Summary

En konflikt Model af belønning-søger opførsel i mandlige rotter

Published: February 20, 2019
doi:

Summary

Denne konflikt model bruges til at måle værdiforringelse af hæmmende kontrol efter udsættelse for vanedannende stoffer, eller andre faktorer, der kan påvirke hæmmende kontrol. En seksuel stimulans og et afskrækningsmiddel hindring præsenteres samtidigt, mandlige rotter har således at erobre hindring for at nærme sig den seksuelle belønning.

Abstract

Denne protokol beskriver en roman konflikt opgave som en model af hæmmende kontrol i rotter. I denne model præsenteres en naturlig givende stimulus (seksuel stimulus), der repræsenterer en høj værdi belønning, og de afskrækningsmiddel stimuli (stifter), samtidigt. De mandlige rotter nødt til at klatre eller hoppe over forhindringen fuld af knappenåle og undersøge den seksuelle partner. Hvis dyret fortsætter i deres nærmer adfærd uanset de afskrækningsmiddel stimuli, er det betragtes som en utilpasset eller risikable belønning-søger opførsel. Opgaven konflikt tillader evaluering af underskud i hæmmende kontrol som følge af eksponering for misbrugte stoffer, såsom morfin eller en stressende begivenhed.

Den største fordel ved denne model er, at det giver en enkel og hurtig måde at opdage underskud i hæmmende kontrol efter udsættelse for opiat narkotika eller andre stressende begivenheder. Ud over opiater, ville denne adfærdsmæssige model også være nyttigt for hurtigt at opdage de hæmmende kontrol underskud induceret af andre vanedannende stoffer. Dog er begrænsningen, at den mandlige rotter kan udføres under udøvelsen effekter med gentagne afprøvning under denne konflikt opgave. I fremtiden kan man håbe at personer med kompulsiv Fænotypen af belønning-søger opførsel efter udsættelse for opiater vil blive identificeret baseret på ændring af denne konflikt model.

Introduction

Stofmisbrug er en kronisk hjernesygdom, som er karakteriseret ved impulsive og kompulsiv stof søger og tager1. Disse centrale funktioner af afhængighed har begge været hypotese for at skyldes nedsat evne til hæmmende kontrol2,3, dvs, svigtende hæmme den umiddelbare udøvelse af givende stimuli og dermed udvikle utilpasset mønstre af adfærd4.

Go/nej-go-go opgave og stop-signal opgave er de prototypiske opgaver, der bruges til at måle evne til svar hæmning2,5. Disse to eksperimentelle paradigmer vurdere ens evne til at undertrykke handlinger, der er upassende, af kontrasterende sjældne hæmmende svar mod en implicit gå baseline6,7. Svar hæmning vises i disse opgaver har vist sig at blive forringet i kokain brugere8,9, opiat misbrugere10og nikotin brugere11. En anden to opgaver — tilbageførsel læring og flere valg seriel reaktionstid opgaver — også giver målinger af svar hæmning/hæmmende styre12,13. Men de fleste af disse paradigmer, udført i gnavere ikke kun kræver langsigtede uddannelse emner kan skelne svar kravene repræsenteret af forskellige signaler, men også de individuelle forskelle i læring hastighed og lære virkninger kan interferere med resultaterne af efterfølgende hæmmende test11.

I dette papir præsenterer vi en roman konflikt opgave, som kan bruges til at måle værdiforringelse af hæmmende kontrol efter udsættelse for vanedannende stoffer. I denne opgave præsenteres en naturlig givende stimulus (seksuel stimulus), der repræsenterer en høj værdi belønning14, og de afskrækningsmiddel stimuli (stifter), at mandlige rotter skal erobre, samtidigt. De mandlige rotter nødt til at klatre eller hoppe over forhindringen fuld af knappenåle og undersøge den seksuelle partner. Hvis dyret fortsætter i sin forestående adfærd uanset de afskrækningsmiddel stimuli, er det betragtes som en utilpasset eller risikable belønning-søger opførsel. En af begrundelser for oprettelse af denne opgave er at det er begrebsmæssigt simple og ikke lægger tungt krav på executive processer som andre opgaver. Sammenlignet med andre opgaver, som måler svar hæmning, denne konflikt opgave er baseret på naturlige adfærd og rotter med normal seksuel funktion og seksuelle oplevelse kan testes direkte uden en læreproces. En anden begrundelse er, at en konflikt, der præsenteres i denne opgave mellem nærmer sig belønningen og undgå de afskrækningsmiddel stimuli (eller risikoen for at blive stukket) kan have en bedre gyldighed, da det efterligner, hvad der sker i narkomaner, der ofte placerer sig i den tilsvarende konflikt, men ihærdigt forfølge drug belønning uanset risikoen for negative konsekvenser i virkelige liv15.

Derfor, anvendelsen af denne konflikt model er en hurtig og følsomme måde at opdage underskud i hæmmende kontrol efter udsættelse for vanedannende stoffer, eller andre faktorer, der kan påvirke evnen til hæmmende kontrol, såsom stress. Det giver også en roman adfærdsmæssige strategi for undersøgelse af neurale mekanismer underliggende underskud i hæmmende kontrol. Derudover kan alternative ændringer tilføjes på denne opgave. For eksempel, kan at ændre cost/benefit-forholdet ved at erstatte den seksuelle stimulans med den sociale stimulus afsløre flere adfærdsmæssige betydninger.

