Kronisk exponering för ett spel-liknande schema av prediktiva stimulansbelöningar kan främja sensibilisering mot amfetamin hos råttor (2014)

Front Behav Neurosci. 2014 Feb 11; 8: 36. doi: 10.3389 / fnbeh.2014.00036. eCollection 2014.

Zack M1, Featherstone RE2, Mathewson S3, Fletcher PJ3.

Abstrakt

Addiction anses vara en hjärnsjukdom som orsakas av kronisk exponering för droger. Sensibilisering av hjärndopamin (DA) -system medierar delvis denna effekt. Patologiskt spelande (PG) anses vara beteendeberoende. Därför kan PG orsakas av kronisk exponering för spel. Att identifiera en spelinducerad sensibilisering av DA-system skulle stödja denna möjlighet. Spelbelöningar framkallar DA-frisläppande. En episod av spelautomater spelar skiftet av DA-svaret från belöningsleverans till start av signaler (spinnande rullar) för belöning, i linje med temporära skillnader lärande principer. Konditionerade stimuli (CS) spelar således en nyckelroll i DA-svar på spel. I primater är DA-svaret på en CS starkast när belöningssannolikheten är 50%. Enligt detta schema uppstår CS en förväntad belöning men ger ingen information om huruvida det kommer att inträffa vid en given försök. Under spelning bör ett 50% schema uppnå maximal DA-frisättning. Detta matchar nära belöningsfrekvensen (46%) på en kommersiell spelautomat. DA-frisättning kan bidra till sensibilisering, särskilt för amfetamin. Kronisk exponering för en CS som förutspår belöning 50% av tiden kunde härma denna effekt. Vi testade denna hypotes i tre studier med råttor. Djur fick 15 × 45-min exponeringar till en CS som förutspådde belöning med en sannolikhet för 0, 25, 50, 75 eller 100%. KS var ett ljus; belöningen var en 10% sackaroslösning. Efter träning fick råttor en sensibiliserande dos av fem separata doser (1 mg / kg) d-amfetamin. Slutligen fick de en 0.5 eller 1 mg / kg amfetaminutmaning före ett 90-min-lokomotoriskt aktivitetstest. I alla tre studierna visade 50% -gruppen större aktivitet än de andra grupperna som svar på båda utmaningsdoserna. Effektstorlekar var blygsamma men konsekventa, vilket återspeglas av en signifikant grupp × rank association (φ = 0.986, p = 0.025). Kronisk exponering för ett spelaktigt schema av belöningsprediktiva stimuli kan främja sensibilisering mot amfetamin, som mycket som exponering för amfetamin i sig.

Nyckelord: patologisk spel, sensibilisering, amfetamin, dopamin, osäkerhet

Beskrivning

Addiction har präglats som en hjärnsjukdom som orsakas av kronisk exponering för missbruksmissbruk (Leshner, 1997). Neuroplasticitet antas medla effekterna av sådan exponering (Nestler, 2001). Sensibilisering av hjärndopamin (DA) -system är en form av neuroplasticitet inblandad i hyperreaktivitet mot konditionerade stimuli (CS) för läkemedel och kompulsiv läkemedelssökning (Robinson and Berridge, 2001). Sensibilisering har operationellt definierats av ökad DA-frisättning som svar på en CS för belöning och genom ökat lokomotoriskt svar på farmakologisk DA-utmaning (Robinson och Berridge, 1993; Pierce och Kalivas, 1997; Vanderschuren och Kalivas, 2000). Även om sensibilisering bara är en av många hjärnförändringar i samband med missbruk (se Robbins och Everitt, 1999; Koob och Le Moal, 2008) har förändringar i presynaptisk dopaminfrisättning föreslagits att representera vanliga neuroadaptationer som är involverade i beroendeberoende läkemedelssökande (t.ex. återfall), i det läkemedlet som inducerar lokomotorisk sensibilisering för att opiat (t.ex. morfin) eller stimulantutmaning (t.ex. amfetamin) , också orsaka återinförande av släckta operant svar på heroin eller kokain självadministration - en djurmodell av återfall (Vanderschuren et al., 1999). Bevis för att stimulanssensibilisering (ökat värde av läkemedelsbelöning) är mest uttalat efter den första exponeringen för beroendeframkallande ämnen föreslår vidare att sensibilisering kan vara involverad i de tidiga stadierna av missbruk också (Vanderschuren och Pierce, 2010).

Patologiskt spelande (PG) har beskrivits som en beteendeberoende och nyligen omklassificerats till samma kategori som substansberoende störningar i 5th-utgåvan av Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (Frascella et al., 2010; APA, 2013). Detta innebär att PG kan orsakas av kronisk exponering för spelliknande aktivitet, att gemensamma mekanismer kan mediera effekterna av spel och läkemedelsexponering (Zack and Poulos, 2009; Leeman och Potenza, 2012); och att sensibilisering av hjärnan DA-vägar kan vara ett viktigt element i denna process.

Kliniskt bevis stöder indirekt denna möjlighet: Med användning av positronemissionstomografi (PET) fann Boileau och kollegor att manliga PG-patienter uppvisar signifikant större striatal DA-frisättning som svar på amfetamin (0.4 mg / kg) än friska manliga kontroller (Boileau et al. 2013). Övergripande gruppskillnader var signifikanta i den associativa och somatosensoriska striatumen. I den limbiska striatumen, som inkluderar kärnan accumbens, skiljer sig inte grupperna. I PG-ämnen frigjordes DA emellertid i limbisk striatum korrelerat direkt med svårighetsgraden av PG-symtom. Dessa fynd stämmer överens med sensibilisering av hjärnan DA-vägar i PG, men föreslår också några viktiga skillnader med individer beroende av humant substans och med den klassiska djurmodellen av sensibilisering av amfetamin. Till skillnad från PG-ämnen och djur utsatta för låga doser amfetamin (jfr Robinson et al., 1982) uppvisar människor med substansberoende konsekvent minskad DA-frisättning till en stimulantutmaning (Volkow et al., 1997; Martinez et al., 2007) och bevis från djur tyder på att detta kan spegla underskott i DA-funktion under de initiala avlägsnandet av abstinens efter binge-mönster av substansmissbruk (Mateo et al., 2005). I studier där stimulanssensibilisering uppvisas hos djur, observeras förstärkt DA-frisättning i limbisk striatum snarare än den dorsala (associativa, somatosensoriska) striatumen (Vezina, 2004). Cue-inducerad (dvs. konditionerad) läkemedelssökning i djur som upprepade gånger exponerats för kokain har dock kopplats till förstärkt DA-frisättning i dorsalstriatumet, ett resultat som tros indikera en mer vanligt form av motiverat beteende (Ito et al., 2002). Således kan den totala höjden i DA-frisättning i dorsala regioner i PG-ämnen relateras till vanabaserad (oflexibel, rutiniserad) belöningssökning som involverar "en progression från ventral till mer dorsala domäner i striatumet" (Everitt och Robbins, 2005, sid. 1481), medan den svårighetsberoende DA-frisättningen i limbisk striatum i dessa ämnen kan överensstämma närmare med stimulanssensibilisering som typiskt modellerad hos djur. PET-resultaten kan inte avslöja huruvida DA-hyperreaktivitet var ett förekommande drag hos dessa PG-ämnen, en följd av exponering för spel eller ett resultat av någon annan process helt. För att ta itu med denna fråga är det nödvändigt att visa induktion av sensibilisering genom exponering för kronisk spelning i ämnen som är normala före exponering. Detta ger upphov till frågor om vilka egenskaper av spel som sannolikt kommer att leda till sensibilisering.

Skinner noterade att det variabla förstärkningsschemat var grundläggande för spelets lockelse (eller åtminstone dess uthållighet) (Skinner, 1953). Betting beteende i ett spelautomater överensstämmer väl med de grundläggande principerna för instrumentell konditionering, vilket återspeglas av en prospektiv korrelation mellan penningutbetalning och insatsstorlek vid på varandra följande snurrar (Tremblay et al, 2011). Sålunda verkar variabelt förhållande operant svara att tillhandahålla en externt giltig modell för spelautomater.

Ny forskning med djur ger starkt inledande stöd för en kausala effekt av spelexponering vid sensibilisering. Sångare och kollegor undersökte effekterna av 55 1-h dagliga sessioner av fast (FR20) eller variabel (VR20) sackarinförstärkning i ett operantarmpress-paradigm på efterföljande lokomotoriskt svar på amfetamin med låg dos (0.5 mg / kg) hos friska hanar ( Sprague Dawley) råttor (Singer et al., 2012). De hypoteser att om spelande leder till sensibilisering, bör råttor som utsätts för det variabla schemat, som efterliknar spel, visa större respons på amfetamin än råttor som utsätts för det fasta schemat. Som förutspådde visade VR20-gruppen 50% större lokomotoriskt svar på amfetamin än FR20-gruppen. Däremot uppvisade grupperna ekvivalent rörelse efter en saltinjektion. Dessa fynd bekräftar att kronisk exponering för variabel förstärkning är tillräcklig för att inducera hyperreaktivitet mot en DA-utmaning hos friska djur som är randomiserade till respektive scheman.

Ett antal frågor härrör från detta resultat: För det första, i vilken utsträckning mäter den upplevda beredskapen eller bristen på det operativa svaret och dess resultat dessa effekter? I inlärningsvillkor involverar den här effekten en "resultatförväntad förväntan" eller kan en liknande effekt ses i avsaknad av ett operant svar, dvs "ett förväntat resultat" i ett Pavlovian-paradigm (se Bolles, 1972)? För det andra påverkar graden av beredskap mellan antecedent händelse (respons eller stimulans) och dess utfall graden av sensibilisering?

Den andra frågan gäller osäkerhetsrollen vid sensibilisering. Till exempel, gör spel vars resultat verkligen är slumpmässigt helt oförutsägbart - har större potential att inducera sensibilisering än spel där oddsen att vinna är tydligt definierade men inte slumpmässiga, även om den absoluta lönehastigheten är låg? Den aktuella forskningen behandlade dessa frågor.

Den experimentella designen informerades av en seminal studie om belöningsförväntning och DA neuron respons hos apor (Fiorillo et al., 2003). Djuren i den studien fick en saftbelöning (US) under 0, 25, 50, 75 eller 100% variabelförhållande scheman. Schemanen betecknades av 1 av 4 olika CS (ikoner). 0% schemat levererade belöning så ofta som schema 100%, men utelämnade CS. Brännhastighet av DA neuroner under intervallet mellan CS-start och USA-leverans eller utelämnande var den nyckelberoende åtgärden. Studien fann att DA-svaret ökade som en funktion av osäkerheten om belöningstilldelning. I enlighet med 100% -schemat framkallade CS då liten aktivitet, enligt 25- och 75-% scheman, framkallade CS moderata och liknande aktivitetsnivåer och under 50% schemat framkallade CS maximal aktivitet. I varje fall eskalerades eldstaden i samband med CS-US-intervallet, det vill säga som förväntan närmade sig framställning.

Dessa resultat tyder på att DA-aktivitet inte bara varierar med huruvida belöning är viss (Fast Ratio) eller osäker (Variabel Ratio), men varierar också i invers proportion till mängden information om belöningsleverans som förmedlas av CS. I 100% -förhållandet framkallar CS belöningsförväntan och förutspår perfekt dess leverans. I förhållandena 25 och 75% framkallar CS förväntan och förutspår belöningsleverans tre av fyra gånger. I 50% -förhållandet framkallar CS förväntan men ger ingen information om belöningsleverans utöver chans ensam. Baserat på deras resultat, Fiorillo et al. slutsatsen: "Denna osäkerhetsinducerad ökning av dopamin kan bidra till spelets givande egenskaper" (s. 1901).

