Sci Rep. 2018; 8: 2766.
Опубліковано онлайн 2018 Feb 9. doi: 10.1038/s41598-018-21046-0
PMCID: PMC5807356
абстрактний
Сигнали про наявність приємної їжі набувають здатність потенціювати пошук та споживання їжі. Поточне дослідження використовувало комбінацію поведінкових, фармакологічних та аналітичних методів, щоб дослідити роль мотивації павловської мотивації у годуванні, підсиленому киї. Ми показуємо, що кия, сполучена з розчином сахарози (CS +), може передавати свій контроль над годуванням, щоб стимулювати споживання сахарози на новому посудині, і що цей ефект залежить від активації D1 дофамінових рецепторів, які, як відомо, модулюють інші форми, мотивовані киями. поведінка, але не смакові смакові якості. Мікроструктурний аналіз поведінки, що злизує сахарозу, виявив, що КС + має тенденцію збільшувати частоту, з якою щури займаються активними приступами лизативної поведінки, не маючи надійного впливу на тривалість цих прийомів лизання. Крім того, ми з'ясували, що індивідуальні відмінності у підвищенні частоти споживання крові, пов'язаних з CS +, були пов'язані із загальним споживанням сахарози при випробуванні, що підтверджує думку, що цей процес був пов'язаний зі значущим порушенням харчової поведінки. Поточне дослідження, таким чином, (1) демонструє, що допамінозалежний павловський стимулюючий мотиваційний процес може опосередковувати годування, посилене києю, і (2) встановлює експериментальний та аналітичний підхід для розбору цього аспекту поведінки.
Вступ
Екологічні сигнали, що сигналізують про доступність смачної їжі, можуть викликати потужну їжу1-3 і сприяють харчуванню за відсутності голоду, ефект, який спостерігається у гризунів4,5 і люди6-9. Це поведінковий вплив, який, як вважають, відіграє важливу роль у переїданні та ожирінні10-13, можна вивчити, використовуючи завдання, пов'язане з годуванням (CPF). У типовому дослідженні CPF голодні тварини піддаються павловському кондиціонуванню, що складається з повторних пар між умовним подразником (CS +; наприклад, слуховим тоном) і невеликою кількістю приємної їжі або рідини, наприклад розчину сахарози, який вони споживають з чашки. розташований у нерухомому положенні в експериментальній камері. Далі їм надається необмежений доступ до їхнього обслуговуючого часту, щоб забезпечити їх повне насичення перед тестуванням. Потім тварин повертають в камеру і дозволяють вільно споживати сахарозу з чашки, в той час як CS + періодично подається безперешкодно. За таких умов у тварин спостерігається виражене підвищення споживання їжі під час тестових сеансів з КС + відносно сеансів з непарним подразником (CS−).
Хоча такі висновки свідчать про те, що зовнішні сигнали можуть діяти незалежно від фізіологічного голоду для сприяння годуванню, психологічні процеси, що лежать в основі цього ефекту, не встановлені твердо. Одна з можливостей полягає в тому, що сигнали, пов’язані з приємним споживанням їжі, набувають рефлексивного або звичного контролю над годуванням (тобто на основі стимулювальної реакції). Якщо це основний механізм, що опосередковує CPF, то CS + повинен стимулювати споживання шляхом виявлення специфічної поведінки при годівлі, яка була встановлена під час павловського кондиціонування. Це навчання у відповідях Погляд правдоподібний, коли джерело їжі фіксується під час навчання та тестування, як у описаному вище прикладі. Незважаючи на те, що цей сценарій стосується більшості демонстрацій CPF, також з’явилися повідомлення про те, що сигнали, пов’язані з їжею, можуть спричинити годування в нових місцях14-16, що вказує на те, що вони можуть контролювати годування опосередковано. Одне з можливих пояснень полягає в тому, що такі сигнали потенціюють годування через той же павловський стимулюючий мотиваційний процес, який дозволяє їм викликати та посилити інструментальну поведінку, яка шукає їжу17,18, це мотиваційний погляд прогнозує, що CS + викликає бажання шукати їжу, що також призведе до годування, коли їжа буде легко доступною. Як альтернатива, надані докази того, що сигнали про смачну їжу можуть підвищити гедонічну оцінку смакових стимулів19-21, можливо, киї посилюють годування частково, роблячи їжу більш приємною. Хоча цей гедонічний погляд механічно відрізняється від мотиваційного погляду, ці рахунки не є взаємовиключними та можуть пояснювати різні аспекти CPF10,22.
Один із способів розрізнити мотиваційні та гедонічні рахунки CPF - це визначити, як київські пари впливають на мікроструктуру годування. Коли гризунам дозволено вільно вживати розчин сахарози або іншу смакову рідину, вони беруть участь у вилизуванні відвалів різної тривалості, розділених періодами бездіяльності. В той час, як середня тривалість цих відливів забезпечує надійний і вибірковий показник смаку рідини23,24, вважається, що частота цих нападів контролюється мотиваційними процесами25-28. Таким чином, якщо CS + стимулює годування, підвищуючи смакові якості сахарози, то ця кия повинна збільшити тривалість, але не обов'язково частоту вилизування прищів. Навпаки, мотиваційний погляд передбачає, що CS + повинен викликати пошук і споживання сахарози, навіть коли тварини зайняті іншими видами діяльності, що призводить до частіших, але не обов'язково більш тривалих, приступів облизування.
Поточне дослідження досліджувало вплив доставки CS + на мікроструктуру лизання сахарози за допомогою двох протоколів CPF, одного, у якому сахароза завжди була доступна в одному і тому ж місці (експеримент 1), і той, у якому джерело було змінено під час навчання та тестування (експерименти 2 та 3), що дозволяє оцінити непрямий вплив CS +. Наш підхід до оцінювання цього незалежного (узагальненого) впливу реакцій парних продуктів харчування на годування був змодельований після завдання переведення Павловіану на інструментальний (ПДФО), який широко використовується для вивчення стимулюючого мотиваційного впливу київських пар поведінка, яка шукає винагороди18,29,30. Ми також прийняли параметри кондиціонування та тестування Павловия, які зазвичай використовуються в дослідженнях ПДФО для полегшення порівняння з цією літературою. Враховуючи, що активність рецепторів дофаміну D1 має вирішальне значення для експресії ПІТ та інших заходів поведінки з мотивацією31-33 але є відносно неважливим для гедонічних аспектів поведінки годування25,28,34, ми також оцінили вплив блокади рецепторів D1 на витіснення сахарози з потенційною мотивацією (експеримент 3) як подальший аналіз ролі мотивації в цьому ефекті. Нарешті, ми проаналізували мікроструктуру даних злуження сахарози з цих експериментів, щоб перевірити, чи був CPF вибірково асоційований із збільшенням частоти чи тривалості припадків лизання сахарози, як це було б передбачено мотиваційними та гедонічними поглядами CPF відповідно.
