Un modelo de conflicto de comportamiento de búsqueda de recompensa en las ratas macho
Özet
Este modelo de conflicto se utiliza para medir el deterioro del control inhibitorio después de exposición a drogas adictivas, u otros factores que influyen en control inhibitorio. Un estímulo sexual y un obstáculo aversivo se presentan simultáneamente, así las ratas macho tienen que vencer el obstáculo para acercarse a la recompensa sexual.
Abstract
El presente Protocolo describe una tarea novedosa del conflicto como un modelo de control inhibitorio en ratas. En este modelo, un estímulo gratificante natural (estímulos sexuales) que representa un premio de alto valor y los estímulos aversivos (pins), se presentan al mismo tiempo. Las ratas macho tienen que trepar o saltar sobre el obstáculo lleno de pins a acercarse e investigar a la pareja sexual. Si el animal persiste en su comportamiento que se acerca, independientemente de los estímulos aversivos, se considera como un comportamiento de búsqueda de recompensa inadaptación o de riesgo. La tarea del conflicto permite la evaluación de los déficit en control inhibitorio resultante de exposición a la droga de uso indebido, como la morfina, o un acontecimiento estresante.
La principal ventaja de este modelo es que proporciona una forma sencilla y rápida para descubrir el déficit de control inhibitorio después de la exposición a las drogas opiadas u otros acontecimientos estresantes. Además de los opiáceos, este modelo de comportamiento también sería útil para descubrir rápidamente el déficit de control inhibitorio inducido por otras drogas adictivas. Sin embargo, la limitación es que el rendimiento de las ratas macho puede ser sujeto a ejercer efectos con prueba repetida en esta tarea de conflicto. En el futuro, cabe esperar que los individuos con el fenotipo compulsivo de comportamiento de búsqueda de recompensa después de la exposición a opiáceos se identificarán basado en modificar este modelo de conflicto.
Introduction
La drogadicción es una enfermedad cerebral crónica que se caracteriza por impulsivo y compulsivo de drogas buscando y teniendo1. Estas características clave de la adicción han ambos presumidas para resultar de la capacidad de control inhibitorio2,3, es decir, fracasando en la inhibición de la inmediata búsqueda de estímulos de recompensa y así desarrollar inadaptación patrones de comportamiento4.
La tarea go/no-go y señal de parada son las tareas prototipo utilizadas para medir la capacidad de respuesta inhibición2,5. Estos dos paradigmas experimentales evaluación la capacidad de reprimir acciones que son inapropiadas, de contrastar respuestas infrecuentes inhibitorias contra una implícita ir base6,7. La inhibición de respuesta en estas tareas se ha demostrado para ser deteriorado en usuarios de cocaína8,9, opiómanos10y nicotina usuarios11. Otro dos tareas — revocación aprendizaje y tareas de tiempo de reacción serial de opción múltiples, también proporcionar medidas de inhibición de respuesta, inhibitorios de control12,13. Sin embargo, la mayoría de estos paradigmas en roedores no sólo requiere entrenamiento a largo plazo para que los sujetos pueden distinguir entre los requisitos de respuesta representados por diversas señales, pero también las diferencias individuales en la velocidad del aprendizaje y aprendizaje efectos puede interferir con los resultados de la prueba inhibitoria posterior11.
En este trabajo presentamos una tarea de conflicto nuevo que puede utilizarse para medir el deterioro del control inhibitorio después de exposición a drogas adictivas. En esta tarea, un estímulo gratificante natural (estímulos sexuales) que representa un alto valor recompensa14y los estímulos aversivos (pines) que las ratas macho tienen que conquistar, se presentan al mismo tiempo. Las ratas macho tienen que trepar o saltar sobre el obstáculo lleno de pins a acercarse e investigar a la pareja sexual. Si el animal persiste en su comportamiento que se acerca, independientemente de los estímulos aversivos, se considera como un comportamiento de búsqueda de recompensa inadaptación o de riesgo. Uno de los fundamentos para el establecimiento de esta tarea es que es conceptualmente sencillo y no pone demanda en procesos ejecutivos, como hacen otras tareas. En comparación con otras tareas que miden inhibición de respuesta, esta tarea de conflicto se basa en el comportamiento natural y las ratas con función sexual normal y experiencia sexual puede ser probado directamente sin un proceso de aprendizaje. Otra razón es que un conflicto que se presentan en esta tarea entre acercarse a la recompensa y evitar los estímulos aversivos (o el riesgo de ser pinchado) puede tener una mejor validez, como imita a lo que ocurre en adictos que a menudo se colocan en el similar conflicto pero persistentemente persiguen la recompensa de la droga sin importar el riesgo de consecuencias negativas en la vida real15.
Por lo tanto, la aplicación de este modelo de conflicto es una forma rápida y sensible para descubrir el déficit de control inhibitorio después de exposición a drogas adictivas, u otros factores que pueden influir en la capacidad de control inhibitorio, como estrés. También proporciona una nueva estrategia conductual para la investigación de los mecanismos neuronales subyacentes a déficit en control inhibitorio. Además, se pueden agregar modificaciones alternativos en esta tarea. Por ejemplo, alterar la relación costo/beneficio al reemplazar el estímulo sexual con el estímulo social puede revelar significados conductuales más.
Protocol
Representative Results
Discussion
El déficit de control inhibitorio causado por drogas abuso18 juega un papel clave en la promoción de compulsivo de la droga que buscan/toma comportamientos y19,20de recaída. El modelo de conflicto presentado aquí ofrece un nuevo enfoque para explorar los cambios en el control inhibitorio de los individuos expuestos a drogas adictivas.
Hay varios pasos críticos en el protocolo. En primer lugar, los sujetos (…
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por CAS laboratorio clave de Salud Mental, Instituto de Psicología (KLMH2016K01) y evaluación e investigación de tecnología de intervención para la población de pacientes de estrés postraumático (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. |
Referanslar
- 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).
- Bari, A., Robbins, T. W. Inhibition and impulsivity: Behavioral and neural basis of response control. Progress in Neurobiology. 108, 44-79 (2013).
- Dalley, J. W., Everitt, B. J., Robbins, T. W. Impulsivity, compulsivity, and top-down cognitive control. Neuron. 69 (4), 680-694 (2011).
- 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).
- Morein-Zamir, S., Robbins, T. W. Fronto-striatal circuits in response-inhibition: Relevance to addiction. Brain Research. 1628, 117-129 (2015).
- Garavan, H. Dissociable Executive Functions in the Dynamic Control of Behavior: Inhibition, Error Detection, and Correction. Neuroimage. 17 (4), 1820-1829 (2002).
- 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).
- 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).
- 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).
- Forman, S. D., et al. Brain activity of opiate addicts predicts subsequent treatment retention. Annual Meeting of the American-College-of-Neuropsychopharmacology. , (2004).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ravel, N., et al. Elucidating Poor Decision-Making in a Rat Gambling Task. PLoS One. 8 (12), e82052 (2013).
- Charles, A., Pradhan, A. A. Delta-opioid receptors as targets for migraine therapy. Current Opinion in Neurology. 29 (3), 314-319 (2016).
- Lu, Z., et al. Truncated mu-Opioid Receptors with 6 Transmembrane Domains Are Essential for Opioid Analgesia. Anesthesia & Analgesia. 126 (3), 1050-1057 (2018).
- 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).
- 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. Nörobilim. 218, 126-137 (2012).
