โดปามีนกระตุ้นการแสวงหารางวัลโดยการกระตุ้นการกระตุ้นด้วยคิวในนิวเคลียส accumbens (2014)

บทนำ

การฉายโดปามีนจากพื้นที่หน้าท้อง (VTA) ถึงเอ็นอาร์ซีเป็นองค์ประกอบสำคัญของวงจรประสาทที่ส่งเสริมพฤติกรรมการแสวงหารางวัล (Nicola, 2007) หากฟังก์ชั่นโดปามีนลดลงทดลองสัตว์มีโอกาสน้อยที่จะใช้ความพยายามเพื่อรับรางวัล (Salamone และ Correa, 2012) และมักจะล้มเหลวในการตอบสนองต่อตัวชี้นำการทำนายผลตอบแทน (Di Ciano et al., 2001; หยุนและคณะ, 2004; Nicola, 2007, 2010; แซนเดอร์และโรบินสัน 2012) การขาดดุลเหล่านี้เกิดจากการด้อยค่าขององค์ประกอบเฉพาะของการแสวงหารางวัล: ความล่าช้าในการเริ่มต้นพฤติกรรมการเข้าใกล้จะเพิ่มขึ้นในขณะที่ความเร็วของการเข้าหา, ความสามารถในการค้นหาเป้าหมายและดำเนินการพฤติกรรมของผู้ปฏิบัติงานที่จำเป็น บริโภครางวัลจะไม่ได้รับผลกระทบ (Nicola, 2010) โดปามีนต้องส่งเสริมวิธีการโดยมีอิทธิพลต่อกิจกรรมของเซลล์ประสาท NAc แต่ลักษณะของอิทธิพลนี้ยังไม่ชัดเจน สัดส่วนของเซลล์ประสาท NAc ขนาดใหญ่จะตื่นเต้นหรือถูกยับยั้งโดยตัวชี้นำที่คาดเดาได้Nicola และคณะ, 2004a; Roitman และคณะ, 2005; Ambroggi และคณะ, 2008, 2011; McGinty และคณะ, 2013) และการกระตุ้นจะเริ่มก่อนที่จะเริ่มมีพฤติกรรมเข้าใกล้และคาดการณ์ความล่าช้าในการเริ่มการเคลื่อนที่ (McGinty และคณะ, 2013) ดังนั้นกิจกรรมนี้มีลักษณะที่ต้องการของสัญญาณที่ขึ้นกับโดปามีนที่ส่งเสริมวิธีการเข้าใกล้ แต่ไม่ทราบว่าเป็นเช่นนั้นหรือไม่

เซลล์ประสาทในสองโครงสร้างที่ส่งสารกลูตาเมตต์ซิกไปยัง NAc, BLA และ pial medial PFC ด้านหลังBrog et al., 1993) ตื่นเต้นกับสิ่งที่คาดเดาได้จากรางวัล (Schoenbaum และคณะ, 1998; Ambroggi และคณะ, 2008) และการยกเลิกการย้อนกลับของโครงสร้างเหล่านี้อย่างใดอย่างหนึ่ง (Ambroggi และคณะ, 2008; Ishikawa และคณะ, 2008) หรือของ VTA (หยุนและคณะ, 2004) ลดขนาดของการกระตุ้นด้วยคิวที่ปรากฎใน NAc ข้อสังเกตเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการกระตุ้นด้วยนาซีคิวถูกกระตุ้นด้วยปัจจัยกลูตามาเทอจิค แต่ไม่มีโดปามีน NAc แม้ปัจจัยกระตุ้นที่แข็งแกร่งเหล่านี้จะไม่เพียงพอที่จะเพิ่มการยิงคิว อย่างไรก็ตามข้อสรุปนี้ผอมบาง เซลล์ประสาท NAc จำนวนมากถูกยับยั้งโดยตัวชี้นำ (Nicola และคณะ, 2004a; Ambroggi และคณะ, 2011) และไม่ทราบว่าการกระตุ้นหรือการยับยั้งมีความสำคัญต่อการเปิดใช้งานพฤติกรรมของวิธีการหรือไม่ นอกจากนี้การหยุดใช้งาน VTA สามารถลดการกระตุ้นการเลือกปฏิบัติ (DS) - กระตุ้นการกระตุ้นโดยกลไกโดปามีนอิสระ: ลดการเข้ารหัสคิวใน BLA และ PFC ซึ่งได้รับการคาดการณ์จาก VTA (สเวนสัน, 1982); ลดการยิงของเซลล์ประสาท GABAergic VTA ที่คาดว่าจะเป็น NAc (Van Bockstaele และ Pickel, 1995); หรือลดการปล่อยกลูตาเมตจาก dopaminergic neurons (Stuber และคณะ, 2010) สุดท้ายเนื่องจากการหยุดใช้งาน VTA ไม่เพียง แต่ลดการเผา NAc DS เท่านั้น แต่ยังช่วยให้เกิดพฤติกรรมที่เรียกว่า DS (หยุนและคณะ, 2004) การกระตุ้นของ DS อาจเป็นเรื่องรองมากกว่าเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนไหวตามเป้าหมาย

เพื่อทดสอบบทบาทของ NAc โดปามีนโดยตรงในการเผาคิวเราได้คิดค้นโพรบชนิดใหม่สำหรับใช้ในหนูทดลองพฤติกรรม: อาร์เรย์อิเล็กโทรดแบบวงกลมที่ล้อมรอบ cannula ฉีดตรงกลางซึ่งช่วยให้สามารถบันทึกกิจกรรมการยิงยูนิตและการเติมโดปามีน เข้าไปในพื้นที่นอกเซลล์รอบ ๆ เซลล์ประสาทที่บันทึกไว้ (du Hoffmann และคณะ, 2011) ข้อตกลงนี้ช่วยให้เราสามารถสร้างการเชื่อมโยงระหว่างการกระตุ้นโดปามีนรับการยิงเซลล์ประสาท NAc และพฤติกรรมการแสวงหารางวัล: หากการปิดกั้นการรับโดปามีน NAc ยับยั้งทั้งสัญญาณคิวปรากฏและการเริ่มต้นของวิธีนี้จะให้หลักฐานที่แข็งแกร่ง โดปามีนจากภายนอกและสัญญาณนี้จำเป็นสำหรับพฤติกรรมของวิธีการ

วัสดุและวิธีการ

สัตว์

ตัวผู้หนูยาว - อีวานสิบห้าตัว (275 – 300 g เมื่อเดินทางมาถึง) ได้มาจากแม่น้ำชาร์ลส์และตั้งอยู่อย่างโดดเดี่ยว หนึ่งสัปดาห์หลังจากการมาถึงของพวกเขาหนูถูกจัดการเป็นเวลาหลายนาทีทุกวันเพื่อให้ 3 d ทำให้พวกเขาคุ้นเคยกับผู้ทดลอง หลังเกิดความเคยชินหนูถูกวางบนอาหารที่ จำกัด ของ 13 g ของหนูเชาเชาต่อวัน โฆษณาฟรี มีการจัดเตรียมอาหารสำหรับ 7 d หลังจากการผ่าตัดหลังจากนั้นสัตว์จะถูกนำกลับไปวางบนอาหารที่ จำกัด กระบวนการของสัตว์นั้นสอดคล้องกับคู่มือสุขภาพแห่งชาติเพื่อการดูแลและการใช้สัตว์ทดลองและได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการการดูแลและการใช้สัตว์ประจำสถาบันของ Albert Einstein College of Medicine

ห้องผ่าตัด

การทดลองเกี่ยวกับพฤติกรรมทั้งหมดและการฝึกอบรมเกี่ยวกับพฤติกรรมเกิดขึ้นในห้อง Plexiglas แบบทำเอง (40 cm square, 60 cm สูง) เหล่านี้ตั้งอยู่ในตู้โลหะที่ทำหน้าที่เป็นกรงฟาราเดย์; ตู้นั้นมีโฟมอะคูสติกและมีการเล่นเสียงสีขาวอย่างต่อเนื่องผ่านลำโพงเฉพาะเพื่อลดการได้ยินเสียงจากภายนอกภายในห้อง ห้องผู้ปฏิบัติการได้รับการติดตั้งอุปกรณ์รับรางวัลบนผนังด้านหนึ่งพร้อมคันโยกแบบหดได้ทั้งสองด้าน โฟโต้แคมที่ด้านหน้าของเต้ารับใช้สำหรับวัดการเข้าและเวลาออก การแก้ปัญหาชั่วคราวของระบบควบคุมพฤติกรรม (Med Associates) คือ 1 ms

งาน DS

สัตว์ได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับภารกิจ DS ตามขั้นตอนที่คล้ายกับสัตว์ที่ใช้ก่อนหน้าNicola และคณะ, 2004a,b; Ambroggi และคณะ, 2008, 2011; Nicola, 2010; McGinty และคณะ, 2013). มีการนำเสนอสองตัวชี้นำทีละรายการไม่ว่าจะเป็น DS แบบทำนายผลตอบแทนหรือสิ่งกระตุ้นที่เป็นกลาง (NS) สัญญาณเสียงประกอบด้วยเสียงไซเรน (ซึ่งหมุนวนในความถี่ตั้งแต่ 4 ถึง 8 kHz ในช่วง 400 มิลลิวินาที) และโทนเสียงไม่ต่อเนื่อง (เปิดโทน 6 kHz เป็นเวลา 40 มิลลิวินาที, ปิดเป็นเวลา 50 มิลลิวินาที) การกำหนดโทนเสียงเฉพาะให้กับ DS หรือ NS ถูกสุ่มในหนู ช่วงเวลาระหว่างกลาง (ITI) ถูกเลือกแบบสุ่มจากการแจกแจงเลขชี้กำลังที่ถูกตัดทอนด้วยค่าเฉลี่ย 30 วินาทีและสูงสุด 150 วินาที NS มักจะถูกนำเสนอเป็นเวลา 10 วินาที; การกดคันโยกระหว่าง NS ถูกบันทึกไว้ แต่ไม่มีผลตามโปรแกรม คันโยก "ใช้งาน" และ "ไม่ใช้งาน" ถูกสุ่มให้กับคันโยกซ้ายและขวาสำหรับหนูแต่ละตัวในช่วงเริ่มต้นของการฝึกและไม่แตกต่างกันไปในภายหลัง การตอบสนองของคันโยกบนคันโยกที่ใช้งานอยู่ในระหว่าง DS สิ้นสุดคิวและการป้อนครั้งแรกที่ตามมาทำให้เกิดการส่งมอบรางวัลซูโครส 10% ไปยังหลุมที่ตั้งอยู่ในช่องรับ การนำเสนอ DS ในระหว่างที่สัตว์ไม่ตอบสนองถูกยุติลงหลังจาก 10 วินาที การตอบสนองระหว่าง ITI (ระหว่างการนำเสนอคิว) และการตอบสนองบนคันโยกที่ไม่ได้ใช้งานได้รับการบันทึกไว้ แต่ไม่ได้ส่งผลให้ได้รับรางวัล สัตว์ต่างๆได้รับการฝึกฝนเกี่ยวกับภารกิจ DS จนกระทั่งพวกมันตอบสนองต่อ DS> 80% และ NS <20% ในการฝึก 2 ชั่วโมง

