Die rol van die laterale hipotalamus en orexien in innige gedrag: 'n model vir die vertaling van vorige ervaring en gemete tekorte in gemotiveerde gedrag (2014)

Die hipotalamus is erken vir sy betrokkenheid by beide die handhawing van homeostase en bemiddelende gemotiveerde gedrag. Die huidige artikel bespreek 'n streek van die hipotalamus bekend as die laterale hipotalamiese gebied (LHA). Daar word voorgestel dat breinkerns binne die LHA, insluitend die dorsale area van die laterale hipotalamus (LHAd) en periferiese area (PeF), 'n verband bied tussen neurale stelsels wat homeostase reguleer en diegene wat bemoedigende gemotiveerde gedrag bemiddel. Funksionele en immunohistochemiese data dui aan dat die LHA baie gemotiveerde gedrag bevorder, insluitend voedselinname, waterinname, soutinname en seksuele gedrag. Anatomiese opsporing eksperimente toon dat die LHA geposisioneer is om insette te ontvang van breinareas wat betrokke is by die regulering van liggaamsvloeistof en energie homeostase. Streke in die LHA stuur digte projeksies na die ventrale tegmentale area (VTA), wat 'n pad vir die LHA bied om dopaminerge stelsels te beïnvloed wat algemeen erken word om betrokke te wees by gemotiveerde gedrag en hul versterking. Verder bevat die LHA neurone wat orexien / hipokretien, 'n neuropeptied sintetiseer wat baie aptitiewe gemotiveerde gedrag bevorder. Die LHA ontvang ook insette van breinareas wat betrokke is by beloningsverwante leer en orexienneuronaktivering kan gekondisioneer word met omgewingsprikkels wat met belonings geassosieer word. Daarom word veronderstel dat die LHA integrasie van seine integreer vanaf gebiede wat liggaamsmiddel- en energiebalans en beloningsverwante leer reguleer. Op sy beurt, hierdie inligting is "ingevoer" mesolimbic kringe om die prestasie van gemotiveerde gedrag te beïnvloed. Hierdie hipotese kan eksperimente bevorder wat sal lei tot 'n beter begrip van LHA funksie. 'N Verbeterde begrip van LHA funksie kan help met die behandeling van afwykings wat met 'n oormaat of inkorting geassosieer word met die uitdrukking van inname, insluitende vetsug, anorexia, gebrek aan dors, soutgluttonie en souttekort.

Inleiding

Om te oorleef, moet diere energie en vloeistof homeostase behou. Kalorieë word voortdurend verlore deur prosesse wat basiese lewensfunksies en as gevolg van gedrag handhaaf. Op dieselfde manier verloor landse diere water en natrium deurlopend aan die omgewing as gevolg van normale fisiologiese en omgewingsprosesse, insluitende respirasie, transpirasie, sweet, urinering en ontlasting. Sommige minder algemene omstandighede vorm 'n beduidende bedreiging vir beide energie- en liggaamsmassa-homeostase. Byvoorbeeld, siektes kan toestande van hipofagie tesame met diarree en braking veroorsaak wat die liggaam van water en natrium afbreek. Sodra die liggaam onvoldoende geword het in kalorieë, water of natrium, is dit van kritieke belang dat 'n dier stowwe in die omgewing soek en inname inneem om homeostase te herstel.

