Az ösztönző tanulás megszilárdítása és konszolidációja az Amygdalában

Szu-Han Wang

Sean B. Ostlund

Karim Nader

Bernard W. Balleine

Absztrakt

Az ösztönző tanulás az a folyamat, amelyen keresztül az állatok frissítik a jutalom értékének változását. A jelenlegi bizonyítékok arra utalnak, hogy a patkányok élelmiszer-jutalma szempontjából ez a tanulási folyamat magában foglalja az amygdalát. Az azonban továbbra sem tisztázott, hogy ez a tanulás fehérjeszintézistől függő konszolidációs és „újrakonszolidációs” folyamatokon megy-e keresztül az amygdala laterális és bazális magjában. Ennek megfelelően megvizsgáltuk ezt a hipotézist a fehérjeszintézis-gátló helyi infúziójával, miután az instrumentális kondicionálási paradigmában az ételtől elzárt állapotból az étellel teli állapotba való elmozdulás indukálta az élelmiszer-jutalom leértékelését. Eredményeink azt mutatják, hogy az anizomicin intra-amygdala-infúziói, függetlenül attól, hogy a kezdeti leértékelés után vagy egy második leértékelődés után adták-e be, eltörölték az ösztönző tanulással előállított ételjutalom értékében bekövetkezett változásokat. Ez a tanulmány közvetlen bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy az instrumentális ösztönző tanulás az amygdala fehérjeszintézisétől függ mind a konszolidáció, mind pedig a konszolidáció szempontjából, és kiterjeszti a fehérjeszintézis-függő rekonszolidáció bemutatását a jutalomhoz kapcsolódó emlékekre.

Bevezetés

A célorientált instrumentális cselekvések végrehajtása mind az akció-kimenetel (A-O) kapcsolat ismeretétől, mind az eredmény aktuális ösztönző értékétől függ (Rescorla, 1998; Dickinson és Balleine, 2002). Jelentős bizonyítékok arra utalnak azonban, hogy az eredmény értékének utóedzésbeli változásai, függetlenül attól, hogy az elsődleges motivációs állapot elmozdulása, a kondicionált ízléselkerülés (CTA) vagy egy speciális-jóllakottság-kezelés indukálja-e (Balleine és Dickinson, 1998; Balleine, 2001), csak akkor befolyásolja a teljesítményt, ha a patkányoknak közvetlen fogyasztói tapasztalat útján lehetőséget kapnak arra, hogy megismerjék ezeknek a kezeléseknek a jutalom értékére gyakorolt hatását. Például az éhségtől a jóllakottságig tartó motivációs váltás gyakran csak akkor csökkenti a kar megnyomását, ha a patkányoknak lehetőséget kaptak a jutalom elfogyasztására, amikor jóllakottak (Balleine, 2001). Az a folyamat, amelynek során az állatok megismerik a jutalom értékének változását, ösztönző tanulásnak nevezik (Balleine, 2001; vö. Dickinson és Balleine, 2002).

A legújabb bizonyítékok az amygdala (LBA) laterális és bazális magjait vonják be az ösztönző tanulásba. Bár az LBA elváltozásai önmagukban nincsenek nyilvánvaló hatással a kar megnyomásának megszerzésére, a teljesítményt érzéketlenné teszik az eredmény leértékelésével szemben (Balleine et al., 2003). Számos más megállapítás alátámasztja azt a gondolatot, hogy az LBA meglehetősen alapvető mértékben járul hozzá a várható eredmények ösztönző értékének megismeréséhez (Hatfield et al., 1996; Blundell et al., 2003; Pickens et al., 2003; Holland and Gallagher, 2004 ). Bár részvételének sajátos jellege továbbra sem ismeretes, van néhány bizonyíték arra, hogy az LBA szerepet játszik az ösztönző kontraszt által előidézett ösztönző érték változásainak konszolidációjában (Salinas et al., 1993; vö. Flaherty, 1996).

Anyagok és metódusok

Tárgyak. Az alanyok 14 kísérletileg naiv hím Long-Evans patkány voltak. A patkányokat egyedileg helyezték el, és a műtét előtt 1 hétig naponta kezelték őket.

Berendezés. A képzésre és a tesztelésre 14 Med Associates (East Fairfield, VT) operáns kamrában került sor, mindegyik fecskendővel ellátott szivattyúval, amely 0,1 ml 20% -os szacharóz-oldatot szállított, és egy pelletadagolóval, amely 45 mg Noyes pelletet adott (képlet) A/I; Research Diets, New Brunswick, NJ). Két visszahúzható kart helyeztek az élelmiszer-magazin bal vagy jobb oldalán lévő kamrába. A MED-PC programmal ellátott mikrokomputerek (Med Associates) vezérelték a berendezést, és rögzítették a karnyomásokat és a magazinbejegyzéseket.

Műtét és gyógyszer infúzió. A műtét idején az állatok súlya 580 és 790 g között volt. Nembutal altatásban (45 mg/kg) a patkányokat kétoldalasan, 22-es méretű rozsdamentes acél kanülrel ültették be az LBA-ba (3,0 mm-rel a bregma mögé, 5,3 mm-re oldalirányban a középvonaltól és 8,0 mm-rel hasi irányban a koponya felületéhez). A patkányokat műtét után 7 napig hagyták helyreállni. Az anizomicint (ANI) (125 μg/μl; Sigma, St. Louis, MO) ekvimoláris HCl-ban oldjuk, mesterséges CSF-hordozóval (VEH) hígítjuk, és pH-ját NaOH-val 7,4-re állítjuk. Az ANI-t vagy a VEH-t (0,5 μl) mikroinfúziós szivattyúval (Harvard Apparatus, Holliston, MA) lassan (0,25 μl/perc) infundálták az LBA-ba. Az injektorokat 1 percig a helyükön hagytuk további gyógyszer diffúzió céljából.

Szövettan. A kísérlet végén, standard szövettani módszerekkel, az állatokat transzkardiálisan perfundáltuk, és agyukat 50 μm vastagságban metszettük. A metszeteket tioninnal festettük, és fénymikroszkóppal megvizsgáltuk a kanül behatolását az LBA-ba.

Instrumentális képzés. A műtétből való kilábalás után a patkányokat tápláléktól megfosztották azáltal, hogy korlátozták fenntartó étrendjüket, hogy szabadon táplálkozó súlyuk ~ 85% -án tartsák őket. Három napos alkalmazkodás után az élelmiszer-nélkülözési rendhez a patkányok két 30 perces magazin edzésen vettek részt, amelynek során a pelleteket és a szacharózt független, véletlenszerű, 60 másodperces ütemezés szerint szállították. A következő 12 napban a patkányok minden egyes válasz esetén külön edzést kaptak (bal és jobb kar megnyomásával). Minden munkamenetet 30 eredmény megszerzése után szüntettek meg. A patkányok felét pellettel erősítették meg a bal kar megnyomásához, és szacharózzal erősítették meg a jobb kar megnyomásához, míg a fennmaradó fele ellentétes válasz-kimenetelű (R-O) párosításokat kapott. A megerősítés ütemezése fokozatosan változott a folyamatos megerősítésről az 5., 10. és 20. véletlenszerű arányra, az edzés minden szakasza 3 napig tartott (1. ábra).

Az alkalmazott viselkedési folyamatok folyamatábra. Részletekért lásd: Anyagok és módszerek.