Addiction and arousal: the hypocretin connection

The hypocretins, also known as orexins, are two neuropeptides now commonly described as critical components to maintain and regulate the stability of arousal. Several lines of evidence have raised the hypothesis that hypocretin-producing neurons are part of the circuitries that mediate the hypothalamic response to acute stress. Intracerebral administration of hypocretin leads to a dose-related reinstatement of drug and food seeking behaviors. Furthermore, stress-induced reinstatement can be blocked with hypocretin receptor 1 antagonism. These results, together with recent data showing that hypocretin is critically involved in cocaine sensitization through the recruitment of NMDA receptors in the ventral tegmental area, strongly suggest that activation of hypocretin neurons play a critical role in the development of the addiction process. The activity of hypocretin neurons may affect addictive behavior by contributing to brain sensitization or by modulating the brain reward system. Hypocretinergic cells, in coordination with brain stress systems may lead to a vulnerable state that facilitates the resumption of drug seeking behavior. Hence, the hypocretinergic system is a new drug target that may be used to prevent relapse of drug seeking

Hypocretin/orexin in addiction: a mediator of stress-induced reinstatement of cocaine-seeking behaviour

The importance of the lateral hypothalamus in the pursuit of reward has long been recognized. However, the hypothalamic neuronal network involved in the regulation of reward still remains partially unknown. Hypocretins (aka orexins) are neuropeptides synthesized by a few thousand neurons restricted to the lateral hypothalamus and the perifornical area. Compelling evidence indicates that hypocretin neurons receive inputs from sensory and limbic systems and drive hyper-arousal possibly through modulation of stress responses. Major advances have been made in the elucidation of the hypocretin involvement in the regulation of arousal, stress, motivation, and reward seeking, without clearly defining the role of hypocretins in addictionrelated behaviors. We have recently gathered substantial evidence that points to a previously unidentified role for hypocretin-1 in driving relapse for cocaine seeking through activation of brain stress pathways. Meanwhile, several authors published concordant observations rather suggesting a direct activation of the mesolimbic dopamine system. In particular, hypocretin-1 has been shown to be critically involved in cocaine sensitization through the recruitment of NMDA receptors in the ventral tegmental area. Overall, on can conclude from recent findings that activation of hypocretin/orexin neurons plays a critical role in the development of the addiction process, either by contributing to brain sensitization (which is thought to lead to the unmanageable desire for drug intake) or by modulating the brain reward system that, in coordination with brain stress systems, leads to a vulnerable state that may facilitate relapse for drug seeking behavior.

Protracted treatment with MDMA induces heteromeric nicotinic receptor up-regulation in rat brain: an autoradiography study.

Previous studies indicate that 3,4-methylenedioxy-methamphetamine (MDMA, ecstasy) can induce heteromeric nicotinic acetylcholine receptor (nAChR, mainly of α4β2 subtype) up-regulation. In this study we treated Sprague-Dawley rats twice-daily for 10 days with either saline or MDMA (7 mg/kg) and killed them on day 11 to perform [125I]epibatidine binding autoradiograms on serial coronal slices. Results showed significant increases in nAChR density in the substantia nigra, ventral tegmental area, nucleus accumbens, olfactory tubercle, anterior caudate-putamen, somatosensory cortex, motor cortex, auditory cortex, retrosplenial cortex, laterodorsal thalamus nuclei, amygdala, postsubiculum and pontine nuclei. These increases ranged from 3% (retrosplenial cortex) to 30 and 33% (amygdala and substantia nigra). No increased α4 subunit immunoreactivity was found in up-regulated areas compared with saline-treated rats, suggesting a post-translational mechanism as occurs with nicotine. The percentage of up-regulation correlated positively with the density of serotonin transporters, according to the serotonergic profile of MDMA. The heteromeric nAChR increase in concrete areas could account, at least in part, for the reinforcing, sensitizing and psychiatric disorders observed after long-term treatment with MDMA.