Die sentrale senuweestelsel genereer motiverende toestande om die soeke en inname van stowwe in die omgewing te bevorder. Die motiverende toestand van honger, of die soek en inname van kos, is nodig vir 'n dier om tekorte in energiehomeostase te herstel. Dors en natrium aptyt (ook bekend as [AKA] sout eetlus), of die verkryging en verbruik van water en natrium, is nodig om vloeistofbalans te herstel. Hierdie gemotiveerde toestande word vergesel deur sentrale senuweestelselprosesse wat gedrag aandoen (dws 'n toestand van sielkundige opwekking veroorsaak en lokomotoriese gedrag aanmoedig) en doelgerigte gedrag bevorder (Bindra, 1959; Bolles, 1975). Daar is getoon dat baie motiverende toestande vergesel word van 'n heoniese skof waar die aangename of aversiewe reaksies wat deur spesifieke stimuli veroorsaak word, versterk of inhiber word (Garcia et al., 1974; Fanselow en Birk, 1982; Berridge et al., 1984; Mehiel en Bolles, 1988; Berridge en Schulkin, 1989). Byvoorbeeld, wanneer natrium-volwasse rotte binne-orale infusies van hipertoniese soutoplossings ontvang, vertoon hulle spesiespesifieke gedragsresponse wat aandui dat hulle afkeer is (Grill en Norgren, 1978; Berridge et al., 1984) en natrium-volwasse rotte sal oor die algemeen hipertoniese soutoplossings (Robinson and Berridge, 2013). Wanneer rote egter natriumgebrek word, vertoon hulle benaderingsgedrag teenoor soutoplossings en sal hulle reaksies uitvoer wat aktief is om natrium te verkry (AKA operante response; Berridge et al., 1984; Clark en Bernstein, 2006; Robinson en Berridge, 2013). Onder natrium-gebrekkige toestande vertoon hulle selfs gedragsreaksies wat aanduidend is van plesier eerder as afkeer wanneer hipertoniese soutoplossings intra-oraal toegedien word (Berridge et al., 1984). Net so, mense beoordeel sout kosse as meer smaaklik wanneer hulle natrium tekort is (McCance, 1936; Beauchamp et al., 1990).

Die gemotiveerde toestande van honger, dors en soutappetiet word sterk beïnvloed deur 'n dier se huidige energiestatus en vloeistofbalans (di, homeostatiese toestand). Dit is redelik om die neurale apparaat wat energie en vloeistof homeostase as sensoriese stelsels in hul eie reg moniteer, te konseptualiseer. Met betrekking tot energiebalans, het die geboë kern van die hipotalamus (ARH) aansienlike aandag ontvang vir sy rol in die waarneming van perifere seine wat verband hou met honger en versadiging (Schwartz et al., 2000). 'N Ensemble van voorhoofkerns wat langs die lamina terminalis (LT) lê, is belangrik vir die opsporing van seine wat verband hou met liggaamsvloeistofstatus (Denton et al., 1996; Johnson en Thunhorst, 1997). Die spesifieke strukture langs die LT is die subforniese orgaan (SFO), median preoptic area (MnPO), en organum vasculosum van die lamina terminalis (OVLT). Om die uiteensetting te vergemaklik, word hierdie strukture gesamentlik na verwys as die LT. Die SFO en OVLT is sensoriese sirkelvormige organe, of breingebiede wat 'n ware bloedbreinversperring het (Johnson en Gross, 1993) wat hulle in staat stel om stowwe in die bloed te monitor wat dien as aanwysers van liggaamsvloeistofstatus (Johnson en Thunhorst, 1997, 2007). Dit is ook die moeite werd om daarop te let dat daar tans gedebatteer word of die ARH 'n bloedbreinversperring het en 'n ware omtrekwekkende orgaan is (Mimee et al., 2013). As sodanig is daar voorgestel dat die LT ook kan funksioneer om seine wat verband hou met energiebalans op te spoor (Mimee et al., 2013; Smith en Ferguson, 2014).

Dit is belangrik om te besef dat die inname van kos, water en natrium vereis gekoördineerde aktiwiteit tussen neurale stroombane wat energie en vloeistatus aandui en die neurale stroombaan betrokke by die mobilisering van gemotiveerde gedrag (Garcia et al. 1974; Roitman et al., 1997; Kelley en Berridge, 2002; Liedtke et al., 2011). Daarom moet die breinareas wat vloeistof- en energiestatus moniteer, projekteer op die areas wat motivering en beloning reguleer. Een finale gemeenskaplike pad wat betrokke is by die opwekking van alle aptytgemotiveerde gedrag wat tot dusver ondersoek is, is die dopaminerge projeksie vanaf die ventrale tegmentale area (VTA) na die nucleus accumbens (AKA die mesolimbiese dopamienstelsel en die A10 dopaminerge-selgroep, Mogenson et al ., 1980; Bozarth, 1994). Die ARH en die LT, wat betrokke is by die sensasie van energie en vloeistofbalans, lyk nie direk in die VTA (Phillipson, 1979; Geisler en Zahm, 2005; maar die ARH projekteer direk na die nucleus accumbens; Yi et al., 2006; Van die Heuvel et al., 2014). Aangesien daar geen direkte projeksies vir die VTA is nie, is dit waarskynlik dat gebiede in die hipotalamus kan help om die gaping te oorbrug tussen homeostase en motivering en beloningstelsels (Mogenson et al., 1980; Swanson en Mogenson, 1981; Swanson en Lind, 1986). Byvoorbeeld, retrograde opsporing studies het getoon dat 'n groot gebied van die hipotalamus neurone bevat wat na die VTA (Geisler en Zahm, 2005). Hierdie streek strek van die dorsomediale hipotalamus (DMH) na die dorsale area van die laterale hipotalamus (LHAd) en blyk te wees teenwoordig oor die hele anterior-posterior omvang van die hipotalamus.

