Біологічні субстрати винагороди та неприйняття: гіпотеза активності nucleus accumbens (2009)

A. Фармакологічні дані

Добре відомо, що наркотики (Ді Кьяра і Імперато, 1988) і природні винагороди (Fibiger et al., 1992; Pfaus, 1999; Келлі, 2004) мають загальну дію підняття позаклітинних концентрацій дофаміну в NAc. Крім того, ураження NAc зменшують корисні ефекти стимуляторів та опіатів (Roberts et al., 1980; Kelsey et al., 1989). Дослідження фармакології у щурів (наприклад, Caine et al., 1999) і мавп (наприклад, Caine et al., 2000) припускають, що функція D2-подібних рецепторів відіграє важливу роль у винагороді. Тим не менш, це були дослідження, що передбачають безпосереднє мікроінфузію лікарських засобів в цю область, що дало найсильніші докази його ролі в нагороджуваних державах. Наприклад, щури самостійно вводять амфетамин, що вивільняє дофамін, безпосередньо в NAc (Hoebel et al., 1983), демонструючи посилюючі ефекти, що підвищують позаклітинний дофамін в цій області. Щури також самостійно призначають інгібітор зворотного захоплення дофаміну кокаїном в NAc, хоча цей ефект є дивно слабким у порівнянні з тим, що повідомляється з амфетаміном (Carlezon et al., 1995). Це спостереження призвело до припущень, що корисні ефекти кокаїну опосередковуються за межами NAc, в районах, включаючи нюхові горбки (Ikemoto, 2003). Однак щури завзято самостійно вводять інгібітор зворотного захоплення дофаміну в нофенсин в NAc (Carlezon et al., 1995), що свідчить про те, що місцеві анестезуючі властивості кокаїну ускладнюють дослідження, в яких препарат застосовується безпосередньо до нейронів. Спільне вливання селективного дофаміну D2-антагоніста сульпіриду послаблює внутрішньочерепне самостійне введення номифензина, демонструючи ключову роль для D2-подібних рецепторів у корисному ефекті внутрішньо-NAc мікроінфузій цього препарату. Коли вони розглядаються разом з доказами з багатьох інших досліджень (для огляду, див. Rompré і Wise, 1989), ці дослідження повністю відповідають теоріям, що переважають у 1980, що дофамінові дії в NAc відіграють необхідну і достатню роль у винагороді та мотивації .

Хоча існує мало суперечок про те, що дії дофаміну в NAc достатньо для винагороди, інша робота почала оскаржувати уявлення про те, що вони необхідні. Наприклад, щури самостійно вводять морфін безпосередньо в NAc (Олдс, 1982), подалі від тригерної зони (VTA), в якій препарат діє на підняття позаклітинного дофаміну в NAc (Leone et al., 1991; Джонсон і Північ, 1992). Враховуючи, що мк- і δ-опіоїдні рецептори розташовані безпосередньо на MSN-рівнях NAc (Mansour et al., 1995), ці дані були першими, які свідчать про те, що винагорода може бути викликана подіями, що відбуваються паралельно з (або нижче за те) тих, які викликані дофаміном. Щури також самостійно вводять фенциклідин (PCP), комплексний препарат, який є інгібітором зворотного захоплення допаміну і неконкурентним антагоністом NMDA, безпосередньо в NAc (Карлезон і Мудрий, 1996). Два рядки свідчать про те, що цей ефект не залежить від дофаміну. По-перше, внутрішньочерепне самостійне введення РСР не впливає на спільну інфузію селективного дофаміну D2 антагоніста сульпіриду; і по-друге, щури самостійно призначають інші неконкурентні (MK-801) або конкурентні (CPP) антагоністи NMDA без прямого впливу на дофамінові системи безпосередньо в NAc (Карлезон і Мудрий, 1996). Ці дані дають ранні докази того, що блокада NMDA-рецепторів в NAc є достатньою для винагороди і, як наслідок, винагорода може бути незалежною від допаміну. Очікується, що блокада NMDA-рецепторів призведе до загального зниження збудливості НСА-MSN, не впливаючи на вихідний збуджувальний вхід, опосередкований рецепторами АМРА (Uchimura et al., 1989; Pennartz et al. 1990). Важливо, щоб щури також самостійно вводили антагоністи NMDA в глибокі шари PFC (Карлезон і Мудрий, 1996), які проектують безпосередньо до NAc (див Келлі, 2004) і були концептуалізовані як частина інгібіторної (“STOP!”) мотиваційної схеми (Childress, 2006). Коли вони розглядаються разом, ці дослідження забезпечили дві критичні докази, які відіграли помітну роль у формулюванні нашої поточної робочої гіпотези: по-перше, що дофамін-залежне винагорода послаблюється блокадою D2-подібних рецепторів, які є інгібіторними рецепторами, вираженими переважно в NAc на MSN-адресах непрямого шляху; і, по-друге, події, які очікуються для зменшення загальної збудливості NAc (наприклад, стимуляція G_iОб'єднані опіоїдні рецептори, знижена стимуляція збудливих NMDA-рецепторів, зменшені збуджуючі входи) достатні для винагороди. Така інтерпретація призвела до розробки моделі винагороди, в якій критичною подією є зменшення активації MSN в NAc (Карлезон і Мудрий, 1996).