результати
Підживлення, що підсилює киї, києм, яка сигналізує про джерело їжі
У нашому першому експерименті ми застосували звичайну конструкцію CPF, що відповідає реакціям, в якій конкретні відповіді, необхідні для споживання сахарози, були однаковими на етапах навчання та тестування. Голодним щурам давали 10 d павловського кондиціонування для встановлення CS + як сигналу про наявність сахарози в харчовій чашці з одного боку камери. До останнього дня кондиціонування кількість чашок (± між суб'єктами SEM) була значно вищою протягом CS + (23.72 ± 2.79 в хвилину) порівняно з міжпробним інтервалом [18.27 ± 3.25 в хвилину; парні зразки t-тест, t(15) = 3.13, p = 0.007]. Вхід у чашки протягом CS− (8.60 ± 1.91 на хвилину) не суттєво відрізнявся від інтервалу між випробуваннями [10.69 ± 2.00 на хвилину; спарені зразки t-тест, t(15) = −1.60, p = 0.130].
Потім щурам було проведено два тести на ХПФ у харчовому стані, щоб охарактеризувати ефекти CS + на злизування сахарози. У кожному тесті щури мали вільний доступ до розчину сахарози 2% або 20%, що дозволяло оцінити вплив смаку цукрози на CPF. Малюнок 1a показує загальну кількість вилиць, що спостерігаються під час випробувань CS, залежно від періоду CS, типу CS та концентрації сахарози. Дані аналізували за допомогою узагальнених лінійних моделей змішаних ефектів (додаткова таблиця) S1). Важливо те, що відбулась значна взаємодія CS Period × CS типу, t(116) = 12.70, p <0.001. Подальший аналіз (зниження концентрації) виявив значне збільшення для досліджень CS +, p <0.001, але не CS-випробування, p = 0.118, що вказує на те, що CS + був більш ефективним, ніж CS−, у збільшенні вилизування сахарози відносно рівня до CS. Наш аналіз також виявив, що на цю селективність сигналу суттєво впливала концентрація сахарози (тристороння взаємодія, p <0.001). Зокрема, хоча CS + був високоефективним у підвищенні вилизування сахарози як в 2%, так і в 20%, ps <0.001, CS− не вплинув суттєво на показники вилизування у тесті 2%, p = 0.309, але спровокував незначне, але значне збільшення тесту на 20%, p = 0.039. Таким чином, хоча спарений з їжею кий, як правило, був більш ефективним у контролі годівлі, неспарений кий, здавалося, чинив подібний вплив, коли щурам дозволяли споживати дуже смачний розчин сахарози під час випробування.
Перенесення підсилених київ годувань до нового джерела їжі
Оскільки сахароза була доступна в тому ж джерелі під час навчання та тестування в експерименті 1, незрозуміло, чи спостерігався ефект CPF залежав від здатності CS + до (1) мотивувати щури шукати та споживати сахарозу або (2) безпосередньо випробовують певну специфіку умовний рефлексабо звичка. Експеримент 2 більш орієнтований на попередню гіпотезу, перевіряючи, чи може CS +, пов’язаний із доставкою сахарози в чашку з їжею, мотивувати лизання сахарози з носика на протилежній стороні камери при тесті, порівнянне з поведінковими явищами, що спостерігаються в ПДФО.
Щурів навчали за тією ж процедурою кондиціонування Павловия, яку застосовували в експерименті 1, в результаті чого до останнього дня павловського кондиціонування було сприйнято специфічну поведінку підходу. Підходи до чашок з їжею (± середня кількість суб'єктів) були більшими протягом CS + (18.71 ± 1.73 в хвилину) щодо інтервалу між випробуваннями [12.49 ± 0.98 в хвилину; парні зразки t-тест, t(15) = 3.02, p = 0.009]. Суттєвих відмінностей між CS - (9.41 ± 0.98 на хвилину) та інтервалом між випробуваннями не було [8.44 ± 0.88 на хвилину; спарені зразки t-тест, t(15) = 0.98, p = 0.341].
Зважаючи на те, що ефекти CS + на вилизування сахарози в експерименті 1 були дещо очевиднішими, коли щури випробовували сахарозу 2%, наше первинне тестування із сахарозою доступне в новому джерелі (носик, з чашкою їжі, покритою непрозорою панеллю - Див. Методи) зосереджена на цій умові. Однак у цьому тесті вилизування сахарози суттєво не відрізнялось між CS + (328.1 ± 84.8 лизання) та періодами до CS + [245.6 ± 45.9 лизання; парні зразки t-тест, t(15) = 1.07, p = 0.300]. Для подальшого стримування реакції на конкуренцію та посилення пиття сахарози з носика щурам було проведено 5 додаткових занять для вилизування з носика 20% сахарози при депривації їжі за відсутності CS. Потім щурів повністю насичували на домашній чау-їжі та вводили два тести CPF із сахарозою, доступною у металевому носику. Під час випробувань щури мали постійний доступ до 2% або 20% розчину сахарози в окремих тестах (у пацієнтів, замовлення було збалансовано).
Рисунок 1b показує, що під час цього раунду тестування CS + був ефективним у просуванні пиття сахарози на новому місці, хоча ця сигналізація ніколи не була безпосередньо пов'язана з такою поведінкою. Аналіз змішаних ефектів (додаткова таблиця) S2) виявлено значну взаємодію CS Type × CS Period, t(120) = 15.16, p <0.001, що вказує на те, що CS + був більш ефективним у підвищенні вилизування сахарози над базовим рівнем (CS проти періоду до CS, p <0.001), ніж CS− (CS порівняно з періодом до CS, p = 0.097), як в експерименті 1. Концентрація сахарози не суттєво впливала на селективність цього ефекту (тристороння взаємодія, p = 0.319). Важливо, що, хоча показники вилизування виявилися підвищеними протягом періоду до CS− щодо періодів до CS +, спарені зразки t-тести показали, що ця різниця не була статистично значущою за умови 2%, t(15) = 1.66, p = 0.118, або в стані 20%, t(15) = 1.56, p = 0.139. Цього можна очікувати, враховуючи структуру псевдовипадкових випробувань, яка використовується під час навчання та тестування, що запобігає систематичним (міжвипробувальним) ефектам перенесення та виключає передбачення майбутнього типу випробування (або термінів). Варто також зазначити, що ці самі тварини продемонстрували подібне підвищення рівня CS + при вилизуванні в експерименті 3, коли їх рівень вилизування перед CS і перед CS + був більш порівнянним (див. Рис. 1c, транспортний засіб).
Залежність від дофамінових рецепторів типу D1
Результати експерименту 2 вказують на те, що CS + набув здатності потенціювати споживання сахарози, викликаючи поведінку годівлі, яка ніколи безпосередньо не була пов'язана з цією ознакою, відповідно до мотиваційного впливу, подібного до ПДФО. З огляду на важливість дофамінових рецепторів типу D1 в стимулюючій мотивації Павловія31-33, Експеримент 3 вивчив, чи блокує активність цих рецепторів порушує експресію CPF. Ті ж щури, які використовувались в експерименті 2, отримували остаточну пару тестів на CPF (20% сахарози) після попередньої обробки SCH-23390 (0.04 мг / кг), селективного антагоніста D1 або носія. Результати випробувань показані на рис. 1c (також додаткова таблиця S3).
