Моделирование игровой зависимости у крыс в ситуации выбора силы и вероятности пищевого подкрепления в лабиринте

Аннотация:

Целью работы была апробация метода обучения в ситуации выбора силы и вероятности пищевого подкрепления в лабиринте (видоизмененный Iowa-mecm) при интраназальном введении грелина и антагониста его рецепторов [D-Lys]-GHRP-6 (20 мкг в 20 мкл) у крыс. Крыс в течение трех недель обучали побежкам в лабиринте с тремя рукавами и стартовым отсеком С-образной формы). В конце каждого рукава лабиринта автоматически подавалась кормушка. В рукаве 1 подкрепляли каждую побежку к кормушке 1 семечкой (режим fixed ratio 1 — FR1), в рукаве 2 — каждую вторую побежку, но 2 семечками (FR2), в рукаве 3 — каждую третью побежку, но 3 семечками (FR3). Из 44 крыс обучились 21. Критерием обучения было выполнение не менее 15 правильных ответов (побежек) за 10-минутный период сессии. Продолжительность обучения составила 3 недели. После достижения критерия обучения и стабилизации рефлекса в течение 4 х последовательных дней, животным однократно интранаэально вводили 0,9% NaCl раствор 20 мкл (1-я группа, контроль), грелин (20 мкг/20 мкл/крысу, 2-я группа) или антагонист рецепторов грелина [D-Lys]-GHRP-6 (20 мкг/20 мкл/крысу, 3-я группа). Оба исследованных фармакологических агента (грелин и [D-Lys]-GHRP-6) проявили активность, но разнонаправленную. Грелин увеличивал число заходов в 3-й рукав (FR3) на 17% (р<0,05), а [D-Lys]-GHRP-6 увеличивал число заходов в 1-й рукав (FR1) на 13% (р<0,05). Следовательно, грелин повышает число побежек в рукав с низкой вероятностью, но большей величиной подкрепления (тройное подкрепление), в то время как [DLys]-GHRP-6 увеличивает число побежек в рукав с высокой (100%) вероятностью, но меньшей величиной подкрепления (одинарное подкрепление). В условно-рефлекторном пищевом поведении значимы не только вероятностные характеристики, которые исследователи химических видов зависимости выделяют как основные и определяющие, но и мотивационные параметры (сила подкрепления). В нашем случае, вероятность в 33% при тройном количестве подкрепляющего агента (вознаграждения) при введении грелина достоверно повышалась, что может рассматриваться как элемент игровой зависимости, или азарта. Выбор величины и вероятности подкрепления являются основой формирования стратегий целенаправленного поведения. Вероятностное подкрепление при различной значимости подкрепления может применяться для оценки особенностей обучения в инструментальных методах при моделировании игровой зависимости у грызунов. В этой ситуации важно не только получить данные по вероятностному обучению, но и правильно их оценить с точки зрения применимости к нехимическим видам зависимости, ведь подкрепляющим фактором в инструментальных методах обучения в данном случае является пища (обычно семечки или пищевые шарики из каши). Второй аспект предполагает оценку и перенос акцентов с ситуации обучения (пусть существенно затрудненного) на элементы зависимости, что не всегда может выглядеть достаточно убедительным. Поэтому мы в своей работе апробировали метод обучения с пищевым подкреплением в лабиринте с оценкой не только вероятности пищевого подкрепления, но и значимости (мотивационной силы) подкрепления, которая для голодного животного определяется именно количеством потребляемой пищи. Таким образом, само обучение с вероятностными характеристиками подкрепления и учетом силы подкрепления может достаточно правомерно рассматриваться в качестве основы игровой зависимости. Для анализа этой зависимости использовали грелин, имеющий прямое отношение к пищевому поведению и зависимости, и антагонист его рецепторов которые вводили уже после обучения для выявления их действия на воспроизведение (экспрессию) выработанного навыка в лабиринте. Известно, что для формирования игровой зависимости, как и химических форм зависимости (алкогольная, опиоидная, амфетаминовая) играют системы дофамина, серототонина и ряда нейропептидов головного мозга. В данной работе мы специально