Funksionele bedrading van hipokretien- en LC-NE neurone: implikasies vir opwekking (2013)

Front Behav Neurosci. 2013 Mei 20;7:43. doi: 10.3389/fnbeh.2013.00043. e-versameling 2013.

Carter ME1, die Lecea L, Adamantidis A.

Abstract

Om in 'n vinnig veranderende omgewing te oorleef, moet diere hul eksterne wêreld en interne fisiologiese toestand aanvoel en vlakke van opwekking behoorlik reguleer. Vlakke van opwekking wat abnormaal hoog is, kan lei tot ondoeltreffende gebruik van interne energiestore en ongefokusde aandag aan opvallende omgewingstimuli. Alternatiewelik kan vlakke van opwekking wat abnormaal laag is, lei tot die onvermoë om behoorlik te soek na kos, water, seksmaats en ander faktore wat nodig is vir die lewe. In die brein kan neurone wat hipokretienneuropaptiede uitdruk, uniek gestel word om die eksterne en interne toestand van die dier te waarneem en opwekkingstoestand in te stel volgens gedragsbehoeftes. In onlangse jare het ons tydelik presiese optogenetiese tegnieke toegepas om die rol van hierdie neurone en hul stroomafverbindings in die regulering van opwekking te bestudeer. Ons het veral gevind dat noradrenerge neurone in die breinstam locus coeruleus (LC) veral belangrik is vir die bemiddeling van die effekte van hipokretienneurone op opwekking. Hier bespreek ons ​​ons onlangse resultate en oorweeg die implikasies van die anatomiese konnektiwiteit van hierdie neurone in die regulering van die opwekkingstoestand van 'n organisme oor verskillende toestande van slaap en wakkerheid.

sleutelwoorde: hipokretien, oreksien, hipotalamus, neurale stroombane, optogenetika, opwekkingstelsel, slaap, norepinefrien

Slaap en wakkerheid is twee wedersyds uitsluitende toestande wat met beide ultradiese en sirkadiese periodes dwarsdeur die diereryk siklus. Wakkerigheid is 'n bewuste toestand waarin 'n dier sy omgewing kan waarneem en daarmee in wisselwerking tree. Na 'n lang tydperk van wakkerheid neem slaapdruk toe en lei tot die aanvang van slaap wat gekenmerk word as 'n tydperk van relatiewe onaktiwiteit met stereotipe postuur en hoër sensoriese drempel.

By soogdiere word slaap oor die algemeen verdeel in stadige-golf slaap (SWS, of NREM slaap in mense), en vinnige oogbeweging (REM) slaap (ook genoem "paradoksale slaap"). Wakkerheid, SWS en REM slaap is afsonderlike gedragstoestande wat gedefinieer kan word deur presiese elektroenkefalografiese (EEG) en elektromiografiese (EMG) kenmerke. Tydens wakker, oorheers lae-amplitude, gemengde-frekwensie ossillasies. SWS word gekenmerk deur hoë-amplitude stadige ossillasies (0.5-4 Hz) waarvan die oorheersing (soos gemeet deur die EEG-kragdigtheid) die diepte van slaap weerspieël. REM-slaap is 'n enkelvoudige gedragstoestand, gekenmerk deur vinniger, gemengde frekwensie-ossillasies, waaronder theta (5-10 Hz)-ossillasies by knaagdiere oorheers, gepaardgaande met spieratonie, sowel as fluktuasie van die hart en asemhalingstempo.

Alhoewel toestande van slaap en wakkerheid kwalitatief en kwantitatief maklik is om te karakteriseer, is dit verbasend moeilik om te definieer wat met "opwekking" bedoel word. Die term opwekking verwys gewoonlik na die mate van waaksaamheid en waaksaamheid tydens wakkerheid, wat manifesteer as verhoogde motoriese aktivering, reaksie op sensoriese insette, emosionele reaktiwiteit en verbeterde kognitiewe prosessering.

Die breinmeganismes onderliggend aan die organisasie van die slaap-wakker siklus en algemene vlak van opwekking bly onduidelik en baie klassieke studies het verskeie populasies van neurone geïdentifiseer wie se aktiwiteit met verskillende gedragstoestande korreleer. Daar is oorspronklik aanvaar dat neurone wat aktief is voor gedragsoorgange (dws neurone wat aktief is voor 'n slaap-na-wakker oorgang) bevorder die komende toestand, terwyl neurone wat aktief is tydens 'n spesifieke toestand (wakkerheid of slaap) belangrik is vir handhaaf Dit. Hierdie siening word meer gekompliseerd gemaak deur die begrip dat neurone in 'n netwerk staat-grens-geassosieerde aktiwiteit kan toon as gevolg van konnektiwiteit met ander, meer oorsaaklike neurone sonder om self direk verantwoordelik te wees vir toestandsoorgange. Nietemin is daar oor die algemeen afgelei dat daar neurale populasies is wat 'n oorsaaklike rol speel in slaap- en/of opwekkingstoestande. Bevolkings wat vermoedelik opwekking bevorder sluit in: die hipokretien (hcrt-ook genoem "oreksiene")-uitdrukkingsneurone in die laterale hipotalamus, die noradrenerge lokus coeruleus (LC)-uitdrukkingsneurone in die breinstam, die serotoniergiese dorsale raphe-kerne (DRN) in die breinstam, die histaminerge tuberomammilêre kern (TMN) in die posterior hipotalamus, die cholinergiese pedunculopontine (PPT) en laterodorsale tegmentale (LDT) kerne in die middelbrein, sowel as cholinergiese neurone in die basale voorbrein (Jones, 2003). In teenstelling hiermee is inhiberende neurone van anterior hipotalamus-strukture aktief tydens SWS, terwyl Melanien-konsentrerende hormoon (MCH) neurone van die laterale hipotalamus, sowel as glutamatergiese en GABAergiese neurone van die breinstam aktief is tydens REM-slaap (Fort et al., 2009).

