Aktivering av dopaminreceptorer i Nucleus Accumbens främjar sackarosförstärkt Cued Approach Behavior (2016)

djur

Åtta Long-Evans hanar som vägde 275–300 g köptes från Harlan och inhystes var för sig i en 12 timmars ljus/mörkercykel. Alla experiment utfördes i ljusfasen. Djurvården var identisk med tidigare publicerade konton (Nicola, 2010; du Hoffmann et al., 2011; McGinty et al., 2013; du Hoffmann och Nicola, 2014; Morrison och Nicola, 2014). Vid ankomsten fick råttor 1 veckas vila och vände sig sedan till att hanteras av försöksledaren. Efter tillvänjning fick djuren föda begränsad till ~90 % av den fria kroppsvikten innan de påbörjade de inledande stadierna av träningen. Efter de tidiga stadierna av träningen fick djuren fri tillgång till standardlabbmat i sin hemmabur. Alla djurförsök var förenliga med US National Institutes of Health Guide till vård och användning av laboratoriedjur och godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee vid Albert Einstein College of Medicine.

Operanta kammare

Beteendeträning ägde rum i operanta kamrar (30 × 25 cm) köpta från Med Associates. Experiment utfördes i ljuddämpande skåp med blåa husljus upplysta. Ett konstant vitt brus (65 dB) spelades in i kammaren för att begränsa distraktioner från yttre brus. Operantkammare var utrustade med en belöningsbehållare på ena väggen. En fotostråle placerad tvärs över behållarens framsida mätte behållarens ingångs- och utgångstider. En sprutpump, placerad utanför kammaren, användes för att leverera flytande sackarosbelöning in i belöningsbehållaren. Beteendetidsstämplar registrerades med en upplösning på 1 ms.

2CS uppgiftsutbildning

Djuren var matbegränsade under de inledande träningsstadierna. Det första steget av träningen krävde att djuren gick in i matbehållaren, vilket utlöste leverans av 10 % flytande sackaros. Efter 10 s fördröjning för att tillåta belöningskonsumtion, var djuren tvungna att lämna behållaren och gå in i den igen för att få ytterligare belöning. I efterföljande träningsstadier infördes förseningar på 20 s och sedan 30 s mellan belöningens tillgänglighet. Kriteriets prestanda sattes till 100 belöningar intjänade på 1 timme. Efter att kriterieprestanda fastställts med en 30 s fördröjning mellan belöningstillgänglighet, introducerades två auditiva signaler som förutspådde antingen en liten eller stor belöning (150 eller 250 μl 10% sackaroslösning i vatten). De auditiva signalerna bestod av en sirenton (som cyklade i frekvens från 4 till 8 kHz över 400 ms) och en intermittent ton (6 kHz-ton på i 40 ms, av i 50 ms); ledtrådar tilldelades stor och liten belöning slumpmässigt för varje råtta och förhållandet mellan ledtråd och belöning förblev konstant under träning och experiment för en given råtta. Belöningsleverans var beroende av att råttan gick in i belöningsbehållaren under köpresentationen, vid vilken tidpunkt köet avslutades. Cues var på i upp till 5 s. Inter-försöksintervallet valdes pseudoslumpmässigt från en trunkerad exponentiell fördelning med ett medelvärde på 30 s. När djuren svarade på > 80 % av signalerna matades djuren AD libitum i sina hemburar från den tidpunkten till slutet av experimenten. Efter att uppgiftsutförandet stabiliserats, reducerades sackaroskoncentrationen i den flytande belöningen från 10 % till 3 %; volymerna ändrades inte. Beteende övervakades dagligen tills asymptotisk uppgiftsutförande uppnåddes.

Kirurgi

Efter att beteendeprestanda stabiliserats implanterades bilaterala styrkanyler som riktade sig mot NAc-kärnan kroniskt som beskrivits tidigare (Nicola, 2010; Lardeux et al., 2015). Kortfattat bedövades djuren med isofluoran och placerades i en stereotaktisk ram med platt huvud. Små hål borrades bilateralt i skallen vid 1.4 mm främre och ± 1.5 mm laterala från Bregma. En stereotaktisk arm användes för att exakt placera kanylerna i dessa hål och sedan sänka dem i hjärnan till ett slutligt djup av 6 mm från toppen av skallen (2 mm ovanför NAc). Kanyler hölls på plats med benskruvar och tandcement. Två gängade stolpar placerades vertikalt på skallen och bäddades in i tandcement. Dessa stolpar kopplade ihop med skruvar till ett huvudsteg som innehöll två lysdioder, vilket möjliggjorde automatiserad videospårning under experiment. Djuren fick antibiotikumet enrofloxacin före och 1 dag efter operationen. Efter operationen fick råttor 1 vecka på sig att återhämta sig innan en kort post-kirurgisk omskolningsperiod på 2CS-uppgiften började.

Läkemedel

Läkemedel köptes från Sigma och löstes nyligen i 0.9 % steril koksaltlösning samma dag som de användes. Läkemedelsdoser per sida var: "D1 agonist low," 0.1 μg SKF81297; "D1 agonist hög," 0.4 μg SKF81297; "D1-antagonist," 1.1 μg Schering 23390; "D2-agonist låg," 1 μg kinpirol; "D2-agonist hög," 10 μg kinpirol; "D2-antagonist", 2.2 μg racloprid.

Mikroinjektionsprocedur

Som tidigare beskrivits (Nicola, 2010; Lardeux et al., 2015), hölls råttor försiktigt fast med en handduk medan 33 ga-injektorer sattes in i styrkanylen så att injektorn sträckte sig 2 mm längre ventralt från botten av guiden och nådde mitten av NAc-kärnan. Efter 1 min injicerades 0.5 μL läkemedelslösning under 2 min med en precisionssprutpump. Läkemedel fick 1 min att diffundera, varefter djuren omedelbart placerades i de operanta kamrarna. Ordningen för läkemedelsinjektioner randomiserades mellan råttor. Injektioner utfördes två gånger i veckan (på tisdagar och antingen torsdagar eller fredagar), med en mellanliggande oinjicerad session som kördes dagen före varje injektion för att säkerställa att beteendet återhämtade sig från den föregående injektionen.

Videospårning

På testdagar registrerades råttans position med hjälp av en overheadkamera (30 bilder/s) och ett automatiserat spårningssystem (antingen Plexon Cineplex eller Noldus Ethovision). Detta system spårade x- och y-positionerna för röda och gröna lysdioder fästa vid råttans huvud. Som tidigare beskrivits (Nicola, 2010; McGinty et al., 2013; du Hoffmann och Nicola, 2014; Morrison och Nicola, 2014), för att bestämma råttans position i den operanta kammaren beräknade vi en tyngdpunkt (mittpunkten) mellan lysdioderna för varje videobildruta. Saknade positioner upp till 10 på varandra följande ramar interpolerades linjärt; om > 10 på varandra följande ramar saknades kasserades data. För varje ram beräknade vi sedan SD för avstånden för tyngdpunktspositioner inom ett tidsfönster på 200 ms. När log transformerades var dessa SD-värden bimodalt fördelade, där den nedre toppen representerade epoker av icke-rörelse och den övre topprörelsen. Vi anpassade sedan två Gaussiska funktioner till dessa fördelningar och rörelsetröskeln bestämdes som den punkt där de övre och nedre fördelningarna överlappade minst. Rörelse definierades som 8 på varandra följande ramar över denna tröskel.

Dataanalys

En råtta lyckades inte återuppnå prestationsnivåer före operationen efter kanylimplantation och utsattes därför inte för mikroinjektioner. Kanylerna från en andra råtta blev igensatta och följaktligen utfördes inte några mikroinjektioner. Således erhölls data från 7 mikroinjektioner för vissa experiment och 6 för andra. Beteendetidsstämplar och rå videospårningspositionsdata exporterades och analys utfördes med anpassade rutiner i R statistisk datormiljö (R Core Team, 2013).

I figurer 1B–E, beräknade vi signalsvarsförhållandet genom att dividera antalet signaler som svarats på med antalet ledtrådar som presenterades i 15 min eller 1 timmes fack och plottade dem som korssessionsmedel. För att bedöma uppgiftsvariabler som påverkar prestandan i varje läkemedel använde vi upprepade mått ANOVA med svarsförhållande som beroende variabel mot två faktorer, tidsintervall (1 och 2 timmar) och cue-typ (stor och liten). Post-hoc tvåsvansparad t-tester användes inom varje läkemedelstillstånd för att testa om sessionstid och cue-typ (stor och liten) signifikant påverkade svarsförhållandet. Two-tailed Welch's t-tester användes för att jämföra svarsförhållanden för varje läkemedel med saltlösning. P-värden för post-hoc t-tester korrigerades med hjälp av Sidak multipla jämförelser korrigeringsproceduren. Signifikanströskeln för alla statistiska test sattes till p < 0.05. Resultaten från alla statistiska tester finns i tabell Table11.

  

Figur 1

D1- och D2-receptoragonister och -antagonister främjar respektive dämpar cued approach till belöning. (A) 2CS+ uppgiftsschema. Tiden är inte i skalan. (FÖRE KRISTUS) Genomsnittligt svarsförhållande för en enstaka session (% av signaler som besvarades) i 15 minuters tidsfack till signaler som .

  

Tabell 1

Statistiska resultat.

I figurer 2F, G, signaler utan svar flaggades först och "pauser" definierades som ≥2 på varandra följande försök utan svar. Pauslängden definierades som tidsintervallet mellan signaler med svar. Den ackumulerade tiden som spenderas i pauser plottas mot det sekventiella pausnumret (vänster paneler), och den genomsnittliga ackumulerade tiden som spenderas i pauser fram till slutet av sessionen visas i stapeldiagrammen (höger paneler). Envägs ANOVA med läkemedelstyp som faktor användes för att bedöma om antalet pauser eller den ackumulerade tiden som spenderades i pauser skilde sig åt mellan läkemedlen. Post-hoc tvåsvansad Sidak-korrigerad Welch's t-tester användes för att jämföra både pausantal och total tid i pauser i varje läkemedel och saltlösning.

  

Figur 2

D1- och D2-receptoragonister minskar tiden som spenderas i det icke-responsiva tillståndet. (A–E) Raster visar fem exempelsessioner, en för varje läkemedel (endast höga doser). Varje rad representerar tiden då en signal förutsäger stor (svart) eller liten belöning (orange) .

