (7,8). Osrednja značilnost odločanja, ki temelji na nagrajevanju, je zmožnost sledenja odnosom »odziv-rezultat« skozi čas (9). Na ta način, ko postanejo posledice, povezane z vedenjskim delovanjem, neugodne, se pogostost teh dejanj zmanjša. To ima za posledico pozitivno vedenjsko prilagoditev, ta odziv pa je odvisen od intaktne funkcije mPFC (8, 10). Nezmožnost spreminjanja vedenjskih ukrepov, potem ko povzročijo neželene posledice, je simptom, ki je skupen različnim zasvojenostim (11-15).
Spolno vedenje moških z glodalci je naravno vedenje, ki temelji na nagrajevanju in v katerem se spremljajo razmerja med odgovorom in izidom, da bi dosegli cilj kopulacije (16). Vendar pa se samci podgane vzdržijo kopuliranja, ko je spolno vedenje povezano z averzivnim dražljajem litijevega klorida (LiCl; 17, 18). Aktivnost mPFC je povezana z moškim spolnim vedenjem pri glodalcih (19-25) in ljudi (26). Vendar pa natančna vloga mPFC pri spolnem vedenju ostaja nejasna. Cilj te študije je bil opisati učinke lezij mPFC na izražanje spolnega vedenja in na pridobitev vedenjskega zaviranja do spolnega vedenja pri podganah z modelom nezmožnosti, ki je pogojena s kopulacijo. Poškodbe so vključevale infralimbično (IL) in prelimbično (PL) jedro mPFC, ker so se pokazale, da te podregije projektirajo v možganska področja, ki sodelujejo pri regulaciji spolnega vedenja (20). Rezultati te študije kažejo, da intaktna funkcija mPFC ni potrebna za normalno izražanje spolnega vedenja. Namesto tega rezultati podpirajo hipotezo, da mPFC ureja izvajanje zaviranja vedenja do spolnega vedenja, ko je to vedenje povezano z neželenimi izidi.
MATERIALI IN METODE
živali
Odrasli moški (250 – 260 gramov) Podgane Sprague Dawley, pridobljene iz laboratorijev Harlan (Indianapolis), so bile posamično nastanjene v umetno osvetljenem prostoru ob obrnjenem ciklu svetlobe / teme (12: 12 h, ugasnejo luči pri 10 AM) pri temperaturi 72 ° F. Hrana in voda sta bili vedno na voljo. Pri vseh testih parjenja so uporabili ovarijektomizirane, estrogenske (sc silastne kapsule z 5% 17-beta-estradiol benzoatom) in progesteron (sc injekcija 500 μg v 0.1 ml sezamovega olja), pripravljene ženske podgane Sprague Dawley (210-225 gramov) se je začelo štiri ure po nastopu temnega obdobja, obnašanje pa je bilo izvedeno v testni kletki s pravokotnim pleksiglasom (60 × 45 × 50 cm) pod temno rdečo osvetlitvijo. Vse postopke je odobril Odbor za nego živali in uporabo Univerze v Cincinnatiju, Odbor za zaščito živali iz Ontarije na Ontariju, in so bile skladne s smernicami NIH in CCAC, ki so vključevale vretenčarje pri raziskavah.
Operacija lezije
Živali smo anestezirali z odmerkom 1-ml / kg (87 mg / kg ketamina in 13 mg / kg ksilazina). Živali smo postavili v stereotaksični aparat (instrumente Kopf, Tujunga, CA, ZDA), naredili smo zareze, da bi izpostavili lobanjo, luknje pa so bile izvrtane nad mestom injiciranja z uporabo dremmel svedra (Dremmel, ZDA). Ibotenska kislina (0.25μl, 2% v PBS) je bila infuzirana dvostransko z uporabo dveh injekcij na različnih dorsoventralnih koordinatah, vsaka v 1.5 minutnem obdobju z uporabo 5μl Hamiltonove brizge na naslednjih koordinatah glede na Bregmo (z lobanjo, poravnano vodoravno): Za PL in IL lezije: AP = 2.9, ML = 0.6, DV = −5.0 in −2.5. Navidezne lezije smo izvedli z uporabo enakih metod, vendar z uporabo injekcij (PBS) na vehiklu. Vsem živalim je bilo dovoljeno, da se izterjajo za 7 – 10 dni pred vedenjskim testiranjem.
