评论：
生物精神病学。2010年 6 月 15 日；67(12):1199-204。doi：10.1016/j.biopsych.2009.12.029。
戴维斯 JF、路斯 M、迪塞巴斯蒂亚诺 AR、布朗 JL、雷曼 MN、库伦 LM。
来源
美国俄亥俄州辛辛那提辛辛那提大学细胞生物学系。
抽象
背景：
无法抑制已变得不适应的行为是多种精神疾病的组成部分，而内侧前额叶皮层（mPFC）被认为是行为抑制的潜在调节器。本研究旨在检验当性行为与不良后果相关时，mPFC是否参与抑制性行为。
方法：
使用雄性大鼠，使用交配 - 偶然厌恶的范例测试mPFC的infralimbic和prelimbic区域的损伤对性行为的表达和抑制交配的能力的影响。
结果：
内侧前额叶皮层（mPFC）损伤并未改变性行为的表达。相反，mPFC损伤完全阻断了性厌恶条件反射的习得，受损动物仍继续交配，这与mPFC完整雄性动物表现出的强烈的交配行为抑制形成鲜明对比，导致仅有22%的完整雄性动物继续交配。然而，mPFC损伤的大鼠能够形成对性奖励的条件性位置偏好和对氯化锂的条件性位置厌恶，表明这些损伤并未改变联想学习或对氯化锂的敏感性。
结论：
当前的研究表明，患有mPFC病变的动物很可能能够与其行为的厌恶结局建立联系，但面对厌恶后果却缺乏抑制寻求性奖励的能力。 这些数据可能有助于更好地理解冲动控制障碍的常见病理，因为强迫性行为在精神疾病和帕金森氏病的合并症中普遍存在。
引言
内侧前额叶皮层（mPFC）参与哺乳动物神经系统的许多高级功能，包括调节情绪唤醒、焦虑样行为以及行为灵活性和决策（1-5）。基于奖赏的决策被认为是由mPFC、杏仁核和纹状体组成的神经回路控制的（6 ） ，其中mPFC作为该过程的“自上而下”控制器（7 , 8）。基于奖赏的决策的一个核心特征是能够追踪“反应-结果”关系随时间的变化（9）。这样，当与某种行为相关的后果变得不利时，这些行为的频率就会降低。这会导致积极的行为适应，而这种适应依赖于完整的mPFC功能（8 , 10）。一旦行为导致不良后果，就无法改变这种行为，这是多种成瘾性疾病的常见症状（11-15）。
啮齿类雄性的性行为是一种基于自然奖励的行为，其中反应与结果之间的关系受到监控，以达到交配的目的（16）。然而，当性行为与厌恶刺激物氯化锂（LiCl；17, 18）配对时，雄性大鼠会抑制交配行为。内侧前额叶皮层（mPFC）的活动与啮齿类动物（19-25）和人类（26）的雄性性行为相关。然而， mPFC在性行为中的确切作用仍不清楚。本研究旨在利用交配依赖性厌恶模型，阐明mPFC损伤对大鼠性行为表达以及性行为抑制习得的影响。损伤区域包括mPFC的下边缘核（IL）和前边缘核（PL），因为这些亚区已被证明投射到参与性行为调节的大脑区域（20）。本研究结果表明，完整的内侧前额叶皮层（mPFC）功能并非正常性行为表达的必要条件。相反，研究结果支持以下假设：一旦性行为与不良后果相关联，mPFC 便会调节对性行为的抑制作用。
材料和方法
动物
从Harlan labs（Indianapolis）获得的成年雄性（250-260克）Sprague Dawley大鼠在12温度下在逆光/暗循环（12：10 h，在72 AM熄灭）下单独圈养在人工照明的房间中。 F。 始终提供食物和水。 在所有交配试验中使用去卵巢的雌激素（具有5％17-β-雌二醇苯甲酸盐的sc silastic capsule）和黄体酮（sc注射500μg在0.1 ml芝麻油中）引发的雌性Sprague Dawley大鼠（210-225克）。在暗期开始后4小时开始，并且在暗红色照射下在矩形树脂玻璃试验笼（60×45×50 cm）中进行行为。 所有程序均由西安大略大学动物护理委员会辛辛那提大学动物护理和使用委员会批准，并符合NIH和CCAC指南，涉及研究中的脊椎动物。
