D'Roll vum lateralen Hypothalamus an den Orexin bei Dampvirstellung: e Modell fir d'Iwwersetzungsaarbecht vun der Vergangenheet an den erfuerschte Defiziter an de motivéierte Behuelen (2014)

Den Hypothalamus gouf unerkannt fir seng Beteiligung souwuel beim Erhalen vun Homeostasis wéi och fir motivéiert Verhalen ze vermëttelen. Dësen Artikel diskutéiert eng Regioun vum Hypothalamus bekannt als de laterale Hypothalamusgebitt (LHA). Et gëtt proposéiert datt Gehirnkäre bannent der LHA inklusiv der dorsalen Regioun vum lateralen Hypothalamus (LHAd) a perifornesche Beräich (PeF) e Link tëscht neurale Systemer ubidden, déi Homeostasis regelen an déi, déi appetitiv motivéiert Verhalen vermëttelen. Funktionell an immunhistochemesch Donnéeën weisen datt d'LHA vill motivéiert Verhalen fördert, dorënner Nahrungsaufnahme, Waasseraufnahme, Salzaufnahme a sexuellt Verhalen. Anatomesch Tracing Experimenter weisen datt d'LHA positionéiert ass fir Inputen aus Gehirngebidder ze kréien, déi an der Reguléierung vu Kierperflëssegkeet an Energiehomeostasis involvéiert sinn. Regiounen bannent der LHA schécken dichte Projektiounen an d'ventrale tegmental Regioun (VTA), déi e Wee fir d'LHA ubidden fir dopaminergesch Systemer ze beaflossen, déi allgemeng unerkannt sinn an motivéiert Verhalen an hir Verstäerkung involvéiert ze sinn. Ausserdeem enthält d'LHA Neuronen déi Orexin / Hypocretin synthetiséieren, en Neuropeptid dat vill appetitiv motivéiert Verhalen fördert. D'LHA kritt och Inputen aus Gehirnberäicher, déi am Belounungsbezunnen Léieren involvéiert sinn, an d'Orexin Neuron Aktivatioun kann op Ëmweltreizungen bedingt ginn, déi mat Belounungen assoziéiert sinn. Dofir gëtt hypothetiséiert datt d'LHA d'Signalisatioun vun Gebidder integréiert, déi Kierperflëssegkeet an Energiebalance a Belounungsrelatéiert Léieren regelen. Am Tour gëtt dës Informatioun "an" mesolimbesch Circuit gefüttert fir d'Performance vu motivéierte Verhalen ze beaflossen. Dës Hypothese kann Experimenter fërderen, déi zu engem verbesserte Verständnis vun der LHA Funktioun féieren. E verbessert Verständnis vun der LHA Funktioun kann hëllefe bei der Behandlung vun Stéierungen, déi mat engem Iwwerschoss oder Behënnerung am Ausdrock vum Verdauungsverhalen assoziéiert sinn, dorënner Adipositas, Anorexie, Behënnerungen am Duuscht, Salzgutt, a Salzmangel.

Aféierung

Fir ze iwwerliewen mussen Déieren Energie a flësseg Homöostasis behalen. Kalorie ginn kontinuéierlech verluer duerch Prozesser déi Basis Liewensfunktiounen erhalen an als Resultat vum Behuelen. Ähnlech verléieren terrestresch Déieren kontinuéierlech Waasser a Natrium un d'Ëmwelt wéinst normale physiologeschen an Ëmweltprozesser, dorënner Atmung, Transpiratioun, Schweess, Urinatioun an Defecatioun. E puer manner üblech Ëmstänn stellen eng bedeitend Bedrohung fir Energie a Kierperflëssegkeetshomeostasis. Zum Beispill, Krankheeten kënne Staate vun Hypophagie evokéieren, gekoppelt mat Diarrho an Erbrechung, déi de Kierper vu Waasser a Natrium ofbriechen. Wann de Kierper u Kalorien, Waasser oder Natriummangel ass, ass et kritesch fir en Déier fir Substanzen an der Ëmwelt ze sichen an z'informéieren fir d'Homeostasis ze restauréieren.

