معالجة متقاربة لكل من الإشارات التحفيزية الإيجابية والسلبية بواسطة VTA Dopamine Neuronal Populations (2011)

التعليقات: يوضح هذا البحث أن دوائر المكافأة والخلايا العصبية المنتجة للدوبامين تستجيب للخوف. نفس الدائرة التي تدفعنا بالدوبامين لتحقيق أهدافنا ، مثل النشوة الجنسية ، يتم تنشيطها أيضًا من خلال الخوف. هذا هو السبب في أننا "نحب" الأشياء المخيفة - الأفعوانية ، القفز بالحبال ، أفلام الرعب ، إلخ. نتساءل عما إذا كان الخوف أو القلق من إنتاج المواد الإباحية يزيد من كمية الدوبامين المنبعثة. سيكون هذا منطقيًا ، لأن العديد من المستخدمين ينتقلون إلى الأنواع الإباحية التي تسبب القلق والخوف. إذا لم يعد المستخدم الإباحي يحصل على ما يكفي من الدوبامين من النوع الحالي ، فقد يبحث عن مواد إباحية تثير القلق والخوف من أجل الحصول على إصلاح أكبر للدوبامين. يعمل الأدرينالين والنورادرينالين أيضًا على تحفيز دائرة المكافأة ، كما هو موضح في مقالات أخرى في هذا القسم.

دراسة كاملة: معالجة متقاربة لكل من الإشارات التحفيزية الإيجابية والسلبية بواسطة VTA Dopamine Neuronal Populations

Wang DV، Tsien JZ، 2011 PLoS ONE 6 (2): e17047. دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047

ملخص

تمت دراسة الخلايا العصبية الدوبامين في المنطقة القطبية البطنية (VTA) تقليديا لدورها في الدوافع المرتبطة بالمكافأة أو إدمان المخدرات. هنا ندرس كيف يمكن لسكان الخلايا العصبية الدوبامين VTA معالجة التجارب المخيفة والسلبية وكذلك مكافأة المعلومات في الفئران التي تتصرف بحرية. باستخدام تسجيل متعدد tetrode ، نجد أن ما يصل إلى 89٪ من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة في VTA تظهر تنشيطًا كبيرًا استجابة للنغمة المشروطة التي تتنبأ بمكافأة الطعام ، في حين أن نفس مجموعة الخلايا العصبية من الدوبامين تستجيب أيضًا للخبرات المرعبة مثل تقع وتهز الاحداث. الغالبية العظمى من هذه الخلايا العصبية الدوبامين المفترض VTA تظهر إخماد وإزاحة مرتدة الارتداد ، في حين أن ~ 25 ٪ من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة المسجلة تظهر الإثارة من قبل الأحداث المخيفة. والأهم من ذلك ، تظهر الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة في VTA خواص تشفير معلمية: وتختلف مدة تغييرها الزمنية مع فترات الأحداث المخيفة. بالإضافة إلى ذلك ، نثبت أن المعلومات السياقية أمر حاسم بالنسبة لهذه الخلايا العصبية لاستنتاج استجابات تحفيزية إيجابية أو سلبية بنفس النغمة المشروطة. وإذا أخذنا معاً ، توحي نتائجنا بأن الخلايا العصبية الدوبامين VTA قد تستخدم استراتيجية الترميز المتقاربة لمعالجة كل من التجارب الإيجابية والسلبية ، مع الدمج الوثيق مع الإشارات والسياق البيئي.

الأرقام

تنويه: وانغ DV ، Tsien JZ (2011) معالجة متقاربة من كل من إشارات التحفيز الإيجابية والسلبية من قبل VTA الدوبامين الخلايا العصبية. PLoS ONE 6 (2): e17047. دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047

رئيس التحرير: هيرومو تانيموتو ، معهد ماكس بلانك للنوروبيولوجي ، ألمانيا

تم الاستلام: تشرين الثاني (نوفمبر) 9 ، 2010 ، قبلت: كانون الثاني (يناير) 19 ، 2011 ، نشرت: 15 فبراير 2011

حقوق النشر: © 2011 Wang، Tsien. هذه مقالة مفتوحة المصدر تم توزيعها بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution ، والتي تسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، شريطة أن يتم تسجيل المؤلف الأصلي والمصدر.

التمويل: تم دعم هذا العمل بأموال من NIMH (MH060236) و NIA (AG024022 و AG034663 و AG025918) و USAMRA00002 و Georgia Research Alliance (جميعها لـ JZT). لم يكن للممولين أي دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات أو تحليلها أو اتخاذ قرار النشر أو إعداد المخطوطة.

تضارب المصالح: وقد أعلن الباحثون إلى أن لا المصالح المتنافسة موجودة.

المُقدّمة

تمت دراسة الخلايا العصبية الدوبامين في المنطقة القطبية البطنية (VTA) تقليديا لدورها في الدوافع ذات الصلة بالمكافأة أو إدمان المخدرات [1]-[3]. ومع ذلك ، يعتقد أيضا أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA مهم للدوافع السلبية [1]-[4]. في الأدب ، كان دور الخلايا العصبية الدوبامين في الدوافع الإيجابية راسخًا ومدعومًا بالعديد من الدراسات التي أظهرت أن المكافأة (على سبيل المثال ، الغذاء والعصير) ومكافأة المكافأة (المثيرات المشروطة) تثير وقتًا قصيرًا (50 - 110 مللي ثانية) ووقت قصير (~ 200 مللي ثانية) النشاط انفجار من الخلايا العصبية الدوبامين [5]-[9]. يبدو أن استجابة الخلايا العصبية للدوبامين ترمز إلى مجموعة واسعة من الأحداث الجديدة والمتعلقة بالمكافأة من خلال قاعدة خطأ في التنبؤ [5]-[9]. وقد تبين أيضًا أن نشاط الدوبامين VTA يلعب دورًا أساسيًا في إدمان المخدرات: فكل العقاقير التي تسبب الإدمان تقريبًا تزيد من مستوى الدوبامين المتشابك في النواة المتكئة التي تتلقى مدخلات دوبامينية واسعة من منطقة VTA [10]-[12].

وقد لوحظ أيضا دور الخلايا العصبية الدوبامين VTA في الدافع السلبي. وقد وجد عدد من الدراسات أن الأحداث المجهضة (على سبيل المثال ، التسريب عن طريق الفم من الكينين أو LiCl) أو الحالات السلبية (مثل سحب الأدوية) يمكن أن تغير تركيز الدوبامين في مناطق الدماغ المعززة بواسطة الخلايا العصبية الدوبامين VTA. [13]-[15]. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تعطيل انتقال الدوبامين في الهياكل التحويلية للـ VTA يؤدي إلى ضعف التكيف مع التجارب المخيفة أو المخيفة. [16], [17]. علاوة على ذلك ، يمكن لمستويات الدوبامين أن تظهر وظائف معاكسة في التعزيز على السلوك: يعتقد أن انخفاض مستوى الدوبامين في النواة المتكئة يحسن العقوبة ، ولكنه يضعف التعلم القائم على المكافأة ، في حين أن ارتفاع مستوى الدوبامين يحسن المكافأة - ولكنه يضعف التعلم القائم على العقاب. [18]. هذه الدراسات المذكورة أعلاه تشير بقوة إلى أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA تلعب أيضا دورا هاما في معالجة الإشارات التحفيزية السلبية. ومع ذلك ، فإن الدور الدقيق لعصب العصب الدوبامين VTA في الدافع السلبي ليس واضحا تماما.

من ناحية أخرى ، توصلت الدراسات الحديثة إلى أن الخلايا العصبية الدوبامين الموجودة في المادة السوداء يمكن أن تستجيب لكل من المكافئ (على سبيل المثال ، العصير) والمحفزات المضايقة (على سبيل المثال ، نفخة الهواء) ويمكن أن ينقل مجموعتان من الخلايا العصبية الدوبامين SNC بشكل إيجابي والإشارات التحفيزية السلبية [9], [19]. ومع ذلك ، فقد أثيرت مخاوف بشأن ما إذا كان نفث الهواء إلى الجلود ، أو جديلة مشروطة توقع حدوث نفخة الهواء ، هو مكره حقا للقرود طالما تعتبر هذه الأنشطة غير ضاره [9]. وعلاوة على ذلك ، من المعروف أن الخلايا العصبية الدوبامين SNc لمعالجة جوانب مختلفة من المعلومات ، مع الدوائر العصبية المدخلة والمخرجات متميزة ل VTA [5]. ولذلك ، هناك اهتمام قوي بالتحقيق في ما إذا كانت الخلايا العصبية الدوبامين VTA تقوم بكيفية التعامل مع التجارب السلبية ، وما إذا كانت هناك مجموعة متميزة من عصبونات الدوبامين لتكريس نفسها لمعالجة المعلومات الإيجابية والسلبية.

ولمعالجة هذه الأسئلة المهمة ، قمنا بتوظيف تسجيل متعدد tetrode خارج الخلية في فئران تتصرف بحرية ، واستخدمنا نوعين من الأحداث الخائفة القوية (السقوط الحر والهز). [20] كطريقة لدراسة الخلايا العصبية VTA في معالجة الإشارات التحفيزية السلبية. قمنا أيضًا بتدريب الفئران على إقران نغمة محايدة مع توصيل الطعام لاحقًا ، مما سمح لنا بالتحقيق في كيفية معالجة عوارض الخلايا العصبية الدوبامين VTA نفسها. علاوة على ذلك ، ولأن معلومات السياق هي جزء لا يتجزأ من العديد من التجارب الشاملة ، سألنا عما إذا كان السياقات البيئية قد تلعب دوراً في التمييز بين المكافأة أو المعلومات المكبوتة وكيف يمكن ذلك. في هذا الصدد ، قمنا كذلك بإجراء مجموعة من التجارب التي قمنا بتدريب الفئران عليها لإقران نغمة واحدة مع كل من المكافأة الغذائية والحدث المخيف ، ولكن في سياقات مختلفة ، مما سمح لنا بتحديد كيف تأثرت الاستجابة العصبية للـ VTA الدوبامين بشكل جوهري السياق البيئي. نتائجنا تشير إلى أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA قد تستخدم استراتيجية الترميز المتقاربة لمعالجة كل من التجارب الإيجابية والسلبية.

النتائج

تصنيف الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة

لقد زرعنا حزمًا متحركة من 8 رباعيات (32 قناة) في VTA للنصف الأيمن من الفئران ، وتم تأكيد مواضع أقطاب التسجيل بواسطة الأنسجة في نهاية تجربتنا (الشكل شنومكسا). تم استخدام البيانات من الفئران 24 التي سجلناها من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة في التحليلات الحالية. تم تسجيل ما مجموعه وحدات 210 ذات الطول الموجي الشفاف من هذه الفئران 24 (للحصول على أمثلة لوحدات معزولة بشكل جيد ، انظر الشكل سنومكس). من بينها ، تم تصنيف وحدات 96 على أنها الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة على أساس أنماط إطلاقها (انظر مواد وطرق) ، وهكذا تم تصنيف وحدات 114 الأخرى على أنها الخلايا العصبية غير الدوبامين. عرضت الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة عادةً إمكانات عمل واسعة ثلاثية الطور (الشكل شنومكسب، على الرغم من الاختلاف ، في حين أن الخلايا العصبية غير الدوبامين أظهرت إمكانات عمل طفيفة ثلاثية الطور أو ثنائية الطور (الشكل شنومكسبوالأزرق والأسود على التوالي). الأهم من ذلك ، فقط الخلايا العصبية ذات معدلات إطلاق خط الأساس المنخفضة (0.5 – 10 Hz؛ الشكل شنومك) ، تم تصنيف الفاصل الزمني الطويل نسبيًا بين الارتفاعات (> 4 مللي ثانية) ونمط إطلاق النار المنتظم على أنه خلايا عصبية دوبامين مفترضة. في المقابل ، أظهرت الخلايا العصبية غير الدوبامين المصنفة معدل إطلاق أساسي أعلى (> 10 هرتز ؛ الشكل شنومك) و / أو تعديل كبير في معدل إطلاق النار أثناء الحركة ، بالنسبة إلى الاستيقاظ الهادئة [21]-[23].

صورة مصغرة

الشكل 1. تسجيل Muti-tetrode وتصنيف الخلايا العصبية VTA.

