ລະບຽບການ cortical prefrontal ຂອງນະໂຍບາຍວົງຈອນໃນທົ່ວໂລກແລະພຶດຕິກໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ reward (2016)

ວິທະຍາສາດ 1 ມັງກອນ 2016: ບໍລິມາດ. 351 ບໍ່. 6268

DOI: 10.1126 / science.aac9698

1. Emily A Ferenczi¹,²,*,
2. Kelly A. Zalocusky¹,²,*,
3. Conor Liston³,*,
4. Logan Grosenick¹,²,
5. Melissa R Warden⁴,
6. Debha Amatya¹,
7. Kiefer Katovich⁵,
8. Hershel Mehta⁵,
9. Brian Patenaude⁶,
10. Charu Ramakrishnan¹,
11. Paul Kalanithi⁷,
12. Amit Etkin⁶,
13. Brian Knutson⁵,
14. Gary H. Glover⁸,
15. Karl Deisseroth¹,⁴,⁹,†

ບົດຄັດຫຍໍ້

ແຮງຈູງໃຈ ສຳ ລັບລາງວັນເຮັດໃຫ້ມີພຶດຕິ ກຳ ທີ່ສາມາດປັບຕົວໄດ້, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງຄວາມຮັບຮູ້ແລະປະສົບການ (ລາງວັນ) ສາມາດປະກອບສ່ວນກັບພະຍາດທາງຈິດ, ລວມທັງພະຍາດຊຶມເສົ້າແລະໂຣກຈິດ. ພວກເຮົາໄດ້ສະແຫວງຫາການທົດສອບສົມມຸດຕິຖານວ່າ medial prefrontal cortex (mPFC) ຄວບຄຸມການໂຕ້ຕອບໃນບັນດາຂົງເຂດຍ່ອຍທີ່ສະເພາະທີ່ຄວບຄຸມການຕອບສະ ໜອງ ຂອງ hedonic. ໂດຍການ ນຳ ໃຊ້ພາບສະທ້ອນແສງສະນະແມ່ເຫຼັກທີ່ມີປະສິດຕິພາບໃນການ ໝູນ ໃຊ້ໃນທ້ອງຖິ່ນແຕ່ເບິ່ງໂລກໃນກິດຈະ ກຳ ກ່ຽວກັບເສັ້ນປະສາດໃນ ໜູ ການເຮັດວຽກແບບ MPFC ແບບ ຊຳ ເຮື້ອນີ້ຍັງສະກັດກັ້ນພຶດຕິ ກຳ ທີ່ໄດ້ຮັບລາງວັນຈາກ ທຳ ມະຊາດແລະເຮັດໃຫ້ເກີດການໂຕ້ຕອບທີ່ເປັນປະໂຫຍດຕໍ່ສະ ໝອງ ໃໝ່, ເຊິ່ງຄາດຄະເນລະດັບຂອງ anhedonia ໃນບຸກຄົນ. ຜົນການຄົ້ນພົບເຫຼົ່ານີ້ອະທິບາຍກົນໄກທີ່ mPFC ດັດແປງການສະແດງອອກຂອງພຶດຕິ ກຳ ການຊອກຫາລາງວັນ, ໂດຍການຄວບຄຸມການພົວພັນແບບເຄື່ອນໄຫວລະຫວ່າງເຂດ subcortical ທີ່ຫ່າງໄກ.

ວິທີການແກ້ໄຂການຊອກຫາລາງວັນ

ຂົງເຂດສະ ໝອງ ໃດທີ່ມີສ່ວນກ່ຽວຂ້ອງກັບພຶດຕິ ກຳ ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບລາງວັນ? ເຟີນັນຊີ et al ການປະສານສົມທົບ, ປະເພດຂອງຈຸລັງ, ການ ໝູນ ໃຊ້ແບບ optogenetic ກັບການຖ່າຍພາບສະ ໝອງ, ການທົດສອບການປະພຶດແລະໃນ vivo electrophysiology (ເບິ່ງມູມມອງໂດຍ Robbins). ການກະຕຸ້ນຂອງ neurons midbrain dopamine ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງກິດຈະກໍາໃນພາກພື້ນສະຫມອງທີ່ເອີ້ນວ່າ striatum ແລະມີຄວາມສໍາພັນກັບການຊອກຫາລາງວັນໃນສັດແຕ່ລະຕົວ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຍົກລະດັບສູງຂອງພື້ນທີ່ທີ່ເອີ້ນວ່າ medial prefrontal cortex ໄດ້ຫຼຸດລົງທັງການຕອບສະ ໜອງ ທາງດ້ານ striatal ກັບການກະຕຸ້ນຂອງ neurons dopamine ແລະການກະຕຸ້ນການປະພຶດເພື່ອສະແຫວງຫາການກະຕຸ້ນຂອງ neurons dopamine. ສຸດທ້າຍ, ການປັບໂມດູນຂອງຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງເສັ້ນປະສາດເສັ້ນໄຍແກ້ວ cortex prefrontal medial ໄດ້ເຮັດໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງໃນ synchrony ວົງຈອນ neural, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບພຶດຕິກໍາທີ່ສອດຄ້ອງກັນ anhedonic. ການສັງເກດການເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຄ້າຍຄືກັບຮູບພາບແລະ phenotypes ທາງຄລີນິກທີ່ສັງເກດເຫັນໃນການຊຶມເສົ້າຂອງຄົນ, ສິ່ງເສບຕິດແລະໂຣກ schizophrenia.

