Pozityvių ir neigiamų motyvacinių signalų konvergencija VTA dopamino neuronų populiacijomis (2011)

PASTABOS: Šis tyrimas rodo, kad atlygio schema ir dopaminą gaminančios nervinės ląstelės reaguoja į baimę. Tą pačią grandinę, kuri skatina dopaminą siekti savo tikslų, pavyzdžiui, orgazmą, taip pat suaktyvina baimė. Štai kodėl mums „patinka“ baisūs dalykai - kalneliai, šokinėjimas zuikiais, siaubo filmai ir kt. Mums įdomu, ar dėl pornografijos sukeliamos baimės ar nerimo padidėja išsiskiriančio dopamino kiekis. Tai būtų prasminga, nes daugelis vartotojų pereina į pornografijos žanrus, kurie kelia nerimą ir baimę. Jei pornografijos vartotojas nebegauna pakankamai dopamino iš dabartinio žanro, jis gali ieškoti pornografijos, kuri sukels nerimą ir baimę, kad gautų didesnį dopamino pataisymą. Adrenalinas ir noradrenalinas taip pat stimuliuoja atlygio schemą, kaip aprašyta kituose šio skyriaus straipsniuose.

Visas tyrimas: teigiamų ir neigiamų motyvacinių signalų konvertavimas į VTA dopamino neuronų populiacijas

Wang DV, Tsien JZ, 2011 PLOS ONE 6 (2): e17047. doi: 10.1371 / journal.pone.0017047

Abstraktus

Dopamino neuronai ventraliniame tegmental srityje (VTA) tradiciškai buvo tiriami dėl jų vaidmens, susijusio su motyvacija ar narkomanija. Čia tyrinėjame, kaip VTA dopamino neuronų populiacija gali apdoroti baimingas ir neigiamas patirtis, taip pat informaciją apie laisvą elgesį pelėms. Naudojant daugiafunkcinį įrašymą, matome, kad iki 89% galimų dopamino neuronų VTA turi reikšmingą aktyvavimą, reaguojant į sąlyginį toną, kuris prognozuoja maisto atlygį, o tas pats dopamino neuronų populiacija taip pat reaguoja į tokias baisias patirtis kaip laisvas nukristi ir purtykite įvykius. Dauguma šių VTA galimų dopamino neuronų pasižymi slopinimu ir nuokrypio atkryčio sužadinimu, o ~ 25% užfiksuotų galimų dopamino neuronų rodo sužadinimą baimingų įvykių metu. Svarbu tai, kad VTA galimi dopamino neuronai pasižymi parametrinėmis kodavimo savybėmis: jų degimo pokyčių trukmė yra proporcinga baimingoms įvykių trukmėms. Be to, mes parodome, kad kontekstinė informacija yra labai svarbi, kad šie neuronai atitinkamai paskatintų teigiamus arba neigiamus motyvacinius atsakymus tuo pačiu sąlygotu tonu. Apibendrinant, mūsų išvados rodo, kad VTA dopamino neuronai gali naudoti konvergencinę kodavimo strategiją ir teigiamai, ir neigiamai patirčiai apdoroti, glaudžiai integruodami su užuominomis ir aplinkos kontekstu.

skaičiai

citavimo: Wang DV, Tsien JZ (2011) ir teigiamų, ir neigiamų motyvacinių signalų konvertavimas VTA dopamino neuronų populiacijomis. PLOS ONE 6 (2): e17047. doi: 10.1371 / journal.pone.0017047

Redaktorius: Hiromu Tanimoto, Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Vokietija

Gauta: 9, 2010; Priimta: Sausis 19, 2011; Paskelbta: Vasaris 15, 2011

Autorinės teisės: © 2011 Wang, Tsien. Tai atviros prieigos straipsnis, platinamas pagal „Creative Commons Attribution License“ sąlygas, leidžiančias neribotam naudojimui, platinimui ir atgaminimui bet kurioje terpėje, jei įskaitomas originalus autorius ir šaltinis.

Finansavimas: Šį darbą rėmė NIMH (MH060236), NIA (AG024022, AG034663 ir AG025918), USAMRA00002 ir Džordžijos mokslinių tyrimų aljanso (visa JZT) lėšos. Finansuotojai neturėjo jokio vaidmens rengiant studijas, renkant duomenis ir analizuojant, sprendžiant publikuoti ar ruošiant rankraštį.

Konkuruojantys interesai: Autoriai pareiškė, kad nėra konkuruojančių interesų.

Įvadas

Dopamino neuronai ventralinio tegmentalo srityje (VTA) tradiciškai buvo tiriami dėl jų vaidmens, susijusio su motyvacija ar narkomanija. [1]-[3]. Tačiau manoma, kad VTA dopamino neuronai taip pat yra svarbūs neigiamai motyvacijai [1]-[4]. Literatūroje teigiama, kad dopamino neurono vaidmuo teigiamoje motyvacijoje buvo patvirtintas ir patvirtintas daugeliu tyrimų, rodančių, kad atlygis (pvz., Maistas, sultys) ir atlygio užuominos (sąlyginiai stimulai) sukelia trumpą vėlavimą (50 – 110 ms) ir trumpalaikis (~ 200 ms) dopamino neurono aktyvumas [5]-[9]. Šie dopamino neuronai reaguoja į prognozavimo klaidos taisyklę koduodami įvairius naujus ir su atlygiu susijusius įvykius [5]-[9]. Nustatyta, kad VTA dopamino aktyvumas taip pat vaidina svarbų vaidmenį priklausomybės nuo narkotikų srityje: beveik visi priklausomybę sukeliantys vaistai padidina sinaptinį dopamino kiekį branduoliuose accumbens, kurie gauna didelių dopaminerginių medžiagų iš VTA zonos [10]-[12].

Taip pat pastebėtas VTA dopamino neurono vaidmuo neigiamoje motyvacijoje. Daugelis tyrimų parodė, kad aversiški reiškiniai (pvz., Geriamoji chinino ar LiCl infuzija) arba neigiamos būklės (pvz., Vaisto vartojimo nutraukimas) gali pakeisti dopamino koncentraciją smegenų zonose, kurias įkvėpė VTA dopamino neuronai [13]-[15]. Be to, dopamino transmisijos sutrikimas VTA pasroviui priklausančiose struktūrose sukelia sutrikusią kondicionavimą į aversyvią ar baimę. [16], [17]. Be to, dopamino kiekis gali sustiprinti elgesį priešingai: mažesnis dopamino kiekis branduolyje accumbens, kaip manoma, pagerina bausmę, bet mažina atlygį grindžiamą mokymąsi, o didesnis dopamino lygis pagerina atlygį, bet mažina bausmės mokymąsi [18]. Šie aukščiau pateikti tyrimai rodo, kad VTA dopamino neuronai taip pat vaidina svarbų vaidmenį apdorojant neigiamus motyvacinius signalus. Tačiau tiksliai VTA dopamino neurono vaidmuo neigiamoje motyvacijoje nėra visiškai aiškus.