Oblikovanje
Izražanje spolnega vedenja
PL in IL poškodbe so bile izvedene pri živalih, ki niso bile spolno aktivirane pred operacijo. Po izterjavi so živali pustile, da se pare enkrat na teden, dokler se ne prikaže ena ejakulacija, skupno štiri tedne po operaciji. Razlike v spolnih parametrih (tj. Latence za vzpenjanje, intromisija, ejakulacija in število okužb in intromisij) v vsakem poskusu so bile analizirane z uporabo enosmerne ANOVA z operacijo lezij kot dejavnikom. Post hoc primerjave so bile izvedene z uporabo Fishers PLSD testov, vsi z vrednostmi 5%.
Povečani eksperimenti z Maze
Živali z lezijami ali navidezno zdravljenje so bile testirane na povišanem plus labirintu (EPM). Ta test je bil opravljen pet tednov po operaciji in en teden po zadnjem parjenju. EPM je bil narejen iz jasnega pleksiglasa in je sestavljen iz štirih ročic enake dolžine, ki segajo od središča, ki je tvorila obliko znaka plus. Dve roki labirinta sta bili odprti za zunanje okolje, druga dva kraka labirinta pa sta bila obdana s temnimi stranicami (40cm visoko), ki so se raztezale po celotni dolžini roke. Meje med srednjim območjem in rokami so bile definirane z belimi črtami na rokah, ki so bile nameščene 12cm od sredine labirinta. EPM testi so bili izvedeni pod zatemnjenim osvetljevanjem, 1 – 4 ur po nastopu temnega obdobja. Razlike med navideznimi in poškodovanimi živalmi so bile določene z uporabo študentskih t-testov z nivojem pomembnosti 5%.
Kondicirano odpoved spolu
Moške podgane so bile izpostavljene tremu parjenju, da so pridobile spolno izkušnjo pred lezijo ali lažno operacijo. Živali, ki so pokazale ejakulacijo med vsaj dvema od treh testov pred operacijskim parjenjem, so bile vključene v to študijo in naključno razdeljene v štiri eksperimentalne skupine: Sham-LiCl, Lesion-LiCl, Sham-Saline in Lesion-Saline. Lezije ali lažne operacije so bile opravljene 3 dni po zadnjem treningu. Živalim je bilo dovoljeno, da se opomorejo za en teden po operacijah, preden se je začelo zdravljenje. Med kondicioniranjem je polovica laičnih in poškodovanih samcev prejela LiCl takoj po parjenju (Sham-LiCl in Lesion-LiCl), medtem ko je druga polovica navideznih in lezijskih samcev služila kot kontrolna in dobila slanico takoj po parjenju (Sham-Saline). in Lesion-Saline). Na dan 1 kondicioniranja so živali pustile, da se parijo na eno ejakulacijo in so bile injicirane v eni minuti po ejakulaciji z odmerkom 20ml / kg bodisi 0.15M LiCl ali fiziološke raztopine in nato vrnjene v svoje domače kletke. Zjutraj na dan kondicioniranja 2 so bili vsi samci stehtani in živalim, ki so bile krmiljene s fiziološko raztopino soli, je bil dan 20ml / kg odmerek 0.15M LiCl, medtem ko so bile LiCI pogojene živali injicirane z ekvivalentno dozo fiziološke raztopine. Ta paradigma se je ponavljala v dvajsetih zaporednih dneh v skupnem obsegu desetih popolnih kondicioniranj. Parametri spolnega vedenja so bili zabeleženi med vsakim preskušanjem. Razlike v odstotkih živali, ki so prikazovale vzpone in vdore, ali ejakulacije so bile analizirane za vsako preskušanje z uporabo Chi-Square analize s stopnjo pomembnosti 5%. Ker ni bilo odkritih razlik med skupinami Sham-Saline in Lesion-Saline v katerem koli parametru, sta bili ti dve skupini združeni za statistično analizo (n = 9) in so bili primerjani z Lesion-LiCl ali Sham-LiCl skupino.
