title: Incentive motivation and ultrasonic vocalizations in rats
title: Ultraschallvokalisation und Anreizmotivation bei Ratten
Creators: name: Brenes Sáenz, Juan Carlos
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: Ultraschall
Motivation
Ultrasonic Vocalization
Psychologie
Vokalisation

description: Bei Erfahrung einer Belohnung
      können die durch die Belohnung induzierten affektiven
      Reaktionen assoziiert werden mit den sensorischen
      Eigenschaften der Belohnung und dazu gehörigen Hinweisreizen.
      Jedoch ist die Art und Weise, in der solche affektiven
      Belohnungsrepräsentationen bei Tieren zum Ausdruck kommen,
      bislang weitgehend ungeklärt. Heranwachsende und
      ausgewachsene Ratten kommunizieren mithilfe von
      Ultraschallvokalisationen (USV), die auch als
      situationsabhängige affektive Signale dienen. Da Ratten
      hochfrequente USV (d.h. 50-kHz) in sozialen und
      nicht-sozialen Belohnungssituationen aussenden, könnten sich
      50-kHz Rufe als Indikatoren für den anreiz-motivationalen
      Zustand von Ratten dienen, die darauf trainiert wurden,
      Nahrungsbelohnungen unter bestimmten Hinweisreizen zu
      antizipieren. Generell zeigen die vorliegenden Ergebnisse,
      dass Belohnungsreize wirksam werden, um 50-kHz Rufe
      auszulösen. Jedoch kann unter bestimmten Bedingungen die
      Aussendung von 50-kHz Rufen entweder durch einen hohen
      motivationalen Status unterdrückt werden, oder, noch
      bemerkenswerter, ausgelöst werden, obwohl Nahrungsbelohnungen
      durch einen Sättigungszustand abgewertet wurden. Ratten
      erleben eventuell sowohl einen Hungerzustand als auch das
      Warten auf eine tägliche Mahlzeit als negativ, falls sich die
      dargebotene Nahrungsbelohnung als weniger befriedigend als
      erwartet erweist. Das Erlernen der Antizipation solch eines
      negativen Zustandes schien die positiven affektiven
      Reaktionen zu unterdrücken, die ansonsten durch den Zugang zu
      erwartetem Futter ausgelöst worden wären. Solch ein
      frustrationsähnlicher Effekt trat nur auf der USV-Ebene auf,
      aber nicht auf der behavioralen, wie in Veränderungen im
      Lernen oder der Motivation, sich der Belohnung anzunähern und
      diese zu konsumieren. Im Gegensatz dazu verhinderte der
      kontinuierliche Belohnungszugang die Unterdrückung von USV.
      Überraschenderweise äußerten die Ratten, trotz des Zustandes
      der Sättigung und fehlender Motivation die Belohnung
      aufzusuchen und zu konsumieren, weiterhin appetitive USV wenn
      Hinweisreize präsentiert wurden, die ein bislang begehrtes
      Futter vorhersagten. Ratten scheinen insgesamt, ähnlich wie
      Menschen, Belohnungen affektiv und über basale
      Nahrungsbedürfnisse hinaus zu repräsentieren. Allerdings ist
      auch bekannt, dass sich die Fähigkeit, Anreize auf
      Belohnungs-Hinweisreize zu attribuieren, interindividuell
      stark unterscheidet. Die zweite Studie befasste sich daher
      mit der Analyse von individuellen Unterschieden in
      konditionierter antizipatorischer Aktivität, die durch
      belohnungsassoziierte Hinweisreize ausgelöst wurde, quasi als
      Indiz für die ihre Prädisposition, motivationale Anreize auf
      eigentlich neutrale Stimuli zu attribuieren. In mehreren
      Experimenten zeigten diejenigen Ratten, die dazu neigten,
      Anreize auf Belohnungs-Hinweisreize zu attribuieren -
      angezeigt durch ein hohes Niveau an entweder Aufrichte- oder
      sign-tracking-Verhalten – auch erhöhte belohnungsinduzierte
      affektive Reaktionen, d.h. 50-kHz Rufe. Wenn Ratten nach
      einer testfreien Phase nochmals Belohnungs-Hinweisreizen
      ausgesetzt wurden, löste dies sogar noch mehr USV als zuvor,
      vor allem bei denjenigen Versuchstieren, die dazu neigten,
      Anreize auf Belohnungs-Hinweisreize zu attribuieren.
      Ultraschallrufe traten reliabel über die Zeit hinweg auf und
      auch trotz erfüllter physiologischer Bedürfnisse.
