دور الوطاء الوحشي و orexin في السلوك الاحترازي: نموذج لترجمة التجربة السابقة والعجز المحسوس في السلوكيات المحركة (2014)

وقد تم التعرف على الوطاء لمشاركته في كل من الحفاظ على التوازن والتوسط في السلوكيات المحفزة. يناقش هذا المقال منطقة من منطقة ما تحت المهاد المعروفة باسم منطقة المهاد الجانبي (LHA). من المقترح أن تكون نوى الدماغ داخل LHA ، بما في ذلك المنطقة الظهرية من الوطاء الوحشي (LHAd) والمنطقة المحيطة بالصحة (PeF) ، صلة بين الأنظمة العصبية التي تنظم الاستتباب وتلك التي تتوسط السلوكيات المحفزة. تشير البيانات الوظيفية والمناعة الكيميائية إلى أن LHA يشجع العديد من السلوكيات المحركة بما في ذلك تناول الطعام ، وكمية المياه ، وتناول الملح ، والسلوك الجنسي.. تثبت تجارب التتبع التشريحية أن LHA يتم وضعه لتلقي المدخلات من مناطق الدماغ المشاركة في تنظيم سائل الجسم واستتباب الطاقة. ترسل المناطق الواقعة داخل LHA إسقاطات كثيفة إلى منطقة tegmental البطنية (VTA) ، مما يوفر ممرًا لـ LHA للتأثير على أنظمة الدوبامين التي يتم التعرف عليها بشكل عام على أنها تشارك في السلوكيات المحفزة وتعزيزاتها. علاوة على ذلك ، يحتوي الـ LHA على الخلايا العصبية التي تصنع orexin / hypocretin ، وهو neuropeptide الذي يعزز العديد من السلوكيات المحفزة. يتلقى LHA أيضا مدخلات من مناطق الدماغ المشاركة في التعلم ذات الصلة مكافأة ويمكن أن تصبح تفعيل oryin العصبية مشروط للمحفزات البيئية التي ترتبط بالمكافآت. لذلك ، من المفترض أن يدمج LHA إشارات من المناطق التي تنظم سوائل الجسم وتوازن الطاقة والتعلم المتعلق بالجوائز. في المقابل ، يتم "إدخال" هذه المعلومات إلى الدوائر mesolimbic للتأثير على أداء السلوكيات الدوافع. قد تعزز هذه الفرضية التجارب التي ستؤدي إلى تحسين فهم وظيفة LHA. قد يساعد الفهم المُحسَّن لوظيفة LHA في علاج الاضطرابات المرتبطة بفرط أو اختلال في التعبير عن سلوك تناول الطعام بما في ذلك السمنة ، وفقدان الشهية ، والضعف في العطش ، والشراهة في الملح ، ونقص الملح.

المُقدّمة

من أجل البقاء على قيد الحياة يجب على الحيوانات الحفاظ على الطاقة واستتباب السوائل. يتم فقدان السعرات الحرارية باستمرار من خلال العمليات التي تحافظ على وظائف الحياة الأساسية ونتيجة للتصرف. وبالمثل ، تفقد الحيوانات الأرضية الماء والصوديوم باستمرار بسبب البيئة الطبيعية والعمليات البيئية بما في ذلك التنفس ، النتح ، العرق ، التبول ، والتغوط. تشكل بعض الحالات الأقل شيوعًا تهديدًا كبيرًا لكل من استتباب الطاقة وسوائل الجسم. على سبيل المثال ، يمكن أن تستحضر الأمراض حالات من سفك الدم المقترن بالإسهال والقيء الذي يستنزف الجسم من الماء والصوديوم. وبمجرد أن يصبح الجسم ناقصًا في السعرات الحرارية أو الماء أو الصوديوم ، فمن الأهمية بمكان أن يبحث الحيوان عن مواد تستهلكها في البيئة لاستعادة توازنه.

