Utilisation du conditionnement discriminatif en pharmacologie comportementale - article ; n°3 ; vol.89, pg 411-428

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L'année psychologique - Année 1989 - Volume 89 - Numéro 3 - Pages 411-428
Résumé
La pharmacologie comportementale dont l'objectif principal est d'étudier les effets des drogues sur le comportement, fait du paradigme de la discrimination un outil de recherche fondamental très complexe dont les conditions expérimentales sont aiséments comparables. D'une manière générale, des animaux placés dans une cage opérante à deux leviers apprennent à discriminer une drogue d'une solution saline. Chaque type d'injection nécessite de la part du sujet l'appui d'un levier déterminé. Une relation s'instaure progressivement entre les stimuli pharmacologiques et les réponses comportementales. Les tests de généralisation permettent de déterminer la variation possible de la réponse discriminative, face à la présentation de nouveaux stimuli.
Mots clés : pharmacologie comportementale, discrimination, drogues.
Summary : Drug Discrimination in behavioral pharmacology.
Behavioral pharmacology has evolved into an interdisciplinary research trying to qualify and to quantify the pharmacological effects of drugs using behavioral procedures. Most commonly, animals are trained to learn a drug vs. no drug discrimination in a two lever operant task and rely on cues provided by the drug to make the distinction. The so-called Drug Discrimination Paradigm allows to study dose-effect curves, behavioral and pharma-cological drug actions and the classification of new compounds among existing drug categories. By pressing the drug lever animals are reinforced after drug administration ; by pressing the vehicle lever they are reinforced after vehicle injection. When discrimination conditioning has been esta-blished between the drug and the non drug condition, tests with other dosages and other drugs can be run allowing thus to classify drugs without studying their direct effects on behavior.
Key words : behavioral pharmacology, drug discrimination paradigm, stimulus properties of drugs.
18 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : dimanche 1 janvier 1989
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Muriel Gewiss
Christian Heidbreder
Philippe De Witte
Utilisation du conditionnement discriminatif en pharmacologie
comportementale
In: L'année psychologique. 1989 vol. 89, n°3. pp. 411-428.
Résumé
La pharmacologie comportementale dont l'objectif principal est d'étudier les effets des drogues sur le comportement, fait du
paradigme de la discrimination un outil de recherche fondamental très complexe dont les conditions expérimentales sont
aiséments comparables. D'une manière générale, des animaux placés dans une cage opérante à deux leviers apprennent à
discriminer une drogue d'une solution saline. Chaque type d'injection nécessite de la part du sujet l'appui d'un levier déterminé.
Une relation s'instaure progressivement entre les stimuli pharmacologiques et les réponses comportementales. Les tests de
généralisation permettent de déterminer la variation possible de la réponse discriminative, face à la présentation de nouveaux
stimuli.
Mots clés : pharmacologie comportementale, discrimination, drogues.
Abstract
Summary : Drug Discrimination in behavioral pharmacology.
Behavioral pharmacology has evolved into an interdisciplinary research trying to qualify and to quantify the pharmacological
effects of drugs using behavioral procedures. Most commonly, animals are trained to learn a drug vs. no drug discrimination in a
two lever operant task and rely on cues provided by the drug to make the distinction. The so-called Drug Discrimination Paradigm
allows to study dose-effect curves, behavioral and pharma-cological drug actions and the classification of new compounds
among existing drug categories. By pressing the drug lever animals are reinforced after drug administration ; by pressing the
vehicle lever they are reinforced after vehicle injection. When discrimination conditioning has been esta-blished between the drug
and the non drug condition, tests with other dosages and other drugs can be run allowing thus to classify drugs without studying
their direct effects on behavior.
Key words : behavioral pharmacology, drug discrimination paradigm, stimulus properties of drugs.
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Gewiss Muriel, Heidbreder Christian, De Witte Philippe. Utilisation du conditionnement discriminatif en pharmacologie
comportementale. In: L'année psychologique. 1989 vol. 89, n°3. pp. 411-428.
doi : 10.3406/psy.1989.30236
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1989_num_89_3_30236L'Année Psychologique, 1989, 89, 411-428
REVUE CRITIQUE
Biologie du Comportement
Université de Louvain1
UTILISATION DU CONDITIONNEMENT DISCRIMINATE
EN PHARMACOLOGIE COMPORTEMENTALE
par Muriel Gewiss, Christian Heidbreder
et Philippe De Witte
SUMMARY : Drug Discrimination in behavioral pharmacology.