อาร์เรย์ microelectrode แบบ Cannulated

หลังจากการฝึกอบรมครั้งแรกหนูถูกฝังด้วย microarrays cannulated ประกอบด้วยแปดขั้วไฟฟ้า microwire ทังสเตนรอบ ๆ คู่มือ microinjection กลาง cannula สิ่งเหล่านี้ถูกสร้างและติดตั้งในไมโครไดรฟ์ที่ทำเองตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้า (du Hoffmann และคณะ, 2011) สกรูหมุนตามเข็มนาฬิกาตามเข็มนาฬิกาจะเคลื่อนย้ายอิเล็กโทรดและ cannula เป็นหน่วย ventrally 300 μm (โดยไม่มีการหมุนของโพรบ) ทำให้เราสามารถบันทึกจากเซลล์ประสาทที่มีเอกลักษณ์หลายแห่งในสัตว์ชนิดเดียวกัน

เพื่อสอดใส่อาร์เรย์ cannulated, หนูได้เตรียมไว้สำหรับการผ่าตัดและวางไว้ในเครื่องมือ stereotaxic ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ (du Hoffmann และคณะ, 2011; McGinty และคณะ, 2013) ยาระงับความรู้สึกถูกชักนำและคงไว้ด้วย isoflurane (0.5 – 3%) สัตว์จะได้รับยาปฏิชีวนะ (Baytril) ทันทีก่อนการผ่าตัดและการผ่าตัด 24 ชั่วโมงหลังการผ่าตัด อาร์เรย์ที่ถูกยิงถูกสอดเข้าไปทั้งสองข้างเข้าไปในแกนหลัง NAc (1.4 mm ด้านหน้าและ 1.5 mm ด้านข้างจาก bregma และ 6.5 mm หน้าท้องจากกะโหลกศีรษะ) อิเล็กโทรดและ microdrives ถูกยึดไว้กับกะโหลกศีรษะด้วยสกรูกระดูกและอะคริลิคทันตกรรมและสอดสายเข้าไปใน cannulae เพื่อให้ปลายของ obturators นั้นถูกล้างด้วยปลายของ cannulae นำทาง หลังการผ่าตัดหนังศีรษะได้รับการรักษาด้วย Neo-Predef เพื่อป้องกันการติดเชื้อและสัตว์ได้รับอนุญาตให้รักษา 1 สัปดาห์ของการกู้คืนก่อนดำเนินการทดลอง สำหรับยาแก้ปวดหลังผ่าตัดสัตว์ได้รับยาคีโตโปรเฟนต้านการอักเสบแบบ nonsteroidal มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม

ยาเสพติด

SCH23390 และ raclopride ถูกซื้อจาก Sigma ในวันทดสอบยาถูกเตรียมขึ้นใหม่โดยการละลายในน้ำเกลือที่ปราศจากเชื้อ 0.9% ยาถูกใช้ในขนาดของ 1.1 μg SCH233390 ใน 0.55 μl saline ต่อด้านและ 6.4 μg raclopride ใน 0.8 μl saline ต่อด้าน SCH233390 และ raclopride ถูกฉีดเข้าไปใน 12 และ 17.5 min ตามลำดับ ในการทดลองนำร่องเราพบว่าการเข้าร่วมของ 12 min ในระดับทวิภาคีที่ยั่งยืนนั้นมีนัยสำคัญ แต่มีผลชั่วคราวต่ออัตราส่วนการตอบสนองต่อ DS ดังนั้นเพื่อเพิ่มผลกระทบเราจึงเพิ่มระยะเวลาของการแช่ raclopride เพื่อให้ข้อมูลทางเภสัชวิทยาของยามีลักษณะใกล้เคียงกับ SCH23390 การฉีดทั้งสองข้างเดียวหรือข้างเดียวเท่านั้นต่อการบันทึกหนึ่งครั้ง (หนึ่งครั้งต่อวัน) สัตว์ทุกชนิดได้รับการฉีดยาพิษจากฝ่ายตรงข้ามเพียงครั้งเดียวอย่างน้อยหนึ่งครั้งและการฉีดคู่ต่อสู้ฝ่ายเดียว (หรือหลายครั้ง) ในระหว่างการทดลองคู่ต่อสู้ฝ่ายเดียวเราได้ฉีดน้ำเกลือไปพร้อม ๆ กันเพื่อเป็นพาหนะควบคุม contralateral ไปยังซีกโลกที่ได้รับศัตรู

ขั้นตอนการบันทึกขนาดเล็กและขนาดเล็ก

อุปกรณ์สำหรับการบันทึกและบันทึกขนาดเล็กพร้อมกันได้รับการอธิบายก่อนหน้านี้ (du Hoffmann และคณะ, 2011). สายบันทึกที่นำจากเฮดสเตจสิ้นสุดลงในตัวสับเปลี่ยนไฟฟ้า 24 ช่องพร้อมรูเจาะกลาง (Moog) ซึ่งส่งผ่านสัญญาณไปยังระบบบันทึกด้วยไฟฟ้า เข็มฉีดยาสองกระบอกติดตั้งอยู่ในปั๊มกระบอกเดียวที่อยู่นอกห้อง เส้นของเหลวจากกระบอกฉีดยานำไปสู่การหมุนของไหลสองช่องทาง (Instech Laboratories) ที่ติดตั้งอยู่เหนือเครื่องสับเปลี่ยน สายของไหลลงมาจากการหมุนผ่านรูเจาะของคอมมิวเตเตอร์วิ่งไปตามสายบันทึกและสิ้นสุดที่ไมโครอินเจ็คเตอร์ 33 เกจสองตัว

ก่อนการบันทึกเครื่องไมโครหัวฉีดจะถูกเติมด้วยสารละลายยาและจากนั้นใส่ลงในแคนนูแลคู่มือสัตว์ เคล็ดลับไมโครหัวฉีดขยายออกไป 0.5 มม. เหนือแคนนูแลไกด์เพื่อให้ปลายของหัวฉีดไมโครอยู่ต่ำกว่าปลายอิเล็กโทรดและ ∼670 μmจากกึ่งกลางของขั้วไฟฟ้าแต่ละอัน ก่อนเติมยาเส้นของเหลวและหัวฉีดขนาดเล็กเต็มไปด้วยน้ำมันแร่และมีการทำเครื่องหมายระดับของส่วนต่อประสานน้ำมันกับน้ำเพื่ออำนวยความสะดวก โพสต์เฉพาะกิจ ยืนยันว่ายาถูกฉีด ในที่สุดเวทีศีรษะเชื่อมต่อกับสัตว์และสายของเหลวถูกยึดเข้ากับสายเคเบิลบันทึกอย่างแน่นหนาเพื่อให้ microinjectors เข้าที่ตลอดระยะเวลาของการทดลอง สัตว์ที่เตรียมในลักษณะนี้ได้รับอนุญาตให้ทำงาน DS เป็นระยะเวลาพื้นฐานอย่างน้อย 45 นาทีในระหว่างที่กิจกรรมประสาทถูกบันทึก จากนั้นปั๊มเข็มฉีดยาถูกเปิดจากระยะไกลเพื่อใส่ยาเข้าไปในสมอง การฉีดไม่จำเป็นต้องมีการจัดการกับสัตว์หรือเปิดประตูห้องและเซสชันพฤติกรรมยังคงไม่หยุดชะงักตลอดระยะเวลาพื้นฐานการแช่และ postinfusion

สัญญาณแรงดันไฟฟ้าประสาทถูกบันทึกด้วยแอมพลิฟายเออร์ระดับสูง (อัตราขยายรวม) ขยายเวลา 10,000 และแปลงเป็นดิจิทัลโดยใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ (Plexon) เราบันทึกจากเซลล์ประสาท 379 ในการบันทึก / ฉีด 38 ในหนู 15 ในช่วง 38 นั้น 7 ถูกยกเลิกเนื่องจากพฤติกรรมที่ไม่ดีในช่วงระยะเวลาการอ้างอิงพื้นฐานหรือเนื่องจากไม่มีเซลล์ประสาทใดที่สามารถแยกได้อย่างน่าเชื่อถือ ดังนั้นการวิเคราะห์ระบบประสาทของเราจึงมุ่งเน้นไปที่การบันทึก / ฉีด 31 ซึ่งเราบันทึกจากเซลล์ประสาทที่แยกได้ของ 322 ในหนู 12 หลังจากการบันทึก / การฉีดแต่ละครั้งไมโครไดรฟ์ที่ถืออาร์เรย์อิเล็กโทรดนั้นมีความก้าวหน้า ∼150 μm (ครึ่งหนึ่งของสกรู microdrive) เพื่อย้ายอิเล็กโทรดไปทางช่องท้องเพื่อบันทึกจากประชากรใหม่ของเซลล์ประสาท หากมีการตรวจพบเซลล์ประสาทจำนวนน้อย (หรือไม่มี) อาเรย์จะมีความก้าวหน้าทุกวัน ๆ จนกว่าจะตรวจพบเซลล์ประสาท

การวิเคราะห์

ข้อมูลถูกแบ่งออกเป็น preinject, postinject และช่วงเวลาการกู้คืนซึ่งกำหนดไว้ตามลำดับเนื่องจาก 45 min ก่อนการแช่ของคู่อริ, 40 min เริ่มต้นด้วยสิ้นสุดการฉีดและ 33 นาทีสุดท้าย (2000 s) ของ แต่ละเซสชัน (ซึ่งกินเวลาทั้งหมด 2 – 3 h) ระยะเวลาหลังการฉีดจะสัมพันธ์กับช่วงเวลาที่ยาเสพติดมีผลต่อพฤติกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อฉีดทั้งสองข้าง (มะเดื่อ. 1C).

 

รูป 1

ผลของคู่อริตัวรับโดปามีนต่อพฤติกรรมการเข้าใกล้แบบ DS-cued Aแผนผังของงาน DS B, มัธยฐาน (จุด) และควอไทล์กลาง (เส้นแนวตั้ง) ของอัตราส่วนการตอบสนองของ DS (ส้ม) และ NS (สีน้ำเงิน) ในช่วงเวลาการพินิจพิเคราะห์สำหรับเซสชันพฤติกรรมทั้งหมด ...

