الأسلاك الوظيفية من hypocretin والخلايا العصبية LC-NE: الآثار المترتبة على الإثارة (2013)

الجبهة Behav Neurosci. 2013 قد 20 ؛ 7: 43. doi: 10.3389 / fnbeh.2013.00043. eCollection 2013.

كارتر ME1, de Lecea L, Adamantidis A.

ملخص

للبقاء على قيد الحياة في بيئة سريعة التغير ، يجب أن تستشعر الحيوانات عالمها الخارجي والحالة الفسيولوجية الداخلية وتنظم مستويات الإثارة بشكل صحيح. قد تؤدي مستويات الإثارة المرتفعة بشكل غير طبيعي إلى عدم كفاءة استخدام مخازن الطاقة الداخلية والاهتمام غير المركّز بالمحفزات البيئية البارزة. بدلاً من ذلك ، قد تؤدي مستويات الإثارة المنخفضة بشكل غير طبيعي إلى عدم القدرة على البحث عن الطعام والماء والشركاء الجنسيين بشكل صحيح والعوامل الأخرى الضرورية للحياة. في المخ ، الخلايا العصبية التي تعبر عن النيوكربتيد النيوكربتيد يمكن أن تكون مفترضة على الإحساس بالحالة الخارجية والداخلية للحيوان وضبط حالة الاستثارة وفقا للاحتياجات السلوكية. في السنوات الأخيرة ، قمنا بتطبيق تقنيات optogenetic محددة زمنيا لدراسة دور هذه الخلايا العصبية والصلات في أسفل المنبع في تنظيم الإثارة. على وجه الخصوص ، وجدنا أن الخلايا العصبية noradrenergic في brainstem locus coeruleus (LC) لها أهمية خاصة للتوسط في آثار الخلايا العصبية hypocretin على الإثارة. هنا ، نناقش نتائجنا الأخيرة وننظر في الآثار المترتبة على الربط التشريحي لهذه الخلايا العصبية في تنظيم حالة الإثارة للكائن الحي عبر مختلف حالات النوم والاستيقاظ.

: الكلمات المفتاحية hypocretin، orexin، hypothalamus، neural circuits، optogenetics، arousal system، sleep، norepinephrine

النوم واليقظة هما حالتين متبادلتين تتناوبان مع كلتا الفترتين الذرويتين والفيرسيتين في جميع أنحاء المملكة الحيوانية. الاستيقاظ هو حالة واعية يمكن للحيوان أن يتصور ويتفاعل فيها مع بيئته. بعد فترة طويلة من اليقظة ، يزداد ضغط النوم ويؤدي إلى بداية النوم التي تتميز بأنها فترة من عدم النشاط النسبي مع الموقف النمطي والعتبة الحسية العليا.

في الثدييات ، ينقسم النوم عموما إلى نوم الموجة البطيئة (SWS ، أو نوم حركة العين غير السريعة في الإنسان) ، ونوم حركة العين السريعة (REM) (وتسمى أيضا "النوم المتناقض"). يعتبر الاستيقاظ والنوم SWS و REM حالات سلوكية مميزة يمكن تحديدها من خلال تخطيط كهربية دقيق (EEG) وميزات كهرومغناطيسية (EMG). أثناء الاستيقاظ ، تسود الاهتزازات ذات التردد المنخفض ذات التردد المختلط. تتميز SWS بالتذبذبات البطيئة ذات السعة العالية (0.5 – 4 Hz) والتي تعكس مدى سيطرتها (وفقًا لقياس كثافة طاقة EEG) عمق النوم. إن نوم الريم هو حالة سلوكية فريدة ، تتميز بتذبذبات ترددات أسرع ومختلطة ، حيث تهيمن التذبذبات ثيتا (5-10 Hz) على القوارض ، مصحوبة ب atonia العضلي ، وكذلك تقلبات القلب ومعدلات التنفس.

على الرغم من أن حالات النوم والاستيقاظ تتسم بسهولة وصفها من حيث النوعية والكمية ، إلا أنه من الصعب بشكل مثير للدهشة تحديد معنى "الإثارة". يشير مصطلح الإثارة عادةً إلى درجة اليقظة واليقظة أثناء اليقظة ، والتي تظهر مع زيادة التنشيط الحركي والاستجابة إلى المدخلات الحسية ، التفاعل العاطفي ، والمعالجة المعرفية المحسنة.

لا تزال غير واضحة آليات الدماغ الكامنة في تنظيم دورة النوم والاستيقاظ والمستوى العام للإثارة ، وقد حددت العديد من الدراسات الكلاسيكية عدة مجموعات من العصبونات التي يرتبط نشاطها بحالات سلوكية مميزة. كان يفترض في الأصل أن الخلايا العصبية النشيطة قبل التحولات السلوكية (أي الخلايا العصبية النشطة قبل الانتقال من النوم إلى الاستيقاظ) تعزيز الحالة القادمة ، في حين أن الخلايا العصبية التي تنشط خلال حالة محددة (اليقظة أو النوم) هي مهمة ل المحافظة ذلك. أصبح هذا الرأي أكثر تعقيدًا بفهم أن الخلايا العصبية في الشبكة قد تظهر نشاطًا مرتبطًا بحدود الولاية بسبب التوصيلية إلى خلايا عصبية أخرى أكثر ارتباطًا دون أن تكون مسؤولة بشكل مباشر عن تحولات الحالة. ومع ذلك ، فقد استنتج بشكل عام أن هناك مجموعات عصبية تلعب دورًا سببيًا في النوم و / أو حالات الإثارة. تشمل السلالات التي يُعتقد أنها تشجع على الاستثارة ما يلي: hypocretin (hcrt - وتسمى أيضًا "orexins") - وهي تعبِّر عن الخلايا العصبية في الوطاء الجانبي ، وهي العصبونات النورادرينية (LC) -العصبية -التي تظهر في جذع الدماغ ، نواة الرادف الظهراني السيروتونيني (DRN). في جذع الدماغ ، نواة tuberomammilaryary (TMN) في هيبثالاموس الخلفي ، و pedunculopontine cholinergic (PPT) ونواة tegmental (LDT) تيرازيتال (LDT) في الدماغ المتوسط ​​، وكذلك الخلايا العصبية cholinergic في الدماغ الأمامي القاعدي (جونز ، 2003). على النقيض من ذلك ، تنشط الخلايا العصبية المثبطة من الهياكل الأمومية الأمامية خلال SWS ، في حين أن الخلايا العصبية للميلانين المركزة (MCH) من الوطاء الجانبي ، وكذلك الخلايا العصبية الغلوتومية والعصبية GABAergic من جذع الدماغ تكون نشطة أثناء النوم الريمي (فورت وآخرون ، 2009).