Kita vertus, neseniai atliktais tyrimais nustatyta, kad dopamino neuronai, esantys „materia nigra pars compacta“ (SNc), gali reaguoti tiek į atlygį (pvz., Sultis), tiek į aversyvius stimulus (pvz., Oro pūtimą), ir dvi SNc dopamino neuronų populiacijos gali aiškiai išreikšti teigiamą poveikį. ir neigiamus motyvacinius signalus [9], [19]. Tačiau iškilo abejonių dėl to, ar oro įpurškimas į odą, ar su sąlyga, kad oro srautas pasireiškia, yra beprasmiškas beždžionėms, kol tokios veiklos nėra laikomos žalingomis. [9]. Be to, yra žinoma, kad SNc dopamino neuronai apdoroja skirtingus informacijos aspektus ir su atskirais įvesties-išvesties neuroniniais tinklais VTA atžvilgiu [5]. Todėl labai svarbu ištirti, ar ir kaip VTA dopamino neuronai apdoroja neigiamą patirtį, ir ar yra skirtingų dopamino neuronų populiacijų, skirtų sau apdoroti teigiamą ir neigiamą informaciją.

Norėdami išspręsti šiuos svarbius klausimus, mes naudojome daugiafunkcinį ekstraląstelinį įrašymą laisvai elgiančioms pelėms ir naudojome dviejų rūšių patikimus baimingus įvykius (laisvas kritimas ir purtymas). [20] kaip būdas ištirti VTA neuronų vaidmenį apdorojant neigiamus motyvacinius signalus. Mes taip pat mokėme peles, kad sukurtume neutralų toną su vėlesniu maisto tiekimu, o tai leido mums ištirti, kaip ta pati VTA dopamino neuronų populiacija gali apdoroti teigiamus judesio signalus. Be to, kadangi informacija apie kontekstą yra tokia neatskiriama daugelio bendrų patirties dalis, paklausėme, ar ir kaip aplinkos kontekstai gali atlikti svarbų vaidmenį diskriminuojant atlygį ar aversinę informaciją. Šiuo atžvilgiu mes taip pat atlikome eksperimentų rinkinį, kuriame mes mokėme peles, kad suporuotume vieną toną tiek su maistu, tiek su baisiu įvykiu, tačiau skirtingais kontekstais, o tai leido mums nustatyti, kaip sąlygiškai VTA dopamino nervų atsakai buvo iš esmės paveikti aplinkos kontekste. Mūsų rezultatai rodo, kad VTA dopamino neuronai gali naudoti konvergencinę kodavimo strategiją ir teigiamai, ir neigiamai patirčiai.

rezultatai

Numatomų dopamino neuronų klasifikavimas

Mes implantavome judančius 8 tetrodų (32 kanalų) ryšulius į pelių dešiniojo pusrutulio VTA, o eksperimento pabaigoje histologija patvirtino registruojančių elektrodų padėtį (Pav. 1A). Duomenys iš 24 pelių, iš kurių mes įrašėme galimus dopamino neuronus, buvo naudojami dabartinėse analizėse. Iš šių 210 pelių buvo užregistruota iš viso 24 vienetų, turinčių aiškias spygliuočių formas (gerai izoliuotų vienetų pavyzdžiai, žr. Pav. S1). Iš jų 96 vienetai buvo klasifikuojami kaip galimi dopamino neuronai, remiantis jų degimo modeliais (žr Medžiagos ir metodai), ir kiti 114 vienetai buvo klasifikuojami kaip ne dopamino neuronai. Klasifikuojami tariami dopamino neuronai paprastai pasižymėjo plačiais, trifaziniais veiksmo potencialais (Pav. 1Braudonos spalvos), nors ir su variacija, o ne dopamino neuronai parodė siauresnius trifazinius arba dvifazius veiksmo potencialus (Pav. 1B, mėlynos ir juodos spalvos). Svarbu tai, kad tik neuronai, turintys mažą pradinį šaudymo greitį (0.5 – 10 Hz; Pav. 1C), santykinai ilgas tarpinių smaigalių intervalas (> 4 ms) ir įprastas šaudymo būdas buvo priskirti tariamiems dopamino neuronams. Priešingai, klasifikuoti ne dopamino neuronai pasižymėjo didesniu pradiniu šaudymo dažniu (> 10 Hz; Pav. 1C) ir (arba) reikšmingas degimo spartos moduliavimas judėjimo metu, palyginti su ramiu budrumu [21]-[23].

miniatiūrų

1 pav. Muti-tetrode įrašymas ir VTA neuronų klasifikacija.

(A) Elektrodų masyvo takelis, parodytas pavyzdinėje koronalinio smegenų dalyje (viršutiniame dešiniajame kampe) ir elektrodo masyvo patarimų vietose (nuo 21 pelių) atlaso sekcijos diagramose [52]. Mėlynieji kvadratai žymi vietas, kuriose buvo užregistruoti 1 / 2 tipiniai DA neuronai; raudoni kvadratai žymi vietas, kuriose buvo užregistruoti 3 tipo neuronai; raudonos spalvos kvadratai - tai vietos, kuriose buvo užregistruoti 1 / 2 ir 3 tipo neuronai (žr. 2 pav trijų tipų DA neuronų klasifikacijai). (B) Tipiškų DA (raudonųjų) ir ne-DA (mėlynos ir juodos) neuronų tipiškų įrašytų smaigalių formų pavyzdžiai. Pusė AP pločio buvo matuojama nuo lovos iki sekančio veiksmo potencialo piko. (C) Klasifikuotų DA (raudonų) ir ne DA (juodų) neuronų bazinio šaudymo sparta ir pusė AP pločio. DA, dopaminas; Ne DA, ne dopaminas; AP, veiksmo potencialas.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g001