يولِّد الجهاز العصبي المركزي حالات تحفيزية لتعزيز البحث عن المواد الموجودة في البيئة واستيعابها. إن حالة تحفيز الجوع ، أو البحث عن الطعام واستيعابه ، ضروريان للحيوان لاستعادة حالات العجز في توازن الطاقة. العطش والشهية الصوديوم (المعروف أيضا باسم [AKA] شهية الملح) ، أو اكتساب واستهلاك المياه والصوديوم ، ضرورية لاستعادة توازن السوائل. تصاحب هذه الحالات المحفزة عمليات الجهاز العصبي المركزي التي تنشط السلوك (أي تنتج حالة من الاستثارة النفسية وتشجع السلوك الحركي) وتعزز السلوك الموجه نحو الهدف (Bindra، 1959. [بولس]، 1975). لقد ثبت أن العديد من الحالات التحفيزية مصحوبة بتحول جذري حيث يتم تعزيز أو إعاقة الاستجابات الممتعة أو المفعمة بالحيوية بواسطة محفزات معينة (Garcia et al.، 1974. فانسلو وبيرك ، 1982. بيرريدج وآخرون ، 1984. مهيل وبولز ، 1988. بيردج وشولكين ، 1989). على سبيل المثال ، عندما تتلقى الفئران المليئة بالصوديوم عمليات ضخ داخل الفم من محاليل مالحة مفرطة التوتر ، فإنها تظهر استجابات سلوكية محددة بحسب الأنواع تشير إلى النفور (الشواية والنورغرين ، 1978. بيرريدج وآخرون ، 1984) وسوف تتجنب الفئران التي تحتوي على الصوديوم الحامضية بشكل عام حلول المالحة الفائقة التوتر (Robinson and Berridge ، 2013). ومع ذلك ، عندما تصبح الفئران تعاني من نقص الصوديوم ، فإنها تظهر سلوكيات النهج تجاه المحاليل الملحية ، وستقوم باستجابات مفيدة للحصول على الصوديوم (الاستجابات المتفاعلة لـ AKA ؛ Berridge et al. ، 1984. كلارك وبرنشتاين ، 2006. روبنسون وبيريدج ، 2013). تحت ظروف نقص الصوديوم ، فإنها تعرض حتى الاستجابات السلوكية التي تشير إلى اللذة بدلاً من النفور عندما يتم حقن محاليل ملحية مفرط التوتر داخل الفم (Berridge et al.، 1984). وبالمثل ، فإن الناس يعتبرون الأطعمة المالحة أكثر قبولا عندما يكونون يعانون من نقص الصوديوم (ماكانس ، 1936. بوتشامب وآخرون ، 1990).

تتأثر الحالات الدافعة للجوع والعطش وشهية الملح بقوة حالة الحيوان الحالية من الطاقة وتوازن السوائل (أي الحالة المثبطة). من المعقول تصور الجهاز العصبي الذي يرصد الطاقة واستتباب السوائل كنظم حسية في حد ذاتها. فيما يتعلق بتوازن الطاقة ، حظيت النواة المقوسة لوط المهاد (ARH) باهتمام كبير لدورها في استشعار الإشارات الطرفية المرتبطة بالجوع والشبع (Schwartz et al.، 2000). إن مجموعة من نوى الدماغ الأمامي مستلقية على طول الصفيحة الطرفية (LT) مهمة لكشف الإشارات المتعلقة بحالة سوائل الجسم (Denton et al.، 1996. جونسون وثورهورست ، 1997). إن الهياكل المحددة على طول LT هي الجهاز الفرعي (SFO) والمنطقة المتوسطة preoptic (MnPO) ، والعضوي vasculosum من lamina terminalis (OVLT). لتسهيل عرض هذه الهياكل يشار إليها مجتمعة باسم LT. إن الـ SFO و OVLT هما جهازان قاسيان حسيان ، أو مناطق دماغية تفتقر إلى الحاجز الدموي الدماغي الحقيقي (Johnson and Gross ، 1993) مما يسمح لهم بمراقبة المواد الموجودة في الدم والتي تعمل كمؤشرات على حالة سوائل الجسم (جونسون وثونهورست ، 1997, 2007). وتجدر الإشارة هنا إلى أن هناك جدلًا في الوقت الحالي حول ما إذا كانت الـ ARH تفتقر إلى الحاجز الدموي الدماغي ، وهي عضوًا حقيقيًا بداخليًا (Mimee et al. ، 2013). على هذا النحو ، تم اقتراح أن LT قد تعمل أيضًا على اكتشاف الإشارات المتعلقة بتوازن الطاقة (Mimee et al. ، 2013. سميث وفيرجسون 2014).

من المهم إدراك أن تناول الطعام والماء والصوديوم يتطلب نشاطًا متناسقًا بين الدارات العصبية التي تستشعر الطاقة والحالة السائلة والدوائر العصبية المشاركة في حشد السلوكيات المحركة (Garcia et al.، 1974. Roitman وآخرون ، 1997. كيلي وبيردج ، 2002. Liedtke وآخرون ، 2011). لذلك ، يجب أن تكون مناطق الدماغ التي ترصد حالة السوائل والطاقة قادرة على الإسقاط على المناطق التي تنظم التحفيز والمكافأة. يتمثل أحد المسارات المشتركة الأخيرة المتضمنة في توليد جميع السلوكيات المحفزة الشهية التي تم بحثها حتى الآن في الإسقاط الدوباميني من المنطقة القطبية البطنية (VTA) إلى النواة المتكئة (AKA نظام الدوبامين المسري للميول ومجموعة خلايا الدوبامين A10 ؛ Mogenson et al .، 1980. Bozarth، 1994). ARH و LT ​​، اللذان يشاركان في استشعار الطاقة وتوازن السوائل ، لا يبدو أنهما يعصبان بشكل مباشر الـ VTA (Phillipson، 1979. جيزلر وزم ، 2005. ومع ذلك فإن ARH لا مباشرة المشروع إلى النواة المتكئة ؛ يي وآخرون ، 2006. van den Heuvel et al.، 2014). بما أنه لا توجد توقعات مباشرة ل VTA فمن المرجح أن المناطق في الوطاء قد تساعد في "سد الفجوة" بين الاستتباب وأنظمة التحفيز والمكافأة (Mogenson et al.، 1980. سوانسون وموجينسون ، 1981. سوانسون وليند ، 1986). على سبيل المثال ، أظهرت دراسات التتبع الارتجاعي أن منطقة كبيرة من الوطاء تحتوي على خلايا عصبية تشرح للـ VTA (Geisler و Zahm ، 2005). تمتد هذه المنطقة من منطقة ما تحت المهاد الظهاري (DMH) إلى المنطقة الظهرية من الوطاء الجانبي (LHAd) ويبدو أنها موجودة عبر كامل المدى الأمامي الخلفي للوطين.

