utilité / utilisation du conditionnement (pavlov et skinner) dans les études comportementales chez...
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Utilité / utilisation du conditionnement (Pavlov et
Skinner) dans les études comportementales chez l’Animal
DIU de tabacologie 2008- Caroline Louis
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L’étude des composés ayant un potentiel de dépendance chez l’animal repose sur un schéma très simpliste…
Sevrage
Stimuli discriminatifs du contexte
AdaptationsNeuronale
et Comportementale
SensibilisationTolérance…
Désir de drogue
Mécanismesde renforcement
Arrêt du sevrageEuphorie
Diminution anxiété
Prise de drogue
Renforcementpositif
# « plaisir »
…mais déjà très complexe !
Plan1. Conditionnement pavlovien
1. Expérience chez le chien2. Préférence de place conditionnée3. Aversion gustative conditionnée4. Tolérance conditionnée5. Syndrome de sevrage conditionné6. Sensibilisation conditionnée7. Exemple clinique
2. Conditionnement opérant (skinner)1. Conditionnement opérant
2. Activation du système de récompense
3. Autoadministration de nicotine
4. Facteurs environnementaux & autoadministration de nicotine
5. Discrimination de drogueChez le rat & chez le fumeur
1. Conditionnement classique (Type I, Pavlovien) 1927:
Procédure expérimentale visant au contrôle d’un comportement par un stimulus initialement neutre.
Sonnerie
Nourriture
Phase 1 : situation avant le conditionnement
Réaction d’éveil
Salivation
Stimulusinconditionnels
Réactionsinconditionnelles
Phase 2 : conditionnement
puis
Réaction d’éveilet salivation
Phase 3 : situation après
conditionnement
SalivationStimulusconditionnel
Réactionconditionnée
Extinction de la réaction conditionnelle en absence du stimulus inconditionnel (nourriture)
Réinstallation de la réaction conditionnelle par le stimulus inconditionnel (nourriture)
Conditionnement Pavlovien chez le chien
0
10
20
30
40
50
60
70
80
sessions
Gou
ttes
de
sali
ve
Exemples de conditionnement pavlovien 2- Préférence de place conditionnée
Phase de conditionnement
Sérum phy DrogueTest
(sans injection)
Chacune des textures (stimulus inconditionnel) est associée de manière répétée avec une administration de phy ou de drogue.
Le temps passé sur chacune des textures est mesuré.L’environnement a acquis les propriétés renforçantes de la drogue qui y a été antérieurement associée.
Exemples de conditionnement pavlovien 2- Préférence de place conditionnée
Exemple de place préférence appliquée à la nicotine
CocaineCocaine (mg/kg, s.c.) (mg/kg, s.c.)
0 0,5 1 2 4
**
0
400
600
800
1000
**
Tp
s (s
) p
assé
su
r la
tex
ture
as
so
ciée
à l
a c
oca
ïne
NicotineNicotine (mg/kg, s.c.) (mg/kg, s.c.)
0 ,006 ,06 ,12 ,6
*
Tp
s (s
) p
assé
su
r la
tex
ture
as
so
ciée
à l
a n
ico
tin
e **
0
400
600
800
1000
Exemples de conditionnement pavlovien 2- Préférence de place conditionnée
Rimonabant antagonises Nicotine (0.06 mg/kg, sc)-
induced Conditioned Place Preference
Rimonabant (mg/kg, ip)
before Test Session
0 0.3 1 3
*
+++++
++
400
600
800
1000
00 0.3 1 3
**
Rimonabant (mg/kg, ip)
before Conditioning Sessions
400
600
800
1000
0
+++ +++++
Tim
e (
s) s
pent
on t
he
Tim
e (
s) s
pent
on t
he
nic
oti
ne-
nic
oti
ne-
pair
ed t
extu
re
pair
ed t
extu
re / 2
0 m
in/
20
min
[From Forget et al., 2005]
Exemples de conditionnement pavlovien 3- Aversion gustative conditionnée
- Aversion pour un aliment nouveau si l’ingestion de celui-ci a été suivie par les symptômes d ’une intoxication
- Première expérience avec la drogue
- Induction d’une aversion pour dégoûter de la drogue (thérapie aversive)
Injection desérum physiologique ou de chlorure de lithium (LiCl)
Animaux ont accès à un biberon de saccharine pendant 1 h
Jour 1 : Jour 2 :
Animaux ont accès à un biberon de saccharine pendant 1 h
0
2
4
6
8
10
12
14