Protocol

Denne undersøgelse er godkendt af internationale Review Board (IRB) af Institut for psykologi, kinesiske Academy of Sciences, og alle forsøg udføres i overensstemmelse med den nationale institutter for sundhed (USA) vejledning for pleje og anvendelse af forsøgsdyr ( 2011). 1. materialer og opsætning for konflikt modellen House fire rotter pr. bur (50 cm lang x 22,5 cm bred x 30 cm høj) i kolonien værelser med kontrolleret temperatur (22-25 ° C) og en vendt 12 h/12 h lys/mørk…

Representative Results

For at undersøge, om denne konflikt model kan afsløre utilpasset/risikabelt belønning-søger opførsel induceret af opiater, belønning-søger opførsel displayed af saltvand og morfin forbehandlet grupper blev sammenlignet ved t-test efter kortfristede (Wd7) og lang sigt (Wd17) tilbagetrækning fra morfin henholdsvis (figur 2). Resultaterne viser at på såvel dag 7 og dag 17 af tilbagetrækning, de morfin-forbehandlet rotter viste betydeligt mere nærmer…

Discussion

De hæmmende kontrol underskud skyldes stof misbrug18 spiller en central rolle i at fremme kompulsiv stof søger/tage adfærd og tilbagefald19,20. Konflikten model præsenteres her giver en ny tilgang for at undersøge ændringer i hæmmende kontrol af de personer, der udsættes for vanedannende stoffer.

Der er flere kritiske trin i protokollen. Først og fremmest skal emner (mandlige rotter) erhverve seksuel er…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette papir blev støttet af CAS nøglen laboratorium for Mental sundhed, Institut for psykologi (KLMH2016K01) og vurdering og Intervention Technology Research for Post-traumatic Stress patienter befolkning (JCYJ20170413170301569)

Materials

Acetic acid Beijing Tongguangjingxi Chemical company CN No.81601 CH3COOH
Benzypenicillin sodium for Injection Huabei Pharmaceutical F7072109 C16H17N2NaO4S
Cotton swabs Wan Xin, Shandong, China 8 cm
β-estradiol benzoate  SIGMA-ALDRICH E8515-200MG estradiol benzoate 
Gauze Wan Xin, Shandong, China 21s × 21s 110×100
Hemostatic forceps Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd.
Morphine hydrochloride Qinghai Pharmaceutical Co. Ltd 20100105 Morphine hydrochloride
Ophthalmic scissors Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd.
Pentobarbital Sodium Sigma C11H17O3N2Na
Precision animal shocker Coulbourn
Progesterone SIGMA-ALDRICH V900699-5G progesterone
Sesama oil Fengyi trading company ltd. Sesama oil
Sodium chloride injection HuaLu Pharmaceutical H17092107 NaCl
Scalpels Gillette 96797241
Surgical blades Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co.,Ltd
Suture needles Han Qin, Shanghai, China Δ1/2 6×14
Silk sutures Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co.,Ltd
Sprague-Dawley rats Vital River Animal Center, Beijing, China Sprague-Dawley animal strain
Syringe WeiGao Group Medical Polymer Co.Ltd 1ml, 2ml
Tweezers Beijing Zhong Sheng Wanda Biotechnology Co.,Ltd.