病变手术
用1-ml / kg剂量（87 mg / kg氯胺酮和13 mg / kg甲苯噻嗪）麻醉动物。 将动物置于立体定位装置（Kopf instruments，Tujunga，CA USA）中，制作切口以暴露颅骨，并使用dremmel钻（Dremmel，USA）在注射部位上方钻孔。 使用0.25μlHamilton注射器，在相对于前囟的下列坐标处（水平颅骨水平），在不同背腹坐标处使用两次注射在不同背腹坐标下双侧输注Ibotenic acid（PBS中的2μl，1.5％），每次注射5分钟：对于PL和IL病变：AP = 2.9，ML = 0.6，DV = -5.0和-2.5。 使用相同的方法进行假性损伤，但使用载体（PBS）注射。 在行为测试之前允许所有动物恢复7-10天。
工艺设计
性行为的表达
在手术前性生活的动物中进行PL和IL损伤。 恢复后，允许动物每周交配一次，直到显示一次射精，手术后连续四周。 使用单向ANOVA以病变手术作为因子分析每个实验中性参数的差异（即，坐骑，插入，射精的延迟，以及坐骑和插入的数量）。 使用Fishers PLSD测试进行事后比较，所有测试均具有5％显着性水平。
高架加迷宫实验
在高架十字迷宫（EPM）上测试具有损伤或假处理的动物。 该手术在手术后5周和最后一次交配后一周进行。 EPM由透明的有机玻璃制成，由四个等长的臂组成，从形成加号形状的中心区域延伸出来。 迷宫的两个臂向外部环境开放，迷宫的另外两个臂被沿着臂的整个长度延伸的黑暗侧线（40cm高）包围。 中间区域和手臂之间的边界由位于迷宫中间12cm的手臂上的白色条纹限定。 EPM测试在昏暗照明下进行，在黑暗时期开始后数小时1-4。 使用具有5％显着性水平的学生t检验确定假和动物之间的差异。
条件性性厌恶
在损伤或假手术之前，对雄性大鼠进行三次交配以获得性经验。 在该研究中包括在三次手术前交配试验中至少两次显示射精的动物，并随机分成四个实验组：Sham-LiCl，损伤-LiCl，Sham-Saline和损伤 - 盐水。 在最后一次训练后3天进行病变或假手术。 在调节期开始之前，允许动物在手术后恢复一周。 在调理期间，一半的假性和损伤的雄性在交配后立即接受LiCl（Sham-LiCl和损伤-LiCl），而另一半假性和损伤的雄性作为对照并在交配后立即接受盐水（Sham-Saline）和病变 - 盐水）。 在调理日1，允许动物与一次射精交配，并在用20ml / kg剂量的0.15M LiCl或盐水射精后在一分钟内注射，然后放回其家笼中。 在调理日2的早晨，称重所有雄性动物，给予盐水条件动物20ml / kg剂量的0.15M LiCl，同时向LiCl条件动物注射等量的盐水。 这个范例在连续20天内重复进行，总共进行了10次完整的调节。 在每次试验期间记录性行为的参数。 使用具有5％显着性水平的卡方分析，对每个试验分析显示坐位和插入或射精的动物百分比的差异。 由于在任何参数中没有检测到Sham-Saline和损伤 - 盐水组之间的差异，因此将这两组组合用于统计分析（n = 9）并与损伤-LiCl或Sham-LiCl组进行比较。
条件性地方偏好