(A) مسار مصفوفة إلكترود يظهر على مثال قسم الدماغ الاكليلي (أعلى اليمين) ومواقع مجموعة مصفوفة الإلكترود (من فئران 21) على مخططات قسم الأطلس [52]. تمثل المربعات الزرقاء المواقع التي تم فيها تسجيل نوع 1 / 2 من الخلايا العصبية المفترضة DA ؛ تمثل المربعات الحمراء المواقع التي تم فيها تسجيل الخلايا العصبية من نوع 3 ؛ تمثل المربعات البنفسجية المواقع التي تم فيها تسجيل كل من النوع 1 / 2 والخلايا العصبية من نوع 3 (انظر الشكل 2 لتصنيف الأنواع الثلاثة من الخلايا العصبية المفترضة DA). (B) أمثلة من الطول الموجي نموذجي سجلت ل DA المفترضة (الحمراء) والخلايا العصبية غير DA (الأزرق والأسود). تم قياس عرض نصف AP من الحوض الصغير إلى الذروة التالية لإمكانيات الإجراء. (C) معدلات إطلاق خط الأساس و نصف عرض AP من الخلايا العصبية DA (الحمراء) و DA (السوداء). DA ، الدوبامين غير DA ، غير الدوبامين ؛ AP ، إمكانية العمل.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g001

ثلاثة أنواع من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة تستجيب للخوف

استخدمنا نوعين من الأحداث الخائفة القوية (السقوط الحر والهز) لفحص كيفية استجابة الخلايا العصبية VTA للتجارب السلبية [20]. بعد أن تعافى الفئران من العمليات الجراحية وتم تحقيق تسجيلات مستقرة (عادة 1 ~ 2 أسابيع بعد الجراحة) ، بدأنا التجارب. تم وضع كل فأر في غرفة السقوط الحر أو غرفة الاهتزاز ، حيث تم إعطاء تجارب 20 لأحداث السقوط الحر أو الهز كل جلسة مع فاصل زمني بين 1 و 2 بين التجارب (الشكل شنومكسا). الفاصل الزمني بين الجلسات هو عادةً ساعات 1 – 2. لقد راقبنا دائمًا استقرار الوحدات المسجلة من خلال فحص أشكال شكل الموجة الحادة وحالة إطلاق خط الأساس وتوزيعات كتلة السنبلة قبل الأحداث وبعدها وكذلك من خلال التجارب بأكملها. قمنا بتقييم عدم وجود فقدان مؤقت للوحدات خلال الحدثين المخيفين من خلال فحص الوحدات المسجلة في وقت واحد (على سبيل المثال ، وحدتين مسجلتين من نفس tetrode تظهر تغييرات متقابلة لإطلاق النار) (الشكل سنومكس). كما أننا نضمن عدم تضمين أي ضوضاء كهربائية أو ميكانيكية في البيانات المسجلة من خلال تقييم أشكال الموجة قبل وأثناء وبعد الأحداث المخيفة (الشكل سنومكس). وعموما ، تم تقسيم هذه الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة (ن = 96) إلى حد كبير إلى ثلاثة أنواع رئيسية على أساس خصائص الاستجابة الخاصة بهم إلى أحداث اثنين من الخوف: نوع 1 (59 ٪ ، 57 / 96) ، نوع 2 (13 ٪ ، 12 / 96) ونوع 3 (25٪ ، 24 / 96).

صورة مصغرة

الشكل 2. ثلاثة أنواع من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة (DA).

(AC) نواتج peri-event (تجارب 1-20 ، من الأعلى إلى الأسفل) والمدرج التكراري لثلاثة أمثلة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة لـ VTA (A: type-1 و B: type-2 و C: type-3) استجابة مجانية سقوط (لوحات اليسار) ، يهز (لوحات الأوسط) ، ونغمة مشروطة التي تنبأت موثوقة تسليم بيليه السكر (لوحات اليمين). (D) النسب المئوية لأنواع مختلفة من الخلايا العصبية المفترضة DA. (E، F) النسب المئوية للقمع (E: type-1 و 2) والخلايا الجذعية DA المفترضة (F: type-3) ، التي تم تنشيطها بشكل كبير بالنغمة المشروطة التي تنبأت بشكل موثوق بتوصيل الكريات بالسكر. سقوط حر ، 30 سم عالية ؛ اهتزاز ، 0.2 ثانية ؛ Tone و 5 kHz و 1 ثانية.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g002

وأظهرت الخلايا العصبية الدوبامين المنبعثة من النوع-1 ، ليس فقط قمع كبير لإطلاق النار في الردود على كل من أحداث سقوط والسقوط الحر (الشكل شنومكسا، لوحات اليسار والوسط) (P<0.05 ، اختبار تصنيف موقع Wilcoxon) ، ولكن أيضًا إثارة قوية للارتداد عند انتهاء كلا الحدثين. لقد حددنا إثارة الارتداد على أنه معدل إطلاق الذروة الإزاحة (تم تنعيمه بفلتر غاوسي) ليكون أعلى مرتين على الأقل من معدل إطلاق النار الأساسي وبنقاط z أكبر من 2. قد يشير هذا الإثارة الارتدادية إلى السلامة في نهاية أحداث مخيفة أو دافع من مثل هذه الأحداث. ثم سألنا ما إذا كانت هذه الخلايا العصبية الدوبامين من النوع الأول تستجيب لإشارات المكافأة. من خلال إقران نغمة محايدة بشكل متكرر مع التسليم اللاحق لحبيبات السكر ، وجدنا أن هذه الخلايا العصبية زادت أيضًا بشكل كبير من إطلاقها إلى النغمة المكيفة التي توقعت المكافأة بشكل موثوق (الشكل 2A ، اللوحة اليمنى). لذلك ، كانت هذه الخلايا العصبية من نوع 1 الدوبامين مستجيبة لكل من الإشارات المكافئة والإشارات السلبية.

أظهرت الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة نوع 2 VTA قمع كبير (P<0.05 ، اختبار تصنيف موقع Wilcoxon) أثناء السقوط الحر أو الاهتزاز ، لكن لم يكن لديهم تنشيط الارتداد بعد إنهاء هذه الأحداث (درجات z <2) (الشكل شنومكسب، لوحات اليسار والوسط). على غرار الخلايا العصبية الدوبامين المضبوطة من نوع 1 ، زادت هذه الخلايا العصبية من نوع 2 إطلاقها بشكل ملحوظ إلى النغمة المشروطة التي تنبأت بمكافأة موثوق بها (الشكل 2B ، اللوحة اليمنى). وهكذا ، فإن كلا النوعين 1 و 2 dopamine neurons يعرضان تحوير ثنائي الاتجاه للأحداث السلبية والإيجابية ، أي أنهما يخفضان إطلاقهما للأحداث الخائفة بينما يزيدان إطلاقهما إلى إشارات المكافأة.

ومما يثير الاهتمام ، أننا سجلنا أيضًا نوعًا ثالثًا من الخلايا العصبية الشبيهة بالدوبامين ، والتي تشترك في تشابه أكثر مع الخلايا العصبية الدوبامين النوعية 1 / 2 بدلاً من الخلايا العصبية غير الدوبامين. زادت هذه الخلايا العصبية من نوع 3 (حوالي 25٪ من جميع الخلايا العصبية الدوبامينية المفترضة المسجلة) إطلاقها إلى كل من السقوط الحر والظواهر (الشكل شنومك، لوحات اليسار والوسط) (P<0.05 ، اختبار رتبة موقع ويلكوكسون). عادة ما أعقب إطلاقهم المتزايد قمع تعويض. علاوة على ذلك ، يمكن لهذه الخلايا العصبية الدوبامين من النوع 3 أيضًا أن تزيد من إطلاقها استجابة للنغمة المكيفة التي تنبأت بالمكافأة (الشكل 2C ، اللوحة اليمنى). هذه الخلايا العصبية من نوع 3 ، والتي زادت من إطلاق النار على كل من الأحداث الإيجابية والسلبية ، تختلف تمامًا عن نوع 1 و 2 dopamine neurons. هذا يشير بقوة إلى تنوع سكان العصبونات الدوبامين VTA [24], [25].

عموما ، نوع 1 والخلايا العصبية نوع 2 تشكل غالبية (72 ٪) من السكان العصبية الدوبامين المفترض VTA المسجلة ، في حين أن الخلايا العصبية نوع 3 تشكل حول 25 ٪ ، مع الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة المتبقية (3 ٪) لا تستجيب ل أحداث خائفة (الشكل 2D). علاوة على ذلك ، تشير تحليلاتنا إلى أن جميع استجابات هذه الخلايا العصبية للأحداث السلبية تميل إلى أن تكون موحدة اتجاهيًا (45 خلية عصبية تم اختبارها لكل من أحداث السقوط الحر والهز) ، أي أن الخلايا العصبية التي تم تثبيتها (أو تنشيطها) بسبب حدث السقوط الحر كانت دائمًا تم قمعها (أو تنشيطها) من خلال أحداث مخيفة أخرى ، مثل حدث الاهتزاز ، والعكس صحيح. من بين الخلايا العصبية الدوبامين المكبوتة بالخوف (النوع 1 والنوع 2) التي فحصناها لاستجابتها لإشارات المكافأة ، أظهر 96 ٪ منهم (44/46) تنشيطًا كبيرًا من خلال نغمة المكافأة (الشكل 2E()P<0.05 ، اختبار رتبة موقع ويلكوكسون). يوضح هذا بوضوح أن الغالبية العظمى من الخلايا العصبية للدوبامين من النوع 1 والنوع 2 قادرة على الاستجابة ثنائية الاتجاه لكل من الأحداث الإيجابية والسلبية ، أي أنها تظهر الإثارة من خلال معلومات المكافأة أثناء قمعها بالتجارب المخيفة. من ناحية أخرى ، يمكن أيضًا تنشيط حوالي 71 ٪ من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة من النوع 3 (12/17) التي تم تنشيطها من خلال الأحداث المخيفة من خلال إشارات المكافأة (الشكل 2F()P<0.05 ، اختبار رتبة موقع ويلكوكسون). يشير هذا بقوة إلى أن الأحداث المخيفة ، وليس المكافأة فقط ، يمكن أن تثير بعض الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة VTA.

أنماط اطلاق وعلم الصيدلة التوصيفات

على الرغم من أوجه التشابه في نمط إطلاق النار وارتفاع شكل الموجات من ثلاثة أنواع من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة (على سبيل المثال ، الشكل 3A – C) ، لاحظنا بعض الاختلافات فيما بينها. أولاً ، أظهرت الخلايا العصبية الشبيهة بالنوع 3 الدوبامينية احتمالاً أقل بكثير (9 ± 2.3٪ ، يعني ± sem) من إطلاق الرشقات مقارنةً بالنوع 1 (55.2 ± 2.5٪) أو النوع 2 (32.0 ± 3.8٪) الدوبامين المفترض الخلايا العصبية (الشكل 3D و E). ثانيًا ، أظهرت الخلايا العصبية من نوع 3 معدل إطلاق خط الأساس أقل بكثير (2.15 ± 0.33 Hz ، يعني ± sem ؛ n = 24) مقارنة بنوع 1 (5.66 ± 0.27 Hz؛ n = 57) أو type-2 (4.92 ± 0.49 هرتز ؛ ن = 12) الخلايا العصبية (الشكل 3F).

صورة مصغرة

الشكل 3. أنماط اطلاق وعلم الصيدلة التوصيفات.

(A-C) ثلاثة أمثلة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة tetrode المسجلة (نوع 1 ، نوع 2 ، ونوع 3) وموجات الطول الموجي ممثل بهم. يمثل PC1 و PC2 المكونين الأساسيين الأول والثاني في تحليل المكون الأساسي ، على التوالي. تمثل النقاط الزرقاء التموج الفردية للعصبونات الدوبامين المعزولة ؛ النقاط السوداء تشير إلى المسامير الفردية لغيرها من الخلايا العصبية VTA غير مجهولة. (D) فترات inter-spike من ثلاثة أمثلة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة (type-1 ، type-2 ، و type-3). (E) النسب المئوية لإطلاق النيران من أجل الأنواع الثلاثة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة. أشرطة الخطأ ، sem ؛ ***P<0.001 ، للطالب t-اختبار. (F) معدلات إطلاق خط الأساس من ثلاثة أنواع من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة. أشرطة الخطأ ، sem ؛ ***P<0.001 ، للطالب t-اختبار. (G) نشاط السنبلة التراكمي لأمثلة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة (نوع 1 ، نوع 2 ، ونوع 3) استجابة إلى apomorphine مستقبلات الدوبامين. وقد لوحظ أن النوع 1 ونوع الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة من نوع 3 تم تسجيلها في وقت واحد من tetrode. (H و I) خط الأساس ومعدلات إطلاق ما بعد المخدرات من الدوبامين المفترضة (H) والخلايا العصبية غير الدوبامين (I). تم حقن الفئران مع apomorphine مستقبلات الدوبامين ناهض (1 ملغ / كغ ، IP) وكانت متوسط ​​معدلات إطلاق النار 30 دقيقة قبل و 30 دقيقة بعد حقن apomorphine.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g003

كما قمنا بحقن الفئران بمؤثرات مستقبلات الدوبامين apomorphine (1 mg / kg، ip) و / أو quinpirole (1 mg / kg، ip) والتي ثبت بشكل رئيسي أنها تمنع نشاط الخلايا العصبية الدوبامين [6], [8], [24], [25]. تم اختبار ما مجموعه من الخلايا العصبية 77 VTA (بما في ذلك الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة 33 والخلايا العصبية غير الدوبامين 44) مع ناهضات مستقبلات الدوبامين. كشفت نتائجنا الدوائية أن الغالبية العظمى (96٪ ؛ 23 / 24) من النوع 1 ونوع الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة من نوع 2 تم تثبيطها بشكل ملحوظ ، في حين أن الخلايا العصبية من نوع 3 (n = 9) أظهرت خلافًا لذلك الإثارة بواسطة الآبومورفين (الشكل 3H). بالإضافة إلى ذلك ، تم اختبار 4 الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة مع كل من apomorphine و quinpirole (في أيام مختلفة). هذه الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة 4 أظهرت استجابات مشابهة للأبومورفين وكوينبيرول: الخلايا العصبية (ن = 2) قمعها من قبل apomorphine تم تثبيتها أيضا بواسطة quinpirole؛ تم تنشيط الخلايا العصبية (ن = 2) تفعيلها من قبل apomorphine بواسطة quinpirole. على النقيض من ذلك ، أظهرت الخلايا العصبية غير الدوبامين VTA (n = 44) تغيرات محدودة للغاية أو معدومة في معدل إطلاق النار بعد حقن Apomorphine أو quinpirole (الشكل 3I).