Die bewyse ondersteun 'n rol vir die LHA in die integrasie van homeostatiese staat met motivering en beloningstelsels

In 'n klassieke papier, Stellar (1954) het 'n hipotalamus-gesentreerde teorie van motivering voorgestel. Stellêre teoretiese dat die hipotalamus anatomies dissosieerbare "sentrums" bevat en elke sentrum het 'n kritieke rol gespeel in die bevordering van spesifieke gemotiveerde gedrag. Hy het byvoorbeeld gestel dat die hipotalamus sentrums bevat wat spesifiek seks, versadiging, honger en slaap beheer. Stellar se voorstel het noukeurige eksperimentele ondersoek gekry en was onvoldoende om ontluikende data te verduidelik (Miller et al., 1964; Miller, 1965; Hoebel en Teitelbaum, 1966; Booth et al., 1969). Ten spyte van die feit dat Stellar se teorie nie die rol van die hipotalamus in spesifieke gemotiveerde gedrag beklemtoon het nie, dui aansienlike bewyse daarop dat gebiede binne die hipotalamus inderdaad 'n belangrike rol speel in die bevordering van aptyt gemotiveerde gedrag in die algemeen.

Klassieke eksperimente wat kortstortings van elektriese stimulasie in die laterale hipotalamiese gebied (LHA) gebruik het, het getoon dat die LHA betrokke is in motivering en beloningsprosesse. Olds en Milner (1954) het oorspronklik bevind dat rotte 'n operant sal verrig om akute elektriese stimulasie van die LHA te verkry, 'n eksperimentele paradigma wat soms bekend staan ​​as selfstimulasie of brein stimulasie beloning. Hulle het hul bevinding geïnterpreteer om te meen dat elektriese stimulasie van die LHA beloonend was (dws LHA stimulasie het 'n subjektiewe toestand van genot veroorsaak). As hierdie assessering korrek is, sal dit voorstel dat sommige neurone binne die LHA funksioneel belangrik is vir die kodering van plesier van die gebruik van belonings. Maar ander het voorgestel LHA stimulasie kan eintlik 'n subjektiewe toestand van drang eerder as plesier produseer per se (Berridge en Valenstein, 1991). As hierdie interpretasie waar is, sal dit aandui dat 'n subgroep neurone wat in die LHAd geleë is, betrokke is by die drang wat diere dwing om belonings te soek. Dit is waarskynlik dat die motiverende en lonende eienskappe van LHA stimulasie die gevolg is van die aktivering van neurone in die LHA wat na die mesolimbiese dopamienstelsel (Phillipson, 1979; Geisler en Zahm, 2005). Onlangse eksperimente wat gebruik maak van anatomiese kartering van "hedoniese hotspots" of breinareas wat lyk asof hulle plesier (Peciña en Berridge, 2000), toon dat neurone in die anterior LHA-projek na 'n hedoniese hotspot in die dorsomediale nukleusbuis (Thompson en Swanson, 2010), en dit is moontlik dat LHA stimulasie hierdie projeksie neurone kan aktiveer om 'n sensasie van plesier op te roep. Interessant genoeg, as die LHA gestimuleer word vir voldoende intervalle (~ 10-30 s), sal rotte gemotiveerde gedrag insluit, insluitende drink, eet en copulatoriese gedrag (Wise, 1968). Verder, laesies van die LHA afskaf voedsel- en waterinname, kopulasie en verswak of afskakel natriumapteite (Anand en Brobeck, 1951; Montemurro en Stevenson, 1957; Teitelbaum en Epstein, 1962; Wolf, 1964; Wolf en Quartermain, 1967; Cagguila et al., 1973; Grossman et al., 1978; Hansen et al., 1982).