      Interessanterweise wurden USV auch dann noch ausgelöst, wenn
      belohnungsorientierte Verhaltensweisen und exploratorische
      Aktivität durch Belohnungsabwertung drastisch abgeschwächt
      wurden. Bei derartigen Individuen scheint es, assoziiert mit
      dem Anreizlernen, zu Adaptionen im dopaminergem System zu
      kommen, was durch eine abgeschwächte Verhaltensantwort auf
      den Katecholamin-Agonisten Amphetamin und den
      Dopaminrezeptor-Antagonisten Flupenthixol angezeigt wurde.
      Die Untersuchung der psychologischen und neurobiologischen
      Faktoren, die affektiven Zuständen, wie bei der
      Anreizmotivation unterliegen, ist relevant für präklinische
      und klinisch-orientierte Forschung. Die vorliegenden Befunde
      könnten translationales Potential besitzen, da individuell
      die exzessive Attribution von Anreizen auf
      Belohnungs-Hinweisreize zu zwanghaften Verhaltensstörungen,
      wie beispielsweise übermäßigem Essen, Spielsucht, und
      Drogenabhängigkeit, führen könnte. Bestimmte Aspekte dieser
      menschlichen Störungen könnten mit Tiermodellen, wie sie in
      den vorliegenden Studien implementiert wurden, weitergehend
      untersucht werden.
description: After experiencing a reward, the
      positive affective reactions it induces can become associated
      with its sensory properties and related cues. However, the
      manner in which such affective reward representations are
      expressed in animals remains unclear. Juvenile and adult rats
      communicate through ultrasonic vocalizations (USVs), which
      also serve as situation-dependent affective signals. Since
      rats emit high frequency (i.e., 50-kHz) USVs in socially and
      non-socially rewarding situations, 50-kHz calls might prove
      to be a way incentive motivational state is signaled when
      training rats to anticipate food rewards under some
      predictable cues. In general, the results show that
      reward-cues become effective to elicit 50-kHz calls. Under
      certain conditions, however, the utterance of 50-kHz calls
      can be either suppressed during a highly motivational state,
      or more strikingly, can be elicited when food rewards were
      devalued by satiation. For rats, both a state of hunger and
      waiting for access to a daily meal can be negatively
      perceived if the food reward offered turns out to be less
      satisfying than expected. Learning to anticipate such a
      negative state seemed to suppress the otherwise positive
      affective reactions evoked by having access to a highly
      expected food. Such a frustration-like effect occurred only
      at the USVs level without being indicated behaviourally
      through changes in rats’ learning and motivation to approach
      and consume the reward. In contrast, providing continued
      access to the reward prevented the suppression of USVs.
      Surprisingly, in spite of being sated and no longer
      interested in seeking and consuming the reward, rats
      nevertheless continued to emit appetitive USVs in the
      presence of cues predicting a previously desired food. Rats
      as a whole, just as with humans, seem to represent rewards
      affectively beyond basal appetite requirements. However, the
      ability to attribute incentive salience to reward cues has
      been shown to strongly differ among individuals. The second
      study, therefore, focused on the analysis of individual
      differences in conditioned anticipatory activity elicited by
      reward-related cues as indicative of the predisposition of
      animals to attribute incentive salience to otherwise neutral
      stimuli. Across several experiments, individual rats prone to
      attribute incentive salience to reward cues –as indicated by
      high levels of either rearing activity, or sign-tracking
      behavior– showed heightened reward-induced affective
      responses, namely in the form of 50-kHz calls. When
      re-exposing rats to reward cues after a non-testing period,
      USVs were elicited even at higher rates than previously,
      especially in subjects prone to attributing incentive
      salience to reward cues. USVs appeared reliably expressed
      over time and persisted despite physiological needs have
      already been fulfilled. Interestingly, USVs were still
      elicited by reward cues even though reward-oriented behaviors
      and exploratory activity were drastically weakened by reward
      devaluation. Additionally, prone subjects seemed to undergo
      particular adaptations in their dopaminergic system related
      to incentive learning, as indicated by the attenuated
      response to the catecholamine agonist amphetamine and to the
      dopamine receptor antagonist flupenthixol. The investigation
      of the psychological and neurobiological factors underlying
      affective states as related to incentive motivation is of
      remarkable relevance in preclinical- and clinical-oriented
      research. The current findings may have translational
      potential, since for some individuals, excessive attribution
      of incentive salience to reward cues may lead to compulsive
      behavior disorders, such as overeating, pathological
      gambling, and drug addiction. Certain aspects of these
      disabling human conditions can be further investigated with
      the same animal models as implemented in the present
      studies.