Protracted treatment with MDMA induces heteromeric nicotinic receptor up-regulation in rat brain: an autoradiography study.

Previous studies indicate that 3,4-methylenedioxy-methamphetamine (MDMA, ecstasy) can induce heteromeric nicotinic acetylcholine receptor (nAChR, mainly of α4β2 subtype) up-regulation. In this study we treated Sprague-Dawley rats twice-daily for 10 days with either saline or MDMA (7 mg/kg) and killed them on day 11 to perform [125I]epibatidine binding autoradiograms on serial coronal slices. Results showed significant increases in nAChR density in the substantia nigra, ventral tegmental area, nucleus accumbens, olfactory tubercle, anterior caudate-putamen, somatosensory cortex, motor cortex, auditory cortex, retrosplenial cortex, laterodorsal thalamus nuclei, amygdala, postsubiculum and pontine nuclei. These increases ranged from 3% (retrosplenial cortex) to 30 and 33% (amygdala and substantia nigra). No increased α4 subunit immunoreactivity was found in up-regulated areas compared with saline-treated rats, suggesting a post-translational mechanism as occurs with nicotine. The percentage of up-regulation correlated positively with the density of serotonin transporters, according to the serotonergic profile of MDMA. The heteromeric nAChR increase in concrete areas could account, at least in part, for the reinforcing, sensitizing and psychiatric disorders observed after long-term treatment with MDMA.

Protracted treatment with MDMA induces heteromeric nicotinic receptor up-regulation in rat brain: an autoradiography study.

Previous studies indicate that 3,4-methylenedioxy-methamphetamine (MDMA, ecstasy) can induce heteromeric nicotinic acetylcholine receptor (nAChR, mainly of α4β2 subtype) up-regulation. In this study we treated Sprague-Dawley rats twice-daily for 10 days with either saline or MDMA (7 mg/kg) and killed them on day 11 to perform [125I]epibatidine binding autoradiograms on serial coronal slices. Results showed significant increases in nAChR density in the substantia nigra, ventral tegmental area, nucleus accumbens, olfactory tubercle, anterior caudate-putamen, somatosensory cortex, motor cortex, auditory cortex, retrosplenial cortex, laterodorsal thalamus nuclei, amygdala, postsubiculum and pontine nuclei. These increases ranged from 3% (retrosplenial cortex) to 30 and 33% (amygdala and substantia nigra). No increased α4 subunit immunoreactivity was found in up-regulated areas compared with saline-treated rats, suggesting a post-translational mechanism as occurs with nicotine. The percentage of up-regulation correlated positively with the density of serotonin transporters, according to the serotonergic profile of MDMA. The heteromeric nAChR increase in concrete areas could account, at least in part, for the reinforcing, sensitizing and psychiatric disorders observed after long-term treatment with MDMA.

Neuroendocrine regulation and central dopamine (DA) systems in physical and psychological stress

Physical and psychological stress cause different patterns of changes in the fluorescence intensity of nigral and tuberoinfundibular DA neurons which point to changes in neuronal activity. In order to investigate possible interactions between alpha-MSH (alpha-melanotropin) and DA systems in stress, systemic and intraventricular injections of antiserum against alpha-MSH were made. The functional state of DA neurons was assessed by histochemical microfluorimetry and hormone levels were measured by radioimmunossay. Antiserum against alpha-MSH was found to affect the functional state of DA neurons, but only thorugh the intravenous route. Under physical stress i.v. injection of antiserum against alpha-MSH was accompanied by elevated levels of activity of the DA neurons of the substantia nigra. An intraventricular injection of the same antiserum was ineffective. In psychological stress, an effect was again seen only after intravenous injection of antiserum against alpha-MSH. In this situation, the activity in DA cell groups of the substantia nigra, ventral tegmental area and tubero-infundibular system was increased after antiserum injection. Possible influences from manipulations were checked; certain effects which depended upon experimental situation were noted. Our data suggest a modulatory influence of circulating alpha-MSH on the functional state of central DA systems.