выделили систему грелина как объект изучения и участия в игровой зависимости. Грелин в организме представлен тремя формами: ацелированный грелин (составляет приблизительно 10% всего пула пептидов грелина, синтезируется в желудке и кишечнике), дезацилированный грелин (90%) и обестатин (3%). Грелин связывается с двумя типами специфических рецепторов (GHR1 и GHR2) на периферии и в центральной нервной системе, при этом центральные эффекты обусловлены, в основном, связыванием с GHR1 рецепторами грелина. Дезацил-грелин часто рассматривают как транспортную форму грелина, хотя он способен проникать через гемато-энцефалический барьер и связываться с рецепторами и грелина, и других пептидов, например, кортиколиберина и нейропептида Y. Грелин участвует в регуляции аппетита и активирует механизмы подкрепления. Целью настоящей работы была апробация метода обучения в ситуации выбора силы и вероятности пищевого подкрепления в лабиринте при интрана-зальном введении грелина и антагониста его рецепторов [D-Lys3]-GHRP-6 у крыс. Опыты выполнены на 44 крысах самцах Вистар массой 200—250 г. Животных содержали в стандартных пластмассовых клетках в условиях специальной диеты, 70% от рациона, в середине каждой недели в течение суток давали 100% рациона. В виварии использовали инвертированный свет 8.00—20.00 при температуре 22 ± 2°С. Крыс в течение трех недель обучали побежкам в лабиринте с тремя рукавами и стартовым отсеком (Ч'-образной формы). В конце каждого рукана лабиринта автоматически подавалась кормушка. В кормушке 1 подавали 1 семечку в режиме FR1 (fixed ratio 1, то есть каждая побежка в рукав 1 лабиринта подкреплялась пищей), в кормушке 2 — 2 семечки в режиме F R2 (то есть, каждая вторая побежка в рукаве 2 подкреплялась пищей), в кормушке 3 — 3 семечки в режиме FR3 (то есть, каждая третья побежка в рукаве 3 подкреплялась пищей). Животное каждый день помещали на стартовую площадку и тестировали побежки в течение 10 мин без подачи каких-либо световых или звуковых сигналов. Размер стартовой площадки составлял 35 X 50 X 35 см, размер каждого рукава — 50 X 15 X 35 см. Из всех взятых в опьгг 44 крыс обучились 27, остальные животные были исключены из данного опыта (как правило, в конце 1-й недели обучения). Критерием обучения было выполнение не менее 15 правильных ответов (побежек) за 10-минутный период сессии. При этом животные могли выполнять от 15 до 50 правильных ответов. Продолжительность обучения составила 3 недели. После периода обучения и достижения критерия обучения в течение 4-х последовательных дней стабилизировали условный пищевой рефлекс. При этом каждый день после обучения интра-назально всем животным вводили 0,9% NaCl раствор 20 мкл (по 10 мкл в каждую ноздрю) с целью адаптации к интраназальному введению веществ и хэндлингу, и регистри(ювали число заходов в рукава лабиринта. В дальнейшем всех обученных животных делили на 3 группы по 9 крыс в каждой. 1-й группе животных после периода обучения и стабилизации навыка интра назально однократно вводили физиологический раствор (контроль), 2-й группе — грелин (20 мкг/20 мкл/крыса, по 10 мкл в каждую ноздрю) и 3-й группе — антагонист рецепторов грелина [D-Lys3]-GHRP-6 (20 мкг/20 мкл/ крыса), препараты фирмы Tocris, Великобритания. Через 7—10 мин после введения веществ крыс тестировали в лабиринте в течение 10 минут. Полученные результаты обрабатывали методом однофакторного дисперсионного анализа с повторными измерениями (ANOVA), а также применяли критерии попарных сравнений групп Стьюдента—Ньюмена—Кейлса и Данна. Результаты исследования и их обсуждение После трех недель обучения животные, как правило, не проявляли ориентировочно-исследовательского поведения в стартовом отсеке лабиринта, при этом наблюдали целенаправленные побежки в рукава лабиринта, до 50 пробежек к кормушкам за опыт. Исследование стабилизации условного пищевого рефлекса в лабиринте показали, что после интраназального введения 0,9% NaCl процент числа заходов в рукава оставался на одном уровне в течение 4-х