Mokymasis ir stresas formuoja serotonino neuronų atlygio atsakymo modelius (2017)

J Neuroscience. 2017 Aug 8. pii: 1181-17. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1181-17.2017.

Weixin Z1,2, Li Y2,3, Feng Q2,3, Luo M4,2,3.

Abstraktus

Gebėjimas prognozuoti atlygį skatina gyvūnų išgyvenimą. Dopamino neuronai, esantys ventralinio tegmentalio srityje (VTA), ir serotonino neuronai dorsal raphe branduolyje (DRN) dalyvauja atlygio apdorojime. Nors mokymosi poveikis dopamino neuronams buvo plačiai apibūdintas, vis dar nežinoma, kaip serotonino neuronų atsakas vystosi mokymosi metu. Be to, nors žinoma, kad stresas stipriai įtakoja su atlygiu susijusį elgesį, mes labai mažai žinome, kaip stresas moduliuoja neuronų atlygio atsakymus. Stebint Ca2+ signalai per visą Pavlovijos kondicionavimo procesą, mes čia parodome, kad mokymasis skirtingai formuoja serotonino neuronų ir dopamino neuronų reakcijos modelius abiejų lyčių pelėse. Serotonino neuronai palaipsniui sukelia lėtą reakciją į atlyginimų prognozavimą, ir galiausiai lieka reaguoja į atlygį, o dopamino neuronai padidina atsaką į biuletenį, bet sumažina jų atsaką į atlygį. Abiejų neuronų tipams atsakymai į biuletenį ir atlygį priklauso nuo atlygio vertės, yra grįžtami, kai atlygis yra praleistas, ir greitai atkuriami atkuriant atlygį. Mes taip pat nustatėme, kad stresoriai, įskaitant galvos atramą ir baimingą kontekstą, žymiai sumažina abiejų neuronų tipų atsako stiprumą tiek į cue, tiek už atlygį. Šie rezultatai atskleidžia dinamišką atlygio atsakymų pobūdį, patvirtina hipotezę, kad DRN serotonino neuronai rodo, kad yra tikimybė gauti grynąją naudą, ir rodo, kad slopinantis streso poveikis serotonino neuronų ir dopamino neuronų atlygio atsakams gali prisidėti prie streso. -indukuota anhedonija.

Reikšmingumo pareiškimas

Abu serotonino neuronai nugaros raphe ir dopamino neuronai ventraliniame tegmental srityje yra glaudžiai susiję su atlygio apdorojimu. Naudojant Ca ilgalaikę šviesolaidinę fotometriją2+ signalai, gaunami laisvai elgiantis pelėms, mes čia parodome, kad mokymasis sukelia viršutinį aktyvacijos modelį serotonino neuronuose, kurie skiriasi nuo dopamino neuronų, nurodydami papildomus šių dviejų neuronų tipų vaidmenis atlygio apdorojime. Be to, streso gydymas gerokai sumažino tiek serotonino neuronų, tiek dopamino neuronų atlygio atsakymus, o tai rodo galimą fiziologinį streso sukeltos anhedonijos pagrindą.

PMID: 28821671

DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.1181-17.2017