DeltaFosB ใน Accumbens นิวเคลียสควบคุมพฤติกรรมการเสริมแรงด้วยเครื่องมือและแรงจูงใจ (2006)

วารสารประสาทวิทยาศาสตร์, 6 กันยายน 2006, 26 (36): 9196-9204; doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1124-06.2006

Peter Olausson ¹, J. David Jentsch ², Natalie Tronson ¹, Rachel L. Neve ³, Eric J. Nestler ⁴และ เจนอาร์เทย์เลอร์¹

1.ควรติดต่อจดหมายไปยัง Jane R. Taylor, แผนกจิตเวชศาสตร์, แผนกจิตเวชศาสตร์โมเลกุล, คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยเยล, ศูนย์วิจัย Ribicoff, ศูนย์สุขภาพจิตคอนเนตทิคัต, 34 Park Street, New Haven, CT 06508[ป้องกันอีเมล]

นามธรรม

การเปลี่ยนแปลงในแรงจูงใจมีส่วนเกี่ยวข้องในพยาธิสรีรวิทยาของโรคทางจิตเวชหลายประการรวมถึงการใช้สารเสพติดและภาวะซึมเศร้า การสัมผัสกับยาเสพติดซ้ำแล้วซ้ำอีกเป็นที่ทราบกันดีว่าปัจจัยกระตุ้นการถอดรหัสΔFosBในนิวเคลียส accumbens (NAc) และหลัง striatum ผลกระทบที่คาดการณ์ไว้เพื่อนำไปสู่ neuroadaptations ในสัญญาณโดปามีนที่ควบคุม. ไม่ค่อยมีใครรู้จักอย่างไรก็ตามเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมโดยเฉพาะของΔFosBในการควบคุมพฤติกรรมที่กระตุ้นด้วยความอยากอาหาร เราแสดงให้เห็นว่าการแสดงออกอย่างชัดเจนของΔFosBใน NAc และหลัง striatum ของหนู bitransgenic หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแกน NAc ของหนูโดยใช้การถ่ายโอนยีนที่ผ่านสื่อไวรัสเพิ่มประสิทธิภาพของอาหารและอัตราส่วนที่เพิ่มขึ้น ผลกระทบพฤติกรรมที่คล้ายกันมากพบหลังจากการสัมผัสโคเคนยาบ้า MDMA [(+) - 3,4-methylenedioxymethamphetamine ซ้ำ ๆ ก่อนหน้านี้หรือนิโคตินในหนู ผลลัพธ์เหล่านี้เปิดเผยกฎระเบียบที่มีประสิทธิภาพของกระบวนการสร้างแรงบันดาลใจโดยΔFosBและแสดงหลักฐานว่าการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากยาในการแสดงออกของยีนผ่านการเหนี่ยวนำของΔFosBภายในแกน NAc อาจมีบทบาทสำคัญในผลกระทบของแรงจูงใจที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมเครื่องมือ

บทนำ

การได้รับยาซ้ำทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิกในการถอดรหัสยีนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทที่ยั่งยืนภายในนิวเคลียส accumbens (NAc) (Nestler, 2004) บริเวณสมองนี้มีบทบาทสำคัญทั้งในกระบวนการยาและการเสริมแรงตามธรรมชาติ (ตวัดและ Berridge, 2002) ถึงแม้จะไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับปัจจัยการถอดความที่ส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากผู้ที่ไม่ทานอาหารเสริม แต่อาหารเสริม ΔFosBเป็นปัจจัยการถอดความที่เปิดใช้งานภายใน NAc และหลัง striatum โดยการสัมผัสกับยาเสพติดเรื้อรัง (Konradi et al., 1994; Nye et al., 1995; เฉินและคณะ, 1997; พิชและคณะ, 1997; Shaw-Lutchman และคณะ, 2003) และการบังคับล้อWerme et al., 2002) มันถูกเหนี่ยวนำในภูมิภาคเหล่านี้ด้วยความเครียดเรื้อรังหลายรูปแบบ (Perrotti et al., 2004) การเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเสริมแรงยาที่เกี่ยวข้องกับการเหนี่ยวนำของ striatal ΔFosBได้รับการยอมรับอย่างดี (Kelz และคณะ, 1999; Colby และคณะ 2003; Zachariou และคณะ, 2006) อย่างไรก็ตามผลของระดับ BFosB ที่ได้รับการยกระดับในภูมิภาคเหล่านี้ต่อพฤติกรรมเครื่องมือที่ได้รับแรงบันดาลใจจากผู้เสริมกำลังทางธรรมชาตินั้นยังไม่เป็นที่ทราบกัน

ประสิทธิภาพของการตอบสนองด้วยเครื่องมือเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นของพฤติกรรมการใช้ยาที่อาจกลายเป็น dysregulated หรือไม่ยืดหยุ่นเนื่องจากการเปลี่ยนไปสู่การติดยา (Jentsch และ Taylor, 1999; Berke และ Hyman, 2000; Berridge และ Robinson, 2003; Everitt และ Robbins, 2005) NAc มีส่วนร่วมในหลาย ๆ ด้านของพฤติกรรมเครื่องมือที่เกี่ยวข้องกับการเสพติด (บัลเล่และ Killcross, 1994; Corbit และคณะ 2001; de Borchgrave และคณะ, 2002; Di Ciano และ Everitt, 2004b; Everitt และ Robbins, 2005) ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ว่าการปรับตัวของระบบประสาทที่เกิดจากยาภายใน NAc อาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ อันที่จริงแล้วการได้รับโคเคนเรื้อรังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องมือเสริมน้ำตาลซูโครสไมล์และอัล 2004) และกิจวัตรที่คิดว่าจะบล็อก neuroplasticity ภายในแกน NAc รวมถึงการยับยั้ง PKA (โปรตีนไคเนส A) หรือการสังเคราะห์โปรตีนขัดขวางการตอบสนองด้วยเครื่องมือที่ได้รับรางวัลอาหารBaldwin และคณะ, 2002a; Hernandez et al., 2002) แกนกลางของ NAc ยังเป็นสื่อกลางในการสร้างแรงบันดาลใจของอิทธิพลที่มีเงื่อนไขต่อพฤติกรรมของเครื่องมือ (พาร์กินสันและคณะ 1999; Corbit และคณะ 2001; Hall และคณะ, 2001; Di Ciano และ Everitt, 2004a; Ito et al., 2004) การให้สารตั้งต้นทางระบบประสาทโดยการเหนี่ยวนำΔFosBอย่างมีประสิทธิภาพอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือและแรงจูงใจสำหรับ reinforcers อาหารเรียกน้ำย่อยเช่นอาหารน้ำหรือยาเสพติดการละเมิด

ที่นี่เราตรวจสอบผลกระทบของΔFosBต่อพฤติกรรมการใช้เครื่องมือกระตุ้นอาหารโดยใช้วิธีการทางพันธุกรรมเสริมสองวิธี: (1) การแสดงออกที่มากเกินไปของการแสดงออกของΔFosBภายใน NAc และหลัง striatum ของหนู bitransgenic (NSE-tTA × TetOp-ΔFosB) ของΔFosBในแกน NAc โดยเฉพาะโดยใช้การถ่ายโอนยีนที่มีไวรัสในหนู. นอกจากนี้เรายังประเมินว่าการสัมผัสโคเคนยาบ้า (+) - 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA) หรือนิโคตินภายใต้เงื่อนไขที่รายงานเพื่อเพิ่มΔFosBจะช่วยเพิ่มการตอบสนองของเครื่องมือเสริมอาหารและ / หรือแรงจูงใจโดยใช้ตารางอัตราความก้าวหน้า ตามที่ได้รับการแสดงสำหรับการบริหารตนเองเสริมยา (Horger et al., 1990, 1992; Piazza et al., 1990; Vezina และคณะ, 2002; ไมล์และอัล 2004) ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นถึงผลกระทบถาวรของ ofFosB เกี่ยวกับพฤติกรรมของเครื่องมือและแนะนำว่าปัจจัยการถอดความนี้อาจทำหน้าที่ในแกน NAc ในฐานะที่เป็นตัวควบคุมของฟังก์ชันสร้างแรงจูงใจ

วัสดุและวิธีการ

สัตว์และการดูแลสัตว์

ทดลองได้รับหนู Sprague Dawley จากห้องทดลองของ Charles River (Wilmington, MA) หนู Bitransgenic 11A หนูได้มาจากการผสมข้ามระหว่างหนูพันธุ์ homozygous ที่แสดง enolase เฉพาะเซลล์ประสาท (NSE) -tTA tetracycline transactivator โปรตีน (สาย A) และหนูแสดง TetOp (tetracycline-responsive ก่อการ) - ΔFosB เส้นของผู้ปกครองได้รับการบำรุงรักษาบนพื้นหลังแบบผสม (11% ICR และ 50% C50BL57 × SJL) (เฉินและคณะ, 1998; Kelz และคณะ, 1999) หนู Bitransgenic 11A เหล่านี้แสดงΔFosBเฉพาะเมื่อ: (1) ทั้งสองยีนมีอยู่ในเซลล์เดียวกันและ (2) การกระตุ้นด้วยการถอดรหัสด้วย tTA ไม่ได้ถูกยับยั้งโดยการปรากฏตัวของ tetracycline antibiotics เช่น doxycycline การบริหารของด็อกซีไซคลินต่อหนูเหล่านี้จึงสามารถควบคุมการแสดงออกของ temporFosB ชั่วคราวและใช้เพื่อป้องกันการแสดงออกในระหว่างการพัฒนา อันที่จริงการบริหาร doxycycline มีความเกี่ยวข้องกับการแสดงออกที่ไม่มีการรั่วไหลที่ตรวจพบของΔFosB (เฉินและคณะ, 1998; Kelz และคณะ, 1999) ยิ่งไปกว่านั้น 11A บรรทัดของหนู bitransgenic ถูกเลือกสำหรับการทดลองในปัจจุบันเนื่องจากพวกเขาแสดงรูปแบบการแสดงออกที่ถูก จำกัด ส่วนใหญ่เป็นเซลล์ประสาทที่มี dynorphin ที่ประกอบด้วย (ทั้ง NAc และหลัง striatum) คล้ายกับรูปแบบของ inductionFosB เหนี่ยวนำโดยยาเรื้อรัง การเปิดรับแสง (Kelz และคณะ, 1999) ยิ่งไปกว่านั้นการหาปริมาณของการแสดงออกของ striatal ของΔFosBนั้นได้ทำการวัดปริมาณก่อนหน้านี้ (เฉินและคณะ, 1998; Kelz และคณะ, 1999) หนูถูกสร้างขึ้นที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสทางตะวันตกเฉียงใต้และบำรุงรักษาและทดสอบในโรงงานของเยล ตลอดการตั้งครรภ์และการพัฒนาหนูทุกตัวได้รับการเก็บรักษาใน doxycycline จนกระทั่ง 8 – 9 สัปดาห์ของอายุที่ความเข้มข้นของ 100 μg / ml ในน้ำดื่มเงื่อนไขที่รู้จักกันในการรักษายีนที่ขับเคลื่อนด้วย TetOp ในสถานะ“ ปิด” และใช้เริ่มต้น 6 ปิด doxycycline เป็นเวลาหลายสัปดาห์เมื่อนิพจน์ osFosB กลายเป็นค่าสูงสุด (Kelz และคณะ, 1999) การทดลองทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบของ littermate bitransgenic หนูเมื่อเทียบกับ doxycycline ซึ่งโดยตัวมันเองไม่มีผลต่อพฤติกรรมกระตุ้นKelz และคณะ, 1999; McClung และ Nestler, 2003; Zachariou และคณะ, 2006).