Effekterna av 50% variabel belöning i en enda session bör inte förändras under flera sessioner eftersom sannolikheten för belöning fortfarande är helt oförutsägbar vid varje försök. Således, när man överväger förhållandena som skulle maximera kronisk aktivering av DA-nervceller under upprepade episoder av spel bör 50% -schemat ge den mest uthålliga och mest robusta effekten. Detta är anmärkningsvärt med tanke på att den långsiktiga belöningsgraden (utdelning> 0) som observerats över tusentals snurr på en kommersiell spelautomat var 45.8% (Tremblay et al., 2011). Således förefaller 50% variabel belöning för att korrekt återspegla utbetalningsplanen som administreras av faktiska spelningsenheter.

Föreliggande studie använde samma konditioneringsscheman som Fiorillo et al. i en kronisk exponering, mellan gruppernas design med råttor. Djur genomgick ~ 3 veckors dagliga konditioneringssessioner, där en CS (ljus) parades med en USA (liten mängd sackaros). Efter träningsfasen vilade djuren före bedömning av sensibilisering indexerad av rörelsemässigt svar på amfetamin. Baserat på litteraturen förutspåddes att råttor som exponerades för olika belöningsscheman inte skulle skilja sig åt i sitt läkemedelsfria rörelsebeteende utan skulle uppvisa signifikant olika nivåer av rörelse efter amfetamin, med 50% -gruppen som uppvisade ett större rörelsessvar på läkemedlet i förhållande till de andra grupperna under dosförloppet, ett mönster som kan förväntas om 50% djuren tidigare hade utsatts för ytterligare doser av amfetamin i sig (dvs. korssensibilisering).

experiment 1

Material och metoder

Ämnen

Fyra grupper (n = 8 / grupp) hos vuxna (300-350 g) Sprague-Dawley-råttor (Charles River, St Constant, Quebec, Kanada) hölls individuellt i klara polykarbonatlådor (20 × 43 × 22 cm) under en omvänd 12: 12 ljus mörk cykel. De tog emot AD libitum tillgång till mat och vatten och daglig hantering av en experimenterare under 2 veckor före studien. Varje grupp var villkorad enligt en av fyra variabla belöningsplaner: 0, 25, 50 eller 100%. 75% -gruppen utelämnades i denna initiala studie, som Fiorillo et al. (2003) hittade likvärdig post-CS DA-frisättning under 25- och 75% -belöningsplaner, så att båda villkoren ledde till större DA-frisättning än 100% CS-US-villkoret, men mindre än 50% -tillståndet.

Apparater

Tillgång till sackarospresentationer och till CS gavs individuellt i operativa konditioneringslådor (33 × 31 × 29 cm). Varje låda var utrustad med en förstärkarmagasin, belägen på framväggen. Ett ljus längst upp i tidningen fungerade som CS. En motoriserad, magnetventilerad vätskespjäll kan höjas till tidningen. Händelser i lådan styrdes av Med Associates utrustning och programvara, med hjälp av ett internt program skrivet i MED-PC. Lokomotorisk testning utfördes individuellt i plexiglasburar (27 × 48 × 20 cm). Varje bur var utrustad med ett övervakningssystem bestående av sex foto-strålceller för att detektera horisontell rörelse.

Tillvägagångssätt

Utbildning. Studien genomfördes i enlighet med de etiska riktlinjer som utarbetats av det kanadensiska rådet om djurvård. Råttor var livsmedelsbegränsade till 90% av deras kroppsvikt under studiens varaktighet och inrymdes individuellt. Varje råtta mottog 15 dagar av sackarosbelöningsutbildning (10% vattenlösning vid 0.06 ml per belöning): 5 på varandra följande dagar × 3 veckor, med helgerna av. Djur upprätthölls på standardchow före och efter träningsfasen; sackarosexponering begränsades till femton ~ 40-min träningssessionerna. Varje daglig session bestod av 15-stimulanspresentationer (ett ljus; CS), var och en separerad av ett inter-trialintervall av 120 s. Ljuset var placerat i magasinets övre panel och förblir på för 25 s, med sackaros tillgänglig under de senaste 5 s. I fallet med grupp 0 höjdes sackarosdippen varje 140 s (för 5 s) men stimulusljuset var inte upplyst. Detta motsvarade intervallet mellan presentationerna av dipper i grupp 0 och de andra grupperna (120 + 25 s). Varje behandlingssession varade ~ 40 min. I genomsnitt mottog grupp 25 sackaros en gång för varje fyra CS-presentationer; grupp 50 mottog sackaros en gång för varje två CS-presentationer, och grupp 100 mottog sackaros efter varje CS-presentation.

Testning. Två veckor efter den sista sackarosåtkomst (eller "konditionerings") -sessionen, utvärderades det rörelsemässiga svaret på d-amfetamin (AMPH, ip). Råttor gavs tre 2-h sessioner för att habituate till lokomotoriska lådor, följt av sex AMPH test sessioner. AMPH test dagar inträffade vid 1-wk intervaller. På testdagar gavs råttor 30 min till habituat till lådor, så fick en enda 0.5 mg / kg dos av AMPH följt på separata veckovis sessioner med fem doser 1.0 mg / kg (en dos per dag) på testdagarna 1 genom 5 . Post-AMPH-rörelse bedömdes för 90 min på varje session.

Dataanalys

Statistiska analyser utfördes med SPSS (v. 16 och v. 21; SPSS Inc., Chicago IL). Omedelbart beteendemässigt svar på CS-värdet bedömdes i form av nospokes i öppningen där sackaroten avgavs. Medelantalet näspojkar under detta intervall (5 s per försök) jämfördes sedan med det genomsnittliga antalet näspunkar under samma varaktighet (5 s) i genomsnitt över tiden då CS var frånvarande. Grupp × Session ANOVAs av näsa-pokes med CS närvarande och frånvarande spårade förvärvet av diskriminerande att svara på cue och icke-diskriminerande näsan poke responser under de olika scheman under loppet av 15 sackaros träning sessioner.

Effekter av behandling på lokomotoriska reaktioner utvärderades med grupp × session ANOVAs för läkemedelsfri omvandlingsfasen (tre sessioner), pre-sensibilisering 0.5 mg / kg AMPH-utmaning (en session) och under fem-sessionen 1 mg / kg AMPH sensibiliseringsregimen, då grupper förväntades skilja sig beroende på upprepade doser AMPH. Grupp × Session ANOVAs utvärderade även drogfria rörelserelaterade reaktioner under 30-min före injektionsvätskefasen från varje AMPH-testperiod. Planerade jämförelser bedömde skillnaden i medelvärde för grupp 50 vs grupp 0 (ingen förväntad kontroll) och grupp 100 (ingen osäkerhetskontroll), med hjälp av t-test (Howell, 1992), med hjälp av MS-felet och df-felvillkoren för den relevanta effekten (dvs. grupp- eller grupp ×-sessionsinteraktion) från ANOVA (Winer, 1971). Polynomiska trendanalyser testade förändringsprofilen under sessionerna.

För att avgöra om tillvägagångssvar i närvaro och frånvaro av CS under 15-sackarosutbildningarna bidrog till variation i lokomotoriskt svar på AMPH eller medierade gruppskillnader i AMPH-svar, utfördes uppföljningsanalyser av kovarians (ANCOVAs) på AMPH lokomotoriska data, inklusive totala näspunkar (summa för 15-sessioner) när CS var frånvarande som kovariat. En signifikant effekt av kovariatet skulle indikera att läkemedelsfria tillvägagångssvar modererade (påverkat styrkan av) effekterna av grupp eller session. En minskning av betydelsen av effekterna av grupp eller session i närvaro av en signifikant kovariat skulle indikera att tillvägagångssätt svar medierade (redovisade) effekterna av grupp eller session. En minskning av betydelsen av grupp- eller sessionseffekter i avsaknad av en signifikant kovariateffekt skulle helt enkelt återspegla en förlust av statistisk kraft på grund av omfördelningen av df från felperioden till kovariatet och skulle inte ha någon betydelse för tolkningen av effekter av grupp eller session.

Resultat

Näsa pokes under sackaros konditionering sessioner

CS närvarande. Figur Figure1A1A visar de genomsnittliga näspunkarna för grupperna 25, 50 och 100 medan CS var närvarande vid 15-sackaroskonditioneringssessionerna (nospokesen kodades inte för grupp 0, som inte fick någon CS). En 3-grupp × 15-session ANOVA gav betydande huvudeffekter av koncernen, F(2, 21) = 5.63, p = 0.011 och session F(14, 294) = 14.00, p <0.001, tillsammans med en betydande interaktion med grupp × session, F(28, 294) = 2.93, p <0.001. Figur Figure1A1A indikerar att den huvudsakliga effekten av sessionen återspeglade en ökning av näsan i alla sessioner i alla tre grupperna, och gruppens huvudsakliga effekt återspeglade generellt högre övergripande poäng i grupp 100 vs grupp 25 med mellanpoäng i grupp 50. En signifikant Grupp × Session interaktion för den kubiska trenden, F(2, 21) = 4.42, p = 0.030, indikerar en snabb ökning, doppning och nivellering i nätspetsar över sessioner i grupp 100, jämfört med en linjär ökning över sessioner i grupp 50 och en grundare ökning över sessionerna i grupp 25.

Figur 1 

Mean (SE) approach responses (nose pokes) på 15 sackaros träning sessioner i grupper av Sprague Dawley råttor (n = 8 / grupp) exponerad för sackarosbelöning (10% lösning) levererad under 0, 25, 50 eller 100% variabla scheman. Den konditionerade stimulansen var ett ljus .

CS frånvarande. Figur Figure1B1B visar de genomsnittliga näspunkarna för alla fyra grupperna för en motsvarande längd (5 s × 15 försök) i genomsnitt över tiden då CS var frånvarande. En 4-grupp × 15-session ANOVA gav betydande huvudeffekter av koncernen, F(3, 28) = 7.06, p = 0.001 och session F(14, 392) = 2.84, p <0.001, tillsammans med en betydande interaktion med grupp × session, F(42, 392) = 3.93, p <0.001. En betydande grupp × Sessionsinteraktion för den kvadratiska trenden, F(3, 28) = 3.91, p = 0.019, tillsammans med ingen interaktion för den kubiska trenden, F(3, 28) <0.93, p > 0.44, reflekterade en "inverterad U" -profil för nässpetsar över sessioner i grupp 0, mot en generellt stabil profil över sessioner i de andra grupperna.

Habituation till lokomotoriska kamrar

En 4-grupp × 3-session ANOVA gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(2, 56) = 5.67, p = 0.006, och inga andra signifikanta effekter, F(3, 28) <1.60, p > 0.21. Genomsnittliga (SE) strålbrott per 2 timmar i rörlådorna var 1681 (123) vid session 1, 1525 (140) vid session 2 och 1269 (96) vid session 3. Planerade jämförelser hittade inga signifikanta skillnader mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100 på den första eller sista tillvänjningssessionen, t(84) <1.69, p > 0.05. I frånvaro av AMPH var upprepad exponering för testrutorna associerad med en konsekvent minskning av spontan rörelseaktivitet i de fyra grupperna (dvs sessioneffekt) och inget differentiellt svar som en funktion av sackarosträningsschema (ingen interaktion) .

Test sessioner

Effekter av pre-sensibilisering 0.5 mg / kg AMPH-utmaning.

Förinjektionsmotor. En 4-grupp envägs ANOVA av lokomotoriskt svar under 30-min före injektionsvätskefasen gav ingen signifikanta effekter, F(3, 28) <1.05, p > 0.38. Planerade jämförelser hittade ingen signifikant skillnad mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100, t(32) <0.87, p > 0.40. Därför tog inte skillnader i rörelse i rörelse före injektion hänsyn till gruppskillnader i rörelsessvar på AMPH. Genomsnittliga (SE) strålbrott för provet var 559 (77).

