神经科学杂志， 1 2001月， 21（9）： 3236-3241;
抽象
来自伏隔核（NAcc）的透析液中的多巴胺在性和摄食行为期间以及在施用滥用药物后增加，甚至是那些不直接激活多巴胺能系统（例如，吗啡或尼古丁）的药物。 这些研究结果和其他研究结果导致了一些假设，即提出多巴胺是有益的，预测会发生强化，或者归因于激励的显着性。 在雌性大鼠的性行为期间检查NAcc或纹状体中多巴胺的增加提供了研究这些关系的独特情况。 这是因为，对于雌性大鼠，性行为仅与某些测试条件下的NAcc多巴胺和条件性位置偏好的增加有关。 进行该实验以确定在雌性大鼠的性行为期间哪些因子对于来自NAcc和纹状体的透析液中多巴胺的增加是重要的。 考虑的因素是男性的接触次数，男性接触的时间，或女性控制男性接触的能力。 结果表明增加的NAcc多巴胺依赖于交配刺激的时间，而与雌性大鼠是否积极参与调节这种时间无关。 对于纹状体，交配行为的时间影响透析液中多巴胺增加的程度，但也涉及其他因素。 我们得出结论，NAcc和纹状体中增加的细胞外多巴胺传达了关于刺激的有益价值的定性或解释性信息。 提出雌性大鼠的性行为作为确定多巴胺在动机行为中的作用的模型。
伏隔核（NAcc）和较小程度上纹状体中多巴胺（DA）的释放已被假定为介导食物，滥用药物和性经验的增强特性（Wise和Rompre，1989; Phillips等，1991; Robinson和Berridge，1993）。 或者，有人提出，NAcc或纹状体细胞外DA的增加与预测强化的刺激有关，或者这种活动将刺激的突出性归因于刺激（Phillips等，1993; Schultz等人，1993; Berridge和Robinson，1998）。 通过观察纹状体和NAcc中DA增加的时间，我们可以进一步了解这些神经结构在动机行为中的作用。
雌性大鼠的性行为在自然发生的动机行为中是独特的，因为在标准实验室条件下的交配对雌性大鼠没有益处（Oldenburger等，1992; Paredes和Alonso，1997）。 在雌性大鼠和仓鼠中，在交配期间来自纹状体和NAcc的透析液中DA增强（Meisel等，1993; Mermelstein和Becker，1995; Pfaus等，1995）。 然而，对于雌性大鼠，NAcc DA的这种增加仅在雌性可以控制或调节插入时间的条件下发现（Mermelstein和Becker，1995; Pfaus等，1995）。 插入的起搏决定了是否会释放促进植入的激素（即孕激素反射）。 当雌性大鼠起搏时，插入间隔为~1-2分钟，并且与繁殖成功相比，当繁殖成功率高于雄性交配率时，授精将导致怀孕的机会显着增强（Adler等，1970).