Trys baimę reaguojančių VTA galimų dopamino neuronų rūšys

Tyrimui, kaip VTA neuronai gali reaguoti į neigiamą patirtį, naudojome dviejų tipų baisius įvykius (laisvas kritimas ir purtymas). [20]. Po pelių, išgautų iš operacijų ir pasiekus stabilius įrašus (paprastai 1 ~ 2 savaitės po operacijos), pradėjome eksperimentus. Kiekviena pelė buvo patalpinta į laisvą kritimo kamerą arba kratymo kamerą, kur apie 20 tyrimus, skirtus laisvam kritimui ar sukrėtimui, kiekvienai sesijai buvo suteikta 1 – 2 min.Pav. 2A). Tarpas tarp sesijų paprastai yra 1 – 2 valandos. Visuomet stebėjome įrašytų vienetų stabilumą, išnagrinėję smaigalių formos formą, pradinio šaudymo būseną ir smailių klasterio pasiskirstymą prieš ir po įvykių, taip pat per visą eksperimentą. Mes įvertinome, kad per du baimingus įvykius nebuvo laikinai prarasta vienetų, išnagrinėjus vienu metu įrašytus vienetus (pvz., Du vienetai, užregistruoti iš to paties tetrodo, rodantys priešingus degimo pokyčius)Pav. S2). Mes taip pat užtikrinome, kad į įrašytus duomenis neįtraukti dirbtiniai elektriniai ar mechaniniai triukšmai, įvertinant bangų formas prieš pat baisius įvykius, jų metu ir po jų.Pav. S3). Apskritai, šie galimi dopamino neuronai (n = 96) daugiausia buvo suskirstyti į tris pagrindinius tipus, remiantis jų atsako savybėmis dviem baisiems įvykiams: tipas-1 (59%, 57 / 96), tipas -2 (13%, 12 / 96) ir 3 tipo (25%, 24 / 96).

miniatiūrų

2 pav. Trijų tipų VTA galimų dopamino (DA) neuronų.

(kintamosios srovės) Peri-įvykių rastrai (1-20 tyrimai iš viršaus į apačią) ir trijų VTA galimų dopamino neuronų pavyzdžių histogramos (A: tipas-1, B: tipas-2 ir C: tipas-3), atsakant į laisvą kritimas (kairieji skydai), purtymas (vidurinės plokštės) ir kondicionuojamas tonas, kuris patikimai prognozavo cukraus granulių pristatymą (dešinieji skydai). (D) Įvairių tipinių DA neuronų procentinė dalis. (E, F) Balsų slopinamosios procentinės dalies (E: tipo-1 ir 2) ir baimės sužadintos (F: tipo 3) galimi DA neuronai, kuriuos reikšmingai suaktyvino sąlyginis tonas, patikimai numatęs cukraus granulių pristatymą. Laisvas kritimas, 30 cm aukščio; Shake, 0.2 sek; Tonas, 5 kHz, 1 sek.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g002

1 tipo VTA galimi dopamino neuronai parodė ne tik reikšmingą jų šaudymo slopinimą atsakuose tiek į laisvą kritimą, tiek į sukrėtimus.Pav. 2A, kairiosios ir vidurinės plokštės) (P<0.05, Wilcoxon pasirašytas rango testas), bet taip pat stiprus kompensacinis-atkovojamasis sužadinimas nutraukus abu įvykius. Mes apibūdinome atšokimo sužadinimą kaip kompensuojamą smailės šaudymo greitį (išlygintą Gauso filtru), kuris yra bent du kartus didesnis už pradinį šaudymo greitį, o z-balai yra didesni nei 2. Toks atkūrimo sužadinimas gali parodyti saugumą baimingi įvykiai ar tokių įvykių motyvacija. Tada mes paklausėme, ar šie 1 tipo dopamino neuronai reaguoja į atlygio signalus. Pakartotinai derindami neutralų toną su vėlesniu cukraus granulių pristatymu, mes nustatėme, kad šie neuronai taip pat žymiai padidino šaudymą iki sąlyginio tono, kuris patikimai numatė atlygį (2A pav., Dešinysis skydelis). Todėl šie 1 tipo dopamino neuronai reagavo tiek į atlygį, tiek į neigiamus signalus.

2 tipo VTA galimi dopamino neuronai parodė didelį slopinimą (P<0.05, Wilcoxon pasirašytas rango testas) laisvo kritimo ar purtymo metu, tačiau nutraukus šiuos įvykius jie neturėjo aktyvacijos (z-balai <2) (Pav. 2B, kairiosios ir vidurinės plokštės). Panašiai kaip ir tipiniai 1 dopamino neuronai, šie 2 tipo neuronai labai padidino šaudymą į sąlyginį toną, kuris patikimai prognozavo atlygį (2B pav., Dešinysis skydelis). Taigi, tiek 1 tipo, tiek 2 tipo dopamino neuronai turi dvipusį moduliavimą pagal neigiamus ir teigiamus įvykius, tai yra, jie sumažina jų šaudymą į baimingus įvykius, tuo pačiu didindami jų degimą iki atlygio signalų.

Įdomu tai, kad mes taip pat užfiksavome trečiąjį dopaminergiškų neuronų tipą, kuris labiau panašus į tipinius 1 / 2 dopamino neuronus, o ne ne dopamino neuronus. Šie 3 tipo neuronai (apie 25% visų įrašytų galimų dopamino neuronų) padidino jų šaudymą tiek į laisvą kritimą, tiek į purtymą (Pav. 2C, kairiosios ir vidurinės plokštės) (P<0.05, Wilcoxon pasirašytas rango testas). Po padidėjusio jų šaudymo paprastai sekėsi kompensuoti. Be to, šie 3 tipo dopamino neuronai taip pat gali padidinti šaudymą, reaguodami į sąlyginį toną, kuris numatė atlygį (2C pav., Dešinysis skydelis). Šie 3 tipo neuronai, kurie padidino jų degimą tiek teigiamiems, tiek neigiamiems įvykiams, yra gana skirtingi nuo 1 tipo ir 2 tipo dopamino neuronų. Tai labai rodo VTA dopamino neuronų populiacijos įvairovę [24], [25].

