Koordination der Gehirn-weiten Aktivitätsdynamik durch dopaminerge Neuronen (2016)

Neuropsychopharmacology. 2016 Aug 12. doi: 10.1038 / npp.2016.151.

HK dekotieren1,2, Namboodiri VM2,3, Gao W4,5, McHenry JA2, Jennings JH1,2, Lee SH5,6, Kantak PA2, Kao YC5,6, Das M5,6, Witten IB7, Deisseroth K8, Shih YY1,5,6,9, Stuber GD1,2,3.

Abstrakt

Einige neuropsychiatrische Erkrankungen, wie Sucht und Schizophrenie, können zum Teil auf eine fehlregulierte Aktivität der ventralen tegmentalen Dopaminergenregion (THVTA) Neuronen sowie aus einer globaleren Fehlanpassung in der Neurocircuit-Funktion.

Ob jedoch THVTA Die Aktivität beeinflusst die Funktion des Gehirns im großen Maßstab und bleibt unbekannt. Hier haben wir TH selektiv aktiviertVTA Neuronen in transgenen Ratten und gemessenen resultierenden Änderungen der Gesamtgehirnaktivität unter Verwendung von stimulus-evozierter funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI). Unter Anwendung eines Standardansatzes der generalisierten linearen Modelle (GLM) zeigen unsere Ergebnisse, dass die selektive optogenetische Stimulation von THVTA Neuronen verstärkten Signale des zerebralen Blutvolumens (CBV) in striatalen Zielregionen in einer Dopaminrezeptor-abhängigen Weise.

Die auf Gehirnebene basierende Voxel-basierte Hauptkomponentenanalyse (PCA) desselben Datensatzes zeigte jedoch, dass die dopaminerge Modulation mehrere zusätzliche anatomisch unterschiedliche Bereiche im gesamten Gehirn aktiviert, die normalerweise nicht mit Dopamin-Freisetzungsereignissen assoziiert sind. Darüber hinaus explizite Paarung von THVTA Die neuronale Aktivierung mit einem Stimulus der Vorderpfote einer bestimmten Frequenz erweiterte die sensorische Repräsentation dieses Stimulus nicht ausschließlich innerhalb der somatosensorischen Kortikale, sondern im gesamten Gehirn.

TDiese Daten deuten auf eine Modulation von TH hinVTA Neuronen können die Gehirndynamik in vielen anatomisch unterschiedlichen Regionen beeinflussen, selbst in Regionen, die wenig oder gar keine direkte TH erhaltenVTA Eingang.

PMID:

27515791

DOI:

10.1038 / npp.2016.151