Інші фармакологічні докази підтверджують цю теорію і вказують на функцію кальцію (Ca2 +) та його другого посланця. Активовані NMDA рецептори затвору Ca2 +, внутрішньоклітинна сигнальна молекула, яка може впливати на деполяризацію мембран, вивільнення нейромедіаторів, трансдукцію сигналу і регуляцію гена (див. Карлезон і Нестлер, 2002; Carlezon et al., 2005). Мікроін'єкція дилтіазему Ca2 + L-типу безпосередньо в NAc збільшує користь кокаїну (Chartoff et al., 2006). Механізми, завдяки яким індуковані дилтіаземом зміни в припливі Ca2 + впливають на винагороду, невідомі. Однією з можливостей є те, що блокада припливу Ca2 + через канали L-типу, керовані напругою, знижує швидкість готування нейронів у вентральному NAc (Купер і Білий, 2000). Важливо відзначити, однак, що дилтіазем сам по собі не був корисним, принаймні у дозах, випробуваних у цих дослідженнях. Це може вказувати на те, що базові рівні припливу Ca2 + через канали типу L у межах NAc зазвичай низькі, і їх важко знизити далі. Зв'язана можливість полягає в тому, що мікроін'єкція дилтіазему зменшує аверсивні дії кокаїну, які опосередковуються в межах NAc, демаскуючи винагороду. Наприклад, активність транскрипційного фактора cAMP-елемента відповіді зв'язуючого білка (CREB) в межах NAc пов'язана з аверсивними станами і зниженням винагороди за кокаїном (Pliakas et al., 2001; Nestler і Carlezon, 2006). Активація CREB залежить від фосфорилювання, яке може відбуватися через активацію каналів Ca2 + L-типу (Rajadhyaksha et al., 1999). Фосфорильований CREB може індукувати експресію динорфіну, нейропептиду, який може сприяти аверсивному стану через активацію κ-опіоїдних рецепторів в NAc (для огляду, див. Carlezon et al., 2005). Потенційна роль інтра-NAc Ca2 + в регулюванні нагороджувальних і аверсивних станів є спільною темою в нашій роботі, яка буде більш детально пояснена нижче.

B. Молекулярні докази

Миші, у яких відсутні дофамінові рецептори D2, мають знижену чутливість до корисного ефекту кокаїну (Welter et al., 2007). Абляція D2-подібних рецепторів також знижує корисні ефекти морфіну (Maldonado et al., 1997) - можливо, за рахунок зниження здатності препарату стимулювати допамін за допомогою механізмів VTA: Leone et al., 1991; Джонсон і Північ, 1992) - і латеральна гіпоталамічна стимуляція мозку (Elmer et al., 2005). Одна з інтерпретацій цих висновків полягає в тому, що втрата D2-подібних рецепторів в NAc знижує здатність допаміну пригнічувати непрямий шлях, передбачуваний механізм винагороди. Ці висновки, у поєднанні з доказом того, що наркомани людини зменшували зв'язування дофамінових D2-рецепторів у NAc, дозволяють припустити, що цей рецептор відіграє істотну роль у кодуванні винагороди (Volkow et al., 2007).