In Figurerna 4A, C, F, H, varje försök t kodades som att framkalla ett svar (R+) eller att inte framkalla ett svar (R−). Vi beräknade sedan den empiriska sannolikheten för förekomsten av R+ eller R−at t+1. Denna procedur resulterar i 4 sannolikhetsmått, som var och en är associerad med ett unikt svarsmönster och inget svar på de två på varandra följande försöken, t och t+ 1: P_(R+R+), P_(R+R−), P_(R−R−), P_(R−R+). När dessa sannolikheter är ordnade så att varje kuplett som börjar med samma svarstyp (R+ eller R−) är på samma rad i en 2 × 2 matris, summeras varje rad till en; dvs matrisen är rätt stokastisk. I Figurerna 4A, C, F, H, plottade vi (separat för varje läkemedel) medelsannolikheterna för varje kuplett med radvärdena för dessa matriser på samma axel. Till exempel, P_(R+R+), P_(R+R−) är på den vertikala axeln eftersom varje kuplett börjar med ett R+. Eftersom varje rad i varje matris summerar till ett, är matrisvärdena alla positiva, och råttan kan fritt övergå från ett känsligt (R+) till icke-responsivt tillstånd (R−) och vice versa, den stokastiska matrisen kan beskriva en Markov kedja för vilken en stationär sannolikhetsvektor π kan beräknas. Dessa sannolikhetsvektorer är uppskattningar av sannolikheten att hitta råttan i det responsiva och icke-responsiva tillståndet vid ett stabilt tillstånd av Markov-kedjan (Figur (Figure3) .3). För att beräkna komponenterna i π transponerade vi varje matris, hittade de vänstra egenvärdena för de transponerade matriserna och dividerade sedan dessa värden med deras summa (vilket säkerställer att komponenterna i π summerar till 1). Medelsannolikhetsvektorn för varje behandlingsgrupp plottas i figurerna 4B,D,G,I. Således har vi två unika sätt att karakterisera beteende: genom den stokastiska matrisen, som grafiskt visar genomsnittliga övergångssannolikheter, och genom vektorn för stationära sannolikheter, som ger en uppskattning av sannolikheten att råttan är i antingen den responsiva eller icke-responsiva. stat. För att jämföra dessa sannolikhetsvektorer över läkemedel och tid, subtraherade vi de två komponenterna i π, ett tillvägagångssätt som bevarar information om den relativa riktningen för paret av sannolikhetsuppskattningar. I figurer 4E,J, plottade vi tvärsessionsmedianen och mittkvartilerna för dessa skillnader inom varje läkemedel separat för varje sessionstim. För att avgöra för varje läkemedel om dessa sannolikhetsvektorer skilde sig mellan den första och andra timmen av sessionerna, jämförde vi deras skillnader med parade Wilcoxon signerade rangtest. Därefter utförde vi icke-parade Wilcoxon signerade rangtest (saltlösning vs läkemedel) inom varje timme och korrigerade 6 p-värdena (ett för varje läkemedel vs saltlösning) med en Sidak-korrigering.

  

Figur 3

Schematisk av en två-stats Markov modell. På ett givet försök kan en råtta antingen stanna i det responsiva (vänster cirkel och looping pil) eller icke-responsivt tillstånd (höger cirkel och looping pil) eller övergå till det andra tillståndet (pilar mellan cirklarna). Varje .

  

Figur 4

D1- och D2-receptoragonister främjar övergångar från det icke-responsiva till det responsiva tillståndet. (A,C,F,H). Dessa grafer visar de associerade övergångssannolikheterna för alla 4 möjliga svar/inget svar-par, beräknade med ekvationen som ges i .

I figurer 5A, B, signaler som djuret svarade på isolerades först. I figur Figur 5A, 5AFördröjningen för djuret att börja rörelse riktad mot behållaren (vänster staplar) och för att nå belöningsbehållaren (höger staplar) beräknades och plottades som medelvärde för korssessioner. I figur Figur 5B, 5B, beräknade vi, för varje försök, längden på vägen (i cm) som djuret tog till behållaren från sin position vid start. Vi beräknade sedan förhållandet mellan två värden: (A) det raka avståndet mellan råttans position vid signalstart och behållaren, och (B) längden på den faktiska vägen som togs för att nå behållaren. Dessa A:B-förhållanden kallas "vägeffektivitet"-värden; de sträcker sig från 0 till 1, med värden närmare 1 som indikerar mer effektiva (mindre kretslopp) vägar. Vägeffektivitet plottades som medelvärden för korssessioner för varje läkemedelstyp. För att bedöma om vart och ett av dessa latensvärden eller vägeffektivitetsmåttet skilde sig mellan läkemedel, utförde vi envägs ANOVAs med läkemedel som en faktor. I figur Figur 5C, 5C, för varje försök med en belönad behållarepost räknade vi antalet behållareposter 5 s före cue-start och 5 s efter cue-start. Dessa räkningar omvandlades sedan till kurser (poster per s) genom att summera dem över alla belönade försök under sessionen och dividera detta värde med antalet belönade försök multiplicerat med 5 s (den längsta möjliga försökslängden). Medelhastigheterna för korssessioner för varje läkemedel visas i stapeldiagrammen i figuren Figur 5C.5C. För att jämföra dessa två hastigheter, för varje läkemedel, använde vi upprepade mätningar ANOVA med tidsintervall (före och efter cue-intervall) som en oberoende variabel. För att jämföra inträdeshastigheter för kärl mellan saltlösning och läkemedel inom varje tidsintervall, utförde vi Sidak-korrigerade Welchs t-test. I figur Figur 5D, 5D, sorterade vi försök efter den föregående ITI-längden och grupperade dessa värden i 10 s bins. Vi beräknade sedan svarskvoter för prövningar med ITIs som föll inom varje bin och beräknade korssessionsmedelvärdet för varje läkemedel. Vi använde ITI bin-nummer som en faktor i en upprepad mätning av ANOVA för att bedöma om, i varje läkemedel, svarssannolikheten varierade över ITI-varaktigheter. I figur Figur 5E, 5E, för varje försök beräknade vi det totala tillryggalagda avståndet (i cm) under ITI-föregående cue-start. Sedan beräknade vi det genomsnittliga avståndet inom sessionen som tillryggalagts i ITI:erna före signaler som djuret svarade på, och på liknande sätt för signaler som djuret inte svarade på. För att bedöma om det totala tillryggalagda avståndet skilde sig mellan försöken med och utan efterföljande signalsvar, använde vi inom varje läkemedel upprepade mått ANOVA med svarstyp som en faktor. Därefter uppträdde vi post-hoc Sidak korrigerade Welchs t-tester för att jämföra genomsnittliga väglängder för varje svarstyp (läkemedel kontra saltlösning).

  

Figur 5

Dopaminagonisterna ökar rörelsen, men ökad cue-respons kan inte tillskrivas ökad rörelse. (A) Den vänstra gruppen av staplar visar effekterna av injektion av saltlösning, D1 och D2 agonister på den genomsnittliga latensen för att initiera rörelse efter .

Histologi

Djuren sövdes djupt med Euthasol och halshöggs med en giljotin. Hjärnor togs snabbt bort från skallen och fixerades sedan i formalin. Före skivning med en kryostat, kryoskyddades hjärnorna genom nedsänkning i 30 % sackaros i flera dagar. Sektioner (50 μm) färgades för Nissl-substans för att visualisera kanyl- och injektorspår. Uppskattningar av injektionsställen för varje djur visas i figuren Figure66.

  

Figur 6

Histologisk rekonstruktion av injektionsställen. Figuren visar två koronala sektioner av råtthjärnan som omfattar majoriteten av den främre och bakre utsträckningen av NAc (0.8–2.8 mm främre från Bregma). Svarta prickar representerar uppskattningar av platsen .

Svarssannolikhet

Vi tränade 8 råttor att svara på distinkta hörselsignaler som förutspådde antingen en liten eller stor sackarosbelöning (Figur (Figure1A) .1A). Även om djuren inte var matbegränsade, svarade de på nästan varje signal som förutsäger 10 % flytande sackaros (figurer) 1B, C, svarta linjer) utan att väsentligen skilja mellan stora (Figur (Figure1B) 1B) och liten (Figur (Figur 1C) 1C) belöning tillgänglighet. Däremot, från den första dagen då sackarosbelöningskoncentrationen minskade från 10 % till 3 %, observerades en uttalad nedgång av signalerade svar under de 2 timmarna av testning (figurer) 1B, C, grå linjer). Det finns åtminstone två möjliga förklaringar till denna effekt. För det första kan det bero på ett tillstånd av mättnad när djur samlar på sig näringsämnen med på varandra följande signalsvar. Detta är dock osannolikt eftersom näringsämnen samlas in snabbare med 10 % än 3 % sackarosbelöningar av samma volym, men nedgången var mycket mer uttalad med 3 % sackaros. Den andra möjligheten, som vi förordar, är att medan 10 % sackaros är tillräckligt förstärkande för att bibehålla responsen under hela sessionen, är motsvarande volymer av 3 % sackaros inte det. Oavsett orsaken tillät den nedgångna effekten oss att fråga om aktivering av dopaminreceptorer med hjälp av exogena agonister ökar svarsförhållandet. Denna fråga kan inte besvaras med hjälp av 10 % sackarosbelöningar eller hos djur med begränsade livsmedel eftersom baslinjesvaret är nära 100 % under dessa förhållanden och därför inte kan ökas.

När prestandan stabiliserades, 4 dagar efter byte till 3 % sackarosbelöningar, var en skillnad i att svara på stora och små belöningssignaler uppenbar mot början av sessionen (jämför figur Figure1B1B med figur Figur 1C); 1C); denna skillnad minskade allteftersom sessionen fortskred och svaret på båda cue-typerna avtog. Denna signifikanta skillnad mellan stor och liten cue-svar är också uppenbar i det genomsnittliga svarsförhållandet under den första timmen av sessionen efter saltlösning (vehikelkontroll) injektioner i NAc: försökspersoner svarade på 54 ± 5 ​​% av stora belöningsrelaterade signaler och till 33 ± 3% av små belöningsrelaterade signaler (figurer 1D,E, vänster svarta cirklar). Sannolikheten att svara på båda signalerna var lägre under den andra timmen; dessutom var svarsförhållandet för de stora och små signalerna statistiskt omöjligt att särskilja under denna period (figurer 1D,E, höger svarta cirklar; se bordet Table11 för statistiska resultat). Därför reagerade djur mer på signaler som förutsäger stora än små belöningar först under den första halvan av sessionen.

För att undersöka det tidsmässiga mönstret för att svara mer i detalj, konstruerade vi rasterplots som visar tiden för varje cue-presentation och om djuret svarade (översta rastret, figur Figure2A) 2A) eller inte (nedre raster). Som visas i en exempelsession före vilken saltlösning hade injicerats, inträffade både svar och misslyckanden att svara vanligtvis i kluster av flera på varandra följande signaler (Figur (Figure2A) .2A). Detta tyder på att det finns två tillstånd som dikterar svarssannolikhet: responsiv och icke-responsiv. Dessutom, allteftersom sessionen fortskred, berodde minskningen i svarsannolikhet på att längre tidsperioder spenderades i det icke-responsiva tillståndet (figur (Figur 2A, 2A, övre raster). För att kvantifiera den ändrade varaktigheten av de icke-responsiva tillstånden plottade vi, för varje session, den kumulativa tiden som spenderas i det pausade (icke-responsiva) tillståndet mot det sekventiella pausnumret. Under i stort sett alla saltlösningsinjektionssessioner blev dessa linjer brantare mot slutet av sessionen, vilket indikerar att individuella icke-responsiva tillstånd blev längre när sessionerna fortskred (figurer) 2F, G, svarta linjer).

