中脑边缘多巴胺神经元刺激对成瘾进展的充分性（2015）

介绍

成瘾是一种疾病，它会通过多个步骤进化（Everitt等，2008； George等，2014）。 诊断是在消遣性使用变得强迫性的情况下做出的，尽管带来了负面后果，但仍然持续存在。 尽管一个主要的成瘾假说认为滥用药物会导致这种疾病，因为它们过度增加了大脑中的多巴胺（DA）浓度，但尚不清楚触发该系统是否足以推动从娱乐性使用向成瘾的转变（Di Chiara和巴萨雷奥（Bassareo），2007年；沃尔沃（Volkow）和莫拉莱斯（Morales），2015年）。 DA强化药物假说的支持证据已经积累了数十年，并依赖于药物的初始作用。 例如，成瘾药会降低内侧前脑束的颅内自我刺激（ICSS）的阈值，该束纤维束中包括从中脑中升起的DA投影（Stein，1964； Crow，1970； Kornetsky等， 1979）。 然后，药理学和病变研究确定了中皮层边缘DA系统是该回路的起源（Wise和Bozarth，1982）。 在1980年代后期，通过微透析直接测量细胞外DA的浓度证实，成瘾性药物具有引起NAc中DA激增的特性（Di Chiara和Imperato，1988）。 这导致对成瘾性药物进行机械分类的提议（Lüscher和Ungless，2006年）。

人们对吸毒的这些最初效果如何促进向成瘾的过渡知之甚少。 由于成瘾药物具有其他药理学目标，因此已经考虑了DA依赖性机制。 例如，可卡因除了抑制DA转运蛋白（DAT）外，还与SERT（2006-羟色胺转运蛋白）和NET（去甲肾上腺素转运蛋白）结合，分别降低2008-羟色胺和去甲肾上腺素的再摄取，从而增加所有主要单胺（Han和Gu，2011，Tassin，2012）。 类似的担忧可能适用于其他精神兴奋剂。 此外，有人声称，鸦片至少在初始阶段是不依赖DA的（Badiani等，1998； Ting-A-Kee和van der Kooy，1984）。 DA假说也已经基于遗传小鼠模型受到质疑，在这种模型中，在干扰DA系统后，某些形式的药物适应行为仍然很明显。 例如，DAT基因敲除小鼠可自行施用可卡因（Rocha等，2007），从药理学（Pettit等，2003）或遗传学上（Hnasko等，2009）取消DA合成均无法阻止药物的自我管理或有条件的地点偏好。 虽然这些转基因小鼠的更好的表征和双单胺转运蛋白敲除的产生已解决了其中一些问题（Rocha，XNUMX年，Thomsen等，XNUMX年），但DA是否足以触发成瘾的基本特征尚不清楚。 为了规避非特异性问题，我们因此决定允许小鼠使用光遗传学方法自我刺激VTA DA神经元。

最近的研究表明，中脑DA神经元的激活可以诱导位置偏爱（Tsai等，2009）或增强工具行为（Adamantidis等，2011； Witten等，2011； Kim等，2012； Rossi等，2013； McDevitt等，2014； Ilango等，2014）。 虽然DA通路的这种选择性激活证实了30年前进行的颅内自我刺激（ICSS）研究，以描绘奖励系统（Fouriezos等，1978），但它们仍不足以证明诱导了后期适应行为定义成瘾，也没有发现潜在的神经元适应。 在这里，我们使用光遗传学操作，不仅可以直接测试阶段性DA信号在启动增强中的充足性标准，还可以测试向成瘾的过渡。

该病晚期的一个惊人观察结果是，即使使用最容易上瘾的药物，也只有一部分使用者会上瘾（Warner等，1995； O'Brien，1997）。 尽管有不良后果，成瘾者仍会继续吸毒（请参阅美国成瘾医学会的“成瘾的定义”，DSM5，美国精神病学协会，2013年），通常与时间和心理上的失败有关。 同样，在啮齿动物中，大约有五分之一的获得可卡因自我管理的动物最终被归类为成瘾（Deroche-Gamonet等人，2004； Kasanetz等人，2010；但请参见George等人，2014）。 啮齿类动物也可以通过在消费计划中引入简单的厌恶刺激来模拟尽管有负面后果的恒久的药物摄入。 尽管人类疾病更为复杂，但将惩罚与消费相结合是成瘾的核心组成部分的直接模型。