Інші досягнення в області молекулярної біології дозволили виявити нейроадаптативні реакції на наркотичні засоби та здатність імітувати такі зміни в дискретних областях мозку, щоб вивчити їхню значимість. Одна така зміна полягає в експресії глутаматних рецепторів типу AMPA, які експресуються повсюдно в мозку і складаються з різних комбінацій рецепторних субодиниць GluR1-4 (Hollmann et al., 1991; Malinow і Malenka, 2002). Препарати зловживання можуть змінювати вираз GluR у NAc. Наприклад, повторне переривчасте вплив кокаїну підвищує експресію GluR1 у NAc (Churchill et al., 1999). Крім того, експресія GluR2 підвищується в NAc мишей, розроблених для експресії ΔFosB, нейроадаптації, пов'язаної з підвищеною чутливістю до наркотичних засобів (Kelz et al., 1999). Дослідження, в яких вірусні вектори використовувалися для підвищення селективності GluR1 в NAc, свідчать про те, що ця нейроадаптація має тенденцію до корупції в кокаїні, тоді як підвищена GluR2 в NAc збільшує винагороду кокаїну (Kelz et al., 1999). Потенційні пояснення цієї картини, ймовірно, включають Ca2 + і його вплив на нейрональну активність і внутрішньоклітинну сигналізацію. Підвищена експресія GluR1 сприяє утворенню AMPAR-гомомерних (або гетеромерних) GluR1-гомомерів (або гетеромерних GluR1-GluR3), які є Ca2 + -проникними (Hollman et al., 1991; Malinow і Malenka, 2002). На відміну від цього, GluR2 містить мотив, який запобігає припливу Ca2 +; таким чином, підвищена експресія GluR2 сприяла б утворенню GluR2-містять Ca2 + -ампермеру AMPARs (і теоретично зменшували кількість Ca2 + -проникних AMPAR). Таким чином, АМПАР, що містять GluR2, мають фізіологічні властивості, які роблять їх функціонально відмінними від тих, які не мають цієї субодиниці, зокрема, щодо їх взаємодії з Ca2 + (Рис. 1).

Рис. 1

Схема, що ілюструє субодиничний склад АМРА (глутаматних) рецепторів. Для простоти рецептори зображені з субодиницями 2. GluR2 містить мотив, який блокує потік Ca2 + через рецептор, і, таким чином, гетеромерні рецептори, які містять ...

Ці ранні дослідження включали дослідження умов кондиціонування, які, як правило, вимагають повторного впливу наркотиків і, ймовірно, включають цикли винагороди та відрази (відкликання). Більш недавні дослідження досліджували, як зміни в експресії GluR, моделюючи ті, що були отримані в результаті повторного впливу на наркотики, впливають на внутрішньочерепну самостимуляцію (ICSS), оперантну задачу, в якій точно контролюється величина підсилювача (стимулювання мозкової стимуляції) (Мудрий, 1996). Підвищена експресія GluR1 в оболонці NAc збільшує пороги ICSS, тоді як підвищена GluR2 зменшує їх (Todtenkopf et al., 2006). Ефект GluR2 на ICSS якісно схожий на ефект, спричинений наркотичними засобами (Мудрий, 1996), припускаючи, що воно відображає збільшення корисного впливу стимуляції. На відміну від цього, ефект GluR1 є якісно схожим на ефект, що викликається продепресивними методами лікування, включаючи виведення препарату (Markou et al., 1992) і агоністи κ-опіоїдних рецепторів (Pfeiffer et al., 1986; Wadenberg, 2003; Todtenkopf et al., 2004; Carlezon et al., 2006), припускаючи, що воно відображає зменшення корисного впливу стимуляції. Ці дані показують, що підвищена експресія GluR1 і GluR2 в оболонці NAc помітно відрізняється від мотивованої поведінки. Більш того, вони підтверджують попередні спостереження, що підвищення експресії GluR1 і GluR2 в оболонці NAc має протилежні ефекти в дослідженнях кондиціонування місця кокаїну (Kelz et al., 1999), і поширити узагальнюваність цих ефектів на поведінку, яка не мотивована наркотичними засобами. Можливо, найбільш важливим є те, що вони надають більше доказів для залучення потоку Ca2 + в NAc у зменшенні винагороди або підвищеної відрази. Оскільки Ca2 + грає роль як в деполяризації нейронів, так і в регуляції генів, зміни в експресії GluR і композиції субодиниці AMPAR в оболонці NAc, ймовірно, ініціюють фізіологічні і молекулярні відповіді, які, ймовірно, взаємодіють, щоб змінити мотивацію. Знову ж таки, механізми, за допомогою яких передача сигналу Ca2 + може викликати гени, що беруть участь в аверсивних станах, докладно описані нижче.

