הדרכת גישה אלפה הפבלובית בחולדות
Summary
Here, we present a protocol to elicit Pavlovian conditioned approach behavior in rats. This procedure can be used to measure individual differences in the tendency to approach and attribute incentive salience to reward-related cues and investigate addiction vulnerability.
Abstract
רמזים כי הם זיווג מותנה עם גירויים בלתי מותנים, מתגמל יכול לרכוש נכסים מתגמלים עצמם באמצעות תהליך המכונה בייחוס חשיבות תמריץ, או את הטרנספורמציה של גירויים ניטראליים לתוך אטרקטיבי, "רצו" גירויים מסוגלים למעשים מניעים. גישה מותנית הפבלובית (PCA) מפתחת לאחר המצגת עצמאי תגובת גירוי מותנה (CS; למשל, מנוף) היא שמנבא את המסירה של גירוי מותנה (ארה"ב, לדוגמה, גלולת מזון) וניתן להשתמש בו כדי למדוד תמריץ בולט במהלך אימונים, שלוש דפוסים. תגובות מותנות של (CRS) יכול לפתח:. כניסת מעקב אחר התנהגות (CS-מכוון CR), התנהגות מעקב מטרה (ארה"ב מכוון CR), ומענה ביניים (הן CRS) כניסה עוקב מייחסים חשיבות תמריץ לתגמל הקשורות רמזים והם פגיעים יותר שבה נגרמת קיו של סמים מבקשים וכן התנהגויות התמכרות קשורה אחרים, מה שהופכים PCA סירהליך יקר entially ללימוד פגיעות התמכרות. כאן אנו מתארים חומרים ושיטות בשימוש כדי לעורר התנהגות PCA חולדות כמו גם לנתח ולפרש התנהגות PCA בניסויים בודדים.
Introduction
המעבר של שימוש בסמים כדי התמכרות כרוך יחסי הגומלין המורכבים שבין 1,2 למידה פבלובית ואינסטרומנטלית. במהלך התנהגויות תרופת לקיחת תרופה שוחרות, פעולות ותוצאות נלמדות באמצעות תהליכים אינסטרומנטלית; עם זאת, מערכת יחסים בין גירויים (למשל, רמזים הקשורים לסמים) והטבות גם נלמדים באמצעות תהליכים פבלובית. רמזים הפבלובית לרכוש ערך מנבא, אך הם יכולים גם לרכוש ערך 3 מוטיבציה תמריץ, לפיו הם הופכים אטרקטיביים, רצוי, ומסוגלים בקידום ושמירה שוחרת גמול התנהגות 4.
נהלים רבים חוקרים גמול למידה בחיות, לעומת זאת, אינם מאפשרים את הַתָרַת סְבַך של חזוי לעומת למידת מוטיבצית תמריץ. בשנת מנהל עצמי נהלי סמים, למשל, הן תלויות אינסטרומנטליות הפבלובית בדרך כלל מועסק, כך חולדות ללמוד לבצע פעולה (למשל, אף-פוקיng, ידית לחיצה, וכו ') על מנת לקבל תוצאה (כלומר, עירוי סמים תוך ורידית). התוצאה המתגמלת גם היא זיווג עם גירויים הפבלובית (למשל, תאורה של נמל אף-לתקוע, מצגת אור קיו, צליל של המשאבה אינפוזיה, תחושת interoceptive של אספקת נוזלים לתוך זרם דם, וכו '). זה בדרך כלל לא ברור בנהלים אלה אם רמזים תומכים פעולות מטרתית פשוט בגלל היחסים החזויים שלהם עם הפרס, או אם רמזים רכשו נכסי מוטיבצית תמריץ משלהם.
על מנת לבודד את ערך מוטיבצית תמריץ ניסיוני מהערך החזוי של גירויים הפבלובית, במעבדה שלנו משתמשת בגישה מותנית הפבלובית הליך (PCA) על מנת לזהות חולדות מייחסות חשיבות תמריץ לתגמל הקשורים רמזים. במהלך אימון, גירוי מותנה (CS; למשל, מנוף) בתגובה-עצמאית מנבאת את delivery של גירוי מותנה (ארה"ב, לדוגמה, גלולת מזון). במהלך אימונים מרובים, שלושה פנוטיפים לפתח: לחתום מעקב (תגובה מותנית מכוונת CS [CR]), מטרת מעקב (ארה"ב מכוון CR), ומענה ביניים (הן CRS). לקבלה-עוקב מטרה (GTS), הקל CS מנוצל כמנבא של משלוח הפרס; עם זאת, עבור הכניסה עוקב (STS), הקל CS מיוחסת עם חשיבות תמריץ, הופך להיות אטרקטיבי ורצוי. בסקירה זו, אנו המתארים את הציוד, ההתקנה, ועיבוד הנתונים הדרוש כדי לבצע הליך PCA. בנוסף, אנו מספקים תוצאות נציג של אימון PCA, להתוות שיקולים ניסיוניים חשובים, ולדון השירות המשוער של נהלי PCA בחקירת התמכרות והפרעות נוירו-פסיכיאטריות אחרות.
