Rats communicate extensively in the ultrasonic frequency range; ultrasonic vocalizations (USVs) occurring at 22 kHz serve an alerting function, whereas those occurring around 50 kHz have been proposed to reflect a state of positive affect. However, 50-kHz calls are acoustically heterogeneous and, not surprisingly, they also seem to differ in their behavioural significance. The first aims of this thesis were to identify subtypes of 50-kHz USVs, and determine how drug or social context alters their absolute and relative prevalence. These aims were addressed in Chapter 2, in which USVs emitted by adult rats were examined following amphetamine (AMPH) administration. A thorough analysis of over 20,000 USVs revealed that 50-kHz calls are comprised of at least 14 distinct call categories. Rat pair-testing and AMPH administration promoted the overall rate of calling in the 50 kHz range, but importantly, certain call subtypes were also preferentially enhanced or suppressed by these experimental conditions. Overall, the findings of Chapter 2 demonstrate that adult rat 50-kHz calls are considerably more heterogeneous than previously described. The first detailed classification of these calls is provided, laying a foundation for future work. AMPH promotes both dopamine (DA) and noradrenaline (NA) release; however, a possible noradrenergic (NAergic) role in the production of 50-kHz USVs in unstressed adult rats had not been investigated. Therefore, the second aim of this thesis was to test the hypothesis that NA contributes to the emission of 50-kHz USVs, possibly in a call subtype-selective manner. In Chapter 3, spontaneous and AMPH-induced 50-kHz USVs were examined following various systemic pretreatments targeting the NAergic system. The findings of Chapter 3 provide the first evidence of NAergic involvement in the elicitation of adult rat USVs by AMPH, showing that 50-kHz calls are differentially associated with α1 and β receptor mechanisms. They also highlight the importance of detailed call subtype analysis and suggest that NAergic contributions to psychostimulant euphoria may warrant further investigation. Opiate agonists form a major class of euphorigenic drugs, but it was unclear whether they affect 50-kHz USVs in a similar way to psychostimulants. Therefore, the third aim of this thesis was to determine the effects of rewarding and non-sedative doses of morphine on the 50-kHz call rate and profile (Chapter 4). Acute morphine administration consistently failed to promote 50-kHz calling or alter the call profile under a variety of experimental conditions. The findings of Chapter 4 show that even if 50-kHz calls, or certain call subtypes in particular, reflect hedonia in some contexts, this is not the case after acute systemic morphine administration. These results encourage caution when appraising the significance of 50-kHz calls.Finally, while the rate-enhancing and call profile-altering effects of systemic AMPH were found to be critically dependent on NAergic mechanisms (Chapter 3), the contribution of DA remained uninvestigated. Therefore, Chapter 5 tested the hypothesis that the USV response to AMPH depends on DAergic transmission by examining spontaneous and AMPH-induced 50-kHz calls following acute pretreatment with several D1- and D2-like DA receptor antagonists. Additionally, USVs were recorded from rats after acute administration of DA and NA reuptake inhibitors. The findings of Chapter 5 revealed that both the call rate and profile produced by AMPH depend on DA transmission through both D1- and D2-like receptors. However, inhibition of DA and NA reuptake per se was not sufficient to elicit an AMPH- or cocaine-like USV response. / Les rats communiquent considérablement dans la gamme de fréquence ultrasonique; les vocalisations ultrasoniques (VUS) qui survient à 22 kHz reflètent un état d'alerte, tandis que celles produites autour de 50 kHz semblent refléter un affect positif. Cependant, les appels à la fréquence de 50 kHz sont hétérogènes et ils semblent différer aussi au niveau de leur signification. Les premiers objectifs de cette thèse étaient d'identifier les sous-types de VUS à 50 kHz, et de déterminer si le contexte social et l'administration d'amphétamine (AMPH) peuvent les modifier. Nous avons donc examiné l'effet de l'administration d'AMPH sur les VUS chez les rats adultes dans le chapitre 2. Cette analyse de plus de 20 000 VUS a révélé que la fréquence de 50 kHz est constituée de plus de 14 catégories d'appels. Le taux global de ces appels est augmenté chez les rats en paires et après l'administration d'AMPH mais en plus, certains sous-types d'appels sont également renforcés ou réduits de manière préférentielle par ces conditions. Le chapitre 2 démontre donc que les appels à 50 kHz chez les rats adultes sont beaucoup plus hétérogènes que nous le pensions. Cette étude établit donc la première classification détaillée de ces appels, ce qui servira pour la recherche future. Nous savons que l'AMPH favorise à la fois la libération de la dopamine (DA) et de la noradrénaline (NA), mais le rôle de la NA dans la production des VUS de 50 kHz chez les rats adultes n'a pas encore été étudié. Par conséquent, le deuxième objectif de cette thèse était de vérifier si la NA contribue à l'émission des VUS de 50 kHz, en modifiant de manière sélective, certains sous-types d'appels. Dans le chapitre 3, nous avons donc examiné les VUS de 50 kHz qui surviennent spontanément, ainsi que celles qui sont provoqués par l'AMPH, après différents traitements systémiques ciblant le système noradrénergique (NAergique). Le chapitre 3 démontre pour la première fois que le système NAergique est impliquée dans la production des VUS provoqués par l'AMPH. Ainsi, les appels ultrasoniques de 50 kHz sont associés aux récepteurs α1 et β et à leurs mécanismes. Les agonistes des opiacés constituent une classe importante de médicaments qui entraine l'euphorie, mais il reste à clarifier si ils modifient les VUS de 50 kHz de façon similaire aux psychostimulants. Le troisième objectif de cette thèse était donc d'étudier l'effet des doses non sédatives et euphorisantes de morphine sur le profil d'appels ultrasoniques de 50 kHz (chapitre 4). Malgré plusieurs conditions expérimentales, nous n'avons pas réussi à promouvoir ou à modifier les appels de 50 kHz après l'administration de morphine. Le chapitre 4 démontre donc que même si les appels de 50 kHz (et certains sous-types d'appels) reflètent un état hédonique dans certains contextes, ce n'est pas le cas après l'administration de morphine systémique. Alors que l'AMPH provoque l'augmentation d'appels et la modification de leurs profiles et que ceux-ci dépendent dramatiquement sur les mécanismes NAergique (chapitre 3), la contribution de la dopamine (DA) reste a être élucidé. Par conséquent, le chapitre 5 examine le rôle de la dopamine sur les appels de 50 kHz en analysant si l'effet de l'AMPH sur les VUS dépend sur la transmission DAergique. C'est après l'administration de plusieurs antagonistes DAergiques aux récepteurs D1 et D2 que les appels de 50 kHz spontanés et provoqués par l'AMPH ont été analysés. De plus, nous avons analysé les VUS chez des rats après l'administration d'inhibiteurs sélectifs de la récapture de la DA et la NA. Le chapitre 5 a donc révélé que le taux d'appel et le profil d'appel provoqué par l'AMPH dépend sur la transmission de la DA et sur l'activation des récepteurs D1 et D2. Cependant, l'inhibition de la recapture de la DA et la NA en soi n'est pas suffisante pour provoquer une réponse de VUS similaire à celle provoquée par l'AMPH ou la cocaïne.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121205 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Wright, Jennifer |
| Contributors | Paul Clarke (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Pharmacology & Therapeutics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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