在这里，我们使用轻度足部休克评估其对可卡因，蔗糖和光遗传自我刺激的自我管理的后果。 我们进一步研究DA神经元自我刺激是否可以诱导两种与成瘾相关的行为 - 线索相关的奖励寻求和与消费相关的强迫性，尽管有负面后果 - 并且表征与这些行为相关的神经可塑性。

成果

为了控制DA神经元活动，我们注射了一种Cre诱导型腺相关病毒（AAV），其中包含一个双浮动的倒置开放阅读框（DIO）。 ChR2 与增强的黄色荧光蛋白（eYFP）（Atasoy等，2008，Brown等，2010）融合到DAT-Cre小鼠的VTA中。 此外，放置了一条光纤以瞄准VTA（ChR2，请参阅 实验步骤）。 特殊性 ChR2 表达通过eYFP与酪氨酸羟化酶（TH）的共定位来证实，酪氨酸羟化酶是DA合成所需的酶（图1一个）。 

首先，为了建立激光刺激方案，将小鼠放在操作箱中，他们可以按下主动杆，从而触发每次发生变化的多次激光刺激（1、2、8、32、60或120次猝发）。两个会议。 为了模拟通常由自然奖励（Schultz，2002）引起的阶段性射击模式（Hyland等，2006； Mameli-Engvall等，2009； Zhang等，1998），我们使用了爆发刺激。 一个脉冲串由4 Hz的20个XNUMX ms的激光脉冲组成，每秒重复两次。 我们发现，小鼠根据每次激光刺激的爆发次数来调整其杠杆按压行为，从而控制接收到的爆发总数（图1B）。 当每次输注的剂量发生变化时，这种行为使人想起了成瘾性药物的自我管理（Piazza等，2000）。 在随后的实验中，我们选择了每按一次杆可进行30次猝发，产生的猝发次数最多为一半（图1B）。 为了模拟通常在静脉内给药时观察到的DA延迟增加（Aragona et al。，2008），我们将激光刺激延迟了5 s，并添加了闪烁提示灯10 s（图1C）。

在连续12天中，允许小鼠在80小时内自我刺激最多2次。 小鼠迅速提高了激光刺激的速度，在训练的第一个小时结束前达到了80次激光刺激（LS）（数字1D和1E）。 随着固定比率（FR1，2，3）时间表的增加，主动和无效杠杆之间的区别迅速获得，主动杠杆按压的数量也相应增加（数字1F和1G）。 在使用DAT-Cre-小鼠或在γ-氨基丁酸（GABA）神经元（GAD-Cre +小鼠中靶向VTA的抑制性神经元）中表达ChR2的小鼠的对照实验中，自我刺激的比率低且持续降低会话。 这也适用于两只Cre +动物，其中事后验证显示VTA未被ChR2-eYFP感染（未显示）。 此外，未检测到活动杆和非活动杆之间的区别（数字S1A和S1B）。

我们观察到DAT-Cre +小鼠比主动杠杆更频繁地按压激光刺激所需的力。 实际上，这种“徒劳”的主动杠杆压力机占所有主动杠杆压力机的30％以上（图S2A）和发生 - 随着会话的进展 - 主要是在提示和激光刺激开始之间（数字S2B和S2C）。 这种奇异的行为在获得过程中产生，可能反映出冲动的反应。

总之，VTA DA神经元中的突发活动强烈地强化杠杆响应。

可卡因阻断VTA DA神经元自我刺激

为了测试VTA DA神经元的自我刺激是否与成瘾药物所针对的同一大脑回路有关，以增强行为，我们在自我刺激之前（可免费使用激光45分钟， 图2一种）。 基线时，训练有素的动物按FR400计划按压约85次，在45分钟内获得3 LS。 注射可卡因后，对于剂量最大的30杆压力机，其性能以剂量依赖性方式显着降低至约100 LS（图2B）。 这种闭塞在疗程的前30分钟内最为明显，反映出该药的药代动力学（图2C）。 该实验表明，通过光遗传自我刺激和可卡因强化的强化共享潜在的神经回路。

