Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol。 2011 Apr; 300（4）：R876-R884。
在线发布2011 Feb 9。 DOI： 10.1152 / ajpregu.00655.2010
PMCID：PMC3075076
1,2 抽象
我们先前已经报道，在大鼠的下丘脑弓状核中施用胰岛素降低了通过自我施用任务评估的蔗糖的动机。 由于尚未评估与蔗糖自我给药相关的中枢神经系统（CNS）活化模式，因此在本研究中，我们测量了c-Fos的表达作为神经元活化的指标。 我们根据固定比率（FR）或进展比（PR）方案训练大鼠对棒进行压榨以获得蔗糖，并且与处理对照中的c-Fos表达相比，在CNS中定位c-Fos免疫反应性的表达。 我们观察到内侧下丘脑（弓状，室旁，背斜，背内侧和腹内侧核）中c-Fos的独特表达与PR表现的开始以及外侧下丘脑和床核中c-Fos的表达有关。纹状体末端与FR表现的发生有关。 FR和PR大鼠的伏隔核中c-Fos表达增加。 我们的研究强调了下丘脑能量稳态电路和边缘电路在食品奖励任务执行中的重要性。 鉴于内侧下丘脑在调节能量平衡中的作用，我们的研究表明，这种电路可能有助于在更大的能量稳态背景下进行奖励调节。
中脑边缘多巴胺能（DA）电路，包括腹侧被盖区（VTA）和对纹状体和皮质部位的投射，已被确定为在许多类滥用药物的激励或奖励方面发挥关键作用（13, 22–24, 26, 48）。 我们实验室和其他人最近的研究表明，这种电路在食物的激励或奖励方面同样起着重要作用。 通过动物营养状况调节食物奖励的报告提出了与调节能量稳态的电路的功能和解剖学相互作用（10, 14, 16, 43）。 通过营养或代谢状态调节奖励，包括食物奖励，受到包括胰岛素在内的神经和内分泌信号的强烈影响（15），瘦素（11, 18, 21, 30, 32），ghrelin（35），黑色素浓缩激素（MCH）（45）和orexin（5, 7）：近年来，已充分证明了受体的存在，生物化学和细胞功效以及这些信号在中枢神经系统（CNS）中的体内或行为功效。
扩展的边缘电路同样被证明在喂养和食物奖励中起作用（2, 19, 28）。 但是，还有其他贡献的CNS站点。 值得注意的是，长期以来已知外侧下丘脑（LH）是一种介导摄食和自我刺激行为的部位（4, 31）。 LH中的Orexinergic神经元和瘦素信号已被确定为喂养和食物奖励的重要性（5, 29, 30）。 我们最近观察到，给予第三脑室或下丘脑弓状核（ARC）的胰岛素可以减少蔗糖的自我给药，但是对VTA或伏隔核的胰岛素给药对这种特定的奖励范例没有影响（15）。 因此，似乎多个下丘脑部位可能在动机的食物寻求和获取中起重要作用，并且与此一致，可以假设下丘脑区域与食物自我给药相关地基本上被激活。 为了开始测试这个假设，我们已经在固定比率（FR）训练后或在进行性比率（PR）训练之后，在蔗糖自我管理范例中训练的大鼠的CNS中绘制了c-Fos表达，这是一项更严格的任务评估动机（20).
