コカインは、ミツバチの採餌行動と生物原性アミン変調行動反射に影響を与えます

人間や他の哺乳類では、乱用の薬物は、報酬と幸福感の主観的な経験につながる脳内の生物発生アミン経路の機能を変化させます。生物原性アミン経路は、多様な動物門全体の報酬処理に関与していますが、コカインがこれらの神経化学的経路に作用して、哺乳類以外の動物門で同様のやりがいのある行動効果を引き起こすかどうかは不明です。以前は、コカイン治療後にスクロースフィーダーから戻ってくるときに、ミツバチが踊る可能性が高いことが示されています（報酬の知覚の信号）。ここでは、コカインが報酬関連の行動を変化させたかどうか、およびミツバチの生物原性アミン調節行動反応をより広く調べました。ミツバチは、コカインを受けた場所を好み、コカイン治療に応じて低品質のショ糖フィーダーで採餌すると採餌速度を高めます。コカインはまた、スクロースへの反射的な物質拡張を増加させ、電気ショックへの刺すような拡張を増加させました。これらの単純な反射は両方とも、生物系アミンによって調節されます。これは、全身性コカイン治療が昆虫中の生体アミンによって調節される行動反応を変えることを示しています。昆虫の報酬反応にはオクトパミンとドーパミンシグナル伝達の両方が含まれるため、コカイン治療によりミツバチの行動の多様な報酬関連の側面が変化したと結論付けます。植物防御化合物としてのコカインの生態を理解するためのこれらの結果の意味について説明します。私たちの調査結果は、コカインの行動への影響を理解するためのモデルシステム、および潜在的に他の乱用薬物のモデルシステムとして、ミツバチをさらに検証します。

In humans and other mammals, drugs of abuse alter the function of biogenic amine pathways in the brain leading to the subjective experience of reward and euphoria. Biogenic amine pathways are involved in reward processing across diverse animal phyla, however whether cocaine acts on these neurochemical pathways to cause similar rewarding behavioural effects in animal phyla other than mammals is unclear. Previously, it has been shown that bees are more likely to dance (a signal of perceived reward) when returning from a sucrose feeder after cocaine treatment. Here we examined more broadly whether cocaine altered reward-related behaviour, and biogenic amine modulated behavioural responses in bees. Bees developed a preference for locations at which they received cocaine, and when foraging at low quality sucrose feeders increase their foraging rate in response to cocaine treatment. Cocaine also increased reflexive proboscis extension to sucrose, and sting extension to electric shock. Both of these simple reflexes are modulated by biogenic amines. This shows that systemic cocaine treatment alters behavioural responses that are modulated by biogenic amines in insects. Since insect reward responses involve both octopamine and dopamine signalling, we conclude that cocaine treatment altered diverse reward-related aspects of behaviour in bees. We discuss the implications of these results for understanding the ecology of cocaine as a plant defence compound. Our findings further validate the honey bee as a model system for understanding the behavioural impacts of cocaine, and potentially other drugs of abuse.