Preferované podmíněné místo - Conditioned place preference

Preferovaná podmíněná poloha (CPP) je forma pavlovského podmiňování používaná k měření motivačních účinků předmětů nebo zkušeností. Měřením času, který zvíře stráví v oblasti, která byla spojena se stimulem, mohou vědci vyvodit, že zvíře má stimul rád. Toto paradigma lze také použít k měření averze podmíněného místa pomocí identického postupu, který místo toho zahrnuje averzivní podněty. Oba postupy obvykle zahrnují myši nebo krysy jako subjekty. Tento postup lze použít k měření zániku a znovuzavedení podmíněného stimulu. V tomto paradigmatu se používají určité léky k měření jejich posilujících vlastností. K výběru oddílů, které mají být kondicionovány, se používají dvě různé metody, a ty jsou zkreslené vs. Zkreslené metoda umožňuje, aby bylo zvíře prozkoumat zařízení a prostor, které nejméně přednost, je ten, že se lék podává v a ten, že nejvýhodnější je ten, ve kterém je vozidlo injekčně. Tato metoda umožňuje zvířeti vybrat si oddělení, do kterého dostane lék a vehikulum. Ve srovnání, nezaujatá metoda neumožňuje zvířeti vybrat si, do jakého prostoru dostane lék a vehikulum, a místo toho oddělení vybere výzkumník.

Ukázalo se také, že si lidé vytvářejí preference podmíněného místa; například lidé užívající terapeutické dávky amfetaminu si vytvoří CPP, kde drogu konzumovali.

Zařízení pro preferování upraveného místa
Různé textury podlah v preferenci podmíněného místa

Postup kondicionování

Protokol preferování podmíněného místa

Stejně jako v Pavlovově podmiňování je původně neutrální podnět , v tomto případě environmentální podněty, opakovaně spárován s nepodmíněným podnětem, který přirozeně vyvolává reakci před podmíněností (nepodmíněná odpověď). V průběhu času a párování bude neutrální podnět vyvolávat reakce podobné nepodmíněné reakci. Pokud jde o preferenci podmíněného místa, nepodmíněným stimulem může být libovolný počet věcí, včetně potravinových pelet, vody, sladké tekutiny, nových hraček, sociální interakce, intoxikace drogami, odvykání drog, otřesů nohou, nemoci, běh kola nebo kopulace. Zpočátku neutrální podněty prostředí se spojují s motivačními vlastnostmi nepodmíněného podnětu, což vede k přístupu nebo vyhýbání se životnímu prostředí. V praxi často existuje kontrolní a léčebná skupina používaná k posílení schopnosti vznášet kauzální nároky z výsledků. Léčebné skupině je podáván nepodmíněný stimul, zatímco kontrolní skupině je podáván fyziologický roztok nebo nic, co by bylo možné kontrolovat pro všechny prvky postupu.

Zařízení

Protokol preferování podmíněného místa využívá zařízení, které obsahuje dvě nebo více oddílů nebo oblastí. Tyto dvě přihrádky jsou navrženy tak, aby mezi nimi zvíře mohlo rozlišovat. Mohou být použity odlišně vzorované stěny nebo podlahy nebo různé typy textur podlah, aby se zajistilo, že zvíře může rozlišovat mezi oddíly.

Kroky k upřednostnění preference místa nebo averze

Preferování podmíněného místa zahrnuje tři fáze: návyk , kondicionování a testování preferencí .

Habituace

Při návyku má zvíře šanci prozkoumat aparát. To se provádí za účelem snížení účinků novosti a obvykle se skládá z jedné pětiminutové zkušební verze.

Kondicionování

V kondicionační fázi je nepodmíněný stimul (např. Morfin) podáván zvířeti (obvykle myš nebo krysa) v léčené skupině. V této fázi postupu má zvíře přístup pouze do jednoho oddílu zařízení. Toto oddělení bude spojeno s motivačními efekty nepodmíněného podnětu. Prostředí začne vyvolávat přístup nebo vyhýbání se vyhýbání v závislosti na povaze nepodmíněného podnětu. Procedura kondicionování obvykle sestává z osmi nebo více pětiminutových sezení.

Preference testování

Ve fázi preferenčního testování je zvířeti umožněn neomezený přístup do všech oddílů zařízení. Během testu se měří čas, který subjekt stráví v každém oddělení, v sekundách. Moderní protokoly využívají k měření času komerční automatizované sledovací systémy; používá se však také ruční měření. Statistické testování se používá k určení, zda je přítomen významný časový rozdíl ve srovnání buď s kontrolní skupinou, nebo s dobou předběžné úpravy stejné skupiny (základní hodnota). Síla kondicionování je odvozena z velikosti rozdílu nebo z doby, za kterou odezva vykazuje zánik .

