確率的学習と反転時の注意力測定に及ぼす慢性的な断続的自発的アルコール消費の性依存性効果

Sex-dependent effects of chronic intermittent voluntary alcohol consumption on attentional, not motivational, measures during probabilistic learning and reversal.

• Claudia G Aguirre
• Alexandra Stolyarova
• Kanak Das
• Saisriya Kolli
• Vincent Marty
• Lara Ray
• Igor Spigelman
• Alicia Izquierdo

抄録

背景:

アルコール（エタノール、EtOH）への強制曝露は、認知的柔軟性を評価するために広く使用されている反転学習、特にこの課題の完全予測的、決定論的なバージョンにおいて有意な障害を引き起こすことが示されている。しかし、これまでの研究では、確率的反転学習に対する自発的なEtOHの消費と性の影響は十分に考慮されていませんでした。本研究では、この文献のギャップを埋めることを目的とした。

BACKGROUND: Forced alcohol (ethanol, EtOH) exposure has been shown to cause significant impairments on reversal learning, a widely-used assay of cognitive flexibility, specifically on fully-predictive, deterministic versions of this task. However, previous studies have not adequately considered voluntary EtOH consumption and sex effects on probabilistic reversal learning. The present study aimed to fill this gap in the literature.

方法:

雄と雌のLong-Evansラットは、任意の間欠的な20％のEtOHアクセスまたは水のみ（H2O）アクセスの10週間のいずれかを受けました。ラットはその後、試験を開始し、タッチスクリーン応答を介して刺激-報酬の関連付けを学習するために事前に訓練され、その後、確率0.70または0.30で報酬を与えられた2つの視覚的な刺激の間で選択する必要がありました。最終段階では、補強の偶発性が逆になりました。

METHODS: Male and female Long-Evans rats underwent either 10 weeks of voluntary intermittent 20% EtOH access or water only (H2O) access. Rats were then pretrained to initiate trials and learn stimulus-reward associations via touchscreen response, and subsequently required to select between two visual stimuli, rewarded with probability 0.70 or 0.30. In the final phase, reinforcement contingencies were reversed.

結果:

我々は、いくつかのEtOH飲用変数について有意な性差を発見しました。女性は男性に比べて、より高いEtOH最大消費量に達し、より多くの高飲酒日を示し、EtOHをより速い速度で増加させました。初期の禁欲期間中、EtOH 飲酒者（および特に EtOH 飲酒女性）はより多くの開始省略を行い、H2O 飲酒コントロールよりも試験を開始するのが遅く、特に訓練前の期間中であった。試験開始における同様のパターンは、識別においても観察されたが、反転学習においては観察されなかった。EtOHを飲むラットは、無傷のモチベーションと運動応答を示す、彼らの報酬の収集と刺激応答時間に影響を受けませんでした。識別相と反転相には性差があったが、時間の経過とともに性能が向上した。また、反転相に特異的なウインステイ戦略とロスシフト戦略においても、飲酒群間で性差が認められた。

RESULTS: We found significant sex differences on several EtOH-drinking variables, with females reaching a higher maximum EtOH consumption, exhibiting more high-drinking days, and escalating their EtOH at a quicker rate compared to males. During early abstinence, EtOH drinkers (and particularly EtOH-drinking females) made more initiation omissions and were slower to initiate trials than H2O drinking controls, especially during pretraining. A similar pattern in trial initiations was also observed in discrimination, but not in reversal learning. EtOH drinking rats were unaffected in their reward collection and stimulus response times, indicating intact motivation and motor responding. Although there were sex differences in discrimination and reversal phases, performance improved over time. We also observed sex-independent drinking group differences in win-stay and lose-shift strategies specific to the reversal phase.

結論:

雌は学習初期のEtOH効果に対する脆弱性が高いことを示している：事前訓練および識別期の注意力測定には性依存性のEtOH効果があった。また、反転時の探索戦略にも性に依存しないEtOH効果が見られました。今後の研究では、急性および長期のEtOH離脱における注意と探索の変化の神経機構を明らかにすることを目指すべきである。

CONCLUSIONS: Females exhibit increased vulnerability to EtOH effects in early learning: there were sex-dependent EtOH effects on attentional measures during pretraining and discrimination phases. We also found sex-independent EtOH effects on exploration strategies during reversal. Future studies should aim to uncover the neural mechanisms for changes in attention and exploration in both acute and prolonged EtOH withdrawal.