Den Zentralnervensystem generéiert Motivatiounszoustand fir d'Sich an d'Intake vu Substanzen an der Ëmwelt ze förderen. De motivationalen Zoustand vum Honger, oder d'Sich an d'Intake vu Liewensmëttel, ass néideg fir en Déier fir Defiziter an der Energiehomeostasis ze restauréieren. Duuscht an Natrium Appetit (och bekannt als [AKA] Salz Appetit), oder d'Acquisitioun an Konsum vu Waasser a Natrium, sinn néideg fir Flëssegket Gläichgewiicht ze restauréieren. Dës motivéiert Staate gi begleet vun Zentralnervensystemprozesser déi Verhalen energesche ginn (dh, e Staat vu psychologescher Erhuelung produzéieren an d'Lokomotoresch Verhalen encouragéieren) an Zilgeriicht Verhalen förderen (Bindra, 1959; Bolles, 1975). Et gouf bewisen datt vill Motivatiounszoustand vun enger hedonescher Verréckelung begleet ginn, wou déi agreabel oder aversiv Äntwerten, déi vu spezifesche Reizen entstane sinn, verstäerkt oder hemmt ginn (Garcia et al., 1974; Fanselow a Birk, 1982; Berridge et al. 1984; Mehiel et Bolles, 1988; Berridge a Schulkin, 1989). Zum Beispill, wann Natrium-replete Ratten intra-oral Infusioune vun hypertonesche Salzléisungen kréien, weisen se artsspezifesch Verhalensreaktiounen, déi op Aversioun weisen (Grill an Norgren, 1978; Berridge et al. 1984) an Natrium-replete Ratten wäerten allgemeng hypertonesch Salzléisungen vermeiden (Robinson a Berridge, 2013). Wéi och ëmmer, wann Ratten Natriummangel ginn, weisen se Approche Verhalen vis-à-vis vun Salzléisungen a wäerten Äntwerten ausféieren déi instrumental sinn fir Natrium ze kréien (AKA operant Äntwerten; Berridge et al., 1984; Clark et Bernstein, 2006;; Robinson a Berridge, 2013). Ënner Natriummangelbedingunge weisen se souguer Verhalensreaktiounen, déi op Genoss anstatt Aversioun weisen, wann hypertonesch Salzléisungen intra-oral infuséiert ginn (Berridge et al., 1984). Ähnlech bewäerten d'Leit salzeg Liewensmëttel als méi schmaacht wann se Natriummangel hunn (McCance, 1936; Beauchamp et al. 1990).

Déi motivéiert Zoustänn vum Honger, Duuscht a Salzappetit si staark beaflosst vum aktuellen Energie- a Flëssegbalance vun engem Déier (dh homeostateschen Zoustand). Et ass raisonnabel den neuralen Apparat ze konzeptualiséieren deen d'Energie a flësseg Homöostasis als sensoresch Systemer an hirem eegene Recht iwwerwaacht. Wat d'Energiebalance ugeet, huet den arcuate Kär vum Hypothalamus (ARH) bedeitend Opmierksamkeet kritt fir seng Roll beim Senséiere vun periphere Signaler am Zesummenhang mat Honger a Sattheet (Schwartz et al., 2000). En Ensembel vu Forebrain Kären, déi laanscht d'Lamina terminalis (LT) leien, si wichteg fir Signaler am Zesummenhang mam Kierperflëssegkeetsstatus z'entdecken (Denton et al., 1996; Johnson an Thunhorst, 1997). Déi spezifesch Strukturen laanscht de LT sinn dat subfornical Organ (SFO), median preoptic area (MnPO), an Organum vasculosum vun der lamina terminalis (OVLT). Fir d'Expositioun ze erliichteren ginn dës Strukture kollektiv als LT bezeechent. D'SFO an OVLT sinn sensoresch circumventricular Organer, oder Gehir Beräicher déi eng richteg Blutt-Gehir Barrière feelen (Johnson a Gross, 1993) wat hinnen erlaabt Substanzen am Blutt ze iwwerwaachen, déi als Indikatoren vum Kierperflëssegkeetsstatus handelen (Johnson an Thunhorst, 1997, 2007). Et ass och wäert ze notéieren hei datt et momentan Debatte gëtt iwwer ob den ARH eng Blutt-Gehir Barrière feelt an e richtegt circumventrikulär Organ ass (Mimee et al., 2013). Als solch ass et proposéiert ginn datt den LT och funktionnéiert fir Signaler am Zesummenhang mat Energiebalance z'entdecken (Mimee et al., 2013; Smith a Ferguson, 2014).

Et ass wichteg ze realiséieren datt d'Intake vu Liewensmëttel, Waasser a Natrium eng koordinéiert Aktivitéit erfuerdert tëscht neurale Circuiten, déi Energie a Flëssegkeetsstatus spieren an den neurale Circuit involvéiert fir motivéiert Verhalen ze mobiliséieren (Garcia et al., 1974;; Roitman et al., 1997; Kelly a Berridge, 2002; Liedtke et al. 2011). Dofir mussen d'Gehirgebidder, déi Flëssegkeets- an Energiestatus iwwerwaachen, fäeg sinn op d'Gebidder ze projizéieren, déi Motivatioun a Belounung regelen. Ee leschte gemeinsame Wee, deen an der Generatioun vun all appetitiv motivéierte Verhalen implizéiert ass, déi bis elo ënnersicht goufen, ass déi dopaminergesch Projektioun vum ventralen tegmentale Beräich (VTA) an den Nucleus accumbens (AKA de mesolimbesche Dopaminsystem an d'A10 dopaminergesch Zellgruppe; Mogenson et al. ., 1980; Bozarth, 1994). Den ARH an den LT, déi an der Sensatioun vun Energie a Flëssegkeetsbalance involvéiert sinn, schéngen net direkt de VTA ze innervéieren (Phillipson, 1979; Geisler et Zahm, 2005; awer den ARH projizéiert direkt op den nucleus accumbens; Yi et al., 2006; van den Heuvel et al. 2014). Well et keng direkt Projektioune fir d'VTA sinn, ass et méiglech datt Gebidder am Hypothalamus hëllefe kënnen an "d'Bréckung vum Spalt" tëscht Homeostasis a Motivatioun a Belounungssystemer (Mogenson et al., 1980; Swanson a Mogenson, 1981; Swanson an Lind, 1986). Zum Beispill, retrograde Tracing Studien hu gewisen datt eng grouss Regioun vum Hypothalamus Neuronen enthält déi op d'VTA projizéieren (Geisler a Zahm, 2005). Dës Regioun erstreckt sech vum dorsomedialen Hypothalamus (DMH) an d'dorsal Regioun vum lateralen Hypothalamus (LHAd) a schéngt iwwer de ganze anterior-posterior Ausmooss vum Hypothalamus präsent ze sinn.