材料和方法
主题。
受试者是来自西蒙森（Gilroy，CA）的雄性白化病大鼠（325–425 g）。 随意喂养大鼠。 在餐后和吸收后的条件下，将它们维持在12：12-h的明暗循环中，并在上午6点开灯，并在上午7点至中午之间进行培训和测试。 对大鼠执行的所有程序均遵循美国国立卫生研究院动物护理准则，并已由VA Puget Sound卫生保健系统研究与开发委员会的动物护理和使用小组委员会批准。
蔗糖自我管理。
程序基于我们公布的方法（15并且对喂养的大鼠进行。 该实验包括三个阶段：使用Richardson和Roberts的PR算法进行自动整形以启动训练，FR训练和渐进比率（PR）训练（38）。 PR算法需要1，2，4，6，9，12，16，20，28，36，48，63，83，110，145，191，251，331，437，575，759，999，999（等）杠杆按压在一个会话中成功的奖励交付（38）。 训练大鼠自我施用递送到液滴容器中的5％蔗糖（0.5 ml奖励）。 由Med Associates（Georgia，VT）系统控制的操作箱具有两个杠杆，但只有一个杠杆（活动的，可伸缩的杠杆）激活输液泵。 还记录了另一个杠杆上的按压（不活动的静止杠杆）。 正如我们之前观察到的那样，非活动杆上的按压次数非常低（小于10按下/会话）。 将蔗糖溶液递送到液滴容器中用于口服（Med Associates，St.Albans，VT）。 在1-h期间，在连续加固计划下进行初始培训（FR1：每个杠杆压力机都得到加强）。 每个阶段都开始于插入主动杆和白宫灯的照明，整个会议期间一直亮着。 5-s音调（2900 Hz，背景上方20 dB）和光线（主动杆上方的7.5 W白光）伴随每次奖励传递的离散化合物提示，20-s超时从蔗糖递送开始。 FR培训在10天进行; 第五届会议取得了稳定的回应。 对于3天，进行PR培训以达到最大可能的10 h /天。 在没有主动杠杆按压响应的30分钟之后，PR会话结束，此时房屋灯自动关闭并且主动杆缩回; 将大鼠从室中取出并放回家中。 报道“停止时间” 表2 表示系统关闭的时间; 因此，最后一次主动杠杆按压将在停止时间之前发生30 min。 行为数据（表2）代表平均值 会话6–10 对于FR培训，和 会话1–9 公关培训。 将对照处理的大鼠从收容室中取出并置于干净的操作室中，在手术室内开启60分钟的房屋灯，以模拟大鼠自我施用蔗糖的处理和室内体验。 在操作箱中，他们没有任何吃或喝的东西，也没有杠杆。
在最后一天，按照训练日数将大鼠置于小室内，并在小室内放置90分钟，然后将其取出，进行麻醉，灌注和随后的免疫组化。 同样将对照大鼠带入手术室，并按照训练日数在清洁的手术室中保持90分钟，然后将其麻醉并灌注。 在最后90分钟的训练后，立即用异氟烷吸入将大鼠深麻醉，先灌注0.9％NaCl，再灌注4％冷聚甲醛溶液。 麻醉和安乐死的时机基于事件发生后90-120分钟时c-Fos蛋白峰值表达的已知时间过程。 因此，c-Fos表达将反映出行为任务开始时CNS的激活，而不是动物经历任务并摄入蔗糖的结果。 取出大脑并在多聚甲醛中固定几天。 然后，将它们随后置于20％蔗糖-PBS中，然后将它们置于30％蔗糖-PBS溶液中。 在低温恒温器（Leica CM 3050S低温恒温器）上对大脑进行切片，以进行免疫组织化学分析。
c-Fos免疫组化和定量。
我们使用我们建立的方法来定量脑切片中的免疫反应性c-Fos蛋白（12）。 对c-Fos表达进行整个脑的初始定性筛选。 将载有载玻片的12-μm全脑冠状切片在PBS（Oxoid，Hampshire，UK）中洗涤3次。 然后在室温下在含有1％正常山羊或驴血清的PBS中封闭切片用于5 h。 然后将切片在PBS中洗涤多次，并在4℃下在PBS中制备的一抗溶液中孵育过夜。 将切片在PBS中洗涤三次，然后在室温下在黑暗中在PBS中制备的二抗溶液中孵育1 h。 随后将切片再次在PBS中洗涤并固定并盖上盖在Vectashield硬固定装置（Vector Laboratories，Burlingame，CA）封固剂中。 使用连接到Optiphot照相机并使用Image Pro Plus（Media Cybernetics，Silver Spring，MD）软件的Nikon Eclipse E-800荧光显微镜获取切片的数字图像。