性经验不足的动物按照上述方法进行损伤手术，并在行为测试前恢复一周。所有行为测试均在黑暗期开始后4小时进行。条件性位置偏好装置被分隔成三个隔间，中间为中性隔间。隔间一侧为白色墙壁和网格状地板，另一侧为黑色，地板为不锈钢杆，中间隔间为灰色，地板为有机玻璃（Med Associates，St. Albans，VT）。首先进行预测试，以确定每只动物在条件反射开始前的自然偏好。所有动物被放入中间隔间，可以自由进入其他隔间，持续15分钟，并记录它们在每个隔间停留的总时间。第二天，即条件反射训练第一天，雄性动物在笼内交配至射精一次，然后立即被放入最初不偏好的隔间30分钟（不能进入其他隔间），或者被放入最初偏好的隔间30分钟（不进行任何性行为）。在第二次条件反射训练日，雄性动物接受了相反的处理。该条件反射训练范式重复一次。第二天，进行与预测试程序完全相同的后测。使用两个不同的指标来确定mPFC损伤动物是否形成了对性行为的条件性位置偏好。第一个指标是差异得分，定义为动物在最初偏好的房间停留的时间与在最初非偏好的房间停留的时间之差。偏好得分定义为动物在最初非偏好的房间停留的时间除以在最初非偏好的房间停留的时间加上在最初偏好的房间停留的时间。使用配对t检验（显著性水平为5%）比较每只动物在预测试和后测试中的偏好得分和差异得分。先前的研究表明，使用此范式，交配会导致显著的条件性位置偏好，并且对照处理不会导致偏好改变（ 27-29 ）。
条件性地方厌恶
性行为的动物如上所述进行了病变或假手术，并且在行为测试之前允许恢复一周。 所有行为测试在光照期开始后数小时开始。 使用上述CPP装置，在两个调节试验期间，以平衡的方式分别将LiCl或盐水注射与最初优选或非优选的室配对。 使用具有4％显着性水平的配对学生t检验进行前后测试并如上所述分析数据。
病变验证
为了验证损伤情况，将动物经心脏灌注4%多聚甲醛溶液，并对脑组织进行冠状切片。切片经免疫处理后，使用识别NeuN的一抗（单克隆抗NeuN抗血清；1:10,000；Chemicon）和标准免疫过氧化物酶法（19）进行NeuN神经元标记物的免疫染色。通过分析相邻mPFC切片中NeuN神经元染色缺失的区域，确定异戊烯基毒素损伤的位置和大小。mPFC的损伤通常跨越距前囟AP +4.85至+1.70的距离（图1A-C）。如果 100% 的 IL 和 80% 的 PL 被破坏，则认为损伤完全，并且只有损伤完全的动物才被纳入统计分析（性行为实验，损伤组 n=11，假手术组 n=12；EPM 实验，损伤组 n=5，假手术组 n=4；条件性厌恶实验，假手术-生理盐水组 n=4，假手术-氯化锂组 n=9，损伤-生理盐水组 n=5，损伤-氯化锂组 n=12；条件性位置偏好实验，损伤组 n=5；条件性位置厌恶实验，假手术组 n=12，损伤组 n=9）。
成果
性行为
PL/IL损伤对术前未发生过性行为的雄性小鼠的任何性参数均无影响（图1D-F）。同样，在条件性厌恶实验中，对于已发生过性行为的雄性小鼠，在第一次试验中（即在LiCl与性行为配对之前），也未检测到PL/IL损伤对性行为的影响（表1）。因此，PL/IL损伤对性行为的影响与性经验无关。
高架加迷宫
与之前的报道（ 27-29 ）一致，患有 mPFC 损伤的雄性大鼠与对照组相比，进入 EPM 开放臂的次数更多（图 1G），这表明 mPFC 功能对于需要风险评估的情况至关重要。
条件性厌恶
LiCl调理对性行为的影响
与生理盐水对照组相比，氯化锂（LiCl）条件反射显著降低了假手术雄性小鼠出现爬跨、插入或射精行为的比例（图2A-B）。然而，内侧前额叶皮层（mPFC）损伤完全阻断了LiCl条件反射引起的抑制作用。卡方分析显示，各组小鼠出现爬跨（图2A）、插入（未显示；数据与图2A相同）或射精（图2B）行为的比例存在显著差异。具体而言，与生理盐水对照组（假手术组和损伤组）相比，假手术-LiCl组小鼠出现爬跨、插入或射精行为的比例显著降低，表明LiCl条件反射对假手术组小鼠的交配行为具有干扰作用。相反，在损伤-LiCl组小鼠中未观察到LiCl条件反射的影响（图2A-B）。因此，mPFC功能对于获得性行为的条件性抑制至关重要。然而，PL/IL 损伤可能会减弱与性奖励相关的联想学习，因此在另一项研究中测试了 PL/IL 损伤对获得性奖励条件性位置偏好的影响。