Animauxtémoins
Animauxtraités au LiCl
Jour 1 Jour 2Consommation de saccharine (g) pendant 1 h
Exemples de conditionnement pavlovien 3- Aversion gustative conditionnée
3- Aversion gustative conditionnée induite par la nicotine chez différentes souches de souris
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
0,5 mg/kg 1 mg/kg 2 mg/kg
C57BLDBABALBC3H
Dif
fére
nc e
de
con
som
mat
i on
en
tre
l e j
ou
r 2
et l
e j o
ur
1 (m
l)
Dose de nicotine
D’après Risinger et Brown, Life Sci, 58:PL223-229;1996
Exemples de conditionnement pavlovien 4- Tolérance conditionnée
Tolérance aux effets d’un produit = diminution de l’effet d’un produit après administration répétée
- tolérance aux effets aversifs- tolérance aux effets plaisants escalade de la consommation
Tolérance conditionnée = le développement de la tolérance peut être accéléré si toutes les administrations sont toujours faites dans le même environnement
Tolérance aux effets analgésiques de la morphine chez le rat :
rôle de l’environnement L
aten
ce d
e la
réa
ctio
n (s
ec)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Plaque chauffante
1 injection desérumphysiologique
1 injection demorphine
Plusieurs injectionsdans le mêmeenvironnement
Plusieurs injectionsdans différentsenvironnements
D’après Siegel et al 1978
Tolérance aux effets de l’éthanol :rôle de l ’environnement
Dur
ée d
e la
per
te d
e ré
flex
e (s
ec)
0
5
10
15
20
25
30
Perte de réflexe chez lasouris
1 injection d'éthanol
Plusieurs injectionsdans le mêmeenvironnement
Plusieurs injectionsdans différentsenvironnements
D’après Melchior et Tabakoff 1981; Crowell et al 1981
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
Hypothermie chez le rat
Cha
ngem
ent d
e te
mpé
ratu
re (
°C)
Exemples de conditionnement pavlovien 6- Sensibilisation conditionnée
Sensibilisation = augmentation de l’effet d’un produit après administration répétée
- Sensibilisation aux effets plaisants de la drogue- Sensibilisation des systèmes de neurotransmission à la dopamine
Sensibilisation conditionnée = le développement de la sensibilisation peut être accéléré si toutes les administrations sont toujours faites dans le même environnement
6-Sensibilisation conditionnée aux effets stimulants de la nicotine chez le rat : rôle de l’environnement
Act
ivit
é lo
com
otri
ce
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
développement de lasensibilisation
1 injection de sérumphysiologique
1 injection nicotine 0,6mg/kg
Plusieurs injections dansdifférents environnements
Plusieurs injections dans lemême environnement
D’après Walter et Kuschinsky 1989
• Ces procédures mettent en jeu des administrations faites de manière « autoritaire » à l’animal
SKINNER ET "LE CONDITIONNEMENT OPERANT“(1938) CONDITIONNEMENT OPERANT (TYPE II, SKINNERIEN, INSTRUMENTAL):
Procédure visant à contrôler un comportement (réponse) en le faisant suivre de façon systématique par un renforcement
Renforcement : événement entraînant une réponse dans le but d'augmenter le nombre de renforcements (renforcement positif)de diminuer le nombre de renforcements (renforcement négatif)
Renforcement positif nourriture stimulation de certaines régions cérébrales substances
Renforcement négatif choc électrique
(réaction d'évitement ou d'échappement) syndrome de sevrage
1.Conditionnement instrumental; petit lexique
Exemples de conditionnement skinnerien 2- Autoadministration de nicotine
Cathéter implanté dans la veine jugulaire
Réponse
Instrumentale(appui sur le levier)
Seringue nicotine
FR1FR2FR3FR4FR5Nombre d'appuis pour une injection01020304050607080 Nombre d'appuis Nombre d'injections de nicotine
00.010.030.1Nicotine (mg/kg/injection i.v.)01020Nombre d'injections //
00.010.030.1Nicotine (mg/kg/injection i.v.)01020Nombre d'injections //**
0 0.01 0.03 0.1
Nicotine (mg/kg/injection i.v.)