การแยกหน่วยเดี่ยวดำเนินการแบบออฟไลน์ด้วย Offline Sorter (Plexon) โดยใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก เฉพาะหน่วยที่มีรูปคลื่นที่กำหนดไว้อย่างดี (> 100 μV) ที่แตกต่างอย่างชัดเจนจากระดับสัญญาณรบกวน (<20–50 μV) เท่านั้นที่จะรวมอยู่ในการวิเคราะห์ในภายหลัง การแจกแจงช่วงเวลาแบบ Interspike และ cross-correlograms ถูกนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าหน่วยเดี่ยวแยกออกจากกันได้ดีและจากเสียงพื้นหลัง (ซอฟต์แวร์ Neural Explorer, Nex-Tech) การประทับเวลาของ spikes ที่ตรวจสอบแล้วได้รับการวิเคราะห์ด้วยกิจวัตรที่กำหนดเองในสภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์ R ฮิสโทแกรมเวลา Peristimulus ที่สร้างขึ้นรอบ ๆ DS และ NS ในถังเวลา 50 มิลลิวินาทีถูกใช้เพื่อหาปริมาณและตรวจจับการกระตุ้นที่กระตุ้นให้เกิดคิวใน ตัวเลข 2A, , 3,3, , 4,4, , 55A, , 66A, , 77A, , 88Aและ and1010A-C. ในการตรวจสอบว่าเซลล์ประสาทแสดงการกระตุ้น DS- ที่มีนัยสำคัญฟังก์ชันการแจกแจงความน่าจะเป็นปัวซองถูกคำนวณสำหรับระยะเวลาพื้นฐานของ 10 ก่อนแต่ละคิวหรือไม่ เซลล์ประสาทได้รับการพิจารณาว่าเป็น DS ที่น่าตื่นเต้นถ้ามันแสดงค่าเฉลี่ยขัดขวางเหนือช่วงความเชื่อมั่น 99% บนของการกระจายของอัตราการยิงพื้นฐานใน 50 ms หนึ่งถังหรือมากกว่าระหว่าง 50 และ 200 ms หลังจากเริ่มคิว สำหรับเซลล์ประสาทที่มีการกระตุ้นด้วย DS-evoke อย่างมีนัยสำคัญในช่วงระยะเวลาการอ้างอิงพื้นฐานอัตราการยิงเฉลี่ยใน 50 ms เวลาที่ถูกล็อกไปยังการโจมตี DS และ NS ในแต่ละช่วงในแต่ละเซสชันและค่าเฉลี่ยและค่ามัธยฐาน (มะเดื่อ 2C-E, , 55A, , 66A, , 77A, , 88A, , 1010B,C) เปรียบเทียบอัตราการยิงข้ามเซลล์ประสาท เนื่องจากเซลล์ประสาทที่มีการกระตุ้น NS ที่ตรวจพบได้ทางสถิตินั้นเกือบจะตื่นเต้นเสมอโดย DS [ไม่แสดง แต่ถูกรายงานก่อนหน้านี้ (Ambroggi และคณะ, 2011)] เราวิเคราะห์การตอบสนอง NS สำหรับเซลล์ประสาททั้งหมดด้วยการตอบสนอง DS ที่สำคัญ นอกจากจะระบุไว้เป็นอย่างอื่นการเปรียบเทียบทางสถิติทั้งหมดที่ใช้ในการทดสอบผลรวมอันดับ Wilcoxon ของเซลล์ประสาท

 

รูป 2

การกระตุ้นด้วย DS-evoked ทำนายพฤติกรรมการแสวงหารางวัลที่ตามมาและเข้ารหัสระยะใกล้กับคันโยก A, ฮิสโทแกรมเวลาเฉลี่ยเหตุการณ์ล่วงหน้าที่สอดคล้องกับการโจมตีของ DS (การติดตามสีส้ม) หรือ NS (การติดตามสีน้ำเงิน) สำหรับเซลล์ประสาท 145 ที่มีการกระตุ้นอย่างมีนัยสำคัญ ...

 

รูป 3

ตัวอย่างเซลล์ประสาทแสดงให้เห็นว่าคู่ต่อสู้ D1 และ D2 ลดการกระตุ้นของ DS-evoked แรสเตอร์และฮิสโทแกรมที่สอดคล้องกันแสดงให้เห็นการยิงของเซลล์ประสาท DS ที่ตื่นเต้นสี่แบบที่แตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับการโจมตีของ DS ข้อมูลมาจากการทดลอง 40 ครั้งล่าสุดก่อนหน้าการเริ่มต้นทันที ...

 

รูป 4

ผลของการฉีดวัคซีนกระตุ้นโดปามีนแบบทวิภาคีต่อการกระตุ้นด้วยคิวเป็นการทำนายผลของพฤติกรรมบนพื้นฐานการทดลองโดยการทดลอง A, C, การวิเคราะห์แบบทดลองโดยการทดลองของการเข้ารหัสเซลล์ประสาทของเวลาแฝงของหนูเพื่อไปถึงคันโยกสำหรับเซลล์ประสาทเดียวกันที่แสดง ...

 

รูป 5

จำเป็นต้องมีการเปิดใช้งานตัวรับ D1 สำหรับการกระตุ้น DS-evoked A, ฮิสโทแกรมเวลาเหตุการณ์ Peri จัดชิดกับการโจมตี DS สำหรับเซลล์ประสาทที่มีการกระตุ้นที่สำคัญ DS- ปรากฏในช่วงเวลาก่อนการเกิดโรค ร่องรอยและเมฆหมายถึงอัตราการยิงเฉลี่ย± SEM ...

 

รูป 6

การเปิดใช้งานตัวรับ D2 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการกระตุ้น DS-evoked A, ฮิสโทแกรมเวลาเหตุการณ์ Peri จัดชิดกับการโจมตี DS สำหรับเซลล์ประสาทที่มีการกระตุ้นที่สำคัญ DS- ปรากฏในช่วงเวลาก่อนการฉีด raclopride การกระตุ้นจาก DS - ปรากฏลดลงโดยทวิภาคี ...

 

รูป 7

การเปิดใช้งานตัวรับ D1 ไม่จำเป็นสำหรับการกระตุ้น NS-evoked A, ฮิสโทแกรมเวลาเหตุการณ์ Peri จัดชิดกับ NS เริ่มมีอาการสำหรับเซลล์ประสาทที่มีการกระตุ้นที่สำคัญ DS- ปรากฏในช่วงเวลาก่อนการเกิดโรค ประชากรเหล่านี้ทับซ้อนกันทั้งหมดดังนั้นเซลล์ประสาทเดียวกัน ...

 

รูป 8

การเปิดใช้งานตัวรับ D2 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการกระตุ้น NS-evoked A, ฮิสโทแกรมเวลาเหตุการณ์ Peri จัดชิดกับ NS เริ่มมีอาการสำหรับเซลล์ประสาทที่มีการกระตุ้นที่สำคัญ DS- ปรากฏในช่วงเวลาก่อนการเกิดโรค การกระตุ้น NS ลดลงในเงื่อนไขทวิภาคีและ ipsilateral ...

 

รูป 10

การแช่น้ำเกลือไม่มีผลต่อการกระตุ้นของ DS- หรือ NS-evoked และไม่จำเป็นต้องมีการเปิดใช้งานตัวรับ D1 หรือ D2 สำหรับการบำรุงรักษาอัตราการยิงพื้นฐาน Aเซลล์ประสาท DS เดียวตื่นเต้นบันทึกไว้ในระหว่างการแช่น้ำเกลือ การประชุมนั้นเหมือนกัน ...

สำหรับ รูป 4เราพิจารณาว่าผลของการฉีดคู่อริทวิภาคีต่อเวลาแฝงในการไปถึงคันโยกนั้นมีความสัมพันธ์กับผลของคู่อริต่อขนาดของการกระตุ้นที่กระตุ้นด้วย DS บนพื้นฐานการทดลองโดยการทดลองหรือไม่ อันดับแรกเราคำนวณอัตราการยิงโดยเฉลี่ยตั้งแต่ 100 ถึง 400 มิลลิวินาทีหลังจากที่ DS เริ่มมีอาการในทุกการทดลองสำหรับเซลล์ประสาทที่บันทึกไว้ทั้งหมดซึ่งแสดงการกระตุ้น DS อย่างมีนัยสำคัญก่อนการให้ยาคู่อริแบบทวิภาคี ต่อไปสำหรับเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์เราคำนวณค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์อันดับของ Spearman โดยเปรียบเทียบขนาดการทดลองโดยการทดลองของการกระตุ้นที่กระตุ้นด้วย DS และเวลาแฝงของหนูที่จะไปถึงคันโยกในการทดลองที่สอดคล้องกัน ความสัมพันธ์เหล่านี้ถูกพล็อตในฮิสโตแกรมใน รูป 4B,D. การทดลอง DS ทั้งหมดรวมอยู่ในการวิเคราะห์นี้ หากสัตว์ไม่ได้กดคันโยกเวลาแฝงของ 10 s (ความยาวสูงสุดของการนำเสนอคิว) ถูกกำหนดให้กับการทดลองนั้น เราคำนวณค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เหล่านี้สำหรับช่วงเวลาการพินิจพิเคราะห์ตามที่กำหนดไว้ข้างต้น เราขยายระยะเวลาการโพสต์โดย 1000 s เพื่อให้ได้ตัวอย่างที่กว้างขึ้นของเวลาแฝงในการทดลองที่สัตว์ตอบสนองหลังจากการฉีดยาทั้งสองข้าง ในการประเมินความสำคัญของความสัมพันธ์ส่วนบุคคลเราใช้ asymptotic แบบสองด้าน t- การประมาณค่าเนื่องจากค่าที่แน่นอน p ไม่สามารถคำนวณค่าได้เมื่อมีความสัมพันธ์อยู่ในข้อมูลอันดับ จากนั้นเราใช้การทดสอบ Wilcoxon แบบจับคู่เพื่อเปรียบเทียบค่ามัธยฐานของการแจกแจงสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ก่อนและหลังการฉีดปฏิปักษ์

เนื่องจากเซลล์ประสาท NAc มีอัตราการยิงพื้นฐานที่ต่ำพร้อมขอบเขตความเชื่อมั่นที่ต่ำกว่าซึ่งมักจะครอบคลุมศูนย์การยับยั้งจึงยากต่อการตรวจจับและหาปริมาณมากกว่าการกระตุ้น ดังนั้นนอกเหนือจากขั้นตอนที่อธิบายไว้ข้างต้นซึ่งใช้ในการตรวจจับการกระตุ้นเรายังใช้การวิเคราะห์ลักษณะการทำงานของตัวรับ (ROC) ซึ่งเป็นวิธีที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นในการหาปริมาณโอกาสที่อัตราการเผาในถังขยะ 50 ms ต่อเนื่อง แตกต่างจากอัตราการยิงในพื้นฐาน precute 10 การวิเคราะห์นี้ดำเนินการแยกกันสำหรับช่วงเวลาการ preinject และ postinject สำหรับแต่ละ bin เราคำนวณพื้นที่ใต้เส้นโค้ง ROC (AUC) ค่า AUC ของ 0.5 บ่งบอกว่าไม่มีความแตกต่างจากการเผาแบบ precue ในขณะที่ค่าที่ใกล้เคียงกับ 0 หรือ 1 บ่งชี้ความน่าจะเป็นที่เซลล์ประสาทถูกยับยั้งหรือตื่นเต้นมากขึ้นตามลำดับ เพื่อแสดงให้เห็นภาพที่เป็นกลางโดยสิ้นเชิงกิจกรรมของโครงข่ายประสาทเทียมในประชากรทั้งหมดของเซลล์ประสาทที่ถูกบันทึกอัตราการยิงและค่า AUC ถูกคำนวณสำหรับถังขยะ 50 ms; เพื่อความราบรื่นของข้อมูลถังขยะถูกปรับปรุงโดย 10 ms เพื่อการคำนวณ AUC ที่ต่อเนื่อง ค่า AUC ที่ราบเรียบจะถูกพล็อตเป็นแผนผังความร้อนที่มีความละเอียด 10 ms (โดยแต่ละค่าจะเป็นตัวแทนของ AUC ใน 50 ms ถัดไป) ใน ตัวเลข 5B, , 66B, , 77B, , 88Bและ and1010D,E.