D'Beweiser ënnerstëtzen eng Roll fir d'LHA bei der Integratioun vum homeostatesche Staat mat Motivatioun a Belounungssystemer

An engem klassesche Pabeier, Stellar (1954) proposéiert eng hypothalamus-zentréiert Theorie vun der Motivatioun. Stellar theoretiséiert datt den Hypothalamus anatomesch dissoziéierbar "Zentren" enthält an all Zentrum huet eng kritesch Roll bei der Promotioun vu spezifesche motivéierte Verhalen gespillt. Zum Beispill huet hien gestallt datt den Hypothalamus Zentren enthält déi spezifesch Sex, Sattheet, Honger a Schlof kontrolléieren. Dem Stellar seng Propositioun krut virsiichteg experimentell Iwwerpréiwung a gouf als net genuch fonnt fir opkommende Donnéeën z'erklären (Miller et al., 1964; Miller, 1965; Hoebel et Teitelbaum, 1966; Booth et al., 1969). Trotz der Tatsaach, datt d'Theorie vum Stellar net gefall ass fir d'Roll vum Hypothalamus a spezifesche motivéierte Verhalen ze klären, bedeitend Beweiser suggeréieren elo datt Gebidder am Hypothalamus tatsächlech eng wichteg Roll spillen fir appetitiv motivéiert Verhalen am Allgemengen ze förderen.

Klassesch Experimenter, déi kuerz Bursts vun elektrescher Stimulatioun an der lateraler hypothalamescher Géigend (LHA) geriicht hunn, hunn bewisen datt d'LHA a Motivatiouns- a Belounungsprozesser involvéiert ass. Olds a Milner (1954) ursprénglech fonnt datt Ratten en Operant ausféieren fir eng akut elektresch Stimulatioun vun der LHA ze kréien, en experimentellen Paradigma, deen heiansdo als Selbststimulatioun oder Gehirstimulatiounsbelounung bezeechent gëtt. Si interpretéieren hir Entdeckung fir ze bedeiten datt d'elektresch Stimulatioun vun der LHA belount war (dh LHA Stimulatioun huet e subjektiven Zoustand vu Genoss erwächt). Wann dës Bewäertung richteg ass, géif et virschloen datt e puer Neuronen an der LHA funktionell wichteg sinn fir de Genoss vum Konsum vu Belounungen ze kodéieren. Wéi och ëmmer, anerer hu virgeschloen datt d'LHA Stimulatioun tatsächlech e subjektiven Zoustand vu Verlaangen produzéiere kann anstatt Genoss u sech (Berridge et Valenstein, 1991). Wann dës Interpretatioun richteg ass, géif et virschloen datt eng Ënnergrupp vun Neuronen, déi an der LHAd lokaliséiert sinn, an der Verlaangen involvéiert sinn, déi Déieren dréit fir Belounungen ze sichen. Et ass méiglech datt d'motivational a belounend Eegeschafte vun der LHA Stimulatioun d'Resultat vun der Aktivatioun vun Neuronen an der LHA sinn, déi op de mesolimbesche Dopaminsystem projizéieren (Phillipson, 1979; Geisler et Zahm, 2005). Rezent Experimenter mat der anatomescher Kartéierung vun "hedonesche Hotspots", oder Gehirgebidder, déi schéngen Genoss ze codéieren (Peciña a Berridge, 2000), weisen datt Neuronen am anteriore LHA-Projet zu engem hedonesche Hotspot an der dorsomedialer Nucleus accumbens Shell (Thompson a Swanson, 2010), an et ass méiglech datt d'LHA Stimulatioun dës Projektiounsneuronen aktivéiere kann fir eng Sensatioun vu Genoss z'erwächen. Interessanterweis, wann d'LHA fir genuch Intervalle stimuléiert gëtt (~ 10-30 s) wäerten d'Ratten motivéiert Verhalen ausféieren, dorënner drénken, iessen a kopuléierend Verhalen (Wise, 1968). Ausserdeem ofschafen d'LHA-Läsionen d'Liewensmëttel- a Waasseraufnahm, d'Kopulatioun of, a behënneren oder ofschafen den Natriumappetit (Anand a Brobeck, 1951; Montemurro an Stevenson, 1957; Teitelbaum et Epstein, 1962; Wolf, 1964; Wolf a Quartermain, 1967; Cagguila et al. 1973; Grossmann et al. 1978; Hansen et al., 1982).