为了进一步将光遗传学自我刺激与成瘾性药物进行比较，我们接下来询问小鼠在戒断几周后是否会恢复至VTA DA神经元的自我刺激。 由于提示相关的药物寻找是建立的复发模型（Epstein等人，2006； Soria等人，2008； Bossert等人，2013），因此，我们将小鼠在最后一次自我干预后30天放回手术室。刺激阶段，主动按下操纵杆现在会触发提示灯 也完全不需要 激光刺激（图3一个）。 通过高比率的主动杠杆按压证明了强大的线索相关搜索行为，仅在具有eYFP表达的小鼠中是明显的ChR2 在VTA DA神经元中（DAT-Cre +而不是DAT-Cre-小鼠， 图3B）。

先前的研究表明，可卡因在表达DA D1R的NAc神经元亚型中引起的提示相关的复发与突触可塑性之间的因果关系（Pascoli，Terrier等，2014）。 因此，为了评估这种突触可塑性，我们生成了DAT-Cre小鼠与 Drd1a-tdTomato 用于鉴定NAc中的中型多刺神经元（MSN）亚型的小鼠。 而不是寻求测试，制备NAc切片，其中D1R-MSN为红色，与感染flox-ChR2-eYFP的VTA DA神经元的绿色纤维形成对比（图3C）。 离体全细胞膜片钳记录显示了AMPAR诱发的突触后电流（AMPAR-EPSC）的整流电流电压关系和增加的AMPAR / NMDAR比（数字3D和3E）在D1R-MSN中，但不在D2R-MSN中。 先前从可卡因自我给药撤药后获得的类似发现表明，分别将缺乏GluA2和含有GluA2的AMPAR插入D1R-MSN上是分开的（Pascoli，Terrier等，2014）。

尽管惩罚，自我刺激

尽管有负面后果，但仍然要使用成瘾药物，这是成瘾的另一个至关重要的定义特征（请参阅DSM5定义，美国精神病学协会，2013年）。 已经建立了大鼠模型（Deroche-Gamonet等，2004； Pelloux等，2007； Pelloux等，2015； Chen等，2013），在可卡因自我给药方案中引入电击会抑制可卡因食用某些动物。 初始暴露（采集）后12天后，允许小鼠在FR3进行三次额外的试验，但减少试验的截止时间（60分钟或最多40次奖励）。 这三个阶段作为后续四个阶段的基准，其中每三次激光刺激与一种新型提示预测的足部电击（500毫秒； 0.2毫安）配对（图4一个）。 调节足部电击的强度和持续时间以完全抑制杠杆按压以获得蔗糖奖励（参见下面的数据）。 处罚时间表导致两种相反的行为反应（图4B）。 当惩罚被引入时（称为“敏感”），一些老鼠迅速停止响应，而其他老鼠继续响应以获得最大数量的激光刺激并且可被视为对抗性的“抵抗”。 在四个惩罚会议结束时，两组动物完全出现（图4C）。 “抗性小鼠”维持激光刺激的数量（小于20％减少），而“敏感小鼠”减少自我刺激超过80％。 根据这些标准，只能分配一只动物（灰点）。 该观察结果表明，VTA DA神经元的自我刺激引起的强迫爆发活动足以诱导消耗的持续性，尽管在一小部分小鼠中具有负面后果。 作为对照，在对自我刺激相关的惩罚建立抗性或敏感性的独立小鼠组中，使用甩尾试验评估伤害感受。 检测到在敏感和抗性之间浸没在热水中的尾部的潜伏期没有差异（图S3).