För att bedöma bidraget från NAc kärndopamin till beslutet att svara på belöningsprediktiva signaler ökade eller minskade vi farmakologiskt D1- eller D2-dopaminreceptorsignalering genom att mikroinjicera D1-receptoragonisten SKF 81297 eller antagonisten SCH 23390, eller D2-receptoragonisten kinpirol eller antagonist racloprid. Vi fann att både D1 och D2 agonister signifikant ökade svaret på signaler (Figur (Figure1D, 1D, ljusröda rutor; Figur Figur 1E, 1E, ljusblå rutor); i synnerhet ökade den låga dosen av varje agonist svaret först under den andra timmen, medan de höga doserna ökade svaret under hela sessionen (Figur (Figure1D, 1D, ljusa öppna röda rutor; Figur Figur 1E, 1E, ljusa öppna blå rutor). Generellt ökade svaret på stora och små belöningssignaler till ungefär motsvarande grader, och detta var fallet för både D1- och D2-receptoragonister (figurer) 1D,E och tabell Table11).

Dessa ökningar i svarsförhållande åtföljdes av ett annat svarsmönster jämfört med saltlösningsbehandlade djur (figurer) 2B, C). I motsats till kontrolltillståndet, där tiden tillbringade i det icke-responsiva tillståndet ökade när sessionen fortskred, var svaren från agonistbehandlade djur jämförelsevis upprätthållna under hela sessionen, med korta men relativt frekventa övergångar till det icke-responsiva tillståndet (Figur (Figur 2F, 2F, Dl-agonist, ljusröda linjer; Figur Figure2G, 2G, D2-agonist, ljusblå linjer). Båda agonisterna reducerade signifikant den kumulativa tiden som spenderades i det icke-responsiva paustillståndet och förhindrade till stor del den branta ökningen av den kumulativa tiden som spenderades i pauser som inträffade under den andra timmen av sessionen hos saltlösningsbehandlade djur.

Antagonister till både D1- och D2-receptorer hade motsatt effekt av agonisterna. Antagonisterna reducerade kraftigt svaret på signaler under den första halvan av sessionen, medan svaret lämnades oförändrat under andra halvan (sannolikt på grund av en golveffekt) (Figur (Figur 1D), 1D), mörkröda trianglar; (Figur (Figur 1E, 1E, mörkblå trianglar). Båda antagonisterna förlängde också signifikant den kumulativa tiden som spenderades i det icke-responsiva tillståndet (figurer 2D,E,F,G).

Övergångssannolikheter

Ökningen av cue-svar orsakade av D1- och D2-agonisterna, såväl som den längre tid som spenderas i det responsiva än det icke-responsiva tillståndet, kan förklaras antingen av en ökad sannolikhet för övergång från det icke-responsiva till det responsiva tillståndet, eller omvänt, en minskad sannolikhet för övergång från det responsiva till det icke-responsiva tillståndet (eller båda). För att bestämma vilken av dessa som var fallet implementerade vi en enkel Markov-modell med två tillstånd (Figur (Figure3) 3) genom att beräkna empiriska övergångssannolikhetsmatriser för de 4 möjliga paren av successiva händelser: två på varandra följande cued-svar (R+R+), ett svar på en cue följt av ett icke-svar på nästa cue (R+R−), ett icke-svar -respons följt av ett svar (R−R+), och ett bortfall följt av ett bortfall (R−R−). Notera att R+R+ och R−R−motsvarar att förbli i det responsiva respektive icke-responsiva tillståndet; och att R+R− och R−R+ motsvarar övergång från ett tillstånd till ett annat. Sannolikheten för vart och ett av dessa par av resultat beräknades genom att dividera antalet gånger paret inträffade i ett givet tidsfönster (t.ex. den första timmen av sessionen) med antalet gånger den första medlemmen i paret inträffade (t.ex. P_(R+R−) = N_(R+R−) / N_{(R +)}; se avsnittet Metoder Dataanalys). Observera att sannolikheten för att gå ut ur ett tillstånd därför är 1 minus sannolikheten att förbli i ett tillstånd (t.ex. P_(R+R−) = 1 - P_(R+R+)). Således, i figurer 4A, C, F, H, visar data på den vertikala axeln i de vänstra graferna den genomsnittliga (över råttor) sannolikhet för att bibehålla eller övergå ur det responsiva tillståndet, medan data på den horisontella axeln visar sannolikheten att bibehålla eller övergå ur det icke-responsiva tillståndet .

Under den första timmen av beteendetestning tenderade saltlösningsbehandlade råttor att gruppera sin signal som svarade: om de svarade på en signal var sannolikheten för ett svar på nästa signal större än för ett uteblivet svar (P_(R+R+) > P_(R+R−); Figur Figur 4A, 4A, vertikal axel); omvänt, om de inte svarade på en cue, var sannolikheten för ett uteblivet svar på nästa cue större än för ett svar (P_(R−R−) > P_(R−R+); Figur Figur 4A, 4A, horisontell axel). Behandling med antingen D1- eller D2-agonisten förändrade inte starkt sannolikheten för att förbli i det responsiva tillståndet (R+R+) [eller, ekvivalent, sannolikheten för övergång till det icke-responsiva tillståndet (R+R−)] jämfört med saltlösning injektioner (Figur (Figur 4A, 4A, vertikal axel). Dog övergick agonistbehandlade djur betydligt oftare från det icke-responsiva till det responsiva tillståndet (och, på motsvarande sätt, förblev i det icke-responsiva tillståndet mindre ofta; figur Figur 4A, 4A, horisontell axel).

Under den andra timmen av sessionen visade saltlösningsbehandlade råttor en markant minskning av sannolikheten att de skulle övergå från det icke-responsiva till det responsiva tillståndet jämfört med den första timmen (Figur (Figure4C4C kontra figur Figur 4A, 4A, horisontell axel). Dessutom var de mer benägna att övergå från det responsiva till det icke-responsiva tillståndet under den andra timmen än den första (figur (Figure4C4C kontra figur Figur 4A, 4A, vertikal axel). Därför, allt eftersom sessionen fortskred, under kontrollförhållanden minskade svaren (figurer 1B, D) berodde på både längre icke-responsiva tillstånd och kortare responsiva tillstånd. Behandling med antingen D1- eller D2-agonister förändrade svarssannolikheterna under den andra timmen längs båda axlarna (Figur (Figure4C) .4C). Därför, medan agonisterna under den första timmen ökade sannolikheten för att övergå ut ur det icke-responsiva tillståndet utan att påverka övergångar ut ur det responsiva tillståndet, under den andra timmen ökade agonisterna både övergångar ut ur det icke-responsiva tillståndet och minskade övergångar ut ur det responsiva tillståndet – vilket betyder att agonisterna både ökade längden på responsiva tillstånd och minskade längden på icke-responsiva tillstånd. Anmärkningsvärt är att dessa effekter av agonisterna orsakade övergångssannolikheterna under den andra timmen att likna dem under den första timmen i kontrolltillståndet. Det vill säga, agonisterna förhindrade nedgången i att svara under den andra timmen genom att förhindra den normala förskjutningen mot övergångssannolikheter som gynnade det icke-responsiva tillståndet.

Både D1- och D2-antagonisten skiftade svar under den första timmen längs båda axlarna, vilket indikerar att de uppmuntrade övergångar mot det icke-responsiva tillståndet samt förhindrade övergångar till det responsiva tillståndet (figur (Figure4F) .4F). Spännande nog, under den andra timmen var övergångssannolikheterna i antagonist och i saltlösning nästan identiska (figur (Figur 4H), 4H), och övergångssannolikheterna hos antagonistbehandlade djur var inte signifikant olika under den första och andra timmen (Figur (Figur 4F4F kontra figur Figur 4H). 4H). Dessa resultat indikerar att D1- och D2-antagonister inducerar, under den första timmen, en uppsättning övergångssannolikheter som är nästan identiska med den som normalt inträffar under den andra halvan av sessionen under kontrollförhållanden, vilket motsvarar långa sträckor av att inte reagera på signaler .

För att statistiskt jämföra dessa övergångssannolikheter i läkemedel och saltlösning, löste vi upp varje matris i sannolikhetsvektorer; dvs, vi uppskattade, från övergångsmatriserna, sannolikheten för att varje råtta i varje tillstånd är i ett känsligt och icke-responsivt tillstånd vid det stabila tillståndet av en Markov-kedja (se Metoder, avsnitt Dataanalys och figur Figure3) .3). I figurer 4B, D, är det uppenbart att i kontrolltillståndet (saltlösning) skiftar sannolikhetsfördelningarna för det responsiva och icke-responsiva tillståndet kraftigt mot det icke-responsiva tillståndet under den andra timmen. Däremot är dessa sannolikheter relativt stabila i båda agonisterna under hela sessionen. I antagonist (figurer 4G,I) är fördelningen av sannolikheterna för varje tillstånd kraftigt förskjuten mot det icke-responsiva tillståndet i båda hr och dessa sannolikheter är nästan identiska med de under den andra timmen hos saltlösningsbehandlade djur. I figurer 4E,J vi subtraherade, för varje sessionstim och varje läkemedel, komponenterna i sannolikhetsvektorerna som visas i figurerna 4B,D,G,I. Sålunda indikerar värden över och under noll en större sannolikhet att vara i det känsliga respektive icke-svarande tillståndet. Under den första timmen i koksaltlösning fanns det en nästan lika stor sannolikhet att vara i det responsiva och icke-responsiva tillståndet. Under den andra timmen skiftade denna fördelning av tillståndsannolikheter signifikant mot det icke-responsiva tillståndet (figur (Figur 4E, 4E, vänster svarta prickar mot höger svarta prickar). I den höga dosen av endera agonist, var det en signifikant ökning av sannolikheten för att vara i det responsiva tillståndet under den första timmen jämfört med saltlösning (Figur (Figur 4E, 4E, vänster prickar) och detta bibehölls under den andra timmen av sessionen (Figur (Figur 4E, 4E, höger prickar). Således är konstitutiv aktivering av dopaminreceptorer tillräcklig för att främja och bibehålla det känsliga tillståndet under förhållanden med normativ mättnad. Antagonisterna hade motsatt effekt; de skiftade starkt och signifikant tillståndssannolikhetsfördelningen mot det icke-responsiva tillståndet under både den första och andra sessionstimmen. Dessutom fanns det ingen skillnad statistiskt mellan tillståndssannolikhetsfördelningarna i antagonist och i saltlösning under den andra timmen av sessionen. Blockering av dopaminreceptoraktivering inducerar således ett icke-responsivt tillstånd med samma effektivitet som uppgiftsupplevelse över tid i kontrolltillståndet. Dessutom främjar aktivering av samma receptorer kraftfullt en övergång till det lyhörda tillståndet till signaler som förutsäger matbelöning även i frånvaro av kaloribehov.