雌性大鼠在最佳插入速度方面存在个体差异（阿德勒，1978）。 每只雌性大鼠都有一个单独的“阴道密码”，最适合诱导个体大鼠的孕激素反射（Adler等，1970; McClintock和Anisko，1982; McClintock等，1982; McClintock，1984; Adler和Toner，1986）。 在实验室情况下，如果雌性大鼠可以从雄性大鼠身上逃脱，则会出现起搏行为（McClintock，1984; 厄斯金，1989）。 此外，如上所述，起搏交配的雌性大鼠的纹状体和NAcc的透析液中DA浓度的增加显着大于不能在没有雄性大鼠的情况下测试的无法起搏或行为接受动物的雌性大鼠的DA浓度的增加（Mermelstein和Becker，1995）。 即使在一小时的交配经历中，起搏女性和非起搏女性接受相同数量的坐骑，插入和射精也是如此。 这些结果提出了以下问题。 在性行为起搏过程中，NAcc和纹状体细胞外DA增加的重要性是什么？ 是交配刺激的数量，交配刺激的时间，还是控制诱导细胞外DA增加的雄性大鼠交配行为的行为？ 这项实验的结果将有助于我们更好地了解纹状体和NAcc在性经历和一般动机行为中的作用。
材料和方法
主题。 成年雄性和雌性Long-Evans大鼠（Charles River Laboratories，Wilmington，MA）在该实验开始时称重180-200 gm。 每笼饲养两到三只雌性，直到它们进行立体定向手术，之后将它们单独饲养。 在整个实验中将雄性大鼠成对饲养。 将所有大鼠维持在14 / 10 hr光/暗循环中，自由获得无植物雌激素的大鼠食物（2014 Teklad Global 14％蛋白质啮齿动物维持饮食; Harlan，Madison，WI）和水。
外科手术。 在到达后数周，在甲氧氟烷麻醉~2下通过背侧方法对雌性大鼠进行卵巢切除（OVX）。 在手术后连续几天通过盐水灌洗检查阴道上皮8，以确定所有动物是否完全是OVX。
在戊巴比妥钠麻醉下（45 mg / kg，腹膜内）补充甲氧基氟烷进行立体定向手术。 引导插管长期植入颅骨，瞄准背外侧纹状体和对侧伏隔核（左右随机）。 引导插管用珠宝商的螺丝钉固定在颅骨上的牙科丙烯酸树脂固定。 立体定向坐标（来自前reg，颅骨扁平）如下：对于背外侧纹状体，前额为0.2mm，外侧为3.2mm，腹侧为1mm。 对于伏伏核，前额为1.8毫米，侧面为1.5毫米，腹侧为1毫米。
行为测试。 在测试前5小时开始，连续3天皮下灌注72克雌二醇苯甲酸酯（EB）皮下灌注后，对连续表现出阴道粘液涂片的OVX动物进行性行为起搏测试，测试前500小时开始。在第四天进行行为测试。 测试室（4×6×61 cm）是有机玻璃，不透明的墙壁（25×46×20 cm）将性行为场所（雄性所在）与雌性可以逃脱的部分隔开从男性。 女性可以自由进入双方。 男性经过被动回避训练，可以呆在一侧。 坐骑的定义是坐骑，内射和射精之间的返回潜伏期（从男性接触到女性回到竞技场男性一侧的时间，以秒为单位）。 仅当坐骑后的返回潜伏期少于入院后的返回潜伏期（小于射精后的返回潜伏期）时，雌性才起搏。 从这项研究中淘汰了在该测试中接触时间间隔没有0.25％差异的OVX女性（n = 9大鼠的59）。
在立体定向手术后一周，如上所述再次测试OVX大鼠的起搏行为。 插入后的平均返回潜伏期（对于两个起搏会话）被用作动物的优选起搏间隔。