随后，我们关注的是有限数量的区域，这些区域显示出条件，定量和神经元表型之间的明显差异。 具体来说，我们专注于伏隔核和壳（NAc）; 纹状体末端前后核（aBNST，pBNST）; 内侧下丘脑区[腹内侧核（VMH），背内侧下丘脑（DMH），室旁核（PVN），逆行区（RCh）和ARC]; 下丘脑外侧（LH），包括背侧和腹侧区域以及perbyical（peF）区域; VTA; 脑干[下橄榄，舌下神经（nXII）孤束核，外侧网状核和C1 / A1肾上腺素/去甲肾上腺素核]。 根据Paxinos和Watson的图谱，评估Atlas匹配的12-μm切片在匹配的切片和区域中的c-Fos表达和定量（34）。 请参阅 表1 对于特定的立体定位坐标。 该测定的主要焦点是将每个行为任务与其各自的对照（PR对PRC; FR对FRC）进行比较。 为了根据行为与对照条件优化可能的差异，选择PR和FR组的峰值表现进行分析。 因此，分析了4 / 12 PR和3 / 12 FR大鼠：这些大鼠具有活跃的杠杆按压数（主要行为终点），其高于其各自行为组的平均值的一个标准偏差。 还分析了对照大鼠的亚组（5 PRC和3 FRC大鼠，与FR或PR大鼠同时存在于手术室中）。 另外一组三只大鼠通过FR程序（“FRext”）以模拟PR程序的增加持续时间（即，总共20天，因为PR大鼠通过FR然后PR）以评估是否FR和PR之间的差异是由于行为任务或程序的持续时间。 未对FRext脑进行系统分析和筛选，但是用其他四组测定特定感兴趣区域，以进行比较定量，如结果中特别指出的。
为了定量（在40×放大倍数下），选择了图谱匹配的区域。 利用ImagePro Plus软件（Media Cybernetics）捕获所需区域的图像。 描绘了用于计数的区域，并建立了阳性细胞计数的阈值。 将相同的面积和背景（阈值）用于来自各个实验组的切片，并且对于所有实验组在相同的会话中进行阳性细胞的软件计数（定量），以防止背景设置的会话间变化。 对于统计分析，只有在每个区域的相应或完整切片（如定义中）中，才从个体大鼠中获取计数 表1）可用; 如果该区域的双边代表不完整，则不从大鼠中获取特定区域的数据。
定性双标免疫荧光分析。
从定量c-Fos的大鼠中取脑切片，进行双标记免疫组化。 由于我们不希望干扰动物的行为表现，因此未使用秋水仙碱对其进行预处理以优化肽类神经递质的可视化。 因此，与自我管理任务相关的神经元表型激活的可视化受到限制。 但是，为了开始评估许多CNS位置中激活的神经元的表型，以20倍，40倍或60倍（如图中的图例所示）放大倍数拍摄了数字图像（如上一节所述）。 。 谷氨酸脱羧酶（GAD），酪氨酸羟化酶（TH），CRF，神经肽Y（NPY），Agouti相关肽（AgRP）和色氨酸羟化酶的双重染色程序与c-Fos免疫反应性测定相当除了将c-Fos-Ab和其他一抗中的一种的混合物用于在4°C下过夜孵育外，其他方法相同。 同样，两种二抗都在同一溶液中，在室温下于黑暗中孵育1小时。 在封闭步骤之前，将20分钟的50％乙醇洗涤液用于orexin分析。 进行了初始优化测定，以确定一抗的适当稀释度。 使用的第一抗体是兔抗c-Fos（1：500）（sc-52）和小鼠抗c-Fos（1：800）（均来自加利福尼亚州圣克鲁斯的圣克鲁斯生物技术公司）； 小鼠抗GAD（1：1,000），小鼠抗酪氨酸羟化酶（1：500）和绵羊抗色氨酸羟化酶（均来自Chemicon，Temecula，CA）； 兔抗CRF（1：500）（来自加利福尼亚州萨克研究所的Wylie Vale博士的礼物）； 兔抗NPY（1：1,000），兔抗AGRP（1：1,000）和山羊抗雌激素A（1：5,000）均来自Phoenix Pharmaceutical（St. Joseph，MO）。 