Cued och uncued rörelse

Det är möjligt att agonisteffekterna härrörde från större icke-riktade behållareinträden på grund av en ospecifik ökning av förflyttning snarare än en ökning av behållareriktade inflygningssvar. För att jämföra dessa hypoteser använde vi videospårningsdata för att undersöka parametrar för post-cue-rörelse i försök där djuret svarade på signalen. Det fanns ingen statistiskt signifikant skillnad mellan kontroll- och agonistbehandlade sessioner i latensen för att initiera rörelse efter signalstart (Figur (Figur 5A, 5A, vänster staplar) eller fördröjningen för att nå behållaren (Figur (Figur 5A, 5A, höger staplar). Dessutom ändrades inte vägeffektiviteten för den signalerade rörelsen (förhållandet mellan längden av en rät linje mellan djuret och behållaren och längden på banan som djuret faktiskt följde) av agonistbehandlingar (Figur (Figure5B) .5B). Eftersom icke-riktade, slumpmässiga rörelser som resulterar i att behållaren kommer in skulle förväntas vara mindre direkta (och därför mindre effektiva) och/eller ske med längre latens, tyder dessa observationer på att de agonistbehandlade djuren gjorde riktade rörelser mot belöningsbehållaren efter cue debut på ett sätt som liknar deras cued approach-rörelser i saltlösning.

Vi bedömde därefter om agonist-inducerade ökningar i cued-poster kunde ha berott på en ospecifik ökning. Genom att endast undersöka försök med ett svar, jämförde vi frekvensen av behållareinträden under de 5 sekunderna före signalens start med inträdeshastigheten under de 5 sekunderna efter signalens start. Agonisterna ökade inte signifikant den genomsnittliga frekvensen av vare sig spontana eller signalerade inträden (Figur (Figur 5C) 5C) vilket antyder att behållareinträde förblir under kontroll i agonist. Tillsammans, resultaten i figurer 5A-C demonstrera att ökningen av sannolikheten för cued approach orsakad av agonisterna inte kan tillskrivas icke-specifika faktorer såsom en ökning av icke-riktad rörelse eller frekvensen av uncued behållareinträden.

Förflyttning under ITIs

Även om den agonist-inducerade ökningen av cued-svar inte kunde tillskrivas en ökning av icke-riktad rörelse, utesluter denna slutsats inte möjligheten att agonisterna ändå inducerade en åtföljande ökning av rörelse som inte var riktad mot behållaren. För att kvantifiera förflyttning under ITI frågade vi först om sannolikheten för ett cue-svar varierade som en funktion av ITI-längden. Som visas i figuren Figur 5D, 5D, var svarsförhållandet (kollapserat över stora och små signaler) ganska konstant över hela intervallet av ITI-längder i både agonist och saltlösning. Därefter beräknade vi den genomsnittliga sträckan tillryggalagd per s av ITI för var och en av behandlingsgrupperna och jämförde denna rörelsehastighet över försök där råttor svarade och inte svarade på den efterföljande signalen. Spännande nog, i kontrolltillståndet (saltlösning) fanns det betydligt mer förflyttning under ITIs följt av ett använt kärltillstånd (Figur (Figur 5E, 5E, höger svart stapel) än när djuren misslyckades med att göra en efterföljande inflygning av kärl (Figur (Figur 5E, 5E, vänster svart fält). Dessa resultat tyder på att obehandlad rörelse inträffar med högre frekvens när djuret är i det känsliga tillståndet.

För att avgöra om denna process involverar dopaminreceptoraktivering i NAc, bedömde vi effekterna av dopaminagonisterna på rörelse under ITI. D1-agonisten ökade signifikant förflyttning under ITI både med och utan efterföljande svar; på samma sätt orsakade D2-agonisten antingen en signifikant ökning (försök utan svar) eller en trend till en ökning (försök med svar) (Figur (Figur 5E). 5E). Således orsakade dopaminagonisterna en övergripande ökning av förflyttning under ITI. I närvaro av agonister inträffade denna rörelse vid liknande höga nivåer oavsett om djuret därefter svarade eller inte, vilket tyder på att ITI-rörelsen är mer känslig för dopaminreceptoraktivering än cue-svar. Sammanfattningsvis visas resultaten i figur Figure55 antyder att dopaminreceptoraktivering via en mekanism inom NAc påverkar djur både mot högre sannolikhet att svara på signaler och högre hastigheter av spontan rörelse, och att även om dopamin har båda dessa effekter, är den högre responssannolikheten som drivs av dopamin inte en falsk konsekvens av högre hastigheter av spontan rörelse.

NAc-dopamin är nödvändigt och tillräckligt för cued taxic approach

Cue-utlöst tillvägagångssätt är starkt beroende av den mesolimbiska dopaminprojektionen från VTA till NAc endast under mycket specifika omständigheter: de där svar involverar "flexibel strategi" (Nicola, 2010) [även kallad "taxisk" (Petrosini et al., 1996) eller "vägledning" (O'keefe och Nadel, 1978) närma sig; termen "taxic approach" kommer att användas här]. Taxic approach hänvisar till förflyttning som är riktad mot ett synligt föremål från startplatser som varierar mellan inflygningstillfällen. Viktigt är att en taxa kräver att hjärnan beräknar en ny rörelsebana för varje inflygningshändelse [till skillnad från "praxisk", "orientering" eller "oflexibel" strategi, som inträffar när start- och slutplatserna är konstanta över inflygningshändelser (O'keefe och Nadel, 1978; Petrosini et al., 1996; Nicola, 2010)]. Den aktuella studien utökar slutsatsen att NAc-dopamin krävs för taxa på fyra sätt. För det första, medan beroendet av taxic tillvägagångssätt på mesolimbisk dopamin först fastställdes med hjälp av en diskriminerande stimulans (DS) uppgift som krävde att djuret närmade sig en operandum (spak eller nässtick) för att få sackarosbelöning levererad till en närliggande behållare (Yun et al. , 2004,b; Ambroggi et al., 2008; Nicola, 2010), i den aktuella uppgiften var djuren bara tvungna att närma sig själva belöningsbehållaren. Liksom i DS-uppgiften presenterades ledtrådar med långa och varierande intervall, vilket resulterade i olika startplatser vid start av signalen på grund av djurets rörelse omkring kammaren under mellanförsöksintervallet (visas ej) - förhållanden under vilka tillvägagångssättbeteende nödvändigtvis är taxiskt. Vår observation att D1- och D2-dopaminreceptorantagonistinjektion i NAc-kärnan minskade andelen signaler som djuret svarade på, parallellt med tidigare observationer med DS-uppgiften (Yun et al., 2004,b; Ambroggi et al., 2008; Nicola, 2010). I likhet med tidigare fynd med en progressiv fördröjningsuppgift (Wakabayashi et al., 2004), bekräftar våra resultat, i en mycket enklare uppgift, att inkludering av en explicit operant beredskap på en plats som skiljer sig från belöningsleveransplatsen inte är en kritisk uppgiftsfunktion som gör att beteendet hos taxa är beroende av NAc-dopamin.

För det andra, medan tidigare studier utfördes på djur med föda, visar detta arbete att taxa försämras av NAc dopaminantagonistinjektion även i djur som ges AD libitum tillgång till chow. Taximetodens beroende av mesolimbisk dopamin är därför inte en funktion av näringsbrist eller patientens hungertillstånd. I själva verket stöder de nuvarande resultaten en roll för mesolimbiskt dopamin i att främja cue-framkallad inställning till högkalorimat även i frånvaro av ett homeostatiskt behov av kalorier, vilket stöder hypotesen att denna krets bidrar till överätande och fetma (Berridge et al., 2010; Kenny, 2011; Stice et al., 2013; Meye och Adan, 2014).

För det tredje, medan tidigare studier använde dopaminantagonister för att visa att NAc-dopamin är nödvändigt för en cued taxic approach, visar vi i detta arbete att ökad NAc D1- eller D2-dopaminreceptoraktivering genom injektion av agonister av dessa receptorer är tillräcklig för att öka sannolikheten för att en cue kommer att framkalla en taxa. Detta experiment var inte möjligt i de flesta tidigare studier eftersom matbegränsade råttor svarar på nära 100 % av signaler som på ett tillförlitligt sätt förutsäger näringsämnen, vilket sätter ett tak för potentiella agonisteffekter. Men när sackarosprediktion gjordes mindre tillförlitlig i en "probabilistisk stimulans" (PS) uppgift där PS förutspådde 10% sackarosbelöning på endast 15% av försöken, var svarssannolikheten lägre, och farmakologisk blockad av dopaminåterupptag ökade denna sannolikhet (Nicola et al., 2005). I föreliggande studie matades råttor med chow AD libitum och belöningen för cue-svar var 3 % istället för 10 % sackaros. Under dessa förhållanden, även om signalerna på ett tillförlitligt sätt förutspådde belöning, svarade djuren på en mindre del av signalerna än under livsmedelsbegränsade eller 10 % sackarosförhållanden, vilket eliminerade takeffekten och gjorde det möjligt för oss att bedöma effekterna av agonister på cued taxic approach. I överensstämmelse med resultaten från PS-uppgiften gav dopaminagonistinjektion i NAc-kärnan en robust ökning av signalsvar. De aktuella resultaten fastställer därför att aktivering av NAc-kärnan av dopaminreceptorer är både nödvändig och tillräcklig för att främja en cued taxic approach, vilket stöder vår tidigare slutsats att mesolimbisk dopamin är en del av orsaksmekanismen för initiering av taxic approach (du Hoffmann och Nicola, 2014).

För det fjärde har vår observation att D1- och D2-agonister har mycket liknande effekter som är motsatta effekterna av D1- och D2-antagonister viktiga konsekvenser för slutsatserna om specificiteten av läkemedlens effekter. I de flesta tidigare studier hade mikroinjicerade D1- och D2-antagonister mycket liknande beteende (Hiroi och White, 1991; Ozer et al., 1997; Koch et al., 2000; Yun et al., 2004b; Eiler et al., 2006; Pezze et al., 2007; Lex och Hauber, 2008; Liao, 2008; Nicola, 2010; Shin et al., 2010; Haghparast et al., 2012; Steinberg et al., 2014) och elektrofysiologiska (du Hoffmann och Nicola, 2014) effekter. Eftersom koncentrationen av injicerade antagonister som krävs för att observera effekter är mycket högre än bindningskonstanterna för dessa läkemedel för deras målreceptorer, ifrågasätter likheten mellan D1- och D2-antagonisteffekter deras specificitet: det är möjligt att läkemedlen antingen binder till samma dopaminreceptor, eller till en tredje receptorklass som inte alls är en dopaminreceptor. I det förra fallet bör aktivering av en av receptorerna inte ge någon beteendeeffekt; i det senare fallet bör aktivering av ingendera receptorn ge en beteendeeffekt. Vi finner dock att D1- och D2-agonister båda producerar beteendeeffekter och att deras effekter är identiska med varandra och exakt motsatta antagonisternas. Det skulle vara anmärkningsvärt om fyra olika läkemedel alla verkade på samma receptor utanför målet. Därför är det mer sannolika scenariot att alla läkemedel verkar specifikt på sina målreceptorer.