将OVX雌性大鼠随机分配到以下组中的一组（如下所述）：起搏（n = 8），首选起搏间隔（PPI; n = 9），阴道口罩（n= 8），nonpacing（n = 9），非间隔30秒间隔（NP-30秒; n = 8），或非间隔10最小间隔（NP-10 min; n = 8）。 在透析之前，如上所述用EB和孕酮处理所有OVX大鼠。 在起搏室中透析期间测试起搏组。 在移除屏障的同一室中测试PPI组，并在插入或射精后将雄性大鼠从室中取出并以雌性的优选间隔返回（87-120 sec;平均值= 100.1 sec），如在先前的起搏情况中确定。 在起搏条件下测试阴道口罩组，但是用一小块遮蔽胶带阻塞阴道。 在初始收集基线样品之前将胶带放置到位并在整个透析过程中保持原位。 将非间距组放置在没有不透明屏障的测试室中，因此男性在室内时可自由接近女性。 在没有屏障的情况下也测试了非间隔间隔组，但是在插入或射精后移除了雄性并且在之后返回30秒或10分钟。 在雄性存在于室中的1 hr时间段期间对行为进行录像。 观察者对实验假设视而不见，对行为进行评分。 对于起搏室中的动物，在透析样品采集的每个15最小间隔期间在安装，插入和射精之后确定返回潜伏期。 对于所有动物，确定雌性穿过室中心（交叉点）的次数，以及每个15 min透析样品收集间隔期间的安装，插入和射精的次数。
微透析测试。 我们使用了透析探针，如下所述 罗宾逊和Whishaw（1988） 或市售探针（CMA / 11; CMA / Microdialysis AB，Chelmsford，MA）。 测试所有探针的恢复 细胞/组织 在使用前在37°C，如前所述（Becker和Rudick，1999）。 使用具有纹状体的18±4％或伏隔核的12±4％的DA恢复的探针。 将探针降至6.25 mm（4 mm透析膜）用于纹状体或8.25 mm（2 mm透析膜）用于伏隔核。 在收集样品之前，在甲氧氟烷麻醉12-18 hr下将微透析探针插入背外侧纹状体和对侧伏隔核中。 通过探针的流速为1.5μl/ min，并且以15 min间隔收集样品。 如前所述，使用HPLC和电化学检测在透析液中测定DA，二羟基苯乙酸（DOPAC）和高香草酸（HVA）的浓度（Becker和Rudick，1999）。 两个基线样品的平均值用于确定DA，DOPAC和HVA的基础细胞外浓度（校正恢复百分比）。 所有值均以15μl透析液中的飞摩尔表示。
组织学。 在微透析结束时，给女性注射致命的戊巴比妥钠和0.9％盐水的心内灌注，然后注射4％福尔马林。 探针在背外侧纹状体或NAcc中的位置由甲酚紫染色的50μm切片确定。 病变部位由盲目治疗动物的观察者确定。 对于在纹状体中具有透析探针的四只动物和在NAcc中具有探针的八只动物，排除透析数据，但这些不是相同的动物并且分布在各组中。 NAcc中的透析探针主要位于核心（n = 34），但有一些在核 - 壳边界（n = 4）或仅在shell中（n = 4）。 核 - 壳分布的变化是跨组随机化的，透析数据不随探针放置而变化。 每组透析液数据的最终数字在附图的图例中表示。 分析所有动物的行为。
统计分析。 用重复测量ANOVA评估数据以确定是否存在组差异。 事后 使用Bonferroni-Dunn校正在各个时间点进行比较。 在组中进行比较以确定在暴露于雄性期间细胞外DA是否已经发生变化 t 试验。 所有分析均使用Statview 4.5 +进行Macintosh计算机。
成果
伏隔核
除了NP-10 min组之外，所有组中雄性大鼠都存在于测试室中的小时内来自NAcc的透析液DA显着增加超过基线（基线时的平均值与男性存在时的平均值相比;配对 t测试; p <0.05）。 起搏组和PPI组的细胞外DA增幅明显高于所有其他组（图XNUMX）。 1）（群体的主要影响，F (5,42) = 9.49; p <0.0001）。 在成对比较中，起搏和PPI组的细胞外DA增幅明显大于所有其他组（p <0.003），并且各组之间没有其他差异。 起搏组和PPI组的细胞外DA的增加没有差异。
透析液中的DA浓度（fmole / 15分钟）从有性接受的雌性大鼠的伏核中获得。 对于时间0获得的值是在将雄性大鼠引入室中之前立即获得的两个15 min基线样品的平均值。 值表示平均值±SEM。 **男性出现时透析液中DA的增加，起搏和PPI组明显高于其他所有组（p <0.003）。 各组之间没有其他差异。
