We describe a novel role for dopamine in devaluing sensory memories of reward. Mesencephalic dopamine cells activated during a mediated devaluation phase were later chemogenetically reactivated. This retrieval of the devalued reward memory elicited a reduction in the hedonic evaluation of sucrose reward. Through optogenetic and chemogenetic manipulations, we confirm dopamine cells are both sufficient and necessary for mediated devaluation, and retrieval of these memories reflected dopamine release in the nucleus accumbens. Consistent with our computational modelling data, our findings indicate a critical role for dopamine in encoding predictive representations of the sensory features of reinforcement. Overall, we illuminate the elaborate nature of reinforcement signals encoded by dopamine and suggest novel approaches to treating a host of psychobiological disorders.

Abstract The dopamine system has been implicated in decision-making particularly when associated with effortful behavior. We examined acute optogenetic stimulation of dopamine cells in the ventral tegmental area (VTA) as mice engaged in an effort-based decision-making task. Tyrosine hydroxylase-Cre mice were injected with Cre-dependent ChR2 or eYFP control in VTA. While eYFP control mice showed effortful discounting, stimulation of dopamine cells in ChR2 mice disrupted effort-based decision-making by reducing choice towards the lever associated with a preferred outcome and greater effort. Surprisingly, disruptions in effortful discounting were observed in subsequent test sessions conducted in the absence of optogenetic stimulation, however during these sessions ChR2 mice displayed enhanced high choice responding across trial blocks. These findings suggest increases in VTA dopamine cell activity can disrupt effort-based decision-making in distinct ways dependent on the timing of optogenetic stimulation.

A growing body of literature indicates that mediated learning techniques have specific utility for tapping into reality testing in animal models of neuropsychiatric illness. In particular, recent work has shown that animal models that recapitulate various endophenotypes of schizophrenia are particularly vulnerable to impairments in reality testing when undergoing mediated learning. Multiple studies have indicated that these effects are dopamine receptor 2-dependent and correlated with aberrant insular cortex (IC) activity. However, until now, the connection between dopamine and the IC had not been investigated. Here, we utilized a novel intersectional approach to label mesencephalic dopamine cells that specifically project to the insular cortex in both wild-type controls and transgenic mice expressing the dominant-negative form of the Disrupted-in-Schizophrenia-1 (DISC-1) gene. Using these techniques, we identified a population of cells that project from the ventral tegmental area (VTA) to the IC. Afterward, we conducted multiple studies to test the necessity of this circuit in behaviors ranging from gustatory detection to the maintenance of effort and, finally, mediated performance. Our results indicate that perturbations of the DISC-1 genetic locus lead to a reduction in the number of cells in the VTA → IC circuit. Behaviorally, VTA → IC circuitry does not influence gustatory detection or motivation to acquire sucrose reward; however, inactivation of this circuit differentially suppresses Pavlovian approach behavior in wild-type and DISC-1 transgenic mice during mediated performance testing. Moreover, under these testing conditions, inactivation of this circuit predisposes wild-type (but not DISC-1) mice to display impaired reality testing. (PsycInfo Database Record (c) 2024 APA, all rights reserved).