Nat Neurosci ต้นฉบับผู้เขียน; มีให้ใน PMC 2016 Jan 15
เผยแพร่ในแบบฟอร์มการแก้ไขขั้นสุดท้ายเป็น:
Nat Neurosci 2014 พฤษภาคม; 17 (5): 704 – 709
เผยแพร่ออนไลน์ 2014 เม.ย. 6 ดอย: 10.1038 / nn.3694
PMCID: PMC4714770
NIHMSID: NIHMS574802
อิงโก Willuhn,1,2,3,* ลอเรนเอ็มบูร์เกโน,1,2 ปีเตอร์ A. Groblewski,2 และ Paul EM Phillips1,2
ฉบับแก้ไขล่าสุดของผู้เผยแพร่บทความนี้มีอยู่ที่ Nat Neurosci
ดูคำบรรยาย“การสูญเสียการส่งสัญญาณ dopamine phasic: เครื่องหมายติดยาเสพติดใหม่"ใน Nat Neurosci, เล่มที่ 17 ในหน้าที่ 644
ดูบทความอื่น ๆ ใน PMC ที่ กล่าวถึง บทความที่ตีพิมพ์
นามธรรม
ติดยาเสพติดเป็นความผิดปกติ neuropsychiatric ทำเครื่องหมายโดยการใช้ยาที่เพิ่มขึ้น Dopamine neurotransmission ใน ventromedial striatum (VMS) เป็นสื่อกลางในการเสริมฤทธิ์เฉียบพลันของยาที่ถูกทารุณกรรม แต่ด้วยการยืดเยื้อใช้ dorsolateral striatum (DLS) เป็นความคิดที่จะควบคุมการค้นหายา เราตรวจวัดการปลดปล่อยโดปามีนในระหว่างการปกครองด้วยตนเองของโคเคนซึ่งทำให้เกิดการเสพยาในหนู น่าแปลกที่เราพบว่า phasic dopamine ลดลงในทั้งสองภูมิภาคเนื่องจากอัตราการบริโภคโคเคนเพิ่มขึ้น กับการลดลงของโดปามีนใน VMS มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับอัตราการเพิ่ม การบริหารงานของสารตั้งต้นของโดปามีน L-DOPA ในขนาดที่เติมสารโดปามีนที่ส่งสัญญาณใน VMS กลับเพิ่มขึ้นซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่างการส่งโดพามีนลดลงและการใช้ยามากเกินไป ดังนั้นข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้เราเข้าใจถึงกลไกและการรักษาในการบริโภคยาที่มากเกินไปซึ่งเกิดขึ้นหลังจากการใช้งานที่ยืดเยื้อ
บทนำ
ยาเสพติดมีการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการเปิดตัวของโดปามีนใน striatum1,2. อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับการใช้ยาในสารสื่อประสาทโดปามีนแตกต่างกันไปในระยะเวลาและอนุภูมิภาค3-5. การเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆของความเข้มข้นนอกเซลล์ของโดปามีนใน ventromedial striatum (VMS), ถูกกระตุ้นโดยยาเสพติดจำนวนมากรวมถึงโคเคน6จะถือว่าสะท้อนคุณสมบัติเสริมแรงของยาเสพติด7เนื่องจากสัตว์ควบคุมอัตราโคเคนด้วยตนเองเพื่อรักษาระดับความเข้มข้นของโดปามีนในระดับสูง8. ภายใน VMS มีการรายงานบทบาทสมมุติของการส่งสัญญาณโดปามีนในแกนกลางและซับเชลล์ของนิวเคลียส accumbens แต่มีการเน้นไปที่เชลล์เพื่อเป็นสื่อกลางในการให้รางวัลยาหลักและแกนกลางทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับการเสริมแรงตามเงื่อนไข1. อันที่จริงการปล่อยโดปามีน phasic ในแกนนิวเคลียส accumbens นานสองสามวินาทีมีเงื่อนไขในการนำเสนอสิ่งเร้าทางสิ่งแวดล้อมที่จับคู่กับยาเสพติดซ้ำ ๆ9-12 และสามารถควบคุมการค้นหาและการใช้ยา9. การเข้ารหัสของสิ่งกระตุ้นปรับอากาศดังกล่าวโดยการปล่อยโดปามีนนั้นยังพบได้ในด้านเซนเซอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าของ striatum (dorsolateral striatum, DLS)13subregion แบบ striatal ที่เชื่อมโยงกับการพัฒนาของการค้นหายาเสพติดเป็นประจำและบังคับ14-16. ดังนั้นความก้าวหน้าของการใช้ยานอกเหนือจากการใช้เพื่อสันทนาการจึงสะท้อนให้เห็นถึงการมีส่วนร่วมของการส่งสัญญาณโดปามีนในภูมิภาคย่อยต่างๆ1,17ด้วยการเน้นการเปลี่ยนจาก limbic (VMS) ไปเป็น sensorimotor (DLS) striatum ในระหว่างการพัฒนาพฤติกรรมการแสวงหายาเสพติด1,18. อย่างไรก็ตามไม่มีใครรู้ว่าการเข้ารหัสของการกระทำที่เกี่ยวข้องกับยาหรือสิ่งเร้าโดยการเปลี่ยนแปลงของ phasic dopamine เมื่อพฤติกรรมการใช้ยาในระดับปานกลางเพิ่มขึ้น
กระบวนทัศน์หนูที่ถือว่าเป็นรูปแบบที่ดีที่สุดในการเปลี่ยนจากการใช้ยาในระดับปานกลางไปสู่การติดยาเสพติดใช้การเข้าถึงยาที่ยืดเยื้อ19,20เช่นการขยายการเข้าถึงจากหนึ่ง (การเข้าถึงระยะสั้น ShA) ถึงหกชั่วโมง (การเข้าถึงระยะยาว LgA) ต่อวันเป็นระยะเวลาหนึ่งสัปดาห์21. ระบบการปกครองด้วยตนเองของยาดังกล่าวมีความสามารถในการผลิตที่เพิ่มขึ้น21 และการแสวงหาสิ่งเสพติด22ในบรรดาอาการสำคัญอื่น ๆ ที่มีลักษณะการพึ่งพาสารในมนุษย์23. ที่นี่เราทดสอบว่า LgA ถึงโคเคนมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงในระดับภูมิภาคของการส่งสัญญาณโดปามีน phasic ใน striatum ที่มีลักษณะก่อนหน้านี้ระหว่างการใช้ยา ShA ที่เสถียร13 เพื่อให้เกิดความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับกลไก neurobiological พื้นฐานการเพิ่มการใช้ยา
ผล
หนูขาววิสตาร์ที่มีสายสวนทางหลอดเลือดดำได้รับการฝึกฝนให้ดูแลโคเคนด้วยตนเองในระหว่างการประชุม ShA ทุกวันและหลังจากการเข้าซื้อกิจการถูกเปลี่ยนเป็นเซสชัน LgA ในห้องที่มีพอร์ตจมูกโผล่สองช่อง จมูกโผล่เข้ามาในพอร์ตที่ใช้งานทำให้เกิดการฉีดโคเคน (0.5 mg / kg / infusion) และการนำเสนอ 20-s ของการกระตุ้นด้วยแสงในช่วงเวลาที่กำหนด (FI) 20 การเสริมแรง การตอบสนองในช่องที่สอง (ไม่ได้ใช้งาน) หรือใช้งานพอร์ตในระหว่างการนำเสนอการกระตุ้น (หมดเวลาของ 20) โดยไม่ต้องตั้งโปรแกรม สำหรับจุดประสงค์ในการรายงานจมูกจะกระตุ้นการตอบสนองในพอร์ตที่ใช้งานนอกช่วงเวลาหมดเวลา (เช่นที่เรียกว่าการฉีดโคเคน) เรียกว่า "จมูกที่ใช้งานอยู่" และกลุ่มที่อยู่ในพอร์ตที่ไม่ได้ใช้งาน โผล่จมูก” จำนวนจมูกที่ใช้งานเกินกว่าจมูกที่ไม่ได้ใช้งานอย่างมีนัยสำคัญ (ผลหลักของพอร์ตจมูก - โผล่: F(1, 23) = 383.226, P <0.001; มะเดื่อ. 1) ในแต่ละสัปดาห์ (P <0.001) หลังจากเปลี่ยนจาก ShA เป็น LgA ปริมาณโคเคนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป (ผลกระทบหลักของสัปดาห์: F(3, 69) = 25.504, P <0.001; มะเดื่อ. 1) ตามที่รายงานโดยคนอื่น ๆ อย่างต่อเนื่อง24.