กลุ่มทดลองทั้งหมดถูกเก็บไว้เป็นคู่ (หนู) หรือเป็นกลุ่ม (หนู; สี่ถึงห้าต่อกรง) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นที่ควบคุมภายใต้ 12 h วงจรแสง / ความมืด (แสงที่ 7: 00: 7: 00: 7 PM) พวกเขาได้รับอนุญาตอย่างน้อย XNUMX d เพื่อปรับตัวเข้ากับสิ่งอำนวยความสะดวกที่อยู่อาศัยก่อนการศึกษาใด ๆ สัตว์สามารถเข้าถึงน้ำได้ตลอดเวลาและ จำกัด การเข้าถึงอาหารตามรายละเอียดด้านล่าง การใช้สัตว์ทั้งหมดได้ดำเนินการตามสถาบันสุขภาพแห่งชาติเพื่อการดูแลและการใช้สัตว์ทดลองและได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการการดูแลและการใช้สัตว์ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสตะวันตกเฉียงใต้และมหาวิทยาลัยเยล

ยาเสพติด

โคเคนไฮโดรคลอไรด์ [กรุณาให้บริการโดยสถาบันแห่งชาติว่าด้วยการใช้ยาในทางที่ผิด (NIDA)], d-amphetamine sulfate (ซิกมา, เซนต์หลุยส์, มิสซูรี่), MDMA ไฮโดรคลอไรด์ (กรุณาจัดหาโดย NIDA) และ (-) - นิโคตินไฮโดรเจน tartrate ) ถูกละลายในน้ำเกลือทางสรีรวิทยาที่ผ่านการฆ่าเชื้อ (0.9%) และฉีดเข้าทางลำไส้ที่ปริมาณ 5 ml / kg (หนู) หรือ 2 ml / kg (หนู) pH ของสารละลายนิโคตินจะถูกปรับด้วยโซเดียมไบคาร์บอเนตก่อนฉีด

ไวรัสพาหะ

การถ่ายโอนยีนที่มีไวรัสเป็นสื่อกลางได้ดำเนินการตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้า (Carlezon และคณะ, 1998; Perrotti et al., 2004) ในระยะสั้นการเข้ารหัส cDNAs โปรตีนที่เฉพาะเจาะจงถูกแทรกเข้าไปในไวรัสเริม (HSV) ไวรัส HSV-PrPUC และบรรจุลงในไวรัสโดยใช้ผู้ช่วย 5dl1.2 พาหะนำเสนอการแสดงออกของ HSV-LacZ ทั้งการเข้ารหัสสำหรับโปรตีนควบคุม gal-galactosidase หรือ HSV-ΔFosBการเข้ารหัสสำหรับΔFosBถูกฉีดเข้าไปในแกน NAc ตามโปรโตคอลการทดลอง

ขั้นตอนการทดลอง

เค้าโครง

การทดลอง 1 ตรวจสอบผลกระทบของการได้รับยาซ้ำก่อนหน้านี้ต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์เสริมอาหารและการตอบสนองต่ออัตราส่วนที่เพิ่มขึ้น หนูถูกแบ่งแบบสุ่มออกเป็นห้ากลุ่มทดลอง (n = 9 – 10 / กลุ่ม) กลุ่มเหล่านี้ได้รับการฉีดวันละสองครั้ง (ในช่องท้อง; ที่ 9: 00 AM และ 5: 00 PM) ด้วยน้ำเกลือหรือหนึ่งในยาต่อไปนี้: นิโคติน, 0.35 mg / kg; MDMA, 2.5 mg / kg; โคเคน, 15 mg / kg; หรือแอมเฟตามีน 2.5 mg / kg ต่อเนื่องกันเป็นวันที่ 15 ปริมาณที่ได้รับการคัดเลือกขึ้นอยู่กับข้อมูลที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ของเรา (Taylor และ Jentsch, 2001; Olausson และคณะ, 2003) และการกระตุ้นหัวรถจักรที่เกิดจากยาถูกตรวจสอบในวันที่ทำการรักษา 1 และ 15 หลังจากการถอน 5 d สัตว์ได้รับการฝึกฝนเรื่องการตอบสนองด้วยเครื่องมือสำหรับ 10 ติดต่อกันเป็นวันทำการและทดสอบในอัตราส่วนที่ก้าวหน้าในการตอบสนองในวันถัดไป สัตว์สองตัวถูกแยกออกจากการวิเคราะห์ทางสถิติเพราะพวกเขาไม่ได้รับการตอบสนองด้วยเครื่องมือทำให้ไม่มีการตอบสนองของคานที่ใช้งานมากกว่าหนึ่งครั้งในการฝึกซ้อมรอบสุดท้ายทั้งสามครั้ง

การทดลอง 2 และ 3 ตรวจสอบผลกระทบของการแสดงออกของการแสดงออกของ atalFosB ในหนูบิตทรานส์เจนิกที่มีต่อการใช้งานอุปกรณ์และตอบสนองต่ออัตราส่วนการเสริมแรงที่เพิ่มขึ้น การแสดงออกอย่างชัดเจนของΔFosBในหนูเหล่านี้ได้แสดงให้เห็นถึงการเลียนแบบผลของการได้รับยาซ้ำในกิจกรรมของหัวรถจักรKelz และคณะ, 1999; Zachariou และคณะ, 2006) หนูเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของ striatal ΔFosBกับกระบวนการพฤติกรรมที่เฉพาะเจาะจง หนูเพศผู้จีโนไทป์ได้รับการบำรุงรักษาบน doxycycline หรือเปลี่ยนเป็นน้ำประปาเมื่ออายุ 8 สัปดาห์ การทดลองเริ่มต้นหลังจาก 6 สัปดาห์ของการถอนตัวของ Doxycycline ซึ่งการแสดงออกของยีนเป็นเวลาสูงสุด (Kelz และคณะ, 1999) ในการทดลอง 2 สัตว์ (n = 16) ถูก จำกัด อาหารและผ่านการฝึกอบรมเกี่ยวกับขั้นตอนการใช้เครื่องมือตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง (ดูด้านล่างการตอบสนองด้วยเครื่องมือและการทดสอบอัตราส่วนอย่างต่อเนื่อง) เป็นเวลาติดต่อกัน 10 หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบด้วยเครื่องมือการกระตุ้นด้วยโคเคนที่เกิดจากโคเคนในหนูเหล่านี้ ในการทดลอง 3 กลุ่มของหนู (n = 18) ได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับการตอบสนองด้วยเครื่องมือสำหรับ 10 ติดต่อกันเป็นวันภายใต้เงื่อนไขในระหว่างที่มีการส่งกองกำลัง 50 สูงสุด ในวันที่ 11 หนูทุกตัวได้รับการทดสอบตามอัตราส่วนความก้าวหน้า ในวันที่ 12 เราพิจารณาถึงผลกระทบของการลดค่าของ reinforcer โดยการป้อนข้อมูลล่วงหน้าเพื่อตอบสนองอัตราส่วนความก้าวหน้า

การทดลอง 4 และ 5 ตรวจสอบผลกระทบของการแสดงออกของไวรัสที่เกินค่ากลางของΔFosBโดยเฉพาะภายใน NAc การทดลอง 4 ทดสอบผลกระทบของ overFosB ที่มีต่อการแสดงออกมากเกินไปต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ที่นี่หนูถูกฉีดเข้ากับ HSV-ΔFosB (n = 8) หรือ HSV-LacZ (n = 8) ในแกน NAc และได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับขั้นตอนการใช้เครื่องมือเริ่มต้น 40 h ในภายหลัง หลังการฝึกซ้อมทุกวัน 10 ระดับกิจกรรมพื้นฐานได้รับการประเมินสำหรับสัตว์ทุกตัวในอุปกรณ์ตรวจสอบกิจกรรมของหัวรถจักรตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง (ดูด้านล่างกิจกรรมของหัวรถจักร) การทดลอง 5 ประเมินผลกระทบของการแสดงออกเกินความจริงของ NAc specificallyFosB โดยเฉพาะต่อการตอบสนองต่ออัตราความก้าวหน้า ที่นี่หนูได้รับการฝึกฝนครั้งแรกสำหรับ 15 วันติดต่อกันกำหนดให้กลุ่มทดลองและต่อมาผสมกับ HSV-ΔFosB (n = 8) หรือ HSV-LacZ (n = 7) ในแกน NAc สัตว์ถูกปล่อยให้ไม่ผ่านการทดสอบและไม่ได้รับการรักษาสำหรับ 4 d เพื่อให้สามารถแสดงออกได้ΔFosBสูงสุด ในวันที่ 5 หลังจากแช่สัตว์ทั้งหมดได้รับการทดสอบสำหรับการกดคันโยกตามตารางอัตราความก้าวหน้า หลังจากวันสุดท้ายของการทดสอบหนูทุกคนถูกฆ่าตายและวางตำแหน่งของ cannulas แช่ใน NAc แกนตรวจสอบ histochemically ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของ cannulas infusion หนูสองตัวถูกแยกออกจากการทดสอบ 4 และหนูหนึ่งตัวจากการทดลอง 5

การจำแนกลักษณะการแสดงออกของยีนเกิดขึ้นในสัตว์กลุ่มอื่น ที่นี่ HSV-LacZ ถูกฉีดเข้าไปในแกนหลัก NAc และสัตว์ถูกฆ่าตาย 3 d ในภายหลัง การแสดงออกของβ-galactosidase ถูกประเมินในเวลาต่อมา immunohistochemically

กิจกรรมของหัวรถจักร.