In onlangse jare het ons en ander optogenetiese tegnologie met verskeie muismodelle begin gebruik om vrae soos bv Hoe reguleer opwekkingstelsels wakkerheid en opwekking? Hoe werk hulle funksioneel in wisselwerking om opwekking in spesifieke kontekste te bevorder, in stand te hou of te verbreed? In ons onlangse studies was ons veral geïnteresseerd in neurone wat hcrt uitdruk (de Lecea et al., 1998; Sakurai et al., 1998). Die hcrt is twee neuro-opwindende peptiede (de Lecea et al., 1998; Sakurai et al., 1998) geproduseer in ~3200 neurone in die muis laterale hipotalamus (~6700 en 50,000-80,000 in onderskeidelik die rot- en menslike brein) (de Lecea en Sutcliffe, 2005; Modirrousta et al., 2005). Hierdie neurone ontvang funksionele insette van verskeie sisteme versprei in die korteks, limbiese sisteem, sub-kortikale areas insluitend die hipotalamus self, talamus, en stygende projeksies vanaf die breinstam cholinergiese kerne, die retikulêre vorming, die middelbrein raphe kerne en die periaqueductal grys. Op hul beurt projekteer hierdie neurone deur die sentrale senuweestelsel, insluitend na opwekking- en beloningsentrums van die brein, na neurone wat hcrt-reseptore uitdruk (OX1R en OX2R). Die afferente en efferente projeksies van hcrt-neurone dui daarop dat hulle 'n rol speel in verskeie hipotalamus-funksies, insluitend die regulering van die slaap/wakker-siklus en doelgerigte gedrag. Interessant genoeg het ons gevind dat 'n spesifieke efferente projeksie van hcrt-neurone na noradrenerge LC-neurone slaap-na-wakker oorgange en moontlik meer algemene aspekte van opwekking bemiddel.

Hier som ons onlangse optogenetiese eksperimente op wat die hipotese toets dat hcrt- en LC-neurone oorgange en instandhouding van opwekkingstoestande veroorsaak (Adamantidis et al., 2007; Carter et al., 2009, 2010, 2012). Eerstens lig en som ons vorige verslae oor hierdie stelsels kortliks uit met behulp van tradisionele genetiese en farmakologiese tegnieke. Vervolgens integreer ons ons eie bevindings met behulp van optogenetiese probes om hierdie stelsels selektief te stimuleer of te inhibeer in vrybewegende muise. Laastens bespreek ons ​​onopgeloste vrae en spekuleer oor toekomstige anatomiese en funksionele disseksies van opwekkingskringe.

Hipokretiene, wakkerheid en narkolepsie

hcrt-neurone is oor die algemeen stil tydens stil wakkerheid, SWS- en REM-slaap, maar toon hoë ontladingstempo's tydens aktiewe wakker- en REM-slaap-na-wakker-oorgange (Lee et al., 2005; Mileykovskiy et al., 2005; Takahashi et al., 2008; Hassani et al., 2009). Daarbenewens toon hulle hoë ontladingstempo's tydens opwekking wat deur omgewingstimuli (bv. 'n ouditiewe stimulus) ontlok word (Takahashi et al., 2008) en doelgerigte gedrag (Mileykovskiy et al., 2005; Takahashi et al., 2008). Hierdie studies dui daarop dat hcrt-neurone deelneem aan slaap-na-wakker oorgange, sowel as in die verhoogde waaksaamheid wat tydens verskeie doelgerigte gedrag waargeneem word.

Blokkade of onderdrukking van hcrt-sein demonstreer die noodsaaklikheid van hcrt vir die integriteit van gedragstoestande by muise, rotte, honde, mense en moontlik sebravisse (Sakurai, 2007; Yokogawa et al., 2007). Inderdaad, die mees oortuigende bewyse van verlies van funksie kom van die verband tussen hcrt-tekort en die simptome van narkolepsie (Peyron et al., 2000; Saper et al., 2010). Narkoleptiese pasiënte met katapleksie het 'n volledige afwesigheid van hcrt geen-transkripsies in die hipotalamus sowel as nie- of skaars waarneembare vlakke van hcrt in die serebrospinale vloeistof (Thannickal et al., 2000; Sakurai, 2007; Yokogawa et al., 2007). Doberman narkoleptiese honde dra 'n mutasie in OX2R, en alle geneties gemanipuleerde knaagdiere met óf 'n skrapping van hcrt, OX2R, of hcrt-selle bied gedragsarrestasies aan wat lyk soos katapleksie, die kenmerk van narkolepsie (Jones, 2003; Sakurai, 2007; Sehgal en Mignot, 2011). Wat belangrik is, genetiese redding van hcrt geenuitdrukking het narkolepsie simptome by muise verlig (Liu et al., 2011; Blanco-Centurion et al., 2013).

Intracerebroventrikulêre (icv) infusie van hcrt-peptiede of hcrt-agoniste veroorsaak 'n toename in die tyd wat wakker word en 'n afname in SWS- en REM-slaap [resensie in Sakurai (2007)]. Stereotaktiese inspuiting van die peptied in die LC, LDT, basale voorbrein of die laterale hipotalamus verhoog wakkerheid en bewegingsaktiwiteit wat dikwels geassosieer word met 'n merkbare vermindering in SWS en REM slaap (Hagan et al., 1999). Meer onlangs het genetiese dis-inhibisie van hcrt-neurone met behulp van 'n selektiewe GABA-B-reseptor-geen-uitwissing slegs in hcrt-neurone ernstige fragmentasie van slaap-/wakkertoestande gedurende beide die ligte en donker periodes geïnduseer sonder om 'n abnormaliteit in totale slaap-/wakkertyds of tekens te toon. van katapleksie (Matsuki et al., 2009). Gesamentlik dui hierdie data daarop dat die hcrt-peptiede belangrik is om grense tussen slaap- en wakker toestande te definieer, soos getoon deur die fragmentasie van slaap en wakker toestand in dieremodelle van narkolepsie.

Alhoewel dit wyd gedokumenteer is dat die biologiese funksie van hcrt-peptiede nodig is om gepaste opwekking en slaap te handhaaf, bly dit onduidelik watter van die twee hcrt-reseptore, OX1R, of OX2R, biologies verantwoordelik is vir hcrt se uitwerking op opwekking, sowel as slaapstabiliteit. en spiertonusbeheer. OX1R mRNA word in baie breinareas uitgedruk, veral die LC, raphe kerne, LDT terwyl OX2R mRNA toon 'n komplementêre patroon van uitdrukking in serebrale korteks, raphe kerne, sowel as dorsomediale en posterior (in die tuberomammillêre kern) hipotalamus (Trivedi et al., 1998; Marcus et al., 2001; Mieda et al., 2011). Daar is dus voorgestel dat die beheer van wakkerheid en NREM slaap-tot-wakker krities afhang van OX2R (Mochizuki et al., 2011) terwyl die wanregulering van REM-slaap (uniek aan narkolepsie-katapleksie) die gevolg is van verlies aan sein deur beide OX1R en OX2R (Mieda et al., 2011). Die implikasies daarvan in die regulering van narkolepsie, veral katapleksie en slaapaanval, bly egter onduidelik. Honde met oorerflike narkolepsie dra 'n nulmutasie in die OX2R geen (Lin et al., 1999) en die ooreenstemmende muismodel, die OX2R KO muise, toon minder ernstige simptome as die honde (Willie et al., 2003). Alhoewel OX1R deelneem aan die regulering van opwekking (Mieda et al., 2011), moet die bydrae daarvan tot die simptome van narkolepsie verder gekarakteriseer word.