A. Фармакологічні дані

Деякі з найбільш ранніх доказів того, що NAc відіграє певну роль в аверсивних станах, походять з досліджень, що включають антагоністи опіоїдних рецепторів. Мікроін'єкції антагоніста опіоїдних рецепторів широкого спектру дії (метилналоксон) в NAc щурів, що залежать від опіатів, встановлюють обумовлені аверсії місць (Stinus et al., 1990). У опіат-залежних щурів осаджене виведення може індукувати негайно ранні гени і фактори транскрипції в NAc (Грейсі та ін., 2001; Chartoff et al., 2006), пропонуючи активацію MSN. Селективні κ-опіоїдні агоністи, які імітують вплив ендогенного κ-опіоїдного ліганду динорфіну, також виробляють аверсивні стани. Мікроін'єкції κ-опіоїдного агоніста в NAc викликають обумовлені аверсії місць (Bals-Kubik et al., 1993) і підвищити порогові значення ICSS (Chen et al., 2008). Інгібуюча (G_iκ-опіоїдних рецепторів локалізуються на терміналах входів дофаміну VTA в NAc (Svingos та ін., 1999), де вони регулюють місцеве вивільнення дофаміну. Як такі, вони часто знаходяться в приєднанні до мк- і δ-опіоїдним рецепторам (Mansour et al., 1995), і стимуляція викликає протилежні ефекти агоністів у цих інших рецепторів в поведінкових тестах. Дійсно, позаклітинні концентрації дофаміну знижуються в NAc систематично (DiChiara та Imperato, 1988; Carlezon et al., 2006) або місцевих микроинфузий κ-опіоїдного агоніста (Donzati et al., 1992; Spanagel et al., 1992). Зниження функції дофамінових систем середнього мозку було пов'язано з депресивними станами, включаючи анедонію у гризунів (Мудрий, 1982) і дисфорії у людей (Mizrahi та ін., 2007). Таким чином, один шлях до відхилення, як видається, є зниженим входом допаміну в NAc, що зменшує стимулювання інгібуючих дофамінових D2-подібних рецепторів, які здаються критичними для винагороди (Карлезон і Мудрий, 1996).

Інші дослідження, здається, підтверджують важливу роль дофамінових D2-рецепторів у придушенні аверсивних відповідей. Мікроін'єкції дофамінового D2-антагоніста в NAc опіат-залежних щурів викликають ознаки соматичного відміни опіатів (Харріс і Астон-Джонс, 1994). Незважаючи на те, що мотиваційні ефекти не були виміряні в цьому дослідженні, лікування, яке призводить до відміни опіатів, частіше викликає сильні аверсивні стани, ніж вони викликають соматичні ознаки відміни (Грейсі та ін., 2001; Chartoff et al., 2006). Цікаво, однак, мікроін'єкції дофамінового D1-подібного агоніста в NAc також дають соматичні ознаки відміни у опіат-залежних щурів. Дані демонструють, що інший шлях до відхилення - це підвищена стимуляція збудливих дофамінових D1-рецепторів у щурів з нейроадаптаціями, індукованими опіатною залежністю в NAc. Можливо, не дивно, що одним з наслідків стимуляції D1-подібних рецепторів у опіат-залежних щурів є фосфорилювання GluR1 (Chartoff et al., 2006), що призвело б до збільшення експресії поверхневих рецепторів АМРА на МПС прямого шляху.