Výsledky

Při standardním postupu preferování podmíněného místa, kdy je nepodmíněný podnět odměnou, se hlodavci pravděpodobněji přiblíží k oddělení, které obsahuje narážky s ním spojené. Alternativně, když je nepodmíněný podnět averzivní, hlodavci s větší pravděpodobností uniknou a vyhnou se oddílu, který obsahuje narážky s ním spojené. Načasování prezentace nepodmíněného podnětu může určit, zda bude podmíněna preference místa nebo averze. Například při pokusech s testováním drog zneužívání, pokud zvíře zažije počáteční příjemné účinky drogy v kontextu kondicionování, bude výsledkem pravděpodobně podmíněná preference místa. Pokud však zvířeti je podán lék a poté experimentátor implementuje dostatečné zpoždění, takže zvíře zažívá negativní následné účinky léku, je pravděpodobnější, že dojde k averzi na podmíněné místo. Načasování těchto událostí může experimentátor manipulovat, aby podmiňoval preference místa nebo vyhýbání se.

Výhody a nevýhody

Výhody

Protokol preference preference a averze podmíněného místa má mnoho výhod. Je to metodologicky jednoduché a provedení všech kroků postupu vyžaduje pouze dva až tři týdny. V některých případech může dojít ke kondicionování dvěma spárováním stimul-kontext. Umožňuje testovat odměňující i averzivní efekty a poskytuje jedinečné informace o motivačních účincích nepodmíněných podnětů. Přestože se protokol nejčastěji používá u myší a potkanů, lze jej upravit pro použití u jiných druhů, jako jsou ptáci a další hlodavci.

Při testování na drogy lze podmíněnou odměnu nebo averzivní účinky testovat ve stavu bez drog, kde zvířata nebudou narušena v důsledku užívání drog. Testování je také citlivé na účinky nízkých dávek léčiva. Preferování podmíněného místa je vhodné pro měření časového profilu drog (vzor odměňování a averzivních účinků) i averzivních účinků stažení . To lze provést změnou doby podávání léčiva ve vztahu k prezentaci kontextu, který má být podmíněn. Tento postup lze také použít k měření nervových obvodů zapojených do odměny za léky.

Nevýhody

Protokol preferování podmíněného místa a averze podléhá několika nevýhodám a omezením. Asi nejvýznamnější nevýhodou je, že navzdory nejlepším pokusům experimentátorů zvyknout zvířata na postup před kondicionováním mohou efekty hledání novosti data zkreslit.

Dalším omezením postupu je rozdíl mezi předpojatým a nezaujatým zařízením CPP. Někteří autoři uvádějí, že je důležité v publikaci uvést, jaký typ CPP-boxu byl použit. Je tedy nutné provést předběžný test, aby se definovala možná existující preference pro jeden oddíl. Ve zkresleném kontextu to je ukázat absolutní CPP původně nepřednostněnému místu. V opačném případě, například když jsou jako odměňovací činidlo použity anxiolytické léky, můžeme interpretovat pouze relativní preferenci místa, která je odvozena od anxiolytického účinku léčiva. Na druhou stranu, s předpojatým designem, můžeme rozlišovat mezi anxiolytickými a antiaverzivními účinky léků nezávisle na potenciálních skutečných prospěšných účincích.
Kromě toho musí být jednotlivci, kteří budou manipulovat se zvířaty, vyškoleni, aby to dělali důsledně, aby se minimalizovalo napětí pro zvíře. Bylo ukázáno, že stresující manipulace u hlodavců může oslabit kondici.

Diskutuje se o tom, zda lze výsledky získané ze studií o drogách zobecnit na odměnu za drogy u lidí. Tvrdilo se, že jelikož zvíře pasivně přijímá drogu, nelze to srovnávat.

Postupy zániku a obnovy

Zánik

Vyhynutí v paradigmatu preference podmíněného místa je proces, při kterém je asociace místního prostoru s párovanými averzivy nebo apetitivním podnětem výrazně omezena, čímž se zmenšuje preference místa nebo averze. K zániku dochází, když je podmíněný podnět předložen při opakovaných pokusech bez přítomnosti apetitivního nebo averzivního podnětu. Pokud by například zvíře dostalo posilující potravní stimul, když by bylo na jednom místě, a stanovilo by preferenci pro toto místo, proces vyhynutí by byl realizován umístěním zvířete do prostoru, ale nedal by mu posilující potravinový stimul (nepodmíněný stimul) ) zatímco to bylo v kupé. Proces extinkce lze použít u knockoutovaných myší, aby se zjistilo, zda jsou do procesu extinkce zapojeny zejména určité receptory. Vyhynutí využívají vědci také ke studiu různých forem znovuzavedení.