ردود من الخلايا العصبية الدوبامين المفترض VTA إلى فترات مختلفة وشدة الأحداث خوفا

لمزيد من فهم خصائص الترميز من الخلايا العصبية الدوبامين VTA للأحداث خوف ، أجرينا مجموعة من التجارب parametric. تم تنفيذ ارتفاعات مختلفة من السقوط الحر (10 و 30 cm) ومدد مختلفة للاهتزاز (0.2 و 0.5 و 1 ثانية) في أوامر عشوائية أثناء تجارب التسجيل. وجدنا أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA عرضت تغييرات النشاط الديناميكي الزمني التي كانت تتناسب مع فترات الأحداث المخيفة. كما هو موضح في الشكل شنومكساأظهرت الخلايا العصبية الدوبامين المنبعثة من نوع 1 الكبت المرتبط بالمدة خلال أحداث السقوط الحر (10 سم مقابل 30 سم عالية). كشف التحليل السكاني أنه استجابة لأحداث السقوط الحر 10 و 30 cm (الشكل شنومكسب) ، كان متوسط ​​زمن الاستجابة لإزاحة الإزاحة (زمن الاستجابة لمعدل إطلاق الذروة الملامس) من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة من نوع 1 هي 293 ± 38 مللي ثانية (المتوسط ​​± sd و n = 15) و 398 ± 28 مللي ثانية (n = 20) ، على التوالي (P<0.001 ، للطالب t-اختبار). تشير هذه النتائج إلى أن استجابات الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة من النوع 1 ترتبط مع مدة الأحداث المخيفة (الشكل 4B ، اللوحة اليمنى). ولوحظ أن معدل إطلاق الذروة في الإزاحة كان أعلى قليلاً خلال حدث السقوط الحر 30 cm (30.9 ± 6.6 Hz ؛ يعني ± sd) مقارنة بحدث 10 cm (26.3 ± 5.9 Hz) (P = 0.04 ، للطالب tاختبار) ، مما يشير إلى أن ردود من الخلايا العصبية الدوبامين نوع 1 VTA إلى سلبية قد تعكس أيضا ، إلى درجة أقل ، وشدة أحداث السقوط الحر.

صورة مصغرة

الشكل 4. ردود من VTA نوع 1 الخلايا العصبية الدوبامين المفترض إلى فترات مختلفة وشدة الأحداث خوفا.

(A) نواتج peri-event (تجارب 1 – 20) ورسم بياني لنوع واحد من الخلايا العصبية من نوع 1 كاستجابة لـ 10 سم (يسار) وأحداث سقوط حر 30 cm (يمين). (Bسلالات متجانسة سكانية متوسطة في محيط الحدث (يسار) وتخلّص تأخر إثارة (يمين) من الخلايا العصبية من النوع 1 كاستجابة لخط 10 سم (الخط الأزرق ؛ n = 15) و 30 سم (الخط الأحمر ؛ n = 20) . (C) متغيرات peri-event و histograms من نوع آخر 1 العصبوني استجابة ل 0.5 ثانية (يسار) وأحداث 1 ثانية (يمين). (D) عدد التعدادات السكانية المتسقة المحيطة بالحدث (يسارًا) ووقت استجابة الاستثارة (يمين) الخلايا العصبية من النوع 1 استجابة إلى 0.2 ثانية (الخط الأخضر ؛ n = 13) ، 0.5 ثانية (الخط الأزرق ؛ n = 20) ، و 1 ثانية (خط أحمر ؛ ن = 14) يهز الأحداث. (Er r r r Per Per r r and and and and and and and and and and and and and ne ne ne ne ne ne ne ne ne ne ne in in in in in in in in in in in (F) معدل التعداد السكاني لمتوسط ​​عدد السكان السلس (يسار) وإزاحة معدلات إطلاق ذروة الإثارة (يمين) من الخلايا العصبية من النوع 1 استجابة للخط المنخفض (الخط الأزرق ؛ n = 9) والشدة العالية (الخط الأحمر ؛ n = 9) يهز الأحداث. أشرطة الخطأ ، sd ؛ *P<0.05 ، ***P-8، الطلاب tالاختبار.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g004

وبالمثل ، أظهرت هذه الخلايا العصبية من نوع 1 خصائص استجابة تعتمد على المدة لأحداث الاهتزاز (الشكل 4C و D). متوسط ​​زمن الاستجابة للإزاحة هو 374 ± 25 مللي ثانية (متوسط ​​± sd و n = 13) و 672 ± 52 ms (n = 20) و 1169 ± 35 ms (n = 14) لأحداث الاهتزاز التي استمرت لـ 0.2 و 0.5 و 1 ثانية ، على التوالي (P<0.001 ، ANOVA أحادي الاتجاه). متابعة الطالب tاختبارات أظهرت اختلافات كبيرة للغاية لكل مقارنة (الشكل 4D ، اللوحة اليمنى). ومع ذلك ، لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في معدلات إطلاق الذروة الإزاحة عبر فترات مختلفة من أحداث اهتزاز (P> 0.05 ؛ اتجاه واحد أنوفا). قمنا أيضًا بتغيير شدة حدث الاهتزاز: أظهرت الخلايا العصبية من النوع 1 ذروة إثارة إزاحة أعلى قليلاً من خلال أحداث الاهتزاز عالية الكثافة مقارنةً بأحداث الاهتزاز منخفضة الكثافة (الشكل 4E و F. 29.1 ± 7.7 vs. 23.5 ± 9.5 Hz، mean ± sd). هذه النتائج المذكورة أعلاه تشير إلى أن استجابات الخلايا العصبية الدوبامين المنبعثة من نوع VTA-1 ترتبط مع مدة الأحداث المخيفة ، وبدرجة أقل من شدة الأحداث المخيفة.

وعلاوة على ذلك ، ترتبط مدة الإثارة من الخلايا العصبية الشبيهة بنمط 3 الدوبامينية أيضا مع مدة أحداث خائفة. استجابة لأحداث السقوط الحر 10 و 30 cm (الشكل 5A و B) ، كانت فترات الإثارة 251 ± 29 مللي ثانية (المتوسط ​​± sd ، n = 8) ، و 345 ± 33 مللي ثانية (n = 10) ، على التوالي (P<0.001 ، للطالب t-اختبار). ردًا على أحداث 0.2 و 0.5 و 1 ثانية (الشكل 5C و D) ، كانت فترات الإثارة للخلايا العصبية من نوع 3 هي 294 ± 53 ms (n = 10) و 573 ± 80 ms (n = 9) و 1091 ± 23 ms (n = 7) ، على التوالي (P<0.001 ، ANOVA أحادي الاتجاه). متابعة الطالب tاختبار أظهر اختلافات كبيرة للغاية لكل مقارنة (الشكل 5D ، اللوحة اليمنى). استجابة للكثافات المختلفة لأحداث الاهتزاز ، أظهرت الخلايا العصبية من نوع 3 ذروة إثارة أعلى من خلال أحداث اهتزاز عالية الكثافة مقارنةً بالأحداث ذات الكثافة المنخفضة (الشكل 5E و F. 24.2 ± 4.6 vs. 15.5 ± 1.3 Hz، mean ± sd).

صورة مصغرة

الشكل 5. ردود من VTA نوع- 3 العصبية تشبه الدوبامين لفترات مختلفة وشدة الأحداث خوفا.

(A) نواتج peri-event (تجارب 1-20) ورسم بياني لنوع واحد من الخلايا العصبية من نوع 3 كاستجابة لـ 10 سم (يسار) وأحداث سقوط حر 30 cm (يمين). (Bسلالات متجانسة سكانية متوسطة في محيط الحدث (يسار) وتخلّص تأخر إثارة (يمين) من الخلايا العصبية من النوع 3 كاستجابة لخط 10 سم (الخط الأزرق ؛ n = 8) و 30 سم (الخط الأحمر ؛ n = 10) . (Cr r r r Per r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r in in in in in in in in in in in in in in (D) عدد التعدادات السكانية المتسقة المحيطة بالحدث (يسارًا) ووقت استجابة الاستثارة (يمين) الخلايا العصبية من النوع 3 استجابة إلى 0.2 ثانية (الخط الأخضر ؛ n = 10) ، 0.5 ثانية (الخط الأزرق ؛ n = 9) ، و 1 ثانية (خط أحمر ؛ ن = 7) يهز الأحداث. (Er r r r Per Per r r and and and and and and and and and and and and and ne ne ne ne ne ne ne ne ne ne ne in in in in in in in in in in in (F) معدل التعداد السكاني لمتوسط ​​عدد السكان السلس (يسار) وإزاحة معدلات إطلاق ذروة الإثارة (يمين) من الخلايا العصبية من النوع 3 استجابة للخط المنخفض (الخط الأزرق ؛ n = 5) والشدة العالية (الخط الأحمر ؛ n = 5) يهز الأحداث. أشرطة الخطأ ، sd ؛ *P<0.05 ، ***P-5، الطلاب tالاختبار.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g005

معا ، تشير هذه النتائج إلى أن التغيرات الديناميكية الزمنية في إطلاق الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة VTA ترتبط بشكل جيد مع فترات التحفيز للأحداث المخيفة ، مع إطلاق النار المكبوت للنوع 1 والخلايا العصبية من نوع 2 وزيادة إطلاق الخلايا العصبية من النوع 3. قد ترتبط تغيرات إطلاقها أيضًا بكثافة التحفيز للأحداث المخيفة ، ولكن بدرجة أقل بكثير.

تكامل متكامل للأحداث والسياقات

يقوم الدماغ عادة بمعالجة التجارب العرضية في السياقات البيئية ، وهذا ينطبق أيضًا على السلوكيات الإدمانية. وقد اقترحت المعلومات السياقية لتكون مهمة لاستجابة الخلايا العصبية الدوبامين لمكافأة التنبيهات [26]. سألنا ما إذا كان السياق البيئي قد لعب دورًا في ترميز الأحداث السلبية ، والأهم من ذلك ، كيف ستستجيب الخلايا العصبية الدوبامين VTA لنفس الإشعار المشروط ولكنها ترتبط أيضًا بسياقات متميزة تتنبأ بالنتيجة المعاكسة (على سبيل المثال ، المكافأة مقابل المنبهات المضايقة) .

وهكذا ، أجرينا مجموعة أخرى من التجارب التي خضعت فيها الفئران لتكييف ثنائي الاتجاه (سواء كان تكييفًا مكافئًا أو مكرهًا). استخدمنا نغمة محايدة كالمنبه المشروط (CS) للاقتران بمحفزات متميزة غير مشروطة (الولايات المتحدة ، إما كريات السكر أو السقوط الحر) في بيئات مختلفة (الشكل شنومكسا). أخضعنا الفئران إلى تكييف بافلوفان لمدة أسبوع واحد تلقت فيه الفئران ~ أزواج 200 CS / US لكل من المكافئ والتكيف المجهد (انظر مواد وطرق). بعد التدريب ، اقتربت الفئران من وعاء بيليه السكر بسرعة ، عادةً في 3-10 sec (4.3 sec في المتوسط) بعد بداية النغمة المكيفة ، ولكن دون أي اقتراب واضح إلى طبق التحكم الذي لم يتلق كريات السكر ، مما يدل على الفعالية خصوصية التعلم مكافأة النقابي (الشكل 6B ، اللوحة اليمنى). من ناحية أخرى ، ردا على النغمة المشروطة التي تنبأت بحدوث حدث سقوط حر في غرفة السقوط الحر ، أظهرت الفئران زيادة كبيرة في الحركة الخلفية عند سماع النغمة المشروطة (الشكل 6B ، اللوحة اليمنى) ، والتي قد تعكس تجنب الحيوان أو السلوك الدفاعي [27]. كانت استجابات الخوف / القلق المرتفعة في هذه الفئران واضحة أيضًا من زيادة التغوط والتبول في غرفة السقوط الحر مقارنةً بالمكافئات أو الغرف المحايدة (الشكل شنومك).

صورة مصغرة

الشكل 6. ترميز ثنائي الاتجاه من الإشارات الإيجابية والسلبية عن طريق نفس نغمة مشروطة في سياقات مختلفة.

(A) رسم تخطيطي من النموذج التجريبي لتكييف ثنائي الاتجاه. تم استخدام نغمة واحدة (5 kHz و 1 sec) طوال الوقت: حيث تنبأت بتسليم حبيبات السكر في غرفة الثواب (أعلى) ؛ وتوقع الحدث سقوط الحرة في غرفة السقوط الحر (وسط). ولم يتنبأ بأي شيء في الغرفة المحايدة (القاع). (B) اليسار ، وتأخير نهج الطبق بعد بداية لهجة مشروطة التي تنبأت بتسليم السكر. الحق ، أظهرت الفئران زيادة كبيرة في الحركة الخلفية بعد بداية النغمة المشروطة التي تنبأت بحدث السقوط الحر. (C) سلوكيات تشبه النفور (التغوط المتكرر والتبول) تم الحصول عليها في غرفة السقوط الحر مقارنة مع الغرفة المكافئة أو المحايدة. أشرطة الخطأ ، sem ؛ n = 10 *P<0.05 ، **P<0.01 ، ***P<0.001 ، للطالب t-اختبار. (د ، هـ) نواتج peri-event (تجارب 1-20) ورسم بياني لمثالين من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة لـ VTA استجابة للنغمة المشروطة نفسها التي تنبأت بتسليم حبيبات السكر (يسار) ، التي تنبأت بحدوث حدث سقوط حر (وسط) ، ولم يحدث ذلك توقع أي شيء (يمين) ، مع فاصل زمني لـ 1 – 2 h بين الجلسات. (Fسُجّل متوسط ​​عدد التكرارات السكانية المحيطة بالعمر للخلايا العصبية الدوبامين المخففة للخدش (النوع 1 و 2) استجابةً لنفس النغمة المشروطة التي تنبأت بكريات السكر (اللوحة اليسرى ؛ n = 16) ، التي توقعت حدث السقوط الحر (اللوحة الوسطى) ؛ نفس الخلايا العصبية 16 كما هو موضح في اللوحة اليسرى) ، والتي لم تكهن أي شيء (اللوحة اليمنى ؛ ن = 10). السقوط الحر ، 30 سم عالية.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g006

أظهرت تسجيلات النشاط العصبي في هذه الفئران المكيفة (بعد تدريب 1-week) أن الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة تستجيب بشكل كبير للنغمة المشروطة التي تنبأت بكريات السكر في غرفة المكافأة (الشكل 6D ، اللوحة اليمنى). ومن المثير للاهتمام ، أن نفس الخلايا العصبية VTA استجابت بشكل موثوق به لنفس النغمة المشروطة عندما تنبأت بالهبوط الحر في غرفة السقوط الحر (الشكل 6D، اللوحة الوسطى). عندما تم تسليم نفس النغمة المشروطة للفئران في غرفة محايدة لم تكن مرتبطة بأي حدث ، فإنها لم تسفر عن تغيرات كبيرة في إطلاق النار (الشكل 6D ، اللوحة اليمنى).