วัดค่ากิจกรรมของ Locomotor โดยใช้มิเตอร์วัดกิจกรรม (Digiscan Animal Activity Monitor, Omnitech Electronics, Columbus, OH) เมตรกิจกรรมถูกติดตั้งด้วยโฟโต้เซ็นเซอร์อินฟราเรดสองแถวแต่ละแถวประกอบด้วยเซ็นเซอร์ 16 ซึ่งวางห่างกัน 2.5 ซม. มิเตอร์กิจกรรมถูกควบคุมโดยและข้อมูลจากมิเตอร์กิจกรรมที่รวบรวมโดยคอมพิวเตอร์พีซีโดยใช้ซอฟต์แวร์ Micropro (Omnitech Electronics)

สัตว์ทดลองถูกวางไว้ในกล่องพลาสติกใส (25 × 45 × 20 cm) ที่ใส่เข้าไปในเครื่องวัดกิจกรรม สัตว์ได้รับอนุญาตให้เริ่มคุ้นเคยกับอุปกรณ์บันทึกกิจกรรมของหัวรถจักรเป็นเวลา 30 นาที ในการทดลองบางครั้งสัตว์ถูกนำออกมาฉีดโคเคนแอมเฟตามีนนิโคตินหรือยานพาหนะตามแบบการทดลองและวางกลับเข้าไปในกล่อง จากนั้นจึงบันทึกกิจกรรมของหัวรถจักรเป็นเวลา 60 นาทีเริ่มต้น 5 นาทีหลังจากการฉีดยาเพื่อหลีกเลี่ยงภาวะ hypermotility ที่เกิดจากการฉีดที่ไม่เฉพาะเจาะจง การทดลองทั้งหมดดำเนินการในช่วงแสงของสัตว์ (ระหว่าง 9: 00 AM และ 6: 00 PM)

การตอบสนองด้วยเครื่องมือและการทดสอบอัตราส่วนแบบก้าวหน้า

ประเมินการตอบสนองด้วยเครื่องมือโดยใช้ห้องปฏิบัติการมาตรฐานสำหรับหนู (30 × 20 × 25 cm) หรือหนู (16 × 14 × 13 ซม. 20) ควบคุมโดยซอฟต์แวร์ MedPC (Med Associates, St. Albans, VT) แต่ละห้องถูกเก็บไว้ในห้องด้านนอกที่ลดทอนเสียงพร้อมกับเครื่องกำเนิดเสียงสีขาวและพัดลมเพื่อลดผลกระทบของเสียงภายนอก ไฟบ้านติดตั้งที่ผนังด้านหลังส่องสว่างห้อง เครื่องกดอัดเม็ดส่งอาหารเม็ด (45 หรือ XNUMX mg; Bio-Serv, Frenchtown, NJ) เป็นเครื่องเสริมในนิตยสาร รายการหัวถูกตรวจพบโดยตาแมวที่ติดตั้งอยู่เหนือเต้ารับ reinforcer ในนิตยสารฉบับนี้เป็นแสงกระตุ้น สำหรับหนูจะมีคันโยกหนึ่งอันวางอยู่ข้างนิตยสาร สำหรับหนูนั้นมีรูรับแสง nosepoke สองรูตั้งอยู่ที่ผนังด้านหลังของห้อง (เช่นตรงข้ามกับนิตยสาร reinforcer)

ในช่วง 5 d ทันทีก่อนเริ่มการฝึกอบรมสัตว์ถูก จำกัด ให้ 90 ขั้นต่ำเข้าถึงอาหารต่อวันและสัมผัสกับเม็ดอาหารที่ทำจากธัญพืช (หนู, 20 mg; หนู, 45 mg) ในกรงที่บ้านของพวกเขา ในช่วงระยะเวลาการทดสอบเม็ดอาหารมีให้บริการเป็นระยะ ๆ ในห้องปฏิบัติการตามระเบียบวิธีปฏิบัติ (ดูด้านล่าง) รวมถึงในปริมาณที่ไม่ จำกัด ในกรงที่บ้านเป็นเวลา 90 นาทีเริ่มต้น 30 นาทีหลังจากเซสชันการทดสอบรายวัน ตารางการเข้าถึงอาหารนี้ช่วยให้สัตว์แต่ละตัวสามารถเข้าถึงจุดเต็มอิ่มของแต่ละคนและลดความแปรปรวนที่เกิดจากการแข่งขันระหว่างสัตว์ที่มีอำนาจและสัตว์ใต้บังคับบัญชา ในมือของเรากำหนดการนี้ช่วยให้น้ำหนักเพิ่มช้าหลังจากการลดน้ำหนักเริ่มต้น -85 – 90% ของน้ำหนักอาหารฟรี ทำการตรวจสอบน้ำหนักสัตว์ตลอดการทดลอง

อาสาสมัครทุกคนเคยรู้จักกับเครื่องมือทดสอบสำหรับ 2 d; ในช่วงการประชุมนี้เม็ดอาหารถูกส่งไปยังนิตยสาร reinforcer ตามตารางเวลา 15 s (FT-15) ที่กำหนด เริ่มต้นในวันถัดไปอาสาสมัครได้รับการฝึกอบรมรายวันสำหรับ 10 ติดต่อกันเป็นวัน การตอบสนองต่ออาหารได้รับการทดสอบตามขั้นตอนการปรับสภาพเครื่องมือที่ตีพิมพ์ก่อนหน้านี้ (Baldwin และคณะ, 2002b) การตอบสนองต่อคันโยก (nosepoke) ที่ถูกต้อง (เช่นทำงาน) ถูกเสริมในขณะที่การตอบสนองกับคันโยกที่ไม่ได้ใช้งาน (ไม่ได้ใช้งาน) / nosepoke ไม่มีผลต่อโปรแกรม ตำแหน่งของ nosepoke ที่ใช้งานหรือคันโยก (ซ้าย / ขวา) มีความสมดุลสำหรับกลุ่มทดลองทั้งหมด ความต้องการด้านการตอบสนองที่สมบูรณ์ (ดูด้านล่าง) ส่งผลให้มีการเริ่มแสงกระตุ้นจากนิตยสารตามด้วย 1 s ในภายหลังโดยส่งมอบเม็ดอาหารเดียว สองวินาทีต่อมาไฟกระตุ้นถูกปิด ตัวเสริมแรง 10 ตัวแรกได้รับหลังจากเสร็จสิ้นการตอบสนองที่ประสบความสำเร็จตามกำหนดอัตราส่วนคงที่ (FR1) หลังจากที่มีการอัดเม็ดหลังจากการตอบสนองตามกำหนดอัตราส่วนตัวแปร (VR2) เซสชันใช้เวลา 15 ขั้นต่ำ

การทดลอง 3 (หนู) และ 5 (หนู) ใช้ตารางการฝึกอบรมทางเลือกเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากความแตกต่างในประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ในระหว่างการฝึกอบรมในการตอบสนองอัตราส่วนความก้าวหน้าที่ตามมา ในการทดลอง 3 หนูได้รับการฝึกฝนตามกำหนดเวลา FR1 สำหรับ 2 d และจากนั้นตามกำหนดการ FR2 สำหรับ 8 d 3 d แรกของการทดสอบใช้เซสชัน 60 นาที ในวันฝึกอบรม 7 สุดท้ายเซสชันจะสิ้นสุดเมื่อ 50 reinforcers ถูกซื้อ ในการทดลอง 5 หนูได้รับการฝึกฝนตามกำหนดเวลา FR1 / VR2 ในช่วงเวลา 15 ขั้นต่ำตามที่อธิบายไว้ข้างต้นสำหรับการทดลองอื่น ๆ ด้วยข้อยกเว้นสองข้อ ก่อนส่งมอบจำนวนเม็ด 150 สูงสุด / ครั้ง ประการที่สองสัตว์เหล่านี้ได้รับการฝึกอบรมเพิ่มเติม 5 วัน (เช่นทั้งหมด 15 d) เพื่ออนุญาตให้มีการสร้างประสิทธิภาพที่มั่นคงก่อนที่จะมีการจัดการทดลองใด ๆ

สัตว์ยังได้รับการทดสอบเกี่ยวกับการตอบสนองต่ออาหารตามกำหนดอัตราส่วนการเสริมแรง ในการทดสอบนี้ความต้องการในการตอบสนองต่อการรับอาหารเริ่มต้นเป็นกำหนดการ FR1 แต่เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปโดย 2 เพื่อให้ได้รับการฟื้นฟูต่อไป (เช่น 1, 3, 5, 7 …, X + 2) ในการทดลองการรักษาด้วยยาโดยใช้หนูตารางเวลาจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องโดย 5 ทำให้ได้ตารางสุดท้ายของ 1, 6, 11, 16, 5 …, X + 5 พารามิเตอร์อื่น ๆ ทั้งหมดได้รับการเก็บรักษาเหมือนกับขั้นตอนการฝึกอบรมตามรายละเอียดด้านบน การทดสอบสิ้นสุดลงเมื่อไม่มีการตอบสนองที่ใช้งานอยู่เป็นเวลา XNUMX นาที

ลดค่าเงินอีกครั้ง

ผลกระทบของการลดค่าของ reinforcer ถูกตรวจสอบโดยใช้การป้อนล่วงหน้าแบบเจาะจงสำหรับ reinforcer ที่นี่หนูได้รับอนุญาตให้กินเม็ดอาหารที่ไม่ จำกัด เมล็ดในบ้านของพวกเขาในช่วง 3 ชั่วโมงก่อนที่จะทำการทดสอบตามตารางอัตราการเสริมแรงแบบก้าวหน้าตามที่อธิบายไว้ข้างต้น

เทคนิคการผ่าตัด.