Apskritai, 1 ir 2 tipo neuronai sudaro daugumą (72%) įrašytų VTA galimų dopamino neuronų populiacijų, o tipo 3 neuronai sudaro apie 25%, o likusieji galimi dopamino neuronai (3%) neatsako į baisūs įvykiai (2D pav). Be to, mūsų analizės rodo, kad visi šie neuronai atsako į neigiamus įvykius linkę būti kryptingai vienodi (45 neuronai, išbandyti tiek dėl laisvo kritimo, tiek dėl purtymo), tai yra, neuronai, kuriuos slopino (arba aktyvavo) laisvo kritimo įvykis, visada buvo nuslopino (arba suaktyvino) kiti bauginantys įvykiai, pavyzdžiui, purtymo įvykis, ir atvirkščiai. Iš baimės slopintų dopamino neuronų (1 tipo ir 2 tipo), kuriuos ištyrėme, ar jie reaguoja į atlygio signalus, 96% jų (44/46) parodė reikšmingą aktyvavimą naudingu tonu (2E pav) (P<0.05, Wilcoxon pasirašytas rango testas). Tai aiškiai parodo, kad didžioji dauguma 1 ir 2 tipo VTA dopamino neuronų yra pajėgūs abipusiai reaguoti tiek į teigiamus, tiek į neigiamus įvykius, tai yra, jie sužadina informaciją apie atlygį, o užgniaužia baimę keliantys išgyvenimai. Kita vertus, apie 71% 3 tipo tariamų dopamino neuronų (12/17), kuriuos suaktyvino baimingi įvykiai, taip pat gali suaktyvinti atlygio signalai (2F pav) (P<0.05, Wilcoxon pasirašytas rango testas). Tai tvirtai rodo, kad baimingi įvykiai, ne tik atlygis, gali sužadinti kai kuriuos VTA tariamus dopamino neuronus.

Šaudymo modeliai ir farmakologijos apibūdinimai

Nepaisant jų panašumo į šaudymo modelį ir trijų tipų dopamino neuronų tipų (pvz. 3A – C pav), pastebėjome kai kuriuos jų skirtumus. Pirma, 3 tipo dopaminergiškai panašūs neuronai turėjo žymiai mažesnę sprogimo šaudymo tikimybę (9 ± 2.3%, vidurkis ± sem), lyginant su 1 tipo (55.2 ± 2.5%) arba 2 (32.0 ± 3.8%) tipo dopaminu. neuronai (3D ir E pav). Antra, 3 tipo neuronai parodė daug mažesnį bazinio šaudymo greitį (2.15 ± 0.33 Hz, vidurkis ± sem; n = 24), palyginti su tipo 1 (5.66 ± 0.27 Hz; n = 57) arba tipo 2 (4.92 ± 0.49 Hz; n = 12) neuronai (3F pav).

miniatiūrų

3 pav. Šaudymo modeliai ir farmakologijos apibūdinimai.

(A – C) Trys tetrodo įrašytų galimų dopamino neuronų (1 tipo, 2 tipo ir 3 tipo) pavyzdžiai ir jų tipinės smaigalių formos. PC1 ir PC2 yra pirmasis ir antrasis pagrindiniai komponentai pagrindinės sudedamosios dalies analizėje. Mėlynieji taškai atskiri atskirų dopamino neuronų šuoliai; juodi taškai nurodo individualius šuolius kitiems nerūšiuotiems VTA neuronams. (D) Trijų galimų dopamino neuronų (1 tipo, 2 tipo ir 3 tipo) pavyzdžių intervalai. (E) Trijų tipų galimų dopamino neuronų protrūkio procentas. Klaidos juostos, sem; ***P<0.001, studento t-testas. (F) Trijų tipų galimų dopamino neuronų pradinis šaudymo greitis. Klaidos juostos, sem; ***P<0.001, studento t-testas. (G) Kumuliacinis spėjamasis dopamino neuronų (tipas-1, 2 tipas ir 3 tipas) spike aktyvumas reaguojant į dopamino receptoriaus agonisto apomorfiną. Pastebėta, kad 1 ir 3 tipo galimi dopamino neuronai buvo įrašyti vienu metu iš vieno tetrodo. (H ir I) Numatomi dopamino (H) ir ne-dopamino (I) neuronų pradiniai ir po vaisto deginimo rodikliai. Pelės buvo švirkštos dopamino receptoriaus agonisto apomorfinu (1 mg / kg, ip), o šaudymo greitis buvo apytikriai 30 min. Prieš ir 30 min. Po apomorfino injekcijos.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g003

Mes taip pat švirkštėme peles su dopamino receptorių agonistais apomorfinu (1 mg / kg, ip) ir / arba chinpiroliu (1 mg / kg, ip), kurie, kaip nustatyta, slopina dopamino neurono aktyvumą. [6], [8], [24], [25]. Iš viso buvo tiriami 77 VTA neuronai (įskaitant 33 klasifikuojamus galimus dopamino neuronus ir 44 ne-dopamino neuronus) su dopamino receptorių agonistais. Mūsų farmakologiniai rezultatai parodė, kad didžioji dalis (96%; 23 / 24) tipo 1 ir 2 tipo galimų dopamino neuronų buvo žymiai susilpninti, nors 3 tipo neuronai (n = 9) kitaip parodė žadinimą pagal apomorfiną (3H pav). Be to, 4 klasifikuojami galimi dopamino neuronai buvo tiriami tiek su apomorfinu, tiek chinpiroliu (skirtingomis dienomis). Šie 4 galimi dopamino neuronai turėjo panašų atsaką į apomorfiną ir chinpirolą: taip pat kvinpirolis slopino ir apomorfino slopinamus neuronus (n = 2); neuronus (n = 2), aktyvuotus apomorfinu, taip pat aktyvavo chinpirolis. Priešingai, VTA ne-dopamino neuronai (n = 44) po apomorfino ar kvinpirolio injekcijos parodė labai nedidelius arba neveikiančius degimo greičio pokyčius (3I pav).

VTA galimų dopamino neuronų atsakymai į baisių įvykių trukmę ir intensyvumą

Norint geriau suprasti VTA dopamino neuronų kodavimo savybes baisiems įvykiams, atlikome parametrinių eksperimentų rinkinį. Įrašymo eksperimentų metu atsitiktinių užsakymų metu buvo atlikti skirtingi laisvo kritimo aukščiai (10 ir 30 cm) ir skirtingi purtymo trukmės (0.2, 0.5 ir 1 sek.). Mes nustatėme, kad VTA dopamino neuronai parodė laiko dinaminius pokyčius, kurie buvo proporcingi baisių įvykių trukmei. Kaip parodyta Pav. 4A1 tipo galimi dopamino neuronai parodė, kad laisvo kritimo metu pasireiškė priklausomybė nuo trukmės (10 cm vs 30 cm aukščio). Gyventojų analizė parodė, kad, reaguojant į 10 ir 30 cm laisvo kritimo įvykius (Pav. 4B) 1 tipinių dopamino neuronų vidutinis nuokrypio žadinimo latentinis laikotarpis (lyginamojo kompensuojamo smailių šaudymo spartos latentinis laikas) buvo 293 ± 38 ms (vidurkis ± sd, n = 15) ir 398 ± 28 ms (n = 20), atitinkamai (P<0.001, studento t-testas). Šie rezultatai rodo, kad 1 tipo galimų dopamino neuronų atsakai koreliuoja su baimingų įvykių trukme (4B pav., Dešinysis skydelis). Pažymėta, kad 30 cm laisvo kritimo atveju (30.9 ± 6.6 Hz; vidurkis ± sd), lyginant su 10 cm įvykiu (26.3 ± 5.9 Hz), nukrypimo didžiausias šaudymo greitis buvo šiek tiek didesnis.P = 0.04, studento t- testas), o tai rodo, kad 1 tipo VTA dopamino neuronų atsakai į neigiamą poveikį taip pat gali mažiau atspindėti laisvųjų kritimo įvykių intensyvumą.

miniatiūrų

4 pav. VTA tipo 1 atsako į galimus dopamino neuronus atsakymai į skirtingų trukdžių ir baimingų įvykių intensyvumą.