Ontwrigting in energie- of vloeistofbalans verander in reaksie op selfstimulasie (Olds, 1958; Morris et al., 2006, 2010). Olds (1958) het aanvanklik bevind dat rottende voedsel ontneem en die motiverende toestand van hongersnood verhoog het, het toegeneem vir selfstimulasie. Verder, verhoogde reaksie op selfstimulasie tydens voedselafwagting kan voorkom word deur toediening van leptien, 'n hormoon wat versadiging bevorder (Fulton et al., 2000). In teenstelling met voedsel ontneming, verminder natriumuitputting reageer op selfstimulasie (Morris et al., 2010). Verminderde reaksie op selfstimulasie word selfs waargeneem wanneer rotte sout honger gemaak word deur toediening van 'n eksogene hormoon wat sout eetlus bevorder; Ten spyte van die feit dat rotte natriumbalans gedurende hierdie behandeling behou (Morris et al., 2006). Dit is onduidelik waarom die motiverende toestande van honger en sout eetlus teengestelde effekte op selfstimulasie veroorsaak. Hierdie studies toon egter dat honger en sout eetlus selfstimulerende reaksie verander en hierdie effek blyk onafhanklik te wees van werklike ontwrigting in energie- of vloeistof homeostase. Byvoorbeeld, leptien normaliseer selfstimulerende reaksie sonder om verlore kalorieë te herstel (Fulton et al., 2000) en self stimulasie reageer kan verminder word deur manipulasies wat sout honger veroorsaak sonder om eintlik 'n natrium tekort te veroorsaak (Morris et al., 2006). Dit is belangrik dat hierdie eksperimente die huidige hipotese ondersteun deur aan te toon dat die LHA sensitief is vir 'n dier se motiveringsstaat.

Van die sterkste bewyse wat 'n rol vir die hipotalamus ondersteun in die bevordering van gemotiveerde gedrag, kom uit studies wat orexien (AKA-hipokretien) ondersoek. Orexien is 'n neuropeptide wat hoofsaaklik uitgedruk word in die caudale helfte van die hipotalamus, waar dit versprei word in 'n boog wat strek van die DMH na die LHAd (Figuur (Figure1) .1). Orexien blyk die enigste bekende gesentraliseerde peptied-neurotransmitterstelsel te wees, aangesien orexienneurone uit 'n betreklik omskrewe gebied distale projeksies na uiteenlopende breinareas stuur (Peyron et al., 1998). Funksioneel is orexienneurone swaar geïmpliseer in 'n verskeidenheid gemotiveerde gedrag (Harris et al., 2005; Borgland et al., 2009). Orexin het aansienlike aandag ontvang vir sy kapasiteit om sterk voedselinname te ontlok (vandaar die naam orexin; Sakurai et al., 1998; Choi et al., 2010), maar dit is ook betrokke by die bevordering van dors, sout eetlus (Kunii et al., 1999; Hurley et al., 2013a), en voortplantingsgedrag (Muschamp et al., 2007; Di Sebastiano et al., 2010). Orexienneurone kan putatief georganiseer word in drie selgroepe in die hipotalamus: 'n groep in die DMH, perifieke area (PeF) en die LHAd (Figuur (Figure1) .1). Beide die PeF en LHAd is streke in die LHA, terwyl die DMH mediaal geleë is waar dit aan die derde ventrikel grens. Elke orexin-selgroep bevat 'n subset van orexienneurone wat na die VTA (Figuur (Figure1; 1; Fadel en Deutch, 2002), en oreksien is in staat om neurone in die VTA te depolariseer (Korotkova et al., 2003). Daarom bied orexienneurone 'n meganisme vir areas binne die LHA om in stelsels wat tradisioneel bedoel is om betrokke te wees by motivering en beloning, te gebruik. Bewyse dui ook aan dat orexienneurone regstreekse projeksies het op die kernakkapselskulp (Peyron et al., 1998; Kampe et al., 2009) waar hulle kan optree om gemotiveerde gedrag te bevorder (Thorpe en Kotz, 2005).

 

Figuur 1

Ongepubliseerde data van outeurs. Mede-etikettering tussen orexien- en VTA-projeksie-neurone in die hipotalamus. Die retrograde tracer Fluoro-Gold (Fluorochrome, Denver CO) was mikroinjected (2% in 250 nl) in die VTA, brein is versamel en gesny by 40μm, ...