الأدلة الداعمة لدور LHA في دمج الحالة المثلية مع أنظمة التحفيز والمكافأة

في ورقة كلاسيكية ، Stellar (1954) اقترح نظرية التحفيز التي تركز على الهايبوتلاموس. فكر النظري أن ما تحت المهاد يحتوي على "مراكز" مفصولة تشريحياً ، وأن كل مركز يلعب دوراً حاسماً في الترويج لسلوكيات محفزة محددة. على سبيل المثال ، افترض أن ما تحت المهاد يحتوي على مراكز تتحكم في الجنس والشبع والجوع والنوم بالتحديد. تلقى اقتراح ستيلار تمحيصًا تجريبيًا دقيقًا ووجد أنه غير ملائم لشرح البيانات الناشئة (Miller et al.، 1964. ميلر، 1965. Hoebel و Teitelbaum ، 1966. بوث وآخرون ، 1969). على الرغم من حقيقة أن نظرية ستيلار لم تفلح في توضيح دور الوطاء في سلوكيات محددة ذات دوافع محددة ، إلا أن هناك دلائل كثيرة تشير إلى أن المناطق الواقعة تحت المهاد تلعب ، في الواقع ، دوراً هاماً في تعزيز السلوكيات المحفزة الشهية بشكل عام.

أثبتت التجارب الكلاسيكية التي استخدمت رشقات قصيرة من التحفيز الكهربائي الموجه نحو منطقة الميل الجانبي (LHA) أن LHA تشارك في عمليات التحفيز والمكافأة. أولدز و ميلنر (1954وجدت أصلاً أن الفئران ستؤدي دور فعال للحصول على التحفيز الكهربائي الحاد لـ LHA ، وهو نموذج تجريبي يُشار إليه أحيانًا باسم التحفيز الذاتي أو مكافأة تحفيز المخ. فسروا اكتشافهم على أنه يعني أن التحفيز الكهربائي لل LHA كان مجزيا (أي ، أثار التحفيز LHA حالة ذاتية من المتعة). إذا كان هذا التقييم صحيحًا ، فإنه قد يشير إلى أن بعض الخلايا العصبية داخل LHA لها أهمية وظيفية للتلوين الترميز من استهلاك المكافآت. ومع ذلك ، اقترح آخرون أن التحفيز LHA قد يؤدي في الواقع إلى حالة ذاتية من الرغبة بدلاً من المتعة في حد ذاته (Berridge and Valenstein، 1991). إذا كان هذا التفسير صحيحًا ، فإنه يشير إلى أن مجموعة فرعية من الخلايا العصبية الموجودة في LHAd تشارك في الرغبة التي تدفع الحيوانات للحصول على المكافآت. من المحتمل أن تكون الخصائص التحفيزية والمجزية لتحفيز LHA ناتجة عن تفعيل الخلايا العصبية في LHA التي تعمل على نظام الدوبامين المسامي (Phillipson ، 1979. جيزلر وزم ، 2005). التجارب الحديثة التي تستخدم الخرائط التشريحية لـ "النقاط الساخنة" ، أو مناطق الدماغ التي يبدو أنها ترضي السرور (Peciña و Berridge ، 2000) ، تبين أن الخلايا العصبية الموجودة في مشروع LHA الأمامي إلى نقطة ساخنة في النواة الظهرية المتكئة قذيفة (طومسون وسوانسون ، 2010) ، ومن المحتمل أن تنشيط الـ LHA قد ينشط الخلايا العصبية الإسقاطية لإثارة إحساس بالمتعة. ومن المثير للاهتمام ، أنه إذا تم تحفيز LHA لفترات كافية (~ 10-30 s) ، فإن الجرذان سوف تقوم بسلوكيات متحركة بما في ذلك سلوكيات الشرب والأكل والسلوكيات (Wise، 1968). علاوة على ذلك ، فإن آفات LHA تلغي تناول الطعام والماء ، وتتكاثر ، وتضعف أو تلغي شهية الصوديوم (Anand and Brobeck ، 1951. مونتيمويرو وستيفنسون ، 1957. تيتلبوم وإيبستين ، 1962. الذئب، 1964. الذئب و الحي ، 1967. Cagguila et al.، 1973. غروسمان وآخرون ، 1978. هانسن وآخرون ، 1982).

