Cerba cirkvito, kiu kontrolas decidojn, kiuj induktas altan maltrankvilon
Dato:
Eble 28, 2015
Fonto:
Masaĉuseca Instituto de Teknologio
resumo:
Iuj decidoj vekas multe pli da maltrankvilo ol aliaj. Inter la plej maltrankviligaj estas tiuj, kiuj implikas eblojn kun pozitivaj kaj negativaj elementoj, ekzemple elekti okupi pli altan pagan laboron en urbo malproksime de familio kaj amikoj, kontraŭ elekti resti kun malpli salajro.
Iuj decidoj vekas multe pli da maltrankvilo ol aliaj. Inter la plej maltrankviligaj estas tiuj, kiuj implikas eblojn kun pozitivaj kaj negativaj elementoj, ekzemple elekti okupi pli altan pagan laboron en urbo malproksime de familio kaj amikoj, kontraŭ elekti resti kun malpli salajro.
Esploristoj de MIT nun identigis neŭran cirkviton, kiu ŝajnas submeti decidojn en ĉi tiu speco de situacioj, kiu estas konata kiel alproksimiĝo-evitiga konflikto. La trovoj povus helpi esploristojn malkovri novajn manierojn trakti psikiatriajn malordojn, kiuj havas malplibonigan decidon, kiel depresio, skizofrenio kaj limregiona personeca malordo.
"Por krei kuracadon por ĉi tiuj specoj de malordoj, ni devas kompreni, kiel funkcias la decida procezo," diras Alexander Friedman, esploristo en la McGovern-Instituto por Cerba Esplorado de MIT kaj la ĉefa aŭtoro de artikolo priskribanta la trovoj en la 28a de majo numero de ĉelo.
Friedman kaj kolegoj ankaŭ pruvis la unuan paŝon direkte al evoluigado de eblaj terapioj por ĉi tiuj malordoj: Manipulante ĉi tiun cirkviton en ronĝuloj, ili povis transformi preferon por pli malaltaj, malpli altaj pagaj elektoj al prefero por pli grandaj enspezoj malgraŭ iliaj pli grandaj kostoj.
La ĉefa aŭtoro de la ĵurnalo estas Ann Graybiel, profesoro de la Instituto MIT kaj membro de la Instituto McGovern. Aliaj aŭtoroj estas postdoktoro Daigo Homma, esploristoj Leif Gibb kaj Ken-ichi Amemori, studentoj Samuel Rubin kaj Adam Hood, kaj teknika asistanto Michael Riad.
Farante malfacilajn elektojn
La nova studo elkreskis el peno eltrovi la rolon de striosomoj - aroj de ĉeloj distribuitaj tra la striato, granda cerba regiono implikita en kunordigado de movado kaj emocio kaj implikita en iuj homaj malordoj. Graybiel malkovris striosomojn antaŭ multaj jaroj, sed ilia funkcio restis mistera, parte ĉar ili estas tiel malgrandaj kaj profundaj en la cerbo, ke malfacilas bildigi ilin per funkcia magneta resonanca bildigo (fMRI).
Antaŭaj studoj de la laboratorio de Graybiel identigis regionojn de la prealfronta korto de la cerbo, kiuj projektas al striosomoj. Ĉi tiuj regionoj estis implikitaj en prilaborado de emocioj, do la esploristoj suspektis, ke ĉi tiu cirkvito ankaŭ povus rilati al emocio.
Por testi ĉi tiun ideon, la esploristoj studis musojn dum ili plenumis kvin malsamajn specojn de kondutaj taskoj, inkluzive scenaron pri aliro-evitado. En tiu situacio, ratoj kun labirinto devis elekti inter unu opcio, kiu inkluzivis fortan ĉokoladon, kiun ili ŝatas, kaj helan lumon, kiun ili ne faras, kaj eblon kun pli malpeza malpeza sed pli malforta ĉokolado.
Kiam homoj estas devigitaj fari ĉi tiajn decidojn pri kosto-profito, ili kutime spertas maltrankvilon, kiu influas la elektojn. "Ĉi tiu speco de tasko eble tre gravas al angoraj malordoj," diras Gibb. "Se ni povus lerni pli pri ĉi tiu cirkvito, eble ni povus helpi homojn kun tiuj malordoj."
La esploristoj ankaŭ testis ratojn en kvar aliaj scenoj, en kiuj la elektoj estis pli facilaj kaj malpli plenaj de maltrankvilo.
"Komparante rendimenton en ĉi tiuj kvin taskoj, ni povus rigardi kost-utilan decidadon kontraŭ aliaj specoj de decidado, permesante al ni atingi la konkludon, ke kost-profita decidado estas unika," diras Friedman.