Belangrik is dat aktiwiteit in ander opwekkingstelsels sterk versteur word tydens katapleksie. LC neurone hou op ontlading (Gulyani et al., 1999) en serotoniergiese neurone verminder hul aktiwiteit aansienlik (Wu, 2004), terwyl selle in die amigdala geleë is (Gulyani et al., 2002) en die TMN het 'n verhoogde vlak van vuur getoon (John et al., 2004). Hierdie assosiasie dui daarop dat beide OX1R (LC, raphe) en OX2R (TMN, raphe) betrokke is by die handhawing van toepaslike spiertonus. Onlangse studies het ook die rol van veranderde cholinergiese stelsels in die sneller van katapleksie by narkoleptiese muise uitgelig (Kalogiannis et al., 2011, 2010). Daarom is 'n belangrike, onopgeloste doelwit om die funksionele bedrading van hcrt-neurone te identifiseer, sowel as die dinamika van sinaptiese vrystelling vanaf hcrt-terminale om die stroomaf-projeksies presies te omlyn (de Lecea et al., 2012) wat opwekking, slaaptoestande, spiertonus en doelgerigte gedrag beheer.

Die locus coeruleus, norepinefrien en opwekking

Die LC is aangrensend aan die 4th ventrikel in die breinstam en bevat neurone wat die monoamien norepinefrien (NE) sintetiseer. Alhoewel vier ander selpopulasies ook NE produseer (die A1, A2, A5 en A7 selgroepe), produseer die LC ~50% van die brein se totale NE en is dit die enigste bron na die korteks. Daar is baie funksionele NE-reseptore wat regdeur die brein geleë is, met α1- en β-reseptore wat gewoonlik opwindende postsinaptiese potensiale veroorsaak en α2-reseptore wat gewoonlik inhiberende postsinaptiese potensiale veroorsaak. α2-reseptore word dig aangetref op LC neurone (Berridge en Waterhouse, 2003) hulself en dien as inhiberende outoreseptore om intrinsieke aktiwiteit te onderdruk.

Opnames in wakker gedra diere toon dat LC neurone tonies vuur teen 1–3 Hz tydens wakker toestande, minder vuur tydens SWS slaap, en feitlik stil is tydens REM slaap (Aston-Jones en Bloom, 1981; Jones, 2003; Saper et al., 2010). Die LC vuur ook fasies in kort sarsies van 8–10 Hz tydens die aanbieding van opvallende stimuli wat wakker duur kan verleng. Soos hcrt-neurone, gaan veranderinge in ontladingstempo veranderinge in slaap-na-wakker oorgange vooraf (Aston-Jones en Bloom, 1981), wat daarop dui dat hierdie selle belangrik is vir oorgange na wakkerheid of aandag.

Interessant genoeg veroorsaak fisiese letsels van die LC nie konsekwente veranderinge in kortikale EEG of gedragsindekse van opwekking nie (Lidbrink, 1974; Blanco-Centurion et al., 2007). Genetiese ablasie van dopamien beta-hidroksilase, 'n ensiem wat nodig is vir NE-sintese, ontwrig ook nie slaap-wakker toestande nie (Hunsley et al., 2006). Dit dui op die teenwoordigheid van oortollige neurale stroombane, ekstern tot die LC-struktuur, wat onderskeidelik kortikale aktiwiteit en kompenserende ontwikkelingsmeganismes ondersteun. Sentrale inspuitings van farmakologiese antagoniste van α1 en β noradrenerge reseptore (Berridge en España, 2000) of agoniste van inhiberende α2 outoreseptore (De Sarro et al., 1987) het aansienlike kalmerende effekte. Sentrale toediening van NE direk in die ventrikels of voorbrein bevorder wakkerheid (Segal en Mandell, 1970; Flikker en Geyer, 1982). Stimulering van neurone in die LC met behulp van plaaslike mikro-inspuitings van 'n cholinergiese agonis (bethanechol) produseer vinnige aktivering van die voorbrein EEG in halotaan-verdoofde rotte (Berridge en Foote, 1991). Onlangs is getoon dat die LC-NE-stelsel krities is vir die handhawing van die verhoogde membraanpotensiaal van kortikale neurone in wakker in vergelyking met slaaptoestande (Konstantinopel en Bruno, 2011). Gesamentlik impliseer hierdie studies dat die LC-NE-stelsel kortikale aktiwiteit desinchroniseer en kortikale membraanpotensiaal verhoog om opwekking te verhoog.

Optogenetiese disseksie van hcrt en LC-NE beheer van opwekking

Die aktiwiteit van hcrt- en LC-NE-neurone korreleer met slaap-na-wakker-oorgange, maar dit was moeilik om spesifieke hcrt- en LC-NE-populasies selektief te stimuleer of te inhibeer met 'n tydelike resolusie wat relevant is vir slaap- of wakker-episodes, en om te bereik ruimtelike selektiwiteit om daardie selle te ondersoek sonder om omliggende selle of deurgangsvesels te beïnvloed. In 'n poging om die tydelike dinamika van neurale stroombane van wakkerheid beter te verstaan, het ons onlangs optogenetika toegepas om die aktiwiteit van hcrt- en LC-neurone in vrybewegende diere omkeerbaar en selektief te manipuleer (Adamantidis et al., 2007; Carter et al., 2009, 2010, 2012). Optogenetics gebruik aktuator-opsin-molekules (bv. kanaalrodopsien-2 (ChR2) of halorhodopsin-NpHR) om onderskeidelik geneties-geteikende selle selektief te aktiveer of stil te maak met ligflitse op spesifieke golflengte (Boyden et al., 2005). Verdere inligting oor optogenetiese tegnologie kan gevind word in baie ander uitstekende resensies (Zhang et al., 2006; Miesenbock, 2009; Scanziani en Häusser, 2009; Yizhar et al., 2011; Deisseroth, 2012).