Effekterna av dopaminagonister beror inte på en generaliserad ökning av rörelse

En potentiell komplikation med tolkningen att dopaminagonisterna främjade cue-respons är att effekten kunde ha berott på en generaliserad ökning av förflyttning, vilket resulterade i falska behållareingångar som skulle ha inträffat oavsett om en cue hade presenterats eller inte. I kontrolltillståndet visade videospårningsdata som erhölls under sessionen att rörelsehastigheten under intertialintervallet korrelerades på försök-för-försök-basis med sannolikheten för inträde av behållare under den efterföljande cue-presentationen. Vidare ökade agonisterna både förflyttning under mellanförsöksintervallen och sannolikheten för signalsvar. Ett sätt att utesluta en generaliserad motorisk effekt är att använda en icke-belönande prediktiv stimulus (NS) för att visa att responsen på NS-presentation inte ökar av agonisterna. Vi har inte inkluderat en NS i vår design. Vi antar att om vi hade gjort det, skulle vi ha observerat en ökning i rörelse under NS (som inträffade under mellanförsöksintervallet) men inte en ökning av behållareingångar. Denna hypotes är baserad på flera observationer som indikerar att den ökade sannolikheten för inträde efter cue presentation inte var ett resultat av ökad generaliserad rörelse. För det första frikopplades ökningen av rörelse under inter-försöksintervallet orsakad av agonisterna från ökningen av cue-svar, vilket inträffade även under intervaller som följdes av ett uteblivet svar på cue (figur (Figur 5E). 5E). För det andra ökade inte sannolikheten för att en behållare som inte skulle komma in under ITI av agonisterna (Figur (Figure5C) .5C). Slutligen, jämfört med riktade inträden, skulle inträden som är ett resultat av en generaliserad ökning av förflyttning förväntas inträffa med längre latens efter signalstart, och djuret skulle förväntas följa en mer kretsloppsbana från sin plats vid signalstart till behållaren; dock ökade agonisterna inte heller cue-entry latenser (Figur (Figure5A) 5A) eller minskad effektivitet i rörelsebanan (Figur (Figure5B) .5B). Tillsammans indikerar dessa resultat att ökningen av angivna behållareingångar orsakade av agonisterna inte beror på den åtföljande ökningen av rörelse. En mer sannolik förklaring är att vissa spontana rörelsehändelser var taxiska tillvägagångssätt mot föremål i kammaren, och sannolikheten för sådana tillvägagångssätt ökades av agonisterna precis som sannolikheten för taxisk tillvägagångssätt som svar på våra explicit presenterade ledtrådar ökades.

Brist på en uttalad skillnad i att svara på signaler som förutsäger stor och liten belöning

En annan skillnad mellan den aktuella uppgiften och våra tidigare studier med DS- och PS-uppgifter är att vi presenterade två belöningsprediktiva signaler, som förutspådde stora och små volymer av sackaros, snarare än en belöningsprediktiv signal och en icke-belöningsprediktiv stimulans ( NS). Vi inkluderade dubbla belöningsprediktiva signaler i uppgiftsdesignen för att bedöma om manipulationer av NAc-dopaminreceptorer differentiellt påverkar beteendet utlöst av signaler som förutsäger olika belöningsstorlekar. Vi kunde dock inte genomföra en sådan analys eftersom djuren inte starkt skilde mellan de två ledtrådarna. När belöningen var 10 % sackaros fanns det inga signifikanta skillnader i svarsförhållande mellan prediktiva signaler med stor och liten belöning; och när belöningen var 3% sackaros, observerades en liten (~20%) skillnad endast under den första timmen av sessionen (Figur (Figure1) .1). Dessa observationer står i kontrast till typiskt beteende i DS-uppgiften med exakt samma hörselstimuli, där djur svarar på >80 % av DS-presentationer och < 10 % av NS-presentationer (Nicola, 2010). På senare tid fann vi att i en uppgift som liknar den nuvarande, med användning av samma två hörselstimuli men med en signal som förutsäger belöning beroende på inträde i behållaren och en NS, var svaret på NS ganska högt (>20 %; visas inte ). Detta höga svar (jämfört med det låga NS-svarsförhållandet i DS-uppgifter med ett explicit operantkrav) beror sannolikt på en viss grad av generalisering mellan de prediktiva och icke-prediktiva ledtrådarna, såväl som på avsaknaden av en operant responskontingens. Frånvaron av en sådan beredskap innebär att cue-svar är mindre svårt och kräver mindre ansträngning än cue-svar i DS-uppgiften, vilket potentiellt förklarar skillnaden i NS-responssannolikhet. Om >20% svarskvoter för en NS är vanliga, bör de vara ännu högre när signalen förutspår en liten mängd belöning, precis som observerats i den här studien.

Nedgång i att svara över tid kan vara en utrotningsliknande effekt

Ett slående drag av beteendet som observerats i vår AD libitum chow-matade djur var en minskning av sannolikheten för signalsvar under den 2 timmar långa sessionen, vilket var mycket mer uttalat när belöningen var 3% sackaros än när det var 10% sackaros. Råttor som fått fri tillgång till sackaros visar en liknande minskning av slickhastigheten från början av sessionen, vilket kan tillskrivas mättnad: mekanismer för upptäckt av näringsämnen efter förtäring signalerar till hjärnan, vilket resulterar i minskad konsumtion (Smith, 2001). Det är dock osannolikt att mättnad förklarar nedgången i cue-responsen som observerats här eftersom det större näringsintaget när 10 % sackaros var belöningen skulle förväntas ge en snabbare minskning av svaret än när 3 % sackaros levererades, men det motsatta inträffade (Figur (Figure1) .1). En annan möjlig förklaring är att nedgången är en utrotningsliknande effekt som beror på leverans av förstärkare som är av otillräcklig storlek för att fortsätta att svara på signalerna i efterföljande försök. Även om vi inte har några direkta bevis för att så är fallet, resulterar det bara i att helt enkelt sluta leverera sackaros också i en minskning av svaret (visas inte). Även om denna verkliga utrotningseffekt är snabbare än den som observerats här, skulle det långsammare tidsförloppet för utrotning förväntas i det aktuella fallet eftersom en liten mängd sackaros tillfördes. Dessutom, när en högre koncentration av sackaros (10%) tillfördes, observerades nästan ingen minskning, vilket överensstämmer med tanken att 3% sackarosförstärkare var av otillräcklig storlek för att bibehålla svar.

Att 3 % sackaros är mindre förstärkande än 10 % är knappast förvånande, inte bara med tanke på att 3 % sackaros är mindre föredraget framför vatten än 10 % (Sclafani, 1987), men också att 10 % sackaros sannolikt i högre grad aktiverar processer efter förtäring som upptäcker näringsintag, vilket kan bidra till förstärkning även i frånvaro av smak (de Araujo et al., 2012; Sclafani och Ackroff, 2012; Sclafani, 2013; de Araujo, 2016). Dessa processer främjar dopaminsignalering och verkar i själva verket vara ansvariga för förmågan hos näringsrika sackarosförstärkare att upprätthålla arbetsprestanda med progressiva proportioner i mycket större utsträckning än söta icke-närande förstärkare (Beeler et al., 2012). Faktum är att signaler som förutsäger sackaros framkallar mer dopaminfrisättning i NAc än signaler som förutsäger icke-närande sötningsmedel (McCutcheon et al., 2012) och, under vissa förhållanden, framkallar sackaros i sig mer dopaminfrisättning än sötningsmedel (Beeler et al., 2012). Dessa resultat tyder på att en försvagad dopaminsignal under 3 % sackaros-sessioner (mot 10 %) kan vara ansvarig för den utrotningsliknande minskningen av svar när den lägre sackaroskoncentrationen användes.

I enlighet med denna hypotes interagerade aktivering och hämning av dopaminreceptorer med den utrotningsliknande effekten. D1- eller D2-dopaminreceptoragonistinjektion ökade både den initiala (första timmen) svarshastigheten och minskade kraftigt storleken på den normala minskningen av svar från den första till den andra timmen jämfört med kontrolltillståndet (figurer) 1D,E), vilket i huvudsak förhindrar den utrotningsliknande effekten. Däremot reducerade D1- eller D2-antagonistinjektion svarsfrekvensen under den första timmen av sessionen till värden som inte kunde särskiljas från de som normalt observeras under den andra timmen, vilket i huvudsak efterliknar och/eller accelererar utsläckning. En möjlighet är att NAc kärndopamin är en del av förstärkningsmekanismen som förhindrar utrotning. Denna idé överensstämmer med den föreslagna rollen för dopamin som en belöningsförutsägelsefelsignal, som tros vara grunden för inlärda förändringar i den neurala representationen av värde som förutsägs av stimuli (Montague et al., 1996; Schultz et al., 1997; Schultz, 1998). Det överensstämmer också med en roll för dopamin i att "återförstärka" sådana värderepresentationer (Berridge, 2012). Å andra sidan skulle dopaminagonister förväntas konstitutivt aktivera dopaminreceptorer och därigenom efterlikna så kallad "toniskt" dopamin; även om agonisterna skulle aktivera dopaminreceptorer vid den tidpunkt då belöningen levereras, skulle de också aktivera receptorerna i liknande grad vid alla andra tillfällen. Det är svårt att föreställa sig hur en sådan konstant signal skulle kunna tolkas som ett prediktionsfel eller som en "reboosting"-signal som tjänar till att indikera att en diskret förstärkande händelse har inträffat.

En alternativ hypotes är att dopaminläkemedlen inte störde förstärkning, utan med en neural mekanism som direkt aktiverar cued approach-beteende. Detta förslag stöds av våra tidigare studier som visar att en stor andel (nästan hälften) av NAc-neuroner upphetsas av signaler i en DS-uppgift (Ambroggi et al., 2008; McGinty et al., 2013; du Hoffmann och Nicola, 2014; Morrison och Nicola, 2014); Dessutom, i en cued container approach-uppgift som liknar den som används här (dvs utan en operant responskontingens), är en liknande andel NAc-neuroner exciterade (Caref och Nicola, 2014). Med hjälp av videospårning fastställde vi att dessa excitationer föregår början av närmande rörelse och förutsäger latensen vid vilken det kommer att inträffa (McGinty et al., 2013; du Hoffmann och Nicola, 2014; Morrison och Nicola, 2014). Dessutom minskade injektion av dopaminantagonister i NAc omfattningen av dessa excitationer samtidigt som förmågan att initiera cued approach försämrades (du Hoffmann och Nicola, 2014). Dessa resultat tyder på att dopamin direkt underlättar de cue-framkallade excitationerna av NAc-neuroner som driver närmande, kanske genom att göra dem mer exciterbara som svar på glutamatergisk input (Nicola et al., 2000, 2004; Hopf et al., 2003). Således kan behandling av NAc-neuroner med dopaminreceptoragonister ha ökat sannolikheten för cued approach-beteende genom att efterlikna en excitatorisk neuromodulerande effekt av endogent dopamin och därigenom öka omfattningen av cue-framkallade excitationer.