في السنوات الأخيرة ، بدأنا نحن والآخرين باستخدام تقنية optogenetic مع نماذج الماوس المختلفة لمعالجة أسئلة مثل كيف تقوم أنظمة الإثارة بتنظيم اليقظة والإثارة? كيف تتفاعل وظيفياً لتشجيع أو الحفاظ على أو توسيع الإثارة في سياقات محددة؟ في دراستنا الأخيرة ، كنا مهتمين بشكل خاص بالخلايا العصبية التي تعبر عن hcrt (de Lecea et al.، 1998. ساكوراي وآخرون ، 1998). و hcrt هما ببتيدان مثيران للأعصاب (de Lecea et al.، 1998. ساكوراي وآخرون ، 1998تنتج في الخلايا العصبية 3200 في المهاد الوحشي الفأري (~ 6700 و 50,000-80,000 في الفئران والمخ البشري ، على التوالي) (de Lecea و Sutcliffe ، 2005. Modirrousta وآخرون ، 2005). وتتلقى هذه العصبونات مدخلات وظيفية من أنظمة متعددة موزعة في القشرة ، والجهاز الحوفي ، والمناطق شبه القشرية بما في ذلك المهاد نفسه ، المهاد ، والإسقاطات الصاعدة من نوى دماغ الكوليني ، وتكوين الشبكية ، ونواة رادف الدماغ المتوسط ​​، والرمادي الزنجي. في المقابل ، هذه الخلايا العصبية في جميع أنحاء النظام العصبي المركزي ، بما في ذلك مراكز الإثارة والمكافأة من الدماغ ، إلى الخلايا العصبية معربا عن مستقبلات hcrt (OX1R و OX2R). تشير الإسقاطات الودية والواردة للخلايا العصبية hcrt إلى أنها تلعب دورًا في وظائف متعددة الوطاء بما في ذلك تنظيم دورة النوم / الاستيقاظ والسلوكيات الموجهة نحو الهدف. ومن المثير للاهتمام ، وجدنا أن إسقاط efferent محددة من الخلايا العصبية hcrt إلى الخلايا العصبية نورادريني LC توسط الانتقالات من النوم إلى الاستيقاظ وربما المزيد من الجوانب العامة للإثارة.

هنا ، قمنا بتلخيص تجارب optogenetic الحديثة التي تختبر الفرضية القائلة بأن الخلايا العصبية Hcrt و LC تسبب تحولات حالة استثنائية وصيانتها (Adamantidis et al.، 2007. كارتر وآخرون ، 2009, 2010, 2012). أولاً ، نحن نسلط الضوء بشكل موجز على التقارير السابقة حول هذه الأنظمة وتلخصها باستخدام التقنيات الوراثية والدوائية التقليدية. بعد ذلك ، نقوم بدمج النتائج الخاصة بنا باستخدام المجسات optogenetic لتحفيز أو تمنع بشكل انتقائي هذه الأنظمة في الفئران تتحرك بحرية. وأخيراً ، نناقش الأسئلة غير المحلولة ونختبر التشريح التشريحي والوظيفي للدوائر الإثارة في المستقبل.

Hypocretins ، اليقظة ، والخدار

تكون الخلايا العصبية hcrt صامتة بشكل عام أثناء الاستيقاظ الهادئ ، والنوم ، والنوم REM ولكنها تظهر معدلات تصريف عالية أثناء عمليات الاستيقاظ النشطة من النوم إلى النوم (لي وآخرون ، 2005. Mileykovskiy وآخرون ، 2005. تاكاهاشي وآخرون ، 2008. حساني وآخرون ، 2009). وبالإضافة إلى ذلك ، فإنها تظهر معدلات تصريف عالية أثناء الاستثارة الناتجة عن المحفزات البيئية (على سبيل المثال ، الحافز السمعي) (Takahashi et al.، 2008) والسلوك الموجه نحو الهدف (Mileykovskiy et al.، 2005. تاكاهاشي وآخرون ، 2008). تشير هذه الدراسات إلى أن الخلايا العصبية hcrt تشارك في التحولات من النوم إلى الاستيقاظ ، وكذلك في زيادة اليقظة التي تمت ملاحظتها خلال مختلف السلوكيات الموجهة نحو الهدف.

يوضح حصار أو تثبيط إشارات hcrt ضرورة hcrt لسلامة الحالات السلوكية في الفئران والجرذان والكلاب والبشر ، وربما أسماك الزرد (ساكوراي ، 2007. يوكوجاوا وآخرون ، 2007). وبالفعل ، فإن دليل فقدان الأداء الأكثر إلحاحًا يأتي من الرابط بين نقص hcrt وأعراض الخدار (Peyron et al.، 2000. صابر وآخرون ، 2010). المرضى الذين يعانون من الخدار مع cataplexy لديهم غياب كامل لل hcrt النصوص الجينية في منطقة ما تحت المهاد ، وكذلك المستويات غير القابلة للاكتشاف أو بالكاد للكشف عن hcrt في السائل الدماغي الشوكي (Thannickal et al.، 2000. ساكوراي، 2007. يوكوجاوا وآخرون ، 2007). الكلاب دوبيرمان الخدار تحمل طفرة في OX2Rوجميع القوارض المعدلة وراثيا مع حذف hcrt, OX2Rأو الخلايا hcrt الحالية الاعتقالات السلوكية التي تشبه الجمدة ، السمة المميزة للخدار (جونز ، 2003. ساكوراي، 2007. سهغال و مينوت ، 2011). الأهم من ذلك ، الانقاذ الوراثي لل hcrt يخفف التعبير الجيني أعراض الخدار في الفئران (Liu et al.، 2011. بلانكو سنتوريون وآخرون ، 2013).

يتسبب تسريب البكتيدات hcrt أو منشطات hcrt في زيادة الوقت المستغرق في اليقظة وانخفاض في نوم SWS و REM [مراجعة في Sakurai (2007)]. الحقن المجسم للببتيد في LC ، LDT ، الدماغ الأمامي القاعدي ، أو المهاد الجانبي زاد من اليقظة والنشاط الحركي غالباً ما يرتبط بانخفاض ملحوظ في نوم SWS و REM (هاجان وآخرون ، 1999). وفي الآونة الأخيرة ، أدى التثبيط الوراثي لعصبونات hcrt باستخدام حذف جيني مستقبل GABA-B فقط في الخلايا العصبية hcrt إلى حدوث تشظية حادة لحالات النوم / الاستيقاظ خلال فترات الضوء والظلام دون أن تظهر أي شذوذ في فترات النوم / الاستيقاظ الكاملة أو علامات من cataplexy (ماتسوكي وآخرون ، 2009). بشكل جماعي ، تشير هذه البيانات إلى أن الببتيدات hcrt مهمة في تحديد الحدود بين حالة النوم وحالات الاستيقاظ ، كما يظهر من تفتيت النوم وحالة الاستيقاظ في النماذج الحيوانية للخدار.

على الرغم من أنه من الموثق على نطاق واسع أن الوظيفة البيولوجية لببتيدات hcrt ضرورية للحفاظ على الاستيقاظ والنوم المناسبين ، إلا أنه لا يزال من غير الواضح أي من مستقبلي hcrt ، OX1R ، أو OX2R ، مسؤول بيولوجيًا عن تأثيرات hcrt على الإثارة ، وكذلك استقرار النوم والتحكم في قوة العضلات. OX1R يتم التعبير عن mRNA في العديد من مناطق الدماغ ، ولا سيما LC ، نواة raphe ، LDT بينما OX2R يظهر الرنا المرسال نمطًا مكملاً للتعبير في القشرة الدماغية ونوى الرا rapه ، بالإضافة إلى الظهارة الظهرية والخلفية (في نواة tuberomammaryary hypothalamus) (Trivedi et al.، 1998. ماركوس وآخرون ، 2001. ميدا وآخرون ، 2011). وبالتالي ، فقد اقترح أن السيطرة على اليقظة و NREM من النوم إلى الاستيقاظ تعتمد بشكل حاسم على OX2R (Mochizuki et al.، 2011) في حين أن عدم انتظام النوم الريمي (الفريد من نوعه في حالة الخدار) يحدث نتيجة لفقدان الإشارة عبر كل من OX1R و OX2R (Mieda et al. ، 2011). ومع ذلك ، لا تزال آثارها في تنظيم التغفيق ، ولا سيما قنفذ وهجوم النوم ، غير واضحة. الكلاب مع الخدار الوراثي تحمل طفرة في باطن OX2R gene (Lin et al.، 1999) ونموذج الماوس المقابلة ، و OX2R الفئران KO ، تظهر أعراض أقل حدة من الكلاب (Willie et al.، 2003). على الرغم من أن OX1R تشارك في تنظيم الإثارة (Mieda et al. ، 2011) ، ومساهمته في أعراض الخدار لا يزال يتعين تمييزها.