Ander belangrike funksies van orexin sluit in die bevordering van opwinding (Hagan et al., 1999) en simpatieke senuweestelsel reaksies insluitende die verheffing van bloeddruk (Samson et al., 1999; Ferguson en Simson, 2003; Kayaba et al., 2003) en die vrystelling van streshormone (Kuru et al., 2000; Spinazzi et al., 2006). Dit is waarskynlik dat orexienneurone geaktiveer word terwyl 'n dier kalorie-, hidrasie- of natriumtekort ervaar of in 'n toestand van seksuele opwinding is. Die daaropvolgende vrystelling van orexien deur die neuraksis moedig die verrigting van doelgerigte gedrag aan deur breinstelsels wat betrokke is by die bevordering van opwinding, aandag, simpatieke aktiwiteit en gemotiveerde gedrag, te aktiveer. Simpatiese aktivering ondersteun energie mobilisering (bv. Verhoogde bloeddruk en beskikbare glukose vlakke, en streshormoon vrylating) asook die herverdeling van bloed wat nodig is om verhoogde lokomotoriese aktiwiteit te ondersteun. Saam hierdie sentrale en perifere antwoorde dien die waarskynlikheid dat 'n dier suksesvol sal opspoor en verteer omgewingsversterkers wat energie en hidroterende homeostase herstel.

Anatomiese en immunohistochemiese studies ondersteun die idee dat die LHA hulpmiddels in die integrasie van sein vanaf orexigeniese peptiede met neurokringkunde betrokke in motivering en beloning integreer. Neuropeptide Y (NPY) word uitgedruk in ARH neurone (Hahn et al., 1998) en hierdie neuropeptied veroorsaak voeding (Schwartz et al., 2000). Interessant genoeg, NPY neurone stuur digte projeksies wat in pas met orexine neurone geleë in die LHA (Broberger et al., 1998). Behandelings wat hongersnood veroorsaak, soos hipoglisemie of toediening van orexigeniese peptiede, insluitend ghrelien en NPY, veroorsaak c-FOS uitdrukking in oreksienbevattende neurone (Moriguchi et al., 1999; Niimi et al., 2001; Toshinai et al., 2003). Daarbenewens verswak die orexienneutransmissie die voeding wat veroorsaak word deur toediening van NPY of ghrelien. Neurone in die dorsomediale ARH, 'n streek van die ARH wat 'n meerderheid NPY neurone bevat, projekteer ook na die PeF en moontlik die LHAd (Figuur (Figure2; 2; Hahn en Swanson, 2010).

 

Figuur 2

Ongepubliseerde data van outeurs. Retrograde etikettering van die LHAd en PeF na die LT en boogvormige kern van die hipotalamus. 2% Fluoro-Goud in fisiologiese sout was ionophorese in die PeF en LHAd (A). Retrograde etikettering is waargeneem oor die ...

In teenstelling met studies oor voedselinname, is relatief min werk gedoen om te bepaal hoe die LT die motivering kan beïnvloed en neurale kringloop kan beloon. Die LT lyk nie direk na die VTA (Phillipson, 1979; Geisler en Zahm, 2005) of die nucleus accumbens (Brog et al., 1993), maar op een of ander manier moet gebiede wat die inligting oor verwante homeostase in die sensasie en verwerking van inligting, verwerk en verwerk, in die motivering en beloning van die neurokringkunde beland. Die SFO het getoon om projeksies aan die DMH, PeF en LHAd te stuur (Swanson en Lind, 1986; Hurley et al., 2013a). Daarbenewens het onlangse eksperimente in ons laboratorium getoon dat iontoforetiese toediening van die retrograde-spore Fluoro-Gold in die posterior gedeelte van die DMH, PeF en LHAd die retrograde-etikettering oor die hele LT aandui ('n voorbeeld van retrograde-etikettering van 'n inspuiting wat Die verspreiding van die PeF na die LH word in Figuur voorgestel Figure2) .2). Ander het getoon dat die PeF projeksies uit die geheel van die LT (Hahn en Swanson, 2010). Daarbenewens het ons onlangs bevind dat orexienneurone geaktiveer word wanneer rotte uitgeput van water en natrium toegelaat word om water en hipertoniese sout in te neem en dat mikroinjectie van 'n orexienreseptor antagonis in die VTA verswakte gekombineerde water en natrium inname in uitgeputte rotte (Hurley et al ., 2013a). Daarom is dit waarskynlik dat die LT projekte aan die DMH, PeF en LHAd, wat op sy beurt orexinergiese projeksies na die VTA stuur. Orexien vrystelling in die VTA bevorder die inname van water en natrium. Hierdie eksperimente bied beide anatomiese en funksionele ondersteuning aan die hipotese dat die LHA inligting oor homeostatiese toestand integreer met motivering en beloningstelsels.