Klustrat svarsmönster kan bero på fluktuationer i toniska dopaminnivåer

En annan egenskap hos djurens uppgiftsutförande är att svar och uteblivna svar på signaler inte fördelades slumpmässigt, utan verkade vara grupperade i skurar av flera på varandra följande svar eller uteblivna svar. I kontrolltillstånden (bilinjektion eller ingen injektion) var svarskluster längre och mer frekventa mot början av sessionen, och blev kortare och mindre frekventa mot slutet av sessionen; och nödvändigtvis vice versa för uteblivna svarskluster. Det här mönstret tyder på att det finns två tillstånd, lyhörd och icke-responsiv (Figur (Figure3), 3), som fluktuerar med ett tidsförlopp på minuter, och som skiftar från en initial förspänning mot det responsiva tillståndet till en senare förspänning mot det icke-responsiva tillståndet. Dopaminagonistinjektion främjade det responsiva tillståndet genom att minska sannolikheten för att övergå till det icke-responsiva tillståndet (förlänga responskluster) och öka sannolikheten för övergång till det responsiva tillståndet (förkorta icke-responskluster), medan antagonister hade motsatt effekt. De mest slående konsekvenserna av agonisteffekterna inträffade under den andra timmen av sessionen, när läkemedlen tycks ha förhindrat den normala ökade fördomen mot det icke-responsiva tillståndet: övergångssannolikheterna för den andra timmen fortsatte att likna dem under den första timmen snarare än skifta mot att gynna den icke-reagerande staten. Däremot hade antagonisterna sina största effekter under den första timmen, när de fick övergångssannolikheterna att gynna det icke-responsiva tillståndet, liknande de övergångssannolikheter som normalt inträffar under den andra timmen.

Effekterna av dopaminagonisterna och -antagonisterna på övergångssannolikheter överensstämmer med hypotesen att svarstillståndet är en funktion av dopaminreceptorockupationen. När NAc-dopaminnivåerna når och överskrider ett tröskelvärde är djuret således i det känsliga tillståndet; under denna tröskel är djuret i det icke-responsiva tillståndet. Att testa denna hypotes skulle kräva mätning av toniska dopaminnivåer eftersom djur utför denna eller en liknande uppgift; hypotesen förutspår att dopaminnivåerna bör vara högre under responskluster än non-responskluster. Även om tidigare mikrodialysstudier såvitt vi vet inte har undersökt om fluktuationer i dopaminnivå korrelerar med sannolikhet för lokal taxa, fann en tidigare undersökning att NAc dopaminnivåer var högre när matpellets släpptes i kärl med 45 s eller 4 min intervaller (båda tillstånden troligen nödvändiggör taxa för att få maten vid varje försök) än när maten var fritt tillgänglig (en situation som minimerar behovet av taxa) (McCullough och Salamone, 1992). Studier som har varierat kraven på operant svarsfrekvens har gett något motstridiga resultat, där vissa har observerat en positiv korrelation mellan graden av operant svar och dopaminnivå (McCullough et al., 1993; Sokolowski et al., 1998; Cousins ​​et al., 1999) och andra som finner undantag från detta föreslagna förhållande (Salamone et al., 1994; Kusiner och Salamone, 1996; Ahn och Phillips, 2007; Ostlund et al., 2011). En potentiell förklaring till denna disharmoni är att olika operativa uppgifter engagerar behovet av taxa i olika grad (Nicola, 2010); korrelationer med dopaminnivå kan vara mer robusta för sannolikhet för taxic approach än för operant svarsfrekvens.

Ett relaterat förslag är att toniska dopaminnivåer inte bara driver snabbare svarshastigheter (eller kanske större sannolikhet för taxa), utan också att dopaminnivåerna bestäms av förstärkningshastigheten (Niv et al., 2005, 2007), en idé som nyligen har fått experimentellt stöd (Hamid et al., 2016). Följaktligen bör dopaminnivåerna hos djur som arbetar för näringsförstärkare vara lägre AD libitum-utfodras än hos hungriga djur [som i själva verket är fallet (Ostlund et al., 2011)], och lägre när förstärkaren är 3 % sackaros än när det är en ekvivalent volym av 10 % sackaros. De föreslagna låga dopaminnivåerna i 3 % sackaros skulle kunna resultera i en kedjereaktion, med låg dopamin som resulterar i en låg sannolikhet att svara på en given signal; misslyckanden att svara driver i sin tur förstärkningshastigheten och följaktligen dopaminnivån fortfarande lägre, och följaktligen blir sannolikheten för svar vid nästa signalpresentation också lägre. Resultatet skulle bli en progressiv minskning av svarsfrekvensen liknande den som observerats här.

Slutsatser: Cued taxic approach är en modell för undersökning av reglering av mesolimbiskt dopamin efter näringstillstånd

Den låga dopaminberoende svarssannolikheten i AD libitum-matade djur som observerats här överensstämmer med många nyare studier av reglering av dopaminneuroner av budbärare, såsom kolecystokinin, orexin, ghrelin, leptin, insulin och glukagonliknande peptid 1, som signalerar kroppens näringsstatus detekterad via olika mekanismer. I allmänhet ökar signaler som rapporterar näringsbrist dopamin neuronaktivitet, medan signaler som rapporterar mättnad eller näringsöverskott minskar den (Ladurelle et al., 1997; Helm et al., 2003; Krügel et al., 2003; Abizaid et al., 2006; Fulton et al., 2006; Hommel et al., 2006; Narita et al., 2006; Kawahara et al., 2009; Leinninger et al., 2009; Quarta et al., 2009, 2011; Jerlhag et al., 2010; Perry et al., 2010; Domingos et al., 2011; España et al., 2011; Skibicka et al., 2011, 2012,b, 2013; Davis et al., 2011,b; Mebel et al., 2012; Patyal et al., 2012; Egecioglu et al., 2013; Cone et al., 2014, 2015; Mietlicki-Baase et al., 2014). Den utsökta känsligheten hos mesolimbisk dopamins signalering för näringstillstånd överensstämmer med förslaget att sannolikheten för mesolimbisk dopaminberoende beteende kan ändras omedelbart som ett resultat av värdet, relativt näringstillståndet, av förstärkaren (Berridge, 2012). Vi observerar att lågvärdesförstärkare som levereras till relativt mätta djur resulterar i fluktuerande svarssannolikheter överlagrade på en total minskning av svarsannolikhet. Dessa observationer, i kombination med de dramatiska förändringarna i respons och övergångssannolikheter som produceras genom injektion av dopaminagonister och -antagonister i NAc, tyder på att dopaminnivån under våra förhållanden hålls på låga nivåer av näringsämnesavkänningsmekanismer. Kontrollen av dopaminnivåer med dessa och andra parametrar (såsom den senaste förstärkningshastigheten) kan producera dopaminnivåer som fluktuerar runt tröskeln för att framkalla ett svar, vilket gör att signalsvar och uteblivna svar inträffar i kluster. Beteendeparadigmet vi använder här - mesolimbisk dopaminberoende sackarosförstärkt cued taxic approach i AD libitum-matade djur - är därför idealisk för ytterligare undersökning av regleringen av dopamindynamik genom näringstillstånd, förstärkningshastighet och andra parametrar, och av mekanismen genom vilken dessa variabler påverkar NAc dopaminberoende beteende.

Intresset om intressekonflikter

Författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.

Detta arbete stöddes av anslag från NIH (DA019473, DA038412, DA041725), Klarman Family Foundation och NARSAD till SN.