الأهم من ذلك ، هو النشاط بشدة في نظم الإثارة الأخرى بشدة خلال الجمدة. الخلايا العصبية LC تتوقف عن التفريغ (Gulyani et al.، 1999) والخلايا العصبية السيروتونينية تقلل من نشاطها بشكل كبير (وو ، 2004) ، بينما الخلايا الموجودة في اللوزة (Gulyani et al. ، 2002) وأظهرت TMN مستوى متزايد من إطلاق النار (جون وآخرون ، 2004). تشير هذه العلاقة إلى أن كل من OX1R (LC، raphe) و OX2R (TMN، raphe) يشاركون في الحفاظ على قوة العضلات المناسبة. وقد سلطت الدراسات الحديثة الضوء أيضًا على دور الأنظمة الكولينية المعدلة في تحفيز الجمدة في الفئران الخاطئة (Kalogiannis et al. ، 2011, 2010). لذلك ، فإن أحد الأهداف المهمة التي لم يتم حلها هو تحديد الأسلاك الوظيفية للخلايا العصبية hcrt ، وكذلك ديناميات الإطلاق المشبكي من محطات hcrt لتحديد بدقة توقعات الإسقاط الجانبي (de Lecea et al.، 2012) التحكم في الإثارة والحالات السكون ونبرة العضلات والسلوكيات الموجهة نحو الهدف.

الموقع الفرعى ، بافراز ، والإثارة

يقع LC بجوار 4th البطين في جذع الدماغ ويحتوي على الخلايا العصبية التي تصنع أحادي الأمين نوربينفرين (NE). على الرغم من أن أربع مجموعات خلايا أخرى تنتج أيضًا NE (مجموعات الخلايا A1 و A2 و A5 و A7) ، فإن LC ينتج حوالي 50 ٪ من إجمالي NE للدماغ وهو المصدر الوحيد للقشرة. هناك العديد من مستقبلات NE الوظيفية الموجودة في جميع أنحاء الدماغ ، مع مستقبلات α1 و عادة ما تسبب إمكانات ما بعد المشبكية المثيرة ومستقبلات α2 عادة ما تسبب إمكانات مثبطة لما بعد المشبكي. تم العثور على مستقبلات α2 بكثافة في الخلايا العصبية LC (Berridge و Waterhouse ، 2003) أنفسهم ويعملون كمستقبلات تلقائية مثبطة لقمع النشاط الجوهري.

تظهر التسجيلات في الحيوانات التي تتصرف في حالة الاستيقاظ أن الخلايا العصبية LC تطلق حريقًا عند 1-3 Hz خلال حالات اليقظة ، والنار أقل خلال نوم SWS ، وأنها صامتة أثناء النوم الريمي (Aston-Jones و Bloom ، 1981. جونز، 2003. صابر وآخرون ، 2010). ينطلق LC أيضًا بشكل تدريجي في رشقات قصيرة من 8 - 10 Hz أثناء عرض المحفزات البارزة التي قد تزيد مدة الإراحة. مثل الخلايا العصبية hcrt ، تسبق التغييرات في معدل التفريغ التغيرات في التحولات من النوم إلى الاستيقاظ (Aston-Jones و Bloom ، 1981) ، مما يشير إلى أن هذه الخلايا مهمة للتحولات إلى اليقظة أو الانتباه.

من المثير للاهتمام ، أن الآفات الجسدية لل LC لا تستثير تغييرات متسقة في EEG القشرية أو مؤشرات سلوكية من الإثارة (Lidbrink ، 1974. بلانكو سنتوريون وآخرون ، 2007). الاستئصال الوراثي للدوبامين بيتا هيدروكسيلاز ، وهو إنزيم لازم لتخليق النيتروجين ، لا يؤدي أيضاً إلى تعطيل حالات الاستيقاظ من النوم (Hunsley et al. ، 2006). هذا يشير إلى وجود دوائر عصبية زائدة عن الحاجة ، خارجة عن بنية LC ، تدعم النشاط القشري وآليات التطوير التعويضي ، على التوالي. ومع ذلك ، حقن المركزية من الخصوم الدوائية من مستقبلات α1 و β noradrenergic (Berridge و España ، 2000) أو منبهات المثبطات التلقائية α2 المثبطة (De Sarro et al.، 1987) لها تأثيرات مهدئة كبيرة. الإدارة المركزية لل NE مباشرة في البطينين أو الدماغ الأمامي تعزز اليقظة (سيغال وماندل ، 1970. Flicker و Geyer ، 1982). تحفيز الخلايا العصبية في LC باستخدام microinjections المحلية من ناهض cholinistic (bethanechol) تنتج التنشيط السريع ل الدماغ الأمامي الدماغ في الجرذان تخدير الهالوثين (Berridge و Foote ، 1991). في الآونة الأخيرة ، تبين أن نظام LC-NE مهم للغاية للحفاظ على الإمكانات الغشائية المتزايدة للخلايا العصبية القشرية في حالة اليقظة مقارنة بحالات النوم (القسطنطينية وبرونو ، 2011). تؤخذ هذه الدراسات مجتمعةً ضمنًا بأن نظام LC-NE يزيل نشاط القشرة ويزيد من احتمالية الغشاء القشري لزيادة الإثارة.

تشريح ضوئي من hcrt والتحكم LC-NE من الإثارة

يرتبط نشاط الخلايا العصبية hcrt و LC-NE مع التحولات من النوم إلى الاستيقاظ ، ومع ذلك ، كان من الصعب تحفيز أو تثبيط مجموعات محددة من hcrt و LC-NE بدقة زمنية تتعلق بالنوم أو نوبات الاستيقاظ ، وتحقيق الانتقائية المكانية للكشف عن تلك الخلايا دون التأثير على الخلايا المحيطة أو ألياف المرور. في محاولة لفهم أفضل للديناميات الزمنية للدارات العصبية من اليقظة ، قمنا مؤخرًا بتطبيق علم الوراثة الضوئية للتلاعب بشكل انتقائي وانتقائي في نشاط الخلايا العصبية وهرمونات LC في الحيوانات التي تتحرك بحرية (Adamantidis et al.، 2007. كارتر وآخرون ، 2009, 2010, 2012). تستخدم Optogenetics جزيئات opsin actuator (على سبيل المثال ، channelrhodopsin-2 (ChR2) أو halorhodopsin - NpHR) لتنشيط أو إسكات الخلايا المستهدفة جينيا بشكل انتقائي ، على التوالي ، مع ومضات من الضوء عند طول موجي محدد (Boyden et al.، 2005). يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول تقنية optogenetic في العديد من الاستعراضات الممتازة الأخرى (Zhang et al.، 2006. Miesenbock، 2009. Scanziani و Häusser ، 2009. يزهار وآخرون ، 2011. Deisseroth، 2012).