Stéierungen an der Energie oder Flëssegkeetsbalance änneren d'Reaktioun op Selbststimulatioun (Als, 1958; Morris et al., 2006, 2010). Olds (1958) ursprénglech fonnt datt Ratten, déi d'Liewensmëttel entzéien an de motivationalen Zoustand vum Hunger induzéieren, d'Reaktioun op d'Selbststimulatioun erhéicht hunn. Ausserdeem kann eng verstäerkte Reaktioun op Selbststimulatioun wärend der Liewensmëtteldeprivatioun verhënnert ginn duerch Administratioun vu Leptin, en Hormon dat Sattheet fördert (Fulton et al., 2000). Am Géigesaz zu Nahrungsdeprivatioun reduzéiert d'Natriumverarmung d'Reaktioun op Selbststimulatioun (Morris et al., 2010). Reduzéiert Äntwert fir Selbststimulatioun gëtt souguer beobachtet wann Ratten Salzhonger gemaach ginn duerch Administratioun vun engem exogenen Hormon deen d'Salzappetit fördert; trotz der Tatsaach erhalen Ratten Natrium Gläichgewiicht während dëser Behandlung (Morris et al., 2006). Et ass onkloer firwat d'motivational Zoustänn vum Honger a Salzappetit entgéintgesate Effekter op Selbststimulatioun produzéieren. Wéi och ëmmer, dës Studien weisen datt Honger a Salzappetit d'Selbststimulatiounsreaktioun änneren an dësen Effekt schéngt onofhängeg vun aktuellen Stéierungen an der Energie oder flësseger Homeostasis ze sinn. Zum Beispill, Leptin normaliséiert Selbststimulatioun reagéiert ouni verluere Kalorien ze korrigéieren (Fulton et al., 2000) a Selbststimulatiounsreaktioun kënne reduzéiert ginn duerch Manipulatiounen déi Salzhonger evokéieren ouni tatsächlech en Natriumdefizit ze induzéieren (Morris et al., 2006). Wichteg ass datt dës Experimenter déi aktuell Hypothese ënnerstëtzen andeems se weisen datt d'LHA sensibel ass fir de motivationalen Zoustand vun engem Déier.

E puer vun de stäerkste Beweiser déi eng Roll fir den Hypothalamus ënnerstëtzen fir motivéiert Verhalen ze förderen kommen aus Studien déi Orexin (AKA Hypocretin) ënnersicht. Orexin ass en Neuropeptid dat haaptsächlech an der caudaler Halschent vum Hypothalamus ausgedréckt gëtt, wou et an engem Bogen verdeelt gëtt, dee vun der DMH op d'LHAd erstreckt (Figure (Figure1) .1). Orexin schéngt deen eenzege bekannten zentraliséierte Peptid Neurotransmitter System ze sinn, well Orexin Neuronen aus engem relativ ëmgeschriwwe Gebitt distale Projektiounen op diverse Gehirgebidder schécken (Peyron et al., 1998). Funktionell sinn Orexin Neuronen staark a ville motivéierte Verhalen implizéiert (Harris et al., 2005;; Borgland et al., 2009). Orexin huet bedeitend Opmierksamkeet kritt fir seng Kapazitéit fir robust Nahrungsaufnahme z'erreechen (also den Numm Orexin; Sakurai et al., 1998;; Choi et al., 2010), awer et ass och involvéiert fir Duuscht, Salzappetit ze förderen (Kunii et al., 1999; Hurley et al., 2013a), a reproduktivt Verhalen (Muschamp et al., 2007; Di Sebastiano et al. 2010). Orexin Neuronen kënnen putativ an dräi Zellcluster am Hypothalamus organiséiert ginn: e Stärekoup am DMH, perifornesche Beräich (PeF), an der LHAd (Figure). (Figure1) .1). Béid PeF wéi och LHAd si Regiounen an der LHA, während den DMH medialt läit, wou et um drëtte Ventrikel grenzt. All Orexin Zellcluster enthält eng Ënnergrupp vun Orexin Neuronen déi op d'VTA projizéieren (Figure (Figure1; 1; Fadel und Deutsch, 2002), an Orexin ass fäeg Neuronen am VTA ze depolariséieren (Korotkova et al., 2003). Dofir liwweren Orexin Neuronen e Mechanismus fir Gebidder an der LHA fir an Systemer z'erreechen, déi traditionell konzipéiert sinn als involvéiert an der Motivatioun a Belounung. D'Beweiser weisen och un datt Orexin Neuronen direkt Projektiounen op d'Nukleus accumbens Schuel hunn (Peyron et al., 1998; Kampe et al. 2009) wou se kënne handelen fir motivéiert Verhalen ze förderen (Thorpe a Kotz, 2005).

 

Figure 1

Net publizéiert Donnéeën vun Auteuren. Co-Etikettéierung tëscht Orexin a VTA Projektiounsneuronen am Hypothalamus. De retrograde Tracer Fluoro-Gold (Fluorochrome, Denver CO) gouf mikroinjizéiert (2% an 250 nl) an de VTA, Gehirer goufen gesammelt a geschnidden op 40µm, ...

