Saidheans 1 Faoilleach 2016: Vol. 351 no. 6268
DOI: 10.1126 / science.aac9698
- Emily A. Ferenczi1,2,*,
- Kelly A. Zalocusky1,2,*,
- Conor Liston3,*,
- Logan Grosenick1,2,
- Melissa R. Neach-gleidhidh4,
- Debha Amatya1,
- Kiefer Katovich5,
- Hershel Mehta5,
- Brian Patenaude6,
- Charu Ramakrishnan1,
- Pòl Kalanithi7,
- Amit Etkin6,
- Brian Knutson5,
- Gary H. Glover8,
- Karl Deisseroth1,4,9,†
Abstract
Bidh brosnachadh airson duais a ’stiùireadh giùlan atharrachail, ach faodaidh lagachadh tuigse agus eòlas duais (anhedonia) cur ri galaran inntinn-inntinn, a’ toirt a-steach trom-inntinn agus sgitsophrenia. Dh'fheuch sinn ri beachd-bharail a dhearbhadh gu bheil an cortex prefrontal medial (mPFC) a ’cumail smachd air eadar-obrachaidhean am measg roinnean subcortical sònraichte a bhios a’ riaghladh freagairtean hedonic. Le bhith a ’cleachdadh ìomhaighean ath-shuidheachadh magnetach gnìomh optogenetic gus gnìomhachd neòil a làimhseachadh gu h-ionadail ach fhaicinn air feadh na cruinne ann an radain, fhuair sinn a-mach gu bheil brosnachadh neuron dopamine a’ stiùireadh gnìomhachd striatal, ach tha àrdachadh ann an excitability mPFC gu h-ionadail a ’lughdachadh an fhreagairt striatal seo agus a’ cur bacadh air an iomairt giùlain airson brosnachadh dopaminergic. Tha an ro-ghnìomhachd cronail mPFC seo cuideachd gu daingeann a ’cuir stad air giùlan nàdarra a tha air a bhrosnachadh le duaisean agus a’ brosnachadh eadar-obrachaidhean gnìomh sònraichte eanchainn ùr, a tha a ’ro-innse ìre anhedonia ann an daoine fa leth. Tha na co-dhùnaidhean sin a ’toirt cunntas air dòigh anns am bi mPFC ag atharrachadh giùlan giùlan a tha a’ sireadh dhuaisean, le bhith a ’riaghladh nan eadar-obrachaidhean fiùghantach eadar roinnean subcortical sònraichte fad às.
Dòigh air sireadh duais atharrachadh
Dè na roinnean eanchainn a tha an sàs gu h-adhbharach ann an giùlan co-cheangailte ri duais? Ferenczi et al. làimhseachadh aonaichte fòcas, seòrsa cealla sònraichte, optogenetic le ìomhaighean eanchainn, deuchainn giùlan, agus electrophysiology in vivo (faic an Lèirsinn le Robbins). Le bhith a ’brosnachadh neurons dopamine midbrain mheudaich gnìomhachd ann an roinn eanchainn ris an canar an striatum agus chaidh a cheangal le sireadh dhuaisean thar bheathaichean fa leth. Ach, lùghdaich excitability àrdaichte de sgìre ris an canar an cortex prefrontal medial an dà chuid freagairtean striatal gu brosnachadh neurons dopamine agus an iomairt giùlain gus brosnachadh neurons dopamine a shireadh. Mu dheireadh, le bhith ag atharrachadh excitability de neurons pioramaideach cortex prefrontal cortex dh ’atharraich atharrachaidhean ann an sioncronachadh cuairteachaidh neural, a bharrachd air giùlan anhedonic co-fhreagarrach. Tha na beachdan sin coltach ri ìomhaighean agus phenotypes clionaigeach a chaidh fhaicinn ann an trom-inntinn daonna, tràilleachd, agus sgitsophrenia.
RO-RÀDH
Tha an oidhirp gus duais a shireadh agus eòlas fhaighinn air a ghleidheadh thairis air gnèithean agus, ann am mamalan, tha e a ’toirt a-steach eadar-obrachadh eadar siostaman dopaminergic subcortical agus structaran limbic mar an striatum. Is e call a ’phròiseis seo, a chaidh a choimhead thar grunn shuidheachaidhean inntinn-inntinn, an comharra clionaigeach de anhedonia (call tlachd). Chan eil fios dè na h-innleachdan neòil a tha mar bhunait anhedonia ach dh ’fhaodadh iad tighinn bho eadar-obrachaidhean neo-àbhaisteach eadar cuairtean duais cortical agus subcortical. Dh'fheuch sinn ri beachd-bharail a dhearbhadh gu bheil excitability cortex prefrontal cortex (mPFC) àrdaichte (feart clionaigeach co-cheangailte ri anhedonia) a ’toirt smachd smachdail air na h-eadar-obrachaidhean eadar dà roinn subcortical fad às: am midbrain dopaminergic agus an striatum.