ต่อไปเราจะวัดปริมาณว่าค่า AUC ซึ่งคำนวณในถังขยะ 50 มิลลิวินาทีที่ไม่ซ้อนทับสะท้อนให้เห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการยิงหรือไม่ สำหรับแต่ละถังเราสร้างค่า AUC ที่บูตได้ 10,000 ครั้งแรกจากการสุ่มสุ่มของอัตราการยิงพื้นฐานที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและอัตราการยิงในถังหลังที่เกี่ยวข้อง จากนั้นเราจะพิจารณาความน่าจะเป็นสองด้านที่ค่า AUC จริงถูกดึงมาจากการแจกแจงของค่า bootstrapped หากความน่าจะเป็น <0.05 เราถือว่าการยิงในถังขยะแตกต่างจากค่าพื้นฐานที่ตั้งไว้ ในที่สุดเราก็นับจำนวนเซลล์ประสาทที่มีอัตราการยิงในแต่ละถังที่มากกว่าหรือน้อยกว่าการยิงพื้นฐานที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างมีนัยสำคัญและพล็อตค่าเหล่านี้เป็นเศษส่วนของประชากรทั้งหมด (มะเดื่อ 5C, , 66C, , 77C, , 88C, , 99B,D, , 1010F,G).

 

รูป 9

กิจกรรมของระบบประสาทที่จัดไว้เพื่อให้รางวัลแก่ช่องทางเข้าจะไม่ได้รับผลกระทบจากการฉีดวัคซีนของ ipsilateral หรือ contralateral D1 หรือ D2 A, Cค่า ROC AUC จะถูกคำนวณและแสดงตามที่อธิบายไว้ใน รูป 5Bยกเว้นถังขยะเวลาจะยาวกว่า (200 ms) และจัดแนว ...

เพื่อเปรียบเทียบสัดส่วนของเซลล์ประสาทที่ตื่นเต้นหรือถูกยับยั้งในช่วง preinject และ postinject เราใช้วิธีการลดข้อมูล อันดับแรกเราคำนวณเศษส่วนของ 50 ms bins ระหว่าง 0 และ 1 s หลังจากการโจมตีคิวซึ่งแต่ละเซลล์ประสาทแสดงการกระตุ้นหรือยับยั้งอย่างมีนัยสำคัญ ต่อไปเราเปรียบเทียบเศษส่วนเหล่านี้ในช่วง preinject และ postinject ด้วยการทดสอบ Wilcoxon ที่จับคู่ เซลล์ประสาทที่ไม่ได้แสดงการปรับอย่างมีนัยสำคัญในถังขยะใด ๆ ในช่วงการฉีดยาและช่วงหลังการฉีดถูกแยกออกจากการวิเคราะห์นี้และไม่รวมอยู่ในแผนการที่แสดงเศษส่วนมัธยฐานของถังขยะที่มีความสำคัญ (พล็อตและมัสสุ มะเดื่อ 5C, , 66C, , 77C, , 88C, , 1010F,G) ขั้นตอนนี้กำจัดอิทธิพลของจำนวนเซลล์ประสาทที่มีขนาดใหญ่โดยไม่มีความแตกต่างในกิจกรรมระหว่างหน้าต่างโพสต์ - ดีเอสและพื้นฐาน pre-DS; ประชากรกลุ่มนี้มีความสนใจเพียงเล็กน้อย แต่มันก็มีส่วนช่วยให้ค่า Null จำนวนมากที่ทำให้อคติจำนวนมากของช่องเก็บที่สำคัญไปยัง 0 และชัดเจนทั้งลดลงและเพิ่มขึ้นในส่วนของถังขยะที่มีนัยสำคัญหลังจากการแช่

การวิเคราะห์ที่คล้ายกันได้ดำเนินการสำหรับการยิงที่เกี่ยวข้องกับการบริโภคที่เกิดขึ้นหลังจากเข้าสู่ช่องรับรางวัล สัตว์มักจะอยู่ในภาชนะเป็นเวลา> 5 วินาที ดังนั้นเพื่อจับภาพช่วงเวลาที่ค่อนข้างยาวเหล่านี้เราจะแสดงผลลัพธ์โดยใช้ถังขยะ 200 ms (มะเดื่อ. 9) หน้าต่างเวลาสำหรับการเปรียบเทียบสัดส่วนของเซลล์ประสาทที่ตื่นเต้นในช่วงก่อนเกิดและช่วงหลังการฉีดคือจาก 0 ถึง 1.5 s ในขณะที่มันมาจาก 0 ถึง 5 s สำหรับการยับยั้ง; หน้าต่างการวิเคราะห์ที่สั้นกว่านั้นถูกใช้สำหรับการกระตุ้นเนื่องจากพวกมันมีแนวโน้มที่จะเป็นแบบชั่วคราวมากกว่า การวิเคราะห์ ROC ดำเนินการใน Albert Einstein วิทยาลัยการแพทย์กลุ่มคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงโดยใช้แพ็คเกจ pROC สำหรับ R

ในการเปรียบเทียบอัตราการยิง "พื้นฐาน" ที่เกิดขึ้นนอกเหตุการณ์งานเราเปรียบเทียบอัตราการยิงเฉลี่ยในถังขยะ 10 ของก่อนแต่ละการปฏิเสธ DS และการโพสต์ของคู่อริ ขั้นตอนนี้เทียบเท่ากับการสุ่มตัวอย่างแบบสุ่มของอัตราการยิงพื้นฐานเนื่องจาก DS จะแสดงด้วยความน่าจะเป็นที่เท่ากันได้ตลอดเวลาในระหว่างเซสชันพฤติกรรม เซลล์ประสาทถูกจัดประเภทว่าแสดงการกระตุ้น DS-evoked อย่างมีนัยสำคัญ (ก่อนที่จะแช่ยา) หรือไม่และจากนั้นอัตราการยิงพื้นฐานในช่วงก่อนการฉีดและระยะเวลาการฉีดภายหลังถูกเปรียบเทียบภายในกลุ่มเหล่านี้ด้วยการทดสอบ Wilcoxon ที่จับคู่มะเดื่อ. 10H,I) นอกจากนี้เรายังดำเนินการแบบเชิงเส้นสำหรับเซลล์ประสาท DS- ตื่นเต้นและเปรียบเทียบความชันของเส้นนี้กับเส้นสามัคคี (ความชันของ 1)

หากมีการเปรียบเทียบหลายครั้งในชุดย่อยของข้อมูลที่มาจากหัวเรื่องเดียวกัน (มะเดื่อ 2C-E, , 55A,C, , 66A,C, , 77A,C, , 88A,C, , 99B,D, , 1010B,C,F,G), p ค่าถูกแก้ไข Bonferroni; เช่น p มูลค่าคูณด้วยจำนวนการเปรียบเทียบที่ทำ การแก้ไข p ค่าถูกพิจารณาว่ามีนัยสำคัญถ้า p <0.05 การแก้ไขทั้งหมดทำด้วยปัจจัย 3 ยกเว้น รูป 2C-Eซึ่งปัจจัยคือ 2

การติดตามวิดีโอ

ในชุดย่อยของการทดลองตำแหน่งของหนูถูกวัดโดยใช้กล้องเหนือศีรษะ (30 เฟรม / วินาที) และระบบติดตามด้วยคอมพิวเตอร์ (Cineplex; Plexon) ระบบติดตามไฟล์ x และ y ตำแหน่งของไฟ LED สองสีที่ต่างกันซึ่งติดอยู่กับส่วนหัวของการบันทึก ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้า (McGinty และคณะ, 2013) เราคำนวณเซนทรอยด์ที่อธิบายจุดกึ่งกลางระหว่างตำแหน่ง LED สำหรับแต่ละเฟรมวิดีโอ จุดข้อมูลที่ขาดหายไปถึง 10 เฟรมต่อเนื่องเต็มไปด้วยการแก้ไขเชิงเส้น ในกรณีที่ไม่ค่อยพบบ่อยที่> 10 เฟรมหายไปข้อมูลจะถูกทิ้ง สำหรับแต่ละเฟรมวิดีโอเราคำนวณ SD ของระยะทางระหว่างตำแหน่งเซนทรอยด์ในเฟรมนั้นและในกรอบเวลา± 200 มิลลิวินาที การวัดค่า SD เหล่านี้ถือเป็นดัชนีหัวรถจักร (LI) สำหรับเฟรมวิดีโอนั้น LI ที่เปลี่ยนรูปแบบ Log นั้นมีการกระจายแบบ bimodally โดยมีจุดสูงสุดที่ต่ำกว่าซึ่งแสดงถึงยุคของการเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยและจุดสูงสุดบนที่แสดงถึงการเคลื่อนที่ (Drai et al., 2000) จากนั้นเราจะใส่สองฟังก์ชันเกาส์เซียนเข้ากับการกระจายของ LIs และกำหนดเกณฑ์การเคลื่อนที่เป็นจุดที่ฟังก์ชันเหล่านี้ซ้อนทับกันน้อยที่สุด

การเคลื่อนไหวถูกกำหนดให้เป็นอย่างน้อยแปดเฟรมที่ต่อเนื่องกันโดยมี LIs สูงกว่าเกณฑ์การเคลื่อนไหว เพื่อกำหนดเวลาของการโจมตีที่เริ่มเรา จำกัด การวิเคราะห์การทดลอง DS ซึ่งสัตว์ยังคงอยู่ที่การโจมตีคิวและจากนั้นคำนวณเวลาแฝงระหว่างคิวเริ่มต้นและเฟรมแรกที่ LI เกินขีด จำกัด การเคลื่อนไหว (มะเดื่อ 1D-F, , 22B,D). หากไม่มีการวัดการเคลื่อนไหวที่มองเห็นได้ในการทดลองความหน่วงแฝงของการทดลองนั้นถูกกำหนดเป็น> 10 วินาที (ความยาวของการนำเสนอคิว, มะเดื่อ. 1D) ผลลัพธ์ที่คล้ายกันได้รับเมื่อการทดลองดังกล่าวถูกตัดออกจากการวิเคราะห์ (ไม่แสดงข้อมูล) การแจกแจงความล่าช้าในการเคลื่อนที่แบบ DS-cued ถูกรวมเข้าด้วยกันข้ามหนูและค่ามัธยฐานถูกนำมาเปรียบเทียบกับการทดสอบ Wilcoxon ในการหาปริมาณความหน่วงให้กับความเร็วสูงสุดและความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนไหวของคันบังคับที่ควบคุมด้วย DS เราใช้การทดลองทั้งหมดที่จบลงด้วยการกดคันโยกแม้ว่าหนูจะเคลื่อนไหวที่ DS onset (มะเดื่อ. 1E,F).

จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ

สัตว์ได้รับการดมยาสลบอย่างล้ำลึกด้วย Euthasol และ perfused intracardially ด้วย saline และ 4% ฟอร์มาลิน กระแสตรง (15 μA) ถูกส่งผ่านขั้วไฟฟ้าแต่ละอันในอาร์เรย์สำหรับ ∼30 s เพื่อสร้างรอยโรค สมองถูกนำออกและเก็บไว้ในฟอร์มาลินจนกว่าจะถูกประมวลผล ก่อนที่จะหั่นด้วย cryostat สมองจะถูก cryoprotected โดยแช่ในซูโครส 30% เป็นเวลาหลายวัน ส่วน (50 μm) ถูกย้อมสีสำหรับสาร Nissl เพื่อให้เห็นภาพ cannula และรอยทางอิเล็กโทรดและรอยโรค (มะเดื่อ. 11).

 

รูป 11

การสร้างเนื้อเยื่อใหม่ของบริเวณที่ฉีดศัตรู รูปที่แสดงให้เห็นถึงสองส่วนชเวียนของสมองหนูที่ล้อมรอบส่วนใหญ่ของขอบเขตด้านหน้าและด้านหลังของ NAc (0.8 mm – 2.8 mm ด้านหน้าจาก bregma) จุดสีดำแสดงถึง ...

ผลสอบ

เรานำเสนอหนูด้วยการกระตุ้นสองอย่างในช่วงเวลาต่าง ๆ โดยเฉลี่ยค่าเฉลี่ยของ 30 s: DS ที่คาดเดาได้และ NS (มะเดื่อ. 1A; Nicola และคณะ, 2004a,b; Ambroggi และคณะ, 2008, 2011; McGinty และคณะ, 2013) คันโยกกดระหว่างที่ DS ยกเลิกคิวและหยดน้ำตาลซูโครสก็ถูกส่งไปยังจุดรับรางวัล หากสัตว์ไม่ตอบสนองภายใน 10 s คิวนั้นจะถูกยกเลิกโดยไม่มีการให้รางวัลและเริ่มช่วงเวลาระหว่างอวกาศ การตอบสนองในช่วงเวลานี้และระหว่าง NS ไม่มีผลลัพธ์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ NSs เป็น 10 เสมอ สัตว์ที่ผ่านการฝึกอบรมซึ่งตอบสนองต่อ DS ส่วนใหญ่ แต่มี NS ไม่กี่ตัว (มะเดื่อ. 1B) ได้รับการปลูกฝังด้วยอาร์เรย์แบบ cannulated ที่กำหนดเป้าหมายไปยังแกน NAc ในระหว่างการทดลองสัตว์จะปฏิบัติงานเป็นระยะเวลาหนึ่งนาทีก่อนการเกิดปฏิกิริยา 45 ในระหว่างที่กิจกรรมประสาทของ NAc ถูกบันทึกไว้ ถัดไปตัวรับตัวรับ D1 SCH23390 ตัวรับหรือคู่ปรับตัวต้านทาน D2 / 3 ตัวต่อถูกใส่ทั้งสองข้างหรือข้างเดียวลงใน NAc; สัตว์ยังคงอยู่ในห้องด้วยภาระผูกพันที่มีผลบังคับใช้ตลอดการแช่และอย่างน้อย 75 นาทีหลังจากนั้น

สอดคล้องกับการศึกษาก่อนหน้า (หยุนและคณะ, 2004; Nicola, 2010) เงินทุนทวิภาคีของคู่ต่อสู้ทั้งสองเข้าสู่แกนกลางของ NAc ลดสัดส่วนของ DS ที่สัตว์ตอบสนองอย่างมีนัยสำคัญ (มะเดื่อ. 1Cร่องรอยสีเทาเข้ม) และเพิ่มความล่าช้าในการเริ่มต้นการเคลื่อนที่ตามที่วัดได้จากการติดตามวิดีโอในชุดย่อยของเซสชัน (มะเดื่อ. 1D, ร่องรอยสีเทาประ) ในทางตรงกันข้ามการให้เงินทุนฝ่ายเดียวในปริมาณเดียวกันไม่มีผลกระทบต่ออัตราส่วนการตอบสนองต่อ DS (มะเดื่อ. 1C, ร่องรอยสีเทาอ่อน), เวลาในการตอบสนองเพื่อเริ่มการเคลื่อนไหวหลังจากการโจมตีของ DS (มะเดื่อ. 1Dเส้นประสีส้มอ่อนประและความหน่วงในการเข้าถึงคันโยกหรือความเร็วในการเคลื่อนที่ขณะเข้าใกล้คันโยก (มะเดื่อ. 1E,F) ข้อมูลพฤติกรรมเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า NAc โดปามีนในซีกโลกเดียวนั้นเพียงพอที่จะรักษาพฤติกรรมแม้ว่าการปิดกั้นของผู้รับ D1 หรือ D2 / 3 ในซีกโลกทั้งสองนั้นทำให้การตอบสนองลดลงอย่างรุนแรง การแยกตัวนี้นำเสนอข้อได้เปรียบเชิงทดลองที่สำคัญเนื่องจากช่วยให้เราสามารถทดสอบผลของโดปามีนที่มีต่อกิจกรรมของระบบประสาทเมื่อพฤติกรรมบกพร่อง (การฉีดทวิภาคี) และเมื่อมันไม่ใช่ (การฉีดข้างเดียว) ดังนั้นจึงพิจารณาว่ามีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในกิจกรรมของระบบประสาทหลังจากการแช่ยาของคู่ต่อสู้เป็นเรื่องรองไปสู่การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม

เราบันทึกจากเซลล์ประสาท 322 NAc ในการบันทึก / ฉีด 31 ในหนู 12 ประมาณ 45% ของเซลล์ประสาทที่บันทึกไว้รู้สึกตื่นเต้นอย่างมากจากการนำเสนอ DS สิ่งเร้าเหล่านี้แสดงคุณสมบัติที่คล้ายกับที่รายงานก่อนหน้านี้ (หยุนและคณะ, 2004; Nicola และคณะ, 2004a; Ambroggi และคณะ, 2011; McGinty และคณะ, 2013; Morrison และ Nicola, 2014): พวกเขามีขนาดใหญ่กว่าที่ NSs ปรากฏ (มะเดื่อ. 2A); พวกมันเริ่มในเวลาแฝงสั้น ๆ หลังจากเริ่มคิว (∼120 ms) และเกิดขึ้นก่อนที่จะเริ่มการเคลื่อนไหวของคันบังคับทิศทาง (มะเดื่อ. 2B); และขนาดมีความสัมพันธ์กับความน่าจะเป็นของการตอบสนองพฤติกรรมความล่าช้าในการเริ่มต้นการเคลื่อนไหวและความใกล้ชิดกับคันโยก (McGinty และคณะ, 2013; มะเดื่อ. 2C-E).

การแช่ทวิภาคีของทั้งคู่ D1or D2 / D3 ทำให้เกิดการลดลงอย่างมากในขนาดของการกระตุ้น DS- ปรากฏ ดังที่แสดงในเซลล์ประสาทสองตัวอย่าง (มะเดื่อ. 3A,C) ผลกระทบนี้เด่นชัดมากที่สุดในไม่กี่นาทีทันทีหลังจากการแช่ซึ่งสอดคล้องกับการลดลงสูงสุดในพฤติกรรมวิธีการคิว - ปรากฏที่เกิดจากการฉีด (มะเดื่อ. 3A,C, แรสเตอร์สีน้ำเงินและฮิสโทแกรม) เมื่อผลพฤติกรรมถูกกู้คืนการตอบสนองการยิงก็ฟื้นตัวเช่นกัน (มะเดื่อ. 3A,Cแรสเตอร์และฮิสโทแกรมสีดำ) รูปแบบของผลลัพธ์นี้สอดคล้องกันทั่วเซลล์ประสาทที่ตื่นเต้น (มะเดื่อ 5A, , 66A, ฮิสโทแกรมทวิภาคีและแปลงมัสสุ). สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าการกระตุ้นเหล่านี้กำหนดความแรงของการเคลื่อนที่เข้าหาคันโยกขนาดของการกระตุ้นที่กระตุ้นให้เกิดไม้คิวในช่วงก่อนการฉีดยาทำนายเวลาแฝงของสัตว์ที่จะไปถึงคันโยก (มะเดื่อ. 4A,C, ซ้าย). หลังจากทวิภาคีฉีดยา D1 หรือ D2 เวลาแฝงเหล่านี้ถูกเปลี่ยนเป็นค่าที่สูงกว่าบ่อยครั้งมากจนไม่มีการตอบสนองใด ๆ เลยในการนำเสนอคิวของ 10 (มะเดื่อ. 4A,Cการกระจายเวลาแฝงซ้ายและขวา) ถึงแม้ว่าการยิงแบบคิวจะลดลงโดยคู่อริ แต่ก็ยังทำนายความแข็งแรงของการตอบสนองเชิงพฤติกรรมในช่วงหลังการฉีดยาและระยะเวลาพักฟื้น (มะเดื่อ. 4A,C, แปลงแรสเตอร์ขวา) การสังเกตนี้แสดงให้เห็นว่าผลกระทบทางพฤติกรรมและระบบประสาทของยามีความสัมพันธ์กับการพิจารณาคดีโดยการทดลอง: ยิ่งการลดการยิงที่เกิดจากการเป็นปรปักษ์ของโดปามีนยิ่งมีความล่าช้าในการเข้าถึงคันโยกมากขึ้นเท่านั้น สัตว์มาถึงคันโยกเลย