使用的二抗是Cy3偶联的山羊抗兔或抗小鼠抗体（Jackson Immunoresearch; West Grove，PA），Alexa Fluor 488山羊抗小鼠或抗兔抗体或驴抗绵羊IgG（Molecular Probes，Eugene，OR） ; 所有第二抗体均以1：500稀释。 连续测定了c-Fos / MCH双重免疫染色； 首先，对于MCH（1：2,500一抗，Millipore）和Alexa-488-山羊抗兔（1：500）二抗。 将玻片用5％正常山羊血清重新封闭，并以抗c-Fos（1：500）和cy3山羊抗兔为二抗染色。 在封闭步骤之前，将20分钟的50％乙醇洗涤液用于MCH分析。
统计分析。
组数据在文本，表格和图中表示为平均值±SE。 意义定义为 P ≤0.05。 使用未配对的学生评分法在实验组之间（FR vs. PR）或实验组与相应的对照之间（PR vs. PRC； FR vs. FRC）进行统计比较。 t-测试。 使用适用于Mac OS版本的StatPlus：mac LE统计分析程序，计算了在相同的实验条件下，不同大脑区域的主动杠杆按压和c-Fos表达之间的皮尔逊相关系数，以及各个大脑区域之间的c-Fos表达之间的相关性。 2009年，AnalystSoft。 我们测试了线性相关性（Pearson's R 在不同CNS区域中c-Fos表达之间的统计学）。 我们还检查了不同活化的CNS区域中c-Fos表达与行为之间的相关性。 来自大鼠的FR和PR数据（其进行c-Fos定量）用于这些相关性。
成果
c-Fos定量。
正如我们之前观察到的那样，PR与FR性能相比，主动杠杆压力机的数量显着增加（表2在FR性能期间，蔗糖奖励的数量更多。 PR大鼠的会话长度约为90 min（停止时间-30）。 表3 列出了进行定量的所有CNS区域的c-Fos免疫反应细胞计数。 FR和PR大鼠的c-Fos表达模式总结如下 图。 1。 内侧下丘脑有显着激活（MH死，参与PR杠杆按压蔗糖的大鼠的ARC，PVN，RCh，DMH和VMH的复合物，但是与各个对照相比，参与FR杠杆压制蔗糖的大鼠没有整体活化。 在PR大鼠的内侧下丘脑内，这种激活发生在PVN，ARC和VMH中（图。 2）。 FR杠杆按压，但不是PR杠杆按压，与LH内的显着激活相关（主要基于在多个区域内的激活）。 FRext和FR组之间的主动杠杆按压和下丘脑c-Fos表达均相当（MH死，946±26和911±118; ARC，176±18和186±10; LH死，468±79和378±34; 分别为LHpeF，200±31和173±15，表明FR和PR组之间表达模式的差异与培训/经验的持续时间有关，而与工具性任务的性质无关。 对于FR组，在aBNST和pBNST中观察到BNST中c-Fos表达显着增加。 FR和PR杠杆按压均与NAc壳中c-Fos免疫阳性神经元的增加有关; 参与FR杠杆按压的大鼠的NAc核心的c-Fos计数显着增加，参与PR杠杆按压的大鼠的c-Fos表达增加没有显着趋势。 尽管通过FR任务观察到无显着的增加趋势，但是在PR任务中VTA没有增加c-Fos。 最后，c-Fos在训练PR的大鼠脑干的舌下神经（颅神经XII）细胞核中显着增加，但不是FR。
在其他中枢神经系统区域观察到c-Fos表达，包括杏仁核和大脑皮质（图。 3）。 然而，在两种对照条件下以及与PR和FR任务相关的观察到表达，表明该过程的非特异性方面（处理，进入手术室）可能导致这种激活。 没有进行这些地区的定量。 同样地，观察到除nXII之外的脑干区域内的激活，但是发生与对照和任务相关的条件相关，也表明在非特异性唤醒或行为激活中的作用。