Die bewyse wat 'n rol vir die LHA ondersteun in beloningsverwante leer

Eksperimente wat die effek van volgehoue ​​LHA stimulasie op gemotiveerde gedrag ondersoek het, het van die vroegste bewyse voorsien dat die LHA betrokke kan wees by beloningsverwante leer. Wanneer individuele rotte LHA stimulasie ontvang, toon hulle aanvanklik een spesifieke gemotiveerde gedrag (Valenstein et al., 1970). Sommige rotte sal eet, terwyl ander sal drink of betrokke wees by copulatoriese gedrag. Die gemotiveerde gedrag waarmee elke rot betrokke is, word na verwys as die voorspoedige gedrag. Wat belangrik is, is dat die prepotent gedrag wat uitgevoer word tydens LHA stimulasie, aangepas kan word (Valenstein et al., 1970). As die voorkeurdoelvoorwerp verwyder word tydens LHA-stimulasie, sal rotte hul gemotiveerde gedrag lei na 'n ander doelvoorwerp wat in die omgewing teenwoordig is. Byvoorbeeld, as 'n rot eet tydens LHA stimulasie, kan voedsel verwyder word terwyl 'n drinkpuit bly. In hierdie situasie sal die gestimuleerde rat nou uit die tuit drink. Belangrik, wanneer die LHA gestimuleer word in toekomstige proewe wanneer beide kos en water teenwoordig is, sal die rot in wese sy tyd tussen eet en drink verdeel. As gevolg van die kombinasie van LHA-stimulasie met die teenwoordigheid van 'n aanvanklike nie-voorkeurdoelvoorwerp, veroorsaak dit dat 'n rot sommige van sy gedrag na die voorheen geïgnoreerde doelvoorwerp lei. Dit blyk dat LHA stimulasie en die daaropvolgende verbruik van 'n doelvoorwerp 'n vorm van assosiatiewe leer tot gevolg het wat uitgedruk word deur veranderinge in prepotente gedrag.

Orexin-neuronaktivering kan ook gekondisioneer word met stimuli in die omgewing. In gekondisioneerde plekvoorkeurparadigmas word 'n nuwe omgewingskonteks geassosieer met 'n beloning. Na herhaalde kombinasies van 'n omgewingskonteks met 'n beloning, sal rotte 'n voorkeur toon vir die konteks wat met beloning gepaard gegaan het. Die voorkeur wat ontwikkel word in gekondisioneerde plekvoorkeurparadigmas, blyk te wees geassosieer met orexienneuronaktivering. Orexienneurone druk c-FOS in reaksie op omgewingsituasies wat verband hou met dwelms van mishandeling en seks (Harris et al., 2005; Di Sebastiano et al., 2011). Daarbenewens verhoed laesende oreksienneurone met 'n orexien-gekonjugeerde saporien dat manlike rotte 'n gekondisioneerde plekvoorkeur vir 'n omgewingsverband wat met kopulasie geassosieer word, vertoon. (Di Sebastiano et al., 2011).

Verdere bewyse ter ondersteuning van LHA betrokkenheid by assosiatiewe vorme van beloning leer kom van die verskynsel van cue-geïnduseerde voeding. In die cue-geïnduseerde voedingsparadigma word voedsel-ontwortelde rotte toegelaat om te eet in die teenwoordigheid van 'n omgewingsoog. Hierdie aanwysing word in wese 'n gekondisioneerde stimulus (CS +) wat in staat is om voedselinname te veroorsaak. Wanneer die CS + aan rotte aangebied word, sal hulle selfs eet wanneer hulle in 'n versadigde toestand is. (Petrovich et al., 2007). Interessant genoeg sal rotte slegs beduidende hoeveelhede van die spesifieke kos saam met die CS + inneem, maar nie nuwe of bekende kosse (Petrovich en Gallagher, 2007). Dit blyk dus dat die aanbieding van die CS + 'n spesifieke drang na die kos wat met die CS + gepaard gaan, eerder as honger per se. Die LHA is een area wat krities is vir die verrigting van cue-geïnduceerde voeding (Petrovich en Gallagher, 2007; Petrovich et al., 2005). Die LHA ontvang insette uit gebiede wat betrokke is by assosiatiewe vorme van beloning-leer, insluitend die amygdala (Krettek en Price, 1978; Everitt et al., 1999) en prefrontale korteks (Gallagher et al., 1999). Neurone wat na die LHA van die basolaterale / basomediale amygdala en orbitomediale prefrontale korteks geprojekteer word, word geaktiveer in reaksie op die aanbieding van die CS + (Petrovich et al., 2005). Daarbenewens voorkom kontralaterale asimmetriese letsels van die basolaterale amygdala en LHA cue-geïnduseerde voeding (Petrovich et al., 2005). Orexin blyk ook 'n rol te speel in cue-induced feeding as rotte blootgestel aan die CS + druk aansienlik meer c-FOS positiewe orexienneurone in die PeF (Petrovich et al., 2012).