ولإيصال هذه المحركات إلى الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية Lc ، استخدمنا أدوات توصيل الجين الفيروسي المرتبط بفيروس lentiviral و cre-dependent ، على التوالي ، تحت سيطرة المروجين النوعين من الخلايا (Adamantidis et al.، 2007). لتسليم الضوء إلى الحقل hcrt أو LC ، قمنا بتصميم واجهات بصرية عصبية يتم فيها زرع ألياف بصرية مزمنة على جمجمة الماوس ، كما هو موصوف في مكان آخر (Adamantidis et al. ، 2005, 2007. Aravanis وآخرون ، 2007. زانج وآخرون ، 2010). باستخدام هذه الاستراتيجية ، كنا قادرين على التحكم في النشاط العصبي hcrt على حد سواء المختبر و في الجسم الحي مع التحفيز البصري الدقيق بالمللي ثانية (Adamantidis et al.، 2007). لقد سمحت لنا الدقة العالية والزمانية للتحفيز بتقليد المدى الفسيولوجي لمعدلات تفريغ الخلايا العصبية من hypocretin (1 – 30 Hz) (Hassani et al.، 2009). في الواقع ، استخدمنا القطارات ذات النبضات الخفيفة لتحفيزنا optogenetic التي كانت تستند إلى المعلمات على تحليل التردد الفعلي للخلايا العصبية hcrt في الجسم الحي (وهذا ينطبق أيضا على التحكم في optogenetic من الخلايا العصبية LC-NE الموضحة أدناه). وجدنا أن التحفيز البصري من جانب واحد المباشر من الخلايا العصبية hcrt زادت من احتمال التحولات إلى اليقظة من النوم إما SWS أو REM (الشكل (Figure1A) .1A). ومن المثير للاهتمام ، أن التحفيز البصري عالي التردد (5 - 30 Hz) أدى إلى تقليل زمن الانتقال إلى اليقظة بينما لم تفعل قطارات 1 Hz ، مما يشير إلى إطلاق متشابك يعتمد على التردد للناقل العصبي (الغلوتامات) والعصابات العصبية ، بما في ذلك hcrt أو dynorphin من المحطات الطرفية. أظهرنا كذلك أن تأثيرات تحفيز الخلايا العصبية hcrt يمكن سدها عن طريق حقن أحد مضادات OX1R أو عن طريق الحذف الوراثي للجين hcrt ، مما يوحي بأن الببتيدات hcrt تتوسط ، على الأقل جزئياً ، التحولات من النوم إلى الاستيقاظ المستحث بعلم الوراثة. تظهر هذه النتائج أن إطلاق hcrt من الخلايا العصبية للتعبير عن hcrt ضروري لخواص تعزيز الاستيقاظ لهذه العصبونات. والأهم من ذلك ، أن هذه النتائج تثبت وجود علاقة سببية بين تنشيط الخلايا العصبية (Hcrt) وبين التحولات من النوم إلى الاستيقاظ ، بما يتفق مع الدراسات السابقة المترابطة. وقد أيد هذا من خلال حقيقة أن إسكات بصري من الخلايا العصبية hcrt تعزيز SWS (تسونيماتسو وآخرون ، 2011).

الشكل 1 

تشريح ضوئي المنشأ للدارات الاستثارية للدماغ. (ا) يؤدي تحفيز الخلايا العصبية hcrt مع ChR2 إلى انخفاض زمن الاستجابة من النوم إلى الاستيقاظ عند 10 Hz وليس 1 Hz (بيانات من Adamantidis et al. ، 2007). (B) تحفيز الخلايا العصبية LC مع ChR2 يسبب فوري ...

تم تأكيد هذه النتائج مؤخرًا من قبل ساساكي والمتعاونين معها (ساساكي وآخرون ، 2011) ، الذين استخدموا نهجًا صيدلانيًا يسمى "مستقبلات مصمم" تم تنشيطه بشكل حصري من قِبل مصمم الأدوية (DREADDs) لتنشيط وإيقاف النشاط العصبي hcrt. تسمح تقنية DREADD بالتشكيل النسقي للنشاط العصبي مع الدقة الزمنية لعدة ساعات (Dong et al.، 2010). وجدوا أن تفعيل النشاط العصبي hcrt زيادة اليقظة بينما قمع نشاط hcrt تعزيز SWS.

في دراسة ثانية (كارتر وآخرون ، 2009) ، أثبتنا أن السيطرة على hcrt من التحولات النوم والاستيقاظ هي تحت اعتماد عمليات الاستتباع في النوم حيث يتم منع التحولات من النوم إلى الاستيقاظ hcrt-mediated من خلال زيادة ضغط النوم (الناجمة عن الحرمان من النوم). ومع ذلك ، فإن تأثير التحفيز optogenetic من hcrt استمرت في الفئران الهستيرامين decarboxylase بالضربة القاضية (الفئران التي هي غير قادرة على توليف الهيستامين) مما يوحي بأن هناك هدف آخر أن نظام هيستامينية مسؤولة عن تأثير hcrt. وأخيرًا ، أظهرنا أن مراكز الاستثارة في اتجاه مجرى النهر مثل الخلايا العصبية LC قد زادت من نشاطها (وفقًا لقياس تعبير c-Fos) استجابةً للتحفيز الوراثي hcrt optogenetic. لأن العمل السابق أظهر تأثير مثير من hcrt على الخلايا العصبية LC NE (Bourgin et al.، 2000) ، قمنا بالتحري عن اتصال hcrt-LC وركزنا تحقيقاتنا التجريبية على LC نورادرينيك كهدف جديد للتلاعب البصري.

في دراسة ثالثة (كارتر وآخرون ، 2010) ، استهدفنا الخلايا الوراثية LC-NE عن طريق الحقن التجسيمي للفيروس المرتبط بالـ adeno-associated المعتمد على CR (RAAV) في الفئران المدخنة بشكل انتقائي معربًا عن CR في الخلايا العصبية التيروزين hydroxylase (TH) (Atasoy et al.، 2008. تساي وآخرون ، 2009). وجدنا أن كل من NpHR و ChR2 كانت وظيفية ويمكن أن تمنع وتفعيل ، على التوالي ، الخلايا العصبية LC-NE على حد سواء المختبر و في الجسم الحي (الشكل (Figure1B) .1B). لقد وجدنا أن تحفيز التردد المنخفض (1 – 10 Hz) للعصبونات LC-NE تسبب في تحولات من النوم إلى الاستيقاظ (أقل من 5 s) من نوم SWS و REM. تحفيز الخلايا العصبية LC خلال اليقظة زيادة نشاط الحركي والوقت الإجمالي قضى مستيقظا ، مما يؤكد على تأثير الإثارة القوي. وعلى النقيض من ذلك ، أدى إسكات الخلايا العصبية LC-NE بوساطة إلى تقليل مدة نوبات الغفوة ، ولكنه لم يمنع التحولات من النوم إلى الاستيقاظ عندما كانت الحيوانات نائمة. وأظهرت هذه الدراسة مجتمعة أن تنشيط الخلايا العصبية LC-NE ضروري للحفاظ على فترات طبيعية من اليقظة (تجربة NpHR) ، وكافية للحث على التحولات الفورية من النوم إلى الاستيقاظ ، والاستيقاظ المستمر ، وزيادة الإثارة الحركية. وبالتالي ، اقترحنا أن الخلايا العصبية LC-NE تعمل كنظام ضبط سريع لتعزيز التحولات من النوم إلى الاستيقاظ والإثارة العامة. ومن المثير للاهتمام أننا وجدنا أن التنشيط البصري المستمر للعصبونات LC-NE يؤدي إلى إلقاء القبض على الحركي (Carter et al.، 2010). هذه الاعتقالات السلوكية تشترك في الأعراض الشائعة مع الجمدة أو الجمجمة أو التجميد السلوكي في كل من النماذج الحيوانية والمرضى البشريين (Scammell et al.، 2009). قد تتضمن الآليات المحتملة استنفاد NE من محطات المشبك LC-NE أو إفراز LC-NE لنوى دماغ الدماغ التي تؤدي إلى الشلل. مطلوب مزيد من الدراسة لكشف الآليات الأساسية.