في المجموع ، سجلنا 16 قمع الخلايا العصبية الدوبامين (نوع 1 ونوع 2) من الفئران التي خضعت لبروتوكول تكييف ثنائي الاتجاه. كل هذه الخلايا العصبية أظهرت زيادة كبيرة في معدلات إطلاق النار بعد بداية النغمة المشروطة التي تنبأت بشكل موثوق بكريات السكر (الشكل 6D – F، لوحات اليسار) (P<0.001 ، اختبار رتبة موقع ويلكوكسون). استجابةً للنغمة نفسها التي تنبأت بحدث السقوط الحر ، أظهر نصف الخلايا العصبية (8/16) انخفاضًا كبيرًا في معدل إطلاق النار (الشكل 6D، اللوحة الوسطى) (P<0.05 ، اختبار تصنيف موقع ويلكوكسون) ، بينما أظهر النصف الآخر (8/16) ذروة تنشيط فورية وجيزة (على الأقل مرتين أعلى من معدل إطلاق النار الأساسي وبدرجات z أكبر من 2) متبوعًا بقمع كبير (الشكل 6E، اللوحة الوسطى) (P<0.05 ، اختبار رتبة موقع ويلكوكسون). رداً على نفس النغمة الممثلة في غرفة محايدة ، كانت هناك تغييرات محدودة للغاية أو لا توجد تغييرات في إطلاق النار (الشكل 6D – F، لوحات اليمين). تشير هذه النتائج إلى أن الخلايا العصبية الدوبامين النوعية 1 ونوع 2 VTA يمكن أن تقوم بتشفير ثنائية الاتجاه الإشارات الإيجابية والسلبية (نغمة مشروطة ومعلومات السياق مجتمعة) عن طريق زيادة وتقليل إطلاق النار ، على التوالي.

كانت أهمية السياقات في إنتاج استجابات مشروطة متميزة واضحة أيضًا في الخلايا العصبية الشبيهة بالدوبامين 3. على سبيل المثال ، استجاب الخلايا العصبية من نوع 3 بشكل كبير للنغمة المشروطة التي ارتبطت بكريات السكر في غرفة المكافأة (الشكل 7A ، اللوحة اليمنى) أو السقوط الحر في غرفة السقوط الحر (الشكل شنومكسا، اللوحة الوسطى). من ناحية أخرى ، لم تظهر أي تغيير في معدل إطلاق النار عندما تم تشغيل النغمة في الغرفة المحايدة (الشكل 7A ، اللوحة اليمنى). التحليل السكاني مرة أخرى ، أكدت أن هذه الخلايا العصبية من نوع 3 زادت من إطلاق النار لنفس النغمة المشروطة في غرف المكافأة والسقوط الحر (الشكل شنومكسب، لوحات اليسار والوسط) ، ولكن ليس في غرفة محايدة (الشكل 7B ، اللوحة اليمنى) (P <0.05 ، للطالب t-اختبار). بشكل جماعي ، تشير التجارب السابقة إلى أن المعلومات الممثلة على مستوى الخلايا العصبية الدوبامين VTA تتم معالجتها بشكل كبير وتتكامل بشكل كبير لترميز مجموعة معينة من الأحداث التحفيزية الإيجابية أو السلبية المرتبطة بالسياقات البيئية.

صورة مصغرة

الشكل 7. ردود من الخلايا العصبية مثل 3 الدوبامين مثل الإشارات الإيجابية والسلبية عن طريق نفس النغمة مشروطة في سياقات مختلفة.

(A) نواتج peri-event (تجارب 1-20) ورسم بياني لنوع من الخلايا العصبية من نوع 3 كاستجابة لنفس النغمة المشروطة التي تنبأت بتسليم حبيبات السكر (يسار) ، والتي تنبأت بحدوث حدث سقوط حر (وسط) ، ولم يتنبأ أي شيء في الغرفة المحايدة (يمين). (B) سلاسة معدل تعداد السكان السكاني per-event histograms من النوع 3 (n = 6) استجابة لنفس النغمة المشروطة التي تنبأت بتسليم حبيبات السكر (يسار) ، التي تنبأت بحدوث حدث سقوط حر (وسط) ، ولم يتنبأ بأي شيء ( حق). السقوط الحر ، 30 سم عالية.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g007

استجابة الكمون بداية من الخلايا العصبية الدوبامين VTA

بعد ذلك ، شرعنا في فحص استجابة زمن استجابة الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة لكل من أحداث المكافأة والخوف. تم دمج الرسوم البيانية لكل حدث من 10 و 30 سم أحداث السقوط والرسوم البيانية المحيطة بالحدث من 0.2 ، 0.5 ، و 1 ثانية اهتزاز الأحداث لعصابات الدوبامين الفردية لحساب زمن الاستجابة استجابة. تم تحديد زمن استجابة الاستجابة من خلال الحصول أولاً على متوسط ​​معدل الإطلاق (المتوسط) والانحراف المعياري (sd) من حاويات 1000 (bin = 10 ms) مباشرة قبل بداية التحفيز. تم أخذ وقت الاستجابة للرد ليكون الوقت المقابل للصندوق الأول من ثلاث حاويات على الأقل متتالية مع Z-scores ≥2 بعد بداية التحفيز. نظرًا لانخفاض معدل إطلاق خط الأساس لعصب الدوبامين ، تم توحيد الرسوم البيانية المحيطة بالحدث (bin = 10 مللي ثانية) باستخدام مرشح غاوسي (عامل التصفية عرض = سلال 3) لحساب وقت استجابة الاستجابة للقمع (استجابات الاستجابة عند الاستجابة من النوع -N1 والخلايا العصبية نوع 2 إلى السقوط الحر ، يهز ومزعج CS).

أظهرت نتائجنا أن الخلايا العصبية الدوبامين النوعية 1 والنوع 2 أظهرت استجابة متزامنة للظهور عند حدوث حالات سقوط واهتزاز حرة (90.6 ± 31.3 ms vs. 108.4 ± 48.6 ms؛ mean ± sd) (الشكل 8A و E). كما أظهرت الخلايا العصبية الشبيهة بالدوبامين نوع 3 استجابة متزامنة لظهور الاستجابة للحدثين المخيفين (43.5 ± 20.6 ms vs. 46.8 ± 24.2 ms) ، بالإضافة إلى المنبهات المشروطة (75.7 ± 19.0 ms vs. 62.9 ± 12.5 ms ) (الشكل 8B و D و F). من ناحية أخرى ، أظهرت الخلايا العصبية نوع 1 و type-2 استجابة وقت استجابة أطول بكثير (للقمع) إلى CS المتحجر مقارنةً بوقت استجابة الاستجابة (التنشيط) إلى المكافأة CS (181.6 ± 51.9 ms مقابل 67.1 ± 19.0 مللي ثانية) (الشكل 8C و E). عمومًا ، كان وقت استجابة الاستجابة للاكتئاب أطول من وقت استجابة الاستجابة للتفعيل لأي مقارنة (الشكل 8E و F).

صورة مصغرة

الشكل 8. استجابة latencies الظهور من الخلايا العصبية الدوبامين المفترض VTA.

(A) الاستجابة لوقت الاستجابة لكل من النوع 1 و 2 dopamine neurons للأحداث السقوط والهزة. (B) استجابات استجابة بداية من الخلايا العصبية الدوبامين النوع من نوع 3 إلى أحداث السقوط ويهز الحرة. (C) استجابات بدء الاستجابة لكل من النوع 1 و 2 dopamine neurons إلى مكافأة CS التي تنبأت بكريات السكر و CS المليء بالتنبؤات التي توقعت السقوط الحر. (D) استجابة زمن الاستجابة latencies من الخلايا العصبية الدوبامين نوع 3 الفردية إلى CS مكافأة التي تنبأت بيليه السكر و CS نثر التي تنبأت السقوط الحر. (E) متوسط ​​عدد السكان زمن استجابة الاستجابة من نوع 1 و 2 dopamine neurons (من نفس البيانات كما هو موضح في A و C) و (F) الخلايا العصبية من نوع 3 (من نفس البيانات كما هو موضح في B و D). استجابات الاستجابة عند بدء تشغيل الخلايا العصبية من نوع 1 / 2 لتتساقط ، تهتز وتكره CS تتطابق مع فترات تأخير القمع ؛ في حين أن الآخرين تتوافق مع latencies التنشيط. أشرطة الخطأ ، sd

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g008

Synchrony بين مجموعات فريدة من الخلايا العصبية الدوبامين VTA

بما أن مستويات الدوبامين في المناطق المستهدفة قد ارتبطت في كثير من الأحيان بمختلف النتائج الإدراكية ، فقد افترض منذ وقت طويل أن إطلاق الخلايا العصبية الدوبامين المتزامن قد يمثل آلية عصبية لتنفيذ هذه الاستراتيجية الكيميائية العصبية. [28], [29]. ويدعم هذه الفكرة من خلال الدراسات التي تبين أن مجموعات فرعية من الخلايا العصبية الدوبامين في المادّة nigra pars compacta (SNc) أظهرت نشاطًا متزامنًا تلقائيًّا [24], [30]. باستخدام تسجيل رباعي الاتجاه المتعدد في تجاربنا ، أتيحت لنا الفرصة لفحص الارتباطات الديناميكية بين الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة المسجلة في وقت واحد في VTA (مع ما يصل إلى خمسة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة المسجلة في وقت واحد). كشفت تحليلاتنا أن الغالبية العظمى من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة أظهرت إطلاقًا متزامنًا تلقائيًا ، بغض النظر عن دورة نوم اليقظة عند الحيوان (الشكل 9). على سبيل المثال ، كان الارتباط المتبادل بين اثنين من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة - 1 المسجلة في وقت واحد ذات أهمية كبيرة (الشكل 9A و B). من تحليل مجموعات البيانات المجمعة ، بشكل عام ، أظهرت الغالبية العظمى (83٪ ؛ 48/58 زوجًا) من الخلايا العصبية من النوع 1 المسجلة في وقت واحد تزامنًا كبيرًا (ذروة z-Score> 11) في نافذة زمنية تبلغ حوالي 100 مللي ثانية بغض النظر عما إذا كانت الفئران تتصرف بحرية أو نائمة (الشكل شنومك). وبالمثل ، كان هناك أيضًا تزامن كبير بين نوع 1 المسجل في وقت واحد وبين الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة من نوع 2 (الشكل 9D – F). من بين النوعين المسجّلين في وقت واحد - 1 وأزواج العصبونات الدوبامين من نوع 2 ، أظهر 75٪ (6 / 8) منهم تزامنًا كبيرًا عندما كانت الفئران تتصرف بحرية أو نائمة (الشكل 9F).

صورة مصغرة

الشكل 9. Synchrony بين مجموعات فريدة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترض VTA.

(A) نواتج peri-event (تجارب 1 – 20) ورسم بياني لنوعين من الخلايا 1 المسجلة في وقت واحد استجابة لحدث السقوط الحر ، و (B) عبر correlogram بين هذه الخلايا العصبية اثنين عندما كان الماوس يتصرف بحرية. (C) المتوسطات المتداخلة المتداخلة المتوسطة بين الخلايا العصبية نوع 1 المسجلة في وقت واحد (أزواج 48 أثناء التصرف بحرية ، وأزواج 35 أثناء النوم). (D) متغيرات peri-event و Histograms من نوعين مسجلين في وقت واحد - 1 و 2 - استجابة لحدث السقوط الحر ، و (E) عبر correlogram بين هذين الخليهين خلال التصرف بحرية. (F) متوسط ​​crossrel correlograms بين النوع المسجل في وقت واحد - 1 وسجل الخلايا العصبية - 2 (أزواج 6 خلال كل من التصرف بحرية والنوم). (G) متغيرات الحدث والدرجات اللونية لكل من اثنين من الخلايا العصبية 3 المسجلة في وقت واحد استجابة لحدث السقوط الحر ، و (H) عبر correlogram بين هذين الخليهين خلال التصرف بحرية. (I) المتوسطات المتداخلة المتداخلة المتوسطة بين الخلايا العصبية نوع 3 المسجلة في وقت واحد (أزواج 15 أثناء التصرف بحرية ، وأزواج 12 أثناء النوم). (J) متغيرات الحدث والدرجات اللونية لكل من نوعين 1 و 3 من النوع (مسجلة في وقت واحد من tetrode واحدة) استجابة لحدث السقوط الحر ، و (K) عبر correlogram بين هذين الخليهين خلال التصرف بحرية. (L) المتوسطات المتقاطعة cross-correlograms بين النوع المسجل في وقت واحد - 1 والخلايا العصبية من نوع 3 (أزواج 12 أثناء التصرف بحرية ، وأزواج 10 أثناء النوم). السقوط الحر ، 30 سم عالية.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.g009

بالإضافة إلى ذلك ، لوحظ أيضًا تزامن كبير داخل المجموعة العصبية الدوبامين المفترضة من نوع 3 (الشكل 9G – I). من أزواج العصبونات الدوبامين 3 المسجلة في وقت واحد ، أظهر 79٪ (15 / 19) منهم تزامنًا كبيرًا (الشكل 9I). من ناحية أخرى ، عندما تم حساب نوع 1 ونوع الخلايا 3 ، أو نوع 2 ، ونوع 3 - dopamine neurons (أزواج 12) في وقت واحد ، تم حسابهما في الترابط المتقاطع ، ولم يكشف عن أي تزامن مهم (الشكل 9J – L). يقترن النشاط المتزامن بين الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة المخففة للخوف (النوع 1 والنوع 2) ، وكذلك بين الخلايا العصبية من نوع 3 المثير للخوف من أن المجموعات السكانية المختلفة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة قد تتلقى مدخلات متميزة من مناطق الدماغ المنفصلة. ويتم دمجها مع شبكات متميزة [25], [31], [32].