我们接下来在事后询问，在自我刺激的获得阶段期间是否有任何特定的特征可以预测对惩罚的抵抗。 敏感和抗性小鼠在基线会话期间制作相同数量的活动和非活动杠杆按压，并且所有小鼠达到80 LS的最大值（数字S4A和S4B），在相似的时间内（数字S4A和S4C）。 虽然两个亚群体中无效主动杠杆按压的比例再次没有差异（数字4D和 S4D），在激光刺激开始之前，在采集期结束时抗性小鼠的无效杠杆按压次数显着增加（数字4E和 S4E）。 随着这种行为在习得过程中的发展，它可能与先天的冲动（Economidou等人，2009； Broos等人，2012； Jentsch等人，2014）一起，有助于建立对惩罚的抵抗力。 另外，在第11天进行了渐进比率试验，以量化光遗传刺激的动机（Richardson和Roberts，1996）。 抗药性小鼠的断点与敏感小鼠没有统计学差异（图S4F）。

对可卡因的惩罚，但不是对蔗糖的惩罚

为了测试尽管带来有害后果的冲动消费范例是否还会推动脉冲杠杆，还可以预测强迫性摄入成瘾药物，一组新的小鼠接受了12天的可卡因自我管理。 可卡因自我管理获取的实验参数设置为：获取期间可在80小时内最多注入4次可卡因，在四个惩罚会话之前的三个基准会话中可在40小时内最多注入2次可卡因（数字5A和 S5一个）。 再次，在将可卡因奖励与电击配对后出现了两组。 实际上，5小鼠中的22被分类为抗性（低于20％从基线下降），而17被认为是敏感的（超过80％减少）并且一只动物介于其间（13输注在19天）（图5B）。 然后，我们寻找了抵抗惩罚的行为预测因子。 在两组之间，输液次数，输液速度以及有效或无效杠杆按压次数没有差别（数字S5B-S5D），断点相似（图S5E）。 不同之处在于主动杠杆上的无效按压的时间分布的演变。 在前四个疗程中，无效杠杆按压在抗性和敏感小鼠的超时期间经常减少，而在采集结束时，只有敏感的小鼠保持这种行为（数字5C和5D和 S5F）。 相比之下，抗性小鼠倾向于增加他们无用的杠杆按压总数（数字5C和 S5D），特别是在超时期的最后一个季度（图5d）。 虽然质量上类似于之前使用DA神经元的光遗传学刺激所做的观察（见上文），但是在早期超时期间无法用可卡因进行聚类，很可能是因为药物的动力学较慢。增加DA水平。 然而，基于在“内部检测DA喘振”之前的短时间内这种无效杠杆压力分布的单一演变，可以得出类似的结论。我们的观察结果表明无效主动杠杆按压的分布预测药物使用尽管有负面后果。

最后，我们用自由采食的小鼠重复实验，这些小鼠可以通过压力获得蔗糖奖励。 一旦引入惩罚，所有小鼠都停止自我施用蔗糖（图5E），证明该计划抑制了非必要的自然奖励的摄入，但允许检测强迫性摄入的成瘾药物或强DA神经元刺激。

总之，这些结果表明VTA DA自我刺激足以诱导强迫性，如一小部分小鼠的抗性（68％）所示。 同样地，在可卡因SA之后，一些小鼠变得对抗性有抵抗力（23％），这在蔗糖SA之后从未如此（图5F）。

为了查明尽管有负面后果，仍然可以控制自我坚持决策的大脑区域，我们首先通过计数惩罚环节触发了立即早期基因cFos表达的神经元数量来监控通用的“神经元活动”，该行为在15年内开始了。不同地区。 最后一次惩罚结束后90分钟，对小鼠进行PFA心内灌注。 对照组包括幼稚动物，以及与敏感或抗性小鼠轭在一起的小鼠，以控制受到的电击次数可能造成的混淆作用。