(A) Peri-įvykių rastrai (1 – 20 tyrimai) ir vienos 1 neurono pavyzdžio histogramos, atsakant į 10 cm (kairėje) ir 30 cm (dešinėje) laisvo kritimo įvykius. (B1 cm (mėlyna linija; n = 10) ir 15 cm (raudona linija; n = 30) laisvo kritimo įvykiai \ t . (C) Kitų tipų 1 neuronų peri-įvykių rastrai ir histogramos, atsakydamos į 0.5 sek (kairė) ir 1 sek (dešinėn). (D) 1 sek. (Žalios linijos; n = 0.2), 13 sek (mėlyna linija; n = 0.5) ir 20 sek (raudona linija; n = 1) purtyti įvykius. (E) Peri-įvykio rastrai ir kitos 1 tipo neurono histogramos, reaguojant į žemo (kairiojo) ir didelio intensyvumo (dešinėje) sukrėtimus. (F) Švelnios populiacijos vidutinės peri-įvykio histogramos (kairėn) ir kompensuojamo 1 neuronų sužadinimo smailės spartos (dešinėje), atsakant į mažą (mėlyna linija; n = 9) ir didelio intensyvumo (raudona linija; n = 9) purtyti įvykius. Klaidų juostos, sd; *P<0.05, ***P-8, Studentų t-testas.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g004

Panašiai, šie 1 tipo neuronai parodė, kad priklausomybės nuo sukrėtimo įvykių trukmės priklauso nuo trukmės (4C ir D pav). Vidutiniai nuokrypio žadinimo latentai buvo 374 ± 25 ms (vidurkis ± sd, n = 13), 672 ± 52 ms (n = 20) ir 1169 ± 35 ms (n = 14), kai įvyko 0.2, 0.5 ir 1 sek.P<0.001, vienpusis ANOVA). Tolesni studentų t-testai parodė labai reikšmingus kiekvieno palyginimo skirtumus (4D pav., Dešinysis skydelis). Tačiau nebuvo jokių reikšmingų skirtumų tarp kompensuojamų didžiausių šaudymo spartų skirtingose ​​purtymo įvykių trukmėse (P> 0.05; vienpusis ANOVA). Mes taip pat skyrėme purtymo įvykio intensyvumą: 1 tipo neuronų ekspozicijos pikas buvo šiek tiek didesnis, palyginti su didelio intensyvumo purtymo įvykiais, palyginti su mažo intensyvumo (4E ir F pav; 29.1 ± 7.7 vs 23.5 ± 9.5 Hz, vidurkis ± sd). Šie rezultatai rodo, kad VTA tipo 1 galimų dopamino neuronų atsakas siejasi su baisių įvykių trukme ir mažiau - baimingų įvykių intensyvumu.

Be to, 3 tipo dopaminerginių tipų neuronų sužadinimo trukmė taip pat siejasi su baisių įvykių trukme. Atsakant į 10 ir 30 cm laisvo kritimo įvykius (5A ir B pav), sužadinimo trukmė buvo 251 ± 29 ms (vidurkis ± sd, n = 8) ir 345 ± 33 ms (n = 10) (P<0.001, studento t-testas). Atsakydami į 0.2, 0.5 ir 1 sec, įvykiai (5C ir D pav), 3 tipo neuronų sužadinimo trukmės buvo 294 ± 53 ms (n = 10), 573 ± 80 ms (n = 9) ir 1091 ± 23 ms (n = 7) (atitinkamai)P<0.001, vienpusis ANOVA). Tolesni studentų t-testas parodė labai reikšmingus kiekvieno palyginimo skirtumus (5D pav., Dešinysis skydelis). Atsakydama į skirtingus virpesių įvykių intensyvumus, 3 tipo neuronai pasižymėjo didesniu sužadinimo smailiu, esant didelės intensyvumo kratymo įvykiams, lyginant su mažo intensyvumo intensyvumu (5E ir F pav; 24.2 ± 4.6 vs 15.5 ± 1.3 Hz, vidurkis ± sd).

miniatiūrų

5 pav. VTA tipo 3 dopamineginių neuronų atsakymai į skirtingų trukdžių ir baisių įvykių intensyvumą.

(A) Peri-įvykių rastrai (1-20 tyrimai) ir vienos 3 neurono pavyzdžio histogramos, atsakant į 10 cm (kairėje) ir 30 cm (dešinėje) laisvo kritimo įvykius. (B3 cm (mėlyna linija; n = 10) ir 8 cm (raudona linija; n = 30) laisvo kritimo įvykiai \ t . (C) Peri-įvykio rastrai ir tos pačios neurono histogramos (kaip parodyta A), reaguojant į 0.5 sek (kairėje) ir 1 sek (dešinėje). (D) 3 sek. (Žalios linijos; n = 0.2), 10 sek (mėlyna linija; n = 0.5) ir 9 sek (raudona linija; n = 1) purtyti įvykius. (E) Peri-įvykio rastrai ir kitos 3 tipo neurono histogramos, reaguojant į žemo (kairiojo) ir didelio intensyvumo (dešinėje) sukrėtimus. (F) Švelnios populiacijos vidutinės peri-įvykio histogramos (kairėn) ir kompensuojamo 3 neuronų sužadinimo smailės spartos (dešinėje), atsakant į mažą (mėlyna linija; n = 5) ir didelio intensyvumo (raudona linija; n = 5) purtyti įvykius. Klaidų juostos, sd; *P<0.05, ***P-5, Studentų t-testas.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g005

Kartu šie rezultatai rodo, kad laikini dinaminiai VTA įtariamų dopamino neuronų kaitos pokyčiai gerai siejasi su baimingų įvykių stimuliacijos trukme, slopindami 1 ir 2 tipo neuronų neuronus ir padidindami 3 tipo neuronų deginimą. Jų šaudymo pokyčiai taip pat gali susieti su baimingų įvykių stimuliavimo intensyvumu, bet daug mažiau.