مناقشة

قدمت مجموعة تسجيلاتنا وتحليلنا أعلاه مجموعة من الأدلة لدور الخلايا العصبية الدوبامين في معالجة كل من التجارب الإيجابية والسلبية. وجدنا أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA أظهرت خصائص استجابة متنوعة والأغلبية العظمى من الخلايا العصبية الدوبامين المفترض تستجيب للمنبهات الثاقبة والخوف. هذه الإستراتيجية المتقاربة للترميز من قبل الخلايا العصبية الدوبامين VTA مثيرة للاهتمام في ضوء دراسة مستشهد بها في القرود المستيقظة التي تبين أن الخلايا العصبية الدوبامين تستجيب بشكل تفضيلي للمنبهات ذات القيمة التحفيزية الشهية بدلا من الحافز [33]. يعد التحفيز المكهرب مثل نفخة الهواء المستخدمة في هذه الدراسة بمثابة حافز خفيف مقارنة مع الحدثين المخيفين المستخدمين في تجربتنا. وقد اقترح بعض الباحثين أن الحافز المكافح مثل نفث الهواء قد لا يحمل قيمة سلبية لأن القرود يمكن أن تتعلم أن تومض أو تغلق أعينهم على الحافز المشروط لتفادي الحافز المثير للجدل. [9], [34]. من ناحية أخرى ، تظهر الدراسات الحديثة في القرود المستيقظه وجود أنواع مختلفة من الخلايا العصبية الدوبامين في المادة السوداء. (SNc) لنقل كل من الإشارات الإيجابية والسلبية [5], [9], [19]. لذلك ، قد تتبع كل من الخلايا العصبية الدوبامين VTA و SNc إستراتيجية ترميز موحدة للمعالجة المتقاربة للإشارات التحفيزية الإيجابية والسلبية.

في VTA ، أظهرت دراسة سابقة أن مجموعات مختلفة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة VTA تم تنشيطها أو قمعها بواسطة تكييف الخوف التفاضلي [35]. في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن أن الخلايا العصبية الدوبامين الموجودة في الجزء البطني من VTA تم تفعيلها من خلال الخنازير في الفئران المخدرة [36]. ومع ذلك ، لم تدرس هاتان الدراستان كيف سترد نفس الخلايا العصبية الدوبامين على المكافأة أو الأحداث الإيجابية. من خلال الاستفادة من حالات التصرف بحرية من الفئران لدينا تسجيل ، قدمنا ​​الفئران مع كل من المحفزات الإيجابية والسلبية وجدت أن الغالبية العظمى من الخلايا العصبية الدوبامين VTA الاستجابة لمكافأة والتجارب السلبية.

من المهم ملاحظة أن تقنية التسجيل خارج الخلية الحالية لا تملك القدرة على تصور أنواع مختلفة من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة في تجربتنا. نحن نقدر أن الخلايا العصبية الشبيهة بالنمط-3 المسجلة في تجربتنا تبدو وكأنها تقع بشكل أكثر ظهارة أو أمامية في منطقة VTA (الشكل شنومكسا، ومربعات حمراء وأرجوانية). ومع ذلك ، لوحظ أنه تم تسجيل أزواج 12 على الأقل من النوع 1 / 2 والخلايا العصبية من النوع 3 في وقت واحد وفي العديد من الحالات المسجلة من tetrode (على سبيل المثال ، الشكل 3G; الشكل 9J). قد تحتاج المزيد من التجارب التشريحية الدقيقة إلى معالجة هذه المشكلة. ومع ذلك ، فإن النتائج التي توصلنا إليها من فئران مستيقظة تتصرف بحرية تدعم فكرة أنه في حين أن غالبية الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة VTA تظهر نشاطًا منخفضًا ، يمكن تنشيط مجموعة صغيرة من الخلايا العصبية الشبيهة بالدوبامين بأحداث سلبية أو مكرهة. تشترك الخلايا العصبية الشبيهة بالدوبامين من النوع 3 المسجلة في تجربتنا في تشابه أكبر مع الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة من النوع 1/2 بدلاً من الخلايا العصبية غير الدوبامين: أظهرت جميع الأنواع الثلاثة للخلايا العصبية معدل إطلاق أساسي منخفض (0.5-10 هرتز) ، طويل نسبيًا الفاصل الزمني بين السنبلة (> 4 مللي ثانية) ونمط إطلاق منتظم. من ناحية أخرى ، أظهرت الخلايا العصبية غير الدوبامين VTA في الغالب معدل إطلاق أساسي أعلى (> 10 هرتز) وتعديل قوي بالحركة [21]-[23]. استجابةً للحدثين المخيفين ، أظهرت غالبية هذه الخلايا العصبية غير الدوبامين (> 70 ٪) نشاطًا كبيرًا ومع تنوع كبير في أنماط إطلاق النار الزمني. إن نشاط خط الأساس المعقد ، بالإضافة إلى خصائص استجابة هذه الخلايا العصبية غير الدوبامين للحدثين المخيفين خارج نطاق المناقشة هنا.

كما تقدم نتائجنا الحالية عدة رؤى جديدة لدور الخلايا العصبية الدوبامين VTA في كل من الدافع الإيجابي والسلبي. أولاً ، تستجيب الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة لـ VTA إلى محفزات سلبية مختلفة في سلوكيات مماثلة في الحيوانات المستيقظة. وهذا يعني أن العصبونات التي استجابت للسقوط الحر استجابت دائما للاهتزاز بطريقة مشابهة (قمع النوع 1 ونوع الخلايا العصبية 2 ، التنشيط للعصبونات من نوع 3). تشبه الاستجابات أحادية الاتجاه للأحداث السلبية ضمن نوع معين من الخلايا العصبية الدوبامين VTA ردود الفعل على مجموعة واسعة من الأحداث الجديدة ذات الصلة بالمكافأة [5], [37].

أما الميزة الثانية الملحوظة فهي الإثارة القوية للإزاحة للخلايا العصبية من نوع 1 الدوبامين عند إنهاء أحداث السقوط الحر أو الاهتزاز. هذا الإثارة في الحيوانات التي تتصرف بحرية قد ترمز المعلومات التي تعكس ليس فقط الإغاثة عند إنهاء مثل هذه الأحداث المخيفة. [38]-[40]، ولكن ربما توفير بعض أنواع الإشارات التحفيزية (على سبيل المثال ، الدافع للهروب). كما أنه من الممكن أيضًا أن يلعب الإثارة ذات الإزاحة العكسية دورًا مهمًا في إشراك سلوكيات تسعى إلى التشويق (مثل الرياضة المتطرفة ، وبرج الإرهاب في عالم ديزني). من الجدير بالذكر أن التنشيط المفاجئ لعصب العصب الدوبامين VTA قد تم الإبلاغ عنه أيضًا عند إنهاء المثيرات في فئران التخدير. [36]. ومع ذلك ، سيكون من الأهمية بمكان إجراء مزيد من الدراسة للأهمية الوظيفية لعصب الدوبامين في مختلف السلوكيات المحفوفة بالمخاطر.

ثالثًا ، تظهر الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة لـ VTA نشاطًا ديناميكيًا زمنيًا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بفترات الأحداث المخيفة. يبدو أن استخدام تغيير النشاط الزمني لترميز مدة الحدث المخيف هو أمر منطقي لأن الكبت محدود للغاية بسبب انخفاض معدل إطلاق خط الأساس لمعظم الخلايا العصبية الدوبامين. هذا مثير للاهتمام مقارنة مع اكتشاف أن الخلايا العصبية الدوبامين تظهر استجابات قمة مختلفة لقيم مختلفة من boluses مكافأة [41]. عند النظر في المصادر التي تحرك قمع النوع 1 ونوع الخلايا العصبية الدوبامين من نوع 2 ، تشير الدراسات الحديثة إلى أن النواة العضوية الجانبية (LHb) ونواة tegmental rermromedial rgomal (RMTg) تلعب أدوارًا مهمة [42]-[45]. أولاً ، تُظهر هذه النوى استجابات متعارضة للمنبهات المجزية أو المكروهة مقارنة باستجابات عصبون الدوبامين لنفس المحفزات [42], [44]. الثانية ، يتم قمع الخلايا العصبية الدوبامين بقوة بعد تفعيل LHb أو RMTg [43], [45].

رابعًا ، نكشف أيضًا عن أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA يمكن أن تظهر تغيرًا معاكسًا تمامًا في عمليات إطلاقها بواسطة الحافز المشروط للإشارة إما إلى أحداث مجزية أو خائفة حدثت في سياقات مميزة (الشكل 6). هذا يشير بقوة إلى أن المعالجة العصبية التي تحدث عند مستوى VTA تكون متكاملة للغاية وأن المعلومات السياقية جزء لا يتجزأ من عملية التشفير لكل من التجارب الإيجابية والسلبية. تتسق هذه النتيجة مع الدليل التشريحي والفرضيات السابقة بأن الخلايا العصبية VTA تتلقى معلومات معالجة عالية من بنى الدماغ الأمامي مثل الحصين وقشرة الفص الجبهي. [37], [46]-[48]. قد يفسر هذا التكامل الرفيع المستوى للخبرات والفعاليات في السكان الخاضعين للخلايا العصبية VTA السبب في أن البيئات تلعب دورًا مهيمنًا في استثارة الرغبة أو تعزيز العادات.

وأخيرًا ، سمحت لنا تقنيات التسجيل المتزامنة بإظهار علاقة ملحوظة بين النوع 1 ونوع الخلايا العصبية الدوبامين النمطية 2 ، وكذلك بين الخلايا العصبية من نوع 3. إن خصوصية هذا التزامن النشط مثيرة للاهتمام للغاية ، نظرا للنظر في ترتيب شبكة VTA المحتملة. هذا يشير إلى أن الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة VTA قد تستخدم اثنين من استراتيجيات متزامنة محددة للغاية لتحسين فعالية إرسال الدوبامين وبالتالي توفير تعديل منسق من الهياكل المتلقين للمعلومات مثل النواة المتكئة. إن عدم وجود نشاط متزامن بين النوع 3 ونوع الخلايا العصبية 1 / 2 يتسق مع العديد من الاختلافات الأخرى فيما بينها ، سواء من الناحية الفيزيولوجية أو الدوائية (الشكل 3). بشكل خاص ، على عكس الخلايا العصبية الدوبامين النوعية 1 والنوع 2 ، كل ما يقرب من جميع (96 ٪ ؛ 23 / 24) التي تظهر قمع ملحوظ ، نوع 3 الخلايا العصبية تظهر الإثارة من قبل ناهضات مستقبلات الدوبامين (الشكل 3H). من الملاحظ أن الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة تم تثبيتها بشكل رئيسي أو لم تتأثر بمنبه مستقبلات الدوبامين في الدراسات السابقة. أبلغت دراسات قليلة فقط أن بعض الخلايا العصبية الدوبامين يمكن تفعيلها بواسطة ناهضات مستقبلات الدوبامين [24], [25]، ربما لأن الخلايا العصبية المنشطة تم تصنيفها ببساطة على أنها عصبونات غير الدوبامين في دراسات سابقة. وتجدر الإشارة إلى أنه تم الإبلاغ عن عدد صغير من الخلايا العصبية الدوبامين VTA التي هي أيضا إيجابية TH ، لتفعيلها من قبل ناهض مستقبلات الدوبامين [25]. سوف تكون هناك حاجة لتجارب مستقبلية ، ربما باستخدام optogenetics ، لتأكيد ما إذا كانت هذه الخلايا العصبية من النوع 3 التي تم تنشيطها بالخوف عبارة عن عصبونات الدوبامين. ويجب أن يكون قبول هذه الخلايا العصبية من نوع 3 مثل الخلايا العصبية الدوبامين بحذر حتى الآن.