اضطرابات الطاقة أو توازن السوائل تغير الاستجابة لتحفيز الذات (Olds ، 1958. موريس وآخرون ، 2006, 2010). أولدز (1958وجدت أصلاً أن الفئران التي تحرم الغذاء وتحفز حالة تحفيز الجوع زادت من الاستجابة للتحفيز الذاتي. علاوة على ذلك ، يمكن منع زيادة الاستجابة للتحفيز الذاتي أثناء الحرمان الغذائي عن طريق إعطاء هرمون الليبتين ، وهو هرمون يعزز الشبع (فولتون وآخرون ، 2000). على عكس الحرمان من الطعام ، يقلل استنزاف الصوديوم من الاستجابة للتحفيز الذاتي (Morris et al.، 2010). ويلاحظ حتى انخفاض الاستجابة للتحفيز الذاتي عندما تصنع الجرذان الملح جائع من خلال إعطاء هرمون خارجي يعزز الشهية الملح ؛ على الرغم من الفئران الحقيقة الحفاظ على توازن الصوديوم خلال هذا العلاج (موريس وآخرون ، 2006). من غير الواضح لماذا تسبب حالات تحفيز الشهية للجوع والملح تأثيرات عكسية على التحفيز الذاتي. ومع ذلك ، فإن هذه الدراسات تثبت أن الرغبة في الجوع والملح تغير استجابة التحفيز الذاتي ويبدو أن هذا التأثير مستقل عن الاضطرابات الفعلية في الطاقة أو توازن السوائل. على سبيل المثال ، يقوم الليبتين بتطبيع الاستجابة الذاتية بدون تصحيح السعرات الحرارية المفقودة (فولتون وآخرون ، 2000ويمكن تقليل الاستجابة للتحفيز الذاتي من خلال التلاعبات التي تثير الجوع الملح دون التسبب فعليًا في حدوث عجز في الصوديوم (Morris et al.، 2006). الأهم من ذلك ، هذه التجارب تدعم الفرضية الحالية من خلال إظهار أن LHA حساسة لحالة تحفيز الحيوان.

بعض من أقوى الأدلة التي تدعم دور ما تحت المهاد في تعزيز السلوك الدافع يأتي من الدراسات التي تدرس orexin (AKA hypocretin). Orexin هو neuropeptide الذي يتم التعبير عنه بشكل أساسي في النصف الذيلي من الوطاء حيث يتم توزيعه في قوس يمتد من DMH إلى LHAd (الشكل (Figure1) .1). يبدو أن Orexin هو النظام العصبي المركزي الوحيد المعروف لبكتريا neurotransmitter حيث تقوم عصبونات orexin من منطقة محدودة نسبيًا بإرسال الإسقاطات البعيدة إلى مناطق الدماغ المختلفة (Peyron et al.، 1998). من الناحية الوظيفية ، تورطت عصبونات الأويكسين بشكل كبير في مجموعة متنوعة من السلوكيات المحفزة (هاريس وآخرون ، 2005. بورغلاند وآخرون ، 2009). وقد حظيت Orexin باهتمام كبير لقدرتها على استخلاص كمية الطعام القوية (ومن هنا جاء الاسم orexin ؛ Sakurai et al. ، 1998. تشوي وآخرون ، 2010) ولكنها تشارك أيضا في تشجيع العطش ، شهية الملح (Kunii et al.، 1999. هيرلي وآخرون ، 2013a) والسلوك التناسلي (Muschamp et al.، 2007. دي سيباستيانو وآخرون ، 2010). يمكن تنظيم الخلايا العصبية Orexin بشكل منظم في ثلاث مجموعات خلوية في الوطاء: مجموعة في DMH ، المنطقة (PeF) ، و LHAd (الشكل (Figure1) .1). كل من الـ PeF و LHAd هي مناطق تقع في LHA بينما تقع DMH في الوسط حيث تتاخم البطين الثالث. تحتوي كل مجموعة خلية orexin على مجموعة فرعية من الخلايا العصبية orexin التي تشرح لـ VTA (الشكل (Figure1، 1. فاضل ودويتش ، 2002) ، و orexin قادر على إزالة استقطاب الخلايا العصبية في VTA (Korotkova وآخرون ، 2003). لذلك ، توفر عصبونات orexin آلية للمناطق داخل LHA للاستفادة من النظم التي تم تصورها تقليديا بأنها تشارك في التحفيز والمكافأة. تشير الأدلة أيضًا إلى أن الخلايا العصبية orexin لها إسقاطات مباشرة لقشرة النواة المتكئة (Peyron et al.، 1998. Kampe وآخرون ، 2009) حيث يمكن أن تعمل على تعزيز السلوكيات المحركة (Thorpe and Kotz ، 2005).

 

الشكل 1

بيانات غير منشورة من المؤلفين. شارك في وضع العلامات بين orexin و VTA neonons في الوتر. كان التتبع المتأخر Fluoro-Gold (Fluorochrome ، Denver CO) مصغرًا (2٪ في 250 nl) في VTA ، تم جمع العقول وشرائح في 40µm ، ...