Integruotas įvykių ir kontekstų kodavimas

Smegenys paprastai apdoroja epizodinę patirtį aplinkos kontekste, ir tai taip pat pasakytina apie priklausomybę. Kontekstinė informacija buvo pasiūlyta kaip svarbi dopamino neuronų reakcijai už premijų prognozavimą [26]. Mes paklausėme, ar aplinkos kontekstas atliko svarbų vaidmenį koduojant neigiamus įvykius, ir dar svarbiau, kaip VTA dopamino neuronai reaguotų į tą patį kondicionuojamą atspalvį, bet kartu susieti su skirtingais kontekstais, kurie prognozuotų priešingą rezultatą (pvz., Atlygio ir aversiškumo stimulai) .

Taigi, atlikome kitą eksperimentų rinkinį, kuriame pelėms buvo atliktas dvikryptis kondicionavimas (tiek atlygio, tiek aversyvaus kondicionavimo). Mes naudojome vieną neutralų toną, kaip sąlyginį stimulą (CS), kad susietume su skirtingais besąlyginiais dirgikliais (JAV, cukraus granulėmis ar laisvu kritimu) skirtingose ​​aplinkose (Pav. 6A). Vieną savaitę, kai pelės gavo „200 CS / US“ poras, pelėms padavėme „Pavlovian“ kondicionavimą. Medžiagos ir metodai). Po treniruočių pelės greitai pasiekė cukraus granulių talpyklą, paprastai 3 – 10 sek. (Vidutiniškai 4.3 sek.) Po kondicionuoto tono pradžios, tačiau be akivaizdaus artėjimo prie kontrolinio patiekalo, kuris negavo cukraus granulių, nurodydamas efektyvumą ir asociatyvaus atlygio mokymosi specifiškumas (6B pav., Kairysis skydelis). Kita vertus, atsakydamos į sąlyginį toną, kuris numatė laisvą kritimo įvykį laisvojo kritimo kameroje, pelės parodė didelį didesnį atgalinį judėjimą girdėjus sąlyginį toną (6B pav., Dešinysis skydelis), kuris gali atspindėti gyvūno vengimą ar gynybinį elgesį [27]. Aukštesnės baimės / nerimo reakcijos šiose pelėse taip pat buvo matomos iš padidėjusios išmatos ir šlapinimosi laisvoje kritimo kameroje, lyginant su atlygio ar neutraliomis kameromis (Pav. 6C).

miniatiūrų

6 pav. Dvikryptis teigiamų ir neigiamų signalų kodavimas per tą patį sąlyginį toną skirtinguose kontekstuose.

(A) Dvikrypčio kondicionavimo eksperimentinės paradigmos schema. Vienas tonas (5 kHz, 1 sec) buvo naudojamas visame pasaulyje: jis prognozavo cukraus granulių pristatymą atlygio kameroje (viršuje); jis numatė laisvo kritimo įvykį laisvojo kritimo kameroje (viduryje); ir jis nieko nenustatė neutralioje kameroje (apačioje). (B) Kairė, užkandžių atidėjimo po kondicionuoto tono atsiradimas, numatantis cukraus pristatymą. Teisė, pelės parodė didelį padidėjusį atgalinį judėjimą po to, kai prasidėjo sąlyginis tonas, kuris numatė laisvą kritimą. (C) Atsparumas elgesiui (dažnas išmatavimas ir šlapinimasis) atsirado laisvoje kritimo kameroje, lyginant su atlygio ar neutralia kamera. Klaidos juostos, sem; n = 10; *P<0.05, **P<0.01, ***P<0.001, studento t-testas. (D, E) Peri-įvykių rastrai (1 – 20 tyrimai) ir dviejų VTA galimų dopamino neuronų pavyzdžių histogramos, reaguodamos į tą patį sąlyginį toną, kuris numatė cukraus granulių pristatymą (kairėje), kad numatomas laisvo kritimo įvykis (viduryje) ir numatyti viską (dešinėje), tarp 1 – 2 h intervalo tarp sesijų. (F) Švelnios populiacijos vidutinės peri-įvykių histogramos baimę slopinančios (1 ir 2 tipo) dopamino neuronai, reaguojant į tą patį sąlyginį toną, numatantį cukraus granulių (kairiojo skydelio; n = 16), kuris numatė laisvą kritimą - tuos pačius 16 neuronus, kaip parodyta kairiajame skydelyje), ir tai nieko nenustatė (dešinysis skydelis; n = 10). Laisvas kritimas, 30 cm aukščio.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g006

Neuronų aktyvumo įrašai šiuose kondicionuojamose pelėse (po 1 savaitės treniruotės) parodė, kad VTA galimi dopamino neuronai reikšmingai reagavo į sąlyginį toną, prognozuojantį cukraus granules atlyginimų kameroje (6D pav., Kairysis skydelis). Įdomu tai, kad tie patys VTA neuronai taip pat patikimai reagavo į tą patį sąlyginį toną, kai numatė laisvą kritimą į laisvą kritimo kamerą (6D pav, vidurinis skydelis). Kai tas pats kondicionuojamas tonas buvo perduotas pelėms neutralioje kameroje, kuri nebuvo susijusi su jokiu įvykiu, jis nesukėlė reikšmingų pokyčių deginant (6D pav., Dešinysis skydelis).

Iš viso pelėms, kurioms buvo atliktas dvikrypčio kondicionavimo protokolas, įrašėme 16 baimę slopinančius (1 tipo ir 2 tipo) dopamino neuronus. Visi šie neuronai žymiai padidino šaudymo spartą po to, kai prasidėjo sąlyginis tonas, kuris patikimai prognozavo cukraus granules (6D – F pav, kairieji skydai) (P<0.001, Wilcoxon pasirašytas rango testas). Reaguodamas į tą patį toną, kuris numatė laisvo kritimo įvykį, pusė neuronų (8/16) parodė žymiai sumažėjusį šaudymo greitį (6D pav, vidurinis skydelis) (P<0.05, „Wilcoxon“ pasirašytas rango testas), o kita pusė (8/16) parodė trumpą tiesioginio aktyvavimo smailę (mažiausiai du kartus didesnę už pradinę šaudymo spartą ir su z balais, didesniais nei 2), po kurių reikšmingas slopinimas (6E pav, vidurinis skydelis) (P<0.05, Wilcoxon pasirašytas rango testas). Reaguojant į tą patį toną, vaizduojamą neutralioje kameroje, šaudymo pokyčiai buvo labai riboti arba jų nebuvo (6D – F pav, dešinieji skydai). Šie rezultatai rodo, kad 1 tipo ir 2 tipo VTA galimi dopamino neuronai gali dviem kryptimis koduoti integruotus teigiamus ir neigiamus signalus (sąlyginį toną ir kontekstinę informaciją), atitinkamai didinant ir mažinant jų degimą.