Laastens is die LHA betrokke by nie-assosiatiewe vorme van beloningsverwante leer. Wanneer rotte herhaaldelik uitgeput is van natrium, toon hulle 'n toename in natrium inname (Falk, 1965; Sakai et al., 1987, 1989), 'n verskynsel genoem die sensibilisering van natrium-aptyt (Hurley et al., 2013b). Sensitisering van natrium-aptyt is waarskynlik 'n vorm van nie-assosiatiewe leer (Falk, 1966; Frankmann et al., 1986) wat afhanklik is van glutamatergiese NMDA-reseptor-afhanklike neurale plastisiteit (Hurley and Johnson, 2013). Bewyse dui daarop dat natrium-aptyt sensitiwiteit neurale plastisiteit in twee neurale stroombane behels: een kring beheer liggaamlike vloeistof homeostase en 'n ander stroombaan bemiddelende motivering en beloning (Roitman et al., 2002; Na et al., 2007). C-FOS uitdrukking veroorsaak deur natrium depletie is verhef in rotte met 'n geskiedenis van natrium uitputting in die SFO, basolaterale amygdala, mediale prefrontale korteks en nucleus accumbens in vergelyking met rotte sonder geskiedenis van natrium uitputting (Na et al., 2007). Daarbenewens het rotte met 'n geskiedenis van natriumuitbarstings verhoogde dendritiese arborisering en lengte in die nucleus accumbens (Roitman et al., 2002). Baie van die areas wat skynbaar sensitiwiteit onder natriumuitputting ondergaan, stuur ook projeksies na die LHA, insluitend die SFO, prefrontale korteks en basolaterale amygdala. Die LHA stuur projeksies na die VTA, wat op sy beurt in staat is om neurale plastisiteit in nucleus accumbens neurone te induseer (Mameli et al., 2009). Ten slotte ondersteun addisionele bewyse die moontlikheid dat orexienneurone neurale plastisiteit ondergaan van natriumuitputting (Liedtke et al., 2011). Aktiwiteitsreguleerde sitoskelet-geassosieerde proteïen, wat 'n kritiese rol in neurale plastisiteit speel (Tzingounis en Nicoll, 2006; Herder en Beer, 2011), word in PeF-oreksienneurone tydens natriumuitputting geherreguleer (Liedtke et al., 2011).

Sintese en gevolgtrekkings

Die hersiene eksperimente ondersteun die hipotese dat die LHA bydra tot die integrasie van inligting wat verband hou met homeostatiese staat en vorige ervaring met motivering en beloningstelsels. 'N Opsomming van die anatomiese en funksionele data word in Figuur voorgestel Figure3.3. Kern binne die LHA, insluitend die PeF en LHAd, ontvang projeksies uit breinareas wat energie- en liggaamsvloeistofhomeostase reguleer, benewens gebiede wat betrokke is by assosiatiewe leer (Broberger et al., 1998; Petrovich et al., 2005; Hurley et al., 2013a). Op sy beurt stuur hierdie areas van die LHA projeksies na die VTA waar hulle gemotiveerde gedrag bevorder, ten minste gedeeltelik deur die vrylating van orexien in die VTA (Phillipson, 1979; Fadel en Deutch, 2002; Geisler en Zahm, 2005). Alhoewel Figuur Figure33 vertoon 'n hiërargiese model van LHA funksionering wat oorheers word deur efferente verbindings met stroomafwaartse breinareas. Dit kan die geval wees dat hierdie kringe eintlik 'n neurale netwerk is wat bestaan ​​uit tweerigting-insette tussen areas wat betrokke is by leer, homeostase en motivering en beloning. In hierdie opsig sou die gebruik van anterograde- en retrograde-spore-mediese inspuitings nut verskaf om te identifiseer of hierdie areas 'n neuronale netwerk vorm (byvoorbeeld Thompson en Swanson, 2010).