เพื่อประเมินพลวัตระยะยาวของการส่งโดปามีนการบันทึกทางประสาทวิทยาระยะยาวได้ดำเนินการพร้อมกันในนิวเคลียส accumbens แกนกลางของ VMS และใน DLS ที่ไมโครไซต์ที่ฝังแบบเรื้อรัง25 ใช้โวลแทมเมทรีแบบวงจรสแกนแบบเร็ว (ดู รูปเพิ่มเติม 1 สำหรับการตรวจสอบเนื้อเยื่อวิทยาของการจัดวางขั้วไฟฟ้า) ในสัปดาห์แรกของ LgA เราพบว่ามีการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของโดปามีนนอกเซลล์ใน VMS หลังจากการตอบสนองที่ใช้งาน (P <0.001; รูปที่ 2a) รูปแบบการเปิดใช้งานนี้ลดลงในช่วง LgA ซึ่งการปล่อยโดปามีนในสัปดาห์ที่สามมีขนาดเล็กกว่าครั้งแรกอย่างมาก (P <0.001) และวินาที (P = 0.030) สัปดาห์ (ผลหลักของสัปดาห์: F(2,72) = 10.230, P <0.001; รูปที่ 2b) โดปามีน Phasic ที่วางจำหน่ายใน DLS เกิดขึ้นในสัปดาห์ที่สอง (P = 0.006; รูปที่ 2c) แต่ขาดไปในสัปดาห์ที่สามของ LgA (ผลกระทบหลักของสัปดาห์: F(2,51) = 3.474, P = 0.039; ใช้งานโผล่×ปฏิสัมพันธ์สัปดาห์: F(2,51) = 4.021, P = 0.024; รูปที่ 2c, d) ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสัญญาณ dopamine phasic ใน VMS และ DLS เกิดขึ้นตามลำดับในระยะต่าง ๆ ของการใช้ยาคล้ายกับสิ่งที่เรารายงานสำหรับระบบการปกครองแบบ ShA13. อย่างไรก็ตามการส่งสัญญาณนี้ลดลงในทั้งสองภูมิภาคในช่วงเวลาของ LgA ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่เป็นที่ทราบกันดีว่าเภสัชจลนศาสตร์ของโคเคนที่ฉีดเข้าเส้นเลือดดำไม่เปลี่ยน26,27.
เพื่อทดสอบความสัมพันธ์ระหว่างการสูญเสียการส่งสัญญาณโดปามีนและการเพิ่มการบริโภคยาเราใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของแต่ละบุคคลในความไวต่อการเพิ่มการบริหารยาเสพติดด้วยตนเองระหว่างการปกครองของ LgA โดยแยกสัตว์ออกเป็นสองกลุ่ม การถดถอยของการบริโภคยาในช่วง LgA หรือไม่ (รูปที่ 3a, b) การตรวจสอบความถูกต้องของการแยกสัตว์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสัตว์ที่ไม่ได้รับการเลื่อนระดับแสดงให้เห็นว่าไม่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในจมูกที่ใช้งานในช่วงสามสัปดาห์ที่ผ่านมาของ LgA F(2,18) = 0.633, P = 0.542; รูปที่ 3b, ซ้าย) ในขณะที่หนูที่เพิ่มขึ้นเพิ่มปริมาณของพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญ (ผลหลักของสัปดาห์: F(2,26) = 14.826, P <0.001; รูปที่ 3bใช่มั้ย การบริโภค×สัปดาห์ปฏิสัมพันธ์: F(2,44) = 4.674, P = 0.014) สร้างการกระตุ้นจมูกมากกว่าสัตว์ที่ไม่ได้เลื่อนระดับในช่วงสัปดาห์ LgA ที่สาม (t(22) = 2.307, P = 0.031; รูปที่ 3b) ยวดสัตว์ที่เพิ่มขึ้นแสดงแรงจูงใจเพิ่มขึ้นเพื่อให้ได้โคเคนดังที่แสดงในงานที่ก้าวหน้าP = 0.028; รูปเพิ่มเติม 2) ในหนูที่เพิ่มขึ้นมีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในการปล่อยโดปามีนใน VMS (ผลหลักของสัปดาห์: F(2,51) = 15.507, P <0.001; รูปที่ 3cขวาและ มะเดื่อเสริม 3a) อย่างไรก็ตามการปล่อยโดปามีน VMS มีความเสถียรในหนูที่ไม่ได้เลื่อนระดับ (ผลหลักของสัปดาห์: F(2,18) = 0.057, P = 0.945; รูปที่ 3cซ้ายและ มะเดื่อเสริม 4a) หารือเกี่ยวกับ dopamine phasic มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในสัปดาห์ที่สามเมื่อเทียบกับหนูที่เพิ่มขึ้น (ผลหลักของการบริโภค: F(1,69) = 6.444, P = 0 013; รูปที่ 3d, ซ้าย; การบริโภค×สัปดาห์ปฏิสัมพันธ์: F(1,70) = 4.303, P = 0.042) ความแตกต่างในการปลดปล่อยโดปามีนระหว่างหนูที่เพิ่มขึ้นนี้และหนูที่ไม่ได้เลื่อนระดับนั้นชัดเจนตลอดทั้งหกชั่วโมงของการดูแลตนเอง (t(43) = 2.599, P = 0.013) ที่สำคัญความแตกต่างนี้ไม่ได้เป็นผลมาจากการลดลงของฟังก์ชั่นโดปามีนทั่วไปในสัตว์ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการปล่อยโดปามีนหลังจากการโคเคนที่ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ, การกระตุ้นด้วยโคเคนของผู้ทดลองP = 0 605; มะเดื่อเสริม 5a).