如图所示 1基底细胞外DA存在微小差异，NP-10 min组开始实验，透析液中的基础DA高于非间接，阴道口罩或NP-30 sec组。 NP-30 sec组的开始时细胞外DA低于阴道口罩，起搏和PPI组。 在测试期间，基础细胞外DA浓度对动物是否显示细胞外DA增加没有明显影响。
纹状体
除NP-10 min和NP-30 sec组外，所有组中雄性大鼠均存在于试验室中，来自纹状体的透析液中的DA显着增加（基线时的平均值与男性存在时的平均时间;配对t 测试; p <0.02）。 起搏组和PPI组的细胞外DA的增加显着大于其他所有组（图。2）（群体的主要影响，F (5,40) = 16.68; p <0.0001）。 在成对比较中，起搏和PPI组的细胞外DA增幅明显大于所有其他组（p <0.003），并且彼此之间没有差异。 非起搏组的细胞外DA增幅明显大于NP-10 min和NP-30 sec组（p <0.0033）。
透析液中的DA浓度（fmole / 15分钟）从有性接受的雌性大鼠的纹状体获得。 值表示平均值±SEM。 **男性出现时透析液中DA的增加，起搏和PPI组明显高于其他所有组（p <0.003）。 *在非起搏组中，男性出现期间透析液中DA的增加显着大于NP-10分钟和NP-30秒组（p <0.0033）。
如图所示 2在基底细胞外DA中也存在微小差异，NP-30 sec组开始实验的细胞外DA低于起搏，PPI和非起搏组。 在测试期间，基础细胞外DA浓度对动物是否显示细胞外DA增加没有明显影响。
在雄性大鼠在室中的时间段内，来自NAcc和纹状体的透析液中检测到的HVA和DOPAC的量增加，但是在任一脑区中各组之间没有差异（数据未显示）。
宠物行为研究
如图所示3 A，阴道面罩组在第一个15最小间隔期间接收到最大数量的坐骑。 在整个小时内，NP-10 min组比阴道面罩组和NP-30 sec组接受的次数更少（图。 3 A）（p <0.005）。 这很可能是在NP-10分钟组中将雄性从腔室中反复取出10分钟的伪影。
性行为（A,B）和活动（C在雄性与雌性大鼠一起进入试验室的那个小时内。A，在男性出现的每个15 min样本采集期间，女性接收到的坐骑。 B，当雄性存在的每个15 min样本采集期间，女性接受射精和射精。 与起搏或PPI组相比，非起搏组接受了更多的插入和射精（p <0.01）。 NP-30秒组比PPI组接受更多的内射和射精（p <0.01）。 C，雄性大鼠与雌性大鼠一起存在于室内的一般活动（在笼中线穿过中线的次数）。 收集期是男性出现的时间。 与NP-10 min，阴道口罩，起搏或PPI组相比，非间距组产生更多的笼交叉（p <0.003）。 与NP-30分钟或起搏组相比，NP-10秒组进行的网箱穿越次数更多（p <0.0033）。
当比较起搏，非起搏，NP-30 sec和PPI组接受的插入次数时，组有显着影响（图。 3 A）（F (3,30)= 4.986; p = 0.0063; 阴道面罩组没有接受插入，NP-10 min组接受的插入非常少，两者都被排除在外，以避免扭曲统计数据）。 在成对比较中，非起搏组比起搏或PPI组接受更多的插入和射精（p <0.01），并且NP-30秒组比PPI组接受更多的发作和射精（p <0.01）。
最后，所有大鼠在雄性大鼠存在于测试室中的小时内都是活跃的，所有动物在室中的中线上至少表现出25交叉。 非起搏组表现出比NP-10 min，PPI，阴道口罩或起搏组更多的交叉点（p <0.0033）。 NP-30秒组比NP-10分钟组和起搏组的交叉次数更多（p <0.0033）。
当观察女性所从事的行为时，可以检查接触之后直到下一次男女接触发生的潜伏期，以确定女性接受的性交刺激的时间模式。 如图所示 4，起搏组中的女性在射精后间隔最长，其周期明显长于非起搏或PPI组（p <0.008）。 起搏后的起搏组和PPI组比其他组更长（p <0.008）。 最后，坐骑后PPI组的潜伏期比NP-30秒组的潜伏期短（p <0.008）。