ในการประเมินความสอดคล้องของความสัมพันธ์แบบพิจารณาคดีโดยการทดลองเราคำนวณสำหรับเซลล์ประสาทที่ตื่นเต้นแต่ละคิวสเปียร์แมนจัดอันดับความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของการกระตุ้นและความล่าช้าในการกดคันโยก เรามอบหมายเวลาแฝงของ 10 s ให้กับการทดลองที่ไม่มีการตอบสนอง ความล่าช้าในการทดลองเหล่านี้จึงถูกผูกไว้ที่อันดับสูงสุด (ผลลัพธ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นถ้าการทดลองที่ไม่มีการตอบสนองของคันโยก DS-cued ถูกละเว้นจากการวิเคราะห์; ไม่แสดงข้อมูล) เมื่อเราเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ในช่วงเวลาการพินิจพิเคราะห์กับช่วงเวลา postinject / recovery รวมกันเราพบว่าเกือบทั้งหมด สัมประสิทธิ์มีค่าเป็นลบทั้งสองช่วง ยิ่งกว่านั้นคู่อริทั้งสองไม่มีผลต่อค่าสัมประสิทธิ์มัธยฐานหรือเปลี่ยนการกระจายไปสู่ค่าลบที่มากขึ้น (มะเดื่อ. 4B,D). ดังนั้นไม่เพียง แต่ประชากรของเซลล์ประสาทที่กระตุ้นการกระตุ้นคิวจะทำนายเวลาในการตอบสนองต่อพฤติกรรมได้อย่างน่าเชื่อถือเท่านั้น แต่การเพิ่มขึ้นของเวลาในการตอบสนองต่อการตอบสนองที่เกิดจากศัตรูในการทดลองหนึ่ง ๆ นั้นได้รับการคาดการณ์อย่างชัดเจนจากผลของศัตรูต่อการกระตุ้นที่กระตุ้นให้เกิดการกระตุ้นในการทดลองนั้น ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นหลักฐานที่ชัดเจนสำหรับบทบาทเชิงสาเหตุของโดปามีนภายนอกในการสร้างความแข็งแรงของการตอบสนองที่แสวงหารางวัลต่อคิว: โดพามีนจะเพิ่มการกระตุ้นของเซลล์ประสาท NAc ซึ่งจะทำให้เกิดการหน่วงเวลาสั้น ๆ กับคันโยก

การตีความทางเลือกของผลลัพธ์เหล่านี้คือการกระตุ้นด้วยคิวที่ลดลงซึ่งเป็นผลมาจากการตอบสนองเชิงพฤติกรรมที่ลดลง - อาจเป็นเพราะการกระตุ้นเพียงแค่ติดตาม (หรือคาดการณ์) การตอบสนองเชิงพฤติกรรม แต่ไม่ได้เป็นสาเหตุ หากเป็นกรณีนี้การประยุกต์ใช้คู่อริในลักษณะที่พวกเขาไม่ได้มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมไม่ควรส่งผลให้เกิดการกระตุ้นด้วยคิวที่ลดลง อย่างไรก็ตามดังที่แสดงในเซลล์ประสาทสองตัวอย่าง (มะเดื่อ. 3B,D) การฉีดฝ่ายเดียวของ D1 หรือ D2 / D3 คู่ต่อสู้ลดขนาดของการกระตุ้นด้วยการกระตุ้นด้วยคิวอย่างชัดเจนแม้ว่าการฉีดข้างเดียวจะไม่เปลี่ยนประสิทธิภาพของพฤติกรรม ผลลัพธ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นเมื่อค่าเฉลี่ยของการกระตุ้นด้วยคิวที่บันทึกไว้ใน NAc ที่ฉีด (มะเดื่อ 5A, , 66A, ฮิสโทแกรม Ipsilateral); นอกจากนี้ข้อมูลโดยเฉลี่ยแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นด้วยคิวในเซลล์ประสาทที่บันทึกใน NAC contralateral ต่อการฉีดไม่ได้รับผลกระทบ (มะเดื่อ 5A, , 66Aฮิสโตแกรม Contralateral) เพื่อแยกแยะความเป็นไปได้ที่การลดลงของการกระตุ้นด้วยการกระตุ้นแบบ ipsilateral จากการฉีดยานั้นมีสาเหตุมาจากความน่าจะเป็นในการตอบสนองพฤติกรรมที่แตกต่างกันเล็กน้อยเราจึงทำการวิเคราะห์ซ้ำหลังจากแยกการทดลองทั้งหมด ผลลัพธ์ที่คล้ายกันได้รับ (ข้อมูลไม่แสดง; p <0.05 สำหรับทั้งคู่อริ D1 และ D2, Wilcoxon) ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าการลดการกระตุ้นที่กระตุ้นให้เกิดการกระตุ้นของศัตรูไม่น่าจะเป็นผลมาจากการทำงานของพฤติกรรมที่บกพร่อง

แม้ว่าคุณสมบัติทางโลกของการกระตุ้นด้วยคิวจะคล้ายคลึงกันทั่วทั้งเซลล์ แต่การยับยั้งหลังจากการโจมตีคิวนั้นมีความหลากหลายมากขึ้นโดยทั่วไปแล้วจะแสดงอาการในเวลาต่อมาและหลักสูตรระยะเวลาน้อยกว่าการกระตุ้น (มะเดื่อ 5B, , 66B) การวิเคราะห์การยับยั้ง (และขอบเขตการกระตุ้น) ที่มุ่งเน้นไปที่ช่วงเวลาเดียวอาจทำให้พลาดสัญญาณที่สำคัญ นอกจากนี้วิธีการตรวจจับทางสถิติมาตรฐานไม่สามารถระบุการลดลงของอัตราการยิงฐานที่ต่ำอย่างสม่ำเสมอรวมถึงเซลล์ประสาท NAc จำนวนมาก เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้เราจึงใช้วิธีการที่ครอบคลุมมากขึ้นสำหรับการคำนวณเวลาของถังขยะ 50 ms ในทุกเซลล์ประสาทที่บันทึกไว้ ROC AUC แสดงถึงความแตกต่างระหว่างการเผาในถังขยะและฐาน precue แผนที่ความร้อนของค่า AUC ในการจัดเรียงเวลาตรงกับการโจมตี DSมะเดื่อ 5B, , 66B) แสดงให้เห็นว่าการลดลงของการกระตุ้นด้วย DS-evoked หลังจากการฉีดยา D1 และ D2 คู่อริทวิภาคีและทวิภาคี (แต่ไม่ใช่ contralateral) แต่ปรากฏในเกือบทุกเซลล์ประสาทตื่นเต้นและเกิดขึ้นตลอดระยะเวลาของการกระตุ้น ในทางตรงกันข้ามการยับยั้งหลังจากการโจมตีของ DS ไม่ได้ลดลง ในการหาปริมาณผลกระทบเหล่านี้เราได้พิจารณาว่าค่า AUC แต่ละค่าระบุความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากพื้นฐานโดยการคำนวณค่า bootstrapped p ซึ่งแสดงถึงโอกาสที่ AUC ถูกสุ่มตัวอย่างจากการกระจายของ AUC ที่สร้างขึ้นจากอัตราการสุ่มแบบสุ่ม วิธีการ) ดังที่แสดงโดยสัดส่วนสัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีนัยสำคัญ (p <0.05) การกระตุ้นหรือการยับยั้งในแต่ละถังที่สอดคล้องกับการโจมตีของ DS (มะเดื่อ 5C, , 66C, แปลงด้านซ้ายในแต่ละคอลัมน์), ส่วนของการกระตุ้น แต่ไม่ใช่การยับยั้ง, ลดลงโดยการฉีดทวิภาคีและ ipsilateral ของคู่อริ การตีความนี้ได้รับการยืนยันทางสถิติโดยการเปรียบเทียบสัดส่วนของการตื่นเต้นอย่างมากและการยับยั้งถังขยะในหน้าต่าง post-DS ของ 1 ทั้งหมด (มะเดื่อ 5C, , 66C, พล็อตจุด) ดังนั้นการกระตุ้นหลังจากการโจมตี DS ลดลงโดยการฉีด D1 และ D2 ศัตรู แต่การยับยั้งไม่ได้

แท้จริงจำนวนเซลล์ประสาทที่แสดงการยับยั้งอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มขึ้นหลังจากการฉีดบางชนิด (มะเดื่อ 5B,C, , 66B,C) การยับยั้งแบบฉุกเฉินเหล่านี้ไม่น่าจะส่งผลต่อพฤติกรรมของการเป็นปรปักษ์กันในระดับทวิภาคีเพราะพวกเขาไม่สอดคล้องกัน (เช่นเกิดขึ้นหลังจากการทวิภาคีและ contralateral แต่ไม่ใช่การฉีด ipsilateral D1 คู่อริคู่ต่อสู้ พวกเขาไม่ได้อธิบายผลพฤติกรรมของคู่อริ นอกจากนี้การยับยั้งที่ล่าช้าเหล่านี้มีความโดดเด่นที่สุด ∼2 ms หลังจากเริ่มมีอาการ DS ซึ่งเป็นเวลาที่อยู่ในสภาพการควบคุม ∼600% ของพฤติกรรมที่มุ่งเน้นเป้าหมายได้เริ่มขึ้นแล้ว (มะเดื่อ. 2B) ดังนั้นจึงไม่น่าเป็นไปได้ที่การยับยั้งแบบฉุกเฉินมีส่วนทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของความเป็นปฏิปักษ์ในวิธีการเริ่มต้นหรือลดความน่าจะเป็นในการตอบสนอง ที่น่าประหลาดใจส่วนใหญ่ของการยับยั้งที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาท DS- ตื่นเต้นมักจะไปยังจุดสิ้นสุดของการกระตุ้น (ศัตรูทวิภาคี D1 ทวิภาคี: 14 / 17 เซลล์ประสาท, 82%; ipsilateral D2 ศัตรู: 11 / 16 เซลล์ประสาท มะเดื่อ 5B,C, , 66B,C) สอดคล้องกับความเป็นไปได้ที่พวกเขาไม่ได้รับการเปิดเผยโดยการลดการตอบสนองที่เป็นปฏิปักษ์ของปฏิปักษ์และสนับสนุนสมมติฐานที่ว่าการยิงของเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วย DS เป็นสาเหตุของการเริ่มต้นของพฤติกรรมที่เข้าใกล้

งานนำเสนอ NS ซึ่งไม่ค่อยมีคำตอบให้กดคันโยก (มะเดื่อ. 1B) ทำให้เกิดการกระตุ้นขนาดเล็ก แต่คงเส้นคงวาในเซลล์ประสาทเดียวกันกับที่ DS รู้สึกตื่นเต้น (มะเดื่อ. 2A) น่าแปลกที่การกระตุ้น NS-evoked ไม่ได้ลดลงโดยคู่ต่อสู้ D1 ทั้งในขนาด (มะเดื่อ. 7A) หรือจำนวนของเซลล์ประสาทที่น่าตื่นเต้น (มะเดื่อ. 7B,C) ในทางตรงกันข้าม D2 antagonist injection ลดทั้งขนาดและจำนวนการกระตุ้น NS ที่ปรากฏ (มะเดื่อ. 8) การยับยั้ง NS-evoked ไม่ได้ลดลงโดยคู่ต่อสู้ทั้งสอง (มะเดื่อ 7B,C, , 88B,C) ดังนั้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้จำเป็นต้องมีการเปิดใช้งานตัวรับ D1 สำหรับเซลล์ประสาท NAc ในการสร้างแรงกระตุ้นขนาดใหญ่เพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่ได้รับรางวัลที่คาดการณ์ได้ดีในขณะที่ต้องมีการเปิดใช้งานตัวรับ D2

เราพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่การลดพฤติกรรมการแสวงหารางวัลหลังจากการลงทุนในระดับทวิภาคีอาจเนื่องมาจากการหยุดชะงักของกระบวนการทางประสาทที่เกี่ยวข้องกับการสนับสนุนหรือการประมวลผลรางวัลความน่าเชื่อถือ กระบวนการดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องกับประชากรย่อยของเซลล์ประสาท NAc ที่ถูกยับยั้งหรือตื่นเต้นระหว่างการบริโภคซูโครส (Nicola และคณะ 2004b; Roitman และคณะ, 2005; Taha และ Fields, 2005). เนื่องจากสัตว์ยังคงได้รับรางวัลอย่างต่อเนื่องหลังจากได้รับยาที่เป็นปฏิปักษ์ฝ่ายเดียวเราจึงสามารถระบุได้ว่าการทำงานของเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัลนั้นขึ้นอยู่กับการกระตุ้นตัวรับโดปามีนหรือไม่ เราตรวจสอบการยิงในช่วง 5 วินาทีหลังจากสัตว์เข้าสู่ช่องรับรางวัลซึ่งเป็นช่วงเวลาที่การบริโภครางวัลมักเกิดขึ้น (Nicola, 2010) การใช้การวิเคราะห์ ROC เราเปรียบเทียบการยิงในถังขยะ 200 ms ภายในหน้าต่างนี้กับพื้นฐานพื้นฐานของ 10 แผนที่ความร้อนของค่า AUC ที่เกิดขึ้นแสดงให้เห็นผลเพียงเล็กน้อยของการฉีดปฏิปักษ์ทั้ง ipsilateral หรือ contralateral ต่อการฉีด (มะเดื่อ. 9A,C) สัดส่วนของเซลล์ประสาทที่ตื่นเต้นและถูกยับยั้งไม่ได้รับผลกระทบจากคู่อริ (มะเดื่อ. 9B,D) แนะนำอย่างยิ่งว่าการกระตุ้นและการยับยั้งที่เกี่ยวข้องกับการบริโภคไม่ได้ขึ้นอยู่กับโดปามีน ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันเมื่อเราทำการวิเคราะห์แบบเดียวกันโดยใช้ถังขยะ 50 ms (ไม่แสดงข้อมูล)

เพื่อแยกแยะความเป็นไปได้ที่ผลลัพธ์ที่สังเกตได้เกิดจากปัจจัยอื่นนอกเหนือจากตัวร้าย (เช่นการรบกวนทางกายภาพที่เกิดจากการฉีดหรือส่วนประกอบของยานพาหนะยาเสพติด) เราฉีดน้ำเกลือในการทดลองบางอย่าง ดังที่แสดงโดยเซลล์ประสาทตัวอย่าง (มะเดื่อ. 10A) และจากการกระตุ้นโดยเฉลี่ยของเซลล์ประสาทที่กระตุ้นด้วยคิวมะเดื่อ. 10B) การกระตุ้นแบบ DS-evoked ไม่ได้ถูกแก้ไขโดยการฉีดน้ำเกลือ; การกระตุ้น NS-evoked ก็ไม่ได้รับผลกระทบ (มะเดื่อ. 10C) ยิ่งกว่านั้นการฉีดน้ำเกลือไม่มีผลต่อสัดส่วนของเซลล์ประสาทที่แสดงการกระตุ้นและยับยั้งอย่างมีนัยสำคัญหลังจากการโจมตีของ DS หรือ NS (มะเดื่อ. 10D-G).

ในที่สุดเราถามว่าการเปิดใช้งานตัวรับโดปามีนอาจจะได้รับอนุญาตสำหรับพฤติกรรมการเข้าใกล้โดยการมีส่วนร่วมกับอัตราการยิงพื้นฐานของเซลล์ประสาท NAc หรือไม่ ไม่สอดคล้องกับสมมติฐานนี้ไม่มีผลสำคัญของคู่ต่อสู้ D1 หรือ D2 ในอัตราการยิงพื้นฐานของ DS-ตื่นเต้นหรือเซลล์ประสาท NAc อื่น ๆ (มะเดื่อ. 10H,I).

การสนทนา

การค้นพบเหล่านี้แนะนำกลไกที่โดปามีน NAc ส่งเสริมพฤติกรรมการแสวงหารางวัลที่นำเสนอโดยสิ่งเร้าทางสิ่งแวดล้อม: การกระตุ้นโดปามีนรีเซพเตอร์รับสิ่งกระตุ้นอำนวยความสะดวกในการกระตุ้นคิว - ปรากฏขึ้นซึ่งจะส่งเสริมการเริ่มต้น ข้อสรุปนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างมากจากการสังเกตว่าการฉีดโดปามีนแบบคู่ต่อสู้มีผลทำให้เวลาในการเริ่มเคลื่อนไหว (มะเดื่อ. 1D) และลดขนาดของการกระตุ้นด้วยคิว (มะเดื่อ 33†<-6) การกระตุ้นด้วยคิวที่ลดลงไม่สามารถเป็นผลมาจากพฤติกรรมที่บกพร่องเนื่องจากการฉีดข้างเดียวไม่เปลี่ยนพฤติกรรม DS-cued (มะเดื่อ. 1C-F) ลดการกระตุ้นของ DS-evoked ในเนื้อเยื่อที่ฉีดมะเดื่อ 3B,D, , 5,5, , 6) .6) การกระตุ้นเหล่านี้เป็นการตอบสนองของระบบประสาทที่เด่นชัดใน NAc (เกิดขึ้นใน 45% ของเซลล์ประสาทที่บันทึกไว้) และพวกเขาทั้งคู่เกิดการเคลื่อนที่ก่อนหน้า (มะเดื่อ. 2B) และทำนายความล่าช้าในการเริ่มต้นการเคลื่อนไหวด้วยการยิงที่มากขึ้นสำหรับการทดสอบที่มีเวลาแฝงที่สั้นกว่า (มะเดื่อ. 2D) (McGinty และคณะ, 2013; Morrison และ Nicola, 2014) ดังนั้นการกระตุ้นด้วยการกระตุ้นด้วยคิวจึงขึ้นอยู่กับสารกระตุ้นโดปามีนและจำเป็นต่อการแสวงหารางวัลที่มีพลัง

ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นด้วยสัญญาณกระตุ้นและไม่มีกิจกรรมทางประสาทรูปแบบอื่นใน NAc น่าจะเป็นสัญญาณสำคัญในวงจรประสาทที่กำหนดเวลาแฝงของการเคลื่อนไหวตามเป้าหมาย ข้อสรุปนี้ตามมาจากการสังเกตว่าคู่อริลดคิวกระตุ้นโดยไม่ลดการยับยั้งคิวปรากฏ, ให้รางวัลการยิงที่เกี่ยวข้องกับการบริโภคหรืออัตราการยิงพื้นฐาน นอกจากนี้การทดลองที่การฉีดยาของคู่ต่อสู้มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการลดการกระตุ้นคือการที่พวกเขาทำให้เกิดพฤติกรรมที่เลวร้ายที่สุด (มะเดื่อ. 4) โดยโต้แย้งอย่างรุนแรงถึงความเป็นไปได้ที่การเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ที่ตรวจไม่พบในการเข้ารหัสเซลล์ประสาทมีส่วนรับผิดชอบต่อผลกระทบทางพฤติกรรม ดังนั้นข้อมูลของเราจึงเชื่อมโยงการกระตุ้นตัวรับโดปามีนใน NAc อย่างแน่นหนาขนาดของการกระตุ้นที่กระตุ้นให้เกิดคิวและเวลาแฝงของสัตว์เพื่อเริ่มต้นการแสวงหารางวัล

งานก่อนหน้าแสดงให้เห็นว่าการหยุดใช้งาน VTA ที่ลดการกระตุ้นและการยับยั้ง NAc คิว - ปรากฏยังช่วยป้องกันไม่ให้สัตว์แสดงพฤติกรรมที่เข้าใกล้หยุนและคณะ, 2004) อย่างไรก็ตามการศึกษาดังกล่าวไม่ได้ขจัดความเป็นไปได้ที่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะมีผลต่อวงจรทางอ้อม ที่นี่เราแสดงให้เห็นว่าตัวรับโดพามีนในท้องถิ่นไปยังเซลล์ประสาทที่บันทึกไว้มีความจำเป็นต่อการกระตุ้นด้วยคิวทำให้ไม่เกิดความเป็นไปได้ที่ผลของปฏิปักษ์จะเกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของโดพามีนต้นน้ำของ NAc ในทางตรงกันข้ามแม้ว่าการยับยั้งคิวที่ปรากฏถูกลดลงโดยการยับยั้ง VTA (หยุนและคณะ, 2004) พวกมันไม่ลดลงจากการฉีดโดปามีนในท้องถิ่นและดังนั้นการยับยั้งเหล่านี้ไม่น่าจะเป็นผลมาจากการกระทำโดยตรงของโดปามีนใน NAc

ผลกระทบของคู่ต่อสู้ D1 และ D2 ที่มีต่อพฤติกรรมการเข้าใกล้แบบ DS-evoked และการยิงแบบ DS-evoked มีความคล้ายคลึงกันอย่างน่าทึ่ง การสังเกตเหล่านี้สอดคล้องกับแนวยาวของการทดลอง microcjection NAc ซึ่งคู่ปรับ D1 และ D2 สร้างผลกระทบเชิงพฤติกรรมที่แทบจะแยกไม่ออกในขนาดที่ใกล้เคียงกับของเรา (Hiroi และ White, 1991; Ozer et al., 1997; Koch et al., 2000; Eiler และคณะ, 2006; Pezze et al., 2007; เล็กและ Hauber, 2008; เหลียว 2008; Nicola, 2010; Shin และคณะ, 2010; Haghparast และคณะ, 2012) ผลลัพธ์เหล่านี้พร้อมกับความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของปฏิปักษ์ในการฉีดที่ต้องใช้เพื่อสังเกตผลกระทบ (มม.) และความสัมพันธ์ของยาสำหรับเป้าหมาย (นาโนเมตร) เรียกร้องให้ตั้งคำถามว่าผลกระทบของยานั้นมีความเฉพาะเจาะจงหรือไม่ แม้ว่าความเข้มข้นที่มีประสิทธิภาพที่ตัวรับมีแนวโน้มที่จะต่ำกว่าความเข้มข้นของการฉีดเนื่องจากการแพร่กระจายการเผาผลาญและการออกซิเดชั่นของยา แต่ประสิทธิภาพและเวลารวมของกระบวนการเหล่านี้ไม่เป็นที่รู้จัก ดังนั้นความเป็นไปได้ทางหนึ่งที่เป็นไปได้ก็คือทั้งผลกระทบทางพฤติกรรมและทางไฟฟ้าของ SCH23390 และ raclopride เป็นผลมาจากยาทั้งสองชนิดที่รวมตัวรับอย่างน้อยหนึ่งตัวที่ไม่ถูกผูกมัดโดยโดปามีนเลย มีหลายปัจจัยที่ขัดแย้งกับความเป็นไปได้นี้ พฤติกรรมของวิธีการกระตุ้นด้วยคิวนั้นไม่เพียง แต่ถูกบล็อกโดย SCH23390 และ raclopride เท่านั้น แต่ยังถูกบล็อกโดยการฉีด dopamine receptor receptor antagonist flupenthixol เข้าสู่ NAcDi Ciano et al., 2001; แซนเดอร์และโรบินสัน 2012) โดยการปิดใช้งาน VTA (หยุนและคณะ, 2004) และจากแผลของ NAc ด้วย 6-hydroxydopamine (พาร์กินสันและคณะ 2002) ซึ่งเลือกฆ่าเส้นใย catecholaminergic นอกจากนี้การฉีด NAc ของตัวบล็อกเก็บสารโดปามีน, ตัวเอกตัวรับ D1 หรือ D2 หรือแอมเฟตามีน releaser โดปามีนเพิ่มความน่าจะเป็นของวิธีคิว (Wyvell และ Berridge, 2000; Nicola และคณะ 2005; du Hoffmann และ Nicola, 2013) ในที่สุด optogenetic self-stimulation ของเซลล์ประสาทโดปามีน VTA (พฤติกรรมที่ไม่ต้องสงสัยโดยการกระตุ้นโดปามีนเซลล์ประสาท) ถูกลดทอนโดยการฉีด SCH23390 หรือ raclopride เข้าสู่ NAc ในปริมาณที่คล้ายกับที่ใช้ในที่นี้ (Steinberg และคณะ, 2014) เป็นการยากที่จะเข้าใจกลไกง่ายๆที่สามารถอธิบายผลลัพธ์เหล่านี้ได้โดยไม่ต้องระบุว่า SCH23390 และ raclopride block cued แนวทางโดยการปิดกั้นผลกระทบของโดปามีนที่อยู่ภายนอก