Uzante optogenetikon, kio permesis al ili ŝalti kortikajn enigaĵojn al la striosomoj per brila lumo sur la kortikaj ĉeloj, la esploristoj trovis, ke la cirkvito liganta la kortekson al la striosomoj ludas kaŭzan rolon en influado de decidoj en la alproksimiĝo-evitado, sed tute ne en aliaj specoj de decidado.
Kiam la esploristoj fermis enigaĵojn al la striosomoj el la kortekso, ili trovis, ke la ratoj komencis elekti la altan riskon, altan rekompencan opcion tiel multe kiel 20-procenton pli ofte ol ili antaŭe elektis ĝin. Se la esploristoj stimulis enigon al la striosomoj, la ratoj komencis elekti la alt-kostan altan rekompencan opcion malpli ofte.
Paul Glimcher, profesoro pri fiziologio kaj neŭroscienco en Novjorka Universitato, priskribas la studon kiel "ĉefverkon" kaj diras, ke li estas aparte impresita de la uzo de nova teknologio, optogenetiko, por solvi delongan misteron. La studo ankaŭ malfermas la eblecon studi striozoman funkcion en aliaj specoj de decidado, li aldonas.
"Ĉi tio rompas la 20-jaran enigmon, kiun [Graybiel] skribis - kion faras la striosomoj?" diras Glimcher, kiu ne estis parto de la esplora teamo. “Post 10 jaroj ni havos multe pli kompletan bildon, kies ĉi tiu papero estas la fundamenta ŝtono. Ŝi pruvis, ke ni povas respondi ĉi tiun demandon, kaj respondis ĝin en unu areo. Multaj laboratorioj nun traktos ĉi tion kaj solvos ĝin en aliaj areoj. "
Emocia pordegogardisto
La trovoj sugestas, ke la striato, kaj la striosomoj precipe, povas agi kiel pordisto, kiu sorbas sensajn kaj kortuŝajn informojn venantajn el la kortekso kaj integras ĝin por produkti decidon pri kiel reagi, diras la esploristoj.
Tiu pordega gardista cirkvito ankaŭ ŝajnas inkluzivi parton de la mezcerbo nomata substantia nigra, kiu havas dopaminajn ĉelojn, kiuj ludas gravan rolon en instigo kaj movado. La esploristoj kredas, ke kiam aktivigitaj per enigo de la striosomoj, ĉi tiuj substantia nigra ĉeloj produktas longtempan efikon sur la decidaj sintenoj de besto aŭ homa paciento.
"Ni tre ŝatus trovi manieron uzi ĉi tiujn trovojn por malpezigi angoran malordon, kaj aliajn malordojn, en kiuj humoro kaj emocio estas trafitaj," diras Graybiel. "Tia laboro havas veran prioritaton."
Krom serĉi eblajn traktadojn por angoraj malordoj, la esploristoj nun klopodas pli bone kompreni la rolon de la ĉeloj substantia nigra enhavantaj dopaminon en ĉi tiu cirkvito, kiu ludas kritikan rolon en Parkinson-malsano kaj eble ankaŭ partoprenas rilatajn malordojn.
La esplorado estis financita de la Nacia Instituto pri Mensa Sano, la ĈDI-Fondaĵo, la Agentejo pri Defenda Altnivela Esploro-Projekto, la Usona Armeo-Esplora Oficejo, la Bachmann-Strauss-distonio kaj Parkinson, kaj la Fonduso William N. kaj Bernice E. Bumpus.
Fonto de rakonto:
La supra rakonto baziĝas materialoj provizita de Masaĉuseca Instituto de Teknologio. La originala artikolo estis verkita de Anne Trafton. Noto: Materialoj povas esti redaktitaj por enhavo kaj longeco.
Referenceurnala Referenco:
- Alexander Friedman, Daigo Homma, Leif G. Gibb, Ken-Ichi Amemori, Samuel J. Rubin, Adam S. Hood, Michael H. Riad, Ann M. Graybiel. Corticostriatal Pado Celanta Striosomojn Kontrolas Decidiĝon sub Konflikto. ĉelo, 2015 DOI: 10.1016 / j.cell.2015.04.049
Decida Procezo: Optogenetics Malkovras Cerban Reton Implikitan En Emociaj Elektoj
Majo 28, 2015 12: 13 PM By Susan Scutti
Dum konfliktoj pri alproksimiĝo-evitado, niaj cerboj aliras specialan reton implikantan la striosomojn por helpi nin fari malfacilajn kaj emociajn decidojn. Foto ĝentileco de Shutterstock.