في دراستنا الأخيرة (كارتر وآخرون ، 2012) ، قمنا باختبار الفرضية القائلة بأن نشاط LC يؤدي إلى تأثير hcrt neuron على التحولات من النوم إلى الاستيقاظ. نظرًا لأن التجمعات العصبية hcrt و LC تقع في مناطق دماغية متميزة ، فمن الممكن فعليًا الوصول إلى كلا الهيكلين في وقت واحد في نفس الحيوان. لذلك اتخذنا نهجًا مزدوجًا للجينات الضوئية لتحفيز الخلايا العصبية hcrt أثناء تثبيط أو تحفيز الخلايا العصبية LC النورادرينالية أثناء نوم SWS. وجدنا أن إسكات الخلايا العصبية LC أثناء تحفيز hcrt يمنع تحولات النوم إلى الاستيقاظ بوساطة hcrt (الشكل (Figure1C) .1C). في المقابل ، وجدنا أن زيادة استثارة الخلايا العصبية LC من خلال تفعيل opsin الخطوة (SFO) - التي تزيد من الخلايا المستهدفة (Berndt وآخرون ، 2009) - تحفيز التحفيز hcrt (باستخدام بروتوكول التحفيز LC الذي لا يؤدي في حد ذاته إلى زيادة التحولات من النوم إلى الاستيقاظ) تحولات النوم-إلى-الاستيقاظ المحسنة hcrt-mediated (الشكل (Figure1D) .1D). مع الأخذ في الاعتبار ، تظهر نتائجنا أن LC بمثابة عامل تحصين ضروري وكاف لمراحل انتقال SWS-to-wake عبر hcrt خلال الفترة غير النشطة.

hcrt وديناميكيات نظام LC-NE

عبر دراساتنا التجريبية ، لاحظنا أن التلاعب الضوئي الجيني لعضلات الخلايا النانوية الكربونية و LC-NE يؤثر على التحولات من النوم إلى الاستيقاظ مع ديناميات زمنية مختلفة بشكل كبير (Adamantidis et al. ، 2007. كارتر وآخرون ، 2009, 2010, 2012). يؤدي التنشيط البصري الحاد للخلايا العصبية hcrt إلى حدوث عمليات انتقال من النوم إلى الاستيقاض خلال فترة زمنية من 10 – 30 s ، بينما يؤدي تحفيز الخلايا العصبية LC إلى انتقالات من النوم إلى الاستيقاظ في أقل من 5. أحد التفسيرات هو أن الخلايا العصبية (hcrt) قد تعمل كمكافئ موضعي للإثارة أثناء الدوال المرتبطة بالمستوى ، بينما يعمل نظام LC-NE كمؤثر أساسي للإثارة والتوتر والانتباه. ومع ذلك ، فمن المحتمل أن تكون أنظمة المستجيبات العصبية زائدة عن الحاجة ويتم تنشيطها بواسطة مجموعات مميزة من المدخلات. لذلك ، لا يمكننا أن نستبعد أن حجب الأنظمة الاستثارية الأخرى ، مثل أنظمة هيستامينرجية وكولينية مركزية ، سيؤثر أيضًا بشدة على التحولات السلوكية لحالات hcrt في ظروف تجريبية أخرى.

إلى جانب هذه الآثار قصيرة المدى ، من المثير للاهتمام أيضًا أن تجارب التحفيز الضوئي المستمرة (أي شبه المزمنة) لـ 1-4 h من الخلايا العصبية hcrt زادت التحولات من النوم إلى الاستيقاظ دون تغيير المدة الكلية للاستيقاظ ، في حين أن المدى الطويل التحفيز الضوئي من الخلايا العصبية LC-NE زيادة كبيرة في مدة اليقظة. هذه النتائج تشير إلى أن نظام hcrt قد ينظم حدود النوم والاستيقاظ في حين أن الخلايا العصبية LC-NE قد تتحكم في مدة الحفظ عن طريق زيادة إمكانات الغشاء القشري وإزالة التزامن في تخطيط الدماغ القشري.

إن توطين الخلايا العصبية للهرمونات الوراثية (hypothalamic localisation of hcrt neurons) يعني أن لهذه الخلايا دورًا بارزًا في الاستثارة أثناء عمليات التماثل ، بما في ذلك السلوك الجنسي ، والغذاء الغذائي ، واستجابة الإجهاد ، والدافع. إلى جانب سيطرتها على الاستيقاظ ، تشترك أنظمة الاستثارة أيضًا في سلوك البحث عن المكافأة ، أو النشاط الجنسي ، أو الاستجابات المتعلقة بالهروب أو القتال ، إلخ. قد يكون لهذا التكرار وظيفة الاستثارة المدمجة عبر التطور ، وتنويع آليات الدماغ التي تدعم الاستيقاظ والسلوكيات المرتبطة بالاستثارة اللازمة نجاة. على سبيل المثال ، يؤدي تنشيط نظام LC-NE إلى زيادة الإثارة والتسبب في سلوكيات تشبه القلق (Itoi و Sugimoto ، 2010). وعلى النقيض ، فإن نظام النيوروببتيد S (NPS) ، وهو الببتيد الذي تنتجه مجموعة عصبية مقيدة بطنية إلى LC ، يزيد أيضًا من الإثارة ولكن يقلل القلق (Pape et al.، 2010). وبالتالي ، لدعم هذه الوظائف السلوكية المتنوعة ، يجب أن تكون الدوائر الإثارة قد وصلت إلى مستوى عالٍ من المواصفات ، ربما من خلال التقسيم الانتقائي لاتصالاتها الكامنة والواسعة ، وإطلاق قدرات المرسلات / المتغيرات ، والنشاط المتسق مع دوائر الإثارة الأخرى.

وجهات نظر

في السنوات الخمس الماضية ، قدم الجمع بين علم البصريات الوراثي ونماذج الفئران المهندسة وراثيًا وتحليل EEG / EMG للنوم مجموعة فريدة وقوية من الأدوات لفهم مساهمات أنظمة hcrt و LC في الإثارة ، وكذلك مجموعات أخرى من الخلايا العصبية التي تنظم درجات النوم واليقظة. إن استهداف تحقيقات علم البصريات الوراثي لمجموعات أخرى من الخلايا العصبية في الدماغ سيحدد أدوارهم الفردية والمشتركة في حدود النوم / الاستيقاظ. علاوة على ذلك ، ستسمح لنا هذه الأدوات بتحديد آلية الدماغ الكامنة وراء حالات الاستيقاظ بناءً على الإسقاطات التشريحية ، والنقل العصبي المشبكي ، وديناميكيات إطلاق المرسل. تتيح القدرة على استهداف هذه الدوائر ومعالجتها بشكل انتقائي بدقة زمنية عالية (أقل من 1 ثانية) إمكانية التحقيق في دورها في مجموعة واسعة من السلوكيات مثل تناول الطعام والإدمان والتوتر والانتباه والإثارة الجنسية. في النهاية ، قد تكشف هذه الدراسات عن الآليات الفيزيولوجية المرضية للاضطرابات النفسية مثل القلق المزمن والإدمان ونقص الانتباه والاكتئاب.