Аналіз виявив основний ефект від лікування наркотиками, t(120) = −2.15, p = 0.034, при цьому лизання сахарози, як правило, пригнічувало SCH-23390. Важливо, що ми виявили значну взаємодію препарату × CS × × типу CS, t(120) = −20.91, p <0.001, що вказує на те, що SCH-23390 спеціально порушував експресію CPF. Дійсно, подальший аналіз показав, що хоча CS + суттєво збільшував вилизування сахарози порівняно з рівнями попереднього CS + в тесті транспортного засобу p <0.001, не було ефекту CS + в тесті SCH-23390, p = 0.982. Подібно до узагальнення сигналів, яке спостерігалося в експерименті 1, CS− викликав незначне значне збільшення вилизування сахарози в обох лікарських умовах, ps ≤ 0.049. Таким чином, антагонізм дофамінових рецепторів дофаміну типу D1 через введення SCH-23390 суттєво погіршив годування, викликане CS +, що відповідає стимулювальному мотиваційному обліку CPF.
Мікроструктурний аналіз впливу кисневих сполук та концентрації сахарози на годування
Результати експериментів 2 і 3 дозволяють припустити, що новий протокол, подібний до ПДФО, що використовується тут, підтримує стимулюючу мотиваційну форму CPF, оскільки сигнали мали змогу мотивувати поведінку годування в місці, відокремленому від джерела їжі, про який сигналізує кия. Для подальшої перевірки цього рахунку ми перевірили, чи збудливий вплив CS + на пиття сахарози пов'язаний із специфічною зміною мікроструктурної організації поведінки облизування. Як описано вище, тоді як тривалість облизування залежить від смаку рідини23,24, вважається, що частота, з якою щури вступають у нові напади лизання, відображає окремий мотиваційний процес25-28. Ми змінювали концентрацію сахарози, щоб маніпулювати її смаковими якостями, як у попередніх звітах23,35. Хоча високі та низькі концентрації сахарози також відрізняються за калорійністю, великі дослідження показали, що міра тривалості боротьби є чутливим та селективним мірилом впливу оросинової винагороди та не відрізняється від післяспоживчої переробки калорій35-38. Таким чином, CS +, який викликає стимулюючу мотивацію, повинен збільшувати частоту битви, тоді як CS +, що збільшує споживання, роблячи сахарозу більш приємною, повинен сприяти більшій тривалості бою.
Для забезпечення достатньої статистичної потужності39, ми зібрали дані для всіх описаних вище умов тестування на наркотики (тести 2% та 20% для експерименту 1 та експерименту 2 та стан транспортного засобу для експерименту 3). Об'єднані дані наведені на рис. 2, окреслено окремо у вигляді загальної лиза (a), частоти бою (b) та тривалості бою (c). Малюнок 2d показані растрові ділянки поведінки двох репрезентативних щурів під час періодів до CS + та CS +, коли під час тестування були доступні сахароза 2% та 20%. Відповідно до мотиваційної інтерпретації CPF, ці щури мали тенденцію до більшої кількості приливок цукрози під час CS +, ніж у період до CS +. Навпаки, тривалість поєдинки, як правило, була довшою, коли щури вживали більш приємний розчин сахарози 20%, ніж при споживанні сахарози 2%, ефект, який був очевидним у періоди до CS та CS +. Таким чином, на тривалість поєдинку не впливав сильний кий в парі. Дійсно, візерунки, видно на рис. 2d були підтверджені узагальненими лінійними моделями змішаних ефектів комбінованого набору даних (див. рис. 2a – c та додаткова таблиця S4). Вторинні аналізи змішаних ефектів показали, що категоричний фактор "Експерименту" (1, 2, 3) не суттєво пом'якшив взаємодію періоду CS або типу типу CS за частотою або тривалістю бою, ps ≥ 0.293, що дозволяє нам комбінувати ці дані для подальшого аналізу. Цікаво, що здатність CS + мотивувати поведінку лизання відображалася також у значно більшій затримці ініціювати лизання40-42 після CS + проти CS – наступу [узагальнена лінійна модель змішаних ефектів (розподіл відповідей = гамма, функція зв'язку = журнал); t(306) = −2.71, p = 0.007], хоча необроблена різниця в затримках була порівняно невеликою (CS +: 1.16 секунди ± 0.47; CS−: 2.79 секунди ± 0.79).
Медіаційний аналіз ефекту періоду CS
З огляду на такі результати, ми провели статистичний аналіз медіації43 за об’єднаними даними (рис. 2), щоб визначити, чи питне цукроза CS + викликало перевагу, пов'язане зі зміною частоти та тривалості прийомів. Малюнок 3a показує структуру множинної моделі посередництва для цього аналізу (CS Period). Був значний загальний ефект (Всього; c) періоду CS щодо поведінки, що лежить, t(156) = 4.11, p <0.001, c = 5.22 [2.71, 7.73], оскільки протягом CS + було більше вилизувань, ніж у період до CS +. Потім ми перевірили, чи впливав CS + подібним чином на мікроструктуру вилизування, і виявили значне підвищення частоти сутичок, спричинене реплікою (M2), t(156) = 3.27, p = 0.001, a2 = 0.70 [0.28, 1.12], але не тривалість поєдинку (M1), t(141) = 1.89, p = 0.061, a1 = 0.34 [−0.02, 0.69]. Таким чином, на рівні групи вплив CS + на частоту поєдинків, але не тривалість поєдинку, нагадував його вплив на облизування в цілому.
Якщо вплив CS + на облизування був опосередкований його впливом на частоту битви, то (1) ці заходи слід співвідносити, а (2) вплив CS + на частоту битви повинен враховувати вплив CS + на загальну міру лизання. Оцінка першого прогнозу показала, що, ігноруючи період CS, як частота бою, так і тривалість бою були суттєво корельовані із загальним лизанням, ps <0.001, що не дивно, враховуючи, що ці мікроструктурні заходи несуть невід'ємну залежність від загальної кількості вилизань. Однак наша оцінка другого передбачення була більш показовою. Ми побудували модель багаторазового посередництва, щоб дослідити, чи пояснювали ці мікроструктурні міри дисперсію загальної міри виливання, пов'язану з CS +, включаючи частоту сутичок і тривалість сутичок як фіксовані ефекти, разом із періодом CS. Іншими словами, ми запитали, чи контроль за дисперсією цих показників вилизування не послабив ефект CS + щодо його сили в простішій (зменшеній) моделі, описаній вище. Відповідно до медіації ми виявили, що це прямий вплив періоду CS на лизання (c') не було суттєвим, t(139) = 0.90, p = 0.370, c'= 0.41 [−0.49, 1.30], під час керування частотою та тривалістю бою. Потім ми оцінили вплив CS + на лизання через кожного з цих потенційних медіаторів і виявили, що існує значний непрямий вплив частоти битви на облизування, a2b2 = 2.90 [1.18, 4.76], але не тривалість поєдинку, a1b1 = 1.71 [−0.09, 3.35]. Таким чином, ці дані вказують на те, що підвищення рівня облизування, спричинене CS +, в основному зумовлене збільшенням частоти сутичок, на відміну від збільшення тривалості поєдинку, що відповідає мотиваційному, а не гедонічному рахунку CPF.