Aner Haaptfunktiounen vum Orexin enthalen d'Erhuelung ze förderen (Hagan et al., 1999) a sympathesch Nervensystemreaktiounen abegraff d'Erhéijung vum Blutdrock (Samson et al., 1999; Ferguson a Samson, 2003; Kayaba et al., 2003) an d'Verëffentlechung vu Stresshormonen (Kuru et al., 2000; Spinazzi et al. 2006). Et ass méiglecherweis datt Orexin Neuronen aktivéiert ginn, während en Déier kaloresch, hydrational oder Natriummangel erliewt oder an engem Zoustand vu sexueller Erhuelung ass. Déi spéider Verëffentlechung vun Orexin uechter d'Neuraxis encouragéiert d'Performance vum zielgeriichtte Verhalen andeems d'Gehirnsystemer aktivéiert sinn, déi an der Erhuelung, Opmierksamkeet, sympathesch Aktivitéit a motivéiert Verhalen involvéiert sinn. Sympathesch Aktivatioun ënnerstëtzt d'Energiemobiliséierung (zB erhéicht Blutdrock a verfügbare Glukosniveauen, a Stress Hormon Verëffentlechung) souwéi d'Ëmverdeelung vum Blutt néideg fir eng verstäerkte Lokomotoraktivitéit z'ënnerstëtzen. Zesummen déngen dës zentral a periphere Äntwerte fir d'Wahrscheinlechkeet ze erhéijen datt en Déier erfollegräich Ëmweltverstäerker sichen an konsuméiere wäert, déi d'Energie an d'hydrational Homeostasis restauréieren.

Anatomesch an immunhistochemesch Studien ënnerstëtzen d'Iddi datt d'LHA hëlleft bei der Integratioun vun der Signaliséierung vun orexigenesche Peptiden mat Neurocircuitry involvéiert an der Motivatioun a Belounung. Neuropeptid Y (NPY) gëtt an ARH Neuronen ausgedréckt (Hahn et al., 1998) an dëst Neuropeptid induzéiert d'Ernährung (Schwartz et al., 2000). Interessanterweis schécken NPY Neuronen dichte Projektiounen, déi an der Appositioun mat Orexin Neuronen an der LHA sinn (Broberger et al., 1998). Behandlungen déi Honger induzéieren wéi Hypoglykämie oder Administratioun vun orexigenesche Peptiden inklusiv Ghrelin an NPY induzéieren c-fos Ausdrock an Orexin-enthale Neuronen (Moriguchi et al., 1999; Niimi et al., 2001; Toshinai et al. 2003). Zousätzlech, kompromittéiert d'Orexin Neurotransmission attenuéiert d'Ernährung induzéiert duerch d'Verwaltung vun entweder NPY oder Ghrelin. Neuronen am dorsomedialen ARH, eng Regioun vun der ARH déi eng Majoritéit vun NPY Neuronen enthält, projizéieren och op de PeF a méiglecherweis den LHAd (Figure (Figure2; 2; Hahn an Swanson, 2010).

 

Figure 2

Net publizéiert Donnéeën vun Auteuren. Retrograde Etikettéierung vum LHAd a PeF zum LT an arcuate Kär vum Hypothalamus. 2% Fluoro-Gold am physiologeschen Salins gouf an de PeF an LHAd iontophoreséiert (A). Retrograde Etikettéierung gouf iwwer de ganze beobachtet ...

Am Géigesaz zu Studien iwwer d'Nahrungsaufnahme gouf relativ wéineg Aarbecht gemaach fir ze definéieren wéi d'LT d'Motivatioun beaflosse kann an d'neural Circuit belount. Den LT schéngt net direkt op de VTA (Phillipson, 1979; Geisler et Zahm, 2005) oder den nucleus accumbens (Brog et al., 1993), mee iergendwéi Beräicher Sensatioun a Veraarbechtung vun Informatioun am Zesummenhang mat Kierperflëssegkeetshomeostasis mussen op d'Motivatioun an d'Neurocircuitry belounen. De SFO gouf gewisen fir Projektiounen un den DMH, PeF an LHAd (Swanson a Lind, 1986; Hurley et al., 2013a). Ausserdeem hunn rezent Experimenter an eisem Labo gewisen datt d'iontophoretesch Uwendung vum retrograde Tracer Fluoro-Gold an de posterioren Deel vum DMH, PeF, an LHAd retrograde Etikettéierung iwwer d'ganz LT weist (e Beispill vu retrograde Etikettéierung vun enger Injektioun déi Verbreedung vum PeF op d'LH gëtt an der Figur presentéiert Figure2) .2). Anerer hu gewisen datt de PeF Projektioune vun der ganzer LT kritt (Hahn a Swanson, 2010). Zousätzlech hu mir viru kuerzem erausfonnt datt Orexin Neuronen aktivéiert ginn wann Ratten, déi vu Waasser a Natrium ofgeschaaft sinn, Waasser an hypertonescht Salzléisung erlaben an datt d'Mikroinjektioun vun engem Orexin Rezeptor Antagonist an de VTA ofgeschwächt kombinéiert Waasser- a Natriumaufnahme bei entschäerfte Ratten (Hurley et al. ., 2013a). Dofir ass et wahrscheinlech datt d'LT Projeten un d'DMH, PeF an LHAd projetéieren, déi am Tour orexinergesch Projektiounen un d'VTA schécken. Orexin Verëffentlechung am VTA fördert d'Intake vu Waasser a Natrium. Dës Experimenter bidden souwuel anatomesch a funktionell Ënnerstëtzung fir d'Hypothese datt d'LHA Informatioun iwwer homeostatesche Staat mat Motivatiouns- a Belounungssystemer integréiert.