باختصار ، نظهر أن الغالبية العظمى من الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة VTA قادرة على الاستجابة لكل من المعلومات المكافئة التي تعتمد على الخوف والمكافأة. هذه الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة تستجيب للأحداث السلبية المختلفة بطريقة مماثلة ، والأهم من ذلك ، أن فترتها الزمنية لتغيرات إطلاق النار الديناميكية تتناسب مع فترات الأحداث المخيفة. كما تدمج الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة لـ VTA أيضًا الإشارات والمعلومات السياقية للتمييز بين المكافأة والأحداث المخيفة. إذا أخذنا معا ، فإننا نقترح أن الخلايا العصبية الدوبامين VTA قد تستخدم استراتيجية الترميز المتقاربة على مستوى مجتمع الشبكة لمعالجة كل من التجارب الإيجابية والسلبية. كما أن تكامل هذه التقارب المتقارب يتكامل بشكل كبير مع الإشارات والسياقات البيئية لتعزيز الخصوصية السلوكية.

مواد وطرق

بيان الأخلاق

كانت جميع الحيوانات المستخدمة في هذه الدراسة وفقا للإجراءات التي وافقت عليها لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي ، وجامعة العلوم الصحية بجورجيا ، وتحت رقم البروتوكول BR-07-11-001.

المواد

تم استخدام ما مجموعه 71 male C57BL / 6J الفئران للتسجيل والإسكان بشكل فردي على دورة الظلام 12-H / 12-ح الظلام. تم استخدام البيانات من الفئران 24 التي سجلنا من خلالها الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة في التحليلات الحالية.

عملية جراحية

تم إنشاء مجموعة قطب كهربائي ذات 32 قناة (حزمة من 8 tetrodes) ، خفيفة للغاية (وزن <1 جم) ، متحركة (مدفوعة بالبراغي) مماثلة لتلك الموصوفة سابقًا [49]. يتكون كل رباعي من أربعة أسلاك 13-µm قطر Fe-Ni-Cr (Stablohm 675 ، California Fine Wire ، مع معاوقة 2 - 4 MΩ لكل سلك) أو أسلاك 17-µm Platinum (90٪ Platinum 10٪ Iridium ، سلك ناعم من كاليفورنيا ؛ مع معاوقة من 1 - 2 M typically لكل سلك. قبل أسبوع واحد من الجراحة ، تمت إزالة الفئران (3-6 شهرًا) من القفص القياسي وتم وضعها في منزل مخصص (40 × 20 × 25 cm). في يوم الجراحة ، تم تخدير الفئران مع الكيتامين / زيلازين (80 / 12 mg / kg ، ip) ؛ ثم تم زرع صفيف الإلكترودات نحو VTA في النصف الأيمن من الجسم (3.4 مم الخلفي إلى bregma ، 0.5 mm الجانبي و 3.8-4.0 ملم بطني إلى سطح الدماغ) وتم تأمينه باستخدام أسمنت الأسنان.

Tetrode تسجيل وحدات العزل

بعد يومين أو ثلاثة أيام من الجراحة ، تم فحص الأقطاب الكهربائية يوميًا للنشاط العصبي. إذا لم يتم الكشف عن أي من الخلايا العصبية الدوبامين ، فإن مصفوفة الإلكترود قد تم تطويرها 40 ~ 100 dailym يومياً ، حتى يمكننا تسجيلها من عصبون دوبامين مفترض. كان التسجيل خارج الخلية متعدد القنوات مماثلاً لما سبق وصفه [49]. باختصار ، تم تسجيل ارتفاعات (تم ترشيحها في 250 – 8000 Hz ؛ رقمية في kHz 40) خلال العملية التجريبية بأكملها باستخدام نظام معالجة اقتناء Plexon متعدد القنوات (Plexon Inc.). تم تسجيل السلوكيات الفئران في وقت واحد باستخدام نظام تتبع Plexon CinePlex. تم عزل المسامير المسجلة باستخدام برنامج Plexon OfflineSorter: تم استخدام العديد من معلمات الفرز المفاجئ (على سبيل المثال ، تحليل المكونات الأساسية وتحليل الطاقة) لعزل أفضل لموجات الطول الموجي المسجلة من tetrode. الجمع بين ثبات تسجيل متعدد tetrode وتقنيات متعددة وحدة العزل المتاحة في OfflineSorter (على سبيل المثال ، تحليل مكون المبدأ ، تحليل الطاقة) ، يمكن دراسة الخلايا العصبية VTA الفردية بتفصيل كبير ، في كثير من الحالات لمدة أيام (الشكل سنومكس).

أحداث خائفة

تم إجراء اثنين من الأحداث المخيفة ، والسقوط الحر (من 10 و 30 cm) والهز (ل 0.2 ، 0.5 و 1 ثانية) ، بشكل عشوائي في تجاربنا مع فاصل زمني من ساعات 1-2 عادة بين الجلسات. استخدمنا إما مربعًا (10 × 10 × 15 سم) أو غرفة دائرية (قطر 11 و 15 سم في الارتفاع) لحدث السقوط الحر. استخدمنا غرفة دائرية (قطر 12.5 ، و 15 سم في الارتفاع) لأحداث الاهتزاز. في كل جلسة حدث سقوط أو هزة حرة ، تم وضع الماوس في غرفة السقوط الحر أو الهز (يمكن للفأر التحرك بحرية داخل الغرف). بعد 3 دقيقة التعود ، تم إعطاء تجارب 20 لأحداث السقوط الحر (أو الاهتزاز) بفاصل زمني بين 1 و 2 بين التجارب. تم رفع غرفة السقوط الحر (إما 10 سم أو ارتفاع 30 سم) وربطها بنظام الملف اللولبي (Magnetic Sensor Systems، Series S-20-125) قبل كل حدث سقوط حر. ثم تم تسليم حدث السقوط الحر من خلال توفير التحكم الميكانيكي الدقيق (WPI ، PulseMaster A300) من نظام الملف اللولبي لإطلاق حبل التعليق. ثم هبطت غرفة السقوط الحر على وسادة لينة التي خفضت بشكل كبير من الارتداد ومنع الأضرار المحتملة لاستقرار التسجيل (أرقام S2 و S3). تم حساب مدة السقوط الحر بالمعادلة: T = SQRT (2 × h / g) ، حيث h هي ارتفاع السقوط الحر ، و g هي تسارع جاذبية الأرض. بالنظر إلى تأخير الهبوط الناعم ، كانت الفترات المقدرة للسقوط الحر 10 و 30 سم 230 و 340 مللي ثانية ، على التوالي. تم تسليم حدث الاهتزاز من خلال توفير التحكم الميكانيكي الدقيق لآلة دوامة (Thermolyne Maxi Mix II Type 37600 Mixer) بسرعة قصوى تبلغ 3000 دورة في الدقيقة طوال الوقت ما لم يكن للحدث منخفض الكثافة ، والذي كان حوالي 1500 دورة في الدقيقة.

لقد راقبنا دائمًا استقرار الوحدات المسجلة من خلال فحص أشكال الطول الموجي وحالة إطلاق خط الأساس وتوزيعات كتلة السنبلة قبل الأحداث وبعدها وكذلك من خلال التجارب بأكملها. قمنا فقط بتضمين مجموعات البيانات من الحيوانات التي استوفت معايير التسجيل هذه لإجراء المزيد من تحليلات البيانات. كما هو موضح في أرقام S1, S2و S3تم تسجيل الخلايا العصبية الدوبامين المدرجة في هذه الدراسة بشكل ثابت وعزلت بشكل جيد خلال كل من أحداث سقوط وسقوط الحر ، دون فقدان مؤقت للوحدة أو الضوضاء / تلوث الأداة.

على وجه الخصوص ، اتخذنا ثلاث خطوات لضمان عدم تلوث المسامير من قبل أي من القطع الأثرية: 1) قمنا بتخفيض التداخل للتسجيل من خلال تأريض الجهاز التجريبي بأكمله. وجدنا أن القطع الأثرية الكهربائية التي تم توليدها خلال أحداث السقوط والذبذبات الحرة كانت عند مستوى مماثل من تلك التي حدثت أثناء استكشاف الحركات الحركية. 2) قمنا كذلك بإلغاء الأعمال المتبقية من قبل عميل Plexon Referencing الذي سمح لنا باختيار قناة بدون وحدات جيدة بشكل واضح كقناة مرجعية. هذا إلى حد كبير القضاء على أصوات الخلفية والقطع الأثرية. 3) إذا كان لا يزال يتم ترك أي أشكال محتملة من القطع الأثرية ، فقمنا بإزالتها أثناء المعالجة المسبقة لأشكال الطول الموجي باستخدام Plexon Offline Sorter لأن أشكال الطول الموجي كانت متميزة للغاية عن أشكال الطول الموجي للعصبونات.

مكافأة وتوجيه ثنائي الاتجاه

كانت الفئران الغذائية المقيدة قليلا قبل التدريب جمعية مكافأة. في تكييف مكافأة ، وضعت الفئران في غرفة مكافأة (45 سم في قطر ، 40 سم في الارتفاع). تم تدريب الفئران لإقران النغمة (5 kHz و 1 sec) مع تسليم حبيبات السكر اللاحقة لمدة يومين على الأقل (تجارب 40-60 في اليوم الواحد ؛ مع فاصل زمني بين 1 و 2 بين التجارب). تم إنشاء النغمة بواسطة مولد إشارة الصوت A12-33 (ارتفاع وسقوط 5 على شكل MS ؛ حول 80 dB في مركز الغرفة) (Coulbourn Instruments). تم تسليم حبيبات السكر (14 mg) بواسطة موزع الطعام (ENV-203-14P، Med. Associates Inc.) وتم إسقاطه في أحد أوصتين (12 × 7 × 3 سم) عند إنهاء النغمة (الآخر كان يستخدم وعاء كما السيطرة ، حيث لم يتم تلقي بيليه السكر أبدا).

في مجموعة منفصلة من التجارب ، تم تدريب الفئران على تكييف ثنائي الاتجاه (كل من المكافئ والتكيف المكافح). كانت النغمة المشروطة (5 kHz ، 1 sec) متطابقة ، ولكن في سياقات مختلفة: أثناء تكييف المكافأة (في غرفة المكافأة ؛ قطر 45 ، وارتفاع 40 سم) ، تم إقران النغمة مع توصيل كريات السكر. خلال تكييف مكره (في غرفة السقوط الحر) ، تم إقران نفس النغمة مع حدث سقوط حر (ارتفاع 30 سم). تم تدريب الفئران لمدة أسبوع واحد أو أكثر وتمت موازنتها: حصل نصف الفئران على تكييف مكافأة في أيام 1 و 2 ، تليها تكييف مكره في أيام 3 و 4 (تجارب 40 – 60 كل يوم) ؛ استقبل النصف الآخر من الفئران تكييفًا مضاجعًا في أيام 1 و 2 ، يليه تكيف مكافأة في أيام 3 و 4 (تجارب 40 – 60 في اليوم). في أيام 5 وما بعدها ، تم إعطاء ثلاث جلسات (20 – 30 لكل جلسة) كل يوم بترتيب عشوائي ، بما في ذلك تكييف المكافأة والتكييف ، وفي غرفة محايد ثالثة (55 × 30 × 30 سم التي تم إثرائها بالألعاب) ) حيث لم تتنبأ النغمة بأي شيء. الفاصل الزمني بين الجلسات هو 1 - 2 hours؛ الفاصل الزمني بين التجارب كان 1 - 2 دقيقة. وقد تم فحص الكمون نهج السكر / أوعية التحكم بعد بدء لهجة مشروطة في يوم 7. تم اعتبار فترات الانتظار الأطول من 60 ثانية على أنها 60 ثانية ؛ في حالة وجود الماوس داخل الوعاء أثناء اللهجة المشروطة ، لم يُستخدم الكمون في الحساب. تم فحص سلوك الحركة المتخلفة (الرأس و / أو الأطراف المتحركة إلى الخلف) بعد بدء النغمة المشروطة أيضًا في يوم 7.

التحقق النسيجي من موقع التسجيل

عند الانتهاء من التجارب ، تم تحديد موقع القطب النهائي بتمرير 10-sec ، 20-µA الحالي (Stimulus Isolator A365، WPI) من خلال قطبين. كانت الفئران تخدير عميق و perfused مع 0.9 ٪ المالحة تليها 4 ٪ بارافورمالدهيد. ثم تم إزالة العقول وبعد إصلاحه في بارافورمالدهيد لمدة لا تقل عن 24 ح. تم تجميد الدماغ بسرعة وشرائح على ناظم البرد (أقسام الاكليلية 50-µm) وملطخة مع البنفسجي cresyl. وأجريت التجارب النسيجية على الفئران 21 (في الفئران 3 أخرى لم تكن للأسف أقسام الدماغ بشكل جيد). أكدت نتائج علم الأنسجة لدينا أن الخلايا العصبية الدوبامين سجلت من منطقة VTA في الفئران 17 ومن منطقة الحدود VTA-SNC في الفئران 4 (الشكل شنومكسا).