Медіаційний аналіз впливу концентрації сахарози
Ми провели другий медіа-аналіз на об'єднаних даних (рис. 2) для підтвердження того, що смакованість (концентрація) сахарози була пов'язана з селективним збільшенням тривалості прийомів (рис. 3b, Концентрація). Спрощена модель (відсутність фіксованих ефектів для частоти та тривалості битви) встановила, що загальний ефект концентрації на загальний лишай не був значним, t(156) = 0.42, p = 0.678, c = 0.57 [−2.13, 3.27], що вказує на те, що загальний рівень вилизування сахарози під час тесту не сильно залежав від концентрації сахарози. Цього можна було очікувати, оскільки вплив смаку сахарози на вилизування є найбільш очевидним протягом перших 2-3 хвилин споживання44, задовго до першого періоду до CS на наших тестових сесіях. Тим не менш, концентрація сахарози чинила суттєвий вплив на тривалість бою (M1), t(141) = 5.20, p <0.001, a1 = 0.88 [0.54, 1.21], при цьому 20% сахарози підтримує довші прийоми пиття, ніж 2% сахарози. Цікаво, що концентрація сахарози мала значний супресивний вплив на частоту сутичок (M2), t(156) = −3.84, p <0.001, a2 = −0.83 [−1.26, −0.40], при цьому щури, як правило, вступали в меншу кількість нападів, випиваючи більш смачний розчин. Таким чином, збільшення тривалості сутичок, пов'язане з концентрацією, було компенсовано зменшенням частоти сутичок. Відповідно до цього, наша повна модель посередництва, яка включала фіксовані ефекти для тривалості та частоти сутичок, не вказувала прямого впливу концентрації на облизування, t(139) = 0.45, p = 0.650, c'= 0.23 [−0.76, 1.22]. Однак були значні непрямі, але протилежні ефекти частоти битви, a2b2 = -3.49 [-5.50, -1.58] і тривалість поєдинку, a1b1 = 4.46 [2.96, 5.95], на загальну поведінку вилизування.
Індивідуальні відмінності в впливі періоду СС та концентрації на облизування мікроструктури
Моделі посередництва показали, що частота та тривалість боротьби відіграють різну роль у опосередкуванні впливу CS + та концентрації сахарози на облизування на рівні групи, але не стосуються того, як такі ефекти виражаються у окремих щурів, що може бути важливо для розуміння особи вразливість до переїдання. Враховуючи результати медіаційного аналізу, ми прогнозували, що окремі щури будуть демонструвати чисте збільшення частоти битви протягом періоду CS + порівняно з базовою лінією, але не виявлять жодної послідовної чи надійної зміни тривалості бою. Крім того, передбачалося, що окремі щури демонструють більш тривалі, але менш часті приступи лизання при споживанні сахарози 20%, порівняно з тестом 2%. Рис. 3c і d показують індивідуальні відмінності у впливі періоду CS (CS + - до-CS +) та концентрації сахарози (20% –2%) відповідно на частоту та тривалість сутичок (аналіз комбінованого набору даних на рис. 2). CS + збільшував частоту бою у 67% щурів (рис. 3c), при приблизно однаковій кількості цих щурів також показано збільшення тривалості бою (34%) чи ні (33%). Тест на придатність чи-квадрата на придатність припускаючи, що рівномірно розподілені точки даних по чотирьох квадрантах виявив значну асиметрію розподілу, χ2(3) = 10.91, p = 0.012. Дійсно, середнє значення Δчастота розподіл був значно більшим, ніж 0, t(66) = 4.80, p <0.001, тоді як середнє значення ΔТривалість розподіл не суттєво відрізнявся від 0, t(66) = 1.80, p = 0.076. Що стосується ефекту концентрації (рис. 3d) більшість щурів (58%) виставляли довше та менш часті напади з 20% порівняно з 2% сахарози, а чи-квадратний тест на корисність підтвердив, що дані не були рівномірно розподілені по квадрантам, χ2(3) = 31.85, p <0.001. Дійсно, ми виявили, що середнє значення Δчастота розподіл був значно меншим, ніж 0, t(51) = −4.22, p <0.001, тоді як середнє значення ΔТривалість розподіл був значно більшим, ніж 0, t(51) = 4.18, p <0.001.
Мікроструктурні прогнози споживання сахарози
Дані на рис. 3c припускають, що була значна мінливість впливу CS + на частоту бою, і що деякі щури були особливо чутливі до цього мотиваційного впливу. Хоча можливо, що ці щури змогли контролювати своє загальне споживання сахарози, запиваючи менше за відсутності CS +, подальший аналіз комбінованого набору даних (рис. 2) підтвердили, що ці CS-викликані збільшення частоти битви були пов'язані з переїданням. Зокрема, ми виявили, що щури, які виявляли позитивний Δчастота бали під час випробувань CS + (підгрупи Freq ↑, Dur ↓ та Freq ↑, Dur ↑ на рис. 3C) споживали значно більше сахарози, ніж щури, які цього не зробили (підгрупи Freq ↓, Dur ↓ і Freq ↓, Dur ↑), t(63) = 2.27, p = 0.026 (рис. 4a). Цей зв’язок зберігався при Δчастота трактували як суцільну змінну, t(63) = 2.19, p = 0.032 (рис. 4b), і не залежало від концентрації сахарози, концентрація × ΔЧастота, t(63) = 0.64, p = 0.528.
Обговорення
Ми виявили, що доступність цукрової сигналізації, що сигналізує, здатна потенціювати споживання сахарози у щурів, незалежно від того, чи цей сигнал також сигналізував про конкретні дії, необхідні для отримання сахарози (експеримент 1), чи ні (експерименти 2 та 3). Останній висновок представляє особливий інтерес, оскільки він навряд чи залежатиме від виконання попередньо обумовлених реакцій на годування (або звичок реагування на стимул), а натомість передбачає, що такі підказки набувають афективних та / або мотиваційних властивостей, що дозволяють гнучко переносити їх їх контроль за діями годування. Ця тенденція стимулювання навколишнього середовища до стимулювання споживання їжі навіть тоді, коли встановлені режими годування недоступні, тому, здається, є корисною і вибірковою моделлю тварин павловського процесу, яка підтримує в їжу тягу до їжі та переїдання у людей.1-3. Хоча існують попередні повідомлення про те, що стимули, пов'язані з їжею, можуть сприяти годуванню незалежно від відповіді14-16, більшість експериментів із ХПФ тримають джерело їжі зафіксованим на етапах тренувань та випробувань, а тому надають лише обмежену інформацію про природу психологічних процесів, що лежать в основі цього ефекту. Поточне дослідження дає демонстрацію узагальненого збуджуючого впливу харчових пар на київську поведінку, використовуючи процедуру, змодельовану після завдання ПДФО, яка широко використовується для вивчення узагальненого мотиваційного впливу сирних продуктів на ознаки харчової їжі. Наприклад, як і в ПДФО, поточне завдання може бути використане для оцінки тенденції до отримання києм мотиваційних властивостей, що узагальнюють нове місце. Ми також запозичили параметри навчання та тестування (наприклад, тривалість випробувань, міжпробні інтервали та графік посилення), які зазвичай використовуються для ПДФО, полегшуючи порівняння між дослідженнями. Таким чином, такий підхід може забезпечити більш ефективний експериментальний контроль для майбутніх досліджень потенційних відмінностей у психологічних та / або біологічних процесах, що лежать в основі Павловського контролю над інструментальною та споживальною поведінкою.