Obnovení

Obnovení je metoda používaná v postupech testování na zvířatech včetně CPP a vlastního podávání . Často se používá k modelování chování relapsu drog u lidí, ačkoli jeho platnost je tématem debaty. Obnovení je rychlé znovuzískání zaniklého chování, které je způsobeno buď prezentací nepodmíněného podnětu , stresem nebo kontextovými narážkami. To ukazuje, že proces zániku zcela nevylučuje asociaci, protože asociaci mezi UCS a CS lze rychle znovu získat. V kontextu podmíněné preference místa, poté, co preference místa byla uhašena, se říká, že chování se obnoví, když zvíře rychle znovu získá svou preferenci místa poté, co opakované pokusy o zánik způsobily, že preference byla uhašena. To má důsledky pro výzkum relapsu drog. Existují dva hlavní způsoby působení, u nichž se reinicializace často testuje v paradigmatu preference podmíněného místa. Jedním je zavedení zvířete (obvykle se používají krysy nebo myši) do stresu. Druhým je poskytnout jim malou dávku nepodmíněného stimulu. V případě CPP, když se léky používají ke stanovení preference podmíněného místa, se tomu říká priming drog.

Primární indukovaná obnova

Navrácené indukované znovuzavedení je test v CPP, kterým je zvířeti poskytnut nepodmíněný stimul poté, co byla asociace mezi UCS a CS zhasnuta. Správa UCS připravuje asociaci s CS (místo) a stimuluje opětovné získání preference místa. Zneužívané drogy, jako je kokain a heroin, mají obzvláště silnou schopnost být obnoveny pomocí základního očkování, které je známé jako opětovné navrácení drogami. Má se za to, že obnova obnovená léčivem obnovuje motivační hodnotu místního prostoru kvůli motivačním účinkům drogy. Obnovení na bázi drog bylo testováno v CPP primárně s psychostimulanty a opiáty . Obnova s ​​přípravou léčiv závisí na dávce léku, která je zvířeti podána. Malé podávání primární dávky léčiva obecně nevede k obnovení, zatímco vyšší dávky ano. Jednou z oblastí mozku, která je spojena s obnovením preference místa pomocí užívání drog, je laterální habenula. Obnovení kokainu na bázi drog se ukázalo také obnoveno podáním podobných psychostimulantů, včetně metamfetaminu a methylfenidátu. Všechny tři tyto psychostimulanty zvyšují množství dopamin v jádru accumbens blokováním zpětného vychytávání dopaminu, u kterého se předpokládá, že zprostředkovává účinky odměňování léčiv. To je také případ morfinu. Podávání morfinu, heroinu a kokainu vyvolává obnovu nebo CPP vyvolanou morfinem.

Obnovení vyvolané stresem

V paradigmatu preference podmíněného místa bylo ukázáno, že stres obnovuje preference podmíněného místa u potkanů ​​poté, co preference zmizela. To má důsledky pro výzkum závislosti kvůli vlivu stresu na chování člověka při relapsu. Obnovení stresu vyvolané stresem v CPP nastává, když je zvíře vystaveno stresu poté, co došlo k zániku preference místa. Tato expozice vede k obnovení preference místa. Mezi běžné stresory používané v těchto paradigmatech patří otřesy nohou a hluk. Některé studie ukázaly, že když jsou zneužívané drogy používány jako podnětné podněty, vystavení stresu může obnovit preferenci místa, která byla uhašena během dvou týdnů.