ในทางตรงกันข้ามกับการปล่อยโดปามีนแบบ phasic ที่ยังคงอยู่ใน VMS ของหนูที่ไม่ได้เลื่อนระดับเราได้รายงานก่อนหน้านี้ว่ามีการปล่อยโดปามีนลดลงในสัตว์ที่ผ่านการ จำกัด โคเคนการเข้าถึงโคเคน (SHA) สามสัปดาห์13. ดังนั้นเราจึงทำการวิเคราะห์เพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูลที่ได้รับจากหนู ShA เหล่านี้เพื่อให้รายละเอียดลักษณะของความสัมพันธ์ระหว่างการทำงานของโดปามีนกับการบริโภคยาในสัตว์ที่เคยผ่านการบริหารโคเคนด้วยตนเองของ ShA หรือ LgA ในขณะที่ไม่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของการใช้ยาเฉลี่ยในสัตว์ในช่วง ShA มีความแตกต่างระหว่างบุคคลกับเซตย่อยของสัตว์ (6 of 16) แสดงการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของการบริโภคยาในสามสัปดาห์ของการบริหารตนเองโคเคน ที่น่าสนใจ VMS Phasic dopamine ในสัปดาห์ที่สามของการบริหารตนเองโคเคนของ ShA โคเคนในกลุ่มของสัตว์ที่รักษาปริมาณการใช้ยาคงที่ (กล่าวคือไม่แสดงการเพิ่มอย่างมีนัยสำคัญ) ไม่แตกต่างจากสัตว์ที่ไม่ได้เลื่อนระดับในสัปดาห์ที่สามของ LgA (P = 0.741; มะเดื่อเสริม 5b) สัตว์ SHA ที่เพิ่มปริมาณการใช้ยาแสดงอัตราการบริโภคยาที่ลดลง (32.7 ± 3.9 เทียบกับ 43.9 ± 3.1 infusions ในชั่วโมงแรก P = 0.017) และการปลดปล่อยโดปามีนที่ลดน้อยลง (P = 0.049; มะเดื่อเสริม 5b) มากกว่าสัตว์ที่เพิ่มปริมาณของพวกเขาภายใต้เงื่อนไขของแอลจีเอ อย่างไรก็ตามมีแนวโน้มที่ไม่สำคัญสำหรับการลดลง VMS dopamine เมื่อเทียบกับคู่ที่ไม่ได้เพิ่มขึ้น (P = 0.094) และไม่มีการโต้ตอบอย่างมีนัยสำคัญสำหรับการปล่อยสาร dopamine ในช่วงเวลาระหว่าง ShA และ LgA หนูที่เพิ่มขึ้น: F(1,57) = 0.111 P = 0.740; มะเดื่อเสริม 5b) จากความแตกต่างของแต่ละบุคคลเราทำการวิเคราะห์การถดถอยของหนูทุกตัวเพื่อตรวจหาความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างระดับโดปามีนและระดับการเพิ่มและพบว่ามีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญ (หนู ShA และ LgA รวมตัวกัน) r = −0.628 , P = 0.005) ด้วยการเพิ่มระดับมากที่สุดในสัตว์ที่ปล่อยโดปามีนต่ำที่สุดในสัปดาห์ 3 (รูปที่ 3e, ซ้าย). ดังนั้นการลดทอนสัญญาณโดปามีนใน VMS จึงเป็นการคาดการณ์การเพิ่มขึ้นของการบริหารตนเองยาข้าม LgA และยาสูตรการเข้าถึงยา ShA ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่ามุมมองที่เกี่ยวเนื่องกับการเปลี่ยนแปลงในการปลดปล่อยโดพามีนคือสัตว์เพิ่มขึ้นหรือไม่มากกว่าระบบการปกครองด้วยตนเองที่พวกเขาได้รับ ต่อ se. ในทำนองเดียวกันเราพบว่าในหนูทุกตัวการเพิ่มขึ้นเป็นตัวทำนายที่สำคัญของแรงจูงใจที่เพิ่มขึ้นสำหรับโคเคน (P = 0.037, มะเดื่อเสริม 6a) แต่ระบบการปกครอง LgA / ShA ไม่ได้เป็นตามการประเมินในตารางอัตราส่วนความก้าวหน้า (P = 0.340, มะเดื่อเสริม 6b).
ในทางตรงกันข้ามกับ VMS การปล่อยโดปามีนที่ต้องเผชิญกับการตอบสนองใน DLS ไม่แตกต่างกันระหว่างสัตว์ LgA ที่เพิ่มขึ้นและไม่เพิ่มขึ้น (ผลหลักของการบริโภค: F(1,48) = 0.472, P = 0 496; รูปที่ 3dถูกต้องและ มะเดื่อเสริม 3b และ 4b) และไม่มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญระหว่างความชันของการยกระดับและการปล่อยโดปามีนในสัตว์ที่ได้รับการควบคุมตนเองด้วยโคเคน ShA หรือ LgA (r = −0.112) P = 0.649; รูปที่ 3eขวา) ดังนั้นในขณะที่โดปามีนใน VMS มีความสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของการใช้ยาความสัมพันธ์ที่คล้ายกันไม่ได้ถูกสังเกตใน DLS ซึ่งเป็นบริเวณสมองที่มีความสัมพันธ์อย่างกว้างขวางกับการบริหารยาด้วยตนเอง1,14,16,18.
ด้วยความสัมพันธ์ที่เร้าใจระหว่าง neurochemistry และพฤติกรรมเราตั้งสมมติฐานว่าการลดลงของการส่งสัญญาณโดปามีน phasic นั้นเป็นสาเหตุในการผลิตการเพิ่มการใช้ยาซึ่งคล้ายกับการเพิ่มขึ้นของการใช้ยาที่ผลิตโดยตัวรับโดปามีน28-30และดังนั้นการฟื้นฟูมันจะทำให้เกิดการกลับรายการในการเพิ่ม (รูปที่ 4a) ดังนั้นเราจึงทำการรักษาสัตว์ที่เพิ่มขึ้นP = 0.024; รูปที่ 4b) กับ L-DOPA ก่อนที่เซสชั่นเริ่มที่จะเพิ่มการปล่อย dopamine Phasic31. L-DOPA ขนาดยา (0, 10, 30, และ 90 mg / kg, ทางหลอดเลือดดำ) ลดการบริโภคโคเคน (ผลหลักของ L-DOPA: F(3,53) = 5.053, P = 0.004; รูปที่ 4b) ด้วย 30 mg / kg คืนสู่ปริมาณที่เพิ่มขึ้น ที่สำคัญปริมาณ 30 mg / kg ของ L-DOPA นั้นเพียงพอที่จะเรียกคืนสัญญาณ dopamine phasic ใน VMS ได้อย่างสมบูรณ์ (ดู รูปเพิ่มเติม 7 สำหรับการบันทึกเว็บไซต์) ระหว่างการใช้ยา (F(2,8) = 6.316, P = 0.023; รูปที่ 4c) ผลกระทบที่เกิดขึ้นก็คือตลอดหกชั่วโมงของการบริหารตนเอง (F(2,8) = 7.610, P = 0.0141) ดังนั้นปริมาณของการปลดปล่อยโดปามีนใน phasic ใน VMS คาดการณ์ปริมาณการบริโภคยาในระหว่างการบริหารจัดการโคเคนด้วยตนเอง (r = −0.525 P = 0.046; รูปที่ 4d) พฤติกรรมนี้ของ L-DOPA