Om hierdie aktueerders aan hcrt- of LC-neurone te lewer, het ons onderskeidelik lentivirale en cre-afhanklike adeno-geassosieerde virale (AAV) geenleweringsinstrumente gebruik onder die beheer van seltipe spesifieke promotors (Adamantidis et al., 2007). Om lig aan die hcrt- of LC-veld te lewer, het ons optiese-neurale koppelvlakke ontwerp waarin optiese vesels chronies op die muisskedel ingeplant is, soos elders beskryf (Adamantidis et al., 2005, 2007; Aravanis et al., 2007; Zhang et al., 2010). Deur hierdie strategie te gebruik, kon ons beide hcrt neurale aktiwiteit beheer vitro en in vivo met millisekonde-presiese optiese stimulasie (Adamantidis et al., 2007). Die hoë tydelike en ruimtelike presisie van stimulasie het ons in staat gestel om die fisiologiese reeks van hipokretienneuronontladingstempo's (1-30 Hz) na te boots (Hassani et al., 2009). Ons het inderdaad ligte polstreine gebruik vir ons optogenetiese stimulasie wat gebaseer was op parameters op die werklike frekwensie-analise van hcrt-neurone in vivo (dit is ook waar vir optogenetiese beheer van LC-NE neurone wat hieronder beskryf word). Ons het gevind dat direkte eensydige optiese stimulasie van hcrt-neurone die waarskynlikheid van oorgange na wakkerheid van óf SWS- óf REM-slaap verhoog (Figuur) (Figure1A) .1A). Interessant genoeg het hoëfrekwensie optiese stimulasie (5-30 Hz ligpulsstreine) die latensie tot wakkerheid verminder, terwyl 1 Hz treine dit nie gedoen het nie, wat 'n frekwensie-afhanklike sinaptiese vrystelling van neurotransmitter (glutamaat) en neuromodulators voorstel, insluitend hcrt of dynorfien vanaf die terminale. Ons het verder getoon dat die effekte van stimulerende hcrt-neurone geblokkeer kan word deur die inspuiting van 'n OX1R-antagonis of deur genetiese uitwissing van die hcrt-geen, wat daarop dui dat hcrt-peptiede, ten minste gedeeltelik, optogeneties-geïnduseerde slaap-na-wakker oorgange medieer. Hierdie resultate toon dat hcrt-vrystelling van hcrt-uitdrukkende neurone nodig is vir die wakker-bevorderende eienskappe van hierdie neurone. Dit is belangrik dat hierdie resultate 'n oorsaaklike verband tussen hcrt-neuronaktivering en slaap-na-wakker-oorgange toon, in ooreenstemming met vorige korrelatiewe studies. Dit is verder ondersteun deur die feit dat optiese stilte van hcrt-neurone SWS bevorder (Tsunematsu et al., 2011).

Figuur 1 

Optogenetiese disseksie van opwekkingskringe van die brein. (A) Stimulering van hcrt neurone met ChR2 veroorsaak 'n afname in slaap-tot-wakker latensie by 10 Hz maar nie 1 Hz nie (data van Adamantidis et al., 2007). (B) Stimulering van LC neurone met ChR2 veroorsaak onmiddellike ...

Hierdie resultate is onlangs bevestig deur Sasaki en medewerkers (Sasaki et al., 2011), wat 'n farmakogenetiese benadering genaamd Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs (DREADDs) gebruik het om hcrt neurale aktiwiteit te aktiveer en te onderdruk. DREADD-tegnologie laat bimodale modulasie van neurale aktiwiteit toe met temporele resolusie van etlike ure (Dong et al., 2010). Hulle het gevind dat aktivering van hcrt neurale aktiwiteit wakkerheid verhoog terwyl onderdrukking van hcrt aktiwiteit SWS bevorder het.

In 'n tweede studie (Carter et al., 2009), het ons getoon dat hcrt-beheer van slaap-wakker-oorgange onder die afhanklikheid van slaaphomeostase-prosesse is, aangesien hcrt-bemiddelde slaap-na-wakker-oorgange geblokkeer word deur verhoogde slaapdruk (veroorsaak deur slaaptekort). Die effek van optogenetiese stimulasies van hcrt het egter voortgeduur in histamien dekarboksilase uitklopmuise (muise wat nie histamien kan sintetiseer nie), wat daarop dui dat 'n ander teiken dat die histaminergiese sisteem verantwoordelik is vir die effek van die hcrt. Ten slotte het ons getoon dat stroomaf-opwekkingsentrums soos die LC-neurone albei hul aktiwiteit verhoog het (soos gemeet deur c-Fos-uitdrukking) in reaksie op hcrt-optogenetiese stimulasie. Omdat vorige werk 'n opwindende effek van hcrt op LC NE neurone getoon het (Bourgin et al., 2000), het ons die hcrt-LC-verbinding ondersoek en ons eksperimentele ondersoeke gefokus op die noradrenerge LC as 'n nuwe teiken vir optogenetiese manipulasie.

In 'n derde studie (Carter et al., 2010), het ons LC-NE-neurone geneties geteiken deur stereotaksiese inspuiting van 'n Cre-rekombinase-afhanklike adeno-geassosieerde virus (rAAV) in inklopmuise wat Cre selektief uitdruk in tyrosienhidroksilase (TH) neurone (Atasoy et al., 2008; Tsai et al., 2009). Ons het gevind dat beide NpHR en ChR2 funksioneel was en onderskeidelik LC-NE neurone kon inhibeer en aktiveer. vitro en in vivo (Figuur (Figure1B) .1B). Ons het gevind dat optogenetiese lae frekwensie (1-10 Hz) stimulasie van LC-NE neurone onmiddellike (minder as 5 s) slaap-na-wakker oorgange van beide SWS- en REM-slaap veroorsaak het. Stimulering van LC neurone tydens wakkerheid het lokomotoriese aktiwiteit en die totale tyd wat wakker spandeer word, verhoog, wat die sterk opwekkingseffek bevestig. In teenstelling hiermee het NpHR-gemedieerde stilte van LC-NE neurone die duur van wakker episodes verminder, maar het nie slaap-na-wakker oorgange geblokkeer wanneer diere geslaap het nie. Saamgevat het hierdie studie getoon dat aktivering van LC-NE-neurone nodig is vir die handhawing van normale duur van wakkerheid (NpHR-eksperiment), en voldoende is om onmiddellike slaap-na-wakker oorgange, volgehoue ​​wakkerheid en verhoogde lokomotoriese opwekking te veroorsaak. Ons het dus voorgestel dat die LC-NE-neurone optree as 'n vinnige instelstelsel om slaap-na-wakker oorgange en algemene opwekking te bevorder. Interessant genoeg het ons gevind dat volgehoue ​​optiese aktivering van LC-NE neurone lokomotoriese stilstand veroorsaak (Carter et al., 2010). Sulke gedragsarrestasies deel algemene simptome met katapleksie, katatonia of gedragsbevriesing in beide diermodelle en menslike pasiënte (Scammell et al., 2009). Moontlike meganismes kan NE-uitputting van LC-NE sinapsterminale of LC-NE ooropwekking van breinstammotoriese kerne behels wat tot verlamming sou lei. Verdere studie is nodig om die onderliggende meganismes te ontrafel.