B. Молекулярні докази

Наявність наркотичних засобів (Turgeon et al., 1997) і стрес (Pliakas et al., 2001) активують фактор транскрипції CREB в NAc. Індуковане вірусним вектором підвищення функції CREB в NAc знижує корисні ефекти ліків (Carlezon et al., 1998) і гіпоталамічна стимуляція мозку (Парсегіан та ін., 2006), що свідчить про ефекти, подібні до анедонії. Вона також робить низькі дози кокаїну аверсивною (передбачуваним ознакою дисфорії), а також підвищує поведінку нерухомості у вимушеному плаванні (передбачуваний ознака «поведінкового відчаю») (Pliakas et al., 2001). Багато з цих ефектів можна пояснити збільшенням функції динорфіну, регульованого CREB (Carlezon et al., 1998). Дійсно, κ-опіоїдні рецептор-селективні агоністи мають якісно аналогічні ефекти, одержувані підвищеною функцією CREB в NAc, виробляючи ознаки анедонії та дисфорії в моделях винагороди і підвищеної нерухомості при вимушеному плаванні (Bals-Kubik et al., 1993; Carlezon et al., 1998; Pliakas et al., 2001; Mague та ін., 2003; Carlezon et al., 2006). На противагу цьому, κ-селективні антагоністи продукують антидепресант-подібний фенотип, схожий на той, що спостерігається у тварин з порушеною функцією CREB в NAc (Pliakas et al., 2001; Newton et al., 2002; Mague та ін., 2003). Ці результати свідчать, що одним з біологічно важливих наслідків активації CREB, викликаної наркотиками або стресом, в межах NAc є підвищена транскрипція динорфіну, що викликає ключові ознаки депресії. Ефекти динорфіну, ймовірно, опосередковуються за допомогою стимуляції κ-опіоїдних рецепторів, які впливають на вивільнення нейромедіаторів з мезолімбічних нейронів дофаміну, тим самим знижуючи активність нейронів VTA, як пояснено вище. Цей шлях до відхилення, як видається, знижується вхід дофаміну в NAc, що призведе до зниження стимуляції інгібуючих дофамінових D2-подібних рецепторів, які здаються критичними для винагороди (Карлезон і Мудрий, 1996). Як пояснено нижче, є також докази того, що підвищена експресія CREB в NAc безпосередньо підвищує збудливість MSN (Dong et al., 2006) на додаток до втрати D2-реглікованого інгібування, підвищуючи ймовірність того, що множинні ефекти сприяють аверсивному відповіді.

Повторне вплив на наркотики може підвищити експресію GluR1 у NAc (Churchill et al., 1999). Індуковане вірусним підвищенням підвищеного GluR1 в NAc збільшується неприйняття лікарських засобів в клінічних дослідженнях, "нетиповий" тип сенсибілізації лікарського засобу (тобто підвищена чутливість до аверсивного, а не корисного аспектів кокаїну). Це лікування також підвищує порогові значення ICSS (Todtenkopf et al., 2006), що вказує на анафедоподібні та подібні до дисфорії ефекти. Цікаво, що ці мотиваційні ефекти практично ідентичні тим, які викликані підвищеною функцією CREB в NAc. Ці подібності підвищують ймовірність того, що обидва ефекти є частиною одного і того ж великого процесу. В одному з можливих сценаріїв вплив лікарського засобу може викликати зміни в експресії GluR1 в NAc, що призведе до місцевого збільшення експресії поверхневих рецепторів Ca2 +, які підвищують приплив Ca2 + і активують CREB, що призводить до змін натрію вираз каналу, що впливає на базову та стимульовану збудливість MSN в NAc (Карлезон і Нестлер, 2002; Carlezon et al., 2005; Dong et al., 2006). Альтернативно, ранні зміни в функції CREB можуть передувати змінам у виразі GluR1. В даний час ці відносини вивчаються в декількох лабораторіях, що фінансуються НІДА, включаючи наші власні.

A. Тестування гіпотези з електрофізіологією

Одне застереження щодо гіпотези гальмування / винагороди полягає в тому, що широке поширення та тривале інгібування випалу NAc, як у дослідженнях інактивації або ураженнях, здається, не дає корисного ефекту (наприклад, Yun та ін., 2004b). Це викликає ймовірність того, що це не інгібування NAc як такої, яка кодує винагороду, а скоріше переходи від нормальних показників базальної стрільби до більш низьких показників, які виникають при наявності корисних стимулів. Тривале інгібування може погіршувати динамічну інформацію, яка зазвичай кодується в перехідних депресіях випалу NAc.