ไม่สามารถอธิบายได้โดยการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองทางเภสัชวิทยาต่อโคเคนเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นช้าใน VMS โดปามีนหลังจากการแช่ยาที่อาจเกิดขึ้นไม่ได้เปลี่ยนแปลงโดยการรักษาด้วย L-DOPA และในความเป็นจริง การเพิ่มการเพิ่มและสถานะ L-DOPA ที่ได้รับการเพิ่ม (F(2,8) = 0.020, P = 0.980; รูปเพิ่มเติม 8) นอกจากนี้ผลของ L-DOPA ที่มีต่อการบริโภคยาก็ถูกสังเกตเช่นกันเมื่อ L-DOPA ถูกนำไปผสมกับ VMS ในพื้นที่ (ดูที่ รูปเพิ่มเติม 9 สำหรับไซต์แช่) ของหนูที่เพิ่มขึ้นก่อนที่จะเซสชัน (t(7) = 6.517, P <0.001; รูปที่ 4e) เมื่อนำมารวมกันการศึกษาชุดนี้แสดงให้เห็นว่าการให้ยา L-DOPA ครั้งเดียวก่อนการเข้าถึงยานั้นมีประสิทธิภาพในการฟื้นฟูการส่งสัญญาณโดปามีนและการใช้โคเคนในสภาวะปกติให้อยู่ในสภาพดีขึ้น
ต่อไปเราจะทดสอบว่าการใช้ L-DOPA จะมีประสิทธิภาพในการลดปริมาณการใช้ยาที่เพิ่มขึ้นในสูตรยาในระยะยาวหรือไม่ อันดับแรกเราทำการทดลองที่แนะนำ L-DOPA ซ้ำหลายครั้งในวันที่ติดต่อกันระหว่างการเหนี่ยวนำการเพิ่ม สัตว์ได้รับการฝึกฝนให้จัดการโคเคนด้วยตนเองอย่างเสถียรแล้วเปลี่ยนเป็น LgA หรือยังคงอยู่ใน ShA ในช่วงเวลาที่พวกเขาถูกฉีดด้วย L-DOPA (30 mg / kg ทางหลอดเลือดดำ) หรือน้ำเกลือก่อนการบำบัดแต่ละสัปดาห์เป็นเวลาสองสัปดาห์ (รูปที่ 5a) L-DOPA ส่งผลกระทบต่อการบริโภคยาอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะเฉพาะของระบบการปกครอง (ผลหลักของการรักษา: F(1,53) = 9.297, P = 0.004; ผลหลักของระบบการปกครอง: F(1,53) = 5.968, P = 0.018; รูปที่ 5a) กับการลดโคเคนในสัตว์ LgA (P = 0.004) แต่ไม่ใช่สัตว์ SHA (P = 0.170; รูปที่ 5a) และไม่มีผลกระทบกับจมูกที่ไม่ได้ใช้งาน (LgA, P = 0.202; ฉางชา P = 0.101; ไม่แสดงข้อมูล) ดังนั้นการรักษา L-DOPA จึงมีประสิทธิภาพในการป้องกันการเพิ่มการบริโภคยาในช่วง LgA อย่างไรก็ตามเมื่อหยุดการรักษาอาการนี้ยังไม่ทน (P = 0.789; รูปที่ 5a) ประการที่สองเราให้ยา L-DOPA ซ้ำ ๆ กันเป็นเวลาหลายวันในสัตว์ที่มีการใช้ยาเพิ่มขึ้น สัตว์ได้รับการฝึกฝนให้ควบคุมโคเคนด้วยตนเองอย่างเสถียรและต่อมาถูกเปลี่ยนเป็น LgA หรืออยู่ใน ShA เป็นเวลาสามสัปดาห์ สัตว์เหล่านี้ได้รับการรักษาด้วย L-DOPA หรือน้ำเกลือก่อนการประชุมด้วยตนเองในสัปดาห์ที่สาม (รูปที่ 5b) สัตว์ที่ได้รับการฝึกอบรมโดยแอลจีเอพบว่ามีการใช้โคเคนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในช่วงสองสัปดาห์แรกเมื่อเทียบกับสัตว์ที่ได้รับการฝึกฝนโดย SHA (ผลหลักของระบบการปกครอง: F(1,51) = 15.706, P <0.001; ไม่แสดงข้อมูล) การรักษาด้วย L-DOPA ทำให้เกิดผลเฉพาะของระบบการปกครอง (ผลของการรักษาหลัก: F(1,51) = 5.303, P = 0.025; ผลหลักของระบบการปกครอง: F(1,51) = 11.884, P = 0.001; รูปที่ 5b) ลดปริมาณโคเคนในสัตว์แอลจีP = 0.048) แต่ไม่ใช่สัตว์ SHA (P = 0.210; รูปที่ 5b) โดยไม่มีผลต่อการตอบสนองที่ไม่ใช้งาน (LgA P = 0.641; ฉางชา P = 0.664) ที่สำคัญผลต่างของ L-DOPA ในจมูกที่ใช้งานมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อสัตว์ถูกจัดกลุ่มเป็นแบบเพิ่มและไม่เพิ่มขึ้นแทน ShA และ LgA (สัตว์ที่เพิ่มขึ้น) P = 0.005; สัตว์ที่ไม่ได้เลื่อนระดับ P = 0.421; รูปที่ 5c) ระบุว่า L-DOPA ลดปริมาณโคเคนที่เพิ่มขึ้นมากกว่าที่จะส่งผลกระทบต่อการบริโภคยา ต่อ seการโต้ตอบที่พัฒนาในช่วงเวลาหลายวัน (การบริโภค×การรักษา (วัน 1) การทำงานร่วมกัน: F(1,51) = 0.562, P = 0.457; แต่การบริโภค×การรักษา (วัน 5) ปฏิสัมพันธ์: F(1,51) = 4.091, P = 0.048) ที่สำคัญความแตกต่างเหล่านี้ระหว่างประชากรย่อยที่เพิ่มขึ้นและที่ไม่ได้เพิ่มขึ้นรวมถึงผลกระทบจากการเพิ่มขึ้นของ L-DOPA แบบเฉียบพลันและแบบเรื้อรังที่ได้รับการจัดการด้วยตัวเองก็มีการปฏิบัติด้วยตนเองตลอดหกชั่วโมงรูปเพิ่มเติม 10) การค้นพบร่วมกันเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการปล่อยสาร dopamine ของ phasic ลดลงในสัตว์ที่เพิ่มปริมาณโคเคนและคืนค่าด้วยการบริหารซ้ำของสารตั้งต้น dopamine, L-DOPA, ป้องกันและย้อนกลับการเพิ่มนี้ให้หลักฐานที่ลดลง dopamine
อภิปราย
