Eolaíocht 1 Eanáir 2016: Vol. 351 uimh. 6268
DOI: 10.1126 / science.aac9698
- Emily A. Ferenczi1,2,*,
- Kelly A. Zalocusky1,2,*,
- Conor Liston3,*,
- Logan Grosenick1,2,
- Melissa R. Warden4,
- Debha Amatya1,
- Kiefer Katovich5,
- Hershel Mehta5,
- Brian Patenaude6,
- Charu Ramakrishnan1,
- Paul Kalanithi7,
- Amit Etkin6,
- Brian Knutson5,
- Gary H. Glover8,
- Karl Deisseroth1,4,9,†
Abstract
Spreagann an spreagadh le haghaidh luaíochta iompraíochtaí oiriúnaitheacha, ach is féidir le lagú a dhéanamh ar bhraistint agus ar thaithí luaíochta (anhedonia) cur le galair shíciatracha, lena n-áirítear dúlagar agus scitsifréine. D'fhéachamar leis an hipitéis a thástáil go rialaíonn an cortex réamhthreorach meánach (MPFC) idirghníomhaíochtaí i measc réigiún fo-chlasaiceach ar leith a rialaíonn freagairtí fána. Trí úsáid a bhaint as íomháú athshondais feidhmiúil maighnéadach feidhmeach chun gníomhaíocht áitiúil i bhfrancaigh a ionramháil go háitiúil ach a shamhlú ar fud an domhain, fuaireamar go spreagann spreagadh néaróin dopamine gníomhaíocht striatal, ach laghdaíonn an excitability mPFC go háitiúil an fhreagairt striatal seo agus cuireann sé cosc ar an tiomáint iompraíochta do spreagadh dopaminergic. Coisceann an ró-éifeachtúlacht mPFC ainsealach seo go cobhsaí iompraíochtaí atá spreagtha go nádúrtha agus a spreagann idirghníomhaíochtaí feidhmiúla sonracha ar fud na cruinne, a thuar an anhedonia i ndaoine aonair. Déanann na torthaí seo cur síos ar mheicníocht trína modhnaíonn MPFC léiriú iompraíochta duaise, trí rialáil a dhéanamh ar na hidirghníomhaíochtaí dinimiciúla idir réigiúin shonracha fho-thimpeallacha i bhfad i gcéin.
Bealach chun iarracht ar luaíocht a mhodhnú
Cad iad na réigiúin inchinne a bhfuil baint chúramach acu le hiompar a bhaineann le luach saothair? Ferenczi et al. comhshuimeanna fócasacha, cineál-shonracha cille, láimhsithe opto-géiniteacha le híomhá inchinn, tástáil iompraíochta, agus leictreifiseolaíocht in vivo (féach an Pheirspictíocht ag Robbins). Mhéadaigh spreagadh néaróin dopamine midbrain gníomhaíocht i réigiún inchinne ar a dtugtar an striatum agus bhí sé comhghaolmhar le lorg luach saothair ar fud ainmhithe aonair. Mar sin féin, laghdaigh excitability ard limistéir ar a dtugtar an cortex réamhaithris mheánach freagairtí striacha ar spreagadh néaróin dopamine agus ar an tiomáint iompraíochta chun néaróin dopamine a spreagadh. Ar deireadh, thiomáin athruithe ar chiorcad néarach sioncrónach, chomh maith le hiompar anaerónach comhfhreagrach, modhnú a dhéanamh ar an gclaonadh a bhí ag cortex réabhlóideach meánach. Tá na breathnuithe seo cosúil le feinitíopaí íomháithe agus cliniciúla a breathnaíodh i ndúlagar an duine, i ndrugaí agus i scitsifréine.
RÉAMHRÁ
Caomhnaítear an feachtas chun luach saothair a lorg agus a fháil amach ar fud speiceas agus, i mamaigh, baineann sé le hidirghníomhaíochtaí idir córais dopaminergic fhochonracha agus struchtúir limbacha amhail an striatum. Is é lagú an phróisis seo, a bhreathnaítear thar roinnt coinníollacha síciatracha, siomptóim chliniciúil anhedóine (cailleadh taitneamhachta). Ní fios cad iad na meicníochtaí néaracha is bun le hainiachóine ach d’fhéadfadh siad a bheith mar thoradh ar idirghníomhaíochtaí neamhghnácha idir ciorcaid luachana cortical agus fo-chlasaiceacha. D'fhéachamar leis an hipitéis a thástáil go bhfuil corraitheacht cortex (mPFC) ardaithe medial (gné chliniciúil a bhaineann le hainiachóin) ag rialú go toirmeascach ar na hidirghníomhaíochtaí idir dhá réigiún fho-thimpeallacha atá i bhfad i gcéin: an dopaminergic midbrain agus an striatum.