وظائف رئيسية أخرى من orexin تشمل تعزيز الإثارة (هاجان وآخرون ، 1999) واستجابات الجهاز العصبي الودي بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم (سامسون وآخرون ، 1999. فيرغسون وشمسون ، 2003. كايابا وآخرون ، 2003) وإطلاق هرمونات التوتر (Kuru et al. ، 2000. Spinazzi وآخرون ، 2006). ومن المرجح أن يتم تنشيط الخلايا العصبية orexin في حين أن الحيوان يعاني من نقص في السعرات الحرارية ، الماء ، أو الصوديوم أو هو في حالة من الإثارة الجنسية. يشجع إطلاق الأوريكسين لاحقا في جميع أنحاء neuraxis أداء السلوك الموجه نحو الهدف من خلال تنشيط أنظمة الدماغ المشاركة في تعزيز الإثارة ، والانتباه ، والنشاط المتعاطف ، والسلوك الدوافع. يدعم التنشيط المتعاطف تحفيز الطاقة (على سبيل المثال ، زيادة ضغط الدم ومستويات الجلوكوز المتوفرة ، وإطلاق هرمون التوتر) وكذلك إعادة توزيع الدم اللازم لدعم النشاط الحركي المتزايد. وتعمل هذه الاستجابات المركزية والمحيطية معا على زيادة احتمال نجاح الحيوان في البحث عن المعززات البيئية التي تستعيد الطاقة والتوازن الهيدري.

تدعم الدراسات التشريحية والمناعية للفكرة فكرة أن LHA تساعد في دمج الإشارات من الببتيدات مع الأكسجين neorocircuitry المشاركة في التحفيز والمكافأة. يتم التعبير عن Neuropeptide Y (NPY) في الخلايا العصبية ARH (Hahn et al.، 1998) وهذا النببتيد يدفع التغذية (شوارتز وآخرون ، 2000). ومن المثير للاهتمام ، أن الخلايا العصبية NPY ترسل إسقاطات كثيفة تكون في وضع مع عصبونات orexin الموجودة في LHA (Broberger et al. ، 1998). العلاجات التي تحفز الجوع مثل نقص السكر في الدم أو إعطاء الببتيدات المستضدية بما في ذلك جريلين و NPY تحرض علىمنظمات المزارعين التعبير في الخلايا العصبية المحتوية على orexin (Moriguchi et al.، 1999. نيمي وآخرون ، 2001. توشيناى وآخرون ، 2003). بالإضافة إلى ذلك ، يضعف النقل العصبي orexin التغذية التي يسببها إدارة إما NPY أو ghrelin. الخلايا العصبية في ARH dorsomedial ، وهي منطقة من ARH التي تحتوي على غالبية الخلايا العصبية NPY ، أيضا مشروع ل PeF وربما LHAd (الشكل (Figure2، 2. هان وسوانسون ، 2010).

 

الشكل 2

بيانات غير منشورة من المؤلفين. وضع العلامات الوراء من LHAd و PeF إلى LT ونواة arcuate من الوطاء. كان 2 ٪ فلورو-الذهب في المياه المالحة الفسيولوجية أونيوبوريسيد في بيف و LHAd (A). لوحظ الوراء العلامات في جميع أنحاء ...

على النقيض من الدراسات حول تناول الطعام ، تم عمل القليل نسبيا لتحديد كيفية تأثير LT على الدوافع ومكافأة الدوائر العصبية. لا يبدو أن LT تعمل بشكل مباشر إما على VTA (Phillipson ، 1979. جيزلر وزم ، 2005) أو النواة المتكئة (Brog et al.، 1993) ، ولكن بطريقة أو بأخرى تستشعر المناطق وتجهز المعلومات المتعلقة بسائل الجسم التوازن يجب أن تستفيد من التحفيز ومكافأة الدوائر العصبية. تم عرض SFO لإرسال الإسقاطات إلى DMH و PeF و LHAd (Swanson and Lind، 1986. هيرلي وآخرون ، 2013a). علاوة على ذلك ، أظهرت التجارب الحديثة في مختبرنا أن تطبيق iontophoretic للتتبع الارتجاعي Fluoro-Gold في الجزء الخلفي من DMH ، و PeF ، و LHAd يكشف عن وضع العلامات إلى الوراء عبر كامل LT (مثال على العلامات الارتجاعية من حقنة يتم تقديم انتشار من PeF إلى LH في الشكل Figure2) .2). وقد أظهر آخرون أن بي إف إف يتلقى إسقاطات من كامل LT (هان وسوانسون ، 2010). بالإضافة إلى ذلك ، اكتشفنا مؤخرًا أنه يتم تنشيط الخلايا العصبية orexin عندما يتم السماح للفئران المستنزفة من الماء والصوديوم باستيعاب المياه والمالحة شديدة التوتر ، وأن الحقن المجهدي لمضاد مستقبلات الأوريكسين في VTA يضعف المدخول المشترك للمياه والصوديوم في الجرذان المستنفدة (Hurley et al .، 2013a). ولذلك ، فمن المرجح أن مشاريع LT إلى DMH ، PeF و LHAd التي ، بدورها ، ترسل توقعات invexinergic إلى VTA. يشجع إطلاق Orexin في VTA على ابتلاع الماء والصوديوم. توفر هذه التجارب الدعم التشريحي والوظيفي للفرضية القائلة بأن نظام LHA يدمج المعلومات حول الحالة المثلية مع أنظمة التحفيز والمكافأة.