Action Dominates Valence in Anticipatory Representations in the Human Striatum and Dopaminergic Midbrain

The acquisition of reward and the avoidance of punishment could logically be contingent on either emitting or withholding particular actions. However,the separate pathways inthe striatumfor go and no-go appearto violatethis independence, instead coupling affect and effect. Respect for this interdependence has biased many studies of reward and punishment, so potential action- outcome valence interactions during anticipatory phases remain unexplored. In a functional magnetic resonance imaging study with healthy human volunteers, we manipulated subjects" requirement to emit or withhold an action independent from subsequent receipt of reward or avoidance of punishment. During anticipation, in the striatum and a lateral region within the substantia nigra/ventral tegmental area (SN/VTA), action representations dominated over valence representations. Moreover, we did not observe any representation associated with different state values through accumulation of outcomes, challenging a conventional and dominant association between these areas and state value representations. In contrast, a more medial sector of the SN/VTA responded preferentially to valence, with opposite signs depending on whether action was anticipatedto be emitted or withheld. This dominant influence of action requires an enriched notion of opponency between reward and punishment.

3,4-Methylenedioxy-methamphetamine induces in vivo regional up-regulation of central nicotinic receptors in rats and potentiates the regulatory effects of nicotine on these receptors

Nicotine (NIC), the main psychostimulant compound of smoked tobacco, exerts its effects through activation of central nicotinic acetylcholine receptors (nAChR), which become up-regulated after chronic administration. Recent work has demonstrated that the recreational drug 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA) has affinity for nAChR and also induces up-regulation of nAChR in PC 12 cells. Tobacco and MDMA are often consumed together. In the present work we studied the in vivo effect of a classic chronic dosing schedule of MDMA in rats, alone or combined with a chronic schedule of NIC, on the density of nAChR and on serotonin reuptake transporters. MDMA induced significant decreases in [3H]paroxetine binding in the cortex and hippocampus measured 24 h after the last dose and these decreases were not modified by the association with NIC. In the prefrontal cortex, NIC and MDMA each induced significant increases in [3H]epibatidine binding (29.5 and 34.6%, respectively) with respect to saline-treated rats, and these increases were significantly potentiated (up to 72.1%) when the two drugs were associated. Also in this area, [3H]methyllycaconitine binding was increased a 42.1% with NIC + MDMA but not when they were given alone. In the hippocampus, MDMA potentiated the a7 regulatory effects of NIC (raising a 25.5% increase to 52.5%) but alone was devoid of effect. MDMA had no effect on heteromeric nAChR in striatum and a coronal section of the midbrain containing superior colliculi, geniculate nuclei, substantia nigra and ventral tegmental area. Specific immunoprecipitation of solubilised receptors suggests that the up-regulated heteromeric nAChRs contain a4 and b2 subunits. Western blots with specific a4 and a7 antibodies showed no significant differences between the groups, indicating that, as reported for nicotine, up-regulation caused by MDMA is due to post-translational events rather than increased receptor synthesis.

Reward networks in the brain as captured by connectivity measures

An assortment of human behaviors is thought to be driven by rewards including reinforcement learning, novelty processing, learning, decision making, economic choice, incentive motivation, and addiction. In each case the ventral tegmental area/ventral striatum (nucleus accumbens) (VTAVS) system has been implicated as a key structure by functional imaging studies, mostly on the basis of standard, univariate analyses. Here we propose that standard functional magnetic resonance imaging analysis needs to be complemented by methods that take into account the differential connectivity of the VTAVS system in the different behavioral contexts in order to describe reward based processes more appropriately. We fi rst consider the wider network for reward processing as it emerged from animal experimentation. Subsequently, an example for a method to assess functional connectivity is given. Finally, we illustrate the usefulness of such analyses by examples regarding reward valuation, reward expectation and the role of reward in addiction.