我们测试了不同CNS区域中c-Fos表达之间的相关性。 结合来自杠杆推压组的数据，我们发现LH和VMH中c-Fos表达之间呈负相关。 因此，VMH的激活与LH的总体激活降低有关（皮尔逊氏 R，-0.7986; t = -3.7534; P = 0.0056）。 此外，我们观察到LH和VTA的穿孔周围区域c-Fos表达之间存在显着的正相关（皮尔逊氏 R，0.7772; t = 3.493; P = 0.0082），与这两个区域之间已知的单突触连通性一致（参见参考文献中的讨论）。 2 和 13）。 我们发现VTA中的c-Fos表达与NAc外壳之间存在显着的负相关性，无论是否单独测试FR性能（Pearson's R，-0.9262; t = -4.9125; P = 0.008）或PR表现（Pearson's R，-0.9897; t = -9.7624; P = 0.0103），与纹状体区域与黑质和VTA之间已知的相互输入一致（2, 13）。 我们还测试了不同CNS区域中c-Fos表达与行为之间的相关性。 结合杠杆推压组的数据，我们观察到ARC中的c-Fos与主动杠杆推压之间存在显着正相关（Pearson's R，0.8208; t = 3.8017; P 0.0067）。
鉴定蔗糖摄入激活的神经元和蔗糖的动机。
在脑干中，c-Fos阳性神经元未显示TH阳性免疫染色，TH是肾上腺素和去甲肾上腺素（和多巴胺）的限速酶; 因此，这些儿茶酚胺能神经元似乎没有被FR或PR任务激活。 然而，一些c-Fos阳性神经元对色氨酸羟化酶显示阳性免疫染色，表明血清素神经元群被激活。 如图所示 图。 4在ARC中，c-Fos阳性细胞体被AGRP染色的纤维包围，观察到NPY纤维/ c-Fos免疫染色的类似模式（未显示）。 在PVN中，c-Fos阳性神经元似乎包围CRF阳性神经元，但未观察到共定位（数据未显示）。 图。 5 显示LH中orexin和MCH的免疫染色。 在dLH和peLH中都发现了食欲素神经元。 尽管我们在peLH中观察到MCH阳性神经元，但在LH的该区域中基本上没有与c-Fos共定位。 然而，我们观察到peLH中orexin阳性神经元的c-Fos共定位（图。 6, 最佳）和vLH中与MCH非常有限的c-Fos共定位（图。 6, 底部）。 应该再次强调的是，对于肽神经递质如CRH，定位和与c-Fos的共定位可能被低估，因为大鼠未用秋水仙碱预处理。 最后，在伏核核心和壳内（图。 7），对于FR和PR大鼠，观察到与GAD（用于神经递质GABA的合成酶）的c-Fos共免疫染色。 在VTA内有强烈的TH染色; 然而，很少观察到c-Fos阳性神经元，并且似乎没有完全与TH共定位。
讨论
在目前的研究中，我们使用立即早期基因c-Fos的表达来评估与蔗糖自我施用杠杆按压活动的开始相关的急性CNS激活的模式，或者作为相对要求不高的任务（FR）或者越来越具有挑战性的任务被认为反映了动机寻求奖励，如蔗糖，并强烈涉及边缘电路（22, 24, 49）（PR）。 两种任务之间的下丘脑激活模式不同，LH /边缘激活在FR任务中占主导地位，内侧下丘脑/边缘激活在PR任务中占主导地位（见 图。 1）。 这有几个可能的原因。 首先，这些范例可能会“映射”为CNS中质量上不同的体验。 在FR表现训练的大鼠将期待一种简单，高回报的活动。 预期有益的食物应该严重影响在FR大鼠中观察到的c-Fos模式。 活化模式中明显的定性差异表明第二种可能性 - 即PR动物只具有更多的任务经验 - 不太可能，这得到我们测量接受20 FR会话的大鼠下丘脑中c-Fos的支持。 ，表现出类似于FR组的活动，而不是PR组。 可以通过系统地增加FR训练的难度和评估CNS激活的变化来测试这两种可能性，在这种情况下，可以预测激活模式的质量变化。 然而，虽然培训经历的数量可能不考虑CNS激活模式，但会话中蔗糖奖励的平均数量可能是：PR任务可能仅仅被学习为“收益较少”的体验，并且这可能在功能上与缺乏LH激活。 因此，会话开始时的CNS激活模式可能反映了一种内部感受状态，例如条件性地点范例的内部状态：边缘电路内的激活强度与学习和动机有关。 我们确实观察到FRC动物的内侧下丘脑中c-Fos表达的变异性。 特别是在PVN中，这种变异可能是FR大鼠的掩蔽激活，其中观察到c-Fos与FRC大鼠增加的趋势（表3）。 然而，FR和FRC动物之间的整体内侧下丘脑激活没有差异。