References

  1. Everitt, B. J., Robbins, T. W. Drug Addiction: Updating Actions to Habits to Compulsions Ten Years On. Annual Review of Psychology. 67, 23-50 (2016).
  2. Bari, A., Robbins, T. W. Inhibition and impulsivity: Behavioral and neural basis of response control. Progress in Neurobiology. 108, 44-79 (2013).
  3. Dalley, J. W., Everitt, B. J., Robbins, T. W. Impulsivity, compulsivity, and top-down cognitive control. Neuron. 69 (4), 680-694 (2011).
  4. Peter, W., Kalivas, N. D. V. The Neural Basis of Addiction: A Pathology of Motivation and Choice. American Journal of Psychiatry. 162, 1403-1413 (2005).
  5. Morein-Zamir, S., Robbins, T. W. Fronto-striatal circuits in response-inhibition: Relevance to addiction. Brain Research. 1628, 117-129 (2015).
  6. Garavan, H. Dissociable Executive Functions in the Dynamic Control of Behavior: Inhibition, Error Detection, and Correction. Neuroimage. 17 (4), 1820-1829 (2002).
  7. Garavan, H., Ross, T. J., Kaufman, J., Stein, E. A. A midline dissociation between error-processing and response-conflict monitoring. Neuroimage. 20 (2), 1132-1139 (2003).
  8. Connolly, C. G., Foxe, J. J., Nierenberg, J., Shpaner, M., Garavan, H. The neurobiology of cognitive control in successful cocaine abstinence. Drug and Alcohol Dependence. (1-2), 45-53 (2012).
  9. Kaufman, J. N., Ross, T. J., Stein, E. A., Garavan, H. Cingulate hypoactivity in cocaine users during a GO-NOGO task as revealed by event-related functional magnetic resonance imaging. The Journal of Neuroscience. 23 (21), 7839-7843 (2003).
  10. Forman, S. D., et al. Brain activity of opiate addicts predicts subsequent treatment retention. Annual Meeting of the American-College-of-Neuropsychopharmacology. , (2004).
  11. Kolokotroni, K. Z., Rodgers, R. J., Harrison, A. A. Acute nicotine increases both impulsive choice and behavioural disinhibition in rats. Psychopharmacology. 217, 455-473 (2011).
  12. Belin-Rauscent, A., et al. From impulses to maladaptive actions: the insula is a neurobiological gate for the development of compulsive behavior. Molecular Psychiatry. 21 (4), 491-499 (2016).
  13. Groman, S. M., et al. Dysregulation of D(2)-mediated dopamine transmission in monkeys after chronic escalating methamphetamine exposure. Journal of Neuroscience. 32 (17), 5843-5852 (2012).
  14. Bai, Y., Li, Y., Lv, Y., Liu, Z., Zheng, X. Complex motivated behaviors for natural rewards following a binge-like regimen of morphine administration: mixed phenotypes of anhedonia and craving after short-term withdrawal. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, 23 (2014).
  15. Vandaele, Y., Janak, P. H. Defining the place of habit in substance use disorders. Progress in Neuropsychopharmacology & Biological Psychiatry. 87 (Pt A), 22-32 (2018).
  16. Li, Y., et al. The consummatory and motivational behaviors for natural rewards following long-term withdrawal from morphine: no anhedonia but persistent maladaptive behaviors for high-value rewards. Psychopharmacology (Berl). 234 (8), 1277-1292 (2017).
  17. Bai, Y., Belin, D., Zheng, X., Liu, Z., Zhang, Y. Acute stress worsens the deficits in appetitive behaviors for social and sexual stimuli displayed by rats after long-term withdrawal from morphine. Psychopharmacology. 234, 1693-1702 (2017).
  18. Schoenbaum, G., Saddoris, M. P., Ramus, S. J., Shaham, Y., Setlow, B. Cocaine- experienced rats exhibit learning deficits in a task sensitive to orbitofrontal cortex lesions. European Journal of Neuroscience. 19 (7), 1997-2002 (2004).
  19. Belin, D., Belin-Rauscent, A., Murray, J. E., Everitt, B. J. Addiction: failure of control over maladaptive incentive habits. Current Opinion in Neurobiology. 23 (4), 564-572 (2013).
  20. Everitt, B. J. Neural and psychological mechanisms underlying compulsive drug seeking habits and drug memories–indications for novel treatments of addiction. European Journal of Neuroscience. 40 (1), 2163-2182 (2014).
  21. Dai, F., et al. Dynamic Development of Organs and Serum Sex Hormone Levels in Normal Pre-pubertal Female Sprague-Dawley Rats. Chinese Journal of Comparative Medicine. 19 (07), 33-37 (2009).
  22. Orsini, C. A., Trotta, R. T., Bizon, J. L., Setlow, B. Dissociable roles for the basolateral amygdala and orbitofrontal cortex in decision-making under risk of punishment. Journal of Neuroscience. 35 (4), 1368-1379 (2015).
  23. Shimp, K. G., Mitchell, M. R., Beas, B. S., Bizon, J. L., Setlow, B. Affective and cognitive mechanisms of risky decision making. Neurobiology of Learning and Memory. , 60-70 (2015).
  24. Di Ciano, P., Le Foll, B. Evaluating the Impact of Naltrexone on the Rat Gambling Task to Test Its Predictive Validity for Gambling Disorder. PLoS One. 11 (5), e0155604 (2016).
  25. Ravel, N., et al. Elucidating Poor Decision-Making in a Rat Gambling Task. PLoS One. 8 (12), e82052 (2013).
  26. Charles, A., Pradhan, A. A. Delta-opioid receptors as targets for migraine therapy. Current Opinion in Neurology. 29 (3), 314-319 (2016).
  27. Lu, Z., et al. Truncated mu-Opioid Receptors with 6 Transmembrane Domains Are Essential for Opioid Analgesia. Anesthesia & Analgesia. 126 (3), 1050-1057 (2018).
  28. Sinha, R., Shaham, Y., Heilig, M. Translational and reverse translational research on the role of stress in drug craving and relapse. Psychopharmacology (Berl). 218 (1), 69-82 (2011).
  29. Wilson, C. A., Schade, R., Terry, A. V. Variable prenatal stress results in impairments of sustained attention and inhibitory response control in a 5-choice serial reaction time task in rats. Neuroscience. 218, 126-137 (2012).
check_url/59141?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Jiang, S., Zhang, Y., Zheng, X., Luo, H., Liu, Z., Bai, Y. A Conflict Model of Reward-seeking Behavior in Male Rats. J. Vis. Exp. (144), e59141, doi:10.3791/59141 (2019).

View Video