สัตว์ถูกวิสัญญีโดยใช้ Equithesin [ส่วนผสมที่มี pentobarbital (35 mg / kg) และ chloral hydrate (183.6 mg / kg) ในเอทานอล (10% v / v) และ propylene glycol (39% v / v); บริหารที่ 4.32 ml / kg, ip] Cannulas (Plastics One, Roanoke, VA) ถูกปลูกฝังโดยมีจุดประสงค์เพื่อผ่าตัดเหนือแกนหลักของ NAc โดยใช้อุปกรณ์ stereotactic ของ Kopf พิกัด stereotactic ที่ใช้สัมพันธ์กับ bregma มีดังนี้: หน้า / หลัง, + 1.5 mm; ด้านข้าง / ตรงกลาง, ± 1.5 mm; หน้าท้อง / หลัง al6.0 มม. (Paxinos และ Watson, 1986) cannulas ถูกยึดกับกะโหลกศีรษะโดยใช้สกรูและซีเมนต์ทางทันตกรรม Obturators ถูกวางลงใน cannulas คู่มือเพื่อป้องกันการบล็อก หลังการผ่าตัดสัตว์จะได้รับการดูแลหลังการผ่าตัดมาตรฐานและได้รับอนุญาตให้ฟื้นตัวเป็น 5 d ก่อนเริ่มการทดลองใด ๆ

เงินทุน

intracerebral infusions ของเวกเตอร์ไวรัสได้ดำเนินการทั้งสองข้าง 40 ชั่วโมงก่อนที่จะเริ่มการฝึกอบรม (ดูด้านล่าง) เข็มฉีดยาฉีด (มาตรวัด 31) ที่ขยาย 1 มม. ด้านล่างปลายของไกด์นำเที่ยวถูกลดลงอย่างช้าๆพร้อมกันทางด้านซ้ายและด้านขวาของ NAc และ 1.0 μl / ด้านข้างถูกแทรกซึมในช่วงเวลา 4 μl / ขั้นต่ำโดยใช้ปั๊ม microinfusion (PHD-0.25; เครื่อง Harvard, Holliston, MA) เข็มฉีดยาถูกทิ้งไว้ในสถานที่เป็นเวลา 5000 นาทีหลังจากการแช่เสร็จสิ้นและแทนที่ cannulas จำลอง ตำแหน่ง Cannula ได้รับการตรวจสอบทางจุลพยาธิวิทยาหลังจากเสร็จสิ้นการทดลองเชิงพฤติกรรม (ดูรูปที่ 1B) และมีเพียงสัตว์ที่มี cannulas ที่วางอย่างถูกต้องเท่านั้นที่รวมอยู่ในการวิเคราะห์ทางสถิติของข้อมูลการทดลอง

การวิเคราะห์ทางเนื้อเยื่อวิทยาและภูมิคุ้มกัน

หลังจากเสร็จสิ้นการทดลองสัตว์ที่ได้รับการผ่าตัดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการทดลองได้ทำการวิสัญญีด้วย Equithesin และ perfused transcardially ด้วย 0.1 m PBS (5 นาที) และ 10% ฟอร์มาลิน (10 นาที) ตามขั้นตอนมาตรฐาน สมองถูกโพสต์ในฟอร์มาลินแล้วนำไปวางในสารละลายซูโครสฟอสเฟตบัฟเฟอร์ (30%) สมองทั้งหมดจะถูกตัดในส่วน 40 μmบน microtome และใช้สำหรับการวิเคราะห์ทางเนื้อเยื่อวิทยาของการวาง cannula และการแสดงออกของโปรตีน

ตำแหน่ง Cannula ถูกสร้างขึ้นในส่วนที่มีสีแดงที่เป็นกลางและติดตั้งบนสไลด์กล้องจุลทรรศน์ในพลาสติกพลาสซึมและไซลีน (DPX) หลังจากการคายน้ำเอทานอล ดำเนินการตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ (Hommel et al., 2003) ในระยะสั้นการแสดงออกของβ-galactosidase หลังจากการฉีด HSV-LacZ ถูกกำหนดโดยการย้อมอิมมูโนลูฟลูออเรสเซนต์โดยใช้แอนติบอดีปฐมภูมิของแอนติบอดีในแพะ - β-galactosidase (1: 5000; Biogenesis, Kingston, NH) หลังจากฟักตัวชั่วข้ามคืนส่วนต่าง ๆ จะถูกล้างและบ่มในภายหลังด้วยแอนติบอดี้ทุติยภูมิเรืองแสงจากลาที่เชื่อมโยงกับ Cy2 (1: 200: 520; Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA) ส่วนถูกล้างอีกครั้งตามด้วยการคายน้ำเอทานอลและติดตั้งใน DPX ส่วนควบคุมที่อยู่ติดกันได้รับการรักษาเหมือนกันโดยไม่รวมแอนติบอดี้หลัก การตรวจอิมมูโนฟลูออเรสเซนต์ที่ XNUMX nm ใช้ a Zeiss (Oberkochen, ประเทศเยอรมนี) กล้องจุลทรรศน์พร้อมฟิลเตอร์ FITC และภาพที่ถ่ายในเวลาที่ได้รับแสงเหมือนกันด้วย Zeiss ระบบภาพดิจิตอล Axiovision

สถิติ

ข้อมูลจากการทดลองทั้งหมดได้รับการประเมินโดยใช้ ANOVA แบบหนึ่ง, สองหรือสามทางตามด้วยการทดสอบหลังการทำงานของ Scheffe หรือ Dunnett ซึ่งแก้ไขสำหรับการเปรียบเทียบหลาย ๆ ครั้งตามความเหมาะสมโดยใช้การทดสอบการปฏิเสธตามลำดับของ Holm ค่าของ p ≤ 0.05 ถือว่ามีนัยสำคัญทางสถิติ

ผลสอบ

การทดลอง 1: ผลของการได้รับยาซ้ำต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์และการตอบสนองต่ออัตราส่วนที่ก้าวหน้า

เพื่อยืนยันว่ากระบวนทัศน์การรับสารเสพติดซ้ำ ๆ ของเราได้สร้างระบบประสาทที่มีความสำคัญในการใช้งานได้เราประเมินการแพ้จากหัวรถจักรเพื่อวัดพฤติกรรมต้นแบบของการออกฤทธิ์ของยาเรื้อรัง หนูได้รับการฉีดนิโคตินวันละสองครั้ง (0.35 mg / kg), MDMA (5 mg / kg), โคเคน (15 mg / kg) หรือแอมเฟตามีน (2.5 mg / kg) และการเคลื่อนไหวของหัวฉีดหลังจากการฉีดครั้งแรก วันทำการรักษา 1 และ 15 (รูปที่เพิ่มเติม 1A – E มีให้ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม) การวิเคราะห์ทางสถิติเผยให้เห็นการรักษาที่สำคัญโดยปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัน (F_(4,42) = 9.335; p ≤ 0.0001) ด้วยข้อยกเว้นของ MDMA (p = 0.62) ยาทั้งหมดทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของหัวรถจักรอย่างมีนัยสำคัญ (เช่นการแพ้) ในวันที่ 15 เมื่อเปรียบเทียบกับวัน 1 (นิโคติน, p ≤ 0.001; โคเคน, p ≤ 0.001) การฉีดน้ำเกลือซ้ำไม่มีผล การรักษาด้วยยาไม่มีการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมพื้นฐานของหัวรถจักรที่วัดได้ในช่วงเวลาที่ทำให้เกิดความเคยชินในวันที่ 0.01 (รูปที่ 15A เพิ่มเติมมีให้ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม)

ห้าวันหลังจากการฉีดยาครั้งสุดท้ายเราตรวจสอบผลกระทบของการสัมผัสนิโคตินซ้ำ MDMA โคเคนหรือแอมเฟตามีนต่อพฤติกรรมการใช้เครื่องมือเสริมอาหาร ข้อมูลจะถูกนำเสนอสำหรับยาเสพติดแต่ละแยก รูป 1A – H ใช้กลุ่มควบคุมน้ำเกลือเดียวกันเพื่อเปรียบเทียบ เราพบว่าการสัมผัสกับยาแต่ละตัวก่อนหน้านี้อย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มการตอบสนองด้วยเครื่องมือเสริมอาหาร (การรักษาโดยคันโยกตามวันฝึกอบรม, F_(36,378) = 1.683; p ≤ 0.01; การวิเคราะห์โพสต์เฉพาะกิจ: นิโคติน, p ≤ 0.01; MDMA, p ≤ 0.05; โคเคน, p ≤ 0.01; แอมเฟตามีน, p ≤ 0.001) การยกระดับอย่างต่อเนื่องในการตอบสนองด้วยเครื่องมือที่สังเกตได้จากการทำงานของซีมโทติคแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มแรงจูงใจที่เป็นไปได้ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของรายงานก่อนหน้านี้ เราจึงทดสอบว่าการได้รับยาซ้ำก่อนหน้านี้มีแรงจูงใจเพิ่มขึ้นโดยใช้ตารางอัตราส่วนความก้าวหน้า มีผลทางสถิติของการได้รับยาก่อนหน้านี้ในการตอบสนองต่อคานที่แอ็คทีฟ_(4,42) = 3.340; p ≤ 0.05) (มะเดื่อ. 2A) เช่นเดียวกับจุดพักสุดท้าย (F_(4,42) = 5.560; p ≤ 0.001) (มะเดื่อ. 2B) การวิเคราะห์เพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าการรักษาทั้งหมดเพิ่มขึ้นทั้งจำนวนการตอบสนองที่ใช้งาน (นิโคติน, p N 0.001, MDMA, p N 0.05, โคเคน, p ≤ 0.001, แอมเฟตามีน, p ≤ 0.001) และจุดแตกหัก (นิโคติน, p ≤ 0.001; , p ≤ 0.01; โคเคน, p ≤ 0.0001; ยาบ้า, p ≤ 0.0001) สอดคล้องกับผลของการรักษาเหล่านี้ต่อแรงจูงใจ เนื่องจากการขาดผลกระทบของยาต่อกิจกรรมพื้นฐานของหัวรถจักรพื้นฐานและการขาดผลกระทบต่อการกดคันโยกที่ไม่ใช้งานจึงไม่น่าเป็นไปได้ที่การตอบสนองที่เพิ่มขึ้นสำหรับอาหารภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้สะท้อนให้เห็นว่า