Kontekstų svarba gaminant skirtingus kondicionuotus atsakus taip pat buvo pastebėta 3 tipo dopaminergiškiems neuronams. Pavyzdžiui, 3 tipo neuronas reikšmingai reagavo į sąlyginį toną, kuris buvo susijęs su cukraus granulėmis atlygio kameroje (7A pav., Kairysis skydelis) arba laisvas kritimas į laisvą kritimo kamerą (Pav. 7A, vidurinis skydelis). Kita vertus, jis neatskleidė jokių šaudymo spartos pokyčių, kai neutralus kameroje buvo grojamas tonas.7A pav., Dešinysis skydelis). Gyventojų analizė dar kartą patvirtino, kad šie 3 tipo neuronai padidino šaudymą į tą patį sąlyginį toną atlygio ir laisvo kritimo kamerose (Pav. 7B, kairiosios ir vidurinės plokštės), bet ne neutralioje kameroje (7B pav., Dešinysis skydelis) (P <0.05, studento t-testas). Pirmiau minėti kontekstiniai eksperimentai rodo, kad informacija, pateikta VTA dopamino neuronų lygmenyje, yra labai apdorota ir turtinga integracija, skirta koduoti tam tikrą teigiamų arba neigiamų motyvacinių įvykių, susijusių su aplinkos kontekstu, rinkinį.

miniatiūrų

7 pav. 3 tipo dopaminerginių tipų neuronų atsakai į teigiamus ir neigiamus signalus per tą patį sąlyginį toną įvairiuose kontekstuose.

(A) Peri-įvykių rastrai (1 – 20 tyrimai) ir histogramos, kaip pavyzdys-3 neuronas, reaguojant į tą patį sąlyginį toną, numatantį cukraus granulių pristatymą (kairėje), kad numatomas laisvo kritimo įvykis (viduryje), ir kuri nenumatė nieko neutralioje kameroje (dešinėje). (B) 3 tipo neuronų (n = 6) lygios populiacijos vidutinės peri-įvykio histogramos, reaguojančios į tą patį sąlyginį toną, kuris numatė cukraus granulių pristatymą (kairėje), kad numatomas laisvo kritimo įvykis (viduryje), ir kuris nieko nenustatė ( dešinėje). Laisvas kritimas, 30 cm aukščio.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g007

VTA dopamino neuronų reakcijos pradžia

Mes taip pat nustatėme, kaip ištirti galimų dopamino neuronų atsako latentinį poveikį ir atlyginimams, ir baimingiems įvykiams. 10 ir 30 cm laisvo kritimo įvykių ir 0.2, 0.5 ir 1 sec sukrėtimų įvykių histogramos peri atveju buvo sujungtos atskiriems dopamino neuronams atsako latentui apskaičiuoti. Atsparumo pradžios latencija buvo nustatyta iš pradžių gaunant vidutinį šaudymo greitį (vidurkį) ir standartinį nuokrypį (sd) iš 1000 dėžių (bin = 10 ms) prieš pat stimulo pradžią. Nustatyta, kad atsako latentinis laikas yra laikas, atitinkantis mažiausiai trijų iš eilės dėžių su Z-balais ≥2 po pirmos dėžės pradžią. Dėl mažo dopamino neurono pradinio degimo greičio peri-įvykio histogramos (bin = 10 ms) buvo išlygintos Gauso filtru (filtro plotis = 3 dėžės), kad būtų galima apskaičiuoti slopinimo reakcijos pradžios latentą (tipo atsako pradžios latentai). -1 ir 2 tipo neuronai, kurie gali laisvai kristi, purtyti ir užsikrėsti CS).

Mūsų rezultatai parodė, kad 1 ir 2 tipo galimi dopamino neuronai parodė panašius atsakymus į laisvą kritimą ir sukrėtimą (90.6 ± 31.3 ms vs 108.4 ± 48.6 ms; vidurkis ± sd).8A ir E pav). 3 tipo dopaminergiški panašūs neuronai taip pat parodė panašius atsakymus į latenciją dviem baisiems įvykiams (43.5 ± 20.6 ms vs 46.8 ± 24.2 ms), taip pat dviem sąlygotiems stimulams (75.7 ± 19.0 ms vs 62.9 ± 12.5 ms ) (8B, D ir F pav). Kita vertus, 1 ir 2 tipo neuronai parodė daug ilgesnį atsako latentinį (slopinimo) pradžią nuo aversyvaus CS palyginimo su atsako pradžios latencija (aktyvacijos) iki atlygio CS (181.6 ± 51.9 ms vs 67.1 ± 19.0 ms) (8C ir E pav). Apskritai, slopinimo reakcijos pradžios latentinis laikotarpis apskritai buvo ilgesnis nei atsako atsiradimo lėtėjimo trukmė bet kokiam palyginimui (8E ir F pav).

miniatiūrų

8 pav. VTA galimų dopamino neuronų reakcijos pradžios latentai.

(A) Atskirų tipų 1 ir 2 dopamino neuronų reakcijos į veną atsiradimas atleidžia kritimą ir purtymą. (B) Atskirų 3 tipų dopamino neuronų reakcijos į veną atsiradimo laisvė rudenį ir kratymą. (C) Atskirų tipų 1 ir 2 dopamino neuronų reakcijos pradžios latentai į atlyginimų CS, kurie numatė cukraus granules ir aversyvų CS, kurie numatė laisvą kritimą. (D) Atskirų tipų 3 dopamino neuronų reakcijos pradžios latentai į atlyginimų CS, kurie prognozavo cukraus granules ir aversyvų CS, kurie numatė laisvą kritimą. (E) 1 ir 2 tipo dopamino neuronų populiacijos vidutinis atsakas į latentą (iš tų pačių duomenų, kaip parodyta A ir C) ir (F) 3 tipo neuronai (iš tų pačių duomenų, kaip parodyta B ir D). 1 / 2 tipo neuronų reakcijos pradžios latentai laisvam kritimui, susitraukimui ir aversyviam CS atitinka pavojaus slopinimo latentus; o kiti atitinka aktyvinimo vėlavimus. Klaidų juostos, sd