Investigation of the role of the nucleus accumbens in amphetamine-induced 50 kHz ultrasonic vocalizations in the rat

There is extensive evidence that the mesolimbic dopamine system underlies the production of 50 kHz ultrasonic vocalizations in rats. In particular, the shell of the nucleus accumbens is associated with generation of frequency modulated 50 kHz calls (a specific type of 50 kHz call which can be subdivided into various subtypes). There is also evidence that amphetamine administered systemically preferentially increases the proportion of trill and step calls compared to other frequency modulated 50 kHz subtypes. The purpose of this study was to investigate the effect of drug administration route and the role of the nucleus accumbens shell in amphetamine-induced 50 kHz call profile in the rat. Three experiments investigated this by using subcutaneous and intra-accumbens microinjections of amphetamine, as well as procaine (a local anesthetic) blockade of the nucleus accumbens. Ultrasonic vocalizations were recorded digitally from 24 rats and were analysed for sonographic structure based on general call parameters. The results of the three experiments were partially supportive of the hypotheses. Systemic amphetamine was found to induce greater bandwidth in 50 kHz calling compared to spontaneous calls in a vehicle condition. Systemic amphetamine was also found to preferentially increase the proportion of trill and step subtypes compared to vehicle. Moreover, there was no difference in the proportions of 50 kHz subtypes resulting from intracerebral or systemic application of amphetamine. There was, however, a significant difference for bandwidth, with systemic amphetamine inducing greater bandwidth over intraaccumbens application. Procaine blockade of the nucleus accumbens shell paired with subcutaneous amphetamine produced no difference in bandwidth of calls compared with those after a vehicle pre-treatment similarly paired. There was no reduction in the proportions of trill and step 50 kHz subtypes as well, with the procaine condition showing significantly greater proportion of step calls. The results of the study support a role for the iii nucleus accumbens shell in the amphetamine-induced changes on 50 kHz call profile. They also indicate there are more regions and pathways involved in generating 50 kHz calls than the projections from the ventral tegmental area to the nucleus accumbens. The implications of this work are that frequency modulated 50 kHz subtypes may be generated by distinct neurophysiological mechanisms and may represent a profitable avenue for investigating different circuits of 50 kHz call categories in the rat.

Modulation de l’expression du transporteur vésiculaire du glutamate : implication dans la plasticité des neurones dopaminergiques