รูป 1

ผลของการฉีดนิโคตินซ้ำ ๆ (0.35 mg / kg), MDMA (2.5 mg / kg), โคเคน (15 mg / kg), หรือยาบ้า (2.5 mg / kg) วันละสองครั้งสำหรับ 15 d ต่อพฤติกรรมของเครื่องมือ สัตว์ได้รับการทดสอบร่วมกัน แต่เพื่อความชัดเจนถึงผลกระทบของยาแต่ละชนิดที่แยกกันโดยใช้กลุ่มควบคุมที่ใช้น้ำเกลือเดียวกัน A (การตอบสนองที่แอ็คทีฟ) และ B (การตอบกลับที่ไม่แอ็คทีฟ) แสดงผลของการสัมผัสนิโคตินก่อนหน้า; C, D, MDMA; E, F, โคเคน; G, H, ยาบ้า ข้อมูลถูกแสดงเป็นหมายถึง± SEM

รูป 2

ผลของการรักษาซ้ำก่อนหน้านี้ (วันละสองครั้ง 15 วัน) ด้วยน้ำเกลือนิโคติน (0.35 มก. / กก.) MDMA (2.5 มก. / กก.) โคเคน (15 มก. / กก.) หรือแอมเฟตามีน (2.5 มก. / กก.) ต่อการตอบสนองด้วยเครื่องมือ ตามตารางอัตราส่วนความก้าวหน้าของการเสริมแรง ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย± SEM *** หน้า <0.001; ** หน้า <0.01; * p <0.05 เกลือ, น้ำเกลือ; Nic นิโคติน; Coc โคเคน; แอมเฟตามีน; PR, อัตราส่วนก้าวหน้า

การได้รับยาก่อนหน้านี้ไม่มีผลต่อน้ำหนักตัวที่บันทึกไว้ก่อนการ จำกัด อาหารในวันแรกหรือวันสุดท้ายของการฝึกอบรมแบบใช้เครื่องมือหรือทันทีก่อนการทดสอบอัตราส่วนแบบก้าวหน้า (รูปที่เพิ่มเติม 2B มีให้ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม) การเข้าถึงอาหารที่ถูก จำกัด สำหรับ 3 d ได้ลดน้ำหนักของร่างกายเป็น 91 – 92% โดยเฉลี่ยของน้ำหนักอาหารฟรี ในตอนท้ายของการทดสอบพฤติกรรมน้ำหนักได้กลับคืนสู่ 97 – 99% ของน้ำหนักตัวก่อนกำหนดและไม่พบความแตกต่างระหว่างสัตว์ที่สัมผัสกับยาและน้ำเกลือ การเปลี่ยนแปลงน้ำหนักตัวและความแตกต่างของความหิวโหยหรือความอยากอาหารจึงไม่ควรมีส่วนสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพหรือแรงจูงใจของอุปกรณ์

การทดลอง 2: การแสดงออกอย่างรุนแรงของΔFosBในหนูบิตทรานสเจนิก ประสิทธิภาพเครื่องมือ

ต่อไปเราตรวจสอบว่าประสิทธิภาพของเครื่องมือเพิ่มขึ้นในหนูบิตเรนเจนิกที่ทำให้เกิดเสียงดังเกินจริงอย่างชัดเจนΔFosBที่มีการเลือกแบบทำเครื่องหมายใน NAc และ dorsal striatum (Kelz และคณะ, 1999) ในการทดลองนี้เปรียบเทียบΔFosBกับหนูที่มีการควบคุม littermate ซึ่งไม่ได้แสดงที่สูงเกินไปΔFosBเพราะพวกมันยังคงอยู่ใน doxycycline (ดูวัสดุและวิธีการ) เราพบว่าการแสดงออกของΔFosBมากเกินไปช่วยเพิ่มการตอบสนองต่ออาหารเสริม (การแสดงออกของยีนโดยคันโยกตามวันฝึกอบรม, F_(9,126) = 3.156; p ≤ 0.01) (มะเดื่อ. 3A) จำนวนการตอบสนอง nosepoke ที่เกิดขึ้นในช่องรับแสงไม่ได้ใช้งานไม่แตกต่างกันระหว่างสองกลุ่ม (มะเดื่อ. 3B) ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่า expressFosB มีการแสดงออกมากเกินไปใน NAc และหลัง striatum ที่เพิ่มประสิทธิภาพการเลือกเครื่องมือ

รูป 3

ผลของการแสดงออกอย่างชัดเจนของการแสดงออกของ expressFosB ในหนูบิตทรานส์เจนิกที่มีต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือ A, การตอบสนองที่ใช้งานอยู่ B การตอบสนองที่ไม่ใช้งาน ข้อมูลถูกแสดงเป็นหมายถึง± SEM

เพื่อแยกแยะว่าการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องมือในสัตว์ overFosB ที่แสดงออกมากเกินไปนั้นสามารถอธิบายได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงในความอยากอาหารหรือความหิวโหยน้ำหนักของร่างกายจะถูกบันทึกไว้ก่อนการ จำกัด อาหารและในวันแรกและวันสุดท้ายของการฝึกอบรม ΔFosBไม่มีผลต่อน้ำหนักตัวก่อนการ จำกัด อาหารและไม่มีผลต่อน้ำหนักตัวในระหว่างการทดสอบพฤติกรรม ที่นี่การ จำกัด การเข้าถึงอาหารสำหรับ 3 d ลดน้ำหนักตัวเป็นค่าเฉลี่ยของ 87 – 89% ของน้ำหนักอาหารฟรี ในตอนท้ายของการทดสอบพฤติกรรมน้ำหนักสัตว์คือ 97 – 99% ของน้ำหนักร่างกายก่อนกำหนดโดยมีการเปลี่ยนแปลงที่เทียบเท่าในΔFosBและหนูควบคุม (รูปที่เสริม 3A มีอยู่ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม) ดังนั้นจึงไม่น่าเป็นไปได้ที่ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการแสดงออกของ overFosB ที่มีต่อความหิวโหยหรือความอยากอาหารอาจส่งผลต่อการปรับปรุงการตอบสนองด้วยเครื่องมือ

เมื่อการทดสอบเกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องมือเสร็จสิ้น osFosB การแสดงออกมากเกินไปไม่ได้เปลี่ยนแปลงกิจกรรมของหัวรถจักรพื้นฐานที่วัดได้ในช่วงระยะเวลา 30 ขั้นต่ำ (รูปที่เพิ่มเติม 3B มีให้ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม) การสังเกตนี้สนับสนุนมุมมองที่การเปลี่ยนแปลงแบบไม่เจาะจงในกิจกรรมไม่ได้มีส่วนช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือในสัตว์เหล่านี้ อย่างไรก็ตามมีรายงานว่าหนู Bitransgenic ΔFosBที่มีการแสดงออกมากเกินไปเพื่อแสดงการตอบสนองของหัวรถจักรที่เพิ่มขึ้นต่อโคเคนแบบเฉียบพลันและแบบซ้ำ (Kelz และคณะ, 1999) เนื่องจากเราใช้ตารางเวลาการถอนที่แตกต่างกันเล็กน้อยจาก doxycycline เพื่อกระตุ้นการแสดงออกของยีน (6 สัปดาห์ที่มีข้อ จำกัด อาหาร) เราจึงออกเดินทางเพื่อยืนยันฟีโนไทป์นี้ อันที่จริงหนู expressFosB ที่แสดงออกมากเกินไปแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของหัวรถจักรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อฉีดโคเคนเมื่อเทียบกับการควบคุม littermate ที่ควบคุมบน doxycycline (การรักษาโดยการแสดงออกของยีน, F_(1,44) = 4.241; p ≤ 0.05) (รูปเพิ่มเติม 3C มีให้ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม)

การทดลอง 3: การแสดงออกอย่างรุนแรงของΔFosBในหนูบิตทรานสเจนิก อัตราส่วนความก้าวหน้า