Post-injektion lokomotion vs slutlig läkemedelsfri habituation session. En 4-grupp × 2-session ANOVA jämförde gruppernas rörelsessvar vid den slutliga tillvänjningssessionen och omedelbart efter pre-sensibilisering 0.5 mg / kg AMPH-utmaning. Poäng för tillvänjningssessionen (120 min) skalades för att motsvara varaktigheten för AMPH-testsessionen (90 min) (råvänningspoäng × 90/120). Analysen gav en betydande huvudeffekt av Session, F(1, 28) = 34.16, p <0.001, och inga andra signifikanta effekter, F(3, 28) <2.26, p > 0.10. Sessionseffekten reflekterade en ökning av genomsnittliga (SE) strålbrott som svar på dosen, från 952 (72) till 1859 (151). Planerade jämförelser fann inga signifikanta skillnader mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100 som svar på dosen, t(56) <1.72, p > 0.10. Emellertid är rangordningen för strålbrytningsvärden (M; SE) i linje med hypotesen: grupp 50 (2205; 264)> grupp 0 (2025; 203)> grupp 100 (1909; 407)> grupp 25 (1296; 299) .

Effekter av 1 mg / kg AMPH.

Förinjektionsmotor. En 4-grupp × 5-session ANOVA av lokomotoriskt svar under 30-min före injektionsvätskefasen vid 1 mg / kg AMPH-test sessioner gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(4, 112) = 43.64, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(3, 28) <0.97, p > 0.42. Planerade jämförelser hittade ingen signifikant skillnad mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100 vid den första eller sista testsessionen, t(140) <0.84, p > 0.30. Därför tog basskillnader i rörelse inte hänsyn till gruppskillnader i rörelsessvar på AMPH. Genomsnittliga (SE) strålbrytningsvärden för tillvänningsfasen före dos vid sessionerna 1–5 var: 454 (30), 809 (53), 760 (36), 505 (35), 756 (39).

Postinjektionsmoment. Figur Figure22 visar effekterna av fem injektioner av 1 mg / kg AMPH (en per vecka) på lokomotoriska aktivitetspoäng i de fyra grupperna. En 4-grupp × 5-session ANOVA gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(4, 112) = 8.21, p <0.001, en marginal huvudeffekt av koncernen, F(2, 45) = 3.28, p = 0.085, och ingen signifikant interaktion, F(12, 122) <0.77, p > 0.68.

Figur 2 

Medel (SE) lokomotoriskt svar (antal strålbrytningar i en elektronisk uppsättning per 90 min) till 1 mg / kg d-amfetamin (ip) vid 5 veckoslut i grupper av Sprague Dawley-råttor (n = 8 / grupp) som tidigare utsattes för 15 dagliga konditionssessioner med sackaros .

Planerade jämförelser visade att grupp 50-poäng skiljer sig signifikant från grupp 0, t(14) = 2.19, p = 0.037 och grupp 100, t(14) = 2.36, p = 0.025 [och skiljer sig marginellt från grupp 25, t(14) = 2.03, p = 0.051]. I grupp 50 överträffade således lokomotoriskt svar på 1 mg / kg AMPH på ett tillförlitligt sätt det som gäller för de övriga tre grupperna över alla fem test sessionerna. Polynomisk trendanalys upptäckte en signifikant kvadratisk trend över sessioner, F(1, 28) = 32.47, p <0.0001 och inga andra signifikanta trender, F(1, 28) <1.78, p > 0.19. Figur Figure22 visar att detta resultat återspeglade ett "inverterat U" -mönster över sessioner.

Kontroll för variation i näspok svarar under sackaros träning

Uppföljnings-ANCOVA av lokomotoriska reaktioner på 1 mg / kg AMPH, med näsa pokes (CS närvarande) som kovariat, i de tre grupperna som mottog CS, gav en marginell huvudverkan från gruppen, F(2, 20) = 3.07, p = 0.069, och inga signifikanta kovariatrelaterade effekter, F(4, 80) <0.05, p > 0.85. Således förklarade cued-tillvägagångssätt som svarade under träning inte signifikant variation i rörelsessvaret på 1 mg / kg AMPH i grupperna 25, 50 eller 100.

Uppföljnings-ANCOVA av lokomotoriska reaktioner på 1 mg / kg AMPH, med näspokes (CS frånvarande) som en kovariat, gav en signifikant effekt av kovariatet, F(1, 27) = 6.17, p = 0.020, en signifikant huvudeffekt av gruppen, F(3, 27) = 4.13, p = 0.016, en marginell session × Covariate interaktion, p = 0.080, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 108) <1.48, p > 0.21. Således förklarade okodad (urskillningslös) inställning som svarade under träning signifikant variation i rörelsessvar på 1 mg / kg AMPH. Denna variation överlappade dock inte grupprelaterad varians, eftersom inkludering av kovariat i analysen ökade snarare än minskade betydelsen av gruppeffekten.

Diskussion

Näspottdata medan CS var närvarande visade att grupper förvärvade sambandet mellan CS och sackarosleverans, vilket återspeglas av en ökning av cued-svaren över träningssessioner. Profilen att svara över sessioner medan CS var närvarande föreslog att 100 och 50% CS-US-scheman var lika effektiva när det gällde att framkalla tillvägagångssätt, medan 25% -schemat framkallade en mer blygsam ökning av cue-inducerad tillvägagångssätt. Näspokdatan medan CS var frånvarande föreslår att grupper som mottog någon av de tre CS-sackaros träningsplanerna (grupp 25, 50, 100) snabbt lärde sig att minska sina näspokes i frånvaro av CS, medan djur i grupp 0 , som inte fick någon CS, lärde sig bara att minska sitt beteendebeteende i begränsad utsträckning efter omfattande träning.

Behandlingsdata visar att grupperna inte skilde sig före AMPH och att upprepad exponering för testlådorna var förknippad med minskat läkemedelsfritt lokomotoriskt svar. Därför kan mellangruppsskillnader och ökad respons gentemot upprepade doser av AMPH inte hänföras till existerande skillnader i lokomotoriskt beteende.

Resultat av pre-sensibiliseringsutmaningen med 0.5 mg / kg AMPH bekräftade att läkemedlet ökade lokomotorisk aktivitet i förhållande till den slutliga läkemedelsfria behandlingsdagen. I linje med hypotesen rankades grupp 50 högre än grupperna 0 eller 100 (såväl som grupp 25) när det gäller genomsnittligt svar på dosen, även om de genomsnittliga skillnaderna mellan grupper inte var signifikanta.

För sensibiliseringssessionerna visade de planerade jämförelserna mellan grupperna att tidigare exponering för 50% konditionerad sackarosbelöning ledde till en signifikant ökning av lokomotoriskt svar på en dos på 1.0 mg / kg amfetamin i förhållande till de andra tre scheman. Denna effekt var uppenbar från den första dosen och förändrades inte märkbart under upprepade doser. Trendanalysen indikerade ett bifasiskt svar (för hela provet) på upprepade doser av AMPH, ökade upp till den tredje dosen och minskade därefter. Resultaten av uppföljningen ANCOVA med näspinnar (CS frånvarande) som kovariat bekräftade att skillnader i de fyra gruppernas rörelsessvar på 1 mg / kg AMPH inte förmedlades av okänt tillvägagångssätt som svarade under sackarosträningspasset.

Gruppeffekten under sensibiliseringsmötena överensstämmer med vår hypotes. Den bi-fasiska sessionseffekten är inte förenlig med den förväntade fortsatta eskaleringen i lokomotoriska reaktioner med upprepade AMPH-doser. Detta kan vara relaterat till doseringsintervallet. För att ta itu med detta problem bör ett förfarande (alternativa dagliga doser) som visas för att framkalla konsekvent eskalering i lokomotoriskt svar på 1.0 mg / kg doser av AMPH (dvs beteendssensibilisering) användas. Effekterna av en sensibiliserande behandling av AMPH på efterföljande svar på en andra 0.5 mg / kg utmaning skulle ytterligare stödja generelliteten av denna effekt. Inklusion av en saltlösningsproblem före AMPH skulle bestämma rollen av förväntad eller injektionsrelaterad (t.ex. stress) effekter på det lokomotoriska svaret på AMPH. Inkludering av en 75% -konditionerad sackarosgrupp skulle bidra till att klargöra rollen av belöningsusäkerhet vs. belöningsfrekvens på svarmönstret för grupper 50 och grupp 25. Dessutom, för att möjliggöra bedömning (av ANCOVA) av bidraget från drogfria cued-tillvägagångssvar mot lokomotion under AMPH (med användning av näspokes med CS närvarande som kovariat) kodades även nospokes för grupp 0 under intervallet när CS var närvarande i de övriga fyra grupperna (dvs. så att näspokes från alla fem grupper - inklusive grupp 0 som inte fick någon CS - kunde ingå i analysen av kovarians med CS närvarande som kovariat). Dessa förfiningar införlivades i experiment 2.

experiment 2

Material och metoder

Metoden för experiment 2 liknade den för experiment 1 men reviderades för att bättre approximera en regim som visades på ett tillförlitligt sätt inducera AMPH-sensibilisering (Fletcher et al., 2005). Förändringar var följande: (a) 75% CS-sackarosgruppen (n = 8) inkluderades; (b) Under sackarosutbildning fick råttor (förutom grupp 0) 20 CS (ljus) presentationer (i motsats till 15 i experiment 1); (c) CS-presentationer separerades vardera med ett genomsnittligt inter-provintervall av 90 s; intervall: 30-180 s (vs. 120 s i experiment 1), vilket kompenserar ökningen av träningsförsök för att jämföra varaktigheten för varje träningspass och för experimentet 1; d) Varaktigheten för var och en av de tre mötesperioderna sänktes från 120 till 90 min för att motsvara testperiodens varaktighet. (e) En saltlösning (ip, 1 ml / kg) utmaning (90 min) tillsattes (efter-sackaros träningsdag 8) för att bedöma de injektionens lokomotoriska effekter per se (t.ex. förväntan, stress); (f) Sensibiliseringsmötena 1 mg / kg hölls på olika veckodagar (efter träningsdagarna 12-21) i stället för veckovisa intervaller som i experiment 1; (g) Tillsammans med pre-sensibilisering 0.5 mg / kg AMPH-utmaning (efter träningsdag 9) tillsattes en andra AMF-utmaning efter sensibilisering 0.5 mg / kg (efter-sackaros träningsdag 28) för att testa generality av sensibiliserande effekt över doser; (h) nospokes medan CS var närvarande kodades för alla grupper (inklusive grupp 0); (i) näsa pokes medan CS var frånvarande registrerades specifikt från 5-sintervallet omedelbart före starten av CS för att indexera för tidigt inflytande.

Resultat

Näsa pokes under sackaros konditionering sessioner

En 5-grupp × 15-session × 2-fas (CS-närvarande, CS-frånvarande) ANOVA av nospokes gav betydande huvudeffekter av Group, F(4, 19) = 2.89, p = 0.050, session F(14, 266) = 2.28, p = 0.006 och fas, F(1, 19) = 14.72, p = 0.001, liksom en signifikant trevägssamverkan, F(56, 266) = 1.38, p = 0.050. paneler (A, B) i fig Figure33 plotta gruppernas genomsnittliga näspunktscore för CS-faserna och CS-frånvarofaserna. Jämförelse av de två panelerna avslöjar att fasens huvudsakliga effekt reflekterade mer övergripande nässponsrespons när CS var närvarande mot frånvarande. Därför inträffade cued-svar signifikant oftare än för tidiga un-cued-svar. De viktigaste effekterna av grupp och session tolkades inte lätt på grund av interaktionen med högre ordning. Detta senare resultat återspeglade en konvergens av poäng för de fem grupperna på en relativt stabil låg nivå över sessioner när CS var frånvarande (Figur (Figure3B), 3B), tillsammans med en divergens av poäng till höga (grupp 75, grupp 100), mellanprodukt (grupp 50) och låga (grupp 0, grupp 25) nivåer av näsa poke svarade över sessioner när CS var närvarande (Figur (Figure3A) .3A). Av de lägre ordningens polynometriska trender (linjär, kvadratisk, kubisk) var endast trevägssamverkan för den linjära trenden närmade sig betydelse, F(4, 19) = 2.32, p = 0.094, vilket återspeglar den generellt monotoniska ökningen av näspackar över sessioner i grupp 75 och relativt snabbare stabilisering vid höga, mellanliggande och låga nivåer av respons i de andra grupperna när CS var närvarande.