تحليل البيانات

تمت معالجة المسامير العصبية المصنفة وتحليلها في NeuroExplorer (Nex Technologies) و Matlab. تم تصنيف الخلايا العصبية الدوبامين على أساس المعايير الثلاثة التالية: 1) انخفاض معدل إطلاق خط الأساس (0.5-10 هرتز). 2) فاصل زمني طويل نسبيًا بين الارتفاع (جميع الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة المصنفة مع ISIs> 4 مللي ثانية ضمن مستوى ثقة ≥99.8 ٪). كان أقصر ISI الذي سجلناه هو 4.1 مللي ثانية تحت أي ظروف في تجربتنا (تم استخدام الوحدات المعزولة جيدًا بسعة ≥0.4 مللي فولت فقط لحساب أقصر ISI). كان متوسط ​​أقصر ISIs 6.8 ± 2.2 مللي ثانية (المتوسط ​​± sd ؛ n = 36). في المقابل ، يمكن أن تكون ISI للخلايا العصبية غير الدوبامين قصيرة مثل 1.1 مللي ثانية ؛ 3) نمط إطلاق نار منتظم عندما كانت الفئران تتصرف بحرية (تذبذب أقل من 3 هرتز). هنا ، يمثل التقلب الانحراف المعياري (sd) لقيم شريط الرسم البياني لمعدل إطلاق النار (bin = 1 ثانية ؛ مسجل لمدة 600 ثانية على الأقل). بالإضافة إلى ذلك ، لوحظ أن الغالبية العظمى (89 ٪ ؛ 56/63) من الخلايا العصبية الدوبامين المصنفة التي تم اختبارها أظهرت نشاطًا كبيرًا استجابةً لنغمة توقع المكافأة (الشكل 2E و F). وقد لوحظ أيضًا أن غالبية الخلايا العصبية الدوبامين المفترضة (70٪ ، 23 / 33 ؛ type-1 و 2) أظهرت اختبار قمعًا كبيرًا (معدل إطلاق خط الأساس ≤30٪) و 27٪ من نوع 3 العصبونات الأخرى (n = 9) أظهر التنشيط (الشكل 3H). من ناحية أخرى ، أظهرت الخلايا العصبية غير الدوبامين VTA تغيرًا محدودًا أو معدومًا في معدل إطلاق النار من قبل ناهضات مستقبلات الدوبامين (الشكل 3I). تم قياس نصف عرض AP من أشكال الطول الموجي من القاع إلى القمم التالية لإمكانات الحركة (الشكل شنومكسب). تم اعتبار نصف عروض AP الأوسع من 0.8 مللي ثانية على أنها 0.8 مللي ثانية. لحساب احتمالية إطلاق الخلايا العصبية للدوبامين ، تم استخدام النشاط الأساسي عندما كانت الفئران تتصرف بحرية وفقًا للمعايير المحددة سابقًا (بداية الاندفاع ، ISI تبلغ 80 مللي ثانية ؛ إزاحة الاندفاع ، ISI بمقدار ≥160 مللي ثانية) [50].

تمت مقارنة تغيرات النشاط العصبي للمنبهات المشروطة وغير المشروطة ضد فترة تحكم 10-sec قبل بداية التحفيز في كل تجربة مع نافذة زمنية مختارة (حسب فترات المحفزات) باستخدام اختبار Wilcoxon الموقّع. بالنسبة إلى أحداث السقوط الحر ل 10 و 30 cm ، كانت النوافذ الزمنية 100-230 و 100 – 340 ms بعد بدء حدث السقوط الحر ، على التوالي ؛ بالنسبة إلى أحداث اهتزاز 0.2 و 0.5 و 1 ، كانت النوافذ الزمنية 100-200 و 100 – 500 و 100 – 1000 بعد بداية حدث الاهتزاز ، على التوالي (تمت الإشارة إلى عدد قليل من الخلايا العصبية الدوبامين النمطية 1 / 2 ، ~ 10٪ ، أظهر أيضًا تنشيطًا صغيرًا أثناء 100 مللي ثانية مباشرة بعد ظهور أحداث السقوط والاهتزاز الحر. لمكافأة المكافأة ، كانت النافذة الزمنية 50-600 ms بعد بداية النغمة المشروطة ؛ للتكييف المنتبذ ، كانت النافذة الزمنية 200-600 ms بعد بداية النغمة المكيفة.

أجريت نطاقات Peri-event (تجارب 1 – 20 ، من أعلى إلى أسفل) والمدرج التكراري في NeuroExplorer (تقنيات Nex). أجريت جميع عمليات التسوية في NeuroExplorer باستخدام مرشح غاوسي (مرشح عرض = سلال 3). أجريت الارتباطات المتبادلة بين أزواج العصبونات الدوبامين المسجلة في وقت واحد عندما كانت الفئران تتصرف بحرية (بدون محفزات خارجية) أو النوم في homecage. لحساب قيمة z-score لقيمة ذروة الارتباط المتبادل ، تم توحيد الرسوم البيانية عبر الارتباط للحصول على قيمة الذروة ؛ تم الحصول على الانحرافات المعيارية والمعايير من التموج العشوائي (العشوائي) في Matlab [51]. يلاحظ أن الوحدات المتزامنة تمثل مختلف الخلايا العصبية الدوبامين بدلا من الخلايا العصبية نفسها. استبعدنا احتمال أن تكون الوحدات المتزامنة قد سجلت من أو تلوثت من قبل نفس العصبون (عندما حدث ذلك ، سيكون هناك ذروة حادة في أرملة زمنية من ~ 1 مللي بدلا من ~ 100 مللي كما هو موضح في الشكل 9).

دعم المعلومات

Figure_S1.tif

يتم تسجيل الخلايا العصبية الدوبامين VTA بشكل ثابت ومعزولة بشكل جيد. (A) مثال على الخلايا العصبية الدوبامين من نوع 1 المعزولة بشكل جيد (نقاط زرقاء) في تحليل مكون رئيسي الأبعاد 2 وموجهات التمثيل التمثيلية (المسجلة بواسطة tetrode) في يوم 1 (اللوحة العلوية) واليوم 2 (اللوحة السفلية) . تم تنفيذ عزل سبايك باستخدام Plexon OfflineSorter (شركة Plexon Inc. Dallas، TX). يمثل PC1 و PC2 المكونات الرئيسية والثانوية ، على التوالي. تمثل النقاط الزرقاء تموجات فردية لعصبون الدوبامين المعزول ؛ النقاط السوداء تشير إلى المسامير الفردية عن الخلايا العصبية الأخرى VTA. (ب) مثال على الخلايا العصبية الدوبامين من نوع 2 المعزولة بشكل جيد (النقاط الزرقاء) ونماذجها التمثيلية في يوم 1 (اللوحة العلوية) واليوم 2 (اللوحة السفلية). (C) مثال على الخلايا العصبية الدوبامين من نوع 3 المعزولة بشكل جيد (النقاط الزرقاء) وموجاتها التمثيلية في اليوم 1 (اللوحة العلوية) واليوم 2 (اللوحة السفلية).

الشكل S1.

يتم تسجيل الخلايا العصبية الدوبامين VTA بشكل ثابت ومعزولة بشكل جيد. (A) مثال على الخلايا العصبية الدوبامين من نوع 1 المعزولة بشكل جيد (نقاط زرقاء) في تحليل مكون رئيسي الأبعاد 2 وموجهات التمثيل التمثيلية (المسجلة بواسطة tetrode) في يوم 1 (اللوحة العلوية) واليوم 2 (اللوحة السفلية) . تم تنفيذ عزل سبايك باستخدام Plexon OfflineSorter (شركة Plexon Inc. Dallas، TX). يمثل PC1 و PC2 المكونات الرئيسية والثانوية ، على التوالي. تمثل النقاط الزرقاء تموجات فردية لعصبون الدوبامين المعزول ؛ النقاط السوداء تشير إلى المسامير الفردية عن الخلايا العصبية الأخرى VTA. (ب) مثال على الخلايا العصبية الدوبامين من نوع 2 المعزولة بشكل جيد (النقاط الزرقاء) ونماذجها التمثيلية في يوم 1 (اللوحة العلوية) واليوم 2 (اللوحة السفلية). (C) مثال على الخلايا العصبية الدوبامين من نوع 3 المعزولة بشكل جيد (النقاط الزرقاء) وموجاتها التمثيلية في اليوم 1 (اللوحة العلوية) واليوم 2 (اللوحة السفلية).

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.s001

(TIF)

الشكل S2.

لا توجد خسارة مؤقتة للوحدة أثناء أحداث السقوط الحر والاهتزاز. (أ) ردود أربعة سجلت في وقت واحد VTA الدوبامين والخلايا العصبية غير الدوبامين خلال أحداث السقوط الحر. لاحظ أن الوحدات المسجلة من نفس tetrode قد تظهر استجابات معاكسة (على سبيل المثال ، tetrode # 5 الوحدات 1 & ​​2 ؛ tetrode # 8 الوحدات 1 & ​​2) ، مما يشير إلى أن التسجيل كان مستقرًا دون أي خسائر مؤقتة للوحدات. (ب) ردود نفس الخلايا العصبية الأربعة VTA أثناء أحداث الاهتزاز. (C) أشكال الموجة التمثيلية لنفس الخلايا العصبية الأربعة VTA قبل ساعة واحدة ، أثناء جلسة حدث السقوط الحر والهز ، وبعد ساعة واحدة.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.s002

(TIF)

الشكل S3.

لا ضجيج / تلوث الأداة خلال أحداث سقوط وروح مجانية. (أ) استجابات من مثال نورون الدوبامين المفترض (نوع 1) وشكله الموجي قبل (1 ثانية) ، خلال (1 ثانية) ، وبعد (1 ثانية) أحداث السقوط والاهتزاز الحر. لاحظ أن الأشكال الموجية لم تظهر تغيرًا كبيرًا بعد حدث السقوط الحر والاهتزاز ، مما يشير إلى أنه لا يوجد أي تلوث للضوضاء أو القطع الأثرية. (B) ردود الفعل من العصبون الدوبامين المفترض (نوع 3) وموجاتها قبل (1 ثانية) ، خلال (1 ثانية) ، وبعد (1 ثانية) أحداث سقوط ورأس حرة.

دوى: 10.1371 / journal.pone.0017047.s003

(TIF)

شكر وتقدير

نشكر Dr. Rhea-Beth Markowitz لتحرير مخطوطتنا و Kun Xie لتقديم الدعم الفني.

الكاتب الاشتراكات

تصور وتصميم التجارب: DVW JZT. نفذت التجارب: DVW. تحليل البيانات: DVW JZT. كتبت الورقة: DVW JZT.