虽然在大多数选定区域中，与幼稚小鼠切片相比，来自抗性小鼠的切片中cFos阳性神经元的数量最高，出现了两种类型的反应，其中前肢皮质（PL）和侧向OFC是实例。 在PL中，我们发现抗性小鼠及其对照组中cFos阳性细胞的增加相似，而在OFC中，这种增加仅在抗性而非相应的yoked小鼠中明显（数字6A和6B）。 为了量化这种差异，首先将所有数据标准化为幼稚动物的表达水平。 然后，计算阻力超敏感除以轭对抗敏感度与敏感度之间的比率（比率_{首席财务官} =（R / S）/（YR / YS）， 图6B）。 该程序将扣带回皮层，OFC和VTA确定为在抗性小鼠中激活但在敏感小鼠中未激活的区域，并且两组轭合对照的差异很小（实际上，轭合中类似的低cFos阳性神经元） 。 找到VTA并不奇怪，因为它是激光刺激的神经元区域。 这与先前的报告表明ChR2刺激触发cFos激活相一致（Lobo等，2010； Van den Oever等，2013）。 比率低_{首席财务官} 在敏感和抗性相似的活化区域（如CeA和PAG）中发现。 比例_{首席财务官} 当激活与yoked控制的高差异平行时（例如PL， 图6C表示总结比率_{首席财务官} 数据）。 因此，抗性和结合抗性小鼠中的类似cFos表达很可能由足部休克的数量驱动，并且与对抗性的抵抗力几乎没有关系。 综合起来，比例很高_{首席财务官} OFC表明，该地区的神经活动与对惩罚的抵抗有关，因此可能有利于向成瘾过渡。

为了确定抵抗惩罚的小鼠的OFC中神经元活性增加的底物，我们在最后一次惩罚后24小时准备了PL和L-OFC的切片，以测试内在的兴奋性。 选择这两个区域是因为它们在以前的实验中c-Fos表达的模式非常不同。 通过计数在全细胞记录中注入增加量的电流（从0到600 pA）引起的动作电位（AP）数量来量化神经元兴奋性。 这些记录显示，与敏感或天真的小鼠相比，抗性小鼠的PL锥体神经元（及其带轭的对照）持续存在低兴奋性（图7一个）。 记录神经元的静息膜电位（RMP）在实验组之间没有差异（图7B）。 这些结果有力地表明PL中神经元的兴奋性与接受的电击数量直接相关，也可能与决定抵抗惩罚无关。 这很可能反映了由前一天的足部震动引起的神经元兴奋所引发的负反馈适应。 相比之下，来自L-OFC的神经元仅在抗性小鼠中更易激动。 来自yoked小鼠的神经元的兴奋性与来自幼稚小鼠的神经元的兴奋性没有差异，排除了足部休克本身的影响（数字7C和7D）。 这种OFC神经元活动增加可能是cFos表达的基础，并可能导致对惩罚的抵抗。

为了测试增强的OFC神经元兴奋性和对惩罚的抵抗力之间的因果关系，我们在DAT-Cre +小鼠的OFC锥体神经元中表达了抑制性DREADD（由设计药物独家激活的设计受体：CamKIIα-hM4D）（图8一个）。 在来自OFC的急性切片中，CNO（氯氮平-N-氧化物）的浴应用诱导了缓慢的外向电流，最可能由GIRK通道介导，其被钡逆转（Ba²⁺），非特异性钾通道阻滞剂（图8B）。 CNO还将输入/输出曲线向右移动（图8C）。 在OFC中感染AAV1 /CamKIIα-hM4D-mCherry的DAT-Cre +小鼠（图8D）获得了DA神经元自我刺激范例，随后是两个连续的带有惩罚时间表的模块，第一个模块在存在CNO的情况下，第二个模块在没有CNO的情况下。 这两个街区在没有受到惩罚的情况下中断了6天（图8E）。 在第一个惩罚区块结束时，在CNO存在的情况下，只有5的16小鼠具有抗药性（图8F，左图）。 相比之下，没有OFC抑制，在第二个惩罚期间，14中的16被归类为“抗性”（数字8F，右图，和 8G）。 换句话说，与先前在相同条件下测试的第一组34小鼠相比，在CNO存在下抗性小鼠的比例显着更低（组间比较， 图8H）并且变得类似于没有CNO的第一个队列（组内比较）。 最后，对于从敏感变为抗性的九只老鼠，CNO没有改变浸入热水后的甩尾潜伏期（图8一世）。