بيان تضارب المصالح

يعلن المؤلفون أن البحث أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب مصالح محتمل.

شكر وتقدير

ويدعم ماثيو كارتر من زمالة من هيلدا ومؤسسة بريستون ديفيس. يتم دعم Luis de Lecea من خلال منح من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة ، و التحالف الوطني للبحوث حول الفصام والاكتئاب ، ومؤسسة عائلة Klarman. يتم دعم أنطوان أدمانتديس من قبل مؤسسة دوغلاس ، والمعهد الكندي لأبحاث الصحة ، والصندوق الكندي للابتكار ، ورئيس الأبحاث الكندي ، و NSERC.

مراجع حسابات

  1. Adamantidis A.، Thomas E.، Foidart A.، Tyhon A.، Coumans B.، Minet A.، et al. (2005). يؤدي تعطيل مستقبل هرمون الميلانين 1 في الفئران إلى نقص في الإدراك وتعديل وظيفة مستقبل NMDA. يورو. J. نيوروسكي. 21 و 2837 – 2844 10.1111 / j.1460-9568.2005.04100.x [مجلات] [الصليب المرجع]
  2. Adamantidis AR، Zhang F.، Aravanis AM، Deisseroth K.، de Lecea L. (2007). بحثت الركائز العصبية من الصحوة مع مراقبة optogenetic من الخلايا العصبية hypocretin. Nature 450 و 420 – 424 10.1038 / nature06310 [مجلات] [الصليب المرجع]
  3. Aravanis AM، Wang L.-P.، Zhang F.، Meltzer LA، Mogri MZ، Schneider MB، et al. (2007). واجهة عصبية بصرية: في الجسم الحي السيطرة على القشرة الحركية القوارض مع الألياف المتكاملة والتكنولوجيا optogenetic. ج. نيورال إنج. 4 و S143 – S156 10.1088 / 1741-2560 / 4 / 3 / S02 [مجلات] [الصليب المرجع]
  4. Aston-Jones G.، Bloom FE (1981). نشاط الخلايا العصبية التي تحتوي على norepinephrine-coeruleus في الفئران تتصرف يتأرجح التقلبات في دورة النوم الاستيقاظ. J. نيوروسكي. 1 و 876 – 886 [مجلات]
  5. Atasoy D.، Aponte Y.، Su HH، Sternson SM (2008). يستهدف مفتاح FLEX channelrhodopsin-2 إلى أنواع متعددة من الخلايا للتصوير ورسم خرائط الدوائر طويلة المدى. J. نيوروسكي. 28 و 7025 – 7030 10.1523 / JNEUROSCI.1954-08.2008 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  6. Berndt A.، Yizhar O.، Gunaydin LA، Hegemann P.، Deisseroth K. (2009). ثنائية الحالة مستقرة الدولة العصبية. نات. Neurosci. 12 و 229 – 234 10.1038 / nn.2247 [مجلات] [الصليب المرجع]
  7. Berridge CW، España RA (2000). آثار مهدئة التآزر من ألفا نورادريني (1) - وحاصرات مستقبلات بيتا على الدماغ الدماغية والسلالات السلوكية. Neuroscience 99، 495 – 505 10.1016 / S0306-4522 (00) 00215-3 [مجلات] [الصليب المرجع]
  8. Berridge CW، Foote SL (1991). آثار تفعيل coeruleus الموضعية على نشاط electroencephalographic في القشرة المخية الحديثة و hippocampus. J. نيوروسكي. 11 و 3135 – 3145 [بك المادة الحرة] [مجلات]
  9. Berridge CW، Waterhouse BD (2003). نظام coeruleus – noradrenergic locus: تعديل الحالة السلوكية والعمليات المعرفية المعتمدة على الحالة. الدماغ الدقة. Rev. 42 و 33 – 84 10.1016 / S0165-0173 (03) 00143-7 [مجلات] [الصليب المرجع]
  10. Blanco-Centurion C.، Gerashchenko D.، Shiromani PJ (2007). آثار الآفات الناجمة عن saporin من ثلاث مجموعات الإثارة على المستويات اليومية للنوم والاستيقاظ. J. نيوروسكي. 27 و 14041 – 14048 10.1523 / JNEUROSCI.3217-07.2007 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  11. Blanco-Centurion C.، Liu M.، Konadhode R.، Pelluru D.، Shiromani PJ (2013). آثار نقل الجينات orexin في pors dorsolateral في الفئران خروج المغلوب orexin. Sleep 36 و 31 – 40 10.5665 / sleep.2296 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  12. Bourgin P.، Huitrón-Résendiz S.، Spier AD، Fabre V.، Morte B.، Criado JR، et al. (2000). ينظم Hypocretin-1 نوم حركة العين السريعة من خلال تنشيط الخلايا العصبية coeruleus. J. نيوروسكي. 20 و 7760 – 7765 [مجلات]
  13. Boyden ES، Zhang F.، Bamberg E.، Nagel G.، Deisseroth K. (2005). مقياس زمني من ميلي ثانية واحدة ، التحكم البصري المستهدف وراثياً للأنشطة العصبية. نات. Neurosci. 8 و 1263 – 1268 10.1038 / nn1525 [مجلات] [الصليب المرجع]
  14. Carter ME، Adamantidis A.، Ohtsu H.، Deisseroth K.، de Lecea L. (2009). ينظم استتباب النوم التحولات النوم إلى الاستيقاظ hypocretin-mediated. J. نيوروسكي. 29 و 10939 – 10949 10.1523 / JNEUROSCI.1205-09.2009 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  15. Carter ME، Brill J.، Bonnavion P.، Huguenard JR، Huerta R.، de Lecea L. (2012). آلية للتحولات من النوم إلى الاستيقاظ بالنوك Hypocretin. بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي. USA 109، E2635 – E2644 10.1073 / pnas.1202526109 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  16. Carter ME، Yizhar O.، Chikahisa S.، Nguyen H.، Adamantidis A.، Nishino S.، et al. (2010). ضبط الاستثارة مع تعديل optogenetic من الخلايا العصبية coeruleus locus. نات. مجموعة النشر 13 و 1526 – 1533 10.1038 / nn.2682 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  17. القسطنطينية CM ، برونو RM (2011). آثار وآليات الاستيقاظ على الشبكات القشرية المحلية. Neuron 69 و 1061 – 1068 10.1016 / j.neuron.2011.02.040 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  18. Deisseroth K. (2012). Optogenetics والطب النفسي: التطبيقات والتحديات والفرص. BPS 71 و 1030 – 1032 10.1016 / j.biopsych.2011.12.021 [مجلات] [الصليب المرجع]
  19. de Lecea L.، Carter ME، Adamantidis A. (2012). تسليط الضوء على اليقظة والإثارة. BPS 71 و 1046 – 1052 10.1016 / j.biopsych.2012.01.032 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  20. de Lecea L.، Kilduff TS، Peyron C.، Gao X.، Foye PE، Danielson PE، et al. (1998). hypocretins: ببتيدات محددة المهاد مع نشاط عصبي. بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 95 و 322 – 327 [بك المادة الحرة] [مجلات]
  21. de Lecea L.، Sutcliffe JG (2005). Hypocretins. نيويورك ، نيويورك: Springer Verlag