Поточне дослідження показало, що активація рецепторів дофаміну D1 є критичною для вираження цієї незалежної від відповіді форми CPF, що допомагає підтримувати стимулюючу мотиваційну інтерпретацію, враховуючи важливість дофамінової сигналізації в цілому та активацію D1 рецептора спеціально в експресії Павловіана- на-інструментальний переказ18,29-32,45,46. Наведені докази того, що дофамін є відносно неважливим для обробки гедонічних властивостей харчових подразників25,28,34, мабуть, малоймовірно, що антагоніст D1 мав свій ефект, порушуючи здатність CS + змінювати смакові якості цукрози при тесті. Ця мотиваційна інтерпретація також підтримується нашим мікроструктурним аналізом лизання, який виявив, що киї збільшували годування в першу чергу за рахунок збільшення кількості припусків лизання, а не збільшенням тривалості цих боїв. Натомість тривалість бою змінювалась із смаковими якостями сахарози, як це було добре встановлено23,24,26,27. Цікаво, що наш статистичний аналіз посередництва показав, що, хоча щури займаються більш тривалими приступами, коли облизують 20% проти 2% сахарози, вони також показали компенсаторне зниження частоти битви. Отже, таке маніпулювання смаковими якостями, здавалося, впливає на те, як щури узорували своє споживання сахарози, не впливаючи на загальний рівень їх годування. На відміну від цього, жодного такого компенсаційного ефекту не було очевидним під час випробувань з CS +, що, здавалося б, пояснювало чисте збільшення кількості облизувальної поведінки, що спостерігалось на випробуваннях з цією ознакою. Крім того, щури, що демонструють збільшення частоти битви під час випробувань CS +, також показали підвищений рівень загального споживання сахарози. Такі висновки дозволяють припустити, що сигнали парної їжі (1) можуть порушити поведінку при годуванні, і (2) є більш ефективними при русі переїдання, ніж маніпуляції з смаком цукрози, принаймні за умов, випробуваних тут.
Поточні результати також висвітлюють роль дофаміну в регуляції поведінки при годуванні за відсутності явних сигналів, пов'язаних з їжею. Попередні дослідження показали, що системне введення антагоніста дофаміну D1 SCH23390 пригнічує неохайний споживання сахарози за рахунок зменшення частоти битви без зміни тривалості бою25,26, що схоже на схему лизання, виявлену мишами з дефіцитом дофаміну47. Хоча психологічні механізми, що керують частотою боротьби в таких ситуаціях, не є зрозумілими, припускається, що контекстуальні та / або інтероцептивні сигнали, які пов'язані з годуванням, набувають здатності таємно мотивувати нові прийоми пошуку та споживання їжі.25,26. Наші результати надають певну підтримку правдоподібності цієї інтерпретації, демонструючи, що нові прийоми лизання можуть бути викликані явними сигналами, пов'язаними з їжею, і що цей ефект також залежить від активації рецепторів дофаміну D1.
Як зазначалося в інших місцях5,10, попередніх досліджень щодо ролі дофаміну в ХПФ було порівняно мало. Однак одне раннє дослідження виявило, що введення неспецифічного антагоніста дофамінових рецепторів дофаміну α-флупентіксол послаблювало CS +, що вимагає їжі, але залишає недоторканою здатність кия збільшувати споживання їжі.48, що, схоже, суперечить нашому висновку, що антагонізм D1 порушує лінійно-спричинене облизування сахарози. У двох дослідженнях існують численні процедурні відмінності, які можуть пояснити це явне розбіжність. Наприклад, можливо, що наша вибіркова маніпуляція передачею дофаміну D1 є більш ефективною у порушенні впливу CS + на прийом їжі. Крім того, у цьому попередньому дослідженні48, позбавлених їжі щурів навчали та випробовували у своїх домашніх клітках, використовуючи унікальну процедуру кондиціонування Павловия, в якій використовувались кия для сигналізації сеансів годування, які періодично розподілялися протягом дня. Пізніше цей кий виявився ефективним у просуванні годування навіть тоді, коли щурів випробовували у неприхованому стані. Характер та ступінь цього тренінгу та той факт, що необхідні відповіді на годування не змінювались на етапах тренувань та тестування, свідчать про те, що цей протокол CPF, можливо, заохочував використання звичної (відповіді на стимул-реакцію) годування під час тестування. Враховуючи, що перетренованість може зробити їжу, що викликається києм, шукаючи нечутливості до маніпуляцій з дофаміновою сигналізацією49, можливо, ця потенційно орієнтована на звичку форма CPF менше залежить від дофаміну, ніж описана тут мотиваційна форма.
Хоча багато ще належить визначити роль ролі дофаміну в ХПФ, але, як відомо, це поведінкове явище залежить від греліну50-52 і меланіно-концентраційний гормон53 нейропептидні системи, які принципово беруть участь у регулюванні поведінки годування10 і дофамінової сигналізації54-56. Цікаво, що апетитостимулюючий ефект греліну залежить від здатності цього гормону модулювати мезолімбічну дофамінову сигналізацію57-60. Наприклад, схильність греліну до посилення пошуку та споживання їжі, не впливаючи на смакові якості їжі (лизання тривалості бігу), може бути пригнічена шляхом спільного введення антагоніста дофамінових рецепторів D1 SCH-2339060. Виходячи з таких висновків, можна очікувати, що аналогічна взаємодія між греліном та дофаміном може лежати в основі мотиваційного впливу київських пар на харчування.
Незважаючи на те, що нинішні дані показують, що київські пари можуть стимулювати переїдання, мотивуючи нові прийоми годування, такі сигнали також можуть впливати на годування через інші процеси. Наслідком нашого підходу до передачі контролю є визнання, що сигнали годування можуть викликати прийом, безпосередньо викликаючи специфічну поведінку годування. Крім того, хоча CS + не достовірно змінив тривалість бою в поточному дослідженні, недавнє дослідження, що використовувало більш звичайний протокол CPF з фіксованим джерелом їжі, виявило докази того, що підживлення для годування може подовжувати прийоми лизання53. У відповідності з цим, є попередні повідомлення про те, що сигнали, пов'язані з смачною їжею, можуть посилити вираження апетитних орофасциальних реакцій на смакові подразники.19-21, ще одна міра смаку гедоніки або «уподобання». Таким чином, цілком ймовірно, що харчові сигнали можуть спонукати годування кількома маршрутами, викликаючи тягу, викликаючи специфічні реакції на годування та / або покращуючи смак їжі.10. Ці процеси можуть лежати в основі вираженої вразливості до перенапруження, посиленого киями, можливо пояснення індивідуальних відмінностей у сприйнятливості до цього ефекту1,61,62. Поточні результати демонструють ефективний підхід для вибіркового розбору мотиваційного компонента CPF у щурів.
Методи
Предмети та апарат
Дорослих самців щурів довгих евансів (N = 32 загальних щурів; n = 16 для експерименту 1 та n = 16 для експериментів 2 та 3), вагою 370-400 г на момент прибуття, розміщували в прозорих пластикових клітках при температурі та вологості -керований віварій. Щури мали ad libitum доступ до води у своїх домашніх клітках протягом усього експерименту. Щурів поміщали на графік обмеження їжі протягом певних етапів експерименту, як зазначено нижче. Процедури тваринництва та експериментальні процедури були затверджені Комітетом з догляду та використання тварин Ірвінським інститутом догляду та використання тварин (IACUC) і відповідали керівництву Національної наукової ради щодо догляду та використання лабораторних тварин.