الأدلة الداعمة لدور LHA في التعلم ذات الصلة مكافأة

قدمت التجارب التي درست تأثير التحفيز المستمر LHA على السلوكيات المحركة بعض من أقرب الأدلة على أن LHA قد تشارك في التعلم ذات الصلة مكافأة. عندما تتلقى الفئران الفردية تحفيز LHA فإنها تعرض في بادئ الأمر سلوكًا معينًا محددًا (Valenstein et al.، 1970). سوف تأكل بعض الجرذان ، في حين أن الآخرين سوف يشربون أو يشاركوا في سلوكيات copulatory. ويشار إلى السلوك الدوافع لكل الفئران في السلوك البادئ. الأهم من ذلك ، يمكن تعديل السلوك البائد الذي تم إجراؤه أثناء تحفيز LHA عن طريق التجربة (Valenstein et al.، 1970). إذا تم إزالة كائن الهدف المفضل أثناء تحفيز LHA ، فستوجه الفئران سلوكها الدافع نحو كائن هدف آخر موجود في البيئة. على سبيل المثال ، إذا أكل الجرذ أثناء تحفيز LHA ، يمكن إزالة الطعام أثناء بقاء صنبور الشرب. في هذه الحالة ، يشرب الجرذ المحفَّز الآن من الفوهة. الأهم من ذلك ، عندما يتم تحفيز LHA في التجارب المستقبلية عندما يكون كل من الطعام والماء موجودان ، فإن الفئران سيقسم وقته بشكل أساسي بين الأكل والشرب. لذلك ، يؤدي إقران تحفيز LHA مع وجود كائن هدف غير مفضل في البداية إلى قيام الجرذ بتوجيه بعض سلوكه نحو كائن الهدف الذي تم تجاهله سابقًا. يبدو أن التحفيز LHA والاستهلاك اللاحق لكائن الهدف يؤدي إلى شكل من أشكال التعلم النقابي الذي يتم التعبير عنه من خلال التغييرات في السلوكيات المسبقة.

يمكن أيضا تفعيل تفعيل الخلايا العصبية Orexin للمحفزات في البيئة. في نماذج تفضيل المكان المشروط ، يرتبط سياق بيئي جديد بمكافأة. بعد التزاوج المتكرر لسياق بيئي بمكافأة ، ستعرض الفئران تفضيلاً للسياق الذي تم إقرانه بالمكافأة. يبدو أن التفضيل الذي يتطور في نماذج تفضيل المكان المشروطة يرتبط بتفعيل الخلايا العصبية orexin. الخلايا العصبية Orexin تعبر عنمنظمات المزارعين استجابة للسياقات البيئية التي أصبحت مرتبطة بعقاقير الإساءة والجنس (Harris et al.، 2005. دي سيباستيانو وآخرون ، 2011). علاوة على ذلك ، تمنع عصبونات الأوريكسين المتلازمة مع سورفرين الأوريكسين المترافق ذكور الفئران من إظهار تفضيل المكان المشروط لسياق بيئى مرتبط بالتكاثر (دي سيباستيانو وآخرون ، 2011).

المزيد من الأدلة التي تدعم المشاركة في LHA في الأشكال الترابطية لتعلم المكافأة تأتي من ظاهرة التغذية المستحثة. في نموذج التغذية الناجم عن التلميح ، يسمح للفئران المحرومة من الطعام أن تأكل في وجود جديلة بيئية. هذا الجديلة يصبح حافزًا مشروطًا (CS +) قادر على إحداث مدخول الطعام. عندما يتم عرض CS + على الجرذان ، حتى عندما تكون في حالة مشبعة ، فإنها تبدأ في الأكل (Petrovich et al.، 2007). ومن المثير للاهتمام أن الفئران ستستوعب فقط كميات كبيرة من الطعام المحدد المقترن بـ CS + ، ولكن ليس الأطعمة الجديدة أو المألوفة (Petrovich و Gallagher ، 2007). لذلك ، يبدو أن عرض CS + يثير شغفاً محدداً للغذاء المقترن بـ CS + ، بدلاً من الجوع في حد ذاته. يعتبر LHA أحد المجالات الهامة لأداء التغذية المستحثة (Petrovich و Gallagher) ، 2007. بتروفيتش وآخرون ، 2005). يتلقى LHA المدخلات من المناطق المشاركة في الأشكال النقابية للتعلم مكافأة بما في ذلك اللوزة (Krettek و السعر ، 1978. إفريت وآخرون ، 1999) وقشرة الفص الجبهي (Gallagher et al.، 1999). يتم تنشيط الخلايا العصبية التي تشرح إلى LHA من اللوزة الشحمية القاعدية الجانبية / القفوية الأمامية وقشرة الفص الجبهي المداري استجابة لاستعراض CS + (Petrovich et al.، 2005). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الآفات غير المتناظرة المقابلة من اللوزة القاعدية الوحشية و LHA تمنع التلقيح الناجم عن التلقيح (Petrovich et al.، 2005). كما يبدو أن Orexin يلعب دورًا في التغذية المستحثة حيث أن الجرذان المعرضة لـ CS + تعبر بشكل كبير أكثرمنظمات المزارعين الخلايا العصبية الاوركسين الموجبة في بيف (Petrovich et al.، 2012).

