ABSTRACT Background Environmental reward-predictive stimuli provide a major source of motivation for adaptive reward pursuit behavior. This cue-motivated behavior is known to be mediated by the nucleus accumbens core (NAc). The cholinergic interneurons in the NAc are tonically active and densely arborized and, thus, well-suited to modulate NAc function. But their causal contribution to adaptive behavior remains unknown. Here we investigated the function of NAc cholinergic interneurons in cue-motivated behavior. Methods To do this, we used chemogenetics, optogenetics, pharmacology, and a translationally analogous Pavlovian-to-instrumental transfer behavioral task designed to assess the motivating influence of a reward-predictive cue over reward-seeking actions in male and female rats. Results The data show that NAc cholinergic interneuron activity is necessary and sufficient to oppose the motivating influence of appetitive cues. Chemogenetic inhibition of NAc cholinergic interneurons augmented cue-motivated behavior. Optical stimulation of acetylcholine release from NAc cholinergic interneurons prevented cues from invigorating reward-seeking behavior, an effect that was mediated by activation of β2-containing nicotinic acetylcholine receptors. Conclusions Thus, NAc cholinergic interneurons provide a critical regulatory influence over adaptive cue-motivated behavior and, therefore, are a potential therapeutic target for the maladaptive cue-motivated behavior that marks many psychiatric conditions, including addiction and depression.

The value of an anticipated rewarding event is crucial information in the decision to engage in its pursuit. The networks responsible for encoding and retrieving this value are largely unknown. Using glutamate biosensors and pharmacological manipulations, we found that basolateral amygdala (BLA) glutamatergic activity tracks and mediates both the encoding and retrieval of the state-dependent incentive value of a palatable food. Projection-specific and bidirectional chemogenetic and optogenetic manipulations revealed the orbitofrontal cortex (OFC) supports the BLA in these processes. Critically, the function of ventrolateral (lOFC) and medial (mOFC) OFC->BLA projections was found to be doubly dissociable. Whereas activity in lOFC->BLA projections is necessary for and sufficient to drive encoding of a positive change in the value of a reward, mOFC->BLA projections are necessary and sufficient for retrieving this value from memory to guide its pursuit. These data reveal a new circuit for adaptive reward valuation and pursuit, indicate dissociability in the encoding and retrieval of reward memories, and provide insight into the dysfunction in these processes that characterizes myriad psychiatric diseases.