Prednostna pogoja
Ženske, ki niso bile spolno okužene, so bile podvržene operaciji lezije, kot je opisano zgoraj, in so se pustile, da se opomorejo en teden pred vedenjskim testiranjem. Vsa vedenjska testiranja so se začela 4 ur po nastopu temnega obdobja. Kondicioniran aparat za preferenco mesta je bil razdeljen v tri komore z nevtralno srednjo komoro. Na eni strani komore so bile bele stene in mrežaste talne obloge, druga stran pa je bila črna s paličicami iz nerjavečega jekla kot talne obloge, srednja komora je bila siva iz plexiglasa (Med Associates, St. Albans, VT). Najprej smo izvedli pred-test za določitev naravne preference za vsakega posameznika pred začetkom priprave, vse živali smo postavili v osrednjo komoro s prostim dostopom do vseh komor za petnajst minut in zabeležili smo skupni čas, porabljen v vsaki komori. Naslednji dan, tj. Dan kondicioniranja 1, so se samci v domači kletki parili na eno ejakulacijo, na kateri so jih takoj položili v prvotno neprednostno komoro za trideset minut brez dostopa do drugih prostorov ali jih postavili v svojo prvotno želeno komoro za trideset minut brez predhodnega spolnega vedenja. Drugi dan kondicije so moški prejeli nasprotno zdravljenje. Ta klimatizacijska paradigma se je ponovila še enkrat. Naslednji dan je bil opravljen post-test, ki je bil proceduralno enak pre-testu. Uporabljene so bile dve ločeni vrednosti, da bi ugotovili, ali so živali, okužene z mPFC, tvorile pogoje za prednost pred mestom. Prvi rezultat je bil razlika med rezultati, ki je bila definirana kot razlika med časom, ki ga je preživel v prvotno želeni komori, in časom, ki je bil porabljen v prvotno neprednostni komori. Prednostna ocena je bila definirana kot čas, porabljen v prvotno neprednostni komori, deljen s časom, porabljenim v prvotno neprednostni komori, in časom, porabljenim v prvotno prednostni komori. Ocene preferenc in razlik so bile primerjane za vsako žival med pred-testom in post-testom z uporabo parnih študentskih t-testov z nivoji pomembnosti 5%. Prejšnje študije so pokazale, da rezultati parjenja z robustno pogojeno lokalno preferenco uporabljajo to paradigmo in da kontrolne obdelave ne povzročajo sprememb v preferencah (27-29).
Stanje zavračanja mesta
Ženske, ki niso bile spolno okužene, so bile podvržene lezijam ali navideznim operacijam, kot je opisano zgoraj, in so jim omogočile, da se opomorejo en teden pred vedenjskim testiranjem. Vsa vedenjska testiranja so se začela 4 ur po začetku svetlobnega obdobja. Z uporabo CPP aparature, opisane zgoraj, so bile LiCl ali injekcije slanice sparjene s prvotno prednostno ali ne-prednostno komoro med dvema kondicionirnima preskusoma na uravnotežen način. Opravljeni so bili pred- in post testi, podatki pa so bili analizirani, kot je opisano zgoraj, z uporabo parnih študentskih t-testov z nivoji pomembnosti 5%.
Preverjanje lezije
Za preverjanje lezij so bile živali transkardialno perfundirane z 4% paraformaldehidom in možgani so bili razrezani (koronalno). Sekcije so bile in imuno preoblikovane za nevronski marker NeuN z uporabo primarnega antiseruma v inkubacijski raztopini, ki je prepoznala NeuN (monoklonski anti-NeuN antiserum; 1: 10,000; Chemicon) in standardne metode imunoperoksidaze (19). Lokacija in velikost iboteničnih lezij smo določili z analiziranjem območja v sosednjih delih mPFC, ki so bili brez neunovskega obarvanja NeuN. Lezije mPFC so običajno trajale razdaljo od AP + 4.85 do + 1.70 glede na bregma (Slika 1A – C). Lezije so bile ocenjene kot popolne, če je bila 100% IL in 80% PL uničena, in samo živali s popolnimi lezijami so bile vključene v statistične analize (eksperiment s spolnim obnašanjem, lezija n = 11, sham n = 12; EPM eksperiment, lezija n) = 5, navidezni n = 4, eksperiment s kondicionirano spolno odpornostjo, lažno-slano n = 4, lažno-LiCl n = 9, lezija-slana n = 5, lezija-LiCl n = 12; poskusa eksperimenta s preusmeritvijo na mesto, lažno n = 5, lezija n = 12).