Protocol
Representative Results
Discussion
אימון PCA יכול לשמש כדי לקבוע וריאציה בודדת הנטייה לייחס חשיבות תמריץ לרמזים מותנים, אשר נטען להיות מרכיב החשוב של פגיעות התמכרות. לדוגמא, זה כבר הוכיח בעבר כי STS מייחס חשיבות תמריץ הוא רמזי המזון ותרופות 6, ושניהם באוכל רמזים הקשורים לסמים להפעיל האזורים במוח דומ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was funded by the University of Michigan Department Of Psychiatry (U032826; JDM), the National Institute on Drug Abuse (NIDA; K08 DA037912-01; JDM) and the Department of Defense (DoD) National Defense Science and Engineering Graduate (NDSEG) Fellowship (CJF).
Materials
| Standard Modular Operant Test Chamber with Modified Top for Rat | Med Associates, Inc. | ENV-008CT | Top has access slot for drug delivery leashes or other harness systems; comes with ENV-008CTC (Cover Insert) for access slot |
| Expanded PVC Sound Attenuating Cubicle | Med Associates, Inc. | ENV-022V | |
| PCI Operating Package for up to Sixteen Chambers | Med Associates, Inc. | MED-SYST-16 | Based on the number of operant chambers, MED-SYST-8 (PCI Operating Package for up to Eight Chambers) is also available |
| SmartCtrl | Med Associates, Inc. | DIG-716P2 | |
| Universal Cable, 25′ (7.6 m) | Med Associates, Inc. | SG-210CB | Based on individual needs, SG-210CB-50 (Universal Cable, 50′ [15.2 m]) is also available |
| 18″ (45.7 cm) 3-Pin Mini-Molex | Med Associates, Inc. | SG-216A | Based on individual needs, SG-216A-2 (2′ [61.0 cm] 3-Pin Mini-Molex) is also available |
| Power Cable, 25′ (7.6 m) | Med Associates, Inc. | SG-210CP-25 | |
| Stainless Steel Grid Floor for Rat | Med Associates, Inc. | ENV-005 | Based on preference, ENV-005A (Stainless Steel Grid Floor for Mouse) is also available |
| Reusable Waste Pan | Med Associates, Inc. | ENV-007-P3 | |
| Filler Panel Package for Standard Modular Test Chamber | Med Associates, Inc. | ENV-008-FP | |
| Modular Pellet Dispenser for Rat, 45mg | Med Associates, Inc. | ENV-203M-45 | |
| Pellet Receptacle, Trough Type | Med Associates, Inc. | ENV-200R2M | Based on preference, ENV-200R1M (Pellet Receptable, Cup Type) is also available |
| Retractable Lever | Med Associates, Inc. | ENV-112CM | Calibrated to 25 g; needs to be adjusted to 10 g before Pavlovian conditioned approach training |
| Retractable Lever Cue Light | Med Associates, Inc. | ENV-112CML | |
| House Light for Rat | Med Associates, Inc. | ENV-215M | |
| 100 mA Replacement Bulbs, Pack of 10 | Med Associates, Inc. | SG-800R | Red-colored; for use with ENV-215M (House Light for Rat) |
| Pellets, 45 mg, Primate Purified Diet, Banana Flavor | Bio-Serv | F0059 | 50,000/box |
References
- Everitt, B. J., Robbins, T. W. Neural systems of reinforcement for drug addiction: from actions to habits to compulsion. Nature Neurosci. 8 (11), 1481-1489 (2005).
- Everitt, B. J. Neural and psychological mechanisms underlying compulsive drug seeking habits and drug memories–indications for novel treatments of addiction. Eur J Neurosci. 40 (1), 2163-2182 (2014).
- Robinson, T. E., Berridge, K. C. The neural basis of drug craving: an incentive-sensitization theory of addiction. Brain Res Brain Res Rev. 18 (3), 247-291 (1993).
- Milton, A. L., Everitt, B. J. The psychological and neurochemical mechanisms of drug memory reconsolidation: implications for the treatment of addiction. Eur J Neurosci. 31 (12), 2308-2319 (2010).
- Meyer, P. J., et al. Quantifying individual variation in the propensity to attribute incentive salience to reward cues. PloS One. 7 (6), e38987 (2012).
- Yager, L. M., Robinson, T. E. A classically conditioned cocaine cue acquires greater control over motivated behavior in rats prone to attribute incentive salience to a food cue. Psychopharmacology (Berl). 226 (2), 217-228 (2013).