وأخيرًا ، تم توريط LHA في أشكال غير مرتبطة من التعلم المتعلق بالمكافأة. عندما تنفجر الفئران بشكل متكرر من الصوديوم فإنها تظهر زيادة في تناول الصوديوم (Falk ، 1965. ساكاي وآخرون ، 1987, 1989) ، وهي ظاهرة توصف بحساسية شهية الصوديوم (هيرلي وآخرون ، 2013b). من المحتمل أن تكون حساسية شهية الصوديوم شكلاً من أشكال التعلم غير التورطي (Falk ، 1966. فرانكمان وآخرون ، 1986) يعتمد على اللدونة العصبية التي تعتمد على مستقبلات NMDA الجلوتاميتية (هيرلي وجونسون ، 2013). تشير الدلائل إلى أن تحسس شهية الصوديوم ينطوي على اللدونة العصبية في دائرتين عصبيتين: دائرة واحدة تحكم توازن الجسم في الجسم ، ودواسة أخرى للدواسة ومكافأة (Roitman et al.، 2002. نا وآخرون ، 2007). ج-منظمات المزارعين التعبير الناجم عن استنزاف الصوديوم مرتفع في الفئران التي لها تاريخ من استنزاف الصوديوم في SFO ، اللوزة القاعدية الجانبية ، قشرة الفص الجبهي الإنسي ، ونواة المتكئة مقارنة بالفئران بدون تاريخ استنفاد الصوديوم (Na et al.، 2007). وعلاوة على ذلك ، فإن الجرذان التي لها تاريخ من استنزاف الصوديوم تظهر تشابكًا شجيريًا وطولًا في النواة المتكئة (Roitman et al.، 2002). كما أن العديد من المناطق التي يبدو أنها تخضع للتوعية خلال استنزاف الصوديوم ترسل أيضًا إسقاطات إلى LHA ، بما في ذلك SFO ، وقشرة الفص الجبهي ، و amygdala basolateral. يرسل LHA إسقاطات إلى VTA ، والتي بدورها قادرة على تحريض اللدونة العصبية في الخلايا العصبية المتكئة nucleus (Mameli et al.، 2009). وأخيراً ، هناك أدلة إضافية تدعم إمكانية أن الخلايا العصبية orexin تخضع لدونة عصبية من نضوب الصوديوم (Liedtke et al.، 2011). البروتين المرتبط بالنظام الخلوي المنظم ، والذي يلعب دورًا مهمًا في اللدونة العصبية (Tzingounis and Nicoll ، 2006. الراعي والدب 2011) ، يتم تنظيمها في الخلايا العصبية peex orexin خلال استنفاد الصوديوم (Liedtke وآخرون ، 2011).

التوليف والاستنتاجات

تدعم التجارب المراجعة الفرضية القائلة بأن LHA يساهم في دمج المعلومات المتعلقة بالحالة المثابسة والتجربة السابقة مع أنظمة التحفيز والمكافأة. ويرد ملخص للبيانات التشريحية والوظيفية في الشكل Figure3.3. تتلقى النوى داخل LHA ، بما في ذلك الـ PeF و LHAd ، إسقاطات من مناطق الدماغ التي تنظم الطاقة واستتباب سوائل الجسم بالإضافة إلى المناطق المشاركة في التعلم النقابي (Broberger et al.، 1998. بتروفيتش وآخرون ، 2005. هيرلي وآخرون ، 2013a). في المقابل ، ترسل هذه المناطق من LHA إسقاطات إلى VTA حيث تعزز السلوكيات المحركة ، على الأقل جزئياً من خلال إصدار orexin في VTA (Phillipson ، 1979. فاضل ودويتش ، 2002. جيزلر وزم ، 2005). على الرغم من الشكل Figure33 يعرض نموذجًا هرميًا لعمل LHA الذي تهيمن عليه الوصلات المؤثرة إلى مناطق الدماغ ، قد يكون السبب هو أن هذه الدائرة هي في الواقع شبكة عصبية تتكون من مداخل ثنائية الاتجاه بين المناطق المتضمنة في التعلم ، والتوازن ، والتحفيز والمكافأة. في هذا الصدد ، فإن استخدام الحقن المشترك المتسلسل الارتجاعي والرجعي سيوفر منفعة في تحديد ما إذا كانت هذه المناطق تشكل شبكة عصبية (على سبيل المثال ، انظر Thompson و Swanson ، 2010).