  22. De Sarro GB، Ascioti C.، Froio F.، Libri V.، Nisticò G. (1987). الدليل على أن الثور المجاور هو الموقع الذي يؤثر فيه كلونيدين والمخدرات عند alpha 1- و alpha 2-adrenoceptors على آليات النوم والاستثارة. ر. جي فارماكول. 90 و 675 – 685 [بك المادة الحرة] [مجلات]
  23. Dong S.، Rogan SC، Roth BL (2010). التطور الجزيئي المباشر لـ DREADDs: نهج عام لإنشاء الجيل التالي من RASSLs. نات. Protoc. 5 و 561 – 573 10.1038 / nprot.2009.239 [مجلات] [الصليب المرجع]
  24. Flicker C.، Geyer MA (1982). الحصين كموقع محتمل للعمل لزيادة الحركة خلال الحقن داخل الدماغ من بافراز. Behav. بيور العصبي. 34 و 421 – 426 [مجلات]
  25. Fort P.، Bassetti CL، Luppi P.-H. (2009). يقترح اليقظة بالتناوب: رؤى جديدة فيما يتعلق بشبكات وآليات الخلايا العصبية. يورو. J. نيوروسكي. 29 و 1741 – 1753 10.1111 / j.1460-9568.2009.06722.x [مجلات] [الصليب المرجع]
  26. Gulyani S.، Wu MF، Nienhuis R.، John J.، Siegel JM (2002). الخلايا العصبية ذات الصلة Cataplexy في اللوزة المخية للكلب الخدار. Neuroscience 112، 355 – 365 10.1016 / S0306-4522 (02) 00089-1 [مجلات] [الصليب المرجع]
  27. Gulyani SA، Yau E.، Mignot E.، Phan B.، Siegel JM (1999). الخلايا العصبية locus coeruleus: وقف النشاط أثناء الجمدة. Neuroscience 91، 1389 – 1399 10.1016 / S0306-4522 (98) 00600-9 [مجلات] [الصليب المرجع]
  28. Hagan JJ، Leslie RA، Patel S.، Evans ML، Wattam TA، Holmes S.، et al. (1999). يقوم Orexin A بتنشيط إطلاق خلية coeruleus في المنطقة ويزيد من الاستثارة في الفئران. بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 96 و 10911 – 10916 10.1073 / pnas.96.19.10911 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  29. حساني موافق ، لي جيزن ، جونز بيز (2009). تفرز الخلايا العصبية المركزة للميلانين الميلانين بطريقة متبادلة مع عصبونات الأوريكسين عبر دورة النوم والاستيقاظ. بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 106 و 2418 – 2422 10.1073 / pnas.0811400106 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  30. Hunsley MS، Curtis WR، Palmiter RD (2006). الخصائص السلوكية والنوم / الاستيقاظ من الفئران التي تفتقر إلى بافراز ونقص في سكر الدم. الجينات الدماغ Behav. 5 و 451 – 457 10.1111 / j.1601-183X.2005.00179.x [مجلات] [الصليب المرجع]
  31. Itoi K.، Sugimoto N. (2010). نظم noradrenergic الدماغ في الإجهاد والقلق والاكتئاب. J. Neuroendocrinol. 22 و 355 – 361 10.1111 / j.1365-2826.2010.01988.x [مجلات] [الصليب المرجع]
  32. John J.، Wu M.-F.، Boehmer LN، Siegel JM (2004). الخلايا العصبية النشطة Cataplexy في منطقة ما تحت المهاد. Neuron 42 و 619 – 634 10.1016 / S0896-6273 (04) 00247-8 [مجلات] [الصليب المرجع]
  33. Jones BE (2003). نظم الإثارة. أمامي. Biosci. 8 و s438 – s451 [مجلات]
  34. Kalogiannis M.، Grupke SL، Potter PE، Edwards JG، Chemelli RM، Kisanuki YY، et al. (2010). ويعكس الفئران القاضية لمستقبلات الأوريكسين الخبيثة المعززة الخواص الكولينينية المحسنة في الخلايا العصبية tegmental اللاحقة. يورو. J. نيوروسكي. 32 و 130 – 142 10.1111 / j.1460-9568.2010.07259.x [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  35. Kalogiannis M.، Hsu E.، Willie JT، Chemelli RM، Kisanuki YY، Yanagisawa M.، et al. (2011). التعديل الكوليني من الهجمات الخاطئة في الفئران بالضربة القاضية مستقبلات الاوركسين مزدوجة. PLoS ONE 6: e18697 10.1371 / journal.pone.0018697 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  36. Lee MG، Hassani OK، Jones BE (2005). تصريف الخلايا العصبية orexin / hypocretin المحددة عبر دورة الاستيقاظ النوم. J. نيوروسكي. 25 و 6716 – 6720 10.1523 / JNEUROSCI.1887-05.2005 [مجلات] [الصليب المرجع]
  37. Lidbrink P. (1974). تأثير الآفات من مسارات النورادرينالين الصاعد على النوم والاستيقاظ في الفئران. الدماغ الدقة. 74 و 19 – 40 10.1016 / 0006-8993 (74) 90109-7 [مجلات] [الصليب المرجع]
  38. Lin L.، Faraco J.، Li R.، Kadotani H.، Rogers W.، Lin X.، et al. (1999). تحدث اضطرابات النوم في الخدار بسبب طفرة في جين 2 لمستقبلات hypocretin (orexin). Cell 98 و 365 – 376 10.1016 / S0092-8674 (00) 81965-0 [مجلات] [الصليب المرجع]
  39. Liu M.، Blanco-Centurion C.، Konadhode R.، Begum S.، Pelluru D.، Gerashchenko D.، et al. (2011). نقل الجينات Orexin إلى الخلايا العصبية زونا incerta يقمع شلل العضلات في الفئران الخاطئة. J. نيوروسكي. 31 و 6028 – 6040 10.1523 / JNEUROSCI.6069-10.2011 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  40. ماركوس JN ، Aschkenasi CJ، Lee CE، Chemelli RM، Saper CB، Yanagisawa M.، et al. (2001). تعبير تفاضلي لمستقبلات الأوريكسين 1 و 2 في دماغ الفئران. J. شركات. Neurol. 435 و 6 – 25 [مجلات]
  41. Matsuki T.، Nomiyama M.، Takahira H.، Hirashima N.، Kunita S.، Takahashi S.، et al. (2009). يؤدي الفقد الانتقائي لمستقبلات GABA (B) في الخلايا العصبية المنتجة للأوروتين إلى تعطل بنية النوم / الاستيقاظ. بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 106 و 4459 – 4464 10.1073 / pnas.0811126106 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  42. Mieda M.، Hasegawa E.، Kisanuki YY، Sinton CM، Yanagisawa M.، Sakurai T. (2011). الأدوار التفاضلية لمستقبلات orexin-1 و -2 في تنظيم نوم غير الريم و REM. J. نيوروسكي. 31 و 6518 – 6526 10.1523 / JNEUROSCI.6506-10.2011 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  43. Miesenbock G. (2009). التعليم المسيحي optogenetic. العلوم 326 و 395 – 399 10.1126 / science.1174520 [مجلات] [الصليب المرجع]
  44. Mileykovskiy BY، Kiyashchenko LI، Siegel JM (2005). يرتبط السلوكية من النشاط في الخلايا العصبية التي تم تحديدها hypocretin / orexin. Neuron 46 و 787 – 798 10.1016 / j.neuron.2005.04.035 [مجلات] [الصليب المرجع]