每组与雄性大鼠接触后的潜伏期，在下一次男女接触之前。 NP-10分钟组未显示数据，因为该值是由实验人员人为控制的，并且始终> 10分钟。 由于同样的原因，这些数据也没有包含在返回延迟的数据分析中。 直方图表示平均值； 误差线表示±SEM。P，起搏; PPI，首选起搏间隔; NP，非间距; NP-30秒，nonpacing-30 sec group; NP-10分钟，非间距10 min组。 *起搏和PPI组在插入后比其他组有更长的时间段（p<0.008）。 **起搏组动物的射精间隔比不起搏组或PPI组更长（p <0.008）。 † 与NP-30秒组相比，PPI组的坐骑后时间更短（p <0.008）。
讨论
该实验的结果表明，交配刺激的时间对于来自NAcc的透析液中细胞外DA增加的程度是至关重要的。 尽管非起搏和NP-30 sec动物接受了最多的插入和射精，但起搏和PPI组在来自NAcc的透析液中DA的增加最大。 对于纹状体，在雌性的优选间隔发生的交配刺激也诱导细胞外DA的最大增加。 无论女性是否积极控制间隔率，都是如此。 然而，对于非起搏组而言，纹状体DA的增加大于其中男性被移除并且以不同于女性优选的间隔返回的组。 来自PPI组的数据表明，雌性大鼠不需要积极参与与起搏相关的行为（即，离开雄性或返回雄性），以使NAcc或纹状体中细胞外DA的增加更大。比在所有其他测试条件下看到的。 PPI组中细胞外DA的显着增加，与较短（NP-30 sec）或更长（NP-10 min）间插入间隔的组中细胞外DA缺乏增加相反，支持了时间的观点。性交刺激对于DA增加至关重要。 阴道口罩组的结果表明，起搏装置和雄性大鼠的存在可以诱导NAcc或纹状体细胞外DA的小幅增加，但是在没有阴道宫颈刺激的情况下，这种增加显着低于起搏或PPI。组。
可以假设来自NAcc和纹状体的透析液中DA的增加取决于插入和射精的数量。 如果是这种情况，则可以预期在非间距和NP-30秒组中初始DA增加。 这两组每20分钟接受〜15插入加上射精，而起搏和PPI组每15分钟接受少于5次插入和射精（图2）。 3 B）。 在NAcc中，雄性大鼠在用于非起搏和NP-30 sec组的室中的小时内细胞外DA略有增加。 对于纹状体，非起搏组的DA增加显着大于NP-30 sec和NP-10 min组。 然而，在所有间隔期间，起搏和PPI组的NAcc和纹状体DA的增加显着大于所有其他组。 因此，DA反应不是衡量阴道宫颈刺激的程度。 纹状体和NAcc中DA的增加也与运动活动无关，因为非搏动和NP-30 sec组也比其他组更活跃，但具有更低的细胞外DA。
雌性大鼠的起搏行为最近才成为实验室调查的主题（厄斯金，1989）。 通常在实验室中在雄性大鼠能够随意与雌性大鼠交配的条件下研究雌性大鼠中的性行为。 这导致雌性大鼠中女性发起的接触水平低和反射性和防御性行为的高发生率。 使用精液条件，观察到雌性大鼠通过表现跳跃和飞镖行为以及主动退出雄性来积极控制交配行为的节奏（McClintock，1984）。 起搏行为对生殖成功的进化重要性是显而易见的。 对于雄性大鼠而言，快速起步的一系列渐进（两次渐进之间<1分钟）最适合于以最少的渐进次数诱发射精（阿德勒，1978）。 另一方面，雌性大鼠需要行为激活孕激素反射。 当女性进入节俭时，授精会导致怀孕的机会显着增加（阿德勒，1978）。 这些性别二态性交配策略对于雄性和雌性的繁殖成功是最佳的。 在野外，据报道交配发生在一组动物中，而不是在单个雄性 - 雌性对中。 随着快速插入和射精，男性的交配策略最大化了他能够受精的雌性数量。 女性的起搏行为增加了怀孕发生的可能性。
除了通过起搏行为提高生育能力之外，如果雌性大鼠可以调节入侵率，她就会偏爱她从事过性行为的地方（Oldenburger等，1992;Paredes和Alonso，1997）。 另一方面，雌性大鼠在标准实验室条件下不会偏爱他们从事性行为的地方（Oldenburger等，1992）。 因此，当可能引入插入时参与性行为与纹状体和NAcc中的DA增加相关并且对于雌性大鼠是增强的。