De nombreuses études ont établi que la majorité des neurones libèrent plus qu’une substance chimique. Il est bien connu que les neurones peuvent co-exprimer et co-libérer des neuropeptides en plus de leur neurotransmetteur, mais des évidences de la co-libération de deux petits neurotransmetteurs à action rapide se sont accumulées récemment. Des enregistrements électrophysiologiques ont aussi montré que des neurones sérotoninergiques et dopaminergiques isolés peuvent libérer du glutamate quand ils sont placés en culture. De plus, la présence de glutamate et de glutaminase a été détectée dans des neurones sérotoninergiques, dopaminergiques et noradrénergiques par immunomarquage sur des tranches de cerveau. Malheureusement, en considérant le rôle métabolique du glutamate, sa détection immunologique n’est pas suffisante pour assurer le phénotype glutamatergique d’un neurone. Récemment, la découverte de trois transporteurs vésiculaires du glutamate (VGLUT1-3) a grandement facilité l’identification des neurones glutamatergiques. Ces transporteurs sont nécessaires pour la libération de glutamate et constituent les premiers marqueurs morphologiques du phénotype glutamatergique. Il a été démontré que des neurones noradrénergiques expriment VGLUT2 et que des neurones sérotoninergiques expriment VGLUT3. Mais aucune évidence d’expression d’un des sous-types de VGLUT n’a été reportée pour les neurones dopaminergiques. Le but de notre travail était d’identifier quel sous-type de VGLUT est exprimé par les neurones dopaminergiques mésencéphaliques, et de déterminer si le phénotype glutamatergique de ces neurones peut être modulé dans des conditions particulières. Premièrement, nous avons utilisé des microcultures pour isoler les neurones dopaminergiques et des doubles marquages immunocytochimiques pour observer l’expression de VGLUT dans les neurones positifs pour la tyrosine hydroxylase (TH). Nous avons montré que la majorité (80%) des neurones TH+ isolés exprime spécifiquement VGLUT2. Cette expression est précoce au cours du développement in vitro et limitée aux projections axonales des neurones dopaminergiques. Toutefois, cette forte expression in vitro contraste avec la non-détection de ce transporteur dans les rats adultes in vivo. Nous avons décidé ensuite de regarder si l’expression de VGLUT2 pouvait être régulée pendant le développement cérébral de jeunes rats et sous des conditions traumatiques, par double hybridation in situ. Entre 14 et 16 jours embryonnaires, les marquages de VGLUT2 et de TH montraient une superposition significative qui n’était pas retrouvée à des stades ultérieurs. Dans le mésencéphale de jeunes rats postnataux, nous avons détecté l’ARNm de VGLUT2 dans environs 1-2% des neurones exprimant l’ARNm de TH dans la substance noire et l’aire tegmentaire ventrale (ATV). Pour explorer la régulation de l’expression de VGLUT2 dans des conditions traumatiques, nous avons utilisé la 6-hydroxydopamine (6-OHDA) pour léser les neurones dopaminergiques dans les jeunes rats. Dix jours après la chirurgie, nous avons trouvé que 27% des neurones dopaminergiques survivants dans l’ATV exprimaient l’ARNm de VGLUT2 dans les rats 6-OHDA. Finalement, nous avons observé la colocalisation de la protéine VGLUT2 dans les terminaisons TH positives par microscopie électronique. Dans les rats normaux, la protéine VGLUT2 est retrouvée dans 28% des terminaisons axonales TH dans le noyau accumbens. Dans les rats lésés à la 6-OHDA, nous avons observé une diminution considérable des terminaisons TH positives, et une augmentation dans la proportion (37%) des terminaisons dopaminergiques présentant du VGLUT2. Nos résultats suggèrent que le phénotype glutamatergique des neurones dopaminergiques est régulé au cours du développement, peut être réactivé dans des états pathologiques, et que ces neurones peuvent libérer du glutamate dans conditions spécifiques.

Étude du rôle de la dopamine et de la sérotonine dans l’effet atténuateur des antipsychotiques et de l’OSU-6162 sur la récompense induite par la stimulation du faisceau médian prosencéphalique chez le rongeur