ในการศึกษาครั้งนี้เราได้ตรวจสอบการปล่อยสาร dopamine ของ phasic ใน VMS และ DLS ในระหว่างการเพิ่มปริมาณยาที่เป็นปรากฏการณ์ที่จำลองเกณฑ์การวินิจฉัยที่สำคัญสำหรับการพึ่งพายาเสพติด21,23. การค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นนั้นสัมพันธ์กับการส่งสัญญาณโดปามีนที่ลดลงทั้งใน VMS และ DLS โดยการลดลงของโดปามีนใน VMS นั้นสัมพันธ์กับอัตราการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ผลกระทบนี้ดูเหมือนจะเป็นทางเลือกสำหรับ phasic dopamine เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงที่เทียบเคียงกันไม่ได้สังเกตในยาชูกำลังโดปามีนในการศึกษาปัจจุบันในงานก่อนหน้านี้โดยใช้ระบบการปกครองเดียวกันในหนู27 หรือกระบวนทัศน์การบริหารตนเองที่เกี่ยวข้องในบิชอพที่ไม่ใช่มนุษย์32,33. มีรายงานจำนวนหนึ่งเกี่ยวกับฟังก์ชั่นโดปามีนลดลงในระหว่างการถอนตัวยา (ทดสอบระหว่าง 18 ชั่วโมงและเจ็ดวันนับจากเซสชั่นการดูแลตนเองครั้งสุดท้าย) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการลดความไวต่อโคเคน34-37. ในขณะที่เราสังเกตเห็นการลดลงคล้ายกันในการตอบสนองของโดปามีนต่อโคเคนระหว่าง ShA และ LgA (มะเดื่อเสริม 5a) ผลกระทบนี้ไม่ปรากฏว่ามีความเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นเนื่องจากการตอบสนองทางเคมีประสาทต่อโคเคนที่ไม่เกิดขึ้นไม่แตกต่างกันระหว่างหนูที่เพิ่มขึ้นและผู้ที่ไม่ได้ (ไม่มีปฏิสัมพันธ์×ระบบการปกครอง: F(1,34) = 1.964 P = 0.170; มะเดื่อเสริม 5a) ในทำนองเดียวกันการเปลี่ยนแปลงสูงสุดของความเข้มข้นของโดพามีนในยาโทนิกถึง 90 วินาทีหลังจากโคเคนที่เกิดขึ้นโดยสันนิษฐานว่าเนื่องจากการกระทำทางเภสัชวิทยาของโคเคนไม่แตกต่างกันระหว่างรัฐที่เพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้นภายในสัตว์เดียวกันรูปเพิ่มเติม 8) ดังนั้นลักษณะเฉพาะของการส่งโดปามีนที่เราสังเกตเห็นซึ่งการทำนายการเพิ่มขึ้นของการบริโภคยาคือการตอบสนองของ phasic ที่เกิดขึ้นทันทีหลังจากจมูกที่ใช้งานอยู่ซึ่งเป็นการตอบสนองต่อเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับยาเสพติด9,11,13. การตอบสนองทางประสาทวิทยานี้ลดลงในสัตว์ที่เพิ่มการบริโภคยาของพวกเขาซึ่งเป็นการเตือนให้ระลึกถึงกระบวนการเรียนรู้ตามปกติโดยที่โดปามีนใน VMS ถูกกระตุ้นโดยการกระตุ้นด้วยรางวัลที่เกี่ยวข้องกับการลดลง38,39. อย่างไรก็ตามการลดทอนของ dopamine ที่ปล่อยออกมาในระหว่างการบริหารตนเองนั้นเกิดขึ้นในกระบวนการเรียนรู้ในภายหลังมากกว่าที่คาดไว้สำหรับการเรียนรู้ที่อาจเกิดขึ้นนานหลังจากการได้รับการใช้ยาที่จัดตั้งขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นในสัตว์ที่ไม่ได้เพิ่มปริมาณยาเสพติดของพวกเขาลดทอนของการปล่อยสาร dopamine phasic ไม่เกิดขึ้นแม้ว่าสัตว์เหล่านี้แสดงพฤติกรรมเครื่องมือพินิจพิเคราะห์ asymptotic
ตามมูลค่าแล้วการสังเกตของเราถึงการลดลงของการปลดปล่อยโดปามีนเนื่องจากการใช้ยาดำเนินต่อไปดูเหมือนว่าจะขัดแย้งกับทฤษฎีร่วมสมัยของการเสพติด ทฤษฎีที่มุ่งเน้นไปที่กระบวนการกระตุ้นให้เกิดแรงกระตุ้นจากยากระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นของระบบโดปามีน VMS เมื่อสัมผัสกับยาเสพติดซ้ำแล้วซ้ำอีกซึ่งเป็นสื่อกลางในการตอบสนองไวต่อยาและการสัมผัสคิว40ปรากฏการณ์ที่แข็งแกร่งโดยเฉพาะหลังจาก LgA41. แนวความคิดเกี่ยวกับบทบาทของการเรียนรู้ที่ผิดปกติและการสร้างนิสัยในการติดยาเสพติดแสดงให้เห็นว่าการส่งสัญญาณโดปามีนที่เกิดขึ้นใหม่ใน DLS จะควบคุมการแสวงหายาเสพติดมากขึ้น1,14,16. นอกจากนี้รูปแบบการคำนวณที่โดดเด่นของการติดยาเสพติดโดยเฉพาะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มสัญญาณโดปามีนที่เพิ่มขึ้นเพื่อชี้นำยาที่เกี่ยวข้องเป็นแรงผลักดันที่มีต่อการติดยาเสพติด42,43. ในทางกลับกันการค้นพบของเราดูเหมือนจะสอดคล้องกับสมมติฐานการสูญเสียโดปามีนของการเสพติดที่เสนอโดย Dackis และทองคำ44และทฤษฎีกระบวนการของคู่ต่อสู้ที่เกี่ยวข้อง21 ที่เน้นการปราบปรามยาเสพติดที่เกิดจากกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัล การปราบปรามดังกล่าวได้รับการตั้งสมมติฐานว่าจะทำให้เกิดการชดเชยการควบคุมตนเองของการใช้ยาเพื่อรักษาระดับความเป็นพิษของยาที่ต้องการ21. โดยเฉพาะมนุษย์และสัตว์ชดเชยปริมาณโคเคนที่ลดลงเมื่อตอบสนองเพิ่มขึ้น45,46. กระบวนการนี้ควบคุมโดยการส่งโดปามีนใน VMS8 และด้วยเหตุนี้การลดการส่งโดพามีน (เช่นโดยโดปามีนรีเซพเตอร์การเป็นปรปักษ์) ทำให้อัตราการบริโภคยาเพิ่มขึ้น28,29. ดังนั้นการลดลงของสัญญาณโดปามีนที่เราสังเกตเห็นในช่วง LgA อาจกระตุ้นให้เกิดการชดเชยปริมาณการใช้ยาเพื่อให้ได้ระดับที่ต้องการของความเป็นพิษ ในการสนับสนุนสมมติฐานนี้การลดลงของโดปามีนใน VMS นั้นเด่นชัดที่สุดในสัตว์ที่แสดงการเพิ่มขึ้นของการใช้ยา
ดังนั้นเราจึงให้เหตุผลว่าการกู้คืนโดปามีนจะช่วยลดการเพิ่มขึ้น อันที่จริงการบริหาร L-DOPA นั้นมีประสิทธิภาพทั้งในการป้องกันและการย้อนกลับของการเพิ่มการบริโภคยา ยวดผลกระทบของ L-DOPA ต่อการใช้ยาไม่ได้ทนต่อการยุติการรักษาโดยชี้ให้เห็นว่ามันไม่ได้ป้องกันการเกิด neuroadaptation ดังนั้นข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มระดับเป็นสื่อกลางโดยกระบวนการที่ประจักษ์ผ่านการลดลงของ dopamine phasic ในระหว่างการใช้ยา การค้นพบเหล่านี้ให้ข้อมูลกลไกสำหรับการใช้ L-DOPA ในการรักษาทางคลินิกของการละเมิด psychostimulant ซึ่งเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มบางอย่าง แต่โดยรวมแล้วผลลัพธ์ในการทดลองทางคลินิกในจำนวนน้อย47. โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจาก L-DOPA ลดการใช้ยาที่เพิ่มขึ้นโดยไม่ต้องงดเว้นเราแนะนำว่ามันเหมาะสำหรับแนวทางลดอันตรายและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการอนุญาตให้ผู้ติดยาสามารถควบคุมการใช้ยาของพวกเขาในขณะที่เข้าสู่โปรแกรมพฤติกรรมบำบัด โดยรวมแล้วการค้นพบของเราเผยให้เห็นการลดลงของการปลดปล่อยโดปามีนแบบ phasic ที่เกิดขึ้นระหว่างการเข้าถึงยาที่ยืดเยื้อซึ่งเป็นสื่อกลางในการเปลี่ยนจากการพักผ่อนหย่อนใจไปสู่การใช้ยาที่ไม่สามารถควบคุมได้