Behavioral pharmacology has evolved into an interdisciplinary research
trying to qualify and to quantify the pharmacological effects of drugs using
behavioral procedures. Most commonly, animals are trained to learn a drug
vs. no drug discrimination in a two lever opérant task and rely on cues
provided by the drug to make the distinction. The so-called Drug Discrimi
nation Paradigm allows to study dose-effect curves, behavioral and pharmac
ological drug actions and the classification of new compounds among
existing categories. By pressing the drug lever animals are reinforced
after drug administration ; by the vehicle lever they are vehicle injection. When discrimination conditioning has been esta
blished between the drug and the non drug condition, tests with other dosages
and other drugs can be run allowing thus to classify drugs without studying
their direct effects on behavior.
Key words : behavioral pharmacology, drug discrimination paradigm,
stimulus properties of drugs.
INTRODUCTION
La discrimination, par des êtres vivants, de la présence et des effets
différentiels de substances chimiques dans leur milieu intérieur reste le
dessein majeur de la pharmacologie comportementale.
A cet égard, la procédure dite discriminative semble être l'un des
paradigmes les plus largement utilisés dans ce domaine si l'on en juge
par le nombre important de publications et de symposiums qui lui sont
consacrés ces dernières années.
Contrairement aux autres tests comportementaux, la discrimination
1. Laboratoire de Psychobiologie, 1, place Croix-du-Sud, 1348 Louvain-la-
Neuve, Belgique. 412 M. Gewiss et al.
de drogue (Drug Discrimination Procedure) a ceci de particulier qu'elle
ne mesure pas les effets d'une drogue sur le comportement. La drogue
elle-même est la variable mesurée par le test ; elle sert de stimulus discri-
minatif , produisant des indices à partir desquels une mesure comportement
ale et par la suite une classification pharmacologique s'avèrent possible.
LA DISCRIMINATION
I. LES DROGUES COMME STIMULI INTERNES
L'intérêt croissant pour l'étude des effets des substances pharmaco-
logiques a fait des drogues l'outil indispensable permettant la mesure
des indices et des états pouvant être décelés par l'organisme vivant.
S'il est vrai que les drogues ont des effets directs sur le comportement,
elles peuvent aussi avoir des effets fonctionnels (Pickens, Meisch et
Thomson, 1978). De fait, les drogues produisent des effets qui se réper
cutent sur l'établissement, le maintien et le contrôle d'une grande
variété de comportements et qui s'étendent bien au-delà de la vie
métabolique des drogues.
Le concept de propriétés fonctionnelles d'une drogue doit son
origine, en psychologie, à une analyse expérimentale du comportement
au cours de laquelle les expérimentateurs (Thompson et Schuster, 1968)
se sont aperçus que des événements environnementaux peuvent présenter
de multiples effets sur le comportement. Alors que certains stimuli
provoquent des réponses que nous dirons « fixes », les mêmes stimuli,
présentés en interaction avec le comportement, peuvent produire des
effets distincts dont voici l'exemple typique :
1* Présentation de > EFFET DIRECT=Augmen ta ti on de
nourriture à un la salivation;
rat affamé peu d'autres
effets
Illustration non autorisée à la diffusion comportementaux
EFFET DIRECT* Idem
2" Même présentation > *
mais après une EFFET FOUCTIOWEL-Augmentation
réponse motrice dans la probabilité
d'apparition de la
réponse motrice
Fig. 1. — Illustration de la répercussion
d'événements environnementaux sur le comportement
Schematic representation of environmental events
recognized as having multiple effects on behaviour
(Thompson et Schuster, 1968) Conditionnement discriminatif et pharmacologie 413
Ces effets ne sont pas sans rappeler les relations fonctionnelles
impliquées lors de l'établissement de nouveaux comportements dans
l'apprentissage classique (Barry et Krimmer, 1978). D'autre part, nous
avons vu que dans le conditionnement opérant, un comportement émis
est contrôlé par la relation de son apparition avec les événements
conséquents. Si certaines de ces conséquences (renforcement) augment
ent la probabilité de renouvellement du comportement qu'elles suivent,
par présentation (renforcement positif) ou fin de stimulus (renforcement
négatif), d'autres (punitifs), en revanche, en réduisent la future probab
ilité. De plus, par sa relation fonctionnelle avec la réponse, un tel
comportement se voit contrôler de manière discriminative par l'état
émanant du stimulus environnant. Une réponse est donc renforcée en
présence d'un discriminatif et non en son absence. Quand deux
stimuli alternatifs sont employés, le sujet, par les réponses différentielles
qu'il émet, infère un processus de discrimination. Il importe de remar
quer qu'initialement, le sujet répond en fonction des indices les plus
prégnants et les plus proches de ceux utilisés habituellement. Quand ces
indices ne fonctionnent plus comme source de récompense, le stimulus
distinct associé avec l'effet induit par la drogue, se détache des stimuli
usuels et devient dominant.