1. Abizaid A., Liu ZW, Andrews ZB, Shanabrough M., Borok E., Elsworth JD, et al. . (2006). Ghrelin modulerar aktiviteten och den synaptiska inputorganisationen av dopaminneuroner i mitthjärnan samtidigt som det främjar aptiten. J. Clin. Investera. 116, 3229-3239. 10.1172/JCI29867 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
2. Ahn S., Phillips AG (2007). Dopaminutflöde i nucleus accumbens under utrotning inom sessionen, resultatberoende och vanebaserad instrumentell respons för matbelöning. Psychopharmacology (Berl.) 191, 641–651. 10.1007/s00213-006-0526-9 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
3. Ambroggi F., Ishikawa A., Fields HL, Nicola SM (2008). Basolaterala amygdala-neuroner underlättar belöningssökande beteende genom spännande kärnor accumbens neuroner. Neuron 59, 648-661. 10.1016 / j.neuron.2008.07.004 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
4. Beeler JA, Mccutcheon JE, Cao ZF, Murakami M., Alexander E., Roitman MF, et al. . (2012). Smak frikopplad från näring upprätthåller inte matens förstärkande egenskaper. Eur. J. Neurosci. 36, 2533-2546. 10.1111/j.1460-9568.2012.08167.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
5. Berridge KC (2012). Från förutsägelsefel till incitamentframträdande: mesolimbisk beräkning av belöningsmotivation. Eur. J. Neurosci. 35, 1124-1143. 10.1111/j.1460-9568.2012.07990.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
6. Berridge KC, Ho CY, Richard JM, Difeliceantonio AG (2010). Den frestade hjärnan äter: njutning och lustkretsar vid fetma och ätstörningar. Brain Res. 1350, 43–64. 10.1016/j.brainres.2010.04.003 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
7. Boulos R., Vikre EK, Oppenheimer S., Chang H., Kanarek RB (2012). ObesiTV: hur TV påverkar fetmaepidemin. Physiol. Behav. 107, 146–153. 10.1016/j.physbeh.2012.05.022 [PubMed] [Cross Ref]
8. Boyland EJ, Halford JC (2013). TV-reklam och varumärke. Effekter på ätbeteende och matpreferenser hos barn. Appetite 62, 236–241. 10.1016/j.appet.2012.01.032 [PubMed] [Cross Ref]
9. Branch SY, Goertz RB, Sharpe AL, Pierce J., Roy S., Ko D., et al. . (2013). Matrestriktion ökar glutamatreceptormedierad burst-firing av dopaminneuroner. J. Neurosci. 33, 13861–13872. 10.1523/JNEUROSCI.5099-12.2013 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
10. Caref K., Nicola SM (2014). Nucleus accumbens opioider driver betingad inställning till belöning med högt kaloriinnehåll endast i frånvaro av homeostatisk drift, vid årsmötet för Society for Neuroscience (Washington, DC: ).
11. Cone JJ, Mccutcheon JE, Roitman MF (2014). Ghrelin fungerar som ett gränssnitt mellan fysiologiskt tillstånd och fasisk dopaminsignalering. J. Neurosci. 34, 4905–4913. 10.1523/JNEUROSCI.4404-13.2014 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
12. Cone JJ, Roitman JD, Roitman MF (2015). Ghrelin reglerar fasisk dopamin och nucleus accumbens-signalering framkallad av matförutsägande stimuli. J. Neurochem. 133, 844–856. 10.1111/jnc.13080 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
13. Cousins ​​MS, Salamone JD (1996). Involvering av ventrolateral striatal dopamin i rörelseinitiering och utförande: en mikrodialys och beteendeundersökning. Neuroscience 70, 849–859. 10.1016/0306-4522(95)00407-6 [PubMed] [Cross Ref]
14. Cousins ​​MS, Trevitt J., Atherton A., Salamone JD (1999). Olika beteendefunktioner av dopamin i nucleus accumbens och ventrolaterala striatum: en mikrodialys och beteendeundersökning. Neuroscience 91, 925–934. 10.1016/S0306-4522(98)00617-4 [PubMed] [Cross Ref]
15. Davis JF, Choi DL, Schurdak JD, Fitzgerald MF, Clegg DJ, Lipton JW, et al. . (2011a). Leptin reglerar energibalans och motivation genom verkan vid distinkta neurala kretsar. Biol. Psykiatri 69, 668–674. 10.1016/j.biopsych.2010.08.028 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
16. Davis JF, Choi DL, Shurdak JD, Krause EG, Fitzgerald MF, Lipton JW, et al. . (2011b). Centrala melanokortiner modulerar mesokortikolimbisk aktivitet och matsökande beteende hos råttan. Physiol. Behav. 102, 491-495. 10.1016/j.physbeh.2010.12.017 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
17. de Araujo IE (2016). Kretsorganisation av sockerförstärkning. Physiol. Behav. [Epub före tryckning]. 10.1016/j.physbeh.2016.04.041 [PubMed] [Cross Ref]
18. de Araujo IE, Ferreira JG, Tellez LA, Ren X., Yeckel CW (2012). Dopaminaxeln i tarmen: ett reglerande system för kaloriintag. Physiol. Behav. 106, 394 – 399. 10.1016 / j.physbeh.2012.02.026 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
19. Domingos AI, Vaynshteyn J., Voss HU, Ren X., Gradinaru V., Zang F., et al. . (2011). Leptin reglerar belöningsvärdet för näringsämnen. Nat. Neurosci. 14, 1562 – 1568. 10.1038 / nn.2977 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
20. du Hoffmann J., Kim JJ, Nicola SM (2011). En billig körbar kanylerad mikroelektroduppsättning för samtidig enhetsregistrering och läkemedelsinfusion i samma hjärnkärna hos uppförande råttor. J. Neurophysiol. 106, 1054-1064. 10.1152/jn.00349.2011 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
21. du Hoffmann J., Nicola SM (2014). Dopamin stärker belöningssökandet genom att främja cue-framkallad excitation i nucleus accumbens. J. Neurosci. 34, 14349–14364. 10.1523/JNEUROSCI.3492-14.2014 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
22. Egecioglu E., Engel JA, Jerlhag E. (2013). Den glukagonliknande peptid 1-analogen Exendin-4 dämpar den nikotininducerade rörelsestimuleringen, ackumbal frisättning av dopamin, betingad platspreferens såväl som uttrycket av rörelsesensibilisering hos möss. PLoS ONE 8:e77284. 10.1371/journal.pone.0077284 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
23. Eiler WJ II, Masters, J., Mckay PF, Hardy L., III, Goergen J., Mensah-Zoe B., et al. . (2006). Amfetamin sänker tröskeln för hjärnstimuleringsbelöning (BSR) hos alkoholföredragande (P) och -icke-föredragande (NP) råttor: reglering av D-sub-1 och D-sub-2-receptorer i nucleus accumbens. Exp. Clin. Psychopharmacol. 14, 361-376. 10.1037/1064-1297.14.3.361 [PubMed] [Cross Ref]
24. España RA, Melchior JR, Roberts DC, Jones SR (2011). Hypokretin 1/orexin A i det ventrala tegmentala området förbättrar dopaminsvaret på kokain och främjar självadministrering av kokain. Psychopharmacology (Berl.) 214, 415–426. 10.1007/s00213-010-2048-8 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
25. Fulton S., Pissios P., Manchon RP, Stiles L., Frank L., Pothos EN, et al. . (2006). Leptinreglering av mesoaccumbens dopaminväg. Neuron 51, 811-822. 10.1016/j.neuron.2006.09.006 [PubMed] [Cross Ref]
26. Haghparast A., Ghalandari-Shamami M., Hassanpour-Ezatti M. (2012). Blockad av D1/D2-dopaminreceptorer i nucleus accumbens dämpade den antinociceptiva effekten av cannabinoidreceptoragonister i den basolaterala amygdala. Brain Res. 1471, 23–32. 10.1016/j.brainres.2012.06.023 [PubMed] [Cross Ref]
27. Hamid AA, Pettibone JR, Mabrouk OS, Hetrick VL, Schmidt R., Vander Weele CM, et al. . (2016). Mesolimbiskt dopamin signalerar värdet av arbete. Nat. Neurosci. 19, 117–126. 10.1038/nn.4173 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
28. Helm KA, Rada P., Hoebel BG (2003). Kolecystokinin i kombination med serotonin i hypotalamus begränsar frisättningen av dopamin samtidigt som acetylkolin ökar: en möjlig mättnadsmekanism. Brain Res. 963, 290-297. 10.1016/S0006-8993(02)04051-9 [PubMed] [Cross Ref]
29. Hiroi N., White NM (1991). Den amfetaminbetingade platspreferensen: differentiell involvering av dopaminreceptorsubtyper och två dopaminerga terminalområden. Brain Res. 552, 141–152. 10.1016/0006-8993(91)90672-I [PubMed] [Cross Ref]
30. Hommel JD, Trinko R., Sears RM, Georgescu D., Liu ZW, Gao XB, et al. . (2006). Leptinreceptorsignalering i mellanhjärnans dopaminneuroner reglerar matningen. Neuron 51, 801–810. 10.1016/j.neuron.2006.08.023 [PubMed] [Cross Ref]
31. Hopf FW, Cascini MG, Gordon AS, Diamond I., Bonci A. (2003). Samverkande aktivering av dopamin D1- och D2-receptorer ökar spikavfyrning av nucleus accumbens-neuroner via G-protein βγ-subenheter. J. Neurosci. 23, 5079-5087. Tillgänglig online på: http://www.jneurosci.org/content/23/12/5079.long [PubMed]
32. Jerlhag E., Egecioglu E., Dickson SL, Engel JA (2010). Ghrelinreceptorantagonism dämpar kokain- och amfetamininducerad rörelsestimulering, ackumbal dopaminfrisättning och betingad platspreferens. Psychopharmacology (Berl.) 211, 415–422. 10.1007/s00213-010-1907-7 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
33. Kawahara Y., Kawahara H., Kaneko F., Yamada M., Nishi Y., Tanaka E., et al. . (2009). Perifert administrerat ghrelin inducerar bimodala effekter på det mesolimbiska dopaminsystemet beroende på matkonsumtionstillstånd. Neuroscience 161, 855–864. 10.1016/j.neuroscience.2009.03.086 [PubMed] [Cross Ref]
34. Kenny PJ (2011). Belöningsmekanismer vid fetma: nya insikter och framtida riktningar. Neuron 69, 664–679. 10.1016/j.neuron.2011.02.016 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
35. Koch M., Schmid A., Schnitzler HU (2000). Musklers roll samlar dopamin D1- och D2-receptorer i instrumentella och Pavlovianska paradigmer för betingad belöning. Psychopharmacology (Berl.) 152, 67–73. 10.1007/s002130000505 [PubMed] [Cross Ref]
36. Krügel U., Schraft T., Kittner H., Kiess W., Illes P. (2003). Basal och matningsframkallad frisättning av dopamin i råttans nucleus accumbens dämpas av leptin. Eur. J. Pharmacol. 482, 185–187. 10.1016/j.ejphar.2003.09.047 [PubMed] [Cross Ref]
37. Ladurelle N., Keller G., Blommaert A., Roques BP, Daugé V. (1997). CCK-B-agonisten, BC264, ökar dopamin i nucleus accumbens och underlättar motivation och uppmärksamhet efter intraperitoneal injektion hos råttor. Eur. J. Neurosci. 9, 1804–1814. 10.1111/j.1460-9568.1997.tb00747.x [PubMed] [Cross Ref]
38. Lardeux S., Kim JJ, Nicola SM (2015). Intermittent hetskonsumtion av söt vätska med hög fetthalt kräver inte opioid- eller dopaminreceptorer i nucleus accumbens. Behav. Brain Res. 292, 194–208. 10.1016/j.bbr.2015.06.015 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
39. Leinninger GM, Jo YH, Leshan RL, Louis GW, Yang H., Barrera JG, et al. . (2009). Leptin verkar via leptinreceptoruttryckande laterala hypotalamiska neuroner för att modulera det mesolimbiska dopaminsystemet och undertrycka matning. Cell Metab. 10, 89–98. 10.1016/j.cmet.2009.06.011 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
40. Lex A., Hauber W. (2008). Dopamin D1 och D2 receptorer i nucleus accumbens kärna och skal förmedlar Pavlovian-instrumentell överföring. Lära sig. Mem. 15, 483–491. 10.1101/lm.978708 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
41. Liao RM (2008). Utveckling av betingad platspreferens inducerad av intra-accumbens infusion av amfetamin dämpas av samtidig infusion av dopamin D1- och D2-receptorantagonister. Pharmacol. Biochem. Behav. 89, 367-373. 10.1016/j.pbb.2008.01.009 [PubMed] [Cross Ref]