ພາກສະເຫນີ

ການຂັບເພື່ອສະແຫວງຫາແລະໄດ້ຮັບປະສົບການລາງວັນແມ່ນຖືກອະນຸລັກໃນທົ່ວສາຍພັນແລະໃນສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມແມ່, ພົວພັນກັບການພົວພັນລະຫວ່າງລະບົບ dopaminergic subcortical ແລະໂຄງສ້າງຂອງແຂນຂາເຊັ່ນ striatum. ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງຂະບວນການນີ້, ທີ່ສັງເກດເຫັນໃນຫລາຍໆສະພາບຂອງໂຣກຈິດ, ແມ່ນອາການທາງຄລີນິກຂອງໂຣກ anhedonia (ການສູນເສຍຄວາມເພີດເພີນ). ກົນໄກທາງ neural ທີ່ຕິດພັນກັບອາການເຈັບແມ່ນບໍ່ສາມາດຮູ້ໄດ້ແຕ່ສາມາດເປັນຜົນມາຈາກການຕິດຕໍ່ພົວພັນຜິດປົກກະຕິລະຫວ່າງວົງຈອນລາງວັນ cortical ແລະ subcortical. ພວກເຮົາສະແຫວງຫາການທົດສອບສົມມຸດຕິຖານທີ່ຍົກລະດັບ medial prefrontal cortex (mPFC) ທີ່ ໜ້າ ຕື່ນເຕັ້ນ (ຄຸນລັກສະນະທາງຄລີນິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ anhedonia) ເຮັດໃຫ້ມີການຄວບຄຸມຄວບຄຸມໃນໄລຍະໂຕ້ຕອບກັນລະຫວ່າງສອງພາກພື້ນ subcortical ທີ່ຫ່າງໄກ: ສາຍບື dopaminergic ແລະ striatum.

ສະຖານທີ່

ການສຶກສາຄົ້ນຄວ້າຮູບພາບທາງຄລີນິກໄດ້ກວດພົບກິດຈະ ກຳ ທີ່ເພີ່ມຂື້ນໃນ mPFC ໃນຄົນເຈັບທີ່ເປັນໂຣກຊືມເສົ້າ, ແລະການຮັກສາແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຮັດໃຫ້ເປັນປົກກະຕິຂອງການຂາດອາຫານນີ້ແລະການປັບປຸງອາການສະແດງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສຶກສາຂອງມະນຸດໄດ້ ກຳ ນົດພື້ນທີ່ຂອງສະ ໝອງ ທີ່ຕອບສະ ໜອງ ຕໍ່ຄວາມຄາດຫວັງແລະປະສົບການ, ແລະການຕອບສະ ໜອງ ນີ້ສາມາດສະກັດກັ້ນໃນໂລກຈິດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງສັນຍານລາງວັນນີ້ແລະກົນໄກຕ່າງໆທີ່ຢູ່ພາຍໃຕ້ການດັດແປງຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຖືກສະແດງອອກມາຢ່າງມີເຫດຜົນ. ພວກເຮົາໄດ້ປະສົມປະສານຊຸດເຄື່ອງມື optogenetic ຊໍາເຮື້ອແລະສ້ວຍແຫຼມທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍພ້ອມດ້ວຍພາບຖ່າຍສະທ້ອນແສງແມ່ເຫຼັກທີ່ມີປະໂຫຍດ (fMRI) ເພື່ອສະ ໜອງ ຂົວລະຫວ່າງສາເຫດ, ສະເພາະຂອງຈຸລັງຂອງ optogenetics ຫນູແລະການສັງເກດທົ່ວໂລກທີ່ມີລັກສະນະ neuroimaging ຂອງມະນຸດ, ໂດຍມີເປົ້າ ໝາຍ ໃນການ ໝູນ ໃຊ້ແລະທົ່ວໂລກ. ເບິ່ງກິດຈະ ກຳ ທາງ neural ເພື່ອເຂົ້າໃຈລະບຽບຂອງພຶດຕິ ກຳ ທີ່ຊອກຫາລາງວັນ.