RIAGHLADH
Tha sgrùdaidhean ìomhaighean clionaigeach air gnìomhachd àrdaichte a lorg anns a ’mPFC ann an euslaintich daonna le trom-inntinn, agus tha làimhseachadh co-cheangailte ri gnàthachadh an ro-ghnìomhachd seo agus leasachadh air comharraidhean anhedonic. A bharrachd air an sin, tha sgrùdaidhean daonna air raointean den eanchainn a chomharrachadh a tha a ’freagairt ri dùil agus eòlas duais, agus faodar an fhreagairt seo a chuir fodha ann an galar inntinn-inntinn. Ach, cha deach tùs a ’chomharra duais seo agus na h-innleachdan a tha mar bhunait ris a mhodaladh a dhearbhadh le adhbhar. Tha sinn air seata eadar-mheasgte de dh ’innealan optogenetic cronach agus acrach a thoirt a-steach le ìomhaighean ath-shuidheachadh magnetach gnìomh (fMRI) gus drochaid a sholarachadh eadar sònrachas adhbharach, ceallach optogenetics creimich agus na beachdan eanchainn a tha a’ comharrachadh neuroimaging daonna, leis an amas a bhith a ’làimhseachadh gu h-ionadail agus air feadh na cruinne. a ’faicinn gnìomhachd neural gus riaghladh giùlan a tha a’ sireadh dhuaisean a thuigsinn.
TORAIDHEAN
Tha sinn a ’sealltainn gu bheil brosnachadh neurons dopamine midbrain a’ draibheadh an dà chuid gnìomhachd ìre ocsaidean fuil fMRI (BOLD) agus giùlan a tha a ’sireadh duais, agus tha sinn a’ sealltainn gu bheil iad sin ceangailte ann an daoine fa leth. Bidh sinn cuideachd a ’faighinn a-mach gu bheil sàmhlachadh neurons dopamine a’ cuir stad air gnìomhachd san striatum, a bharrachd air ann an roinnean eanchainn eile (leithid an hypothalamus), agus a ’draibheadh giùlan seachnaidh. An dèidh dhuinn an smachd dà-thaobhach seo a stèidheachadh air giùlan a tha a ’sireadh dhuaisean, rinn sinn deuchainn an uairsin airson a bhith a’ cuairteachadh a ’chuairteachaidh seo tro àrdachadh excitability mPFC. Chunnaic sinn cur às do fhreagairtean striatal gu dopamine, a bharrachd air an oidhirp giùlain gus brosnachadh neuron dopamine a shireadh agus brosnachaidhean buannachdail nàdarra eile. Mu dheireadh, tha sinn a ’sealltainn gu bheil excitability mPFC àrdaichte gu h-àrd a’ sioncronadh BOLD corticolimbic agus gnìomhachd electrophysiologic, a dh ’fhaodadh sin ro-innse giùlan anhedonic ann am beathaichean fa leth.
CO-DHÙNADH
Tha na co-dhùnaidhean againn bho dheuchainnean a ’toirt a-steach smachd ionadail a tha sònraichte do cheallan, aig an aon àm le amharc neo-phàirteach cruinneil air gnìomhachd neòil, a’ nochdadh gu bheil am mPFC a ’faighinn smachd bhon mhullach sìos air eadar-obrachaidhean dopaminergic midbrain leis an striatum agus, nuair a thèid àrdachadh, gum faod gnìomhachd anns an mPFC duais nàdurrach a chumail fodha giùlan ceangailte. A bharrachd air an sin, tha sinn a ’cumail a-mach gu bheil dinamics neural cortical-subcortical ag obair còmhla gus riaghladh dhuaisean a riaghladh. Tha buaidh aig na co-dhùnaidhean sin uile air ar tuigse air eòlas-inntinn agus giùlan nàdurrach co-cheangailte ri duais, a bharrachd air pathogenesis anhedonia.
Chaidh fMRI Optogenetic a chleachdadh gus gnìomhachd neòil eanchainn co-cheangailte ri duais a làimhseachadh agus fhaicinn gu h-ionadail. Chaidh radain àbhaisteach a sganadh anns an stàit dùisg (dealbhan gu h-àrd). Bidh sinn a ’stèidheachadh gu bheil gnìomhachd BOLD striatal air a mheudachadh le brosnachadh optogenetic de neurons dopamine agus air a lughdachadh le bhith a’ sàrachadh neural optogenetic. Tha sinn a ’sealltainn gu bheil excitability mPFC àrdaichte le fòcas a’ cuir stad air giùlan a tha a ’sireadh duais le bhith a’ toirt smachd gu h-àrd sìos air gnìomhachd brosnaichte dopamine striatal agus a ’stiùireadh sioncronachadh eadar cuairtean corticolimbic sònraichte.
;