应该指出的是，尽管我们的目标是确定有助于行为开始的CNS位点，但时间分辨率在某种程度上是一个考虑因素。 如下所述，现在可以理解，器官或操作行为的不同子组件是通过激活不同的神经元群体来介导的（13, 23, 33, 49）。 我们不能完全排除由于非常直接的压制或舔奖励而激活可能对我们观察到的激活模式有所贡献。 我们的研究结果确实为进一步研究特定CNS位点在自我管理任务的不同方面或组成部分中的作用提供了基础，并为此类研究提供了基础，测量其他具有不同“开”和“关”时间的早期基因（36）将非常有用。
我们在不同脑区之间的c-Fos表达中发现的相关性支持下丘脑和原发性边缘区域的已知功能连接性，用于该特定奖励任务，例如LH和VMH之间，以及LH的多个区域和VTA之间。 （参见参考文献中的讨论。 2 和 13）。 我们还检查了不同激活区域中c-Fos表达与行为之间的相关性。 ARC中的c-Fos与主动杠杆按压之间的相关性符合ARC活动在食物摄入中明确定义的作用（1）; 根据我们之前的观察结果，胰岛素注射特异性地进入ARC减少了蔗糖的自我给药（15）; 先前报道了ARC及其内啡肽神经元在可卡因自我管理的获取和表现中的关键作用（40–42）; 以及从ARC到NAc的确定投影（17）。 因此，ARC可能在寻求和获得许多类型的奖励刺激的动机行为中起关键作用，包括但不限于食物。 最后，我们观察到PRN蔗糖寻找的开始时PVN和VMH的显着活化。 这与这些内侧下丘脑核在调节食物摄入，与ARC的直接突触连接以及与边缘电路的确定连接方面的充分表征的作用一致（1, 27, 37).
我们发现VTA中的c-Fos表达与NAc-shell之间存在显着的负相关，无论是测试FR还是PR性能。 有点令人惊讶的是，没有观察到与PR或FR蔗糖自我给药相关的更强的VTA活化（相对于各自的对照）。 也许这一发现反映了我们测量的时间，重点关注在任务开始时活跃的潜在CNS位点，这些动物训练有素。 这与舒尔茨的观察和论点是一致的（44），多巴胺神经元激活作为意外刺激或奖励的标志，并且这种激活随着训练而降低。 然而，在受过训练的动物中蔗糖摄取过程中纹状体多巴胺的释放已被证明是一种非常精确和暂时不连续的事件（39）。 因此，我们观察到的趋势可能会对更大的研究组（即更多的统计能力）具有显着的意义。 我们确实观察到与FR和PR蔗糖摄取相关的NAc活化。 已报道NAc神经元的激活和抑制与仪器奖励表现相关，并且激活/活动的模式取决于训练和环境，并且与行为的不同组成部分（例如，定向，接近，摄入）相关联（6, 33, 50）。 如上所述，c-Fos的测量不会捕获这种特定活性。 Carlezon提出“奖励”主要与NAc神经元活动减少有关，即中等多刺神经元（3）。 这与我们的观察结果不一致 - 与处理对照和与GAD共定位的c-Fos阳性神经元相比显着增强的NAc c-Fos，与中等多刺神经元（GABAergic）的激活一致 - 但我们没有特异性评估NAc神经元“抑制”。 NAc激活和抑制可以在仪器任务期间发生，具有解剖学和时间特异性。 从这项研究的角度来看，人们可以得出结论，NAc参与器官蔗糖摄取的开始，NAc核心有助于运动激活，NAc壳对任务的运动和动机方面都有贡献。