In ons mees onlangse studie (Carter et al., 2012), het ons die hipotese getoets dat LC-aktiwiteit die effekte van hcrt-neuron op slaap-na-wakker oorgange bepaal. Omdat hcrt en LC neurale populasies in verskillende breinstreke geleë is, is dit fisies moontlik om beide strukture gelyktydig in dieselfde dier te bekom. Ons het dus 'n dubbele optogenetiese benadering gevolg om hcrt-neurone te stimuleer terwyl ons noradrenerge LC-neurone gelyktydig tydens SWS-slaap inhibeer of stimuleer. Ons het gevind dat die stilmaak van LC-neurone tydens hcrt-stimulasie hcrt-bemiddelde slaap-na-wakker-oorgange geblokkeer het (Figuur (Figure1C) .1C). In teenstelling hiermee het ons gevind dat die verhoging van die prikkelbaarheid van LC neurone deur stap-funksie opsin (SFO) aktivering - wat die toename van teikenselle (Berndt et al., 2009)— tydens hcrt-stimulasie (met behulp van 'n LC-stimulasieprotokol wat op sigself nie slaap-na-wakker-oorgange verhoog nie) verbeterde hcrt-bemiddelde slaap-na-wakker-oorgange (Figuur (Figure1D) .1D). Saamgevat toon ons resultate dat die LC dien as 'n noodsaaklike en voldoende stroomaf effektor vir hcrt-bemiddelde SWS-na-wakker oorgange gedurende die onaktiewe tydperk.

hcrt- en LC-NE-stelseldinamika

Oor ons eksperimentele studies het ons waargeneem dat optogenetiese manipulasie van hcrt- en LC-NE-neurone slaap-na-wakker-oorgange beïnvloed met dramaties verskillende temporale dinamika (Adamantidis et al., 2007; Carter et al., 2009, 2010, 2012). Akute optiese aktivering van hcrt-neurone veroorsaak slaap-na-wakker-oorgange oor 'n tydperk van 10–30 s, terwyl stimulasie van LC-neurone slaap-na-wakker-oorgange in minder as 5 s veroorsaak. Een verduideliking is dat hcrt-neurone kan optree as 'n stroomop-integreerder van opwekking tydens hipotalamus-verwante funksies, terwyl die LC-NE-stelsel as 'n primêre effektor vir opwekking, stres en aandag optree. Die neuronale effektorstelsels is egter waarskynlik oortollig en geaktiveer deur afsonderlike stelle insette. Daarom kan ons nie uitsluit dat die blokkering van ander opwekkingstelsels, soos die sentrale histaminergiese en cholinergiese sisteme, ook hcrt-geïnduseerde gedragstoestandoorgange in ander eksperimentele toestande ernstig sal beïnvloed nie.

Benewens hierdie korttermyn-effekte, is dit ook interessant dat volgehoue ​​(dws semi-chroniese) fotostimulasie-eksperimente van ~1–4 uur van hcrt-neurone slaap-na-wakker oorgange verhoog het sonder om die totale duur van wakkerheid te verander, terwyl langtermyn fotostimulasie van LC-NE neurone het die duur van die wakkerheid aansienlik verhoog. Hierdie resultate dui daarop dat die hcrt-stelsel slaap-wakker grense kan reguleer terwyl LC-NE neurone eerder wakker duur kan beheer deur kortikale membraanpotensiaal te verhoog en die kortikale EEG te desinchroniseer.

Die hipotalamus-lokalisering van hcrt-neurone impliseer dat hierdie selle 'n prominente opwekkingsrol speel tydens homeostatiese prosesse, insluitend seksuele gedrag, kossoekery, stresreaksie en motivering. Benewens hul beheer van wakkerheid, neem opwekkingstelsels ook deel aan beloningsoekende gedrag, seksuele aktiwiteit, vlug-of-veg-reaksies, ens. Hierdie oortolligheid het moontlik gekonsolideerde opwekkingsfunksie oor evolusie en gediversifiseerde breinmeganismes wat wakkerheid en opwekking-verwante gedrag ondersteun wat nodig is vir oorlewing. Byvoorbeeld, aktivering van die LC-NE-stelsel verhoog opwekking en veroorsaak angsagtige gedrag (Itoi en Sugimoto, 2010). In teenstelling hiermee verhoog die neuropeptied S (NPS)-stelsel, 'n peptied wat deur 'n beperkte neuronale populasie ventraal na die LC geproduseer word, ook opwekking, maar afneem angs (Pape et al., 2010). Dus, om sulke uiteenlopende gedragsfunksies te ondersteun, moet opwekkingskringe 'n hoë vlak van spesifikasie bereik het, moontlik deur 'n selektiewe kompartementalisering van hul afferente en efferente verbindings, senders/modulators vrystelvermoëns en koherente aktiwiteit met ander opwekkingskringe.

Perspektiewe

In die afgelope vyf jaar het die kombinasie van optogenetika, geneties-gemanipuleerde muismodelle en EEG/EMG-ontleding van slaap 'n unieke en kragtige stel gereedskap verskaf om die bydraes van die hcrt- en LC-stelsels tot opwekking verder te verstaan, asook ander populasies van neurone wat grade van slaap en wakkerheid reguleer. Om optogenetiese probes op ander populasies van neurone in die brein te rig, sal hul individuele en gekombineerde rolle in slaap/wakker-grense bepaal. Verder sal hierdie instrumente ons in staat stel om die breinmeganisme onderliggend aan wakker toestande te bepaal gebaseer op anatomiese projeksies, sinaptiese neurotransmissie en dinamika van sendervrystelling. Die vermoë om hierdie stroombane te teiken en selektief te manipuleer met hoë temporele presisie (<1 s) laat verder die moontlikheid toe om hul rol in 'n wye spektrum van gedrag soos voedselinname, verslawing, stres, aandag en seksuele opwekking te ondersoek. Uiteindelik kan hierdie studies die patofisiologiese meganismes van psigiatriese versteurings soos chroniese angs, verslawing, aandagtekort en depressie ontrafel.

Konflik van belangstelling

Die skrywers verklaar dat die navorsing gedoen is in die afwesigheid van enige kommersiële of finansiële verhoudings wat as 'n potensiële botsing van belange beskou kan word.

Erkennings

Matthew E. Carter word ondersteun deur 'n genootskap van die Hilda en Preston Davis-stigting. Luis de Lecea word ondersteun deur toekennings van die Agentskap vir Gevorderde Navorsingsprojekte van Verdediging, die Nasionale Alliansie vir Navorsing oor Skisofrenie en Depressie, en die Klarman-familiestigting. Antoine Adamantidis word ondersteun deur die Douglas-stigting, die Kanadese Instituut vir Gesondheidsnavorsing, die Kanadese Fonds vir Innovasie, die Kanadese Navorsingsleerstoel en die NSERC.

