The Abused Inhalant Toluene Impairs Medial Prefrontal Cortex Activity and Risk/Reward Decision-Making during a Probabilistic Discounting Task
Notice bibliographique
Résumé
Inhalant (e.g., toluene) misuse is linked to behavioral and cognitive deficits in humans, yet preclinical studies of the effect of inhalants on higher-order cognition are limited. We addressed this gap in the literature by examining the effect of toluene vapor exposure on risk/reward decision-making in male and female Sprague-Dawley rats using a probabilistic discounting task. In this task, rodents chose a risky/large reward or a safe/small reward, with the odds of risky reinforcement descending or ascending throughout the test session. We observed a dose-dependent, sex-independent deficit in behavioral flexibility during probabilistic discounting caused by acute toluene exposure. Rats exposed to toluene vapor during adolescence and tested as adults performed comparably to air-treated controls and were susceptible to the effects of an acute toluene challenge. These behavioral flexibility deficits observed suggests dysfunctional medial prefrontal cortex (mPFC) activity. To address this hypothesis, we virally expressed the genetically encoded calcium sensor GCaMP6f in glutamatergic mPFC neurons and monitored calcium transients in real-time usingin vivofiber photometry. mPFC activity peaked before either lever press during free-choice trials in toluene- and air-treated animals. During forced-choice trials, GCaMP6f transients shifted from pre-risky to pre-safe choice, an effect mitigated by acute toluene exposure. mPFC activity decreased during rewarded trials, with larger decreases following risky/large wins compared with safe/small wins. Toluene-treated animals also had decreased mPFC activity during rewarded trials, but there was no distinction between risky/large wins and safe/small wins. These results provide physiological evidence for mPFC-dependent behavioral deficits caused by toluene. SIGNIFICANCE STATEMENTInhalants (e.g., toluene) are an understudied class of drugs of abuse that cause devastating behavioral and cognitive deficits in humans. Understanding the neurobiological interactions of toluene vapor using animal models is important for developing effective treatment strategies for inhalant addicts. Here we find that toluene vapor reduces behavioral flexibility in rodents making risk/reward-based decisions. The medial prefrontal cortex (mPFC) drives behavioral flexibility during this type of decision-making and we show that toluene reduces the ability of mPFC neurons to track optimal choices as reward probabilities change. Toluene also reduces these neurons' ability to distinguish between small and large rewards. A combination of these factors likely leads to the impaired performance in probabilistic discounting following acute toluene exposure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».