Поведінкові процедури проводилися в однакових камерах (ENV-007, Med Associates, St Albans, VT, США), розміщених у ослаблених звуком та світлом кабінах. Розчин сахарози можна доставити за допомогою шприцевого насоса в заглиблену пластикову чашку, розташовану центрально в одній торцевій стінці кожної камери, 2.5 см над сіткою з нержавіючої сталі. Детектор фотопроміння, розташований на вході в посудину з їжею, використовувався для моніторингу входів голови, пов’язаних із споживанням сахарози, а також для реакцій підходу з умовними підходами під час сеансів кондиціонування в Павловії. У певних сесіях випробувань (експерименти 2 та 3) розчин сахарози можна отримати, облизавши гравітаційний поданий металевий питний носик, розміщений ~ 0.5 см у отвір 1.3 см, розташоване на торцевій стінці навпроти чашки з їжею. Індивідуальні лизання з чашки з їжею та металевого носика постійно реєструвались під час тестових сесій за допомогою пристрою контактного лікометра (ENV-250B, Med Associates, St Albans, VT, США). Біла непрозора панель з оргскла розміщувалася перед торцевою стінкою, в якій розміщена чашка з їжею, протягом усіх сеансів, коли сахарозу можна було отримати з металевого носика. Домашнє світло (3 W, 24 V) забезпечувало підсвічування, а вентилятор забезпечував вентиляцію та фоновий шум.
Павлівське кондиціонування
Щурів розміщували на графіку обмеження харчування, щоб підтримувати їх вагу тіла приблизно на 85% від їх ваги для годування на вільному вигодовуванні до того, як вони пройшли 2 d журнального навчання, в якому вони отримували 60 поставки 20% розчину сахарози (0.1 мл) у кожному щоденна сесія (1 год). Потім щури отримували 10 d павловського кондиціонування. Кожен щоденний сеанс кондиціонування складався з серії 6-презентацій звукового сигналу 2-хв (CS +; або білий шум 80-dB або клацання 10-Hz), випробування розділені змінним інтервалом 3-хв (діапазон 2 – 4) . Під час кожного випробування CS +, аликвоти 0.1 мл (доставлені протягом 2 с) розчину сахарози 20% (мас. / Об.) Доставляли у чашку з їжею згідно з випадковим графіком часу 30-сек, в результаті чого в середньому було чотири поставки цукрози за випробування . В останній день кондиціонування щурам також було проведено друге сеанс, в якому альтернативний сигнал (CS−; альтернативний слуховий стимул) був представлений таким же чином, як і CS +, але не був сполучений з розчином сахарози. Попереджувальну поведінку вимірювали за допомогою порівняння швидкості підходів до чашки (перерв на фотопроменеву) протягом періоду між початком КС та першою доставкою сахарози (щоб уникнути виявлення безумовної поведінки при годівлі), що протиставлялось швидкості підходів до чашки під час між- пробний інтервал. Усім щурам потім давали п’ять днів ad libitum доступ до їх дієти на підтримку після останнього сеансу кондиціонування Павловия перед тим, як пройти додаткове тестування.
Тест на годування з потенційним змістом
експеримент 1
Цей експеримент оцінював вплив CS + на споживання розчину сахарози з тієї ж чашки з їжею, яку використовували під час тренування, таким чином, що умовна реакція на цю кишку (тобто підхід до чашки) була сумісною з поведінкою, необхідною для отримання сахарози при тесті. Після відновлення ваги, втраченої під час павловського кондиціонування, щури отримали пару тестів на CPF, які були розділені 48 h, під час яких щури залишалися непорушеними у своїх домашніх клітках. Під час кожного сеансу CPF (загальна тривалість 86 хв.) Розчин сахарози 2% або 20% постійно надавались у чашку з їжею, наповнюючи цю чашку 0.1 мл сахарози кожного разу, коли щур переходив фотопромінь (чашка наближається). Однак для запобігання переповнення чашки подачу сахарози здійснювали лише у тому випадку, якщо минуло щонайменше 4 s після останньої доставки сахарози і якщо щур протягом періоду, що проводився, щонайменше п’ять лизав. Протягом цього сеансу кожен із слухових подразників 2-хв був непомітно представлений 4-раз у псевдовипадковому порядку (ABBABAAB), розділений фіксованим інтервалом 8-хв. Перше випробування розпочалося 8 хв після початку сеансу, щоб дозволити індукцію ситості перед оцінкою поведінкового впливу сигналів. Порядок проб був врівноважений умовами навчання Павловського, так що перший представлений КС був CS + для половини випробовуваних та CS− для решти половини випробовуваних. Порядок тестування концентрації сахарози також був врівноважений: половина кожної умови отримувала перше тест 2%, а друге тест 20%, а половина отримувала протилежне розташування (тобто всі тварини отримували обидві концентрації в окремих тестах).
експеримент 2
У цьому експерименті ми досліджували вплив CS + на споживання розчину сахарози з іншого джерела, ніж чашка, що застосовувалася під час кондиціонування Павловия, так що умовна реакція на цю випробування була несумісною з поведінкою, необхідною для споживання сахарози при тесті. Перший тест, який ми провели, включав лише стан сахарози 2%. Після дозволу щурам відновити вагу, втрачену під час павловського кондиціонування, їм було надано два щоденні сеанси (тривалість 86 хв.), В яких вони мали необмежений доступ до розчину сахарози 2% з металевого носика (гравітація подається через пляшку), розміщеного в невеликому отворі в торцева стінка навпроти чашки з їжею. Біла оргскла була розміщена перед стіною, в якій розміщувалася чашка з їжею під час сеансів з достуком до носика (включаючи наступні тести CPF), щоб відвернути тварин від пошуку сахарози в цьому місці. Ці сеанси були розроблені, щоб надати щурам пити сахарозу з нового джерела за відсутності слухових підказок. Наступного дня щури отримували єдиний сеанс тестування CPF, як описано в експерименті 1, за винятком того, що сахароза 2% постійно була доступна в металевому носику, а не в чашці.
Оскільки в цьому першому випробуванні було мало доказів CPF, імовірно, через конкуренцію у відповідях між чашкою їжі з CS та викликаною поведінкою, ми надали щурам додаткову підготовку до носиків (за відсутності CS +), щоб посилити пошук сахарози на носику та відмовити. чашка з їжею підходить, коли носик був доступний (тому що він був покритий панеллю). Таким чином, щурів повертали на графік обмеження їжі (такий же, як і на фазі кондиціонування Павловия) перед тим, як проводити 5 d додаткових навчальних сеансів носика, причому кожен з цих сеансів складається з 10 хв доступу до розчину цукрози 20%. Потім щурам давали 4 д ad libitum доступ до домашньої чау, щоб вони могли відновити вагу, втрачену під час цієї фази. Далі, щурів гостро позбавляли їжі (20 год) перед тим, як отримувати сеанси перепідготовки у Павловія за допомогою CS + та CS−, як під час останнього дня початкового тренування (тобто, із вмістом цукрози 20%, доставленої у чашку з їжею під час випробувань CS +). Зауважте, що носик був вилучений з камери під час цих та всіх наступних сеансів перепідготовки в Павловії. Потім щурам давали ~ 20 год ad libitum доступ до домашньої чау перед проходженням двох тестів на CPF за допомогою металевого носика, які були ідентичними першому тесту, за винятком того, що щури отримали доступ до 2% або 20% у двох окремих тестах (як у експерименті 1).
