In this work, we propose a method for training rats electrical self-stimulation in response to rearing head in a telemetric system that records the level of extracellular dopamine. Initially, in the experiments of J. Olds, it was shown that in response to electrical stimulation of zones of positive reinforcement, rats exhibit natural exploratory behavior aimed at finding the source of the reward. It has been suggested that a natural behavioral act, in particular rearing head, can accelerate the development and stabilization of the self-stimulation reaction. A change in the position of the head can serve as an internal proprioceptive conditioned signal. The experiments were carried out in an annular chamber, where the ventral tegmental area (VTA) was stimulated using a telemetric system when the rat’s head was raised by 38°. The self-stimulation response to rearing head was developed and stabilized during the first day of training. With pedal self-stimulation, distinct repetitive reactions were observed only on the 3rd day of training after the procedures of “pushing” on the pedal on the 1st day of training and “repulsing” from the pedal on the 2nd day of training, stabilization of the reaction was observed only by the 4th day training. After stabilization of the self-stimulation response in rats, the level of extracellular dopamine in the nucleus accumbens was recorded by fast-scan cyclic voltammetry in response to the imposed stimulation of the VTA before and after each of the three series of self-stimulation lasting 10 minutes. After each series of self-stimulation, the level of extracellular dopamine decreased, which reflects the depletion of the intracellular pool of the neurotransmitter during prolonged self-stimulation of the VTA. The conclusion is made about the prospects of using the method of training rats to electrical self-stimulation in response to rearing head to study the mechanisms of reinforcement.
В настоящей работе предложен способ обучения крыс электрической самостимуляции в ответ на подъем головы в телеметрической установке, регистрирующей уровень внеклеточного дофамина. Первоначально в опытах Дж. Олдса было показано, что в ответ на электрическую стимуляцию зон положительного подкрепления у крыс наблюдается естественное исследовательское поведение, направленное на поиск источника награды. Сделано предположение, что естественный поведенческий акт, в частности подъем головы, может ускорить выработку и стабилизацию реакции самостимуляции. Изменение положения головы может служить внутренним проприоцептивным условным сигналом. Эксперименты проводили в кольцевой камере, где с помощью телеметрической установки стимулировали вентральную область покрышки (ВОП) при подъеме головы крысы на 38°. Реакция самостимуляции на подъем головы вырабатывалась и стабилизировалась в течение первого дня обучения. При педальной самостимуляции отчетливые повторяющиеся реакции наблюдались только на 3-й день обучения после проведения процедур “наталкивания” на педаль в 1-й день обучения и “отталкивания” от педали на 2-й день обучения, стабилизация реакции наблюдалась только к 4-му дню обучения. После стабилизации реакции самостимуляции у крыс регистрировали уровень внеклеточного дофамина в прилежащем ядре методом быстросканирующей циклической вольтамперометрии в ответ на навязанную стимуляцию ВОП до и после каждой из трех серий самостимуляции длительностью по 10 мин. После каждой серии самостимуляции уровень внеклеточного дофамина снижался, что отражает истощение внутриклеточного пула нейромедиатора в процессе длительной самостимуляции ВОП. Сделан вывод о перспективности использования способа обучения крыс электрической самостимуляции в ответ на подъем головы для исследования механизмов подкрепления.