II. LA DISCRIMINATION PROPREMENT DITE
L'apprentissage de la discrimination sert de base à l'acquisition
d'une grande variété de réponses appropriées à différentes situations.
Les hommes et les animaux apprennent à répondre de manière discrimi
native à une variété de stimuli (repères géographiques, amis, membres
d'une famille...). Une réponse particulière est renforcée en présence d'un
certain stimulus alors qu'une réponse alternative ne l'est pas. Ce renfor
cement différentiel est le fondement d'une vaste adaptation et d'une
faculté d'apprentissage du comportement. La discrimination nécessite
donc la capacité de choisir entre des réponses alternatives et d'établir
une différenciation entre les stimuli. La plupart de ces derniers, considérés
comme des événements externes, évoquent des activations différentielles
dans les récepteurs extéroceptifs, qui sont ensuite transmises au SNG.
Les réponses, quant à elles, produisent les stimuli discriminatif s les plus
immédiats. L'apprentissage de la discrimination peut être utilisé comme
méthode de mesure de la capacité individuelle à percevoir des différences
entre les stimuli. Notre connaissance des processus sensoriels ou percept
ifs chez l'homme et l'animal, s'est développée à partir de manipulations
expérimentales de stimuli variés, et de renforcements divers, afin de
mieux analyser les réponses différentielles. 414 M. Gewiss et al.
1. Les stimuli habituels et les stimuli induits par les drogues
Les discriminatifs sont des événements physiques ou bio
logiques, contrôlant de façon certaine l'apparition du comportement.
Jusque récemment, seuls les événements externes produits dans l'env
ironnement d'un organisme étaient considérés comme stimuli potentiels.
Le développement de la recherche pharmacologique a mis en évidence
le rôle possible de drogues comme stimuli discriminatifs à l'intérieur du
corps (Thompson et Pickens, 1971 ; Lai, 1977), pouvant agir non seul
ement par induction d'un état différent au centre même de l'organisme
mais aussi par une distorsion possible des expériences sensorielles
habituelles. L'hallucination en est un bon exemple, dans la mesure où
les drogues produisent un changement spécifique, se traduisant par la
perception d'une certaine illusion sensorielle (distorsion d'entrées sensor
ielles normales), constituant un sous-état accompagné d'indices physio
logiques et psychologiques. Il importe de noter que les changements
induits sont bien sûr largement dépendants de la classe pharmacologique
dont est issue la drogue.
2. Drogues et discrimination
Les drogues utilisées jusqu'à maintenant dans la procédure discrimi
native appartiennent à de nombreuses classes pharmacologiques (Over-
ton, 1976). Chaque drogue (quelle que soit sa nature), produisant un
changement perceptible où que ce soit dans le corps est à même d'exercer
un contrôle discriminatif sur le comportement (Colpaert, 1978). Nom
breux sont ceux qui pensaient que seules les drogues actives au niveau
du snc, pouvaient être discriminées (Overton, 1971 ; Barry, 1974).