 

Figuur 3

'N Skematiese opsomming van die hersiene eksperimente. Gebiede wat betrokke is by assosiatiewe leer (groen) en die behoud van homeostase (blou) projek aan die LHA. Die LHA stuur projeksies na motivering en beloning areas (rooi) om gemotiveerde gedrag te begin. Die ...

Aangesien orexien nie uitsluitlik betrokke is by die mediasie van net 'n gemotiveerde gedrag nie, is dit waarskynlik dat orexine daartoe verbind om doelgerigte response wat verband hou met verskeie gemotiveerde state te versterk (Borgland et al., 2009). Leidrade wat verband hou met beloningspresentasie en verbruik kan ook aktivering van orexienneurone veroorsaak (Harris et al., 2005; Di Sebastiano et al., 2011; Petrovich et al., 2012), wat daarop dui dat vorige ervaring ondervind het van oreksienneuronaktiwiteit. Daarom is daar ten minste twee toestande wat orexienneuronaktiwiteit veroorsaak: (1) die werklike soek en verbruik van belonings; en (2) het verenigings met belonings geleer. Met betrekking tot die tweede punt is dit belangrik om daarop te wys dat orexien neurale plastisiteit in die VTA self kan induceer (Borgland et al., 2006). Dit is onwaarskynlik dat orexien al die effekte bemoeilik op gemotiveerde gedrag wat deur manipulasies van die LHA waargeneem word, aangesien baie projeksies van die hipotalamus na die VTA nie-oreksineries is.

Toekomstige werk wat daarop gemik is om die rol van kernse in die LHA te ondersoek, sal vrugbaar wees. Die LHA bestaan ​​eintlik uit 'n versameling heterogene breinareas wat unieke neuroanatomiese verbindings en sitoarchitecture het (Swanson et al., 2005; Hahn en Swanson, 2010). Verder blyk dit dat aparte orexienneonklusters onder verskillende eksperimentele toestande geaktiveer word (Harris et al., 2005; Harris en Aston-Jones, 2006; Petrovich et al., 2012). Optogenetiese manipulasies bied 'n metode om te toets of hierdie oreksien-selgroepe 'n funksionele beduidende projeksie op die VTA of nucleus accumbens het. Daarbenewens moet die inaktivering van orexin-selgroepe die aktiwiteit van VTA- en nucleus accumbens neurone beïnvloed. Laastens is dit opmerklik dat baie van die bespreekde eksperimente nie die rolle van breinkernen binne die LHA onderskryf en definieer nie en het nie die rol van die DMH in gemotiveerde gedrag bespreek nie. Die DMH ontvang ook projeksies van liggaamsvloeistof homeostase gebiede (Swanson en Lind, 1986), stuur projeksies na die VTA (Geisler en Zahm, 2005), en bevat orexienneurone (Fadel en Deutch, 2002), wat almal moontlik by homeostatiese gedrag betrokke is.

Gesondheidsimplikasies

Uit 'n gedragsperspektief kan sommige afwykings as swaarkryprobleme beskou word. Byvoorbeeld, anorexics versuim om genoeg kos te inneem terwyl diegene wat aan vetsug ly, te veel kos inneem. Net so, sommige mense eet veel te veel natrium; 'n verskynsel wat soms soutgluttony genoem word (Schulkin, 1986), terwyl ander te min natrium inname neem en gevolglik natriumtekort word, wat veroorsaak dat hulle outonome en kardiovaskulêre disfunksie ervaar (Bou-Holaigah et al., 1995). Daarbenewens kan bejaarde individue verminderde dors en daaropvolgende uitdroging (Rolls and Phillips, 1990; Warren et al., 1994). Een benadering tot die verstaan ​​van hierdie ongesteldhede wat gekenmerk word deur 'n oorskot of surplus in ingewikkelde gedrag, is om hulle te begryp as probleme van die sentrale senuweestelsel wat verband hou met die handhawing van homeostase en toepaslike betrokkenheid by gemotiveerde gedrag. Aangesien die LHA krities betrokke is by beide die handhawing van homeostase en bemiddelende gemotiveerde gedrag, kan 'n beter begrip van die LHA help met die diagnose en behandeling van versteurings van inname.

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

Verwysings