เนื่องจากการสัมผัสกับยาก่อนหน้านี้ทำให้เกิด striatal ΔFosB (Nestler et al., 2001) และพบว่าที่นี่เพื่อเพิ่มอัตราการตอบสนองต่อความก้าวหน้าเราทดสอบต่อไปว่าการแสดงออกของการเปลี่ยนพันธุกรรมของทารกแรกเกิด expressFosB ยังเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานตามตารางอัตราส่วนความก้าวหน้าของการเสริมแรงหรือไม่ หนูกลุ่มใหม่ได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับการตอบสนองด้วยเครื่องมือภายใต้เงื่อนไข (ดูวัสดุและวิธีการ) ที่ไม่ได้สร้างความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในประสิทธิภาพของเครื่องมือก่อนการทดสอบการตอบสนองต่ออัตราก้าวหน้า (F_(1,16) <1). อย่างไรก็ตามในการทดสอบอัตราส่วนก้าวหน้าเราสังเกตเห็นการแสดงออกของยีนที่มีนัยสำคัญโดยการโต้ตอบของคันโยก (F_(1,16) = 5.30; p ≤ 0.05) (มะเดื่อ. 4A) และพบว่าΔFosB overexpressing mice เมื่อเปรียบเทียบกับหนูควบคุม littermate ที่รักษาบน doxycycline ทำให้มีจำนวนการตอบสนองที่ใช้งานมากขึ้น (p ≤ 0.05) ในขณะที่จำนวนการตอบสนองของก้านที่ไม่ได้ใช้งานไม่แตกต่างกัน ΔFosB overexpressing หนูก็มาถึงจุดพักสูงกว่า (F_(1,16) = 5.73; p ≤ 0.05) (มะเดื่อ. 4B) ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเช่นเดียวกับการได้รับสารกระตุ้นจิตประสาทก่อนหน้า เนื่องจากจำนวนการตอบสนองที่ไม่ได้ใช้งานจึงไม่เปลี่ยนแปลงในหนูΔFosBที่แสดงผลมากเกินไปการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมที่ไม่เฉพาะเจาะจงจึงไม่น่าจะมีส่วนทำให้เกิดผลกระทบเหล่านี้ มุมมองนี้ได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมโดยการประเมินกิจกรรมพื้นฐานของหัวรถจักรซึ่งไม่มีความแตกต่างระหว่างหนูที่แสดงออกมากเกินไปΔFosBและหนูตัวควบคุม littermate ที่รักษาบน doxycycline ไม่มีความแตกต่างของน้ำหนักตัวระหว่างΔFosBที่มีการแสดงออกมากเกินไปและสัตว์ที่ควบคุมได้ชัดเจนตามที่วัดได้ในวันทดสอบ ดังนั้นแม้ว่าสัตว์ expressFosB ที่มีการแสดงออกมากเกินไปจะเปล่งเสียงตอบสนองจากเครื่องมือกระตุ้นอาหารได้มากขึ้น แต่ดูเหมือนว่าพวกมันจะไม่กินอาหารมากขึ้นเมื่อมันสามารถใช้ได้อย่างอิสระ คำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับการสังเกตนี้คือแม้ว่าแรงจูงใจจะกำหนดว่าสัตว์จะทำงานอย่างหนักเพื่อรับสารเสริมอาหารได้อย่างไรมีปัจจัยเพิ่มเติมมากมาย (ความอยากอาหาร, ความอิ่มแปล, เมตาบอลิซึมของรัฐ ฯลฯ ) มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมการกินอาหาร

รูป 4

ผลของการแสดงออกมากเกินไปของ FosB ในหนู bitransgenic ต่อการตอบสนองของเครื่องมือต่อตารางอัตราส่วนการเสริมกำลังที่ก้าวหน้าก่อนและหลังการลดค่าตัวเสริมที่เกิดจากความอิ่มตัว A, B, Baseline: การตอบสนองของคันโยก (A), จุดพัก (B) C, D, หลังจากการลดค่าตัวเสริมแรง: การตอบสนองของคันโยก (C), จุดพัก (D) ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย± SEM * p <0.05

หนูΔFosB bitransgenic หนูที่ใช้แสดงที่นี่ΔFosBตลอดทั้ง striatum ในขณะที่หน้าท้อง striatum (รวมทั้ง NAc) มีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการสร้างแรงบันดาลใจ dorsal striatum เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่ามีส่วนเกี่ยวข้องในการเข้าซื้อกิจการของอุปกรณ์นิสัย (Yin et al., 2004; Faure et al., 2005) แม้ว่าเราจะไม่ได้สังเกตเห็นความแตกต่างของประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ในระหว่างขั้นตอนการฝึกอบรมโดยใช้ตารางอัตราส่วนต่ำที่มีขีด จำกัด การเสริมแรงสูงสุด แต่เงื่อนไขที่ค่อนข้างทนต่อการพัฒนานิสัยการใช้เครื่องมือ (ดิกคินสัน 1985) เป็นไปได้ว่าการสร้างนิสัยอาจมีอิทธิพลต่อการตอบสนองภายใต้ตารางอัตราส่วนความก้าวหน้า ความเป็นไปได้นี้ได้รับการทดสอบโดยตรงโดยการประเมินผลกระทบของการลดค่าของ reinforcer โดยการป้อนล่วงหน้าเพื่อตอบสนองอัตราส่วนความก้าวหน้า prefeeding กำจัดผลกระทบของΔFosBในอัตราส่วนการตอบสนองแบบก้าวหน้าโดยไม่มีความแตกต่างในการตอบสนองหรือจุดแตกหักที่สังเกตได้ระหว่างΔFosB overexpressing และเมาส์ควบคุม (F_(1,16) <1) (มะเดื่อ. 4C, D) เมื่อรวมกันแล้วข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกอย่างรวดเร็วของΔFosBไม่ได้เปลี่ยนแปลงความไวต่อการเปลี่ยนแปลงมูลค่าของผลลัพธ์ที่ได้รับรางวัลโดยใช้ตารางการทดสอบนี้ แต่การตอบสนองด้วยเครื่องมือที่สังเกตเห็นในการทดสอบอัตราส่วนความก้าวหน้าดูเหมือนจะเป็นเป้าหมายโดยตรงและจุดพักที่เพิ่มขึ้นที่พบในหนู expressFosB ที่มีการแสดงออกมากเกินไปนั้นน่าจะเกิดจากแรงจูงใจที่เพิ่มขึ้นและไม่ตอบสนองต่อพฤติกรรม

การทดลอง 4: การแสดงออกของไวรัสเกินจริง ofFosB ในแกน NAc: ประสิทธิภาพของเครื่องมือ

ในการประเมินว่าΔFosBการแสดงออกที่เลือกมากเกินไปใน NAc สามารถอธิบายพฤติกรรมที่สังเกตเห็นในหนู bitransgenic ได้หรือไม่เราฉีด HSV-ΔFosBหรือ HSV-LacZ เป็นตัวควบคุมโดยเลือกเข้าไปในแกนของหนู NAc และศึกษาผลของการจัดการนี้กับอาหาร - เสริมประสิทธิภาพของอุปกรณ์ (มะเดื่อ. 5A, B) หลังการฝึกอบรมนิตยสาร HSV-ΔFosBหรือ HSV-LacZ ถูกฉีดเข้าไปในแกน NAc 40 h ก่อนเริ่มการทดสอบพฤติกรรม ตำแหน่งของการแช่และขอบเขตของการแสดงออกของยีนที่มีไวรัสเป็นสื่อกลางแสดงอยู่ใน รูป 6, A และ B. NAc infusions ของ HSV-ΔFosBผลิตเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในจำนวนของการตอบสนองที่ใช้งานทำ (การแสดงออกของยีนโดยคันโยก, F_(1,12) = 8.534; p ≤ 0.05) (มะเดื่อ. 5A) ซึ่งยืนยันตลอดการทดสอบ เอฟเฟกต์เหล่านี้เป็นสิ่งที่เลือกสรรเนื่องจากไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญของ expressFosB การแสดงออกมากเกินไปภายในแกน NAc กับจำนวนการตอบสนองที่ไม่ได้ใช้งาน (มะเดื่อ. 5B) หรือกิจกรรมของหัวรถจักรพื้นฐานบันทึกวันหลังจากเสร็จสิ้นการทดลอง (ไม่แสดงข้อมูล) overexpression ของΔFosBใน NAc จึงเลียนแบบพฤติกรรมของการสัมผัสกับยาก่อนหน้านี้หรือการแสดงออกของΔFosB

รูป 5

ผลกระทบของเงินทุนของ HSV-ΔFosBในแกน NAc ก่อนการฝึกอบรมเรื่องการตอบสนองด้วยเครื่องมือ A, การตอบสนองที่ใช้งานอยู่ B การตอบสนองที่ไม่ใช้งาน ข้อมูลถูกแสดงเป็นหมายถึง± SEM

รูป 6

A, ตำแหน่งของไซต์การฉีดสำหรับการทดสอบเวกเตอร์ไวรัส ด้านบนวงกลมสีดำที่เต็มไปนั้นสอดคล้องกับเว็บไซต์ของการแช่ เฉพาะเงินทุนที่ทำภายใน ∼0.5 มม. ของพื้นที่นี้ (เช่นภายในแกน NAc) ตามที่ระบุโดยวงกลมถือว่าเป็นที่ยอมรับได้ สัตว์ที่มีเงินทุนนอกเขตนี้ถูกแยกออกจากการวิเคราะห์ทางสถิติ ด้านล่างเว็บไซต์ Infusion ภายใน NAc ในสัตว์ตัวแทน B, การตรวจสอบอิมมูโนเคมีของการแสดงออกของโปรตีนหลังจากการแช่ HSV-LacZ พาเนลด้านบนแสดงการแสดงออกของ gal-galactosidase ภายในแกน NAc (กำลังขยาย 2.5 และ 10 ×) แผงด้านล่างแสดงให้เห็นถึงการขาดอิมมูโนฟลูออเรสเซนต์ในส่วนควบคุมที่อยู่ติดกันโดยใช้กระบวนการอิมมูโนฮิสโตเคมีเดียวกันโดยไม่รวมแอนติบอดี้หลัก