Vi bezonas pli da mono, do vi volas alte pagitan laboron, tamen vi scias, ke tio signifus multan penadon kaj ankaŭ malfruajn noktojn kaj semajnfinojn. Kiam ajn celo estas dezirinda kaj malagrabla, ni spertas psikologian konflikton alproksimiĝo-evitado. Dum ĉi tiuj konfliktoj, niaj cerboj aliras specialan reton, kiu helpas nin fari malfacilajn kaj kortuŝajn decidojn MIT-neŭrosciencistoj. Ĉi tiu neŭra cirkvito komenciĝas kaj finiĝas per striosomoj.
Kio precize estas striosomoj? Ĉi tiuj ĉelaj rampoj estas distribuataj tra la striatumo - granda cerba regiono sub la cerba kortekso, kiu okupiĝas pri kunordigado de niaj movadoj al niaj instigoj. Tamen, striosomoj estas tiel malgrandaj kaj kuŝas tiel profunde en la cerbo, esploristoj trovas malfacile bildigi ilin per fMRI. Por tio, ili restas ne malkovrita teritorio de la cerbo.
Antaŭaj studoj de la laboratorio de doktoro Ann Graybiel, profesoro pri MIT kaj membro de la McGovern Instituto por Cerbo-Esploro, identigis regionojn de la prefrontal-kortekso de la cerbo, kiuj projektas al la striosomoj. Ĉar ĉi tiuj regionoj helpis procesi emociojn, la esploristoj suspektis, ke la tuta cerba cirkvito povus iel rilati al emocio. Grave, en simioj, decidoj faritaj dum alproksimiĝo-evito-konfliktoj selektive aktivigas subcon de neŭronoj en media antaŭfrontalregiono, kiu ŝajnas respondi al la homa zono celanta la striosomojn.
Volante pli bone kompreni ĉi tiun cirkviton kaj ĝian funkcion, la MIT-teamo desegnis serion de eksperimentoj.
Malkovrante la Cerbon
La esploristoj studis ratojn dum ili plenumis kvin malsamajn specojn de kondutaj taskoj. La elektoj de la ronĝuloj estis relative simplaj en kvar el la agadoj, tamen en unu, la esploristoj konstruis pli kompleksan scenon pri evitado de alproksimiĝo. Dum ĉi tiu labirint-tasko, la ratoj devis elektu inter du ebloj: unu kiu inkluzivis fortan ĉokoladon (kiun ili ŝatas) kaj brilan lumon (kiun ili ne ŝatas) kaj alian eblon kun pli malpeza malpeza sed pli malforta ĉokolado.
Se ni homoj konfrontus similan alproksimiĝo-evitado elekto, ni plej verŝajne spertus maltrankvilon, kiu influus nian "kost-utilan analizon" kaj finfine influus nian decidon.
Observante la respondon de la ratoj, la esploristoj aldonis alian dimension al ĉi tiuj kvin malkaŝantaj taskoj. Dum iuj el la labirintoj, la sciencistoj turnis kortikajn enigaĵojn al la striosomoj de la ratoj, ŝaltante lumon rekte sur la kortikajn ĉelojn - neuromodula metodo konata kiel optogenetiko.
Lumigante la ratojn ' decidaj procezoj, la esploristoj malkovris la cirkviton ligantan la kortekson al la striosomoj ludis rolon dum la alproksimiĝa-evitiga tasko, sed en la kvar aliaj taskoj, la striosomoj tute ne influis la decidan procezon.
Ĉi tiuj trovoj sugestas, ke la striatumo (kaj la striosomoj precipe) povas agi kiel mensa pordisto, diras la esploristoj. La striosomoj sorbas sensajn kaj kortuŝajn informojn venantajn de la kortekso kaj poste integras ĝin por produkti decidon.
Ĉi tiu sama cirkvito ŝajnas inkluzivi la substantia nigra, regionon de cerbo kiu havas dopaminajn ĉelojn. Kiam la striosomoj estas aktivigitaj, la esploristoj konjektas, ĉi tiuj substantivaj nigra ĉeloj produktas longdaŭran efekton sur decidaj sintenoj.
Finfine, ĉi tiu esplorado sugestas novajn eblecojn por trankviligi ĉpigreco kaj aliaj humoro aŭ emociaj malordoj. Komprenante pli bone la rolon de la substantivaj nigra ĉeloj kun dopamina, la bando de MIT kredas, ke ili ankaŭ eble lernos kiel plifaciligi la simptomojn de Parkinson kaj rilataj malordoj.
Fonto: Friedman A, Homma D, Gibb LG, kaj aliaj. Kortikostria vojo celanta Striozomojn Kontrolas Decidadon sub Konflikto. ĉelo. 2015.
;