วิธีการ
สัตว์
หนูเพศเมียวิสตาร์ผู้ใหญ่จากแม่น้ำชาร์ลส์ (ฮอลลิสเตอร์แคลิฟอร์เนียสหรัฐอเมริกา) ชั่งน้ำหนักระหว่าง 300g และ 400g ถูกเก็บแยกเดี่ยวและเก็บไว้ในวงจรไฟ 12-h / 12-h (ไฟที่ 0700) ควบคุมอุณหภูมิและความชื้นด้วยอาหารและ น้ำพร้อมใช้งานฟรี การใช้สัตว์ทั้งหมดได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการการดูแลและการใช้สัตว์ของมหาวิทยาลัยวอชิงตันและขั้นตอนการผ่าตัดได้ดำเนินการภายใต้เงื่อนไขปลอดเชื้อ สำหรับการทดลองด้วยโวลแทมเมทรีสัตว์ 50 ได้รับการผ่าตัดซึ่ง 29 รักษาสายสวนสายสวนตลอดการทดลองมีอิเล็กโทรดที่ตรวจสอบการทำงานและการตรวจชิ้นเนื้ออย่างน้อยหนึ่งรายการและผ่านเกณฑ์พฤติกรรม (ดูด้านล่าง) สำหรับการทดลองทางเภสัชวิทยานั้น 28 ของหนู 32 ที่ได้รับการปลูกถ่ายสายสวนรักษาการแจ้งเตือนทางสายสวนหลอดเลือดดำและใช้ในการศึกษา สัตว์ได้รับการยกให้เป็นกลุ่มทดลองตามอัตราการจัดการตนเองในระหว่างการฝึกอบรมก่อนการทดลองของ ShA ขนาดตัวอย่างคล้ายกับที่รายงานในสิ่งพิมพ์ก่อนหน้านี้13.
การผ่าตัด stereotaxic
หนูถูกดมยาสลบด้วย isoflurane วางไว้ในกรอบ stereotaxic บริหารด้วย carprofen ต้านการอักเสบที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ (5 mg / kg ใต้ผิวหนัง) และวางบนแผ่นความร้อนอุณหภูมิเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกาย หนังศีรษะนั้นถูกชุบด้วยแอลกอฮอล์และเบทาดีนอาบด้วยลิโดเคน (0.5 มก. / กก.) และบูปิวาเคน (0.5 มก. / กก.) และมีรอยย่นที่กะโหลก เจาะรูในกะโหลกและหลุมดูราสำหรับการกำหนดเป้าหมายของ DLS (1.2-mm ล่วงหน้า, 3.1-mm ด้านข้างและ 4.8-mm ventral สู่ Bregma48) และนิวเคลียส accumbens แกนกลางของ VMS (1.3-mm ล่วงหน้า, 1.3-mm ด้านข้างและ 7.2-mm ventral สู่ Bregma) microelectrode คาร์บอนไฟเบอร์หนึ่งตัวทำในบ้าน25 อยู่ในตำแหน่ง VMS และอีกแห่งใน DLS และมีการฝังอิเล็กโทรดอ้างอิง Ag / AgCl ไว้ในส่วนที่แยกต่างหากของ forebrain ในชุดสัตว์ที่แตกต่างกันไกด์ cannulas (เครื่องวัด 26; Plastics One, Roanoke, VA, USA) ซึ่งถูกบดบังด้วย cannulas“ dummy” ที่มีความยาวเท่ากันนั้นถูกฝังทั้งสองข้างเพื่อกำหนดเป้าหมาย VMS อิเล็กโทรดและ cannula คู่มือถูกรักษาความปลอดภัยด้วยซีเมนต์ cranioplastic ทอดสมอไปที่กะโหลกศีรษะด้วยสกรู หลังการผ่าตัดหนูได้รับยา carprofen ต้านการอักเสบที่ไม่ออกฤทธิ์ยาวนาน (5 mg / kg ใต้ผิวหนัง) และวางลงบนแผ่นความร้อนใต้พิภพเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายจนกระทั่งผู้ป่วยนอก สัตว์ทุกตัวถูกฝังด้วยสายสวนทางหลอดเลือดดำในระหว่างการผ่าตัดอีกหนึ่งสัปดาห์ต่อมา
การปลูกสายสวนทางหลอดเลือดดำ
หนูถูกดมยาสลบด้วย isoflurane โดยให้ยา carprofen ต้านการอักเสบ nonsteroidal (5 มก. / กก. ฉีดเข้าใต้ผิวหนัง) และวางบนแผ่นความร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกาย สายสวนทำด้วยท่อซิลิสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 0.6 มม. และต่อเข้ากับ "ดุม" ที่ปลายด้านหนึ่ง (ส่วนปลายถึงการสอดเส้นเลือด Plastics One, VA, USA) สำหรับเชื่อมต่อกับปั๊มแช่ สายสวนถูกดันเข้าใต้ผิวหนังผ่านรอยบากที่ด้านหลังระหว่างไหล่ไปทางด้านหน้าของร่างกายและยึดเข้ากับหลอดเลือดดำคอด้านขวาซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากลูกปัดยางซิลิกอนใกล้กับส่วนปลายของสายสวน การตรวจสอบตำแหน่งที่เหมาะสมของสายสวนโดยการดึงเลือดเข้าไปในท่อด้วยแรงดันลบ จากนั้นดุมถูกยึดด้วยชิ้นส่วนของตาข่ายเทฟลอนที่เย็บเข้ากับเนื้อเยื่อรอบ ๆ และรอยบากถูกปิดโดยปล่อยให้ดุมยื่นออกมาจากหลังของหนู จากนั้นสายสวนจะถูกล้างด้วยสารละลายเฮปาริน (80 U / ml ในน้ำเกลือ) และเต็มไปด้วยสารละลายที่มีความหนืดของ polyvinylpyrolidone (PVP) และ heparin (1000 U / ml) ฮับสายสวนถูกต่อด้วยท่อโพลีเอทิลีนแบบสั้นและมีจีบและสารละลาย PVP ยังคงอยู่ในสายสวนเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสอดใส่ หลังการผ่าตัดหนูสามารถฟื้นตัวได้อย่างน้อยห้าวัน
โคเคนการดูแลตนเอง