  45. Mochizuki T.، Arrigoni E.، Marcus JN، Clark EL، Yamamoto M.، Honer M.، et al. (2011). إن مستقبل Xreumin للمستقبل في Orexin في المهاد الخلفي ينقذ النعاس في الفئران الخاطئة. بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 2 و 108 – 4471 4476 / pnas.10.1073 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  46. Modirrousta M.، Mainville L.، Jones BE (2005). تبدي الخلايا العصبية Orexin و MCH بشكل مختلف بعد الحرمان من النوم مقابل الشفاء وتحمل مستقبلات أدرينالية مختلفة. يورو. J. نيوروسكي. 21 و 2807 – 2816 10.1111 / j.1460-9568.2005.04104.x [مجلات] [الصليب المرجع]
  47. Pape H.-C.، Jüngling K.، Seidenbecher T.، Lesting J.، Reinscheid RK (2010). Neuropeptide S: نظام إرسال في الدماغ ينظم الخوف والقلق. Neuropharmacology 58، 29 – 34 10.1016 / j.neuropharm.2009.06.001 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  48. Peyron C.، Faraco J.، Rogers W.، Ripley B.، Overeem S.، Charnay Y.، et al. (2000). طفرة في حالة الخدار المبكر وغياب عام لببتيدات hypocretin في أدمغة الخدار البشرية. نات. ميد. 6 و 991 – 997 10.1038 / 79690 [مجلات] [الصليب المرجع]
  49. Sakurai T. (2007). الدائرة العصبية من orexin (hypocretin): الحفاظ على النوم واليقظة. نات. القس Neurosci. 8 و 171 – 181 10.1038 / nrn2092 [مجلات] [الصليب المرجع]
  50. Sakurai T.، Amemiya A.، Ishii M.، Matsuzaki I.، Chemelli RM، Tanaka H.، et al. (1998). Orexins ومستقبلات orexin: عائلة من neuropeptides hypothalamic والمستقبلات المرتبط بالبروتين G التي تنظم سلوك التغذية. Cell 92 و 573 – 585 10.1016 / S0092-8674 (00) 80949-6 [مجلات] [الصليب المرجع]
  51. Saper CB، Fuller PM، Pedersen NP، Lu J.، Scammell TE (2010). تبديل حالة النوم. Neuron 68 و 1023 – 1042 10.1016 / j.neuron.2010.11.032 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  52. Sasaki K.، Suzuki M.، Mieda M.، Tsujino N.، Roth B.، Sakurai T. (2011). التعديل الدوائي لورم الخلايا العصبية orexin يغير حالات النوم / اليقظة في الفئران. PLoS ONE 6: e20360 10.1371 / journal.pone.0020360 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  53. Scammell TE، Willie JT، Guilleminault C.، Siegel JM، International Working Group on Rodent Models of Narcolepsy. (2009). تعريف توافقي من الجمدة في نماذج الماوس من الخدار. Sleep 32 و 111 – 116 [بك المادة الحرة] [مجلات]
  54. Scanziani M.، Häusser M. (2009). الفيزيولوجيا الكهربية في عصر النور. Nature 461 و 930 – 939 10.1038 / nature08540 [مجلات] [الصليب المرجع]
  55. Segal DS، Mandell AJ (1970). التنشيط السلوكي للجرذان أثناء التسريب داخل البطيني للنورادرينالين. بروك. NATL. أكاد. الخيال العلمي. الولايات المتحدة الأمريكية 66 و 289 – 293 [بك المادة الحرة] [مجلات]
  56. Sehgal A.، Mignot E. (2011). علم الوراثة من اضطرابات النوم والنوم. Cell 146 و 194 – 207 10.1016 / j.cell.2011.07.004 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  57. Takahashi K.، Lin J.-S.، Sakai K. (2008). النشاط العصبي للأوريكسين والخلايا العصبية النشيطة غير الأويكسين أثناء حالات نوم الاستيقاظ في الفأرة. Neuroscience 153، 860 – 870 10.1016 / j.neuroscience.2008.02.058 [مجلات] [الصليب المرجع]
  58. Thannickal TC، Moore RY، Nienhuis R.، Ramanathan L.، Gulyani S.، Aldrich M.، et al. (2000). انخفاض عدد الخلايا العصبية الهيبوكريتين في الخدار البشري. Neuron 27 و 469 – 474 10.1016 / S0896-6273 (00) 00058-1 [مجلات] [الصليب المرجع]
  59. Trivedi P.، Yu H.، MacNeil DJ، Van der Ploeg LH، Guan XM (1998). توزيع orRin مستقبلات mRNA في دماغ الفئران. FEBS Lett. 438 و 71 – 75 [مجلات]
  60. Tsai H.-C.، Zhang F.، Adamantidis A.، Stuber GD، Bonci A.، de Lecea L.، et al. (2009). إن إطلاق طوري في الخلايا العصبية الدوبامينية كافٍ لتكييف السلوك. العلوم 324 و 1080 – 1084 10.1126 / science.1168878 [مجلات] [الصليب المرجع]
  61. Tsunematsu T.، Kilduff TS، Boyden ES، Takahashi S.، Tominaga M.، Yamanaka A. (2011). السعال البصري الحاد من الخلايا العصبية أونكسين / hypocretin يدفع النوم البطيء الموجة في الفئران. J. نيوروسكي. 31 و 10529 – 10539 10.1523 / JNEUROSCI.0784-11.2011 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  62. Willie JT، Chemelli RM، Sinton CM، Tokita S.، Williams SC، Kisanuki YY، et al. (2003). متلازمات الخدار المتميزة في مستقبلات Orexin-2 و orrexin null mice: تشريح جيني جزيئي لعمليات التنويم غير ال REM و REM. Neuron 38 و 715 – 730 10.1016 / S0896-6273 (03) 00330-1 [مجلات] [الصليب المرجع]
  63. وو MF (2004). نشاط خلايا الراش الظهرية عبر دورة النوم والاستيقاظ خلال الجمدة في الكلاب الخاطئة. ج. Physiol. (Lond.) 554 و 202 – 215 10.1113 / jphysiol.2003.052134 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  64. Yizhar O.، Fenno LE، Davidson TJ، Mogri M.، Deisseroth K. (2011). Optogenetics في الأنظمة العصبية. Neuron 71 و 9 – 34 10.1016 / j.neuron.2011.06.004 [مجلات] [الصليب المرجع]
  65. Yokogawa T.، Marin W.، Faraco J.، Pézeron G.، Appelbaum L.، Zhang J.، et al. (2007). توصيف النوم في الزرد والأرق في المسوخ مستقبلات hypocretin. PLoS Biol. 5: e277 10.1371 / journal.pbio.0050277 [بك المادة الحرة] [مجلات] [الصليب المرجع]
  66. Zhang F.، Gradinaru V.، Adamantidis AR، Durand R.، Airan RD، de Lecea L.، et al. (2010). الاستقصاء البصري للدوائر العصبية: تقنية للتحقق من تراكيب الدماغ في الثدييات. نات. Protoc. 5 و 439 – 456 10.1038 / nprot.2009.226 [مجلات] [الصليب المرجع]
  67. Zhang F.، Wang L.-P.، Boyden ES، Deisseroth K. (2006). Channelrhodopsin-2 والتحكم البصري للخلايا القابلة للإطالة. نات. الطرق 3 و 785 – 792 10.1038 / nmeth936 [مجلات] [الصليب المرجع]