Verwysings

  1. Adamantidis A., Thomas E., Foidart A., Tyhon A., Coumans B., Minet A., et al. (2005). Ontwrigting van die melanien-konsentrerende hormoonreseptor 1 in muise lei tot kognitiewe tekorte en veranderinge van NMDA-reseptorfunksie. EUR. J. Neurosci. 21, 2837–2844 10.1111/j.1460-9568.2005.04100.x [PubMed] [Kruisverwysing]
  2. Adamantidis AR, Zhang F., Aravanis AM, Deisseroth K., de Lecea L. (2007). Neurale substrate van ontwaking ondersoek met optogenetiese beheer van hipokretienneurone. Nature 450, 420–424 10.1038/nature06310 [PubMed] [Kruisverwysing]
  3. Aravanis AM, Wang L.-P., Zhang F., Meltzer LA, Mogri MZ, Schneider MB, et al. (2007). 'n Optiese neurale koppelvlak: in vivo beheer van knaagdiermotoriese korteks met geïntegreerde veseloptiese en optogenetiese tegnologie. J. Neurale Eng. 4, S143–S156 10.1088/1741-2560/4/3/S02 [PubMed] [Kruisverwysing]
  4. Aston-Jones G., Bloom FE (1981). Aktiwiteit van norepinefrienbevattende locus coeruleus-neurone in rotte wat optree, verwag fluktuasies in die slaap-wakker siklus. J. Neurosci. 1, 876–886 [PubMed]
  5. Atasoy D., Aponte Y., Su HH, Sternson SM (2008). ’n FLEX-skakelaar mik kanaalrodopsin-2 op verskeie seltipes vir beeldvorming en langafstandkringkartering. J. Neurosci. 28, 7025–7030 10.1523/JNEUROSCI.1954-08.2008 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  6. Berndt A., Yizhar O., Gunaydin LA, Hegemann P., Deisseroth K. (2009). Bi-stabiele neurale toestand skakelaars. Nat. Neurosci. 12, 229–234 10.1038/nn.2247 [PubMed] [Kruisverwysing]
  7. Berridge CW, España RA (2000). Sinergistiese kalmerende effekte van noradrenerge alfa(1)- en beta-reseptorblokkade op voorbrein elektroenkefalografiese en gedragsindekse. Neurowetenskap 99, 495–505 10.1016/S0306-4522(00)00215-3 [PubMed] [Kruisverwysing]
  8. Berridge CW, Foote SL (1991). Effekte van lokus coeruleus-aktivering op elektroenkefalografiese aktiwiteit in neokorteks en hippokampus. J. Neurosci. 11, 3135–3145 [PMC gratis artikel] [PubMed]
  9. Berridge CW, Waterhouse BD (2003). Die locus coeruleus-noradrenergiese sisteem: modulasie van gedragstoestand en staatsafhanklike kognitiewe prosesse. Brein Res. Rev. 42, 33–84 10.1016/S0165-0173(03)00143-7 [PubMed] [Kruisverwysing]
  10. Blanco-Centurion C., Gerashchenko D., Shiromani PJ (2007). Effekte van saporien-geïnduseerde letsels van drie opwekkingsbevolkings op daaglikse vlakke van slaap en wakker. J. Neurosci. 27, 14041–14048 10.1523/JNEUROSCI.3217-07.2007 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  11. Blanco-Centurion C., Liu M., Konadhode R., Pelluru D., Shiromani PJ (2013). Effekte van orexien geen oordrag in die dorsolaterale pons in orexin knockout muise. Slaap 36, 31–40 10.5665/slaap.2296 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  12. Bourgin P., Huitrón-Résendiz S., Spier AD, Fabre V., Morte B., Criado JR, et al. (2000). Hypokretien-1 moduleer vinnige oogbewegingsslaap deur aktivering van locus coeruleus neurone. J. Neurosci. 20, 7760–7765 [PubMed]
  13. Boyden ES, Zhang F., Bamberg E., Nagel G., Deisseroth K. (2005). Millisekonde-tydskaal, geneties geteikende optiese beheer van neurale aktiwiteit. Nat. Neurosci. 8, 1263–1268 10.1038/nn1525 [PubMed] [Kruisverwysing]
  14. Carter ME, Adamantidis A., Ohtsu H., Deisseroth K., de Lecea L. (2009). Slaaphomeostase moduleer hipokretien-gemedieerde slaap-na-wakker oorgange. J. Neurosci. 29, 10939–10949 10.1523/JNEUROSCI.1205-09.2009 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  15. Carter ME, Brill J., Bonnavion P., Huguenard JR, Huerta R., de Lecea L. (2012). Meganisme vir hipokretien-gemedieerde slaap-na-wakker oorgange. Proc. Natl. Acad. Wetenskap. VSA 109, E2635–E2644 10.1073/pnas.1202526109 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  16. Carter ME, Yizhar O., Chikahisa S., Nguyen H., Adamantidis A., Nishino S., et al. (2010). Tuning opwekking met optogenetiese modulasie van locus coeruleus neurone. Nat. Uitgewersgroep 13, 1526–1533 10.1038/nn.2682 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  17. Konstantinopel CM, Bruno RM (2011). Effekte en meganismes van wakkerheid op plaaslike kortikale netwerke. Neuron 69, 1061–1068 10.1016/j.neuron.2011.02.040 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  18. Deisseroth K. (2012). Optogenetika en psigiatrie: toepassings, uitdagings en geleenthede. BPS 71, 1030–1032 10.1016/j.biopsych.2011.12.021 [PubMed] [Kruisverwysing]
  19. de Lecea L., Carter ME, Adamantidis A. (2012). Skyn lig op wakkerheid en opwinding. BPS 71, 1046–1052 10.1016/j.biopsych.2012.01.032 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  20. de Lecea L., Kilduff TS, Peyron C., Gao X., Foye PE, Danielson PE, et al. (1998). Die hipokretiene: hipotalamus-spesifieke peptiede met neuro-eksitatoriese aktiwiteit. Proc. Natl. Acad. Sci. VSA 95, 322–327 [PMC gratis artikel] [PubMed]
  21. de Lecea L., Sutcliffe JG (2005). Hipokretiene. New York, NY: Springer Verlag
  22. De Sarro GB, Ascioti C., Froio F., Libri V., Nisticò G. (1987). Bewyse dat locus coeruleus die plek is waar klonidien en dwelms wat op alfa 1- en alfa 2-adrenoceptors optree, slaap- en opwekkingsmeganismes beïnvloed. Br. J. Pharmacol. 90, 675–685 [PMC gratis artikel] [PubMed]
