September 18, 2017
Noradrenalien is 'n hormoon en neurotransmitter wat ons liggame en gees gereed maak vir aksie. In die liggaam sluit dit funksies van die simpatiese senuweestelsel in soos verhoging van hartklop, bloeddruk en bloedvloei na spiere. In die brein, help noradrenalien ons wakker bly en fokus ons aandag, maar is ook belangrik vir emosionele leer, veral wanneer dit verband hou met vrees en angs. Alhoewel wetenskaplikes lankal gedink het dat alle noradrenerge neurone in die locus coeruleus stuur dieselfde seine na die res van die brein deur 'n enkele, homogene bevolking van selle, iets het nie bygekom by die span by RIKEN nie.
Soos spanleier Joshua Johansen verduidelik, “funksioneer die locus coeruleus in baie gedrag, insluitend emosionele leer en kognitiewe en gedragsbuigsaamheid. Ons het gewonder hoe 'n homogene stelsel hierdie oënskynlik opponerende aspekte van gedrag kan reguleer. Verbasend genoeg was die antwoord dat die stelsel nie homogeen is nie.”
Die span het tot hierdie gevolgtrekking gekom deur twee tipes leer te ondersoek. Die eerste was vreesleer waarin 'n dier leer om 'n geluid met 'n vreesaanjaende gebeurtenis te assosieer. Dit is bekend dat hierdie tipe leer verhogings van noradrenalien behels in 'n deel van die brein wat die amigdala genoem word. Die tweede was uitwissing van vreesleer waarin die assosiasie tussen die klank en die gebeurtenis afgeleer word deur die herhaling van die klank sonder die vreesaanjaende gebeurtenis. Hierdie tipe buigsame leer behels toenames van noradrenalien in 'n deel van die brein wat die mediale prefrontale korteks.
Eksperimente het getoon dat die meeste noradrenerge neurone tydens vreesleer geaktiveer is deur die intense aversiewe situasie. Soos vreesreaksies egter tydens uitwissing verander het, was een groep locus coeruleus-neurone vroeg aktief tydens leer toe vreesreaksies nog hoog was, terwyl 'n ander groep begin reageer het aangesien die assosiasie afgeleer is en die emosionele reaksies onderdruk is.
Verdere eksperimente het aan die lig gebring dat die noradrenerge selgroep wat aktief was tydens vreesagtige toestande projeksies na die amigdala gestuur het, terwyl die groep aktief tydens uitsterwing na die mediale prefrontale korteks geprojekteer het.
Die funksies van hierdie twee afsonderlike projeksies het duidelik geword toe die span optogenetika gebruik het om die een of die ander tydens die verskillende leertoestande te inhibeer. Deur die projeksie na die amigdala tydens vreesleer te inhibeer, het diere verhoed om die klank met die vreesaanjaende gebeurtenis te assosieer, terwyl die inhibeer daarvan tydens uitwissing 'n terugkeer na normale, buigsame gedrag vergemaklik het. Daarteenoor het die inhibering van die prefrontale projeksie geen effek op vreesleer gehad nie, maar eerder verminderde uitsterwingsleer, wat gelei het tot diere wat aanhou optree asof hulle bang was vir die klank, alhoewel dit nie meer die vreesaanjaende gebeurtenis voorspel het nie.
"Alhoewel alle noradrenerge selle sterk gereageer het tydens intense vreesleer, het ons gevind dat tydens uitsterwingsleer wanneer emosionele reaksies onderdruk moet word, kleiner populasies van noradrenalienselle op verskillende tydpunte betrokke is," vertel Johansen. "Spesifiek, aktivering verskuif vanaf amigdala-projekterende selle wat probeer volhou vreesreaksies, na die prefrontale korteks-projekterende selle wat belangrik is om hierdie emosionele reaksies te ignoreer. Dit is wat 'n verskuiwing van refleksief moontlik maak emosionele reaksies tot normale, buigsame gedrag.”
Omdat medisyne wat die noradrenalienstelsel teiken tans ontwikkel word vir die behandeling van angsversteurings, kan hierdie bevindinge 'n impak hê op toekomstige geneesmiddelontdekking.
"Deur die gedetailleerde stroombaan onderliggend aan vreesleer en veiligheidsleer te verstaan," sê Johansen, "dui ons studie daarop dat noradrenalien-gebaseerde behandelingsbenaderings sal baat vind by meer spesifieke teiken en differensiële regulering van hierdie pro-vrees en anti-vrees populasies van noradrenerge selle.
Die laboratorium ondersoek nou die molekulêre verskille tussen hierdie verskillende selpopulasies in die hoop om beter geneesmiddelbehandelings vir angsversteurings te ontwikkel.
Verken verder: Volwasse breine produseer nuwe selle in voorheen onontdekte area
Meer inligting: Modulêre organisasie van die breinstam noradrenalienstelsel koördineer opponerende leertoestande, Nature Neuroscience (2017). DOI: 10.1038/nn.4642
;