0
10
20
Nomb
re d'
injec
tions
//
**
Autoadministration de nicotine : nombre d’injections en fonction de la dose de nicotine
Session d’une heure par jour
v)
Autoadministration de nicotine : contrôle de la quantité de nicotine obtenue dans une session
FR1FR2FR3FR4FR5Nombre d'appuis pour une injection01020304050607080 Nombre d'appuis Nombre d'injections de nicotine
00.010.030.1Nicotine (mg/kg/injection i.v.)01020Nombre d'injections //**
0.6
0.4
0.2
0
Tota
l nico
tine in
take (mg/kg
)
Leve
r P
ress
es /
60
min
NICOTINE (mg/kg/infusion)
150
100
50
0
0 .003 .01 .03 .06
Inactive Lever
Active Lever
Adapted from Corrigall & Coen, 1989
Nicotine self-administration in rats (FR5-TO60s)
(14)(12)
(3)
(9)
Autoadministration de nicotine : extinction du comportement
C 1 2 3 4 5 6
Sessions
0
5
10
15
20
25
30
35
40
No
mb
re d
'ap
pu
is
sérum physiologique i.v.
Nicotine i.v.
Session d’une heure par jour
Autoadministration de nicotine : diminution des réponses avec des composés proposés dans le
sevrage tabagique
SSR591813 = Dianicline
Pour une consommation de 10 cigarettes par jour, un fumeur inhale 150 bouffées.
A chaque bouffée, l’effet de la nicotine est associé à des stimuli contextuels (sensations tactiles et olfactives).
Ces stimuli deviennent des renforcements secondaires et contribuent au maintien du besoin de fumer
Exemples de conditionnement skinnerien 3- Rôle des facteurs environnementaux dans la dépendance
envers le tabac
Rôle des facteurs environnementaux dans la dépendance envers le tabac (1/3)
Stimulus lumineux
Introduction du stimulus conditionnel
+Nicotine iv
Facteurs environnementaux+ pharmacologiques
1 appui
Rôle des facteurs environnementaux dans la dépendance envers le tabac : déroulement de l’expérience (2/3)
Facteurs environnementaux
1 appui
nicotine
1 appui
Aucun renforcement
nicotine
C 1 7 14 30 60 1 7 14
Sessions
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Nom
bre
d'ap
puis
// //
nicotine + son +lumière
son +lumière
Aucun renforcement
Rôle des facteurs environnementaux dans la dépendance envers le tabac (3/3)
Les stimuli conditionnés (son et lumière) ont acquis des propriétés renforçantes
PHASE 1 : Entraînement : le rat apprend à reconnaître les effets (=stimulus interoceptif) d’une injection de nicotine vs une injection de sérum physiologique
PHASE 2 : Test de généralisation
Exemples de conditionnement skinnerien 4- Discrimination de drogue
Renforcement(nourriture)
G D
Nicotine
Appui à G Appui à D
Rien
G D
Sérum physiologique
Appui à G
Rien
Appui à D
Renforcement (nourriture)
G D
Si substance « perçue » comme nicotine appui à gauche
Si substance « non perçue » comme nicotine appui à droite
substance x Stimulus interoceptif
Effets discriminatifs de la nicotine
Le Foll & Goldberg 2005
Propriétés discriminatives de la nicotine & études pharmacologiques
Antagoniste des récepteurs nicotiniques 7
Antagoniste des récepteurs nicotiniques 42
Agoniste partiel des récepteurs nicotiniques 42
C 3 6 12 20
0
20
40
60
80
100
Rép
on
se n
ico
tin
e
Nicotine (µg/kg)
Nicotine
Mécamylamine +nicotine
Les sujets discriminent la nicotine
La mécamylamine, antagoniste nicotinique, bloque les effets discriminatifs (subjectifs) de la nicotine
Discrimination de nicotine chez le fumeur (2/3)
C 3 6 12 20
Nicotine (mg/kg)
0
20
40
60
80
100
Dési
r de
fum
er
Nicotine
Mécamylamine +nicotine
C 3 6 12 20
Nicotine (mg/kg)
0
20
40
60
80
100
Effe
t stim
ulan
t
Nicotine
Mécamylamine +nicotine
Discrimination de nicotine chez le fumeur (3/3)
Modèle animal de la dépendance tabagique
Il doit reproduire les signes de la maladieAugmentation progressive de la consommation jusqu'à une perte de contrôle de la consommation
Apparition de signes de sevrage à l'arrêt de la consommation
Il doit être sensible aux mêmes facteurs que ceux qui prédisposent à la maladie
Stress, environnement, base génétique
Il doit permettre de prédire l'efficacité d'un traitement Substitution nicotinique, bupropion