Cependant des drogues peuvent, par l'intermédiaire de mécanismes
périphériques, agir au niveau central (Colpaert, Niemegeers et Janssen,
1976a ; Colpaert, Kuyps, Niemegeers et Janssen, 1976). Ainsi, une
action directe dans le snc n'est plus un pré-requis pour la discrimi
nation. Il peut sembler normal que des drogues capables de passer
la barrière hémato-encéphalique et d'agir au niveau du snc (présence
de récepteurs adéquats) soient plus rapidement actives et par là même
plus faciles à discriminer (Lai, 1977 ; Winter, 1978). Cette constatation
ne diminue aucunement le besoin d'établir clairement le rôle des effets
périphériques dans l'acquisition du contrôle qu'induit une drogue.
Les drogues de classes pharmacologiques diverses diffèrent quant à
la spécificité des stimuli qu'elles produisent. A l'intérieur d'une même
classe, les différences observées entre les substances devraient être prises
en considération lors de la sélection d'une drogue pour l'étude d'une
discrimination. En effet, tout stimulus produit une action propre au
type de drogue duquel il est issu, suivant les règles pharmacologiques
dépendant de la dose et du temps requis pour agir. Par ces caractéris
tiques, ce stimulus peut servir à vérifier la propriété d'une drogue Condilionnemenl discriminalif el pharmacologie 415
connue et prédire la classe à laquelle se rattache une nouvelle drogue
par une procédure différant de celles utilisées habituellement.
Une autre constatation intéressante réside dans le fait que les
drogues non aisément différenciées de la condition non drogue ne font
pas l'objet d'abus chez l'homme. Inversement, la plupart des drogues
discriminables sont sujettes à une nette consommation (Rosecrans,
1978) ; cette corrélation peut s'avérer très intéressante lorsque l'on
étudie la dépendance d'un sujet envers une drogue (Overton, 1971).
L'on comprend dès lors qu'un effet plaisant ou récompensant produit
par une substance puisse servir de stimulus très distinctif (Barry, 1974).
3. Stratégies employées pour obtenir une discrimination
— ■ Divers types de discrimination :
L'apprentissage de la d'une drogue peut se faire
selon 4 situations différentes (Järbe et Swedberg, 1982) :
1) Discrimination entre drogue et non drogue. — Cette situation amène
le sujet à discriminer une dose particulière d'un certain type de drogue
d'une condition véhicule (D vs. N). Le « stimulus drogue » est défini
en terme qualitatif (type de drogue et actions physiologiques correspon
dantes) et quantitatif (ampleur des changements induits par la dose de la
drogue). Le profil schématique d'une telle discrimination peut se tracer
de la façon suivante :
DA = Dose particulière d'une
certaine drogue A
d ' entraînement
Illustration non autorisée à la diffusion N * Absence de A
R « Réponse induite soit par la
drogue A soit par 1 ' absence
de drogue (N)
Fig. 2. — Schéma d'une situation
illustrant une discrimination de type drogue non drogue
Illustration of a drug versus no drug discrimination
where DA is a particular dose of a certain training drug :
N is no drug and R is the response (Järbe et Swedberg, 1982)
L'aire encerclée représente les propriétés inhérentes au stimulus de
la drogue d'entraînement, qui se détachent du reste de l'espace perceptif.
Les drogues qui n'entrent pas dans la catégorie D appartiennent par
définition à la catégorie N. Cependant, cette appartenance ne signifie pas
pour autant que les drogues testées ne possèdent aucun effet discrimi-
natif (Frey et Winter, 1977) puisqu'à leur tour, il arrive qu'elles soient
discriminables de la condition non drogue (Winter, 1975).
Retenons de ce type de discrimination qu'il permet de définir de '

M. Gewiss et al. 416
manière assez précise l'appartenance d'une nouvelle drogue à une classe
pharmacologique représentée par la drogue d' entraînement.