Figur 3 

Mean (SE) approach responses (nose pokes) på 15 sackaros träning sessioner i grupper av Sprague Dawley råttor (n = 8 / grupp) exponerad för sackarosbelöning (10% lösning) levererad under 0, 25, 50, 75 eller 100% variabla scheman. Den konditionerade stimulansen var a .

Habituation till lokomotoriska lådor

En 5-grupp × 3-session ANOVA av drogfria rörmotoriska reaktioner gav en signifikant huvudverkan av sessionen, F(2, 70) = 60.01, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <0.70, p > 0.60. Planerade jämförelser av grupp 50 med grupp 0 och med grupp 100 på de första och sista tillvänjningssessionerna gav inga signifikanta effekter, t's <0.84, p > 0.40. Därför skilde sig det genomsnittliga läkemedelsfria rörelsessvaret i nyckelgrupperna inte före testet. Medelantalet (SE) av strålbrott per 90 minuter var 2162 (118) vid session 1, 1470 (116) vid session 2 och 1250 (98) under session 3.

Test sessioner

Saltlösning. En 5-grupp × 2-session ANOVA jämförde lokomotoriska reaktioner vid den slutliga samlingssessionen och saltlösningsutmaningen. ANOVA gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(1, 35) = 62.46, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <0.65, p > 0.64. Figur Figure44 plottar gruppen betyder och visar att sessionen effekten avspeglade en övergripande minskning av lokomotorisk respons från den slutliga drogenfria tillställningen till saltlösningen, som inte varierade per grupp. Således fortsatte nedgången i det lokomotoriska svaret som ses över de tre behandlingssessionerna på den fjärde drogfria exponeringen för testlådorna.

Figur 4 

Medel (SE) lokomotoriskt svar (antal strålbrytningar i en elektronisk uppsättning per 90 min) vid den sista 3-narkotikaprocessen och vid en efterföljande session efter saltinsprutning (ip, 1 ml / kg) i grupper av Sprague Dawley råttor (n = 8 / grupp) tidigare .

Effekter av 0.5 mg / kg AMPH.

Förinjektionsmotor. En 5-grupp × 2-session ANOVA av pre-injektionslokation (30-min) på pre- och post-sensibiliserings 0.5 mg / kg AMPH testdagar gav en signifikant huvudverkan av sessionen, F(1, 35) = 13.39, p = 0.001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <1.79, p > 0.15. Planerade jämförelser hittade inga signifikanta skillnader mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100 vid den första sessionen, t(70) <1.00, p > 0.30. Vid den andra sessionen (efter sensibilisering) visade dock grupp 50 (1203; 121) signifikant fler förinjektionsstrålar (M; SE) än grupp 100 (756; 103), t(70) = 5.11, p <0.001, men skilde sig inte från grupp 0 (1126; 211), t(7) <0.88, p > 0.40. Därför redovisade inte skillnaderna i rörelse vid rörelse gruppskillnader i rörelsessvar på den första dosen AMPH på 0.5 mg / kg men kan ha bidragit till skillnader mellan grupp 50 och grupp 100 i rörelsessvar på den andra dosen AMPH på 0.5 mg / kg . Medelstrålbrott (SE) för preinjektionsfasen vid den första och andra 0.5 mg / kg AMPH-testsessionerna var 757 (41) och 974 (59).

Postinjektionsmoment. En 5-grupp × 2-session ANOVA av lokomotoriskt svar på 0.5 mg / kg AMPH före och efter 5-dosens sensibiliserande regim gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(1, 35) = 76.05, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <1.10, p > 0.37. Figur Figure55 visar medelvärdena för varje grupp och session.

Figur 5 

Medel (SE) lokomotoriskt svar (antal strålbrytningar i en elektronisk matris per 90 min) till 0.5 mg / kg d-amfetamin vid separata sessioner före och efter en 5-sensibiliserande regim av d-amfetamin (1.0 mg / kg; ip per session) i grupper av Sprague .

Figuren visar att Session-effekten innebar en signifikant ökning av den totala genomsnittliga (SE) strålbrytningen per 90 min från 0.5 mg / kg dos 1, 3674 (216) till 0.5 mg / kg dos 2, 6123 (275). Bristen på interaktion eller gruppeffekt antyder att sensibilisering mot AMPH inte variera på ett tillförlitligt sätt över grupper. Trots bristen på signifikanta grupprelaterade effekter i ANOVA visar inspektionen av figuren att gruppen 50 visade det största svaret på både den första och den andra 0.5 mg / kg dosen. Planerade jämförelser av respons på den första dosen av 0.5 mg / kg avslöjade ingen signifikant skillnad mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100, t's(35) <0.48, p > 0.50. Som svar på den andra dosen (efter sensibilisering) 0.5 mg / kg uppvisade grupp 50 dock betydligt större rörelse än grupp 0, t(35) = 2.00, p <0.05, liksom grupp 100, t(35) = 3.29, p <0.01.

I ljuset av den signifikanta gruppskillnaden i förinjektionsmomentet på den andra 0.5 mg / kg AMPH-sessionen som rapporterats ovan genomfördes en uppföljning av 5-grupp x 2-session ANCOVA av lokomotoriskt svar på 0.5 mg / kg AMPH, injektionsmotor vid den andra sessionen. Denna analys gav en signifikant effekt av kovariatet, F(1, 34) = 8.65, p = 0.006, en huvudsaklig effekt av sessionen F(1, 34) = 10.83, p = 0.002, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 34) <0.85, p > 0.50. Viktigt är att planerade jämförelser baserade på MS-felet och df-felet från ANCOVA bekräftade att medelrörelsens svar på den andra 0.5 mg / kg dosen av AMPH förblev signifikant större i grupp 50 än grupp 100, t(34) = 3.09, p <0.01 och grupp 0, t(34) = 1.88, p <0.05 (ensidig), när variationen före injektion från session 2 kontrollerades. Således uppvisade grupp 50 signifikant större rörelsessvar efter sensibilisering till 0.5 mg / kg AMPH än grupp 100 eller grupp 0, och dessa gruppskillnader medierades inte av rörelse före injektion på testdagar.

Effekter av 1.0 mg / kg AMPH.

Förinjektionsmotor. En 5-grupp × 5-session ANOVA av 30-min före injektionspoäng för 1 mg / kg AMPH-sensibiliserings sessioner gav en huvudsaklig effekt av Session, F(4, 140) = 16.70, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <0.94, p > 0.45. Planerade jämförelser fann ingen signifikant skillnad i rörelse före injektion mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100 vid den första sessionen, t(175) <1.66, p > 0.10. På den sista sessionen visade dock grupp 50 (1167; 140) signifikant fler strålbrott (M; SE) än grupp 100 (1000; 99), t(175) = 2.35, p <0.05, men skilde sig inte från grupp 0 (1085, 120), t(175) <1.16, p > 0.20. Därför bidrog skillnader i rörelse före injektion till skillnader mellan grupp 50 och 100 i rörelsens svar på den slutliga AMPH-dosen på 1 mg / kg. Genomsnittliga (SE) totala strålbrott för provet under förinjektionsfasen för sessioner 1 till 5 var: 810 (46), 784 (52), 760 (53), 726 (46), 1009 (51).

Postinjektionsmoment. En 5-grupp × 5-session ANOVA av svar på 1 mg / kg AMPH gav en signifikant huvudverkan av sessionen, F(4, 140) = 6.72, p <0.001, en marginal grupp × sessioninteraktion, F(16, 140) = 1.57, p = 0.085, och ingen huvudverkan av gruppen, F(4, 35) <0.44, p > 0.77. Analyser av polynomtrender avslöjade en betydande linjär trend, F(1, 35) = 9.19, p = 0.005 och kubisk trend, F(1, 35) = 21.63, p <0.001, över sessioner 1 till 5. Figur Figure66 visar de genomsnittliga lokomotoriska poängen för varje grupp och session.

Figur 6 

Medel (SE) lokomotoriskt svar (antal strålbrytningar i en elektronisk uppsättning per 90 min) till 1 mg / kg d-amfetamin (ip) vid 5 veckoslut i grupper av Sprague Dawley-råttor (n = 8 / grupp) som tidigare utsattes för 15 dagliga konditionssessioner med sackaros .

Figuren visar att sessionseffekten avspeglade en signifikant ökning av övergripande medelvärde (SE) strålbrytningar för hela provet från session 1, 4624 (213) till session 5, 5736 (272), vilket bekräftar uppkomsten av sensibilisering till AMPH. Den kubiska trenden betecknade relativa maxima på sessionerna 1, 3 och 5, med dips på sessionerna 2 och 4, speciellt för grupper 0 och 50. Figuren visar också att, trots bristen på signifikant växelverkan, visade grupp 25 successivt större lokomotoriskt svar över sessioner och skilde sig avsevärt från de andra grupperna i sessionerna 4 och 5 (9 respektive 22% större än den näst högsta gruppen). Planerade jämförelser fann att gruppen 50 inte skilde sig signifikant från grupperna 0 eller 100, t(175) <0.89, p > 0.40 vid den första eller sista 1 mg / kg AMPH-testsessionen.

Kontroll för variation i näspok svarar under sackaros träning

Två 5-grupper × 2-session ANCOVAs av lokomotoriskt svar på 0.5 mg / kg AMPH före och efter sensibiliseringsregimen, inklusive totala näspunkar vid sackarosutbildning med CS närvarande och med CS frånvarande som separata kovariater, fann inga signifikanta effekter för antingen kovariat, F(1, 18) <1.03, p > 0.31. Därför förmedlade tillvägagångssätt under träning inte gruppskillnader som svar på 0.5 mg / kg AMPH.

Två 5-grupp × 5-session ANCOVAs av lokomotoriskt svar på 1 mg / kg under sensibiliserings-sessionerna med totala näshoppar (CS närvarande, CS frånvarande) som separata kovariater gav ingen signifikanta effekter av kovariatet medan CS var närvarande, F(4, 104) <1.04, p > 0.38, och en marginal huvudeffekt av kovariatet medan CS var frånvarande, F(1, 18) = 3.32, p = 0.085.

Diskussion

Resultaten av denna studie stödde inte konsekvent hypotesen att grupp 50 skulle visa högre rörelseaktivitet över sessioner jämfört med andra grupper. 1 mg / kg AMPH-data bekräftade uppkomsten av sensibilisering med alternativdoseringsregimen. Mönstret över grupper indikerar en trend för större sensibilisering under de senare sessionerna i grupp 25, utan sådant bevis för grupp 50. Däremot indikerade resultaten av 0.5 mg / kg dosen en trend för ökad sensibilisering i grupp 50, samtidigt som man bekräftar en signifikant total ökning av det lokomotoriska svaret över grupper till den andra vs den första 0.5 mg / kg AMPH-dosen. Nollverkan av saltinjektion bekräftade att förväntan eller injektionsrelaterad stress inte bidrog till AMPH-effekterna.