 

الشكل 3

ملخص تخطيطي للتجارب التي تمت مراجعتها. المجالات المشاركة في التعلم النقابي (الأخضر) والحفاظ على مشروع التوازن (الأزرق) إلى LHA. يرسل LHA الإسقاطات إلى مناطق التحفيز والمكافأة (باللون الأحمر) لبدء السلوكيات المحركة. ال ...

نظرًا لأن orexin لا يشارك حصريًا في التوسط فقط لسلوك متحفز ، فمن المحتمل أن يعمل orexin على تعزيز الاستجابات الموجهة نحو الأهداف المرتبطة بالعديد من الولايات ذات الدوافع (Borgland et al.، 2009). يمكن أيضًا أن تشير الإشارات المتعلقة بعرض المكافأة واستهلاكها إلى تنشيط الخلايا العصبية orexin (هاريس وآخرون ، 2005. دي سيباستيانو وآخرون ، 2011. بتروفيتش وآخرون ، 2012) ، مما يشير إلى أن التجربة السابقة تؤثر على نشاط الخلايا العصبية orexin. لذلك ، هناك شرطان على الأقل يحفزان نشاط العصبونات في orexin: (1) البحث الفعلي عن المكافآت واستهلاكها ؛ و (2) تعلم الجمعيات مع المكافآت. فيما يتعلق بالنقطة الثانية ، من المهم الإشارة إلى أن orexin يمكن أن يحفز اللدونة العصبية في VTA نفسها (Borgland et al.، 2006). من غير المحتمل أن يتوسط الأوريكسين جميع التأثيرات على السلوكيات المحركة التي تتم ملاحظتها من خلال التلاعب في LHA ، حيث أن العديد من الإسقاطات من الوطاء إلى VTA ليست غير منتجة.

سيكون العمل المستقبلي الذي يهدف إلى إجراء بحث دقيق لدور النوى الموجود داخل LHA مثمرًا. يتكون الـ LHA بالفعل من مجموعة من مناطق الدماغ غير المتجانسة التي لها روابط عصبية وتشريدية فريدة من نوعها (Swanson et al.، 2005. هان وسوانسون ، 2010). علاوة على ذلك ، يبدو أن مجموعات عصبونات الأوريكسين المنفصلة يتم تنشيطها تحت ظروف تجريبية مختلفة (Harris et al.، 2005. هاريس وأستون-جونز ، 2006. بتروفيتش وآخرون ، 2012). توفر التلاعبات بالمواد الوراثية طريقة لاختبار ما إذا كانت هذه العناقيد الخلوية orexin لها إسقاطات وظيفية هامة إلى VTA أو النواة المتكئة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يؤثر تثبيط تجمعات الخلايا orexin على نشاط VTA ونواة الخلايا العصبية المتكئة nucleus accumbens. وأخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن العديد من التجارب التي تمت مناقشتها لم تفصل وتعرّف أدوار نوى الدماغ في LHA ولم تناقش دور DMH في السلوكيات المحركة. يتلقى DMH أيضا توقعات من مناطق توازن الجسم في الجسم (سوانسون وليند ، 1986) ، يرسل الإسقاطات إلى VTA (Geisler و Zahm ، 2005) ، ويحتوي على الخلايا العصبية orexin (Fadel and Deutch ، 2002) ، وكلها من المحتمل أن تكون متورطة في السلوكيات التمازئية.

الآثار الصحية

من منظور سلوكي ، يمكن تصور بعض الاضطرابات بأنها مشاكل في الابتلاع. على سبيل المثال ، يفشل الأشخاص الذين يعانون من فقدان الشهية في تناول كميات كافية من الطعام في حين أن الأشخاص الذين يعانون من السمنة يتناولون كمية كبيرة من الطعام. وبالمثل ، يبتلع بعض الأفراد الكثير من الصوديوم. ظاهرة يشار إليها أحيانا باسم الشراهة الملح (Schulkin ، 1986) ، بينما يبتلع الآخرون قليلًا جدًا من الصوديوم وبالتالي يصابون بنقص الصوديوم مما يجعلهم يعانون من خلل وظيفي أوتوماتيكي وخلل قلبي وعائي (Bou-Holaigah et al. ، 1995). بالإضافة إلى ذلك ، قد يظهر الأفراد المسنون العطش المتلاطم والجفاف اللاحق (رولز وفيليبس ، 1990. وارن وآخرون ، 1994). إن أحد الأساليب لفهم هذه الأمراض التي تتميز بفائض أو تراكب في السلوك الاحترازي هو تصورها على أنها مشاكل في عمل الجهاز العصبي المركزي تتعلق بالمحافظة على الاستتباب والانخراط بشكل مناسب في السلوك الدافع. بما أن الـ LHA متورطة بشكل حاسم في الحفاظ على التوازن والتدخل في السلوكيات المحركة ، فإن تحسين فهم LHA قد يساعد في تشخيص وعلاج اضطرابات الابتلاع.

بيان تضارب المصالح

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

شكر وتقدير

مراجع حسابات