La voie mésocorticolimbique est constitutée d’un ensemble d’éléments nerveux issus de l’aire tegmentaire ventrale mésencéphalique et projettant vers des régions corticales et sous-corticales. Les neurones à dopamine (DA) qui en font partie modulent plusieurs fonctions cognitives dont l’attention, l’apprentissage et la récompense. L’activité nerveuse des cellules à DA augmente lorsque l’organisme anticipe et reçoit une récompense, ainsi qu’au cours de la phase d’apprentissage des comportements d’appétence. Or, si l’activité dopaminergique de la voie mésocorticolimbique est désordonnée, voire aberrante, des stimuli neutres deviennent saillants et prennent une signification erronée. Cette anomalie fonctionnelle du système dopaminergique pourrait être à l’origine des symptômes psychotiques observés dans la schizophrénie. Cette hypothèse est renforcée par le fait que les médicaments antipsychotiques efficaces ont tous une activité antagoniste aux récepteurs à DA de type 2 (D2); les antipsychotiques dits classiques (i.e. halopéridole) possèdent une forte affinité pour les récepteurs D2 tandis que les antipsychotiques dits atypiques (i.e. clozapine) présentent une plus forte affinité pour les récepteurs à sérotonine de type 2a (5-HT2a) que pour les récepteurs D2. Les antipsychotiques atypiques semblent plus efficaces contre les symptômes négatifs (i.e. anhédonie) de la schizophrénie et induisent moins d’effets moteurs extrapyramidaux et de dysphorie que les antipsychotiques classiques. Il a été proposé que l’efficacité des antipsychotiques atypiques soit expliqué par leur double action antagoniste aux récepteurs 5-HT2a et D2. Afin de mieux comprendre les mécanismes de ces médicaments, nous avons étudié leurs effets sur la récompense en utilisant le modèle d’autostimulation intracérébrale (ASI) chez le rongeur. Le but de la première étude était d’évaluer l’effet d’un antagoniste sélectif des récepteurs 5-HT2a, le M100907, sur la récompense et sur l’atténuation de la récompense induite par l’halopéridole. L’hypothèse était que l’atténuation de la récompense induite par l’ajout du M100907 à l’halopéridole serait similaire à celle induite par la clozapine. Dans une seconde étude, l’effet sur la récompense d’un agoniste partiel aux récepteurs D2, l’OSU-6162, a été caractérisé sous deux conditions : i) en condition de base et ii) lorsque la neurotransmission dopaminergique est altérée par l’administration systémique de quinpirole, un agoniste des récepteurs D2/D3. Les hypothèses étaient que l’OSU-6162 i) atténuerait la récompense induite par la stimulation et ii) empêcherait l’atténuation et la facilitation de la récompense induites par le quinpirole. Les données obtenues montrent que le M100907 n’altère pas la récompense par lui-même mais réduit l’atténuation de la récompense induite par l’halopéridole. La co-administration du M100907 et de l’halopéridole induit une atténuation de la récompense d’amplitude similaire à celle induite par la clozapine, ce qui suggère que l’activité antagoniste aux récepteurs 5-HT2a de la clozapine contribue à son efficacité. Les données de la seconde étude montrent que l’OSU-6162 atténue la récompense, de manière dose-dépendante, ainsi que la facilitation, mais pas l’atténuation de la récompense induite par le quinpirole. Cette dernière observation suggère que l’OSU-6162 agit comme un antagoniste fonctionnel aux récepteurs D2 post-synaptiques. Un ensemble de données suggèrent que le comportement d’ASI constitue un modèle valide permettant d’évaluer l’efficacité antipsychotique potentielle de nouvelles molécules. Le comportement d’ASI est atténué par les antipsychotiques cliniquement efficaces mais est peu ou pas modifié par des molécules dépourvues d’activité antipsychotique. Les données obtenues dans cette thèse permettent de supposer que l’OSU-6162 possède une activité antipsychotique de nature atypique, et cela sans altérer la neurotransmission sérotoninergique.

Contribution of tachykinin and kinin receptors in central autonomic control of blood pressure and behavioural activity in hypertensive rats