مراجع حسابات

  1. 1. Berridge KC، Robinson TE (1998) ما هو دور الدوبامين في المكافأة: تأثير المتعة ، مكافأة التعلم ، أو التحفيز؟ Brain Res Rev 28: 309 – 369.
  2. 2. Ikemoto S، Panksepp J (1999) دور النواة المتكئة الدوبامين في السلوك الدوافع: تفسير موحد مع إشارة خاصة إلى البحث عن المكافآت. Brain Res Rev 31: 6 – 41.
  3. عرض المادة
  4. مجلات / NCBI
  5. الباحث العلمي من Google
  6. عرض المادة
  7. مجلات / NCBI
  8. الباحث العلمي من Google
  9. عرض المادة
  10. مجلات / NCBI
  11. الباحث العلمي من Google
  12. عرض المادة
  13. مجلات / NCBI
  14. الباحث العلمي من Google
  15. عرض المادة
  16. مجلات / NCBI
  17. الباحث العلمي من Google
  18. عرض المادة
  19. مجلات / NCBI
  20. الباحث العلمي من Google
  21. عرض المادة
  22. مجلات / NCBI
  23. الباحث العلمي من Google
  24. عرض المادة
  25. مجلات / NCBI
  26. الباحث العلمي من Google
  27. عرض المادة
  28. مجلات / NCBI
  29. الباحث العلمي من Google
  30. عرض المادة
  31. مجلات / NCBI
  32. الباحث العلمي من Google
  33. عرض المادة
  34. مجلات / NCBI
  35. الباحث العلمي من Google
  36. عرض المادة
  37. مجلات / NCBI
  38. الباحث العلمي من Google
  39. عرض المادة
  40. مجلات / NCBI
  41. الباحث العلمي من Google
  42. عرض المادة
  43. مجلات / NCBI
  44. الباحث العلمي من Google
  45. عرض المادة
  46. مجلات / NCBI
  47. الباحث العلمي من Google
  48. عرض المادة
  49. مجلات / NCBI
  50. الباحث العلمي من Google
  51. عرض المادة
  52. مجلات / NCBI
  53. الباحث العلمي من Google
  54. عرض المادة
  55. مجلات / NCBI
  56. الباحث العلمي من Google
  57. عرض المادة
  58. مجلات / NCBI
  59. الباحث العلمي من Google
  60. عرض المادة
  61. مجلات / NCBI
  62. الباحث العلمي من Google
  63. عرض المادة
  64. مجلات / NCBI
  65. الباحث العلمي من Google
  66. عرض المادة
  67. مجلات / NCBI
  68. الباحث العلمي من Google
  69. عرض المادة
  70. مجلات / NCBI
  71. الباحث العلمي من Google
  72. عرض المادة
  73. مجلات / NCBI
  74. الباحث العلمي من Google
  75. عرض المادة
  76. مجلات / NCBI
  77. الباحث العلمي من Google
  78. عرض المادة
  79. مجلات / NCBI
  80. الباحث العلمي من Google
  81. عرض المادة
  82. مجلات / NCBI
  83. الباحث العلمي من Google
  84. عرض المادة
  85. مجلات / NCBI
  86. الباحث العلمي من Google
  87. عرض المادة
  88. مجلات / NCBI
  89. الباحث العلمي من Google
  90. عرض المادة
  91. مجلات / NCBI
  92. الباحث العلمي من Google
  93. عرض المادة
  94. مجلات / NCBI
  95. الباحث العلمي من Google
  96. عرض المادة
  97. مجلات / NCBI
  98. الباحث العلمي من Google
  99. عرض المادة
  100. مجلات / NCBI
  101. الباحث العلمي من Google
  102. عرض المادة
  103. مجلات / NCBI
  104. الباحث العلمي من Google
  105. عرض المادة
  106. مجلات / NCBI
  107. الباحث العلمي من Google
  108. عرض المادة
  109. مجلات / NCBI
  110. الباحث العلمي من Google
  111. عرض المادة
  112. مجلات / NCBI
  113. الباحث العلمي من Google
  114. عرض المادة
  115. مجلات / NCBI
  116. الباحث العلمي من Google
  117. عرض المادة
  118. مجلات / NCBI
  119. الباحث العلمي من Google
  120. عرض المادة
  121. مجلات / NCBI
  122. الباحث العلمي من Google
  123. عرض المادة
  124. مجلات / NCBI
  125. الباحث العلمي من Google
  126. عرض المادة
  127. مجلات / NCBI
  128. الباحث العلمي من Google
  129. عرض المادة
  130. مجلات / NCBI
  131. الباحث العلمي من Google
  132. عرض المادة
  133. مجلات / NCBI
  134. الباحث العلمي من Google
  135. عرض المادة
  136. مجلات / NCBI
  137. الباحث العلمي من Google
  138. عرض المادة
  139. مجلات / NCBI
  140. الباحث العلمي من Google
  141. عرض المادة
  142. مجلات / NCBI
  143. الباحث العلمي من Google
  144. عرض المادة
  145. مجلات / NCBI
  146. الباحث العلمي من Google
  147. عرض المادة
  148. مجلات / NCBI
  149. الباحث العلمي من Google
  150. عرض المادة
  151. مجلات / NCBI
  152. الباحث العلمي من Google
  153. 3. الحكمة RA (2004) الدوبامين والتعلم والتحفيز. Nat Rev Neurosci 5: 483 – 494.
  154. 4. Joshua M، Adler A، Bergman H (2009) ديناميات الدوبامين في التحكم في السلوك الحركي. Curr Opin Neurobiol 19: 615 – 620.
  155. 5. شولتز دبليو (2007) وظائف الدوبامين متعددة في دورات زمنية مختلفة. Annu Rev Neurosci 30: 259 – 288.
  156. 6. Pan WX، Schmidt R، Wickens JR، Hyland BI (2005) تستجيب خلايا الدوبامين للأحداث المتوقعة خلال التكييف الكلاسيكي: دليل على آثار التأهل في شبكة تعلم الثواب. J Neurosci 25: 6235 – 6242.
  157. 7. Bayer HM، Glimcher PW (2005) Midbrain dopamine neurons بتشفير إشارة خطأ التنبؤ بالمكافأة الكمية. Neuron 47: 129 – 141.
  158. 8. Roesch MR و Calu DJ و Schoenbaum G (2007) تشفّر الخلايا العصبية الدوبامين الخيار الأفضل في الجرذان الذي يقرّر بين المكافآت المتأخرة أو ذات الأحجام المختلفة. Nat Neurosci 10: 1615 – 1624.
  159. 9. Joshua M، Adler A، Mitelman R، Vaadia E، Bergman H (2008) Medbrain dopaminergic neurons and internesons cholinergic strihemes تشفير الفرق بين المكافأة والأحداث المثيرة في عهود مختلفة من تجارب التكييف الكلاسيكي الاحتمالي. J Neurosci 28: 11673 – 11684.
  160. 10. Di Chiara G، Imperato A (1988) المخدرات التي يساء استخدامها من قبل البشر تفضيل زيادة تركيز الدوبامين متشابك في نظام mesolimbic من الفئران تتحرك بحرية. Proc Natl Acad Sci USA 85: 5274 – 5278.
  161. 11. Hyman SE، Malenka RC، Nestler EJ (2006) Neural mechanisms of addiction: the role of reward-learning learning and memory. Annu Rev Neurosci 29: 565 – 598.
  162. 12. Everitt BJ، Robbins TW (2005) الأنظمة العصبية للتعزيز من أجل إدمان المخدرات: من الإجراءات إلى العادات إلى الإكراه. Nat Neurosci 8: 1481 – 1489.
  163. 13. Roitman MF، Wheeler RA، Wightman RM، Carelli RM (2008) الاستجابات الكيميائية في الوقت الفعلي في النواة المتكئة تفرق بين المحفزات المكافئة والمحفوفة. Nat Neurosci 11: 1376 – 1377.
  164. 14. Ventura R، Morrone C، Puglisi-Allegra S (2007) يحدد نظام catecholamine Prefrontal / cumbal إحالة البصيرة التحفيزية إلى المحفزات المرتبطة بالمكافأة والنفور. Proc Natl Acad Sci USA 104: 5181 – 5186.
  165. 15. Diana M، Pistis M، Carboni S، Gessa GL، Rossetti ZL (1993) Decrement decenment of mesolimbic dopaminergic neuronal activity during ethanol withdrawal disnet syndrome in the rats: electrophysiological and biochemical evidence. Proc Natl Acad Sci USA 90: 7966 – 7969.
  166. 16. Levita L، Dalley JW، Robbins TW (2002) Nucleus accumbens dopamine and fear fear revisited؛ مراجعة وبعض النتائج الجديدة. Behav Brain Res 137: 115 – 127.
  167. 17. Pezze MA ، Feldon J (2004) مسارات الدوبامين Mesolimbic في تكييف الخوف. Prog Neurobiol 74: 301 – 320.
  168. 18. Cools R ، Lewis SJ ، Clark L ، Barker RA ، Robbins TW (2007) L-DOPA يعطل النشاط في النواة المتكئة أثناء التعلم العكسي في مرض باركنسون. علم الأدوية النفسية والعصبية 32: 180 - 189.
  169. 19. Matsumoto M، Hikosaka O (2009) نوعان من الخلايا العصبية الدوبامين ينقلان بوضوح إشارات تحفيزية إيجابية وسلبية. Nature 459: 837 – 841.
  170. 20. Lin L، Osan R، Shoham S، Jin W، Zuo W، et al. (2005) تحديد وحدات التشفير على مستوى الشبكة للتمثيل الفعلي للخبرات العرضية في قرن آمون. Proc Natl Acad Sci USA 102: 6125 – 6130.
  171. 21. Miller JD، Farber J، Gatz P، Roffwarg H، German DC (1983) Activity of mesencephalic dopamine and non-dopamine neurons across steps of sleep and walking in the rat. Brain Res 273: 133 – 41.
  172. 22. Kiyatkin EA ، Rebec GV (1998) عدم التجانس بين الخلايا العصبية المنطقة tegmental البطنية: واحد وحدة تسجيل و iontophoresis في اليقظة ، الفئران غير المقيد. Neuroscience 85: 1285 – 1309.
  173. 23. لي RS ، Steffensen SC ، Henriksen SJ (2001) لمحات من التفريغ المنطقة tegmental البطنية GABA الخلايا العصبية أثناء الحركة ، التخدير ، ودورة النوم والاستيقاظ. J Neurosci 21: 1757 – 1766.
  174. 24. Hyland BI، Reynolds JN، Hay J، Perk CG، Miller R (2002) Firing modes of midbrain dopamine cells in the moving moving rat. Neuroscience 114: 475 – 492.
  175. 25. Margolis EB، Mitchell JM، Ishikawa J، Hjelmstad GO، Fields HL (2008) Midbrain dopamine neurons: هدف الإسقاط يحدد مدة العمل المحتملة و تثبيط مستقبل الدوبامين D (2). J Neurosci 28: 8908 – 8913.
  176. 26. Nakahara H، Itoh H، Kawagoe R، Takikawa Y، Hikosaka O (2004) الخلايا العصبية الدوبامين يمكن أن تمثل خطأ تنبؤا يعتمد على السياق. Neuron 41: 269 – 280.
  177. 27. Depaulis A، Keay KA، Bandler R (1992) تنظيم عصبي طولي للتفاعلات الدفاعية في منطقة الدماغ الوسطي رمادي اللون للفئران. Exp Brain Res 90: 307 – 318.
  178. 28. ويلسون CJ ، Callaway CH (2000) نموذج مذبذب مقترن من الخلايا العصبية الدوبامين من المادة السوداء. J Neurophsiol 83: 3084 – 3100.
  179. 29. Komendantov AO ، Canavier CC (2002) اقتران كهربائي بين نموذج الدماغ الأوسط الدوبامين الخلايا العصبية: آثار على نمط اطلاق النار والمزامنة. J Neurophysiol 87: 1526 – 1541.
  180. 30. Joshua M، Adler A، Prut Y، Vaadia E، Wickens JR، et al. (2009) يتم تعزيز تزامن الخلايا العصبية الدوبامينية الدماغ المتوسط ​​من خلال مكافأة الأحداث. Neuron 62: 695 – 704.
  181. 31. الحقول HL ، Hjelmstad GO ، مارغوليس EB ، نيكولا SM (2007) الخلايا العصبية المنطقة tegmental بطني في السلوك الشهية المتعلمة وتعزيز إيجابي. Annu Rev Neurosci 30: 289 – 316.
  182. 32. Lammel S، Hetzel A، Häckel O، Jones I، Liss B، et al. (2008) خصائص فريدة من الخلايا العصبية mesoprefrontal داخل نظام دوبامين mesocorticolimbic مزدوج. Neuron 57: 760 – 773.
  183. 33. Mirenowicz J، Schultz W (1996) التفعيل التفضيلي للخلايا العصبية الدوبامين الدماغية عن طريق المحفزات الشهية بدلاً من المثيرات. Nature 379: 449 – 451.
  184. 34. Frank MJ، Surmeier DJ (2009) Do substantia nigra dopaminergic neurons differentor between reward and punishment؟ J Mol Cell Boil 1: 15 – 16.
  185. 35. Guarraci FA ، Kapp BC (1999) توصيف الكهربية من المنطقة البطنية tastmental dopaminegic الخلايا العصبية خلال تكييف pavalovian التفاضلية في أرنب مستيقظا. Behav Brain Res 99: 169 – 179.
  186. 36. Brischoux F، Chakraborty S، Brierley DI، Ungless MA (2009) Pechic الإثارة من الخلايا العصبية الدوبامين في VTA البطني من المحفزات الضارة. Proc Natl Acad Sci USA 106: 4894 – 4899.
  187. 37. Lisman JE، Grace AA (2005) The hippocampal-VTA loop: control the entry of information into long-term memory. Neuron 46: 703 – 713.
  188. 38. Solomon RL، Corbit JD (1974) A theory-process theory of motivation: I. dynages of impact. Psycholog Rev Rev 81: 119 – 145.
  189. 39. Seymour B ، O'Doherty JP ، Koltzenburg M ، Wiech K ، Frackowiak R ، et al. (2005) العمليات العصبية الشهية والمكره للخصم تكمن وراء التعلم التنبئي لتسكين الآلام. Nat Neurosci 8: 1234-1240.
  190. 40. Baliki MN، Geha PY، Fields HL، Apkarian AV (2010) Predicting value of pain and tibgesia: nucleus accumbens response to illxious stimuli changes in the present of chronic pain. Neuron 66: 149 – 160.
  191. 41. Tobler PN، Fiorillo CD، Schultz W (2005) التكيفية التكيفية لقيمة المكافأة من قبل الخلايا العصبية الدوبامين. العلوم 307: 1642 – 1645.
  192. 42. Matsumoto M، Hikosaka O (2007) habenula الجانبي كمصدر إشارات مكافأة سلبية في الخلايا العصبية الدوبامين. Nature 447: 1111 – 1115.
  193. 43. Ji H، Shepard PD (2007) يحفز التحفيز الجانبي لعضلات الفئران من الخلايا العصبية الدوبامين من الدماغ المتوسط ​​من خلال آلية مستقبلات GABA (A). J Neurosci 27: 6923 – 6930.
  194. 44. Jhou TC، Fields HL، Baxter MG، Saper CB، Holland PC (2009) نواة tegmental rostromedial (RMTg) ، وارد GABAergic إلى الخلايا العصبية الدوبامين الدماغ المتوسط ​​، يشفر المنبهات المضايقة ويثبط الاستجابات الحركية. Neuron 61: 786 – 800.
  195. 45. Jhou TC، Geisler S، Marinelli M، Degarmo BA، Zahm DS (2009) the mesopontine rostromedial tegmental nucleus: a struct target by the lateral habenula that projects to the ventral tegmental area of ​​tsai and substantia nigra compacta. J Comp Neurol 513: 566 – 596.
  196. 46. Karreman M، Moghaddam B (1996) تقوم القشرة المخية قبل الجبهية بتنظيم الإفراز القاعدي للدوبامين في المخطط الحوفي: وهو تأثير توسط بواسطة المنطقة السطحية البطنية. J Neurochem 66: 589 – 598.
  197. 47. Carr DB ، Sesack SR (2000) الإسقاطات من القشرة الفصية قبل الفئران إلى المنطقة tegmental بطني: خصوصية الهدف في ارتباطات متشابك مع mesoaccumbens والخلايا العصبية ميزوكورتيك. J Neurosci 20: 3864 – 3873.
  198. 48. Berridge KC (2007) الجدل حول دور الدوبامين في المكافأة. علم الأدوية النفسية 191: 391-431.
  199. 49. Lin L، Chen G، Xie K، Zaia KA، Zhang S، et al. (2006) تسجيل الفرقة العصبية على نطاق واسع في أدمغة الفئران تتصرف بحرية. J Neurosci Methods 155: 28 – 38.
  200. 50. Grace AA، Bunney BS (1984) السيطرة على نمط اطلاق النار في الخلايا العصبية الدوبامين ني: انفجر اطلاق النار. J Neurosci 4: 2877 – 2890.
  201. 51. Narayanan NS، Laubach M (2009) طرق لدراسة التفاعلات الوظيفية بين المجموعات العصبية. Methods Mol Biol 489: 135 – 165.
  202. 52. Paxinos G، Franklin KBJ (2001) The brain brain in coorde stereotaxic coordinates، ed. 2. لندن: الصحافة الأكاديمية.