2) Discrimination entre deux doses différentes d'une même drogue
(Dx vs. D2). — Ce type de discrimination permet de fournir des informat
ions quant aux aspects quantitatifs et qualitatifs des stimuli discriminatifs
produits par différentes doses d'une même drogue. Lors d'injections de
différentes doses d'une même drogue, les effets sont perçus le long d'un
continuum d'intensité. De plus, dans une discrimination à deux choix,
les pentes des courbes de dose-réponse seront plus raides lors d'une discrimi
nation de type Dx vs. D2 que dans une situation N vs. D (cf. flg. suiv.,
Gewiss, 1988).
100, Hh
o 80
60
40
a. 9 o 20
Injections d'alcool en g/kg
Fig. 3. — Représentation de deux courbes dose réponse obtenues à
partir de deux types de discrimination distincts : D versus N et Dx versus D2 .
En ordonnée : le pourcentage de réponses « forte dose « obtenu ; en abscisse ;
les différentes doses testées.
Stimulus generalization curves obtained in rats trained to discriminate
intraperitoneal injections of saline from alcohol (1 gfkg) in a drug versus
no drug discrimination or alcohol (0,5 gjkg) from alcohol (2 g/kg) in a D1
versus D2 discrimination. Ordinate : percentage choice of (high dosage) ;
abscissa : various dosage of alcohol tested. Conditionnement discriminatif et pharmacologie 417
3) Discrimination de deux drogues différentes (Da vs. Dr). — Le
profil schématique d'une telle discrimination se traduit comme suit :
DA & DB - Doses particulières
de deux drogues
distinctes
R « Réponse
Fig. 4. — Schéma d'une situation illustrant une discrimination
entre deux drogues différentes (D^ et Dg)
Illustration of the Da versus Dß discrimination. Da is a particular dose
of a certain training drug : DB is a particular dose of another training drug,
pharmacologically different from Da and R is the response (Järbe et Swedberg,
1982).
Deux choix sont théoriquement mis à la disposition du sujet. Le
problème peut alors être défini des deux manières suivantes : 1) présence
de Da contre présence de Db ; 2) présence unique d'une des deux
drogues.
Lorsque les deux drogues produisent des effets discriminatifs, la
présence des stimuli des deux drogues détermine la discrimination.
Limitons-nous simplement à la situation où les stimuli sont de même
intensité, donc positivement définis et présentent une haute corrélation
avec les réponses disponibles. Etant donné les effets distincts des deux
stimuli, les courbes des gradients de généralisation devraient être plus
plates que celles de la discrimination N vs. D. On s'attend à ce que le
sujet fournisse un nombre de réponses réparties de façon égale lorsqu'il
est confronté à une situation où aucun élément n'est approprié aux deux
drogues ou lorsque la fournit des éléments communs aux (Järbe et Ohlin, 1979).
Ce type de discrimintaion permet de cerner de manière plus précise
les indices pharmacolo giques par lesquels deux drogues d'une même classe
peuvent se distinguer (Lai, 1977 ; Overton, 1977). De plus, lorsque les
stimuli discriminatifs de deux drogues sont issus de classes pharmaco-
logiques différentes, une acquisition plus rapide se produit si l'on établit
la comparaison avec la situation N vs. D. L'utilisation de deux drogues
appartenant à une même classe pharmacologique, par contre, développe
des discriminations plus lentes.
4) Discrimination avec trois réponses alternatives. — Cette discrimi
nation, plus longue en général que les précédentes (Colpaert et, Janssen,
1982), implique trois stimuli discriminatifs, chacun étant en corrélation
avec une réponse particulière, séparée des autres réponses disponibles.
AP — 14 418 M. Gewiss et al.
DA & DB » Doses particulières
de deux drogues
distinctes OB DA
N « Absence de DA ou DB
r - Réponse RN RB RA
Fig. 5. — Schéma d'une situation illustrant une discrimination
avec trois réponses alternatives
Illustration of the N versus D^ versus Dp discrimination. D a is a parti
cular dose of a certain training drug ; Dß is a particular dose of another tra
ining drug, pharmacologically different from D^ ; N is no drug and R is the
response (Järbe et Suiedberg, 1982).