REZULTATI
Spolno vedenje
PL / IL lezije niso vplivale na noben spolni parameter, ki je bil testiran pri moških, ki pred spolnim \ tSlika 1D – F). V dogovoru ni bilo ugotovljenih učinkov PL / IL lezij na spolno vedenje pri spolno izkušenih moških, ki so bili vključeni v eksperiment pri pogojeni spolni odpornosti, med prvim preskušanjem, torej pred združitvijo LiCl s spolnim vedenjem (Tabela 1). Zato PL / IL lezije niso vplivale na spolno vedenje, neodvisno od spolnih izkušenj.
Povišan Plus Maze
V skladu s predhodnimi poročili (27-29), samci podgan z mPFC lezijami moških so pokazali več vnosov v odprte krake EPM v primerjavi s kontrolami (Slika 1G), kar kaže, da je funkcija mPFC kritična za situacije, ki zahtevajo oceno tveganja.
Pogojna odpoved seksu
Učinki kondicije LiCl na spolno vedenje
Kondicioniranje z LiCl je imelo za posledico znatno zmanjšanje odstotkov navideznih moških, ki so pokazali vzpone, vdore ali ejakulacijo v primerjavi s kontrolami slane slanice (Slika 2A – B). Vendar pa so mPFC lezije popolnoma blokirale inhibicijo, ki jo povzroča kondicioniranje z LiCl. Hi-kvadratna analiza je pokazala pomembne razlike med skupinami, ugotovljenimi v odstotkih živali, ki so prikazovale vzpone (Slika 2A), intromissions (niso prikazani; podatki enaki kot Slika 2A) ali ejakulacije (Slika 2B). Natančneje, odstotki moških, ki so pokazali vzpone, intromisije ali ejakulacijo, so bili bistveno nižji v Sham-LiCl skupini v primerjavi s kontrolnimi živalmi, ki so prejemali slanico (Sham in Lesion), kar kaže na moteč učinek kondicioniranja LiCl na kopulacijo v domišljijskih živalih. V nasprotju s tem niso opazili nobenega učinka kondicije LiCl pri samcih Leion-LiCl (Številke 2A – B). Tako je funkcija mPFC ključnega pomena za pridobitev pogojene inhibicije spolnega vedenja. Vendar pa je možno, da so PL / IL lezije oslabile asociativno učenje, povezano s spolnim nagrajevanjem, zato smo v ločeni študiji testirali učinke PL / IL lezij na pridobitev pogojenega mesta za spolno nagrajevanje.
Prednostne pogoje in odpor
Podgane z mPFC lezijami so pokazale normalno asociativno učenje kontekstualnih znakov, ki so bili seznanjeni s spolnim nagrajevanjem, kar je pokazala povečana razlika v rezultatih in preferenčni rezultat med post-testom (Slika 3A – B). Poleg tega lezije niso vplivale na asociativno učenje kontekstualnih znakov, ki jih povzroča LiCl, kar se kaže v pomembnem zmanjšanju razlike in preferenčnih rezultatov med post testom (Slika 3C – D).
DISKUSIJA
V tej študiji poročamo, da lezije območij IL in PL v mPFC ne vplivajo na izražanje spolnega vedenja, niti na pridobitev pogojene prednostne lokacije pred spolnim nagrajevanjem. Namesto tega lezije preprečujejo pridobivanje pogojene spolne averzije. Ti rezultati zagotavljajo funkcionalne dokaze za hipotezo, da sposobnost prilagajanja vedenjskih sprememb urejajo podregije IL in PL mPFC.
Prejšnji podatki iz našega laboratorija so pokazali, da se mPFC nevroni aktivirajo med spolnim vedenjem pri samcih podgan (20). Toda podgane mPFC lezij v tej študiji se ne razlikujejo od lažne kontrolne podgane v katerem koli od analiziranih parametrov spolnega vedenja. V skladu s predhodnimi poročili (30, 32) lezije mPFC so povzročile anksiolitične učinke, ki so jih ocenjevali učinki na povišanem plus labirintu, kar kaže, da je bil naš protokol lezije učinkovit. Zato trenutni rezultati kažejo, da aktivacija IL in PL podrazdelkov v mPFC med spolnim vedenjem ni potrebna za normalno izražanje spolnega vedenja. Nasprotno pa je prejšnja študija, ki so jo opravili Agmo in sodelavci, pokazala, da so lezije na sprednjem delu cingularnega območja (ACA) povečale latenco montaže in intromije ter zmanjšale odstotek samcev, ki so se kopulirali (25). Zato je možno, da ima ACA vlogo pri izvajanju spolnega vedenja, medtem ko IL in PL regije posredujejo zaviranje vedenja, ko so povezane z neželenimi učinki.