ความเป็นไปได้ทางเลือกก็คือศัตรูไม่เพียง แต่จะผูกกับตัวรับเป้าหมายเท่านั้น แต่ยังมีตัวรับโดปามีนนอกเป้าหมายอีกด้วย ที่ระดับความเข้มข้นของ 10 μmหรือต่ำกว่า raclopride จะไม่จับตัวรับที่คล้ายกับ D1 (Hall และคณะ, 1986); ความเข้มข้นที่สูงขึ้นยังไม่ได้ทดสอบ ดังนั้น raclopride อาจมีความเฉพาะสำหรับตัวรับ D2 / D3 แม้ในระดับความเข้มข้นของหัวฉีดที่ใช้โดยเราและคนอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการแพร่กระจายเมตาบอลิซึมและการเกิดออกซิเดชัน การประมาณค่าคงที่การโยง SCH23390 กับตัวรับที่คล้ายกับ D2 อยู่ในช่วงระหว่าง 1 และ 5 μm (บอร์น 2001; Mottola และคณะ, 2002); แม้ว่าค่าเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า SCH23390 ผูกตัวรับ D2 / D3 ที่ความเข้มข้นของการฉีดประสิทธิภาพของการทำงานของ SCH23390 ในการปิดกั้นการเปิดใช้งานของตัวรับเหมือน D2 โดยโดปามีนไม่เป็นที่รู้จัก การสังเกตของเราว่า raclopride ลดการกระตุ้น NS-evoked ในขณะที่ SCH23390 ไม่สนับสนุนแนวคิดที่ว่ายาเสพติดกระทำที่ตัวรับที่แตกต่างกัน แต่ไม่ได้แสดงให้เห็นถึงความเฉพาะเจาะจงของพวกเขา อย่างไรก็ตามแม้ว่ายาหนึ่งหรือทั้งสองชนิดปิดกั้นตัวรับทั้งสองชนิดเพื่อลดการกระตุ้นของ DS-evoked แต่ทั้งหมดนี้จะสอดคล้องกับข้อสรุปของเราว่าการเปิดใช้งานตัวรับโดปามีนอย่างน้อยหนึ่งรูปแบบสำหรับการกระตุ้น DS-evoked ดังนั้นแม้ว่าคำถามของความเฉพาะเจาะจงของยายังคงไม่ได้รับคำตอบคำถามนี้ทำให้ข้อสรุปหลักของเราอ่อนลงเล็กน้อยซึ่งทำให้โดปามีนช่วยอำนวยความสะดวกในการเข้าใกล้โดยการกระตุ้นกระตุ้นคิวที่เพิ่มขึ้น

หากในความเป็นจริงยาเสพติดกระทำโดยเฉพาะการค้นพบของเราว่าคู่ปรับของ D1 และ D2 / D3 แต่ละตัวลดการเผาคิวที่ปรากฏในเซลล์ประสาทตื่นเต้นส่วนใหญ่แสดงให้เห็นว่าการเปิดใช้งานตัวรับเหล่านี้ทำให้เกิดการกระตุ้นในเซลล์ประสาทเดียวกัน ในขณะที่ตัวรับ D1 และ D2 นั้นพบในเซลล์ประสาทใน NAcAlbin และคณะ, 1989; Gerfen et al., 1990) สัดส่วนที่สำคัญของ NAc core และ shell neurons ที่แสดงตัวรับ D1 ยังมี mRNA สำหรับตัวรับ D3 (Le Moine และ Bloch, 1996) ซึ่งถูกบล็อกโดย D2 คู่อริรวมถึง raclopride Coexpression ของตัวรับ D1 และ D3 ให้กลไกที่มีศักยภาพซึ่งโดปามีนสามารถส่งเสริมการกระตุ้นในเซลล์ประสาท NAc โดยผลเสริมฤทธิ์กันที่จะถูกบล็อกโดยคู่ต่อสู้ D1 หรือ D2 / 3 (Schwartz และคณะ, 1998) อีกทางหนึ่ง (หรือนอกเหนือจาก) การโต้ตอบระหว่างตัวรับ D1 และ D2 (และ / หรือ D3) อาจเกิดขึ้นที่ระดับวงจรภายใน (ไปที่และเกรซ 2005; Gerfen และ Surmeier, 2011) ตัวอย่างเช่นโดพามีนทำหน้าที่ที่ตัวรับ D1 เพื่อลดการปล่อย GABA สู่เซลล์ประสาท NAc (Nicola และ Malenka, 1997; Hjelmstad, 2004) เอฟเฟ็กต์ที่สามารถส่งเสริมการกระตุ้นในคอนเสิร์ตด้วยการเปิดใช้งานตัวรับ D2 / D3 บนเซลล์ประสาทหนาม (Hopf et al., 2003) กลไกเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าโดปามีนไม่ได้กระตุ้นเซลล์ประสาท NAc โดยตรง แต่จะเพิ่มความตื่นเต้นง่ายในการตอบสนองต่อข้อมูลกลูตามาเทอรีซิก; ดังนั้นพวกเขาสามารถอธิบายได้ว่าเหตุใดการกระตุ้นด้วยการกระตุ้นด้วยคิวจึงไม่ได้ถูกบล็อกโดยคู่อริโดปามีนเท่านั้น แต่ยังสามารถยับยั้งการทำงานของ amygdala ที่เป็น basolateral และ prefrontal cortex (Ambroggi และคณะ, 2008; Ishikawa และคณะ, 2008) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ส่งการประมาณกลูตามาเทกจิคไปที่ NAc (Brog et al., 1993).

ความคล้ายคลึงกันและความแตกต่างระหว่าง SCH23390 และผลกระทบของ raclopride อาจเป็นผลมาจากกลไกทางประสาททั้งสองที่ตัดกันซึ่งเกี่ยวข้องกับ phasic และยาชูกำลังโทปามีน เพราะทั้งคู่ D1 และ D2 / D3 ลดการกระตุ้น DS-evoked แต่การกระตุ้น NS-evoked ที่เล็กกว่าที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทเดียวกันลดลงโดย D2 / D3 ศัตรูเพียงตัวเดียว (มะเดื่อ 8, , 9) 9) ดูเหมือนว่าโดปามีนจะส่งเสริมการเข้ารหัสค่าตัวกระตุ้นผ่านการเปิดใช้งานตัวรับ D1 แต่อำนวยความสะดวกในการตอบสนองการยิงไปยังตัวชี้นำทั้งหมด (ไม่ว่าจะเกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ที่มีค่า) ผ่านตัวรับ D2 / D3 สิ่งนี้อาจเป็นผลมาจากการที่ผู้ป่วยโดปามีนต้องสูญเสียไขมันมากขึ้นใน NAc ด้วยการทำนายผลตอบแทนได้มากกว่าตัวชี้นำที่เป็นกลาง (Phillips และคณะ, 2003; Roitman และคณะ, 2004) เนื่องจากตัวรับ D2 / 3 มีความเกี่ยวข้องกับโดปามีนสูงกว่าตัวรับ D1 ตัวรับโดปามีน NS-evoked ขนาดเล็กอาจเพียงพอที่จะเปิดใช้งานตัวรับ D2 / 3 เท่านั้นในขณะที่ DS ที่คาดเดาได้อาจยกระดับความเข้มข้นของโดปามีน (เกรซ 1991).

หรืออีกทางหนึ่งขนาดของการกระตุ้นด้วยสัญญาณอาจถูกควบคุมโดยยาชูกำลังมากกว่าโดปามีน phasic ระดับโดปามีนโทนิคอาจสะท้อนถึงต้นทุนค่าเสียโอกาส (Niv et al., 2007) ดังนั้นการตั้งค่าความแข็งแรงของประสิทธิภาพการทำงาน ดังนั้นหากระดับโดพามีนสูงในระดับโทนิมีนที่สูงพอตัวรับโดปามีนที่เพียงพอก็สามารถกระตุ้นได้เพื่อกระตุ้นการกระตุ้นด้วยคิวและลดความล่าช้าในการแสวงหารางวัล กลไกที่คล้ายกันนี้อาจช่วยสนับสนุน NAc dopamine ที่เป็นที่รู้จักกันดีในการปฏิบัติงานที่ยังไม่ได้ดำเนินการซึ่งต้องใช้ความพยายามในระดับสูง (Salamone และ Correa, 2012) ซึ่งการหยุดชะงักของโดปามีนจะเพิ่มเวลาในการตอบสนองต่อ operandum (Nicola, 2010) ความหมายภายนอกโดยนัย (เช่นสายตาของคันโยก) หรือตัวชี้นำภายใน (เช่นเกิดจากเวลาหรือความหิว) สามารถกระตุ้นการเข้าใกล้โดยเซลล์ประสาท NAc ที่น่าตื่นเต้นในระดับที่สูงขึ้นเมื่อต้นทุนของโอกาสและระดับโดปามีนสูง

โดยสรุปไม่ว่ากลไกทางเภสัชวิทยาใดที่เฉพาะเจาะจงผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าโดปามีน NAc ส่งเสริมพฤติกรรมการแสวงหารางวัลโดยการยกระดับการกระตุ้นของเซลล์ประสาท NAc เพื่อกระตุ้นสิ่งเร้าทางสิ่งแวดล้อม ขนาดของการกระตุ้นนี้กำหนดเวลาแฝงของวัตถุเพื่อเริ่มการตอบสนองวิธีการ ผ่านกลไกนี้โดพามีนควบคุมทั้งความแข็งแรงและโอกาสในการแสวงหารางวัล

เชิงอรรถ

อ้างอิง