експеримент 3
Виявивши більш вагомі докази CPF під час останнього раунду тестування носиком, щурам з експерименту 2 було проведено додаткове тестування для оцінки залежності цього ефекту від дофамінової сигналізації на дофамінових рецепторах D1. Щурам спочатку було проведено 10-хв сеанс перепідготовки носика, при якому їм було надано доступ до розчину сахарози 20%. Оскільки щури швидко поверталися до нормальної маси тіла, коли поверталися до ad libitum домашнє чау після гострого позбавлення їжі 20-h, ми використовували цю процедуру, щоб гарантувати, що щури голодні були під час цього сеансу перепідготовки носика та під час подальшої перепідготовки павловської (CS + та CS-сеанси, як і раніше), що проводилася в день перед кожним із два заключні тести CPF. Щурам давали не менше 20 год ad libitum доступ до домашньої чау перед кожним тестовим сеансом. Під час останнього раунду тестування на CPF щури мали постійний доступ до 20% сахарози з носика під час обох тестових сеансів. За п'ятнадцять хвилин до кожного випробування щурам вводили ip ін'єкцію (1 мл / кг) або стерильного фізіологічного розчину, або SCH-23390 (селективний антагоніст рецептора дофаміну D1), використовуючи дозу (0.04 мг / кг), яка, як відомо, є достатньою для придушення споживання сахарози25,34,63. Щурів випробовували в обох умовах наркотиків, врівноважуючи для тестового порядку.
Аналіз даних
Основним залежним показником були індивідуальні вилизування, які реєстрували з роздільною здатністю 10 мс за допомогою контактного лікометра протягом усіх сеансів CPF. Дуже рідко ми виявляли артефакти в наших вимірах лікометра, які були викликані стійким контактом між щуром (лапою або ротом) та сахарозою (або металевим носиком). Ці артефакти мали форму високочастотних лікометрових реакцій (> 20 Гц). Враховуючи, що щури демонструють максимальну швидкість вилизування <10 Гц64, ми виключили всі можливі реакції лиза, що виникають протягом 0.05 сек останнього (неартефактного) лиза, що відповідає частоті відсічення 20-Гц. Сеанси, в яких принаймні 20% лижених відповідей були виключені з урахуванням цього критерію, взагалі були вилучені з аналізу (сеанс 1 від щура 1 в експерименті 1).
Лизати поведінку
Для кожного сеансу ми визначили загальну кількість лизань для різних типів періодів (Pre-CS +, CS +, Pre-CS−, CS−). Оскільки наша основна залежна міра (загальна кількість лиза) є змінною кількістю, ці дані були проаналізовані за допомогою узагальнених лінійних моделей змішаних ефектів з розподілом відповіді Пуассона та функцією зв’язку журналу 65-68. Цей статистичний підхід дозволяє оцінити параметри як функції умови (фіксовані ефекти) та індивідуальної (випадкові ефекти). В експериментах 1 та 2 структура з фіксованими ефектами включала загальний перехоплення, тристоронню взаємодію між періодом CS (Pre, CS) × Тип CS (CS−, CS +) × Концентрація (2%, 20%) та всіма Основні ефекти та взаємодії нижчого порядку. Для експерименту 3 лікарський засіб (транспортний засіб, SCH) замінили для концентрації, щоб пристосувати зміну експериментальної конструкції. Ці змінні були всі змінними всередині суб'єктів, розглядалися як категоричні предиктори та кодували ефекти. Вибір моделі випадкових ефектів передбачав визначення моделі, яка мінімізувала інформаційний критерій Akaike 69, а також переконавшись, що кількість точок даних на параметр не опустилася нижче 10 70,71. Використовуючи ці критерії, найкраща структура випадкових ефектів в експериментах, що включають неспоріднені перехоплення суб'єктів, скориговані для періоду CS, типу CS та концентрації (або ліки)72. Всі статистичні аналізи проводилися в MATLAB (The Math Works; Natick, MA). Альфа-рівень для всіх тестів був 0.05. Оскільки всі прогнози були категоричними, розмір ефекту був представлений нестандартним коефіцієнтом регресії 73, повідомляється як b в тексті та в модельних таблицях виводу. Пост-аналіз аналіз взаємодій проводився за допомогою пост-хоку F-тести простих ефектів в ході аналізу всеохоплювача з використанням coefTest функція в MATLAB.
Мікроструктурний аналіз поведінки облизування
Окремі лизання були класифіковані як починаючі або продовжуючі лизання. Бій був розмежований як декілька послідовних вилиць, у яких інтервалічні інтервали (ILI) не перевищували 1 s74. Коли щонайменше 1 s минуло від останнього лиза, наступний лиз був позначений як початок нового поєдинку. Частоту та тривалість роботи обчислювали шляхом першого розподілу сеансів на періоди до CS та CS, як це було зроблено для загальних вилиць в аналізах вище. У ті періоди кожен виливок, якому передував період принаймні 1 s, позначався як бій. Тривалість кожного бою обчислювалась як часовий інтервал між першим і останнім лизанням у цій боротьбі. Індивідуальні лизання, що трапляються поодиноко, не зараховувалися до складу поєдинку. Для досягнення максимального обсягу вибірки для подальших медіа-аналізів39, дані частоти та тривалості бою були зібрані в ході експериментів для оцінки загальних ефектів періоду CS, типу CS та концентрації на ці мікроструктурні заходи. Дані стану SCH-23390 в експерименті 3 не були включені до цих аналізів.
Ці дані були проаналізовані за допомогою узагальнених лінійних моделей змішаних ефектів, що включають структуру фіксованих ефектів концентрації CS періоду × типу типу CS × (та всі взаємодії нижнього порядку та основні ефекти) та структуру випадкових ефектів некорельованих перехоплювачів суб'єктів, скориговану на CS-період , Тип CS та концентрація. Як і в аналізі загальної поведінки лизання, з аналізу було видалено один сеанс для одного щура з експерименту 1. Аналіз частоти битви використовував розподіл відгуку Пуассона з функцією зв язку внаслідок характеру підрахунку частотних даних. Аналіз тривалості битви використовував розподіл гамма-відповіді з функцією зв’язку журналу, оскільки тривалість бою є суцільною мірою, обмеженою між 0 та + ∞. Для порівняння, цей самий аналіз проводився на загальних лизах, згорнутих в ході експериментів, в яких аналіз передбачав розподіл відповіді Пуассона з функцією зв’язку журналу, як і в загальному аналізі загального вилизування експерименту. Щоб переконатися, що критична взаємодія типу CS Period × CS не залежала від того, в якому експерименті проводився кожен щур, була запущена друга серія моделей за частотою та тривалістю бою, ідентичною щойно описаному аналізу, але з додатковим прогнозованим ефектом прогнозу експерименту × Період CS × Тип CS. Експеримент був категоричним фактором. Нарешті, як підтверджувальний захід мотивованого облизування40-42, ми проаналізували затримку до першого облизування після настання CS з використанням узагальненої лінійної моделі змішаних ефектів з розподілом гамма-відповіді та функцією зв’язку журналу (n = 310). Ця модель включала структуру з фіксованими ефектами CS Type × Concentration (та всі взаємодії нижчого порядку та основні ефекти) та структуру випадкових ефектів перехоплень суб’єктів, скоригованих для CS Type, Concentration та CS Type × Concentration.