Čeprav so poročali, da mPFC lezije motijo različne oblike konsolidacije spomina (33, 34), Učinki lezij mPFC na vedenjske inhibicije, o katerih tukaj poročamo, se ne morejo pripisati pomanjkanju učenja. V ločenem nizu poskusov so testirali mPFC lezijski samci za sposobnost, da vzpostavijo pogojeno prednost pred mestom do spolnega vedenja. Vpliv na asociativno učenje je ostal nedotaknjen pri živalih mPFC lezij, saj so ti moški lahko tvorili pogojeno prednost pred mestom, ki je bila deležna spolne nagrajene komore. Ta ugotovitev je v skladu s prejšnjimi študijami, ki preučujejo vlogo PL ali popolnega mPFC za pridobitev CPP, induciranega s psihostimulansom (35, 36Poleg tega asociativno učenje za averzivno stimulacijo LiCl ni bilo prizadeto z lezijami mPFC, v skladu s prejšnjimi poročili, da lezije PFC niso preprečile pridobitve pogojene averzije okusa (34). Skupaj ti podatki kažejo, da je bila prej opažena aktivacija podrazdelkov PL / IL znotraj mPFC (20) niso potrebni za pridobitev asociativnega učenja, povezanega z nagrajevanjem, vendar so potrebne za pravilno uporabo teh informacij, saj se nanaša na izvajanje vedenjskega nadzora. Ta pojem je v skladu s sedanjo trditvijo, da je nedotaknjena funkcija IL potrebna za pregledovanje in ukrepanje na podlagi zaviralnih in razburljivih vložkov, ki posredujejo informacije o nepredvidenih izrednih dogodkih (37). Poleg tega živali z PL (35) ali IL (8, 37, 38) lezije kažejo normalno izumrtje, kljub nesposobnosti, da bi te informacije uporabili za odločitve, ki so usmerjene k cilju.
Skratka, sedanja študija kaže, da so živali z mPFC lezijami verjetno sposobne tvoriti asociacije z neželenimi učinki svojega vedenja, vendar nimajo zmožnosti, da bi preprečile iskanje spolnega nagrajevanja ob nasprotnih posledicah. Pri ljudeh je spolno vzburjenje kompleksna izkušnja, pri kateri obdelava kognitivno-emocionalnih informacij služi ugotavljanju, ali so hedonične lastnosti posameznega dražljaja dovolj za spolno spodbudo (39). Trenutni podatki kažejo, da disfunkcija mPFC lahko prispeva k spolnemu tveganju ali kompulzivnemu iskanju spolnega vedenja. Poleg tega je disfunkcija mPFC povezana z več psihiatričnimi motnjami (13, 40) kaže, da je disfunkcija mPFC lahko osnovna patologija, ki se deli z drugimi motnjami in da je kompulzivno spolno vedenje lahko povezano z drugimi motnjami. Poročali so, da imajo pri ljudeh hiperseksualnost ali kompulzivno spolno vedenje visoko razširjenost komorbidnosti s psihiatričnimi stanji (vključno z zlorabo snovi, tesnobo in motnjami razpoloženja) (41), in približno10% razširjenosti Parkinsonove bolezni skupaj s kompulzivnim nakupom, igranjem na srečo in prehranjevanjem (42-44).
Opombe
Omejitev odgovornosti založnika: To je PDF datoteka neurejenega rokopisa, ki je bil sprejet za objavo. Kot storitev za naše stranke nudimo to zgodnjo različico rokopisa. Rokopis bo podvržen kopiranju, stavljanju in pregledu dobljenega dokaza, preden bo objavljen v končni obliki. Upoštevajte, da se med proizvodnim procesom lahko odkrijejo napake, ki bi lahko vplivale na vsebino, in vse pravne omejitve, ki veljajo za revijo.
;