This work aims at studing the role of tachykinin NK-3 receptor (R) and kinin B1R in central autonomic regulation of blood pressure (BP) and to determine whether the B1R is overexpressed and functional in rat models of hypertension by measuring the effect of a B1R agonist on behavioural activity. Assumptions: (1) NK-3R located in the ventral tegmental area (VTA) modulates the mesolimbic dopaminergic system and has a tonic activity in hypertension; (2) B1R is overexpressed in the brain of hypertensive rats and has a tonic activity, which contributes to hypertension via a dopamine mechanism; (3) the inhibition of NK-3R and B1R with selective antagonists, reduces central dopaminergic hyperactivity and reverses hypertension. A model of genetic hypertension and a model of experimental hypertension were used: spontaneously hypertensive rats (SHR, 16 weeks) and Wistar-Kyoto (WKY) rats infused for 14 days with angiotensin II (Ang II) (200 ng / kg / min, subcutaneous (s.c.) with Alzet mini pump). The age-matched untreated WKY rats served as common controls. In the first study (article # 1), the cardiovascular response in SHR was evaluated following intracebroventricular (i.c.v.) and/or intra-VTA injection of an agonist (senktide) and antagonists (SB222200 and R-820) of NK-3R. These responses have also been characterized using selective dopamine antagonists DA-D1R (SCH23390), DA-D2R (raclopride) or non-selective dopamine DA-D2R (haloperidol). Also the VTA has been destroyed by ibotenic acid. The pressor response induced by senktide and the anti-hypertensive response induced by SB222200 or R-820 were more pronounced by intra-VTA. These responses were prevented by pre-treatment with raclopride and haloperidol. The lesion of the VTA has prevented the pressor response relayed by senktide (i.c.v.) and the anti-hypertensive effect of R-820 (i.c.v.). In addition, SB222200 (intra-VTA) prevented the pressor response of senktide (i.c.v.) and conversely, senktide (i.c.v.) prevented the antihypertensive effect of SB222200 (intra-VTA). The second study (article # 2) showed that the B1R antagonist (SSR240612) administered by gavage or i.c.v. reverses hypertension in both models. This anti-hypertensive effect was prevented by raclopride and haloperidol. In contrast, the two B1R antagonists (R-715 and R-954) injected s.c., which do not cross the blood-brain barrier reduced weakly blood pressure in hypertensive rats. In the third study (article # 3), the i.c.v. injection of a selective kinin B1R agonist Sar[DPhe8][des-Arg9]BK caused behavioural responses in SHR and Ang II-treated rats and had no effect in control WKY rats . The responses elicited by B1R agonist were blocked by an antagonist of NK-1 (RP67580), an antagonist of NMDA glutamate receptor (DL-AP5), an inhibitor of nitric oxide synthase (NOS) (L -NNA) as well as raclopride and SCH23390.The responses were modestly affected by the inhibitor of inducible NOS (iNOS). The B1R mRNA (measured by RT-PCR) was significantly increased in the hypothalamus, the VTA and the nucleus accumbens of hypertensive animals (SHR and treated with Ang II) compared with control rats. These neuropharmacological studies suggest that: (1) the NK-3R from the VTA is involved in the maintenance of hypertension in SHR by increasing DA transmission in the midbrain; (2) the B1R in SHR and Ang II-treated rats contributes to hypertension via a central mechanism involving DA-D2R; (3) the central B1R increases locomotor activity and nocifensive behaviours via the release of substance P (NK-1), DA and nitric oxide in both rat models of hypertension. Thus, the brain tachykinin NK-3R and kinin B1R represent potential therapeutic targets for the treatment of hypertension. The modulation of the mesolimbic/mesocortical dopaminergic pathway by these receptors suggests their involvement in other physiological functions (pleasure, motor activity, coordination of the response to stress) and pathophysiology (anxiety, depression).

Une lésion neurotoxique de l’habenula latérale amplifie la locomotion induite par un psychostimulant sans altérer la récompense