- Yager, L. M., Pitchers, K. K., Flagel, S. B., Robinson, T. E. Individual variation in the motivational and neurobiological effects of an opioid cue. Neuropsychopharmacology. 40 (5), (2015).
- Lovic, V., Saunders, B. T., Yager, L. M., Robinson, T. E. Rats prone to attribute incentive salience to reward cues are also prone to impulsive action. Behav Brain Res. 223 (2), 255-261 (2011).
- Saunders, B. T., Robinson, T. E. Individual variation in the motivational properties of cocaine. Neuropsychopharmacology. 36 (8), 1668-1676 (2011).
- Saunders, B. T., Yager, L. M., Robinson, T. E. Cue-evoked cocaine ‘craving’: role of dopamine in the accumbens core. J Neurosci. 33 (35), 13989-14000 (2013).
- Kearns, D. N., Gomez-Serrano, M. A., Weiss, S. J., Riley, A. L. A comparison of Lewis and Fischer rat strains on autoshaping (sign-tracking), discrimination reversal learning and negative auto-maintenance. Behav Brain Res. 169 (2), 193-200 (2006).
- Fitzpatrick, C. J., et al. Variation in the form of Pavlovian conditioned approach behavior among outbred male Sprague-Dawley rats from different vendors and colonies: sign-tracking vs. goal-tracking. PloS One. 8 (10), e75042 (2013).
- Anderson, R. I., Spear, L. P. Autoshaping in adolescence enhances sign-tracking behavior in adulthood: impact on ethanol consumption. Pharmacol Biochem Behav. 98 (2), 250-260 (2011).
- Pitchers, K. K., et al. Individual variation in the propensity to attribute incentive salience to a food cue: Influence of sex. Behav Brain Res. 278, 462-469 (2015).
- Anderson, R. I., Bush, P. C., Spear, L. P. Environmental manipulations alter age differences in attribution of incentive salience to reward-paired cues. Behav Brain Res. 257, 83-89 (2013).
- Beckmann, J. S., Bardo, M. T. Environmental enrichment reduces attribution of incentive salience to a food-associated stimulus. Behav Brain Res. 226 (1), 331-334 (2012).
- Burns, M., Domjan, M. Topography of spatially directed conditioned responding: effects of context and trial duration. J Exp Psychol Anim Behav Process. 27 (3), 269-278 (2001).
- Christie, J. Spatial contiguity facilitates Pavlovian conditioning. Psychon Bull Rev. 3 (3), 357-359 (1996).
- Meyer, P. J., Cogan, E. S., Robinson, T. E. The form of a conditioned stimulus can influence the degree to which it acquires incentive motivational properties. PloS One. 9 (6), e98163 (2014).
- Beckmann, J. S., Chow, J. J. Isolating the incentive salience of reward-associated stimuli: value, choice, and persistence. Learn Mem. 22 (2), 116-127 (2015).
- Flagel, S. B., et al. A selective role for dopamine in stimulus-reward learning. Nature. 469 (7328), 53-57 (2011).
- Saunders, B. T., Robinson, T. E. The role of dopamine in the accumbens core in the expression of Pavlovian-conditioned responses. Eur J Neurosci. 36 (4), 2521-2532 (2012).
- Clark, J. J., Collins, A. L., Sanford, C. A., Phillips, P. E. Dopamine encoding of Pavlovian incentive stimuli diminishes with extended training. J Neurosci. 33 (8), 3526-3532 (2013).
- Anselme, P., Robinson, M. J., Berridge, K. C. Reward uncertainty enhances incentive salience attribution as sign-tracking. Behav Brain Res. 238, 53-61 (2013).
- Robinson, M. J., Anselme, P., Fischer, A. M., Berridge, K. C. Initial uncertainty in Pavlovian reward prediction persistently elevates incentive salience and extends sign-tracking to normally unattractive cues. Behav Brain Res. 266, 119-130 (2014).
- Gallistel, C. R., Gibbon, J. Time, rate, and conditioning. Psychol Rev. 107 (2), 289-344 (2000).
- Morrow, J. D., Maren, S., Robinson, T. E. Individual variation in the propensity to attribute incentive salience to an appetitive cue predicts the propensity to attribute motivational salience to an aversive cue. Behav Brain Res. 220 (1), 238-243 (2011).
- Morrow, J. D., Saunders, B. T., Maren, S., Robinson, T. E. Sign-tracking to an appetitive cue predicts incubation of conditioned fear in rats. Behav Brain Res. 276, 59-66 (2015).
- Saunders, B. T., O’Donnell, E. G., Aurbach, E. L., Robinson, T. E. A cocaine context renews drug seeking preferentially in a subset of individuals. Neuropsychopharmacology. 39 (12), 2816-2823 (2014).