总之，该实验证明OFC的锥体神经元的活动驱动决定继续自我刺激，尽管负面结果代表了啮齿动物成瘾过渡的关键特征。

讨论 

最近提出的成瘾模型将疾病发展分为三个步骤：零星的娱乐性吸毒，紧随其后的是强化，持续，逐步升级的吸毒以及最终失去控制的强迫性使用（Piazza和Deroche-Gamonet，2013年；但请参见George等人，2014年）。 我们的研究表明，对VTA DA神经元的刺激足以以相对较快的时间进程推动这种进展。

通过模仿自然发生的爆发模式，可以在VTA的目标区域（如NAc）中引起DA的有效释放（Bass等，2010）。 因此，NAc中的DA水平可能控制自我刺激，就像当DA浓度降至阈值以下时，啮齿动物会自行下一次注入可卡因或海洛因一样（Wise等，1995）。 我们的观察结果也证明了这一点，即腹腔注射可卡因会阻碍自我刺激。 因此，正如本研究中观察到的不同反应速率所表明的那样，DA神经元的自我刺激与药物自我给药极为相似，尽管其动力学肯定比任何药理物质（包括可卡因）都要快。

当我们选择性地靶向VTA的DA神经元时，它们的光遗传自我刺激可能具有具有不同生理功能的活化细胞群。 例如，最近提出一些DA神经元编码厌恶刺激（Lammel等，2012，Gunaydin等，2014）。 这些细胞投射到mPFC，而投射到侧面NAc外壳的VTA DA神经元介导正增强（Lammel等，2012）。 评估具有选择性靶向的自我刺激和进展将很有趣（Gunaydin等，2014）。 由于我们的操作激活了所有VTA DA神经元，就像可卡因作用于所有表达DAT的神经元一样，可以想象某些DA神经元将驱动强化学习，而其他DA神经元将驱动厌恶学习。 最终结果仍然是行为的加强； 然而，“厌恶神经元”可能有助于诱导对手过程（Koob，2013； Wise和Koob，2014）。

强迫戒酒后，重新暴露于环境中会诱导寻求自我刺激，这是一种建立的啮齿动物药物复发模型。 值得注意的是，潜在的神经可塑性与从可卡因自我给药撤药后观察到的神经可塑性没有区别（Pascoli，Terrier等人，2014）。 这增加了一项研究，该研究先前报道了单次光刺激或首次注射成瘾性药物引起的VTA DA神经元具有相同的突触可塑性（Brown等，2010）。 突触适应的模式正在出现，这是所有成瘾药物共同的适应行为。

我们研究的一个显着特征是对厌恶性刺激的反应二分法，这种刺激足以破坏所有动物不必要的自然奖励的消费。 在我们的研究中，抗药性小鼠没有表现出明显的奖励自我传递动机，这与对可卡因的大鼠研究相反（Pelloux等，2007）。 然而，小鼠抗惩罚的行为预测因子是在DA神经元刺激发作前5 s内无用的杠杆按压。 因此，不能等到奖励发放后才能被视为冲动的标志（Dalley等人，2011； Olmstead，2006； Everitt等人，2008； Winstanley，2011； Leyton和Vezina，2014）。 观察到我们对冲动性摄取感到好奇，这种冲动性摄取是在数次自我刺激之后才发展起来的。 这增加了对惩罚的抵制（并因此扩展了对成瘾的脆弱性）的可能性，这种抵抗可能不是天生的，而是在成瘾的初始阶段发展的。 如果是这种情况，那么我们和其他人所观察到的二分法（Deroche-Gamonet等人，2004）可能并不完全由遗传因素决定。 这也可以解释为，相似比例的个体沉迷于遗传上相对均一的小鼠品系，以及遗传上肯定更为多样化的人群。