L’habenula, un noyau épithalamique, est située au centre de la voie dorsale diencéphalique. Cette voie relie les structures limbiques et les ganglions de la base aux cellules monoaminergiques du mésencéphale. En particulier, l’habenula latérale (HbL) projette directement aux cellules dopaminergiques et GABAergiques de l’aire tegmentale ventrale (ATV). L’ATV est le site d’origine de la voie mésolimbique dopaminergique, une voie impliquée de façon cruciale dans la manifestation des comportements dirigés. L’importance de cette projection habenulaire pour le comportement demeure encore méconnue. Ainsi, l’objectif de cette étude est d’approfondir notre compréhension du rôle de régulation de l’HbL sur les comportements dépendants de la neurotransmission dopaminergique. MATÉRIEL ET MÉTHODES: Des rats adultes mâles Sprague-Dawley ont été anesthésiés avec de l’isofluorane et installés sur un appareil stéréotaxique. L’acide iboténique, une neurotoxine agoniste des récepteurs glutamatergiques, était infusée bilatéralement dans l’HbL (0,25 μg/0,25 μl/côté). Les rats du groupe contrôle recevaient des infusions NaCl 0,9%. Les rats de l’expérience d’autostimulation intracérébrale (ASIC) étaient aussi implantés d’une électrode monopolaire dans le mésencéphale postérieur. Un groupe de rats était testé pour leur réponse de locomotion à l’amphétamine (0; 0,5 ou 1 mg/kg, intrapéritonéal), dix jours suivant la lésion de l’HbL. La locomotion était mesurée dans des chambres d’activité, chacune équipée de deux faisceaux parallèles infrarouges. Le jour du test, les rats étaient pesés et placés dans la chambre d’activité puis leur activité locomotrice de base était mesurée pendant une heure. Les rats recevaient ensuite une dose d’amphétamine ou le véhicule (NaCl 0,9%) par voie intrapéritonéale et l’activité locomotrice était mesurée pendant deux heures supplémentaires. Un groupe de rats distinct a été utilisé dans l’expérience d’ASIC. Commençant sept jours suivant la lésion, les rats étaient entraînés à appuyer sur un levier afin de s’autoadministrer des stimulations électriques, au cours de sessions quotidiennes. Nous avons ensuite mesuré chacun des taux de réponses d’une série de stimulations aux fréquences décroissantes. À partir d’une courbe réponses-fréquences, le seuil de récompense était inféré par la fréquence de la stimulation nécessaire pour produire une réponse semi-maximale. Les seuils de récompense étaient stabilisés à un niveau similaire pour l’ensemble des rats. Enfin, l’effet sur la récompense de l’amphétamine était testé aux mêmes doses employées pour l’expérience de locomotion. RÉSULTATS: Une lésion neurotoxique de l’HbL n’a pas altéré les niveaux de base de l’activité locomotrice dans chaque groupe. Cependant, une telle lésion a potentialisé l’effet de locomotion de l’amphétamine (1 mg/kg) pendant la première heure suivant son administration, et une tendance similaire était observable pendant la seconde heure. À l’inverse, nous n’avons observé aucune interaction entre une lésion à l’HbL et l’effet amplificateur sur la récompense de l’amphétamine. CONCLUSION: Nos résultats révèlent une importante contribution fonctionnelle de l’HbL à la locomotion induite par l’activation de la voie mésolimbique dopaminergique avec une dose de 1 mg/kg d’amphétamine. À l’opposé, aucun effet sur la récompense n’a été observé. Ces résultats suggèrent que l’activation psychomotrice et l’amplifiation de la récompense produite par l’amphétamine dépendent de substrats dissociables, chacun étant différentiellement sensible à la modulation provenant de l’HbL.

L’amphétamine intra-habenulaire n’altère pas l’effet de récompense induit par la stimulation électrique du raphé dorsal

La contribution de la neurotransmission dopaminergique dans le noyau accumbens à l’effet de récompense induit par la stimulation électrique du cerveau a été l’objet de plusieurs années de recherche. Cependant, d’autres sites recevant des terminaisons dopaminergiques pourraient contribuer à moduler la récompense dans d’autres régions cérébrales. Parmi elles, on retrouve l’habenula qui reçoit des projections dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale. La contribution de cette voie au phénomène de récompense en général et à l’effet de recompense induit par l’autostimulation intracrânienne est peu connue. Le but de cette recherche était d’étudier la contribution de la dopamine mésohabenulaire à l’effet de recompense induit par la stimulation électrique du raphé dorsal. Des rats ont été implantés d’une bicanule dans l’Hb et d’une électrode dans le raphé dorsal. Le paradigme du déplacement de la courbe a été utilisé pour évaluer les changements dans l’effet de récompense à la suite de l’injection intra-habenulaire d’amphétamine (10-40 μg). À titre de contrôles positifs, des rats ont reçu l’amphétamine dans le core et dans le shell (1-20 μg) du noyau accumbens. Les injections d’amphétamine dans l’habenula n’ont pas changé l’effet de récompense induit par la stimulation électrique. Dans le noyau accumbens, les injections dans le shell et le core provoquent des augmentations dans l’effet de récompense comme il a déjà été démontré. Nos résultats suggèrent que la neurotransmission dopaminergique dans l’habenula latérale ne contribue pas significativement au circuit soutenant l’effet renforçant de la stimulation électrique du cerveau.