последовательных дней, то есть рефлекс нахождения пищи стабилизировался на одном уровне. Стабилизированный уровень выработанного навыка являлся исходной основой для оценки действия грелина и его антагониста. Оба исследованных фармакологических агента (грелин и антагонист его рецепторов [D-Lys3]-GHRP-6) проявили активность, но разнонаправленную. После введения грелина наблюдали увеличение числа заходов в 3-й рукав (FR3, подкреплялся каждый третий заход в рукав) на 17% с 31,1 ± 1,5 до 36,6 ± 2,5 заходов (р<0,05), а после введения антагониста его рецепторов [D-Lys3]-GHRP-6 — увеличение числа заходов в 1-й рукав (FR1, подкреплялся каждый заход в рукав) на 13% с 33,8 ± 1,1 до 38,1 ± 1,8 (р<0,05). Следовательно, в работе показано, что введение грелина повышает число побежек в рукав с низкой вероятностью, но большей величиной подкрепления (тройное подкрепление), в то время как введение [D-Lys3]-GHRP-6 увеличивает число побежек в рукав с высокой (100%) вероятностью, но меньшей величиной подкрепления (одинарное подкрепление). Из этого следует, что в условнорефлекторном пищевом поведении значимы не только вероятностные характеристики, которые исследователи химических видов зависимости выделяют как основные и определяющие, но и мотивационные параметры (сила подкрепления). В нашем случае, вероятность в 33% (1/3) при тройном количестве подкрепляющего агента (вознаграждения) при введении грелина достоверно повышалась, что может рассматриваться как элемент игровой зависимости, или азарта. Более того, антагонист рецепторов грелина снижал этот показатель в сравнении с группой грелина, хотя в сравнении с контрольной группой была отмечена только тенденция к снижению. Напротив, при высокой (100%-ной) вероятности подкрепления грелин не менял числа заходов в подкрепляемый рукав, а его антагонист достоверно повышал этот показатель, что еще раз подчеркивает значение самого грелина как исключительно орексигенного фактора. Это подкрепляется сравнением результатов между режимами FR1 и FR3 в группе крыс, получавших антагонист грелина, когда в режиме FR1 регистрировали на 25% больше правильных ответов, чем в режиме FR3, то есть для крыс более важным было само подкрепление, а не его вероятность. Следовательно, в наших опытах показано, что для воспроизведения элементов игрового поведения в модели с пищевым подкреплением важно не только вероятностные характеристики, но и сила подкрепляющего агента. Последняя, по-видимому, более точно определяет характеристику «азартности» в данной модели. Таким образом, мы адаптировали IOWA тест с вероятностным подкреплением при различной значимости (силе) подкрепления для оценки элементов игровой зависимости у грызунов. Изначально этот тест рассматривался для изучения игрового поведения крыс с фармакологическим анализом участия дофаминергической системы мозга в этих процессах. Метод IOWA предполагает использование хинина в качестве отрицательного подкрепления и сахарозы — в качестве положительного подкрепления. Предложенный нами метод пищедобывательного поведения в 3-лучевом лабиринте не уступает тесту IOWA по чувствительности и более физиологичен для грызунов, так как в качестве отрицательного подкрепления выступает отсутствие подачи пищи, а не аверсивные стимулы. Кроме того, применение элементов естественного питания, а не сахарозы позволяет проводить длительные эксперименты в условиях пищевой депривации для оценки динамики формирования игровой зависимости и тестирования различных фармакологических препаратов, как имеющих прямое отношение к пищевому поведению в целом (например, агонисты и антагонисты дофамина, серотонина, грелина, орексина и т. п.), так и влияющих на компоненты мотивационного поведения через неспецифические механизмы активации по типу arousal (судорожные в субтерапевтических дозах, психомоторные стимуляторы) или, напротив, подавления (седативные, нейролептики).

Авторы:

Издание: Наркология
Год издания: 2018
Объем: 5с.
Дополнительная информация: 2018.-N 5.-С.31-35. Библ. 13 назв.
Просмотров: 63