D'Beweiser, déi eng Roll fir d'LHA am belountbezunnen Léieren ënnerstëtzen

Experimenter déi den Effekt vun der nohalteger LHA Stimulatioun op motivéiert Verhalen iwwerpréift hunn, hunn e puer vun den eelste Beweiser geliwwert datt d'LHA an der Belounungsrelatéierter Léieren involvéiert ka sinn. Wann eenzel Ratten LHA Stimulatioun kréien, weisen se am Ufank ee spezifescht motivéiert Verhalen (Valenstein et al., 1970). E puer Ratten iessen, anerer drénken oder eng kopuléierend Verhalen engagéieren. Dat motivéiert Verhalen, déi all Rat engagéiert, gëtt als prepotent Verhalen bezeechent. Wichteg ass, datt d'prepotent Verhalen während der LHA Stimulatioun duerch d'Erfahrung geännert ka ginn (Valenstein et al., 1970). Wann de bevorzugten Zilobjekt wärend der LHA Stimulatioun geläscht gëtt, riichten d'Ratten hiert motivéiert Verhalen op en aneren Zilobjekt deen an der Ëmwelt präsent ass. Zum Beispill, wann eng Rat während der LHA Stimulatioun ësst, kann d'Liewensmëttel geläscht ginn, während e Drénkaustausch bleift. An dëser Situatioun drénkt déi stimuléiert Rat elo aus dem Auslaaf. Wichteg ass, wann d'LHA an zukünfteg Studien stimuléiert gëtt, wa béid Iessen a Waasser präsent sinn, wäert d'Rat wesentlech seng Zäit tëscht Iessen an Drénken opdeelen. Dofir, d'Koppel LHA Stimulatioun mat der Präsenz vun engem ursprénglech net bevorzugten Zilobjekt verursaacht eng Rat fir e puer vu sengem Verhalen op de virdru ignoréierten Zilobjekt ze riichten. Et schéngt datt d'LHA Stimulatioun an de spéideren Konsum vun engem Zilobjekt zu enger Form vun assoziativen Léieren resultéiert, déi duerch Verännerungen an prepotent Verhalen ausgedréckt gëtt.

Orexin Neuron Aktivatioun kann och bedingt ginn fir Reizen an der Ëmwelt. A bedingte Plazpräferenzparadigmen ass en neien Ëmweltkontext mat enger Belounung assoziéiert. No widderholl Pairen vun engem Ëmweltkontext mat enger Belounung, weisen Ratten eng Präferenz fir de Kontext deen mat der Belounung gepaart gouf. D'Präferenz déi sech a bedingte Plaz Präferenzparadigmen entwéckelt, schéngt mat der Orexin Neuron Aktivatioun verbonnen ze sinn. Orexin Neuronen express c-fos als Äntwert op Ëmweltkontexter déi mat Drogen vu Mëssbrauch a Sex verbonne ginn (Harris et al., 2005; Di Sebastiano et al. 2011). Ausserdeem, lesionéierend Orexin Neuronen mat engem Orexin konjugéierten Saporin verhënnert datt männlech Ratten eng bedingt Plazpräferenz fir en Ëmweltkontext verbonne mat der Kopulatioun ausweisen (Di Sebastiano et al., 2011).

Weider Beweiser déi d'LHA Engagement an assoziativen Forme vu Belounungsléiere ënnerstëtzen, kënnt aus dem Phänomen vun der cue-induzéierter Ernierung. Am cue-induzéierten Ernärungsparadigma, Nahrungsbehënnerte Ratten sinn erlaabt ze iessen an der Präsenz vun engem Ëmweltschutz. Dëse Cue gëtt am Wesentlechen e bedingte Stimulus (CS +) dee fäeg ass d'Nahrungsaufnahme ze induzéieren. Wann de CS + Ratten presentéiert gëtt, och wa se an engem satiéierten Zoustand sinn, fänken se un ze iessen (Petrovich et al., 2007). Interessanterweis wäerten Ratten nëmme bedeitend Quantitéite vum spezifesche Liewensmëttel iessen, gepaart mam CS+, awer net nei oder vertraute Liewensmëttel (Petrovich a Gallagher, 2007). Dofir schéngt et datt d'Presentatioun vum CS+ e spezifescht Verlaangen no d'Liewensmëttel gepaart mat der CS+ erwächt, anstatt Honger u sech. D'LHA ass ee Gebitt dat kritesch ass fir d'Leeschtung vun der cue-induzéierter Ernierung (Petrovich a Gallagher, 2007; Petrovich et al. 2005). D'LHA kritt Input vu Beräicher involvéiert an assoziativen Forme vu Belounungsléieren inklusiv der Amygdala (Krettek a Präis, 1978; Everitt et al. 1999) a prefrontale Cortex (Gallagher et al., 1999). Neuronen, déi op d'LHA aus der basolateraler / basomedialer Amygdala an der orbitomedialer prefrontaler Cortex projizéieren, ginn an Äntwert op d'Presentatioun vum CS + aktivéiert (Petrovich et al., 2005). Zousätzlech, kontralateral asymmetresch Läsionen vun der basolateraler Amygdala a LHA verhënneren cue-induzéiert Ernärung (Petrovich et al., 2005). Orexin schéngt och eng Roll an der cue-induzéierter Ernierung ze spillen wéi Ratten, déi dem CS + ausgesat sinn, wesentlech méi c-fos positiv Orexin Neuronen am PeF (Petrovich et al., 2012).