在该实验室最近的一项研究中，我们发现包含壳的双侧NAcc病变的雌性大鼠比具有对照病变或NAcc核心病变的动物更容易避免与男性发生性接触（Jenkins和Becker，2001）。 这些结果表明性动机是由NAcc介导的，特别是NAcc的壳部分。 在本研究中，检查了NAcc内探针的位置 事后。 大多数探针都放在NAcc的核心内。 在NAcc的壳与核心中选择性微透析的结果表明DA的增加甚至更大，但是在相同的方向上，如果探针已经选择性地放入壳中（Sokolowski等，1998）。 但是，此实验没有足够的数据来解决此问题。
该实验的结果表明来自NAcc的透析液中DA的增加不是对性交刺激或与交配相关的运动活动的被动反应。 相反，它反映了有关接受的交配刺激时间的定性信息。 然而，在纹状体中，DA的增加也可以通过在雌性的优选间隔未接受的性交刺激诱导，如在非起搏组中所见。 因此，对于纹状体中DA的增加而言，性交刺激的时间似乎并不像NAcc中的DA增加那样关键。
当雌性大鼠正在调节性行为时，就形成了条件性的地方偏好，但是当它们从事非空性行为时却没有（Oldenburger等，1992）。 从这些研究中，我们推断节奏性行为是有益的。 根据该实验的结果，结果表明PPI组中NAcc DA的增加表明交配刺激被解释为有益的。 正在进行的实验将检验这样的假设：在雌性的PPI中引入雄性足以诱导优选的位置偏好。
然后可以提出关于在节奏交配期间NAcc DA的增加是否表明刺激的特征值或其激励显着性（即，喜欢与想要）的问题。 如果NAcc DA的增加反映了刺激的享乐价值，那么在非空性行为期间，女性可以通过前几次初始插入来体验快乐，与NAcc DA的增加同时发生。 然而，当插入过于频繁（或过于频繁）时，感觉会失去享乐价值，DA会减少。 在节奏性行为期间，如果以适当的间隔获得样本，比实验中的样本短，则DA应该在插入期间上升并且在女性重新开始与男性接触以寻求另一次插入之前下降。 在可卡因自我管理期间可以看到类似的模式（Wise等人，1995）。 另一方面，如果NAcc DA将激励显着性归因于性经验，那么可以预测在PPI组中不会发生DA增加，直到在优选间隔接收到一些插入之后。 此外，如果NAcc DA赋予激励显着性，DA应该随着女性重新开始与男性接触而增加。 换句话说，因为它是想要或喜欢的刺激的时间，NAcc DA的增加时间，相对于女性接受插入的时间，可以用来了解DA在这方面扮演什么角色。
NAcc DA增加幅度在积极调节性行为和PPI组之间没有差异的发现表明，这种神经系统并不是专门调解控制或启动行为来寻求强化。 反过来也是如此。 由于在雌性的优选间隔发生交配，该DA系统被激活。 这些数据还表明，DA系统主要不会对预测会产生奖励的信号感兴趣。 结果发现包含壳的NAcc病变抑制了雌性大鼠性行为的发生（Jenkins和Becker，2001），有可能来自NAcc中DA的信息被内在神经元解释，以诱导雌性寻找雄性（在这种情况下）。
我们得出结论，DA在NAcc中的作用以及在较小程度上是纹状体的作用是传达关于刺激的有益价值的定性或解释性信息。 由于雌性大鼠性行为的独特性质，我们认为该系统的设计独特，能够确定所归因的价值是否由刺激的特征值或其激励显着性引起。
脚注
- 收到 月2，2000。
- 收到修订 1月4，2001。
- 已接受 8，2001。
这项工作得到了美国国家科学基金会资助BNS9816673的支持。 W. Jenkins得到了国家科学基金会的资助。 我们感谢Kent Berridge和Terry Robinson对本手稿早期版本的有益评论。
通讯应发给Jill B. Becker，525东大学生物心理学领域心理学系，密歇根州安娜堡，48109-1109。 电子邮件： [电子邮件保护].
鲁德尼克博士的现住址：西北大学神经科学研究生课程，伊利诺斯州埃文斯顿60201。
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