Les prédictions que l'on peut faire d'un tel modèle de discrimination
sont les suivantes :
— une discrimination entre trois agents pharmacologiquement distincts,
d'intensité presque égale (Da vs. Db vs. De) devrait générer des
gradients de même type que ceux rencontrés lors de la discrimina
tion Da vs. Db (« effets distincts » et réponses moyennes de 33 %
lors de tests avec une solution saline) ;
— si le modèle est associé à un état N, les gradients devraient être
similaires à ceux générés en D vs. N, convertissant alors le problème
en trois types de discriminations : N vs. Da ; N vs. Db ; N vs. Do
De nouvelles drogues ne partageant pas les mêmes propriétés que les
drogues d'entraînement Da et Db seront généralisées à la condition N
dans une discrimination de type Da vs. Db vs. N (Swedberg et Järbe,
1986) ; par contre, si seules deux réponses sont possibles (Da ou Db
mais pas N), les résultats seront distribués de façon équivalente
(+ ou — 50 % sur chaque levier) ;
— le cas Dx vs. D2 vs. Db est une combinaison de discrimination intra-
et inter-drogue ;
— les cas N vs. D1 vs. D2 et Dt vs. D2 vs. D3 se rapportent à des stimuli
drogues d'intensité différente.
En conclusion, une référence respective aux cas D1 vs. D2 et N vs. B1
peut contribuer à clarifier les caractéristiques générales des discrimina
tions à trois choix.
4. La généralisation
La réussite de la discrimination, quel que soit le modèle choisi,
permet de soumettre les sujets à des tests de généralisation. Ces tests
sont insérés dans les sessions normales d'entraînement (notons, à cet
égard, qu'elles sont nécessaires pour maintenir la différenciation des Conditionnement discriminatif et pharmacologie 419
réponses tout au long de l'expérience). Ils se jouent sur une certaine
période de temps pendant laquelle aucun renforcement n'est attribué. Le
sujet doit répondre en fonction de la drogue ou de la dose injectée en
choisissant la condition d'apprentissage qui s'apparente le plus avec la
situation dans laquelle il se trouve momentanément plongé. Les tests
peuvent présenter deux sortes de généralisation : l'une dite quantitative,
l'autre qualitative.
— La généralisation quantitative :
Contrairement aux stimuli extéroceptifs qui peuvent être présentés
plusieurs fois lors d'une même session, la plupart des drogues ont une
durée d'action telle, qu'une seule présentation par session s'avère
possible, limitant ainsi la comparaison de procédure de généralisation de
drogue avec celle d'autres stimuli (extéroceptifs, en particulier).
Les résultats obtenus lors de la généralisation quantitative nous
permettent :
• de tracer une courbe de généralisation et d'en établir sa forme ;
• de discerner le seuil de perception de la drogue ;
• de savoir de quelle manière le choix des doses d'entraînement affecte
le gradient de généralisation (Schuster et Balster, 1977) ;
• de déterminer l'effet produit par des doses différentes de celles de
l'entraînement.
— La généralisation qualitative :
II est important de prendre en considération l'effet qualitatif que
peut produire l'injection d'une drogue sur le comportement discriminatif
(Colpaert, Niemegeers et Janssen, 19766 ; Gianutsos et Lai, 1976). Cette
dimension qualitative s'évalue à partir d'une administration de deux
drogues différentes. Le sujet est alors entraîné à une tâche de discrimi
nation entre ces deux substances (le plus souvent, une drogue X et
une solution saline). Après l'acquisition de la discrimination, de nouv
elles drogues Y, Z sont testées. La variable dépendante est en général
évaluée par « le pourcentage de réponse-drogue » correspondant, le plus
souvent, à la drogue d'entraînement. Trois situations peuvent alors se
présenter (Schuster et Balster, 1977) :
1) Celle qui révèle que la drogue testée est indiscernable de la drogue
d'entraînement (pourcentage de réponses- drogue (D) très élevé) ;
2) Celle qui révèle que la drogue testée est de la solution
saline (nombre élevé de réponses non drogue (N )) ;
3) Celle qui révèle que la drogue testée est différente à la fois de la
drogue d'entraînement et de la solution saline (nombre équivalent
de réponses drogue (D) non drogue (N)).
Signalons à titre purement informatif que les données obtenues lors
des tests de généralisation peuvent présenter certains problèmes d'inter-

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