Nosepokdatan avslöjade återigen en övergripande ökning av tillvägagångssättet som svarade under träningstillfällena när CS var närvarande, utan motsvarande ökning när CS var frånvarande. Därför verkade djuren förvärva föreningen mellan CS och utsikterna till sackarosbelöning. Gruppskillnader i frekvensen av nospokes när CS var närvarande överensstämde ungefär med frekvensen av belöningsleverans under respektive schema, varvid grupperna 75 och 100 uppvisade de flesta näspunkarna, grupp 50 som visade mellantal av nospokes och grupper 0 och 25 visar de minsta näspunkarna. Dessa resultat tyder på att CS kom till kontrollmetoden som svarar på ett sätt som överensstämmer med den övergripande sannolikheten för belöning. Trots spekulativ kan en möjlig förklaring till de lägre näspoänghastigheterna med CS närvarande i grupp 50 i experiment 2 vs experiment 1 vara förkortningen av interintervjuintervallet, eftersom längre inter-trial intervaller (experiment 1) verkar stimulera impulsiva tendenser och detta är förknippat med ökad omsättning av DA i främre cingulat-, prelimbiska och infralimbiska cortices (Dalley et al., 2002). Därför kan minskningen av 30% i inter-testintervallet i experiment 2 (och 3) ha förändrat kortikala DA-nivåer och främjas mer selektivt (dvs. styrt av relativ frekvens av belöning) mot impulsiv (ej styrd av belöningsfrekvens) svarar i grupp 50 under träningsförsök i experiment 2 jämfört med experiment 1.

Bristen på signifikanta kovariatrelaterade effekter för nospokes i CS-nuvarande tillståndet i ANCOVAs indikerar att tillvägagångssätt som svarade under sackarosutbildning inte medierade effekterna av de olika CS-sackaroschemat på svar på AMPH. Den marginellt signifikanta effekten av kovariatet för CS-frånvarande tillståndet i ANCOVA av lokomotoriska reaktioner på 1 mg / kg AMPH tyder på att tendensen mot tidig drogfri respons svarade för en del av variationen i lokomotoriska effekter av AMPH under sensibiliseringssessionerna.

Tillsammans föreslår bevisen att effekterna av konditioneringshistorik kan vara mer urskiljbara med 0.5 AMPH än med 1 mg / kg AMPH och att ett protokoll som genererar sensibilisering i avsaknad av någon annan manipulation kan fördunkla eller göra överflödiga effekterna av ett förmodat Sensibiliseringsfrämjande beteendemanipulation (dvs kronisk variabel belöning).

Behandlingssensibilisering för AMPH är en robust effekt i laboratoriet. Men utanför laboratoriet eskaleras endast en minoritet av personer som spelar kroniskt till patologiska nivåer. Även om risken för sensibilisering är relaterad till risk för missbruk (eller läkemedelssökning), speciellt för psykostimulanter (Vezina, 2004; Flagel et al., 2008) kan många faktorer bortsett från sensibiliseringsrisken predisponera en till missbruk (t.ex. Verdejo-Garcia et al., 2008; Conversano et al., 2012; Volkow et al., 2012). Trots att egenskapsfaktorer som ger sårbarhet mot sensibilisering kan det interagera med konditioneringshistoria för att accentuera effekterna av oförutsägbar belöning (dvs. 50% CS-US-schema) på DA-systemreaktivitet. För att undersöka denna möjlighet användes experiment 3 samma procedur som experiment 2 men använde Lewis-stam i stället för Sprague Dawley-stamrottor.

Sprague Dawley-råttor visar mellanliggande nivåer av DA-transportörer, med lägre nivåer än Wistar-stamrottor (Zamudio et al., 2005), men högre nivåer än Wistar-Kyoto-råttor (en "depressiv" -liknande stam) i kärnan accumbens, amygdala, ventral tegmental och substantia nigra (Jiao et al., 2003). Denna profil kan göra att Sprague Dawley-råttor endast är måttligt känsliga för miljö- eller farmakologiska manipuleringar av DA-funktionen. I motsats härtill uppvisar Lewis-råttor låga nivåer av DA-transportörer såväl som D2- och D3 DA-receptorer i kärnans accumbens och dorsalstriatum jämfört med andra stammar (t.ex. F344) (Flores et al., 1998). Dessa morfologiska skillnader kan bidra till Lewis-råttors differentiella svar på DA-manipulationer. Lewis-råttor uppvisar också ett antal accentuerade svar på experimentella läkemedelsmanipulationer jämfört med andra stammar (t.ex. F344). Viktigast är att Lewis-råttor uppvisar större sensibilisering för metamfetamin, kännetecknat av lågt svar på initiala doser men högre respons mot senare doser (Camp et al., 1994). Lewis-råttor uppvisar också större lokomotorisk sensibilisering för ett antal doser kokain (Kosten et al., 1994; Haile et al., 2001). Baserat på detta effektmönster ansåg vi att Lewis-råttor skulle göra det möjligt för oss att undersöka huruvida känsligheten för sensibilisering förstärker effekterna av konditioneringsschema vid efterföljande respons på AMPH.

experiment 3

Material och metoder

Metoden var densamma som i experiment 2, förutom användningen av Lewis-råttor (200-225 g vid ankomsten, Charles River, Quebec, Kanada).

Resultat

Näsa pokes under sackaros konditionering sessioner

En 5-grupp × 15-session × 2-fas (CS-närvarande, CS-frånvarande) ANOVA av nospokes gav betydande huvudeffekter av Group, F(4, 34) = 6.12, p = 0.001, Session, F(14, 476) = 3.42, p <0.001 och fas, F(1, 34) = 20.83, p <0.001, liksom en signifikant trevägsinteraktion, F(56, 476) = 1.56, p = 0.008. paneler (A, B) i fig Figure77 rita upp gruppernas genomsnittliga näspunktscore för CS-faserna och CS-frånvarofaserna. Jämförelse av de två panelerna avslöjar att fasens huvudsakliga effekt reflekterade mer övergripande nässponsrespons när CS var närvarande mot frånvarande. Därför inträffade cued-svar signifikant oftare än pre-mogna svar. De viktigaste effekterna av grupp och session tolkades inte lätt på grund av interaktionen med högre ordning. Trevägsinteraktionen reflekterade en konvergens av poäng för de fem grupperna på en relativt stabil låg nivå över sessioner när CS var frånvarande [Panel (B)], tillsammans med en divergens av poäng när CS var närvarande i relativt diskreta profiler för varje grupp som parallellerade deras rangordning av belöningsfrekvens: från högsta (grupp 100) till lägsta (grupp 25) [Panel (A)]. Endast den linjära trenden för interaktionen var signifikant, F(4, 34) = 4.03, p = 0.009, vilket återspeglar den generellt konsekventa ökningen av näsa pokes över sessioner i grupp 100 när CS var närvarande mot den relativt inkonsekventa profilen av ökningen av näsa pokes över sessioner i de andra grupperna under denna fas.

Figur 7 

Mean (SE) approach responses (nose pokes) på 15 sackaros träning sessioner i grupper av Lewis råttor (n = 8 / grupp) exponerad för sackarosbelöning (10% lösning) levererad under 0, 25, 50, 75 eller 100% variabla scheman. Den konditionerade stimulansen var ett ljus (120 .

Habituation till lokomotoriska lådor

En 5-grupp × 3-session ANOVA gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(2, 70) = 23.07, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(8, 70) <1.47, p > 0.18. Ett kurvlinjärt mönster av medelvärdet (SE) för motoriska poäng uppstod från session 1, 1076 (74), genom session 2, 644 (48), till session 3, 762 (59). Planerade jämförelser av grupp 50 med grupp 0 och med grupp 100 på de första och sista tillvänjningssessionerna avslöjade signifikant färre strålbrott i grupp 50 (M = 911; SE = 109) vs grupp 0 (M = 1103; SE = 176) på habituation session 1, t(105) = 2.02, p <0.05, men ingen skillnad mellan grupp 50 och grupp 100 (M = 1066; SE = 150), t(105) <1.20, p > 0.20, på denna session. Grupp 50 skilde sig inte signifikant från varken grupp 0 eller grupp 100 under den sista tillvänjningssessionen t(105) <0.93, p > 0.30. Därför skilde sig det genomsnittliga läkemedelsfria rörelsessvaret i nyckelgrupperna inte konsekvent före testet.

Test sessioner

Saltlösning. En 5-grupp × 2-session ANOVA av lokomotoriska reaktioner vid den slutliga samlingssessionen och saltprovssessionen gav en signifikant huvudeffekt av sessionen, F(1, 35) = 50.12, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <0.57, p > 0.68. Figur Figure88 visar gruppens medelvärden för de två sessionerna och indikerar att sessionseffekten avspeglade en signifikant minskning från tillställning till saltlösningstest. Således mottagande av injektionen per se (t ex förväntan, stress) förbättrade inte lokomotorisk respons.

Figur 8 

Medel (SE) lokomotoriskt svar (antal strålbrytningar i en elektronisk uppsättning per 90 min) vid den sista 3-narkotikaprocessen och vid en efterföljande session efter salininjektion (ip, 1 ml / kg) i grupper av Lewis-råttor (n = 8 / grupp) tidigare .

Effekter av 0.5 mg / kg AMPH.

Förinjektionsmotor. En 5-grupp × 2-session ANOVA av förinjektionsmotorisering gav en signifikant huvudverkan av sessionen, F(1, 35) = 15.04, p <0.001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <1.19, p > 0.33. Planerade jämförelser hittade ingen signifikant skillnad mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100 på någon testsession, t(70) <0.99, p > 0.30. Därför tog inte skillnader i rörelse före rörelse före injektion hänsyn till gruppskillnader i rörelsessvar på 0.5 mg / kg AMPH. Genomsnittliga (SE) strålbrott för preinjektionsfasen för den första och andra (efter sensibilisering) 0.5 mg / kg sessioner var 325 (25) och 473 (36).

Postinjektionsmoment. En 5-grupp × 2-session ANOVA av lokomotoriskt svar på doser av 0.5 mg / kg som levererades före och efter kronisk 1 mg / kg AMPH gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(1, 34) = 87.44, p <0.0001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 34) <0.94, p > 0.45. Figur Figure99 plottar de genomsnittliga lokomotoriska poängen för varje grupp och session och visar att sessionseffekten avspeglade ett ökat totalt svar på den andra dosen av 0.5 mg / kg, i överensstämmelse med sensibilisering. Figuren visar också att grupperna utförde sig mycket lika på session 1, men den gruppen 50 visade mer lokomotorisk aktivitet än de andra grupperna i session 2. Planerade jämförelser som svar på den första dosen av 0.5 mg / kg avslöjade inga signifikanta skillnader mellan grupp 50 och grupp 0 eller grupp 100, t(35) <1.28, p > 0.20. Grupp 50 visade emellertid signifikant större rörelsessvar på den andra dosen på 0.5 mg / kg än grupp 0, t(35) = 4.32, p <0.001, eller grupp 100, t(35) = 2.24, p <0.05.

Figur 9 

Medel (SE) lokomotoriskt svar (antal strålbrytningar i en elektronisk matris per 90 min) till 0.5 mg / kg d-amfetamin vid separata sessioner före och efter en 5-sensibiliserande regim av d-amfetamin (1.0 mg / kg; ip per session) i grupper av Lewis-råttor .

Effekter av 1 mg / kg AMPH.