Schlussendlech ass d'LHA an net-assoziativen Forme vu belountbezunnen Léieren implizéiert. Wann Ratten ëmmer erëm vun Natrium ofgeschaaft ginn, weisen se eng Erhéijung vun der Natriumaufnahme (Falk, 1965; Sakai et al., 1987, 1989), e Phänomen genannt Sensibiliséierung vum Natriumappetit (Hurley et al., 2013b). Sensibiliséierung vum Natriumappetit ass méiglecherweis eng Form vun net-assoziativen Léieren (Falk, 1966; Frankmann et al. 1986) déi vun der glutamatergescher NMDA Rezeptor-ofhängeger neuraler Plastizitéit ofhängeg ass (Hurley an Johnson, 2013). Beweiser suggeréieren datt Natrium Appetit Sensibiliséierung neural Plastizitéit an zwee neurale Kreesleef involvéiert: ee Circuit deen Kierperflëssegkeet Homeostasis regéiert an en anere Circuit deen Motivatioun a Belounung vermëttelt (Roitman et al., 2002; Na et al., 2007). c-fos Ausdrock induzéiert duerch Natriumverschmotzung ass erhéicht bei Ratten mat enger Geschicht vu Natriumverschmotzung am SFO, basolateral Amygdala, medial prefrontaler Cortex, an Nukleus accumbens am Verglach zu Ratten ouni Geschicht vu Natriumverschmotzung (Na et al., 2007). Ausserdeem weisen Ratten mat enger Geschicht vu Natriumverschmotzung eng verstäerkte dendritesch Arboriséierung a Längt am Nukleus accumbens (Roitman et al., 2002). Vill vun de Beräicher, déi anscheinend Sensibiliséierung wärend der Natriumverarmung erliewen, schécken och Projektiounen un d'LHA, dorënner de SFO, de prefrontale Cortex, an de basolateralen Amygdala. D'LHA schéckt Projektiounen un d'VTA, wat am Tour fäeg ass neural Plastizitéit an Nucleus accumbens Neuronen ze induzéieren (Mameli et al., 2009). Schlussendlech ënnerstëtzen zousätzlech Beweiser d'Méiglechkeet datt Orexin Neuronen neural Plastizitéit vun der Natriumverarmung erliewen (Liedtke et al., 2011). Aktivitéit-reguléiert Zytoskelett-assoziéiert Protein, deen eng kritesch Roll an der neuraler Plastizitéit spillt (Tzingounis an Nicoll, 2006; Schäfer a Bär, 2011), ass upreguléiert an PeF Orexin Neuronen während Natrium Verarmung (Liedtke et al., 2011).

Synthese a Conclusiounen

Déi iwwerpréift Experimenter ënnerstëtzen d'Hypothese datt d'LHA zu der Integratioun vun Informatioun bäidréit am Zesummenhang mat homeostatesche Staat a fréier Erfahrung mat Motivatiouns- a Belounungssystemer. E Resumé vun den anatomeschen a funktionellen Donnéeën gëtt an der Figur presentéiert Figure3.3. Käre bannent der LHA, dorënner de PeF an LHAd, kréien Projektioune vu Gehirngebidder, déi Energie a Kierperflëssegkeetshomeostasis reguléieren zousätzlech zu Gebidder, déi am assoziativen Léieren involvéiert sinn (Broberger et al., 1998; Petrovich et al. 2005; Hurley et al., 2013a). Am Tour schécken dës Beräicher vun der LHA Projektiounen un d'VTA wou se motivéiert Verhalen förderen, op d'mannst deelweis duerch d'Verëffentlechung vun Orexin am VTA (Phillipson, 1979; Fadel und Deutsch, 2002; Geisler et Zahm, 2005). Obwuel Figur Figure33 weist en hierarchesche Modell vu LHA Fonctionnement dominéiert duerch efferent Verbindungen zu downstream Gehirgebidder, et kann de Fall sinn datt dës Circuit tatsächlech en neuralt Netzwierk ass dat aus bidirektionalen Inputen tëscht Beräicher involvéiert am Léieren, Homeostasis, a Motivatioun a Belounung besteet. An dësem Respekt géif d'Benotzung vun anterograde a retrograde Tracer Co-Injektiounen Utility ubidden fir z'identifizéieren ob dës Gebidder en neuronalt Netzwierk bilden (zum Beispill kuckt Thompson a Swanson, 2010).