เซสชันการดูแลตนเองถูกดำเนินการระหว่าง 0900 และ 1700 hr หนูเรียนรู้ที่จะจัดการโคเคนด้วยตนเอง (ซิกม่า, เซนต์หลุยส์, มิสซูรี่, สหรัฐอเมริกา) ในห้องผ่าตัดแบบแยกส่วน (Med Associates, VT, USA) พร้อมกับอุปกรณ์ตอบสนองแบบจมูกสองช่อง (พอร์ตพร้อมไฟคิวแบบบูรณาการ) ผนังที่เหมือนกันคือไฟบ้านและลำโพงที่ให้เสียงบริสุทธิ์และเสียงรบกวนแบบสีขาว ห้องผ่าตัดตั้งอยู่ในห้องด้านนอกที่ได้รับการลดทอนเสียง หนู (อายุ 3 – 4 เดือน) ได้รับการฝึกอบรมเพื่อให้ได้โคเคนตามการตอบสนองของผู้ปฏิบัติการตามตารางการเสริมแรง FI20 การสูดจมูกในพอร์ตที่ใช้งานอยู่ (ขนย้ายด้านข้างระหว่างสัตว์) ส่งผลให้เกิดการฉีดโคเคนทางหลอดเลือดดำในทันที (0.5 mg / kg ในเวลาประมาณสิบวินาที) จับคู่กับการนำเสนอ 20 วินาทีที่สองของการกระตุ้นด้วยโสตทัศน์ กระตุ้นพอร์ตและเสียงกระตุ้นปรับอากาศ, CS) ในระหว่างการนำเสนอ CS จะมีการกำหนดการหมดเวลาวินาทีที่สองของ 20 ในระหว่างที่การเจาะจมูกไม่ส่งผลให้เกิดการฉีดยาต่อไปหรือผลที่เกิดจากโปรแกรมอื่น ๆ ความพร้อมในการใช้ยาในระหว่างการประชุมมีความหมายโดยเสียงสีขาวและการส่องสว่างของแสงบ้าน เพื่อควบคุมการตอบสนองเฉพาะเจาะจงการเจาะจมูกของพอร์ตที่สอง (ไม่ได้ใช้งาน) ถูกตรวจสอบ แต่ไม่เคยได้รับการเสริม ก่อนการฝึกซ้อมโดยมีเกณฑ์การตอบรับห้าครั้งหรือมากกว่าต่อเซสชันในการประชุมสองครั้งต่อเนื่องเพื่อรวมไว้ในการศึกษาหนูได้รับการเข้าถึงโคเคนทุกวันเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงต่อวัน (การเข้าถึงระยะสั้น; ShA) เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ ชั่วโมงต่อวัน (การเข้าถึงระยะยาว LgA) เป็นเวลาสามสัปดาห์ (ห้าวันต่อสัปดาห์) จำนวนครั้งในการเข้าถึงเกณฑ์แตกต่างกันระหว่างสัตว์จากสองถึงห้าครั้ง ผลพฤติกรรมจากกลุ่มควบคุมที่รายงานก่อนหน้านี้13 ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานในการเปรียบเทียบข้อมูลพฤติกรรมจากหนูที่ได้รับโคเคน LgA จากการจัดการตนเองของโคเคนกับหนูที่ได้รับการฝึกฝนภายใต้ระบบการปกครองแบบ ShA ในจำนวนวันที่เท่ากัน
หลังจากผ่านไปสามสัปดาห์ ShA หรือ LgA ของการจัดการโคเคน FI20 ด้วยตนเองชุดย่อยของหนูจะได้รับการทดสอบในอัตราส่วนที่ก้าวหน้า เซสชันเหล่านี้เหมือนกับเซสชัน FI20 ยกเว้นว่าสัตว์จะต้องดำเนินการตอบสนองต่อการเพิ่มจำนวนโคเคนในช่วงนี้ ข้อกำหนดของผู้ปฏิบัติการในการทดลองแต่ละครั้ง (T) เป็นจำนวนเต็มที่ปัดเศษลงของ 1.4(T - 1) คันโยกเริ่มต้นที่ 1 คันโยกกด (นั่นคือ 1, 1, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 14, 20, 28, 40, 56, 79, 111, 155, 217, 304, 426, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX . ความต้องการงานนี้สูงจนในที่สุดสัตว์ก็หยุดตอบสนองและไปถึง“ จุดแตกหัก” จุดพักถูกกำหนดให้ดำเนินการตามจำนวนเงินทุนทั้งหมดที่ได้รับก่อนช่วงเวลาสามสิบนาทีในระหว่างที่ไม่มีเงินทุนใด ๆ ได้รับ
การบริหาร L-DOPA / Benserazide
L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine) ได้รับการรวมกับ DOPA decarboxylase inhibitor Benserazide เพื่อลดการสลายตัวของ L-DOPA (ทั้งจาก Sigma, St. Louis, MO, USA) ยาทั้งสองละลายในน้ำเกลือและฉีดเข้าเส้นเลือดดำที่ปริมาณ 1 ml / kg น้ำหนักตัว L-DOPA ได้รับยา 30 นาทีก่อนเริ่มเซสชันที่ 0, 10, 30 หรือ 90 mg / kg ในขณะที่ Benserazide ได้รับอย่างสม่ำเสมอที่ 2 mg / kg โดยไม่คำนึงถึงปริมาณ L-DOPA ในการศึกษาครั้งแรก (การตอบสนองต่อปริมาณ) หนูได้รับการรักษาด้วย L-DOPA ในวันเดียวมะเดื่อ. 4) ไม่มีขนาดของ L-DOPA ที่ใช้ยับยั้งประสิทธิภาพทั่วไปหรือทำให้เกิดภาวะดายสกิน เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการบริหาร L-DOPA ซ้ำหนูได้รับการฝึกฝนโดยไม่ได้รับการรักษาด้วย L-DOPA หลังจาก“ L-DOPA” ในการศึกษาชุดที่สองสัตว์ได้รับการรักษาด้วย L-DOPA เหล่านี้ก่อนการจัดการด้วยตนเองแต่ละครั้งเป็นระยะเวลานานถึงสองสัปดาห์ (มะเดื่อ. 5) ในชุดที่สามของการศึกษาหนูที่แสดงโคเคนการจัดการตนเองเพิ่มขึ้นในช่วง LgA ผลกระทบของการแช่ทวิภาคีของ L-DOPA (25 – 50 µg ละลายใน 0.5 µl ACSF ในซีกโลกแต่ละ 0.25 µl / นาที; ตรวจสอบ Louis, MO, USA) และ ACSF เป็น VMS เกี่ยวกับพฤติกรรมการเสพยา ในวันที่มีการแช่ cannula จำลองจะถูกแทนที่ด้วย cannula 33-gauge infusion cannula ที่ยื่นออกมา 1.0 มม. เกิน cannula ที่แนะนำ เงินทุนได้รับสิบนาทีก่อนที่จะเริ่มเซสชั่น หลังจากแช่แช่ยาไว้เป็นเวลาสองนาทีก่อนนำออกเพื่อให้ยาแพร่กระจาย
การวัดและการวิเคราะห์ปริมาตร