การทดลอง 5: การแสดงออกของไวรัสเกินจริง medFosB ในแกน NAc: อัตราส่วนความก้าวหน้า

การทดลองขั้นสุดท้ายระบุโดยตรงว่าการแสดงออกของΔFosBที่ จำกัด ในแกนหลักของ NAc โดยใช้วิธีการถ่ายโอนยีนที่ใช้สื่อไวรัสนั้นเพียงพอที่จะเพิ่มแรงจูงใจในหนูหรือไม่ ที่นี่ HSV-ΔFosBถูกฉีดหลังจากการฝึกอบรมผ่านเครื่องมือเสร็จสิ้นการขจัดอิทธิพลที่อาจเกิดขึ้นของ overFosB overexpression ในระหว่างการฝึกในการทดสอบอัตราส่วนตามลำดับที่ก้าวหน้า กลุ่มหนูใหม่ได้รับการฝึกฝนเหมือน แต่ก่อนและแบ่งออกเป็นกลุ่มทดลองที่สมดุลโดยยึดตามประสิทธิภาพในวันสุดท้ายของการฝึก ต่อมาสัตว์ได้รับเงินทุนทวิภาคีของ HSV-ΔFosBหรือ HSV-LacZ ในแกน NAc และทดสอบกับอัตราส่วนความก้าวหน้าที่ตอบสนองหลังจาก 5 d ของการแสดงออกมากเกินไป การวิเคราะห์ทางสถิติพบว่าการแสดงออกของยีนอย่างมีนัยสำคัญโดยปฏิสัมพันธ์ของคาน_(1,12) = 14.91; p ≤ 0.01) (มะเดื่อ. 7A) หนูผสมกับ HSV-ΔFosBทำให้การตอบสนองที่ใช้งานมากขึ้น (p ≤ 0.01) เมื่อเทียบกับที่ผสมกับ HSV-LacZ ในขณะที่การตอบสนองบนคันโยกไม่ได้ใช้งาน สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นนี้หนูที่ฉีดด้วย HSV-ΔFosBก็มีจุดพักสูงกว่า (F_(1,12) = 18.849; p ≤ 0.001) (มะเดื่อ. 7B) กว่าสัตว์ที่ผสมด้วย HSV-LacZ ไม่มีผลกระทบของΔFosBต่อการเคลื่อนไหวของหัวรถจักรพื้นฐานทดสอบ 1 h ก่อนการทดสอบอัตราส่วนแบบก้าวหน้า (รูปที่เพิ่มเติม 4A มีให้ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม) ไม่มีความแตกต่างของน้ำหนักตัวในวันที่ทำการทดสอบอัตราส่วนเพิ่ม (รูปที่ 4B เพิ่มเติมมีให้ที่ www.jneurosci.org เป็นวัสดุเสริม) การค้นพบนี้สนับสนุนการสังเกตของเราด้วยหนูพันธุ์ osFosB ที่มีการแสดงออกมากเกินไปและบ่งชี้ว่าการแสดงออกที่เลือก selectFosB ใน NAc นั้นเพียงพอที่จะเพิ่มแรงจูงใจที่เกี่ยวข้องกับอาหาร

รูป 7

ผลของการให้ยา HSV-ΔFosB 5 d ก่อนการทดสอบการตอบสนองของเครื่องมือตามตารางอัตราส่วนการเสริมแรงที่ก้าวหน้า A, Lever ตอบสนอง B, จุดพัก ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย± SEM *** หน้า <0.001; ** หน้า <0.01

การสนทนา

การศึกษาปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าการแสดงออกของΔFosBภายใน NAc ช่วยเสริมพฤติกรรมของเครื่องมือเสริมอาหารR การได้รับโคเคนแอมเฟตามีน MDMA หรือนิโคตินก่อนหน้านั้นเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของอุปกรณ์อย่างต่อเนื่อง การสัมผัสยาเหล่านี้ยังเพิ่มพฤติกรรมที่กระตุ้นให้เกิดอาหารภายใต้ตารางอัตราส่วนการเสริมแรงที่เพิ่มขึ้น. ผลกระทบของการได้รับยาก่อนหน้านี้ถูกเลียนแบบโดยการแสดงออกอย่าง จำกัด ของΔFosBใน striatum โดยใช้ bitransgenic ที่ไม่สามารถเหนี่ยวนำได้ (NSE-tTA × TetOP-ΔFosB) หรือใช้เวกเตอร์ไวรัสใหม่เพื่อแสดงΔFosBที่เลือกสรรใน NAc. โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแสดงออกของΔFosBในแกนหลักของ NAc หลังจากได้รับการตอบสนองด้วยเครื่องมือแล้วแรงจูงใจที่เพิ่มขึ้นสำหรับอาหารภายใต้ตารางอัตราส่วนความก้าวหน้า การค้นพบของเราระบุΔFosBในแกน NAc ว่าเป็นตัวกลางที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้ยากระตุ้นประสาทที่สามารถส่งเสริมพฤติกรรมการใช้เครื่องมือขยายบทบาทสำหรับปัจจัยการถอดความนี้เพื่อรวมกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับแรงจูงใจในการทำงานของพฤติกรรมที่เสริมด้วยอาหาร พวกเขายังเพิ่มความเป็นไปได้ที่เงื่อนไขที่ชักนำการแสดงออกของΔFosBใน NAc อาจส่งผลต่อคุณสมบัติสร้างแรงบันดาลใจของผู้เสริมธรรมชาติและยา.

ΔFosBสะสมในเซลล์ประสาทที่มีหนามปานกลางที่มีการแสดงออกของทั้งสองข้างและด้านหลังหลังจากเรื้อรัง แต่ไม่รุนแรงนักการสัมผัสกับยาเสพติด รูปแบบการแสดงออกในระดับภูมิภาคนี้ได้รับการทำซ้ำในหนูพันธุ์บิตเรนจินที่ไม่สามารถอธิบายได้ที่ใช้ในที่นี้ ในหนูเหล่านี้ ระดับ striatal ที่สูงขึ้นของΔFosBช่วยเพิ่มความไวของสัตว์ต่อโคเคนและมอร์ฟีนเมื่อวัดจากการตั้งค่าสถานที่ที่มีเงื่อนไข (Kelz และคณะ, 1999; Zachariou และคณะ, 2006) นอกจากนี้ยังเพิ่มอัตราความก้าวหน้าในการตอบสนองต่อโคเคนซึ่งชี้ให้เห็นว่าแรงจูงใจในการจัดการโคเคนด้วยตนเองนั้นเพิ่มขึ้นโดย striatal ΔFosB overexpression (Colby และคณะ 2003) ที่นี่เราพบว่า striatal striFosB การแสดงออกที่เกินจริงในหนูเหล่านี้ยังเพิ่มอัตราส่วนความก้าวหน้าในการตอบสนองต่อสารเสริมอาหารและผลกระทบเหล่านี้ได้รับการทำซ้ำโดยการแสดงออกของไวรัสที่ จำกัด medFosB ในแกน NAc ข้อมูลของเราแนะนำว่าΔFosBอาจทำหน้าที่เป็น modulator transcriptional ของแรงจูงใจสำหรับผู้สนับสนุนหลักไม่ว่าจะเป็นอาหารยาเสพติดหรือการออกกำลังกายความคิดที่สอดคล้องกับการสังเกตเบื้องต้นว่าการแสดงออกของ atalFosB ในวงล้อจะเพิ่มขึ้นหลังจากการวิ่งMcClung และคณะ, 2004). ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า NAc การแสดงออกของΔFosBสามารถเสริมแรงจูงใจของผู้เสริมธรรมชาติและยา

อนุภูมิภาคของ NAc ได้รับการโต้เถียงเพื่อไกล่เกลี่ยอิทธิพลของกระบวนการ pavlovian หรือเครื่องมือสร้างแรงจูงใจที่แตกต่างกันต่อประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ (Corbit และคณะ 2001; de Borchgrave และคณะ, 2002) ในขณะที่อิทธิพลทั่วไปที่สร้างแรงบันดาลใจมากขึ้นต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมืออาจถูกเข้ารหัสโดยภูมิภาคอื่น ๆ เช่นนิวเคลียสส่วนกลางของอะมิกดาลา (Corbit และ Balleine, 2005) อย่างไรก็ตามแกนหลักของ NAc ยังได้รับการเสนอให้เป็นเว็บไซต์ที่สำคัญสำหรับการเรียนรู้ด้วยเครื่องมือที่มุ่งเป้าไปที่เป้าหมาย (Smith-Roe และ Kelley, 2000; Baldwin และคณะ, 2002a,b; ตวัด, 2004) เราแสดงผลที่เท่าเทียมกันของการสัมผัสกับยาก่อนหน้านี้และการแสดงออกของยีนในทารกแรกเกิด เงินทุนของ HSV-ΔFosB จำกัด เฉพาะแกน NAc ยังเพิ่มการตอบสนองด้วยเครื่องมือเสริมอาหาร แม้ว่าการทดลองเหล่านี้ไม่ได้ยกเว้นส่วนสนับสนุนของ dorsal striatum ในพฤติกรรมเหล่านี้พวกเขาแนะนำอย่างยิ่งว่า alterFosB ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนภายใน NAc นั้นเพียงพอที่จะเพิ่มการตอบสนองที่กระตุ้นให้เกิดอาหาร เนื่องจากอัตราส่วนการตอบสนองแบบก้าวหน้านั้นเพิ่มขึ้นเช่นกันเมื่อΔFosBถูกแสดงออกมาหลังจากการใช้เครื่องมือที่มีเสถียรภาพมาก่อนหน้านี้บทบาทของแรงจูงใจที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของเครื่องมือดูเหมือนจะเป็นไปได้ ความเป็นไปได้ที่ว่ากิจวัตรของเรายังส่งผลกระทบต่อกระบวนการเรียนรู้ด้วยเครื่องมืออย่างไรก็ตามไม่สามารถยกเว้นได้อย่างสมบูรณ์ เพื่อสนับสนุนข้อสรุปของเราการเพิ่มขึ้นของประสิทธิภาพของเครื่องมือสังเกตหลังจากการสัมผัสโคเคนในช่องปากก่อนหน้า (ไมล์และอัล 2004) ได้รับการโต้เถียงที่จะเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนแรงจูงใจที่สอดคล้องกับความสามารถในการรักษานิโคตินเรื้อรังเพื่อเพิ่มอัตราส่วนความก้าวหน้าการตอบสนองในหนู (Brunzell และคณะ, 2006). นอกจากนี้โดปามีนขนย้ายหนูที่ทำให้ผิดปกติซึ่งเพิ่มระดับโดปามีนนอกเซลล์แสดงทั้งการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน osFosB และการเสริมแรงอาหาร แต่ไม่เปลี่ยนการเรียนรู้ (Cagniard และคณะ, 2006). ยิ่งไปกว่านั้นเราพบว่าการแสดงออกของ striatal ΔFosBในหนูไม่ได้ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานเมื่ออาหารถูก“ ลดคุณค่า” โดยการป้อนล่วงหน้า. ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่าสัตว์มีความอ่อนไหวต่อค่าแรงจูงใจของผู้เสริมแรงและการตอบสนองนั้นเป็นเป้าหมายโดยตรง.