ຜົນໄດ້ຮັບ

ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການກະຕຸ້ນຂອງ neurons midbrain dopamine ເຮັດໃຫ້ທັງສອງລະດັບອົກຊີເຈນທີ່ເລືອດຂອງ striatal fMRI ແລະພຶດຕິ ກຳ ການຊອກຫາລາງວັນ, ແລະພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນພົວພັນກັນໃນແຕ່ລະບຸກຄົນ. ນອກຈາກນີ້ພວກເຮົາຍັງພົບວ່າການມິດງຽບຂອງ neurons dopamine ສະກັດກັ້ນກິດຈະ ກຳ ຕ່າງໆໃນ striatum, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຂົງເຂດສະ ໝອງ ອື່ນໆ (ເຊັ່ນວ່າ hypothalamus), ແລະເຮັດໃຫ້ມີພຶດຕິ ກຳ ທີ່ຫລີກລ້ຽງ. ໂດຍໄດ້ສ້າງຕັ້ງການຄວບຄຸມ bidirectional ນີ້ຂອງພຶດຕິ ກຳ ການຊອກຫາລາງວັນ, ຈາກນັ້ນພວກເຮົາໄດ້ທົດສອບຄວາມເຈັບປວດຂອງວົງຈອນນີ້ຜ່ານການຍົກລະດັບຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຂອງ mPFC. ພວກເຮົາໄດ້ສັງເກດເຫັນການສະກັດກັ້ນການຕອບສະ ໜອງ ຕໍ່ຢາ dopamine, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການກະຕຸ້ນການປະພຶດເພື່ອສະແຫວງຫາການກະຕຸ້ນປະສາດຂອງ dopamine ແລະການກະຕຸ້ນທີ່ໃຫ້ລາງວັນແບບ ທຳ ມະຊາດ. ສຸດທ້າຍ, ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຍົກລະດັບ mPFC ທີ່ມີຄວາມຍືນຍົງເຮັດໃຫ້ corticolimbic BOLD ແລະກິດຈະ ກຳ electrophysiological ສາມາດຄາດເດົາໄດ້ເຖິງພຶດຕິ ກຳ ທີ່ມີການໃຊ້ໃນສັດ.

ສະຫຼຸບ

ການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຮົາຈາກການທົດລອງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຄວບຄຸມສະເພາະຂອງຈຸລັງທ້ອງຖິ່ນ, ພ້ອມໆກັນກັບການສັງເກດເບິ່ງກິດຈະ ກຳ ທາງ neural ທົ່ວໂລກ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ mPFC ມີການຄວບຄຸມຂັ້ນເທິງລົງເທິງການໂຕ້ຕອບຂອງ dopaminergic ກັບ striatum ແລະວ່າ, ເມື່ອສູງຂື້ນ, ກິດຈະ ກຳ ໃນ mPFC ສາມາດສະກັດກັ້ນລາງວັນ ທຳ ມະຊາດ. - ພຶດຕິ ກຳ ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ພວກເຮົາສັງເກດເຫັນວ່າການເຄື່ອນໄຫວທາງດ້ານ neural cortical-subcortical ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນເພື່ອຄວບຄຸມການປະມວນຜົນລາງວັນ. ການຄົ້ນພົບທັງ ໝົດ ນີ້ມີຜົນສະທ້ອນຕໍ່ຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບການ ບຳ ບັດທາງດ້ານພູມສາດແລະພຶດຕິ ກຳ ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ ທຳ ມະຊາດ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບພະຍາດການເກີດຂອງ anhedonia.

Optogenetic fMRI ຖືກ ນຳ ໃຊ້ເພື່ອຈັດການກັບກິດຈະ ກຳ ທາງ neural ທົ່ວໂລກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບລາງວັນ. ໜູ ທີ່ຖືກກັກຂັງຖືກສະແກນຢູ່ໃນສະພາບປຸກ (ຮູບເທິງ). ພວກເຮົາ ກຳ ນົດວ່າກິດຈະ ກຳ BOLD striatal ແມ່ນເພີ່ມຂື້ນໂດຍການກະຕຸ້ນທາງ optogenetic ຂອງ neurons dopamine ແລະຫຼຸດລົງໂດຍການຍັບຍັ້ງໂຣກ neural optogenetic. ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຍົກລະດັບ mPFC ຍົກສູງຢ່າງບໍ່ຢຸດຢັ້ງສະກັດກັ້ນພຶດຕິ ກຳ ການຊອກຫາລາງວັນໂດຍການຄວບຄຸມດ້ານເທິງລົງກ່ຽວກັບກິດຈະ ກຳ ທີ່ມີສານ dopamine ທີ່ເຮັດຈາກ striatal ແລະເຮັດໃຫ້ synchrony ລະຫວ່າງວົງຈອນ corticolimbic ສະເພາະ.