สำหรับการตรวจจับโดปามีนโดยการตรวจวัดวัฏจักรแบบวัฏจักรอย่างรวดเร็วในระหว่างการทดลอง (การบันทึกที่ดำเนินการในช่วงสองครั้งต่อสัปดาห์) ไมโครสโคปแบบคาร์บอนไฟเบอร์ที่ถูกฝังแบบเรื้อรังนั้นเชื่อมต่อกับเครื่องขยายเสียงโวลแทมเมทริก (National Instruments, TX, USA) ผ่านการหมุนด้วยไฟฟ้า (Med Associates, VT, USA) ที่ติดตั้งเหนือห้องทดสอบ การสแกนแบบ voltammetric ถูกทำซ้ำทุก ๆ 100 ms เพื่อให้ได้อัตราการสุ่มตัวอย่างที่เป็น 10 Hz ในระหว่างการสแกนแบบ voltammetric แต่ละครั้งศักยภาพของอิเล็กโทรดคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกเรียงลำดับเชิงเส้นจาก −0.4 V เมื่อเทียบกับ Ag / AgCl ถึง + 1.3 V (การกวาดขั้วบวก) และด้านหลัง (การกวาดแบบขั้วบวก) ที่ 400 V / s (8.5-ms ) และถือที่ −0.4 V ระหว่างการสแกน เมื่อมีโดปามีนอยู่ที่พื้นผิวของอิเล็กโทรดจะถูกออกซิไดซ์ในระหว่างการกวาดแบบขั้วบวกเพื่อสร้างโดปามีน -o-quinone (ตรวจพบปฏิกิริยาสูงสุดที่ประมาณ + 0.7 V) ซึ่งจะลดลงกลับไปเป็นโดพามีนใน ประมาณ −0.3 V) ฟลักซ์อิเล็กตรอนที่ตามมาถูกวัดเป็นกระแสและเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนของโมเลกุลที่ผ่านการอิเล็กโทรไล ข้อมูลโวลแทมเมทริกถูกกรองผ่านแถบที่ 0.025 - 2,000 Hz กระแสที่ถูกลบพื้นหลังและเวลาที่ได้รับจากการสแกนแต่ละครั้งนั้นมีลักษณะเฉพาะของสารเคมีของ analyte ทำให้สามารถตรวจสอบโดปามีนจากสารอื่นได้49. โดปามีนถูกแยกออกจากสัญญาณโวลแทมเมทริกโดยการวิเคราะห์ทางเคมีโดยใช้ชุดฝึกมาตรฐาน25 ขึ้นอยู่กับการปลดปล่อยโดปามีนที่กระตุ้นด้วยไฟฟ้าซึ่งตรวจพบโดยอิเล็กโทรดที่ฝังแบบเรื้อรัง ความเข้มข้นของโดปามีนถูกประเมินตามความไวต่อการฝังของขั้วไฟฟ้าเฉลี่ย25. ก่อนการวิเคราะห์ความเข้มข้นเฉลี่ยข้อมูลทั้งหมดจะถูกทำให้ราบรื่นด้วยจุด 5 ภายในค่าเฉลี่ยการทดลองใช้ ความเข้มข้นของโดปามีนนั้นมีค่าเฉลี่ยในช่วงเจ็ดวินาที (ระยะเวลาโดยประมาณของสัญญาณ phasic ที่สังเกต) หลังจากการตอบสนองของผู้ปฏิบัติการ (post-response) หรือการนำเสนอที่ไม่ผูกพันของ CS และเปรียบเทียบกับความเข้มข้นเฉลี่ยในช่วงสองวินาทีก่อนที่จะผ่าตัด การตอบสนอง (พื้นฐาน) CS ถูกนำเสนอแบบไม่ต่อเนื่องในระหว่างช่วงการบันทึกทุกครั้งที่ดำเนินการในสัปดาห์ที่สองและสาม (สองครั้งต่อเซสชันสำหรับแต่ละช่วงเวลา 20 วินาที) แต่ไม่ใช่ในช่วงสัปดาห์แรกเพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนกับการปรับสภาพเชื่อมโยงระหว่างการจัดส่งยา ที่สมาคมนี้น่าจะยังคงพัฒนา
การวิเคราะห์ทางสถิติ
สัญญาณไฟฟ้าเคมีส่วนบุคคลเฉลี่ยระหว่างการจัดการตนเองและจากสัตว์และสัปดาห์เพื่อเพิ่มพลังทางสถิติ เปรียบเทียบสัญญาณโดยใช้ ANOVA หลายตัวแปรกับการตอบสนองพื้นที่สมองปริมาณโคเคนและสัปดาห์เป็นปัจจัย สำหรับการเปรียบเทียบกับข้อมูลทางเคมีไฟฟ้าข้อมูลพฤติกรรมถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นสัปดาห์ สำหรับการทดลอง L-DOPA ข้อมูลพฤติกรรม (เฉลี่ยทั้งวันหากทำการติดต่อกันเป็นวัน) ของการรักษาด้วยยาตามลำดับ (ไม่มีการรักษาปริมาณ L-DOPA หรือยานพาหนะ) ได้รับการวิเคราะห์โดยใช้ ANOVA หลายตัวแปรกับการรักษาด้วยยา และสัปดาห์เป็นปัจจัย ในกรณีที่มีผลกระทบหลักหรือการโต้ตอบอย่างมีนัยสำคัญการวิเคราะห์หลังเหตุการณ์ได้ถูกดำเนินการและ P ค่าจะถูกปรับตามวิธีการแก้ไขของ Holm-Bonferroni สำหรับการทดสอบหลาย ๆ แบบ50. มีการวางแผนโดยใช้ Prism (ซอฟต์แวร์ GraphPad, La Jolla, CA, USA) การวิเคราะห์ทางสถิติได้ดำเนินการโดยใช้ SPSS รุ่น 17.0 (Chicago, IL, USA) และ Prism ข้อมูลมีความเหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์เชิงสถิติเชิงพารามิเตอร์ การเก็บรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลไม่ได้ทำให้ตาบอดกับสภาพของการทดลอง
การตรวจสอบประวัติของเว็บไซต์บันทึก
เมื่อเสร็จสิ้นการทดลองสัตว์จะได้รับยาสลบด้วยการฉีดคีตามีน (100 mg / kg) และไซลาซีน (20 mg / kg) ในสัตว์ที่มีรากฟันเทียมอิเล็กโทรดเว็บไซต์บันทึกถูกทำเครื่องหมายด้วยรอยโรคอิเล็กโทรไลติค (300 V) ก่อนที่จะมีเลือดไปเลี้ยง transcardial ด้วยน้ำเกลือตามด้วย 4% -paraformaldehyde สมองถูกถอดออกและโพสต์คงที่ใน paraformaldehyde เป็นเวลายี่สิบสี่ชั่วโมงแล้วแช่แข็งอย่างรวดเร็วในอ่าง isopentane หั่นบน cryostat (50-µm ส่วนโคโรนา, −20 ° C) และย้อมด้วย cresyl violet โครงสร้างทางกายวิภาคและบริเวณที่เกิดแผลหรืออิเล็คโทรด
วัสดุเสริม
1
8
9
10
11
2
3
4
5
6
7
กิตติกรรมประกาศ
เราขอขอบคุณ Scott Ng-Evans, Christina Akers Sanford, Chad Zietz, Nicole Murray และ Daniel Hadidi สำหรับการสนับสนุนด้านเทคนิคและ Monica Arnold และ Jeremy Clark สำหรับข้อเสนอแนะที่เป็นประโยชน์ งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิจัยเยอรมัน (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG) แกรนท์ WI 3643 / 1-1 (IW) รางวัลจากสถาบันแอลกอฮอล์และยา (PEMP) และพระครูแห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน (PEMP) และสถาบันแห่งชาติ ของ Health ให้ T32-DA027858 (LMB), F32-DA033004 (PAG), P01-DA015916 (PEMP), R21-DA021793 (PEMP) และ R01-DA027858 (PEMP)
เชิงอรรถ
ผลงานผู้แต่ง
IW และ PEMP ออกแบบการวิจัย IW, LMB และ PAG ดำเนินการวิจัยและ IW วิเคราะห์ข้อมูล IW และ PEMP เขียนบทความ
ข้อมูลที่ผู้เขียน
ผู้เขียนรายงานว่าไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์
อ้างอิง
;