 

Figure 3

Eng schematesch Resumé vun den iwwerpréiften Experimenter. Beräicher involvéiert an assoziativ Léieren (gréng) an Erhalen Homeostasis (blo) Projet un der LHA. D'LHA schéckt Projektiounen op Motivatioun a Belounungsberäicher (rout) fir motivéiert Verhalen ze initiéieren. Déi ...

Well Orexin net exklusiv an der Vermëttlung vun engem eenzege motivéierte Verhalen involvéiert ass, ass et méiglech datt Orexin wierkt fir zilorientéiert Äntwerte mat verschiddene motivéierte Staaten ze stäerken (Borgland et al., 2009). Cues am Zesummenhang mat der Belounungspresentatioun a Konsum kënnen och d'Aktivatioun vun Orexin Neuronen induzéieren (Harris et al., 2005; Di Sebastiano et al. 2011; Petrovich et al. 2012), suggeréiert datt d'Vergaangenheet Erfahrung d'Orexin Neuron Aktivitéit beaflosst. Dofir ginn et op d'mannst zwee Konditiounen, déi d'Orexin-Neuronaktivitéit induzéieren: (1) d'tatsächlech Sich a Konsum vu Belounungen; an (2) geléiert Associatiounen mat Belounungen. Am Respekt zum zweete Punkt ass et wichteg ze weisen datt Orexin neural Plastizitéit am VTA selwer induzéieren kann (Borgland et al., 2006). Et ass onwahrscheinlech datt Orexin all Effekter op motivéiert Verhalen vermëttelt, déi duerch Manipulatiounen vun der LHA observéiert ginn, well vill Projektioune vum Hypothalamus op d'VTA net-orexinergesch sinn.

Zukünfteg Aarbecht, déi zielt fir d'Roll vun Kären an der LHA suergfälteg z'ënnersichen, wäert fruchtbar beweisen. D'LHA besteet tatsächlech aus enger Sammlung vun heterogenen Gehirgebidder déi eenzegaarteg neuroanatomesch Verbindungen an Zytoarchitektur hunn (Swanson et al., 2005; Hahn an Swanson, 2010). Ausserdeem schéngt et datt separat Orexin Neuroncluster ënner verschiddenen experimentellen Bedéngungen aktivéiert ginn (Harris et al., 2005; Harris an Aston-Jones, 2006; Petrovich et al. 2012). Optogenetesch Manipulatioune bidden eng Method fir ze testen ob dës Orexin Zellcluster eng funktionell bedeitend Projektioun op d'VTA oder den Nukleus accumbens hunn. Zousätzlech sollt d'Inaktivéierung vun Orexin Zellcluster d'Aktivitéit vu VTA an Nucleus accumbens Neuronen beaflossen. Schlussendlech ass et derwäert ze bemierken datt vill vun den diskutéierten Experimenter d'Roll vun de Gehirnkäre bannent der LHA net dissoziéiert an definéiert hunn an net iwwer d'Roll vun der DMH a motivéierte Verhalen diskutéiert hunn. Den DMH kritt och Projektioune vu Kierperflëssegkeetshomeostasisberäicher (Swanson a Lind, 1986), schéckt Projektiounen un d'VTA (Geisler an Zahm, 2005), an enthält Orexin Neuronen (Fadel an Deutch, 2002), déi all potenziell an homeostatesche Verhalen involvéiert sinn.

Gesondheet Implikatioune

Aus enger Verhalensperspektiv kënnen e puer Stéierungen als Probleemer vun der Verdauung ugesi ginn. Zum Beispill, Anorexiker versoen net genuch Quantitéiten u Liewensmëttel ze iessen, während déi, déi un Adipositas leiden, ze vill Iessen iessen. Ähnlech, e puer Individuen drénken vill ze vill Natrium; e Phänomen deen heiansdo als Salzfräiheet bezeechent gëtt (Schulkin, 1986), während anerer ze wéineg Natrium iessen an doduerch Natriummangel ginn, sou datt se autonom a kardiovaskulär Dysfunktioun erliewen (Bou-Holaigah et al., 1995). Zousätzlech kënnen eeler Leit e reduzéierten Duuscht a spéider Dehydratioun weisen (Rolls a Phillips, 1990; Warren et al., 1994). Eng Approche fir dës Krankheeten ze verstoen, déi duerch en Iwwerschoss oder Iwwerschoss am Verdauungsverhalen markéiert sinn, ass se als Probleemer vum Zentralnervensystem funktionnéieren am Zesummenhang mat der Erhaalung vun der Homeostasis an entspriechend motivéiert Verhalen ze engagéieren. Well d'LHA kritesch involvéiert ass souwuel fir d'Erhale vun der Homeostasis an der Vermëttlung vu motivéierte Verhalen, kann e verbessert Verständnis vun der LHA hëllefe bei der Diagnostik an der Behandlung vun der Verdauungsstéierunge.

Konflikt vun der Interessenerklärung

D'Auteuren deklaréieren datt d'Fuerschung an der Verôffentlechung vu kommerziellen oder finanzielle Bezéiungen, déi als potenzielle Konflikt vun Interesse entwéckelt ginn kënne gemaach ginn.

Arbeschterlidder

Referenze