Förinjektionsmotor. En 5-grupp × 5-session ANOVA av 30-min före injektionspoäng för sensibiliserings sessioner gav en huvudsaklig effekt av sessionen, F(4, 140) = 4.10, p = 0.004, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) = 1.25, p > 0.31. Planerade jämförelser fann att strålbrott under förinjektionsfasen (M; SE) var signifikant lägre i grupp 50 (395; 62) än i grupp 100 (508; 62), t(175) = 2.58, p <0.01, men inte grupp 0, t(175) <1.83, p > 0.10, vid 1 mg / kg AMPH-session 1. Vid den sista 1 mg / kg AMPH-sessionen fann planerade jämförelser också att rörelse före injektion i grupp 50 (378; 60) var signifikant lägre än i grupp 100 (650; 75 ), t(175) = 6.17, p <0.001, men inte i grupp 0, t(175) <1.84, p > 0.10. Eftersom riktningen för dessa gruppskillnader (kontrollgrupp = grupp 50) var motsatt det hypotesiserade mönstret, kan gruppskillnader i rörelse efter injektion som överensstämmer med hypotesen inte hänföras till skillnader före basinjektion. Genomsnittliga (SE) totala strålbrott under förinjektionsfasen för sessioner 1 till 5 var: 442 (34), 452 (32), 542 (40), 411 (26), 504 (37).

Postinjektionsmoment. En 5-grupp × 5-sessioner ANOVA av svar på doserna 1 mg / kg gav en signifikant huvud effekt av sessionen, F(4, 140) = 6.15, p <0.001, och inga andra signifikanta effekter, F(4, 35) <0.57, p > 0.68. Analyser av polynomtrender avslöjade en betydande linjär trend, F(1, 35) = 9.34, p = 0.004 och kubisk trend, F(1, 35) = 5.08, p = 0.031, det senare resultatet anger relativa maxima på sessionerna 3 och 5. Figur Figure1010 avbildar dessa poäng och visar att grupp 50 trots den avsaknad av signifikant interaktion i ANOVA uppvisade väsentligt större rörelse än de övriga fyra grupperna som svar på den slutliga dosen av 1 mg / kg. Följaktligen avslöjade planerade jämförelser betydligt större medelvärden på session 5 i grupp 50 än i alla andra grupper, t(35) > 3.68, p <0.001.

Figur 10 

Medel (SE) lokomotoriskt svar (antal strålbrytningar i en elektronisk uppsättning per 90 min) till 1 mg / kg d-amfetamin (ip) vid 5 veckosessions i grupper av Lewis-råttor (n = 8 / grupp) som tidigare utsattes för 15 dagliga konditionssessioner med sackarosbelöning .

Kontroll för variation i näspok svarar under sackaros träning

Två 5-grupper × 2-session ANCOVAs av lokomotoriskt svar på 0.5 mg / kg AMPH före och efter sensibiliseringsregimen, inklusive totala näspunkar vid sackarosutbildning med CS närvarande och med CS frånvarande som separata kovariater, fann inga signifikanta effekter för antingen kovariat, F(1, 32) <0.44 p > 0.51. Två 5-grupps-5-sessioner ANCOVA med rörelsemässigt svar på 1 mg / kg AMPH under sensibiliseringssessionerna med totala näspinnar (CS närvarande, CS frånvarande) som separata kovariater gav inga signifikanta effekter av kovariatet medan CS var närvarande eller frånvarande, F(1, 33) <0.14, p > 0.71. Därför tog läkemedelsfri metod som svarade inte hänsyn till gruppskillnader i rörelsessvar på någon dos AMPH.

Diskussion

Sensibilisering utvecklades till effekterna av upprepad 1.0 mg / kg amfetamin. Vanningen och saltlösningen bekräftar att denna effekt inte berodde på existerande skillnader, förväntan eller stressrelaterade svar på injektionen. ANCOVAs med näspinnar bekräftar att dessa effekter inte berodde på drogfritt beteende. Nospoke-uppgifterna indikerade att grupperna förvärvade sambandet mellan CS och utsikterna till sackarosbelöning. Gruppernas rangnivå för nässprickning som svarade i slutet av träningen matchade den totala belöningsfrekvensen under de olika scheman från högsta (grupp 100) till lägsta (grupp 0), som den gjorde i experiment 2. Det relativt lägre totala genomsnittet näshastighetsnivåer i detta experiment jämfört med experiment 1 och 2 kan återspegla mer selektiv metod som svarar på signaler för belöning hos Lewis-råttor (Kosten et al., 2007).

Dosdata för 0.5 mg / kg visade det initiala lokomotoriska svaret på AMPH i Lewis-råttor (Figur (Figure9) 9) undertrycktes något jämfört med Sprague Dawley-råttor (experiment 2; Figur Figure5), 5), men ökningen inom gruppen som svar på den andra dosen i Lewis-råttor var betydande (nästan dubbelt svaret på den första dosen av 0.5 mg / kg) efter 5-sessionen AMPH-regimen Mestadels visade grupp 50 ett större lokomotoriskt svar än alla grupper utom grupp 25 till den andra (dvs. post-sensibiliserande) 0.5 mg / kg AMPH-dosen och ett större lokomotoriskt svar än alla andra grupper, inklusive grupp 25, till den slutliga 1 mg / kg AMPH-dosen (slutlig sensibiliseringssession) .

Sammanfattningsanalys av grupp rankningar över experiment

För att fastställa tillförlitligheten hos gruppskillnader i sensibilisering, bedömde en icke parametrisk analys beredskapen mellan grupp och rang av medelmässigt lokomotoriskt svar på den andra (post-kroniska AMPH) 0.5 mg / kg dosen och den slutliga 1.0 mg / kg dosen AMPH från 3-experimenten. Analysen gav en signifikant effekt, [var phi] = 0.986, p = 0.025, vilket återspeglar det faktum att gruppen 50 rankades först i alla utom en av jämförelserna. Den överlägsna rangordningen för grupp 50 jämfört med alla andra grupper som svar på den andra (post-kroniska AMPH) 0.5 mg / kg dosen är avbildad i figur Figure55 (experiment 2) och Figur Figure99 (experiment 3). Överlägsen rang av grupp 50 i förhållande till andra grupper som svar på den slutliga 1.0 mg / kg-dosen är avbildad i figur Figure22 (experiment 1) och Figur Figure1010 (experiment 3). Det enda undantaget från detta mönster var svaret på den slutliga 1.0 mg / kg dosen i Sprague-Dawley-råttor i experiment 2.

Allmän diskussion

Den nuvarande serien av experiment testade hypotesen att kronisk exponering för ett spelaktigt schema av belöning kan sensibilisera hjärnan DA-vägar som mycket kronisk exponering för missbruksmissbruk. Bevis för en sådan effekt skulle föreslå att neuroplasticitet av samma slag trodde bidra till drogmissbruk kan induceras genom kronisk exponering mot oförutsägbara belöningsplaner. I linje med litteraturen om narkotikamissbruk, lokomotorisk respons på 0.5 och 1.0 mg / kg doser av AMPH-indexerad DA-systemreaktivitet, med större rörelse som svar på senare doser som operativt definierar sensibilisering (se Robinson och Berridge, 1993; Pierce och Kalivas, 1997; Vanderschuren och Kalivas, 2000).

Totalt sett är resultaten i linje med vår hypotes. De indikerar emellertid också stor variation i experimentella effekter på grund av procedurella faktorer. Effekterna av konditioneringsschema var blygsamma men konsekventa, med grupp 50 som visar större respons än de övriga fyra grupperna i båda doserna efter fem doser. Även om övergripande F-värden för grupprelaterade effekter i variansanalyserna var ofta icke signifikanta, viktiga gruppskillnader bekräftades med parvisa planerade jämförelser. I detta avseende bör det noteras att "Nuvarande tänkande är emellertid den övergripande betydelsen [för F i ANOVA] är inte nödvändigt. Först och främst är de hypoteser som testas av det övergripande testet och ett multipel-jämförelsetest ganska olika, med ganska olika nivåer av effekt. Till exempel den övergripande F fördelar faktiskt skillnader mellan grupper över antalet grader av frihet för grupper. Detta medför att den totala spädningen späds ut F i den situation där flera gruppmedel är lika med varandra men olika från något annat meningsmedel "(Howell, 1992, sid. 338). Detta är just den situation som tillämpades i föreliggande experiment, där grupp 50 förväntades skilja sig från grupp 0 och grupp 100 kontroller men ingen skillnad mellan dessa kontrollgrupper förutspåddes för grupp 25 eller grupp 75.

Nosepokdatan bekräftade att djuren i varje försök förvärvade sambandet mellan CS och utsikterna till sackarosbelöning. Korrespondensen mellan näsa-pokefrekvensen för de olika grupperna och den totala belöningsfrekvensen under deras respektive träningsplaner antyder att medelhastigheten av sackarosbelöning styrd drogfri tillvägagångssätt svarar. Bristen på mediatorisk effekt av näsa pokes på grupprelaterade lokomotoriska reaktioner på AMPH i ANCOVAs indikerade emellertid att separata processer ligger till grund för de två beteendena.

I vissa fall var effekten av konditioneringsschema uppenbart som svar på den första AMPH-dosen; i andra fall framkom det endast efter upprepade doser. Gruppskillnader i lokomotoriskt svar på den första AMPH-dosen antyder att exponering för spelaktiga belöningsplaner i sig är tillräcklig för att inducera sensibilisering. Gruppskillnader i lokomotion efter flera AMPH-doser indikerar en mer subtil effekt som kan karakteriseras som "mottaglighet", som endast manifesteras i kombination med pågående exponering för det primära sensibiliseringsmedlet (dvs amfetamin).

Skillnader i responsmönstret över experimenten tyder på att ett längre intervall mellan träning och initial AMPH-utmaning kan maximera möjligheten att upptäcka den inneboende sensibiliserande effekten av konditioneringsbehandlingen. Detta föreslår i sin tur att effekter av konditionerad belöningsexponering kan inkubera med tiden, ett fenomen som också ses med stimulanssensibilisering (Grimm et al., 2006). Mönstret av respons på de två doserna av amfetamin antyder att dosen 0.5 mg / kg kan vara effektivare för att avslöja effekterna av konditioneringshistoria. Detta föreslår i sin tur att konditioneringseffekter enligt det aktuella träningsprotokollet är något subtila och kan kamoufleras av takeffekter under doser av AMPH och betingelser som genererar de novo sensibilisering.

I experiment 3 överensstämmer det bifasiska mönstret för respons på doserna 0.5 mg / kg och progressiv uppkomst av överlägsenhet i grupp 50 med den förväntade profilen för Lewis-råttor som svar på metamfetamin (Camp et al., 1994). Detta ger stöd för giltigheten av de nuvarande resultaten och föreslår överlappning mellan de faktorer som moderat sårbarhet för psykostimulerande sensibilisering och spelaktiga löneplaner.

Över experimenten överskred det post-sensibiliserande lokomotoriska svaret för grupp 50 i allmänhet de som för de andra grupperna under olika doser av amfetamin och i olika djurstammar. Emellertid indikerar den höga in-gruppvariationen och blygsamma mellangruppseffektstorlekar en roll för andra faktorer i DA-systemreaktivitet gentemot amfetamin efter exponering för varierande scheman av konditionerad sackarosbelöning. Även om svar från DA neuroner att belöna signaler kan ge en grov modell av spel (Fiorillo et al., 2003), liksom alla modeller, finns det en förlust av information för parsimoniens skull, dvs att visa en nyckelprocess. Som ett resultat, mönstret av effekter över CS-US-förhållanden i den ursprungliga Fiorillo et al. studie generaliserar inte fullständigt till lokomotoriskt svar på amfetamin. Ytterligare förädlingar av modellen krävs för att fullt ut fånga aspekterna av spel som påverkar DA-systemfunktionen.