การได้รับยาซ้ำก่อนหน้านี้ยังสามารถเพิ่มการควบคุมพฤติกรรมที่กระทำโดยสิ่งเร้าปรับอากาศที่เกี่ยวข้องกับสารเสริมธรรมชาติที่วัดโดยวิธีพาฟโลเวียน (Harmer and Phillips, 1998; Taylor และ Jentsch, 2001; Olausson และคณะ, 2003) การเสริมแรงแบบมีเงื่อนไข (เทย์เลอร์และฮอร์เกอร์ 1999; Olausson และคณะ, 2004) และการถ่ายโอน pavlovian ไปยังอุปกรณ์ (Wyvell และ Berridge, 2001) ขณะนี้มีหลักฐานที่น่าสนใจว่าแกน NAc ซึ่งตรงข้ามกับเปลือกมีส่วนร่วมในการควบคุมพฤติกรรมที่กระตุ้นด้วยยาโดยสิ่งกระตุ้น pavlovian (พาร์กินสันและคณะ 1999, 2002; Hall และคณะ, 2001; Dalley และคณะ 2002; Ito et al., 2004) ผลลัพธ์ของเราอาจแนะนำว่าการชักนำให้เกิดยาของ ofFosB ใน NAc อาจเป็นกลไกหนึ่งที่เพิ่มการควบคุมพฤติกรรมในขั้นตอนเหล่านี้ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าสิ่งกระตุ้น pavlovian ปรับอากาศซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้สนับสนุนปรับอากาศมีส่วนร่วมในผลกระทบพฤติกรรมในปัจจุบัน การควบคุมพฤติกรรมที่ดีขึ้นโดยสิ่งเร้าที่มีเงื่อนไขเช่นนี้เพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มของ striatal ΔFosBอาจนำไปสู่ผลของโปรตีนในการกำหนดสถานที่ปรับอากาศยากระตุ้น (Kelz และคณะ, 1999; Zachariou และคณะ, 2006) และอัตราส่วนความก้าวหน้าที่ตอบสนองต่อโคเคน (Colby และคณะ 2003) การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการสร้างแรงบันดาลใจได้รับการตั้งสมมติฐานเพื่อสนับสนุนการพัฒนาและการบำรุงรักษาพฤติกรรมการเสพติด (Robinson และ Berridge, 1993; Jentsch และ Taylor, 1999; Robbins และ Everitt, 1999; Nestler, 2004) ข้อมูลที่นำเสนอยังสอดคล้องกับทฤษฎีอื่น ๆ ที่เน้นกระบวนการหลายอย่างที่เป็นเครื่องมือและ pavlovian ในพฤติกรรมเสพติด (Everitt และ Robbins, 2005) จำเป็นต้องมีการทำงานเพิ่มเติมเพื่อกำหนดบทบาทของ neuroadaptations ที่เกิดจากยาและΔFosBใน NAc และอนุภูมิภาค subbic-striatal อื่น ๆ ด้วยความเคารพต่อปัจจัยความสัมพันธ์หรือแรงจูงใจเฉพาะที่อาจเอื้อต่อการทำงานของเครื่องมือและทำให้เกิดพฤติกรรมเชิงบังคับ

แม้ว่าจะไม่ทราบกลไกโมเลกุลที่แม่นยำซึ่งการเปลี่ยนแปลงภายใน NAc มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการเสริมแรงแบบปฐมภูมิหรือแบบไม่มีเงื่อนไข (ตวัดและ Berridge, 2002) เซลล์ประสาทหนามทรงกลมขนาดกลางของ GABAergic ของ NAc ถือเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญสำหรับพลาสติกและขึ้นอยู่กับประสบการณ์ ที่นี่มีการเติมสาร dopaminergic จากบริเวณหน้าท้องส่วนล่างและการป้อน glutamatergic จากอวัยวะ corticolimbic มาบรรจบกับ dendrites ทั่วไปและกระดูกสันหลัง dendritic (Sesack และ Pickel, 1990; Smith และ Bolam, 1990) ผู้ป่วยจิตเภทเรื้อรัง เพิ่มความหนาแน่นของเงี่ยงดังกล่าวบนเซลล์ประสาทในเปลือก NAc และแกนกลาง (โรบินสันและคอล์บ 1999; Robinson และคณะ, 2001; Li et al., 2003, 2004) เมื่อเร็ว ๆ นี้การเหนี่ยวนำของการไวต่อพฤติกรรมมีความสัมพันธ์โดยเฉพาะกับการเพิ่มขึ้นของกระดูกสันหลัง dendritic ภายในแกน NAc (Li et al., 2004) โดยเฉพาะการเพิ่มโคเคนในความหนาแน่นของกระดูกสันหลังยังคงอยู่ใน D เท่านั้น₁- เซลล์ประสาทสัมผัสที่ coexpress ΔFosB (โรบินสันและคอล์บ 1999; Lee และคณะ, 2006). ΔFosBในแกน NAc อาจมีส่วนทำให้เกิดซินแนปพลาสติกที่อาจส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมเครื่องมือ. อันที่จริงมีบทบาทสำคัญสำหรับสารสื่อประสาทโดปามีน - กลูตาเมต (Smith-Roe และ Kelley, 2000), โปรตีน kinase A กิจกรรม (Baldwin และคณะ, 2002a) และการสังเคราะห์โปรตีน de novo (Hernandez et al., 2002) ภายในแกน NAc เกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องมือได้รับการรายงานก่อนหน้านี้ ตอนนี้เราระบุว่าΔFosBเป็นปัจจัยการถอดความที่สามารถเพิ่มการตอบสนองที่เสริมด้วยอาหารอย่างต่อเนื่องเมื่อแสดงออกในแกนหลัก NAc ยีนหรือโปรตีนที่เกี่ยวข้องเฉพาะในเอฟเฟกต์เหล่านี้ยังคงถูกกำหนดไว้อย่างแม่นยำ ΔFosBควบคุมการแสดงออกของโปรตีนหลายชนิดใน NAc ที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาท (McClung และ Nestler, 2003) การวิเคราะห์ microarray เมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นถึงรูปแบบการแสดงออกของยีนใน NAc ของหนู bitransgenic ที่แสดงΔFosBที่ใช้ที่นี่และระบุเซตย่อยของยีนที่ถูกควบคุมโดยการแสดงออกในระยะสั้นของΔFosB (McClung และ Nestler, 2003) BDNF เป็นหนึ่งในยีนดังกล่าวและ BDNF ในวงจรประสาทนี้เป็นที่รู้จักกันเพื่อเพิ่มการตอบสนองต่อยาและตัวชี้นำที่เกี่ยวข้องกับอาหาร (Horger et al., 1999; Grimm et al., 2003; Lu et al., 2004) ยีนที่น่าสนใจเพิ่มเติมคือ ไคเนสที่ขึ้นกับ cyclin 5 (Bibb et al., 2001) ซึ่งถูกเหนี่ยวนำโดยΔFosB และสามารถควบคุมทั้งโครงสร้างพลาสติกที่เกิดจากโคเคนNorrholm et al., 2003) และแรงจูงใจที่วัดโดยอัตราส่วนความก้าวหน้าที่ตอบสนองต่อสารเสริมธรรมชาติหรือยา (JR Taylor, การสังเกตที่ไม่ได้เผยแพร่) ผู้สมัครเพิ่มเติมคือหน่วยย่อย GluR2 ของ AMPA glutamate receptors (Kelz และคณะ, 1999) และปัจจัยการถอดความNFκB (ปัจจัยนิวเคลียร์κB) (ภาษาอื่น ๆ , 2001) มันจะเป็นสิ่งสำคัญในการประเมินโปรตีนเหล่านี้และอื่น ๆ ที่มีการควบคุมในอนุภูมิภาค NAc ในฐานะผู้สมัครเพื่อเป็นสื่อกลางถึงผลกระทบทางพฤติกรรมของΔFosBต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือและแรงจูงใจ

พื้นที่ ชุดการทดลองปัจจุบันแสดงหลักฐานว่าการแสดงออกของΔFosBภายใน NAc สามารถปรับปรุงพฤติกรรมการกระตุ้นอาหารและควบคุมประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ดังที่ได้เคยแสดงเพื่อรับรางวัลยา ข้อมูลเหล่านี้แสดงหลักฐานใหม่ว่าΔFosBอาจทำหน้าที่เป็นสวิทช์ระดับโมเลกุลทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงในด้านแรงจูงใจของผู้สนับสนุนในพฤติกรรมที่มุ่งเป้าหมาย การค้นพบของเราเพิ่มความเป็นไปได้ที่การเหนี่ยวนำของ NAc ΔFosBโดยเช่นยาเสพติดความเครียดหรืออาหารที่ให้ผลตอบแทนสูงอาจเป็นกลไกสำคัญที่ทำให้รัฐมีแรงจูงใจที่ผิดปกติทำให้เกิดความผิดปกติทางจิตเวชที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมบีบบังคับ.

เชิงอรรถ

o ได้รับมีนาคม 15, 2006

o การแก้ไขได้รับมิถุนายน 23, 2006

o ยอมรับสิงหาคม 2, 2006

งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยทุนจากสถาบันแห่งชาติว่าด้วยการใช้ยาในทางที่ผิดสถาบันสุขภาพจิตแห่งชาติและสถาบันแห่งชาติด้านการดื่มสุราและสุรา เรารับทราบถึงความช่วยเหลืออันมีค่าของดิลจาครูเกอร์, ดรูคีราลี, ดร. ราล์ฟดิโลโลน, โรเบิร์ตเซียร์และดร. โจนาธานฮอมเมลที่ภาควิชาจิตเวชศาสตร์มหาวิทยาลัยเยล เราขอขอบคุณดร. Jennifer Quinn และ Dr. Paul Hitchcott ที่ให้ความเห็นที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับต้นฉบับนี้

ควรติดต่อจดหมายไปยัง Jane R. Taylor, แผนกจิตเวชศาสตร์, แผนกจิตเวชศาสตร์โมเลกุล, คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยเยล, ศูนย์วิจัย Ribicoff, ศูนย์สุขภาพจิตคอนเนตทิคัต, 34 Park Street, New Haven, CT 06508[ป้องกันอีเมล]

อ้างอิง

1. ↵

1. จังหวัดอี

2. เฉิน JS

3. Zagouras P

4. Magna H,

5. ฮอลแลนด์เจ

6. Schaeffer E

7. Nestler EJ

(2001) การเหนี่ยวนำNFκBในนิวเคลียส accumbens โดยการบริหารโคเคนเรื้อรัง J Neurochem 79: 221 – 224