我们还观察到FR大鼠中BNST（前部和后部）的两个主要区域的活化。 BNST是边缘电路的一部分，调节神经内分泌对反复刺激经历的反应（8, 9并且在更大的意义上，与复发性刺激的学习有关。 尽管其在重复应激源经历方面的作用已得到最全面的阐述，但我们的研究结果表明BNST具有更广泛的作用：BNST可能调节CNS对反复发作的阳性，以及负性或压力刺激的反应。 由于我们在FR开始时观察到这种激活，而不是PR，性能，BNST招募可能与FR训练的蔗糖奖励增加有关。 我们观察到没有直接激活CRF神经元表明蔗糖的仪器响应不是主要的应激源; 然而，其他PVN神经元中的c-Fos表达与应激电路的调节一致（46）。 事实上，Ulrich-Lai及其同事报告说，使用不同的饮食/喂养范例，蔗糖摄入调节PVN功能（47）。 最后，我们观察到舌下神经的核与PR相关但不是FR表现。 只能推测这一点的重要性; 一种可能性是在摄取较少蔗糖奖赏的大鼠中可以提高蔗糖的味道相关性。
寻求蔗糖和蔗糖摄取应被视为一种多模式体验，及时动态，因为摄入会导致与蔗糖热量含量相关的外周信号，以及习惯性和会话内的感觉异常（25）。 虽然我们的研究侧重于外周内分泌信号（即胰岛素和瘦素）调节食物奖励的影响，但它们的作用可能反过来直接由在短期或长期发挥作用的发射体和神经肽集中调节。喂养或食物奖励（见参考文献中的讨论） 14）。 目前的研究提供了一些洞察力; 我们观察到表达MCH或食欲素的神经元的一些活化，这两种神经肽是促食欲的。 事实上，这些发现可能低估了MCH或食欲素在食物奖励中的作用，因为非秋水仙碱处理的大鼠中的免疫细胞化学无疑限制了这两种神经肽的可视化。 LH中活化的食欲素神经元的鉴定总体上是一致的，许多研究表明食欲素神经元在摄食，食物奖励和更广泛的刺激奖励（例如，5，7，29）。 我们观察到peFLH食欲素神经元的激活。 阿斯顿 - 琼斯及其同事（5已经解剖了不同LH orexin神经元群体在奖赏行为中的作用，并且在唤醒中涉及peFLH orexin神经元，而不是奖励本身。 因此，我们的发现表明LH食欲素在唤醒中起作用，并且可能取向于主动杠杆或提取蔗糖的线索。
值得将来考虑的是蔗糖作为有益刺激的独特性或普遍性。 我们在这里报告的早期CNS激活模式是否特定于食物作为刺激物，或推广到其他有益刺激物，仍有待确定。 如上所述，特别是在FR任务中，预期摄取许多蔗糖奖励会产生代谢结果，调节激素释放（例如，缩胆囊素，生长素释放肽，胰岛素）和外周和CNS神经活化的变化。 预计这些变化不会在我们测量的早期CNS激活模式中发挥直接作用，但可能在培训期间学习蔗糖奖励方面发挥作用。 同样，诸如食欲素的神经肽可能受到严重影响。
据我们所知，我们的研究首次证明了蔗糖自我给药开始时特定内侧下丘脑核的激活，包括与体内平衡和压力响应有关的PVN，以及对能量稳态至关重要的ARC，营养传感和食物摄入调节。 重要的是，我们观察到内侧下丘脑和NAc的激活与PR发作相关，表明稳态和一些边缘部位在蔗糖自我给药的起始中起作用。 可以在任务中的稍后时间点招募额外的边缘电路站点。
观点和意义
然而，从历史上看，对动机和奖励行为的研究将最强烈地暗示CNS边缘电路，大量证据表明它强调了边缘和能量稳态电路之间的关键功能相互作用。 目前的研究表明，特定的内侧下丘脑核在蔗糖的动机工作中可能具有重要意义。 根据这项研究推断，未来的研究可以评估内侧下丘脑的作用是否必要，以及其激活是否与动机寻求其他奖励如滥用药物有关。 此外，本研究的结果提供了研究伴随内侧下丘脑生理改变的情况下动机行为改变的理论基础，例如肥胖症。
赠款
该研究得到了美国国立卫生研究院资助DK40963的支持。 Dianne Figlewicz Lattemann博士是华盛顿州西雅图市Puget Sound医疗保健系退伍军人事务部生物医学实验室研究项目的高级研究职业科学家。 Sipols博士得到拉脱维亚科学理事会格兰特04.1116的支持。
参考文献：
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