Když krysy zažívají stres ve formě šoku nebo šoku nohou, dochází ke změnám v systému norepinefrinu a v ose hypotalamus-hypofýza-nadledviny . Tyto změny mají velký dopad na preferenci obnovení podmíněného místa obnovení. Stres stimuluje uvolňování hormonu uvolňujícího kortikotropin (CRH) z hypotalamu krysy, což vede k řadě změn v hypofýze v mozku za účelem uvolnění glukokortikoidů z nadledvin . CRH také stimuluje uvolňování neurotransmiteru v hypotalamických oblastech mozku, aby zprostředkovalo stresem vyvolané změny v mozkové aktivitě. Tento systém hraje klíčovou roli v obnovení preferencí podmíněného místa. CRH působí jako neurotransmiter v oblastech mozku, včetně lůžkového jádra stria terminalis a amygdaly . Obnovení preference podmíněného místa se ukázalo být blokováno, když jsou do BNST injikováni antagonisté pro receptory CRH. Jinými slovy, účinky stresu na obnovu lze inhibovat blokováním receptorových míst pro CRH v určitých oblastech mozku. Neurotransmiter noradrenalin také hraje roli při obnově vyvolané stresem. Blokování určitých noradrenergních receptorů inhibuje obnovení vyvolané stresem. Kromě toho dezinhibice oblastí mozku, které inhibují uvolňování noradrenalinu, také ruší účinek znovuzavedení vyvolaného stresem. Noradrenalinový a CRH systém společně hrají klíčovou roli při obnově preferencí podmíněného místa vyvolané stresem a poskytují znalosti o neurochemickém základu stresem indukovaného relapsu.

Relaps

Výzkum stresu a opětovného nastartování drogami má důsledky pro léčbu výzkumu závislosti na lidech. Obnovovací studie o stresu a přípravách na drogy poskytují důkazy o jejich roli v relapsovém chování u lidí. Kromě podmíněně kladených preferencí bylo ke zkoumání potenciálních příčin relapsu u lidí použito také testování na zvířatech pomocí postupů vlastní aplikace . Ukázalo se také, že stres a příprava na drogy přispívají k relapsovému chování u lidí. S vědomím, že stres a příprava na drogy přispívají k relapsovému chování, mohou opatření k zamezení stresových situací pomoci závislým vyhnout se návratu k jejich návykovému chování. Předpokládá se, že vyvolání drogami u lidí vyvolává relaps kvůli jeho účinkům na obvody odměn v mozku. Předpokládá se, že opakovaná expozice léku senzibilizuje účinek léku na odměnu a expozice léku po vyhynutí může tento efekt odměny znovu zavést. Tyto efekty hrají klíčovou roli v přetrvávání chování při hledání drog. Vědci používají proceduru obnovy k otestování schopnosti určitých léků inhibovat tyto různé typy obnovy. Jedním takovým lékem, u kterého bylo prokázáno, že má zmírňující účinky na obnovu, je mecamylamin . Jedná se o selektivního antagonistu nikotinového acetylcholinového receptoru, který, pokud je podáván po pokusech o zánik, může blokovat znovuzavedení preference podmíněného místa pro nikotin a opiáty. Přestože nelze předpokládat přímé kauzální vazby mezi obnovením v preferenčním postupu podmíněného místa a relapsem u lidí, poskytuje solidní první krok v procesu výroby léků, které mohou být jednoho dne použity k léčbě relapsu u lidí.

Knockout myši

K demonstraci chování nebo fyziologických rozdílů se používají knockoutované myši

Knockoutové myši jsou geneticky modifikované myši, kterým byly selektivně odstraněny určité geny. Odstranění určitých genů umožňuje vědcům studovat účinky některých chybějících genů a důsledky chybějících genů na fyziologii a chování.

Kokain

Genetické knockouty dopaminového transportéru nedokázaly eliminovat podmíněné místo preference kokainu, což znamená, že mohou existovat různé mechanismy posilujících vlastností kokainu. Myši postrádající transportér noradrenalinu a transportér serotoninu samostatně nebo současně vykazovaly zvýšenou preferenci podmíněného místa. Č podmíněné preference místa se nacházejí v knockout myši postrádající receptoru serotoninu 5-HT 1B .

Nikotin

Genetické vykrojení nikotinových podjednotky receptoru p 2 u myší vedla k nedostatku podmíněné preference místa. Tato další kompilace informací o důležitosti podjednotky nAChR β 2 pro zpevňující vlastnosti nikotinu. Studie také ukazují na nedostatek podmíněných preferencí místa u vyřazených myší receptoru CB 1 , což implikuje možný přínos endokanabinoidního systému .

Ethanol

Genetické vylamovací dopaminu D 2 receptor a vezikulárního monoaminového dopravy 2 (VMAT2) vykazuje nedostatek podmíněné preference místa. Myši postrádající mu opioidní receptor vykazovaly nedostatek podmíněné preference místa. Vyřazení kanabinoidního receptoru CB 1 prokázalo nedostatek podmíněné preference místa. Zdá se, že etanol má rozšířený účinek na mozek prostřednictvím mnoha různých mechanismů léku.

Viz také

Reference