RÉASÚNÚ
D'aimsigh staidéir íomháithe cliniciúla gníomhaíocht ardaithe sa mPFC in othair dhaonna a bhfuil dúlagar orthu, agus tá cóireáil bainteach le normalú na ró-éifeachtúlachta seo agus le feabhas a chur ar na hairíonna anaerónacha. Ina theannta sin, aithníonn staidéir dhaonna réimsí den inchinn a fhreagraíonn do réamh-mheas agus do thaithí luaíochta, agus is féidir an fhreagairt seo a chur faoi chois i ngalar síciatrach. Mar sin féin, níor léiríodh go cúisiúil foinse na comhartha luaíochta seo agus na meicníochtaí atá mar bhonn lena mhodhnú. Táimid tar éis sraith éagsúil d'uirlisí ainsealacha géiniteacha optúla agus géara a chomhtháthú le híomháúchán athshondais mhaighnéadach feidhmiúil (fMRI) chun droichead a sholáthar idir sainiúlacht chúiseach, ceallach na optogenetics creimire agus na breathnuithe ar fud na cruinne a dhéanann tréithe de neuroimaging an duine, agus é mar aidhm ionramháil agus dul chun cinn a dhéanamh go háitiúil gníomhaíocht fhíoraithe a shamhlú chun rialú a dhéanamh ar rialáil iompraíochta duaise.
TORTHAÍ
Léiríonn muid go spreagann spreagadh néaróin dopamine midbrain gníomhaíocht ocsaigine fhuilteach (BOLD) agus iompraíocht luach saothair, a léiríonn striatal fMRI, agus taispeánann muid go bhfuil siad seo comhghaolmhar le daoine aonair. De bhreis air sin, feicimid go gcuireann tost de néaróin dopamine cosc ar ghníomhaíocht sa striatum, chomh maith le réigiúin inchinn eile (mar shampla an hypothalamus), agus spreagtar iompar seachanta. Tar éis an rialú déthreoch seo ar iompraíocht lorg-duaise a bhunú, rinneamar tástáil ansin ar an gciorcad seo a ardú trí ingearchló mPFC a dhéanamh. Chonaiceamar cosc a chur ar chosc na bhfreagraí striacha ar dopamine, chomh maith leis an bhfeachtas iompraíochta chun spreagadh a thabhairt do spreagadh néaróinín díosamine agus spreagadh spreagúil nádúrtha eile. Mar fhocal scoir, léirímid go sroicheann excitability MPFC atá ardaithe go cobhsaí corticolimbic BOLD agus gníomhaíocht leictreifiseolaíoch, rud a fhéadann iompraíocht ananónach in ainmhithe aonair a thuar.
CONCLÚID
Taispeánann ár dtorthaí ó thurgnaimh a bhaineann le rialú áitiúil a bhaineann go sonrach le cillín, ag an am céanna le breathnóireacht neamhchlaonta domhanda ar ghníomhaíocht néarach, go dtugann an MPFC rialú ón mbarr anuas ar idirghníomhaíochtaí dopaminergic midbrain leis an striatum agus, nuair a bhíonn gníomhaíocht ardaithe, gur féidir leis an MPFC luach saothair nádúrtha a bhaint iompar gaolmhar. Ina theannta sin, breathnaímid go n-oibríonn dinimic cortical-subcortical neural le chéile chun próiseáil duaise a rialáil. Tá impleachtaí ag na torthaí seo go léir dár dtuiscint ar fhiseolaíocht agus iompar nádúrtha a bhaineann le luach saothair, chomh maith le pathogenesis anhedonia.
Baineadh úsáid as optogenetic fMRI chun gníomhaíocht acral na cruinne a láimhseáil agus a shamhlú go háitiúil a bhaineann le luach saothair. Scanadh francaigh ghnáthamh sa stát múscailte (grianghraif uachtaracha). Dearbhaímid go méadaítear gníomhaíocht strócach BOLD trí spreagadh neodrachóideach néaróin dopamine agus go laghdaítear é trí thost néarógach optúil. Léirímid go gcuireann an excitability MPFC ardaithe ó thaobh foclaíocht iompraíocht luach saothair chun cinn trí smacht a ghearradh ar an mbarr anuas ar ghníomhaíocht dopamine striatal-spreagtha agus a thiomáineann sioncrónú idir ciorcaid corticolimbic ar leith.
;