Tillsammans ger resultaten av denna serie experiment ett preliminärt stöd för hypotesen att kronisk exponering för spelaktiga schemaer av belöning ökar reaktiviteten i hjärnans DA-system till psykostimulerande utmaning. Som sådan förlänger de resultaten från Singer et al. (2012) som visade att i förhållande till ett fast schema förbättrar tidigare exponering för ett variabelt förstärkningsschema i ett operantparadigm ett efterföljande lokomotoriskt svar på amfetamin. Mer specifikt pekar de nuvarande resultaten på osäkerhet om belöningsleverans som den kritiska faktorn som ligger bakom effekterna av variabel belöning. Storleken på effekterna i operantparadigmet var väsentligt större än effekterna som hittades i föreliggande experiment. Detta kan spegla ökad kronisk exponering för den spelaktiga aktiviteten (55 vs 15 dagar); Det kan spegla effekterna av att kräva ett operant svar för att framkalla belöningen (dvs. en roll för byrå) snarare än passiv exponering, som i den aktuella studien. Att öka träningstiden i det här paradigmet skulle hjälpa till att lösa dessa frågor.

Giltigheten av variabel belöning och förstärkning scheman som modeller av spel kan inte hämtas från dessa experiment. Framtida forskning som granskar effekten av konditioneringshistorik på riskupptagande beteende i speluppgift för gnagare kan lösa problemet. På samma sätt måste korrespondensen mellan den beteende-sensibilisering som finns här och det förhöjda striatala DA-svaret på amfetamin som nyligen hittats hos patologiska spelare, avvakta ytterligare undersökning (Boileau et al., 2013). Mikro-dialys kunde ta upp denna fråga och förutsägelsen baserad på mänskliga data skulle vara att större DA-frisättning i gruppen 50 "spelfenotyp" skulle observeras tydligt i den dorsala (sensorimotoriska) striatumen i stället för den ventrala (limbiska) striatumen . Validering av 50% variabel CS + belöningsexponering i dessa andra paradigmer skulle stödja dess användbarhet som en bona fide experimentell modell av PG.

Medan vissa former av spel tydligt medför ett instrumentellt svar (t.ex. spelautomater), i andra former av spel (t.ex. lotteri) är kopplingen mellan åtgärden (köp av biljetten, dvs att placera vad), ledtrådarna för belöning (dvs. , lotterinummer) och belöningen i sig (vinnande nummer och monetär utdelning) är mycket mer diffus. Ändå kan aktivering av DA under CS-US-intervallet mycket väl inträffa. Detta kan förklara varför, när "vinnande nummer" tillkännages, uppmärksammas när varje enskild lotteriboll faller i följd för att komponera den specifika sekvensen av siffror i det vinnande numret. Även om sannolikheten för att en viss siffra ska inträffa är matematiskt definierad, är resultatet för varje enskild lotteri binär - träff (matchar spelarens nummer) eller miss (matchar inte spelarens nummer) - och resultatet på en given test är okänd. Ett sådant scenario kan bättre karaktärisera upplevelsen av grupp 50 i de aktuella experimenten, där belöning gavs kontingent men också oförutsägbart och CS bara indikerade potentialen för belöning utan att avslöja om det skulle inträffa vid en given rättegång. Spelautomater är starkare kopplade till PG än lotter (Cox et al., 2000; Bakken et al., 2009), vilket indikerar en viktig roll för instrumentala faktorer (och omedelbarhet) i de givande aspekterna av spelande för denna population (Loba et al., 2001). Ändå verkar Pavlovian-processen som modelleras i de nuvarande experimenten (CS + osäker belöning) vara en nödvändig om inte tillräcklig del av spelupplevelsen.

Tillsammans med bristen på ett tydligt instrumentkrav kan ett antal andra designfunktioner ha bidragit till det relativt blygsamma och varierbara mönstret av experimentella effekter. Grupperna skilde sig i total sackaroseksponering samt beredskapen mellan CS och sackarosbelöning. Även om detta kan ha bidragit till variationer mellan grupper, kan det inte lätt förklara varför djur med största sackarosexponering (grupp 100) visade mindre sensibilisering än grupp 50. Dessutom fick grupp 0 ingen stimulans före sackarosexponering vid varje försök. Även om detta utesluter en cue-inducerad förväntning av belöning, kontrollerade den inte förekomsten av en stimulans före belöningsleverans, som existerade i alla andra grupper. För att ta itu med denna fråga bör framtida forskning omfatta ett villkor där djur får belöning vid varje försök efter slumpmässig exponering för en neutral stimulans (dvs. vars närvaro inte signalerar potentialen för belöning).

En annan designbegränsning är den potentiella uppkomsten av adjunktivt beteende som kan påverka effekterna av träningsschema. I ljuset av osäkerhet kan djur utveckla vidskepliga beteenden avsedda att förbättra uppfattad kontroll och minska osäkerhetsinducerad DA-aktivering (jfr Harris et al., 2013). Det är därför möjligt att okontrollerade aspekter av experimentell design möjliggjorde djuren att kompensera effekterna av konditioneringsschemat. En sådan effekt kan bidra till det relativt blygsamma och varierbara svaret på amfetamin i grupp 50 efter CS + sackarosutbildning. Framtida forskning bör registrera spontan beteende, bortsett från näsa pokes, under träningstider för att testa denna möjlighet och kontrollera statistiskt om det skulle uppstå. Eftersom sådant beteende skulle förväntas motverka eller dämpa effekterna av schematinducerad osäkerhet, bör det lokomotoriska svaret på amfetamin i grupp 50 förbättras när det kontrolleras (procedurellt eller statistiskt). Därför ger den nuvarande (okontrollerade) designen ett konservativt test av effekterna av 50% CS + belöning på amfetamin sensibilisering.

När det gäller extern validitet begränsar användningen av manliga råttor också generaliserbarheten av resultaten. Bristen på ett tydligt "straff" villkor skiljer sig också från spel, där stora monetära förluster är vanliga och utövar viktiga motivationseffekter (Nieuwenhuis et al., 2005; Singh och Khan, 2012). Möjligheten att ackumulera belöning är också frånvarande från nuvarande paradigm och kumulativa vinster i ett spelautomat har visat sig interagera med DA-manipuleringar hos människor (Tremblay et al., 2011; Smart et al., 2013). På samma sätt är möjligheten för en jackpot en viktig skillnad mellan den nuvarande modellen och det faktiska spelandet.

Trots dessa begränsningar tyder de nuvarande resultaten på att 50% variabel CS + -belöning kan involvera DA-vägar inblandade i spelets förstärkande effekter (Fiorillo et al., 2003; Anselme, 2013). Kors-sensibilisering av svaret på AMPH efter detta spelaktiga schema överensstämmer med en avgörande roll för DA i spel och psykostimulerande läkemedelseffekter (Zack och Poulos, 2009) och utökar tidigare studier om cross-priming av motivation att spela av AMPH i patologiska spelare (Zack and Poulos, 2004). De nuvarande resultaten indikerar också indirekt att blygsamma doser av AMPH, som inte orsakar suprafysiologisk DA-frisättning, bättre kan modellera hjärnaktivitet som svar på intermittenta belöningssignaler (dvs. under spel) än exponering för höga (dvs bingeliknande) doser av stimulerande läkemedel (jfr Vanderschuren och Pierce, 2010). Direktstöd för denna korrespondens kan härledas genom att bedöma DA-frisättning som svar på 50% -variablerna CS-US-schema och olika doser av AMPH med mikrodialys.

Ur en experimentell synpunkt verkar den nuvarande Pavlovian-modellen och den tidigare operantmodellen med variabel förstärkning både att skapa en fenotyp som liknar den mänskliga patologiska spelaren. Som ett sådant ger de ett värdefullt komplement till gnagare speluppgift som modell spelbeteende (som en beroende åtgärd) men har hittills bara använt friska djur, motsvarande människans sociala spelare. Baserat på litteraturen kan djuren som kroniskt utsätts för variabel belöning skilja sig mycket i dessa uppgifter, särskilt som svar på DA-ergikemedel. Att kombinera råttspelets fenotyp med speluppgift kan möjliggöra systematisk utveckling av läkemedel för behandling av PG, vilket kanske inte är fullt genomfört med friska djur ensam. Ytterligare förbättringar i experimentell design och träningsplan, som beskrivits ovan, bör förbättra korrespondensen mellan djur som utbildats i detta paradigm och faktiska patologiska spelare.

Ur det kliniskt-sociologiska synsättet är det konstaterandet att exponering för 50% variabel CS + -belöning, vilket nära matchar belöningsplanen på en kommersiell spelautomat (Tremblay et al., 2011), ändrar hjärnan DA-systemet på pålitliga och varaktiga sätt föreslår att i vissa fall kan spelaktivitet, som missbruk, vara en "patogen" som kan orsaka missbruk. Den blygsamma effektstorleken och den höga variationen som svar på 50% CS + belöning tyder dock på att tendensen för spelaktiga belöningsplaner för att främja missbruk, som misstänkta droger, kommer att bero mycket på den spelande gamblerens existerande riskprofil. För att undvika risker för personer med hög risk att exponeras för potentiella negativa spelrelaterade effekter verkar det emellertid rimligt att politik som tillämpas för att avskräcka användningen och minimera skador från missbruksmissbruk kan utvidgas till att spela spel.

Intresset om intressekonflikter

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

Erkännanden

Denna forskning finansierades med bidrag från Canadas naturvetenskapliga och tekniska forskningsråd till Paul J. Fletcher. Vi tackar varmt fru Djurdja Djordjevic för att förbereda siffrorna.