42. McCullough LD, Cousins ​​MS, Salamone JD (1993). Rollen av nucleus accumbens dopamin i att svara på ett kontinuerligt förstärkningsoperant schema: en neurokemisk och beteendestudie. Pharmacol. Biochem. Behav. 46, 581-586. 10.1016/0091-3057(93)90547-7 [PubMed] [Cross Ref]
43. McCullough LD, Salamone JD (1992). Involvering av nucleus accumbens dopamin i den motoriska aktiviteten inducerad av periodisk matpresentation: en mikrodialys och beteendestudie. Brain Res. 592, 29–36. 10.1016/0006-8993(92)91654-W [PubMed] [Cross Ref]
44. McCutcheon JE, Beeler JA, Roitman MF (2012). Sackarosprediktiva signaler framkallar större fasisk dopaminfrisättning än sackarinprediktiva signaler. Synaps 66, 346–351. 10.1002/syn.21519 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
45. McGinty VB, Lardeux S., Taha SA, Kim JJ, Nicola SM (2013). Förstärkning av belöningssökandet genom cue och närhetskodning i nucleus accumbens. Neuron 78, 910-922. 10.1016/j.neuron.2013.04.010 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
46. Mebel DM, Wong JC, Dong YJ, Borgland SL (2012). Insulin i det ventrala tegmentala området minskar hedonisk matning och undertrycker dopaminkoncentrationen via ökat återupptag. Eur. J. Neurosci. 36, 2336–2346. 10.1111/j.1460-9568.2012.08168.x [PubMed] [Cross Ref]
47. Meye FJ, Adan RA (2014). Känslor om mat: det ventrala tegmentala området i matbelöning och känslomässigt ätande. Trender Pharmacol. Sci. 35, 31–40. 10.1016/j.tips.2013.11.003 [PubMed] [Cross Ref]
48. Mietlicki-Baase EG, Reiner DJ, Cone JJ, Olivos DR, Mcgrath LE, Zimmer DJ, et al. . (2014). Amylin modulerar det mesolimbiska dopaminsystemet för att kontrollera energibalansen. Neuropsychopharmacology 40, 372–385. 10.1038/npp.2014.18 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
49. Montague PR, Dayan P., Sejnowski TJ (1996). Ett ramverk för mesencefaliska dopaminsystem baserat på prediktiv hebbisk inlärning. J. Neurosci. 16, 1936–1947. [PubMed]
50. Morrison SE, Nicola SM (2014). Neuroner i nucleus accumbens främjar selektionsbias för närmare objekt. J. Neurosci. 34, 14147–14162. 10.1523/JNEUROSCI.2197-14.2014 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
51. Narita M., Nagumo Y., Hashimoto S., Narita M., Khotib J., Miyatake M., et al. . (2006). Direkt involvering av orexinerga system i aktiveringen av den mesolimbiska dopaminvägen och relaterade beteenden inducerade av morfin. J. Neurosci. 26, 398-405. 10.1523/JNEUROSCI.2761-05.2006 [PubMed] [Cross Ref]
52. Nicola SM (2010). Den flexibla tillvägagångssätthypotesen: förening av ansträngning och cue-reagerande hypoteser för rollen som nucleus accumbens dopamin i aktiveringen av belöningssökande beteende. J. Neurosci. 30, 16585–16600. 10.1523/JNEUROSCI.3958-10.2010 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
53. Nicola SM, Hopf FW, Hjelmstad GO (2004). Kontrastförbättring: en fysiologisk effekt av striatal dopamin? Cell Tissue Res. 318, 93-106. 10.1007/s00441-004-0929-z [PubMed] [Cross Ref]
54. Nicola SM, Surmeier J., Malenka RC (2000). Dopaminerg modulering av neuronal excitabilitet i striatum och nucleus accumbens. Annu. Rev. Neurosci. 23, 185–215. 10.1146/annurev.neuro.23.1.185 [PubMed] [Cross Ref]
55. Nicola SM, Taha SA, Kim SW, Fields HL (2005). Nucleus accumbens dopaminfrisättning är nödvändig och tillräcklig för att främja beteendesvaret på belöningsförutsägande signaler. Neurovetenskap 135, 1025–1033. 10.1016/j.neuroscience.2005.06.088 [PubMed] [Cross Ref]
56. Niv Y., Daw N., Dayan P. (2005). Hur snabbt att arbeta: svarskraft, motivation och tonisk dopamin, i Neural Information Processing Systems 18, red. Weiss Y., Scholkopf B., Platt J., redaktörer. (Cambridge, MA: MIT Press; ), 1019–1026.
57. Niv Y., Daw N., Joel D., Dayan P. (2007). Tonic dopamin: alternativkostnader och kontroll av responskraft. Psykofarmakologi 191, 507–520. 10.1007/s00213-006-0502-4 [PubMed] [Cross Ref]
58. O'keefe J., Nadel L. (1978). Hippocampus som en kognitiv karta. Oxford: Clarendon.
59. Ostlund SB, Wassum KM, Murphy NP, Balleine BW, Maidment NT (2011). Extracellulära dopaminnivåer i striatala subregioner spårar förändringar i motivation och svarskostnad under instrumentell konditionering. J. Neurosci. 31, 200–207. 10.1523/JNEUROSCI.4759-10.2011 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
60. Ozer H., Ekinci AC, Starr MS (1997). Dopamin D1- och D2-beroende katalepsi hos råtta kräver funktionella NMDA-receptorer i corpus striatum, nucleus accumbens och substantia nigra pars reticulata. Brain Res. 777, 51–59. 10.1016/S0006-8993(97)00706-3 [PubMed] [Cross Ref]
61. Patyal R., Woo EY, Borgland SL (2012). Lokalt hypokretin-1 modulerar terminal dopaminkoncentration i nucleus accumbens skal. Främre. Behav. Neurosci. 6:82. 10.3389/fnbeh.2012.00082 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
62. Perry ML, Leinninger GM, Chen R., Luderman KD, Yang H., Gnegy ME, et al. . (2010). Leptin främjar dopamintransportör- och tyrosinhydroxylasaktivitet i kärnorna hos Sprague-Dawley-råttor. J. Neurochem. 114, 666-674. 10.1111/j.1471-4159.2010.06757.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
63. Petrosini L., Molinari M., Dell'anna ME (1996). Cerebellärt bidrag till rumslig händelsebearbetning: Morris vattenlabyrint och T-labyrint. Eur. J. Neurosci. 8, 1882–1896. 10.1111/j.1460-9568.1996.tb01332.x [PubMed] [Cross Ref]
64. Pezze MA, Dalley JW, Robbins TW (2007). Differentiella roller för dopamin D1- och D2-receptorer i nucleus accumbens i uppmärksamhetsprestanda på fem-vals seriereaktionstidsuppgiften. Neuropsychopharmacology 32, 273–283. 10.1038/sj.npp.1301073 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
65. Quarta D., Di Francesco C., Melotto S., Mangiarini L., Heidbreder C., Hedou G. (2009). Systemisk administrering av ghrelin ökar extracellulärt dopamin i skalet men inte kärnunderavdelningen av nucleus accumbens. Neurochem. Int. 54, 89–94. 10.1016/j.neuint.2008.12.006 [PubMed] [Cross Ref]
66. Quarta D., Leslie CP, Carletti R., Valerio E., Caberlotto L. (2011). Central administrering av NPY eller en NPY-Y5 selektiv agonistökning in vivo- extracellulära monoaminnivåer i mesokortikolimbiska utskjutande områden. Neuropharmacology 60, 328–335. 10.1016/j.neuropharm.2010.09.016 [PubMed] [Cross Ref]
67. R Core Team (2013). R: Ett språk och miljö för statistisk beräkning. Stiftelsen för statistisk beräkning. Tillgänglig online på: http://www.R-project.org/ (Åtkomst till 2016).
68. Salamone JD, Cousins ​​MS, McCullough LD, Carriero DL, Berkowitz RJ (1994). Nucleus accumbens dopaminfrisättning ökar under instrumentell spakpressning för mat men inte gratis matkonsumtion. Pharmacol. Biochem. Behav. 49, 25–31. 10.1016/0091-3057(94)90452-9 [PubMed] [Cross Ref]
69. Schultz W. (1998). Prediktiv belöningssignal för dopaminneuroner. J. Neurophysiol. 80, 1-27. [PubMed]
70. Schultz W., Dayan P., Montague PR (1997). Ett neuralt substrat för förutsägelse och belöning. Science 275, 1593–1599. 10.1126/science.275.5306.1593 [PubMed] [Cross Ref]
71. Sclafani A. (1987). Kolhydratsmak, aptit och fetma: en översikt. Neurosci. Biobehav. Upp. 11, 131–153. 10.1016/S0149-7634(87)80019-2 [PubMed] [Cross Ref]
72. Sclafani A. (2013). Tarm-hjärna näringsämnessignalering. Appetition vs. mättnad. Aptit 71, 454–458. 10.1016/j.appet.2012.05.024 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
73. Sclafani A., Ackroff K. (2012). Roll av avkänning av näringsämnen i tarmen för att stimulera aptiten och konditionera matpreferenser. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 302, R1119–R1133. 10.1152/ajpregu.00038.2012 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
74. Shin R., Cao J., Webb SM, Ikemoto S. (2010). Amfetaminadministration i det ventrala striatum underlättar beteendemässig interaktion med obetingade visuella signaler hos råttor. PLoS ONE 5:e8741. 10.1371/journal.pone.0008741 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
75. Skibicka KP, Hansson C., Alvarez-Crespo M., Friberg PA, Dickson SL (2011). Ghrelin riktar sig direkt mot det ventrala tegmentala området för att öka matmotivationen. Neurovetenskap 180, 129–137. 10.1016/j.neuroscience.2011.02.016 [PubMed] [Cross Ref]
76. Skibicka KP, Hansson C., Egecioglu E., Dickson SL (2012a). Ghrelins roll i matbelöning: påverkan av ghrelin på självadministration av sackaros och mesolimbisk dopamin- och acetylkolinreceptorgenuttryck. Missbrukare. Biol. 17, 95–107. 10.1111/j.1369-1600.2010.00294.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
77. Skibicka KP, Shirazi RH, Hansson C., Dickson SL (2012b). Ghrelin interagerar med neuropeptid Y Y1 och opioidreceptorer för att öka matbelöningen. Endocrinology 153, 1194–1205. 10.1210/sv.2011-1606 [PubMed] [Cross Ref]
78. Skibicka KP, Shirazi RH, Rabasa-Papio C., Alvarez-Crespo M., Neuber C., Vogel H., et al. . (2013). Divergerande kretsar som ligger bakom matbelöning och intagseffekter av ghrelin: dopaminerg VTA-accumbens-projektion förmedlar ghrelins effekt på matbelöning men inte matintag. Neuropharmacology 73, 274–283. 10.1016/j.neuropharm.2013.06.004 [PubMed] [Cross Ref]
79. Smith GP (2001). John Davis och betydelsen av att slicka. Aptit 36, 84–92. 10.1006/app.2000.0371 [PubMed] [Cross Ref]
80. Sokolowski JD, Conlan AN, Salamone JD (1998). En mikrodialysstudie av nucleus accumbens kärna och skal dopamin under operant svar hos råtta. Neurovetenskap 86, 1001–1009. 10.1016/S0306-4522(98)00066-9 [PubMed] [Cross Ref]
81. Steinberg EE, Boivin JR, Saunders BT, Witten IB, Deisseroth K., Janak PH (2014). Positiv förstärkning medierad av mellanhjärnans dopaminneuroner kräver aktivering av D1- och D2-receptorer i nucleus accumbens. PLoS ONE 9:e94771. 10.1371/journal.pone.0094771 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
82. Stice E., Figlewicz DP, Gosnell BA, Levine AS, Pratt WE (2013). Bidraget från hjärnans belöningskretsar till fetmaepidemin. Neurosci. Biobehav. Upps. 37, 2047–2058. 10.1016/j.neubiorev.2012.12.001 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
83. Wakabayashi KT, Fields HL, Nicola SM (2004). Dissociation av nucleus accumbens dopamins roll när det gäller att svara på belöningsprediktiva signaler och vänta på belöning. Behav. Brain Res. 154, 19–30. 10.1016/j.bbr.2004.01.013 [PubMed] [Cross Ref]
84. Yun IA, Nicola SM, Fields HL (2004a). Kontrasterande effekter av dopamin- och glutamatreceptorantagonistinjektion i nucleus accumbens antyder en neural mekanism som ligger bakom cue-framkallat målriktat beteende. Eur. J. Neurosci. 20, 249-263. 10.1111/j.1460-9568.2004.03476.x [PubMed] [Cross Ref]
85. Yun IA, Wakabayashi KT, Fields HL, Nicola SM (2004b). Det ventrala tegmentala området krävs för beteende- och nucleus accumbens neuronala avfyrningssvar på incitamentsignaler. J. Neurosci. 24, 2923–2933. 10.1523/JNEUROSCI.5282-03.2004 [PubMed] [Cross Ref]