讨论
在这项研究中，我们报告mPFC的IL和PL区域的病变不影响性行为的表达，也不影响对性收益的条件性位置偏好的获得。 相反，病变阻止获得条件性性厌恶。 这些结果为假设提供了功能证据，即进行适应性行为改变的能力受mPFC的IL和PL亚区调节。
我们实验室之前的研究数据表明，雄性大鼠在性行为过程中，内侧前额叶皮层（mPFC）神经元会被激活（20）。然而，本研究中mPFC损伤的大鼠在所有分析的性行为参数上均与假手术对照组大鼠无显著差异。与之前的报道（30 , 32）一致，mPFC损伤确实产生了抗焦虑作用，这通过高架十字迷宫测试的结果得以证实，表明我们的损伤方案是有效的。因此，目前的研究结果提示，在性行为过程中，mPFC内内侧前额叶皮层（IL）和内侧前额叶皮层（PL）亚区的激活并非正常性行为表达的必要条件。相反，Agmo及其同事之前的研究表明，前扣带回（ACA）损伤会延长交配潜伏期和插入潜伏期，并降低雄性交配的比例（25）。因此，ACA 可能在性行为的执行中发挥作用，而 IL 和 PL 区域则介导对与厌恶结果相关的行为的抑制。
尽管已有研究报道mPFC损伤会破坏多种形式的记忆巩固（33 , 34），但本文报道的mPFC损伤对行为抑制的影响不能归因于学习缺陷。在另一组实验中，研究人员测试了mPFC损伤雄性动物建立与性行为相关的条件性位置偏好的能力。结果显示，mPFC损伤动物的奖赏相关联想学习能力仍然完好，这些雄性动物能够对与性奖励配对的房间形成条件性位置偏好。这一发现与先前研究PL或完整mPFC在精神兴奋剂诱导的条件性位置偏好习得中的作用相一致（35 , 36）。此外，mPFC损伤并未影响对厌恶刺激物LiCl的联想学习，这与先前报道的PFC损伤不会阻止条件性味觉厌恶习得的结果一致（34）。这些数据共同表明，先前观察到的内侧前额叶皮层（mPFC）内PL/IL亚区的激活（20）并非获得奖赏相关联想学习的必要条件，但对于正确利用这些信息以执行行为控制至关重要。这一观点与目前关于完整的IL功能对于监测和处理传递奖赏-厌恶关系信息的抑制性和兴奋性输入是必需的（37）相一致。此外，PL（35）或IL（8 , 37 , 38）损伤的动物尽管无法利用这些信息做出目标导向的决策，但仍表现出正常的消退学习能力。
总之，本研究表明，mPFC损伤的动物可能能够将自身行为与不良后果联系起来，但却缺乏在面对不良后果时抑制寻求性奖励的能力。在人类中，性唤起是一种复杂的体验，需要对认知-情感信息进行处理，以确定特定刺激的享乐特性是否足以作为性动机（39）。目前的数据表明，mPFC功能障碍可能导致性冒险行为或强迫性性行为。
此外，内侧前额叶皮层（mPFC）功能障碍与多种精神疾病相关（13 , 40），这表明mPFC功能障碍可能是与其他疾病共有的潜在病理，并且强迫性性行为可能与其他疾病相关。事实上，在人类中，已有报道称性欲亢进或强迫性性行为与多种精神疾病（包括物质滥用、焦虑症和情绪障碍）具有较高的共病率（41 ），并且在帕金森病患者中，强迫性性行为与强迫性购物、赌博和进食的共病率约为10%（42-44）。
脚注
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