  23. Dong S., Rogan SC, Roth BL (2010). Gerigte molekulêre evolusie van DREADD's: 'n generiese benadering tot die skep van volgende generasie RASSL's. Nat. Protoc. 5, 561–573 10.1038/nprot.2009.239 [PubMed] [Kruisverwysing]
  24. Flicker C., Geyer MA (1982). Die hippokampus as 'n moontlike plek van aksie vir verhoogde beweging tydens intraserebrale infusies van norepinefrien. Gedrag. Neurale Biol. 34, 421–426 [PubMed]
  25. Fort P., Bassetti CL, Luppi P.-H. (2009). Afwisselende waaksaamheidstoestande: nuwe insigte rakende neuronale netwerke en meganismes. EUR. J. Neurosci. 29, 1741–1753 10.1111/j.1460-9568.2009.06722.x [PubMed] [Kruisverwysing]
  26. Gulyani S., Wu MF, Nienhuis R., John J., Siegel JM (2002). Katapleksie-verwante neurone in die amigdala van die narkoleptiese hond. Neurowetenskap 112, 355–365 10.1016/S0306-4522(02)00089-1 [PubMed] [Kruisverwysing]
  27. Gulyani SA, Yau E., Mignot E., Phan B., Siegel JM (1999). Locus coeruleus neurone: staking van aktiwiteit tydens katapleksie. Neurowetenskap 91, 1389–1399 10.1016/S0306-4522(98)00600-9 [PubMed] [Kruisverwysing]
  28. Hagan JJ, Leslie RA, Patel S., Evans ML, Wattam TA, Holmes S., et al. (1999). Orexin A aktiveer locus coeruleus-selvuur en verhoog opwekking by die rot. Proc. Natl. Acad. Sci. VSA 96, 10911–10916 10.1073/pnas.96.19.10911 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  29. Hassani OK, Lee MG, Jones BE (2009). Melanien-konsentrerende hormoonneurone ontslaan op 'n wederkerige wyse na oreksienneurone oor die slaap-wakker-siklus. Proc. Natl. Acad. Sci. VSA 106, 2418–2422 10.1073/pnas.0811400106 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  30. Hunsley MS, Curtis WR, Palmiter RD (2006). Gedrag- en slaap-/wakkereienskappe van muise wat norepinefrien en hipokretien ontbreek. Gene se breingedrag. 5, 451–457 10.1111/j.1601-183X.2005.00179.x [PubMed] [Kruisverwysing]
  31. Itoi K., Sugimoto N. (2010). Die breinstam noradrenerge sisteme in stres, angs en depressie. J. Neuroendocrinol. 22, 355–361 10.1111/j.1365-2826.2010.01988.x [PubMed] [Kruisverwysing]
  32. John J., Wu M.-F., Boehmer LN, Siegel JM (2004). Katapleksie-aktiewe neurone in die hipotalamus. Neuron 42, 619–634 10.1016/S0896-6273(04)00247-8 [PubMed] [Kruisverwysing]
  33. Jones BE (2003). Opwekkingstelsels. Voorkant. Biosci. 8, s438–s451 [PubMed]
  34. Kalogiannis M., Grupke SL, Potter PE, Edwards JG, Chemelli RM, Kisanuki YY, et al. (2010). Narkoleptiese oreksienreseptor-uitklopmuise druk verbeterde cholinergiese eienskappe in laterodorsale tegmentale neurone uit. EUR. J. Neurosci. 32, 130–142 10.1111/j.1460-9568.2010.07259.x [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  35. Kalogiannis M., Hsu E., Willie JT, Chemelli RM, Kisanuki YY, Yanagisawa M., et al. (2011). Cholinergiese modulasie van narkoleptiese aanvalle in dubbele oreksienreseptor-uitklopmuise. PLoS ONE 6:e18697 10.1371/journal.pone.0018697 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  36. Lee MG, Hassani OK, Jones BE (2005). Ontlading van geïdentifiseerde oreksien/hipokretienneurone oor die slaap-wakker siklus. J. Neurosci. 25, 6716–6720 10.1523/JNEUROSCI.1887-05.2005 [PubMed] [Kruisverwysing]
  37. Lidbrink P. (1974). Die effek van letsels van stygende noradrenalienpaaie op slaap en wakker word in die rot. Brein Res. 74, 19–40 10.1016/0006-8993(74)90109-7 [PubMed] [Kruisverwysing]
  38. Lin L., Faraco J., Li R., Kadotani H., Rogers W., Lin X., et al. (1999). Die slaapstoornis honde-narkolepsie word veroorsaak deur 'n mutasie in die hipokretien (oreksien) reseptor 2 geen. Sel 98, 365–376 10.1016/S0092-8674(00)81965-0 [PubMed] [Kruisverwysing]
  39. Liu M., Blanco-Centurion C., Konadhode R., Begum S., Pelluru D., Gerashchenko D., et al. (2011). Orexien-geenoordrag na zona incerta-neurone onderdruk spierverlamming in narkoleptiese muise. J. Neurosci. 31, 6028–6040 10.1523/JNEUROSCI.6069-10.2011 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  40. Marcus JN, Aschkenasi CJ, Lee CE, Chemelli RM, Saper CB, Yanagisawa M., et al. (2001). Differensiële uitdrukking van oreksienreseptore 1 en 2 in die rotbrein. J. Comp. Neurol. 435, 6–25 [PubMed]
  41. Matsuki T., Nomiyama M., Takahira H., Hirashima N., Kunita S., Takahashi S., et al. (2009). Selektiewe verlies van GABA(B)-reseptore in oreksien-produserende neurone lei tot ontwrigte slaap / wakker argitektuur. Proc. Natl. Acad. Sci. VSA 106, 4459–4464 10.1073/pnas.0811126106 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  42. Mieda M., Hasegawa E., Kisanuki YY, Sinton CM, Yanagisawa M., Sakurai T. (2011). Differensiële rolle van oreksienreseptor-1 en -2 in die regulering van nie-REM- en REM-slaap. J. Neurosci. 31, 6518–6526 10.1523/JNEUROSCI.6506-10.2011 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  43. Miesenbock G. (2009). Die optogenetiese kategese. Science 326, 395–399 10.1126/science.1174520 [PubMed] [Kruisverwysing]
  44. Mileykovskiy BY, Kiyashchenko LI, Siegel JM (2005). Gedragskorrelate van aktiwiteit in geïdentifiseerde hipokretien/oreksienneurone. Neuron 46, 787–798 10.1016/j.neuron.2005.04.035 [PubMed] [Kruisverwysing]