Медіаційний аналіз частоти та тривалості битви
Дві моделі безлічі посередництва43,75,76 Були проведені, щоб визначити, чи були ефекти (або їх відсутність) періоду CS (Pre, CS) та концентрація (2%, 20%) на CPF, значно опосередковані частотою та / або тривалістю бою. У моделі CS Period змінна X був період CS (Pre, CS), змінна результат Y була загальна кількість лизань за той період, а посередники часто бували (M1) та тривалість бою (M2). У моделі концентрації змінна X була концентрація сахарози. Тому що лизання, яке викликається києм, було в першу чергу очевидним для випробувань CS + (див результати), аналізували лише випробування CS +. Для кожного щура та для кожного тестового сеансу визначали середню кількість лизань та боїв та середню тривалість кожного бою за періоди до CS + та CS +. Ці аналізи включали всіх щурів з експериментів 1 та 2 (щури 16 на експеримент × концентрації 2 × концентрації 2 × періоди 2 CS = точки даних 128) та дані про стан транспортного засобу з експерименту 3 (щури 16 × періоди 2 CS = точки даних 32) . Як і в аналізі загальної поведінки лизання, один сеанс для одного щура з експерименту 1 був видалений з аналізу, залишивши загальну кількість точок даних 158. Рідко щури не лизали протягом періодів до CS + або CS + під час сеансу (9 / 158; 9.5%). У цих випадках середня кількість лизань та ботів кодувались як "0", а значення середньої тривалості бою залишалося порожньою коміркою. Коли ті ж моделі були запущені, передбачаючи видалення зі списком (тобто видалення рядків, у яких тривалість бій була порожньою коміркою), подібні шаблони зберігаються. Оскільки ці аналізи включають загальні лінійні моделі (тобто прості чи множинні лінійні регресії), частота збиття та загальна кількість лизання перетворюються на квадратний корінь, а дані тривалості бою трансформуються для корекції позитивного нахилу. Значущість непрямого ефекту визначали за допомогою 95% перцентильного завантаження з ітераціями 10,000. Коефіцієнти регресії повідомляються відповідно до традиційних звітів про медіа-аналіз (наприклад, c'= прямий ефект від X on Y)43,75.
Індивідуальні відмінності у змінах частоти та тривалості виклику, викликані сигналом
Вищезгадані аналізи дозволили оцінити вплив CS + на мікроструктуру вилизування на рівні групи. Ми також охарактеризували індивідуальні відмінності у вираженні цього ефекту. Для кожного щура обчислювали дві різницеві оцінки для вимірювання частоти та тривалості сутичок. Як паралель Моделі періоду CS, частота сутичок протягом періоду до CS + віднімалася від значення частоти поєдинку протягом періоду CS + (тобто CS + - до CS). для моделі концентрації частота сутичок під час 2% тесту на сахарозу віднімалася від відповідного значення під час тесту на 20% (тобто 20% –2%). Ці обчислення дали вимірювання, що описують зміну частоти сутичок (Δчастота). Ці ж обчислення робили для тривалості бою (тобто ΔТривалість). Таким чином, для кожної пари точок даних Pre-CS + / CS + та 2% / 20% були визначені зміни частоти та тривалості бою. Засоби цих розподілів порівнювали з 0 за допомогою одного зразка t-тест (α = 0.05) для оцінки зрушень розподілу від загальних змін. Кожен з цих точок даних був класифікований за збільшенням та / або зменшенням частоти та тривалості бою та представлений двовимірним графіком розсіювання (наприклад, збільшення частоти битви / затримки тривалості бою після початку CS +), що дозволяє визначити частку даних балів у кожному квадранті 2 × 2 (частота / тривалість битви × збільшення / зменшення). Точки даних, у яких оцінка різниці дорівнювала нулю, були класифіковані як зменшення (тобто не збільшення). Chi-квадрат (χ2) достовірність тестів на придатність як для періоду CS, так і для даних про концентрацію визначали, чи розподіл цих точок даних відрізняється від рівномірно розподілених даних у цих чотирьох категоріях (α = 0.05). Щоб визначити, чи був приблизно рівний розподіл цих точок даних по чотирьох квадрантах для кожного експерименту, були проведені прості кореляційні аналізи для даних періоду CS та концентрації для оцінки співвідношення між кількістю точок даних у кожному квадранті в кожному експерименті та відповідну очікувану кількість точок даних, оцінену за загальними пропорціями у кожному квадранті.
Мікроструктурні прогнози споживання сахарози
Була проведена остаточна серія узагальнених лінійних аналізів змішаних ефектів, щоб визначити, чи прогнозувався загальний об'єм розчину сахарози, який споживали протягом усіх сеансів тестування, зміна частоти та тривалості бою у щурів від періодів до CS-CS до CS +. Аналізи включали дані з усіх немедикаментозних станів (тобто тести на сахарозу 2% та 20% для експериментів 1 та 2 та стан транспортного засобу експерименту 3). Аналізи передбачали розподіл гамма-відповіді з функцією зв’язку журналу. Перший аналіз регресував загальний споживаний розчин сахарози (мл) на основні ефекти та взаємодії між категорійними угрупованнями 2 × 2 збільшення / зменшення частоти / тривалості прийомів, як описано вище. Другий аналіз відмітив загальне споживання сахарози на основні ефекти та взаємодію між суцільним значенням Δчастота і концентрація сахарози.
Доступність даних
Набори даних, проаналізовані під час поточних експериментів, доступні у відповідного автора за розумним запитом.
Електронний додатковий матеріал
Подяки
Це дослідження було підтримано грантами NIH AG045380, DK098709, DA029035 та MH106972 для SBO. Фінансисти не брали ніякої ролі в розробці дослідження, збору та аналізу даних, ухваленні рішення про публікацію або підготовці рукопису.
Внески автора
СБО задумала та спроектувала експерименти; BH та ATL проводили експерименти; ATM та SBO проаналізували дані. Усі автори написали статтю та переглянули рукопис.
примітки
Конкуруючі інтереси
Автори не оголошують жодних конкуруючих інтересів.
Виноски
Електронний додатковий матеріал
Додаткова інформація супроводжує цей документ у 10.1038 / s41598-018-21046-0.
Примітка видавця: Природа Springer залишається нейтральною щодо претензій юрисдикції на опублікованих картах та інституційних підставах.
Інформація автора
Ендрю Т. Маршалл, електронна адреса: ude.icu@1aahsram.
Шон Б. Остлунд, електронна пошта: ude.icu@dnultsos.
посилання
;