referenser

  1. Anselme P. (2013). Dopamin, motivation och den evolutionära betydelsen av spelaktigt beteende. Behav. Brain Res. 256, 1-4 10.1016 / j.bbr.2013.07.039 [PubMed] [Cross Ref]
  2. APA (2013). Diagnostisk och statistisk handbok för psykiska störningar, 5th Edn. Arlington, VA: American Psychiatric Publishing
  3. Bakken IJ, Gotestam KG, Grawe RW, Wenzel HG, Oren A. (2009). Spelbeteende och spelproblem i Norge 2007. Scand. J. Psychol. 50, 333-339 10.1111 / j.1467-9450.2009.00713.x [PubMed] [Cross Ref]
  4. Boileau I., Payer D., Chugani B., Lobo DS, Houle S., Wilson AA, et al. (2013). In vivo bevis för större amfetamininducerad dopaminfrisättning vid patologiskt spelande: en positron-emissionstomografistudie med [C] - (+) - PHNO. Mol. Psykiatri [Epub före tryckning]. 10.1038 / mp.2013.163 [PubMed] [Cross Ref]
  5. Bolles RC (1972). Förstärkning, förväntan och lärande. Psychol. Rev. 79, 394-409 10.1037 / h0033120 [Cross Ref]
  6. Camp DM, Browman KE, Robinson TE (1994). Effekterna av metamfetamin och kokain på motoriskt beteende och extracellulär dopamin i ventralstriatum av Lewis mot Fischer 344 råttor. Brain Res. 668, 180-193 10.1016 / 0006-8993 (94) 90523-1 [PubMed] [Cross Ref]
  7. Conversano C., Marazziti D., Carmassi C., Baldini S., Barnabei G., Dell'Osso L. (2012). Patologiskt spelande: en systematisk granskning av biokemiska, neuroimaging och neuropsykologiska resultat. Harv. Prästpsykiatri 20, 130–148 10.3109 / 10673229.2012.694318 [PubMed] [Cross Ref]
  8. Cox BJ, Kwong J., Michaud V., Enns MW (2000). Problem och sannolikt patologiskt spelande: Överväganden från en samhällsundersökning. Kan. J. Psykiatri 45, 548-553 [PubMed]
  9. Dalley JW, Theobald DE, Eagle DM, Passetti F., Robbins TW (2002). Defekter i impulskontroll i samband med toniskt förhöjd serotonerg funktion i råtta prefrontal cortex. Neuropsykofarmakologi 26, 716-728 10.1016 / S0893-133X (01) 00412-2 [PubMed] [Cross Ref]
  10. Everitt BJ, Robbins TW (2005). Neurala system för förstärkning av narkotikamissbruk: från handlingar till vanor till tvång. Nat. Neurosci. 8, 1481-1489 10.1038 / nn1579 [PubMed] [Cross Ref]
  11. Fiorillo CD, Tobler PN, Schultz W. (2003). Diskret kodning av belöningssannolikhet och osäkerhet med dopaminneuroner. Vetenskap 299, 1898-1902 10.1126 / science.1077349 [PubMed] [Cross Ref]
  12. Flagel SB, Watson SJ, Akil H., Robinson TE (2008). Individuella skillnader i tillskrivning av incitamentsalience till en belöningsrelaterad cue: påverkan på kokain sensibilisering. Behav. Brain Res. 186, 48-56 10.1016 / j.bbr.2007.07.022 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  13. Fletcher PJ, Tenn CC, Rizos Z., Lovic V., Kapur S. (2005). Sensibilisering till amfetamin, men inte PCP, försämrar attentional set shifting: reversering av en D1 receptoragonist injicerad i medial prefrontal cortex. Psykofarmakologi (Berl.) 183, 190-200 10.1007 / s00213-005-0157-6 [PubMed] [Cross Ref]
  14. Flores G., Wood GK, Barbeau D., Quirion R., Srivastava LK (1998). Lewis och Fischer råttor: en jämförelse mellan dopamintransportör och receptornivåer. Brain Res. 814, 34-40 10.1016 / S0006-8993 (98) 01011-7 [PubMed] [Cross Ref]
  15. Frascella J., Potenza MN, Brown LL, Childress AR (2010). Delade hjärnans svagheter öppnar vägen för missbruk av nonsubstans: carving missbruk vid en ny ledd? Ann. NY Acad. Sci. 1187, 294-315 10.1111 / j.1749-6632.2009.05420.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  16. Grimm JW, Buse C., Manaois M., Osincup D., Fyall A., Wells B. (2006). Tidsberoende dissociation av kokaindos-responseffekter på sackarosbehov och lokomotion. Behav. Pharmacol. 17, 143-149 10.1097 / 01.fbp.0000190686.23103.f8 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  17. Haile CN, Hiroi N., Nestler EJ, Kost TA (2001). Differentiella beteendemässiga svar på kokain är associerade med dynamik hos mesolimbiska dopaminproteiner i Lewis- och Fischer 344-råttor. Synapse 41, 179-190 10.1002 / syn.1073 [PubMed] [Cross Ref]
  18. Harris JA, Andrew BJ, Kwok DW (2013). Tidskriftsinriktning under en signal för mat beror på Pavlovian, inte instrumental, konditionering. J. Exp. Psychol. Anim. Behav. Bearbeta. 39, 107-116 10.1037 / a0031315 [PubMed] [Cross Ref]
  19. Howell DC (1992). Statistiska metoder för psykologi. Boston, MA: Duxbury
  20. Ito R., Dalley JW, Robbins TW, Everitt BJ (2002). Dopaminfrisättning i dorsalstriatum under kokainsökande beteende under kontroll av en läkemedelsrelaterad cue. J. Neurosci. 22, 6247-6253 [PubMed]
  21. Jiao X., Pare WP, Tejani-Butt S. (2003). Stamskillnader i fördelningen av dopamintransportörsplatser i råtthjärna. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psykiatri 27, 913-919 10.1016 / S0278-5846 (03) 00150-7 [PubMed] [Cross Ref]
  22. Koob GF, Le Moal M. (2008). Recension. Neurobiologiska mekanismer för motståndare motiverande processer i beroende. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 363, 3113-3123 10.1098 / rstb.2008.0094 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  23. Kosten TA, Miserendino MJ, Chi S., Nestler EJ (1994). Fischer och Lewis råttstammar uppvisar differentiella kokaineffekter vid konditionerad platspreferens och beteendessensibilisering men inte i lokomotorisk aktivitet eller konditionerad smakaversion. J. Pharmacol. Exp. Ther. 269, 137-144 [PubMed]
  24. Kosten TA, Zhang XY, Haile CN (2007). Distansskillnader vid upprätthållande av kokain självadministration och deras förhållande till nyhetsaktivitetssvar. Behav. Neurosci. 121, 380-388 10.1037 / 0735-7044.121.2.380 [PubMed] [Cross Ref]
  25. Leeman RF, Potenza MN (2012). Likheter och skillnader mellan patologiska spel och substansanvändning: fokus på impulsivitet och tvångsmässighet. Psykofarmakologi (Berl.) 219, 469-490 10.1007 / s00213-011-2550-7 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  26. Leshner AI (1997). Addiction är en hjärnsjukdom, och det spelar roll. Vetenskap 278, 45-47 10.1126 / science.278.5335.45 [PubMed] [Cross Ref]
  27. Loba P., Stewart SH, Klein RM, Blackburn JR (2001). Manipuleringar av funktionerna i VLT-spel (Standard Video Lottery Terminal): effekter i patologiska och icke-patologiska spelare. J. Gambl. Hingst. 17, 297-320 10.1023 / A: 1013639729908 [PubMed] [Cross Ref]
  28. Martinez D., Narendran R., Foltin RW, Slifstein M., Hwang DR, Broft A., et al. (2007). Amfetamininducerad dopaminfrigöring: markant störd av kokainberoende och förutsägande för valet att själv administrera kokain. Am. J. Psykiatri 164, 622-629 10.1176 / appi.ajp.164.4.622 [PubMed] [Cross Ref]
  29. Mateo Y., Lack CM, Morgan D., Roberts DC, Jones SR (2005). Minskad dopaminterminalfunktion och okänslighet mot kokain efter kokain binge självadministration och deprivation. Neuropsykofarmakologi 30, 1455-1463 10.1038 / sj.npp.1300687 [PubMed] [Cross Ref]
  30. Nestler EJ (2001). Molekylär grund för långvarig plasticitet underliggande beroende. Nat. Rev. Neurosci. 2, 119-128 10.1038 / 35053570 [PubMed] [Cross Ref]
  31. Nieuwenhuis S., Heslenfeld DJ, von Geusau NJ, Mars RB, Holroyd CB, Yeung N. (2005). Aktivitet i mänskliga belöningskänsliga hjärnområden är starkt kontextberoende. Neuroimage 25, 1302-1309 10.1016 / j.neuroimage.2004.12.043 [PubMed] [Cross Ref]
  32. Pierce RC, Kalivas PW (1997). En kretsmodell av uttrycket av beteendessensibilisering till amfetaminliknande psykostimulanter. Brain Res. Brain Res. Rev. 25, 192 10.1016 / S0165-0173 (97) 00021-0 [PubMed] [Cross Ref]
  33. Robbins TW, Everitt BJ (1999). Narkotikamissbruk: dåliga vanor lägger till. Natur 398, 567-570 10.1038 / 19208 [PubMed] [Cross Ref]
  34. Robinson TE, Becker JB, Presty SK (1982). Långtidsanpassning av amfetamininducerat rotationsbeteende och striatal dopaminfrisättning producerad genom en enda exponering för amfetamin: könskillnader. Brain Res. 253, 231-241 10.1016 / 0006-8993 (82) 90690-4 [PubMed] [Cross Ref]
  35. Robinson TE, Berridge KC (1993). Den neurala grunden för läkemedelsbehov: En incitament-sensibiliseringsteori av beroende. Brain Res. Brain Res. Rev. 18, 247-291 10.1016 / 0165-0173 (93) 90013-P [PubMed] [Cross Ref]
  36. Robinson TE, Berridge KC (2001). Incentiv-sensibilisering och missbruk. Addiction 96, 103-114 10.1046 / j.1360-0443.2001.9611038.x [PubMed] [Cross Ref]
  37. Sångare BF, Scott-Railton J., Vezina P. (2012). Oförutsägbar sackarinförstärkning ökar lokomotorisk respons på amfetamin. Behav. Brain Res. 226, 340-344 10.1016 / j.bbr.2011.09.003 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  38. Singh V., Khan A. (2012). Beslutsfattande i belönings- och straffvarianterna av iowa-speluppgiften: Bevis på "framsyn" eller "inramning"? Främre. Neurosci. 6: 107 10.3389 / fnins.2012.00107 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  39. Skinner BF (1953). Vetenskap och mänskligt beteende. New York, NY: Free Press
  40. Smart K., Desmond RC, Poulos CX, Zack M. (2013). Modafinil ökar belöningssaligheten i ett spelautomat i låga och höga impulsivitetspatologiska spelare. Neurofarmakologi 73, 66-74 10.1016 / j.neuropharm.2013.05.015 [PubMed] [Cross Ref]
  41. Tremblay AM, Desmond RC, Poulos CX, Zack M. (2011). Haloperidol modifierar instrumentala aspekter av spelautomater i patologiska spelare och friska kontroller. Missbrukare. Biol. 16, 467-484 10.1111 / j.1369-1600.2010.00208.x [PubMed] [Cross Ref]
  42. Vanderschuren LJ, Kalivas PW (2000). Förändringar i dopaminerg och glutamatergisk överföring vid induktion och uttryck av beteendessensibilisering: en kritisk granskning av prekliniska studier. Psykofarmakologi (Berl.) 151, 99-120 10.1007 / s002130000493 [PubMed] [Cross Ref]
  43. Vanderschuren LJ, Pierce RC (2010). Sensibiliseringsprocesser i narkotikamissbruk. Curr. Topp. Behav. Neurosci. 3, 179-195 10.1007 / 7854_2009_21 [PubMed] [Cross Ref]
  44. Vanderschuren LJ, Schoffelmeer AN, Mulder AH, De Vries TJ (1999). Dopaminerga mekanismer som medierar det långsiktiga uttrycket av lokomotorisk sensibilisering efter förexponering mot morfin eller amfetamin. Psykofarmakologi (Berl.) 143, 244-253 10.1007 / s002130050943 [PubMed] [Cross Ref]
  45. Verdejo-Garcia A., Lawrence AJ, Clark L. (2008). Impulsivitet som sårbarhetsmarkör för substansanvändningsstörningar: granskning av fynd från högriskforskning, problemspelare och genetiska föreningsstudier. Neurosci. Biobehav. Rev. 32, 777-810 10.1016 / j.neubiorev.2007.11.003 [PubMed] [Cross Ref]
  46. Vezina P. (2004). Sensibilisering av dopamin-neuronreaktivitet i midjen och självbehandling av psykomotoriska stimulerande läkemedel. Neurosci. Biobehav. Rev. 27, 827-839 10.1016 / j.neubiorev.2003.11.001 [PubMed] [Cross Ref]
  47. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Logan J., Gatley SJ, Hitzemann R., et al. (1997). Minskad striatal dopaminerg responsivitet hos avgifta kokainberoende personer. Natur 386, 830-833 10.1038 / 386830a0 [PubMed] [Cross Ref]
  48. Volkow ND, Wang GJ, Fowler JS, Tomasi D. (2012). Addiction kretslopp i den mänskliga hjärnan. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 52, 321-336 10.1146 / annurev-pharmtox-010611-134625 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Cross Ref]
  49. Winer B., redaktör. (Red.). (1971). Statistiska principer i experimentell design. New York, NY: McGraw-Hill
  50. Zack M., Poulos CX (2004). Amfetamin primer motivation till spel och relaterade semantiska nätverk i problemspelare. Neuropsykofarmakologi 29, 195-207 10.1038 / sj.npp.1300333 [PubMed] [Cross Ref]
  51. Zack M., Poulos CX (2009). Parallella roller för dopamin i patologisk spel och psykostimulant missbruk. Curr. Drogmissbruk Rev. 2, 11-25 10.2174 / 1874473710902010011 [PubMed] [Cross Ref]
  52. Zamudio S., Fregoso T., Miranda A., De La Cruz F., Flores G. (2005). Stamskillnader av dopaminreceptornivåer och dopaminrelaterade beteenden hos råttor. Brain Res. Tjur. 65, 339-347 10.1016 / j.brainresbull.2005.01.009 [PubMed] [Cross Ref]