如果对惩罚的抵制揭示了个人成瘾的脆弱性，据估计即使是可卡因，吸毒者在人类中的比例也高达20％（Warner等人，1995； O'Brien，1997； George等人，2014），那么这里的比例要高得多可以反映直接和选择性DA神经元刺激的力量。 换句话说，选择性DA神经元刺激可能比任何药物都容易上瘾。 这可以通过药理物质的非选择性作用来解释。 例如，在可卡因的情况下，除DA以外的单胺实际上可能会延迟成瘾的诱导。 的确，1995-羟色胺可以通过促进关联来对抗DA依赖的适应行为，例如响应条件性奖励，自我刺激和条件性位置偏好（Wang等，1999； Fletcher和Korth，2002； Fletcher等，2015）。对厌恶刺激的提示（Bauer，2012； Hindi Attar等，2014）。 备选地，差异可以在于光遗传学自我刺激与细胞外DA增加的药理学诱导之间的动力学差异。 在不同的滥用药物之间也可能存在这种成瘾力的变化（George等，XNUMX）。

虽然我们不能正式排除DA释放和/或相关信号传导的差异以促进建立抗药性，但这种情况不太可能，因为研究中包括的动物感染的组织学验证显示 EYFP-ChR2 在整个VTA中表达。 此外，设计用于使DA释放饱和的光遗传学刺激方案导致自我刺激，其以断裂点的单峰分布值达到顶点，反映了激励动机。

另一个令人惊讶的结果是，电击脚的数量与PL中神经元的兴奋性相关。 在“成瘾的大鼠”中已经观察到锥体神经元的兴奋性降低，并且同一细胞的锥体神经元中AMPAR / NMDAR比例增加，但是这些研究本身并不能控制电击的影响（Kasanetz等人，2010，Kasanetz等人，2013年，Chen等人，2013年）。 因此，非解离性可以通过mPFC在决策过程和恐惧整合中的双重作用来解释（Peters等，2009）。 相反，下肢皮层中锥体神经元兴奋性的变化与足部电击有关（Santini等，2008）。 该证据不排除mPFC在摄入量决定中起重要作用的可能性。 但是，我们的cFos分析和对内在兴奋性的观察指向OFC和扣带回皮层。 此外，用DREADD抑制OFC中神经元兴奋性可防止对惩罚的抵抗。 这种因果关系代表了理解导致成瘾的细胞机制的重要一步。 需要进行进一步的研究，以测试这是否也适用于所有成瘾药物。

我们的发现与以下观点一致：OFC功能障碍会损害成本效益决策（Seo和Lee，2010； Walton等，2010； Fellows，2011），并可能导致强迫行为（Burguière等，2013）。 ）。 在人类中，吸毒与决策受损和OFC功能改变有关（Lucantonio等，2012； Gowin等，2013）。 综上所述，OFC神经元的活性成为向强迫性药物使用过渡的关键决定因素（Everitt等，2007）。 这并不排除在此处和其他研究中观察到的兴奋性传入MSN药物诱发的可塑性的作用（Kasanetz等，2010）。 评估旨在控制OFC兴奋性的操纵是否会影响吸毒者的动机，将是很有趣的。

在这里，我们提出DA神经元自我刺激作为研究成瘾阶段的有效模型。 我们重现了成瘾的核心要素，例如复发，突触可塑性和持续的消费，尽管会带来负面影响。 尽管该模型当然不适合研究特定药物的特效（例如，将阿片类药物与精神刺激药进行比较），但它具有许多优势。 它可以精确地控制奖励的时间传递，非常具体地仅激活VTA DA神经元，最后但并非最不重要的一点是，它使研究小鼠的时间比药物自我给药的时间更长。 通过着重于定义成瘾性药物的共性，希望是希望揭示也依赖于非物质依赖性成瘾形式的成瘾的神经机制（Alavi等人，2012； Robbins和Clark，2015），从而为关于成瘾性药物的一般理论做出贡献。这种病。 因此，光遗传性疾病模型为彻底了解成瘾后期所涉及的神经元功能障碍提供了决定性步骤，并将为目前无法治愈的疾病提供新颖，合理的治疗方法。

VP，JT和AH进行了行为实验，而VP进行了电生理记录并协调了分析。 该研究由所有作者设计和编写。

这项工作得到了瑞士国家基金会和ERC高级补助金（MeSSI），Carigest SA，日内瓦学术协会和日内瓦州立大学基金会的资助。 JT是由瑞士联邦支付的MD-PhD学生。

文件S1。 补充实验程序和图S1-S6

表S1。 统计分析