  45. Mochizuki T., Arrigoni E., Marcus JN, Clark EL, Yamamoto M., Honer M., et al. (2011). Orexin reseptor 2 uitdrukking in die posterior hipotalamus red slaperigheid in narkoleptiese muise. Proc. Natl. Acad. Wetenskap. VSA 108, 4471–4476 10.1073/pnas.1012456108 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  46. Modirrousta M., Mainville L., Jones BE (2005). Orexin- en MCH-neurone druk c-Fos anders uit na slaapgebrek vs herstel en dra verskillende adrenergiese reseptore. EUR. J. Neurosci. 21, 2807–2816 10.1111/j.1460-9568.2005.04104.x [PubMed] [Kruisverwysing]
  47. Pape H.-C., Jüngling K., Seidenbecher T., Lesting J., Reinscheid RK (2010). Neuropeptied S: 'n oordragstelsel in die brein wat vrees en angs reguleer. Neuropharmacology 58, 29–34 10.1016/j.neuropharm.2009.06.001 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  48. Peyron C., Faraco J., Rogers W., Ripley B., Overeem S., Charnay Y., et al. (2000). 'n Mutasie in 'n geval van vroeë aanvang van narkolepsie en 'n algemene afwesigheid van hipokretienpeptiede in menslike narkoleptiese breine. Nat. Med. 6, 991–997 10.1038/79690 [PubMed] [Kruisverwysing]
  49. Sakurai T. (2007). Die neurale kring van oreksien (hipokretien): handhawing van slaap en wakkerheid. Nat. Ds Neurosci. 8, 171–181 10.1038/nrn2092 [PubMed] [Kruisverwysing]
  50. Sakurai T., Amemiya A., Ishii M., Matsuzaki I., Chemelli RM, Tanaka H., et al. (1998). Oreksiene en oreksienreseptore: 'n familie van hipotalamus-neuropaptiede en G-proteïengekoppelde reseptore wat voedingsgedrag reguleer. Sel 92, 573–585 10.1016/S0092-8674(00)80949-6 [PubMed] [Kruisverwysing]
  51. Saper CB, Fuller PM, Pedersen NP, Lu J., Scammell TE (2010). Slaaptoestandwisseling. Neuron 68, 1023–1042 10.1016/j.neuron.2010.11.032 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  52. Sasaki K., Suzuki M., Mieda M., Tsujino N., Roth B., Sakurai T. (2011). Farmakogenetiese modulasie van oreksienneurone verander slaap / wakker toestande in muise. PLoS ONE 6:e20360 10.1371/journal.pone.0020360 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  53. Scammell TE, Willie JT, Guilleminault C., Siegel JM, Internasionale Werkgroep oor Knaagdiermodelle van Narkolepsie. (2009). 'n Konsensusdefinisie van katapleksie in muismodelle van narkolepsie. Slaap 32, 111–116 [PMC gratis artikel] [PubMed]
  54. Scanziani M., Häusser M. (2009). Elektrofisiologie in die era van lig. Nature 461, 930–939 10.1038/nature08540 [PubMed] [Kruisverwysing]
  55. Segal DS, Mandell AJ (1970). Gedragsaktivering van rotte tydens intraventrikulêre infusie van norepinefrien. Proc. Natl. Acad. Sci. VSA 66, 289–293 [PMC gratis artikel] [PubMed]
  56. Sehgal A., Mignot E. (2011). Genetika van slaap en slaapversteurings. Sel 146, 194–207 10.1016/j.cell.2011.07.004 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  57. Takahashi K., Lin J.-S., Sakai K. (2008). Neuronale aktiwiteit van oreksien en nie-oreksien wakker-aktiewe neurone tydens wakker-slaap toestande in die muis. Neuroscience 153, 860–870 10.1016/j.neuroscience.2008.02.058 [PubMed] [Kruisverwysing]
  58. Thannickal TC, Moore RY, Nienhuis R., Ramanathan L., Gulyani S., Aldrich M., et al. (2000). Verminderde aantal hipokretienneurone in menslike narkolepsie. Neuron 27, 469–474 10.1016/S0896-6273(00)00058-1 [PubMed] [Kruisverwysing]
  59. Trivedi P., Yu H., MacNeil DJ, Van der Ploeg LH, Guan XM (1998). Verspreiding van oreksienreseptor-mRNA in die rotbrein. FEBS Lett. 438, 71–75 [PubMed]
  60. Tsai H.-C., Zhang F., Adamantidis A., Stuber GD, Bonci A., de Lecea L., et al. (2009). Fasiese vuur in dopaminerge neurone is voldoende vir gedragskondisionering. Science 324, 1080–1084 10.1126/science.1168878 [PubMed] [Kruisverwysing]
  61. Tsunematsu T., Kilduff TS, Boyden ES, Takahashi S., Tominaga M., Yamanaka A. (2011). Akute optogenetiese stilte van oreksien/hipokretienneurone veroorsaak stadige golfslaap by muise. J. Neurosci. 31, 10529–10539 10.1523/JNEUROSCI.0784-11.2011 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  62. Willie JT, Chemelli RM, Sinton CM, Tokita S., Williams SC, Kisanuki YY, et al. (2003). Afsonderlike narkolepsie sindrome in Orexin reseptor-2 en Orexin nul muise: molekulêre genetiese disseksie van nie-REM en REM slaap regulerende prosesse. Neuron 38, 715–730 10.1016/S0896-6273(03)00330-1 [PubMed] [Kruisverwysing]
  63. Wu MF (2004). Aktiwiteit van dorsale raphe-selle oor die slaap-wakker siklus en tydens katapleksie by narkoleptiese honde. J. Fisiol. (Lond.) 554, 202–215 10.1113/jphysiol.2003.052134 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  64. Yizhar O., Fenno LE, Davidson TJ, Mogri M., Deisseroth K. (2011). Optogenetika in neurale sisteme. Neuron 71, 9–34 10.1016/j.neuron.2011.06.004 [PubMed] [Kruisverwysing]
  65. Yokogawa T., Marin W., Faraco J., Pézeron G., Appelbaum L., Zhang J., et al. (2007). Karakterisering van slaap in sebravis en slapeloosheid in hipokretienreseptormutante. PLoS Biol. 5:e277 10.1371/journal.pbio.0050277 [PMC gratis artikel] [PubMed] [Kruisverwysing]
  66. Zhang F., Gradinaru V., Adamantidis AR, Durand R., Airan RD, de Lecea L., et al. (2010). Optogenetiese ondervraging van neurale stroombane: tegnologie om soogdierbreinstrukture te ondersoek. Nat. Protoc. 5, 439–456 10.1038/nprot.2009.226 [PubMed] [Kruisverwysing]
  67. Zhang F., Wang L.-P., Boyden ES, Deisseroth K. (2006). Channelrhodopsin-2 en optiese beheer van prikkelbare selle. Nat. Metodes 3, 785–792 10.1038/nmeth936 [PubMed] [Kruisverwysing]