Електрофізіологічні тести прогнозів цієї гіпотези поділяються на дві основні категорії. Перша категорія включає в себе маніпулювання поведінковим станом тварини, щоб виробляти стійкі зміни в чутливості до корисних стимулів з подальшим тестуванням на електрофізіологічні кореляти цього зміненого стану винагороди. Наприклад, ранній стан відміни від хронічного впливу психостимуляторів характеризується анедонією і відсутністю чуйності до природних корисних стимулів. Яка гіпотеза гальмування / винагороди передбачає електрофізіологічний стан нейронів NAc під час цього стану? Основний прогноз полягає в тому, що нейрони NAc будуть демонструвати зниження пригнічення активності, що зазвичай виробляється в результаті впливу на корисний стимул (наприклад, сахароза). Наскільки нам відомо, це ще не досліджено. Можливі механізми такого зниження інгібування, якщо це відбудеться, можуть включати загальне підвищення нейрональної збудливості, що виникає при будь-якій комбінації змін внутрішньої збудливості (наприклад, збільшення потоків Na + або Ca2 +, зменшення струмів K +) або синаптичної передачі (наприклад, зменшення глутаматергічного або збільшення GABAergic передачі). З іншого боку, наявні дані про збудливість NAc MSN під час раннього виведення психостимулятора свідчать про те, що воно фактично зменшується протягом цієї фази (Zhang et al., 1998; Hu et al., 2004; Dong et al., 2006; Kourrich et al., 2007). Як зазначалося вище, можливо, що тривала депресія в збудливості може погіршити пов'язану з винагородою інформацію, що міститься в перехідних інгібіторах випалу, можливо, шляхом створення ефекту «підлоги» і зменшення величини цих заборон. Цю можливість залишається перевірити.

Враховуючи очевидну зв'язок між NAc і вентральним паллідумом при кодуванні винагороди (див. Вище), ми передбачаємо, що будь-які зміни збудливості, що відбуваються внаслідок стійкої модуляції стану винагороди тварини, можуть бути особливо очевидні в стриатопаллидних / D2 нейронах. Хоча вивчення деталізованих фізіологічних властивостей цих нейронів було складним у минулому, нещодавній розвиток лінії BAC трансгенних мишей, яка експресує GFP в цих нейронах (Gong et al., 2003; Lobo et al., 2006) дав можливість візуалізувати їх у Росії пробірці препарати зрізу, значно полегшують потенціал для фізіологічної характеристики клітин D2.

Друга категорія електрофізіологічних тестів передбачає використання генної інженерії (див. Нижче), щоб змінити функціональну експресію ключових компонентів клітинного механізму для збудливості або модуляції збудливості в нейронних NAc. Теоретично, це могло б дозволити модуляцію інгібувань або збуджень, пов'язаних з винагородою або відхиленням, відповідно, у нейронах NAc. Маючи це на увазі, можливо, найбільш корисними цільовими молекулами будуть ті, які беруть участь у залежній від активності модуляції збудливості нейронів, а не в підтримці базальних частот випалу. Ці мішені, швидше за все, забезпечать кращу можливість модулювати чутливість стимулів, ніж більш загальні цілі (наприклад, субодиниці Na + каналу), таким чином дозволяючи оцінити гіпотезу інгібування / винагороди. Наприклад, частота стрільби активних нейронів може контролюватися різними іонними провідностями, які виробляють спайк-гіперперполяризацію (АГП). Шляхом націлювання нейронів NAc з генетичною (або, можливо, навіть фармакологічною) маніпуляцією, спрямованою на канали, що продукують AHP, може бути можливим зменшити величину збудливих реакцій, пов'язаних з відхиленням, у цих нейронах і таким чином перевірити, чи корелює ця фізіологічна зміна зі зниженим поведінковим індекси відрази.

B. Тестування гіпотези з поведінковою фармакологією

Одним з найбільш очевидних фармакологічних тестів було б визначити, якщо щури самостійно вводять дофамінові D2-подібні агоністи безпосередньо в NAc. Цікаво, що попередні роботи показують, що в той час, як щури самостійно вводять комбінації D1-подібних і D2-подібних агоністів в NAc, вони не самостійно призначають будь-який компонент лікарського засобу самостійно, принаймні у випробуваних дозах (Ikemoto et al., 1997). Хоча на поверхні цей висновок може виявитися недійсним нашої робочої гіпотези, електрофізіологічні дані свідчать про те, що спільна активація рецепторів D1 і D2 на нейронах NAc може, за деяких умов, викликати зниження їх мембранної збудливості, що не спостерігається у відповідь на тільки агоніст (О'Доннелл і Грейс, 1996). Крім того, необхідна більша робота для вивчення поведінкових ефектів внутрішньо-NAc мікроінфузій агоністів ГАМК; історично, ця робота перешкоджала погана розчинність бензодіазепінів, які, як відомо, викликають залежність (Гріффітс і Атор, 1980) незважаючи на тенденцію до зниження функції дофаміну в NAc (Дерево, 1982; Finlay та ін., 1992: Murai та ін., 1994) - і відносно невелика кількість дослідників, які використовують процедури мікроін'єкції мозку разом з моделями винагороди. Інші способи тестування нашої гіпотези полягали б у вивченні впливу маніпуляцій на ділянках мозку, що знаходяться внизу від MSN, що містять рецептори D2. Знову ж таки, ранні дані свідчать про те, що винагорода кодується активацією вентрального паллідуму, передбачуваним наслідком інгібування MSN-повідомлень непрямого шляху (Tindell et al., 2006).

C. Тестування гіпотези з генною інженерією

Розробка методів генної інженерії, що дозволяють направляти індуковану або умовну мутацію до конкретних областей мозку, буде важливим інструментом для перевірки наших гіпотез. Миші з конститутивною делецією GluRA (альтернативна номенклатура для GluR1) показують багато змін у чутливості до наркотичних засобів (Vekovischeva et al., 2001; Dong et al., 2004; Mead et al., 2005, 2007), деякі з яких відповідають нашій робочій гіпотезі, а деякі з них не є. Втрата GluR1 на початку розвитку може різко змінити чуйність до численних типів стимулів, включаючи наркотики. Крім того, цим GluR1-мутантним мишам не вистачає білка в усьому мозку, тоді як дослідження, розглянуті тут, зосереджують увагу на механізмах, які відбуваються в межах NAc. Ці питання особливо важливі, оскільки очікується, що втрата GluR1 в інших областях мозку матиме драматичні, а іноді й дуже різні ефекти на поведінку, пов'язану з зловживанням наркотиками. Як тільки один приклад, ми показали, що модуляція функції GluR1 у VTA надає протилежний вплив на відповідь лікарського засобу порівняно з модуляцією GluR1 у NAbc (Carlezon et al., 1997; Kelz et al., 1999). Результати дослідження GluR1-дефіцитних мишей не суперечать комбінованим висновкам NAc і VTA: конститутивні мутантні миші GluR1 є більш чутливими до стимулюючих ефектів морфіну (ефект, який можна пояснити втратою GluR1 в NAc). , але вони не розвивають прогресуюче підвищення чутливості до морфіну (ефект, який можна пояснити втратою GluR1 у VTA) тестування відбувається в умовах, які сприяють сенсибілізації та залучення додаткових областей мозку. Відповідно, треба бути обережним у призначенні просторових і часових інтерпретацій даних з конститутивних мишей-нокаутів: література наповнюється прикладами білків, які мають різний (і іноді протилежний) вплив на поведінку залежно від досліджуваних областей мозку (див. Carlezon et al., 2005).

Попередні дослідження мишей з індукованою експресією домінантно-негативної форми CREB - маніпуляції, що знижують збудливість NAc MSN - є підвищеною чутливістю до корисного ефекту кокаїну, нечутливі до аверсивних ефектів κ-опіоїдного агоніста (DiNieri et al., 2006). Хоча ці результати узгоджуються з нашою робочою гіпотезою, подальші дослідження (наприклад, електрофізіологія) можуть допомогти охарактеризувати фізіологічну основу цих ефектів. Незважаючи на це, підвищена здатність до просторового і тимчасового контролю експресії генів, що регулюють збудливість НСК MSN, дасть можливість прогресивно просувати випробування нашої робочої гіпотези.

Фінансований Національним інститутом зловживання наркотиками (NIDA) надає DA012736 (WAC) і DA019666 (MJT) і професорство McKnight-Land Grant (MJT). Дякуємо MJ Kaufman, B. deB. Фредрік і С.С. Негус за дозволом наводити неопубліковані дані про їх дослідження мозку у мавп.