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g008

Sinchronija tarp unikalių VTA dopamino neuronų rinkinių

Kadangi dopamino kiekis tikslinėse srityse dažnai susijęs su įvairiais kognityviniais rezultatais, jau seniai hipotezė, kad sinchronizuotas dopamino neuronų deginimas gali būti neuronų mechanizmas šiai nervinei cheminei strategijai įgyvendinti. [28], [29]. Šią sąvoką patvirtina tyrimai, rodantys, kad dopamino neuronų pogrupiai substia nigra pars compacta (SNc) parodė spontanišką sinchronizuotą veiklą [24], [30]. Eksperimentuose naudodami kelių tetrodų registravimą, mes turėjome galimybę ištirti dinamines koreliacijas tarp VTA vienu metu užfiksuotų tariamų dopamino neuronų (vienu metu užregistruota iki penkių tariamų dopamino neuronų). Mūsų analizės parodė, kad didžioji dalis tariamų dopamino neuronų parodė spontaniškai sinchronizuotą šaudymą, neatsižvelgiant į gyvūno miego ir pabudimo ciklą (9 pav). Pavyzdžiui, dviejų tuo pačiu metu užregistruotų 1 tipo dopamino neuronų kryžminis koreliacija buvo labai reikšminga (9A ir B pav). Analizuojant bendrus duomenų rinkinius, didžioji dauguma (83%; 48/58 porų) vienu metu užfiksuotų 1 tipo neuronų parodė reikšmingą sinchronizaciją (piko z-balas> 11) per maždaug 100 ms laiko langą nepaisant to, ar pelės laisvai elgėsi, ar miegojo (Pav. 9C). Panašiai buvo reikšmingas sinchronizavimas tarp tuo pačiu metu įrašytų 1 tipo ir 2 tipo galimų dopamino neuronų (9D – F pav). Iš vienu metu užregistruotų 1 ir 2 tipo dopamino neuronų porų 75% (6 / 8) iš jų parodė reikšmingą sinchronizaciją, kai pelės buvo laisvai elgiasi arba miega (9F pav).

miniatiūrų

9 pav. Sinchronija tarp unikalių VTA galimų dopamino neuronų rinkinių.

(A) Peri-įvykių rastrai (1 – 20 tyrimai) ir dviejų tuo pačiu metu užregistruotų 1 tipo neuronų histogramos, reaguojant į laisvą kritimą;B) kryžminė koreliacija tarp šių dviejų neuronų, kai pelė laisvai elgėsi. (C) Vidutinės kryžminės koreliacijos tarp tuo pačiu metu užregistruotų 1 tipo neuronų (48 poros laisvo elgesio metu ir 35 poros miego metu). (D) Dviejų tuo pačiu metu užregistruotų 1 ir 2 tipo neuronų peri-įvykių rastrai ir histogramos, reaguojant į laisvą kritimą;E) kryžminė koreliacija tarp šių dviejų neuronų laisvojo elgesio metu. (F) Vidutinės kryžminės koreliacijos tarp tuo pačiu metu užregistruotų 1 ir 2 tipo neuronų (6 poros laisvai elgiantis ir miego metu). (G) Dviejų tuo pačiu metu įrašytų 3 tipo neuronų peri-įvykių rastrai ir histogramos, reaguojant į laisvą kritimą;H) kryžminė koreliacija tarp šių dviejų neuronų laisvojo elgesio metu. (I) Vidutinės kryžminės koreliacijos tarp tuo pačiu metu užregistruotų 3 tipo neuronų (15 poros laisvo elgesio metu ir 12 poros miego metu). (J) Dviejų tipų 1 ir 3 tipo neuronų peri-įvykių rastrai ir histogramos (vienu metu užregistruotos iš vieno tetrodo) atsakant į laisvą kritimą;K) kryžminė koreliacija tarp šių dviejų neuronų laisvojo elgesio metu. (L) Vidutiniškai apskaičiuotos kryžminės koreliacijos tarp tuo pačiu metu užregistruotų 1 ir 3 tipo neuronų (12 poros laisvo elgesio metu ir 10 poros miego metu). Laisvas kritimas, 30 cm aukščio.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.g009

Be to, reikšmingas sinchronizavimas taip pat buvo pastebėtas 3 tipo dopamino neuronų populiacijoje (9G – I pav). Iš vienu metu įrašytų 3 tipo dopamino neuronų porų 79% (15 / 19) iš jų parodė reikšmingą sinchronizavimą (9I pav). Kita vertus, kai tuo pačiu metu įrašyti 1 ir 3 tipo neuronai arba 2 ir 3 tipo dopamino neuronai (n = 12 poros) buvo apskaičiuoti jų kryžminėms koreliacijoms, jis neatskleidė jokio reikšmingo sinchronizavimo (9J – L pav). Kartu sinchronizuotas aktyvumas tarp baimės slopinamų galimų dopamino neuronų (1 ir 2 tipo), taip pat tarp baimės sužadintų 3 neuronų rodo, kad skirtingų potencialių dopamino neuronų pogrupiai gali gauti atskirus įėjimus iš atskirų smegenų sričių ir yra integruoti su skirtingais tinklais [25], [31], [32].

Diskusija

Mūsų pirmiau minėti ansamblių įrašai ir analizės parodė, kad dopamino neuronai vaidina teigiamą ir neigiamą patirtį. Mes nustatėme, kad VTA dopamino neuronai pasižymi įvairiomis atsako savybėmis, o didžioji dauguma galimų dopamino neuronų reaguoja tiek į atlygį, tiek į baimę. Ši konvergencinė VTA dopamino neuronų kodavimo strategija yra įdomi, atsižvelgiant į labai paminėtą tyrimą „budus beždžionėse“, kuris rodo, kad dopamino neuronai pirmiausia reaguoja į stimulus, turinčius apetitinę, o ne aversinę motyvacinę vertę. [33]. Aversinis stimulas, kaip antai šiame tyrime panaudotas oro įpurškimas, yra gana lengvas stimulas, lyginant su dviem baisiais mūsų eksperimente naudojamais įvykiais. Kai kurie mokslininkai teigė, kad aversyvus stimulas, kaip oro pripūtimas, gali turėti neigiamos reikšmės, nes beždžionės gali išmokti mirksėti ar uždaryti akis į sąlyginį stimulą, kad būtų išvengta aversinio stimulo [9], [34]. Kita vertus, naujesniais tyrimais, susijusiais su pabudusiais beždžionėmis, matyti, kad egzistuoja skirtingų tipų dopamino neuronai. (SNc) tiek teigiamiems, tiek neigiamiems signalams perduoti [5], [9], [19]. Todėl tiek VTA, tiek SNc dopamino neuronai gali sekti vieningą kodavimo strategiją, kad būtų galima konvertuoti teigiamus ir neigiamus motyvacinius signalus.

VTA ankstesniame tyrime buvo įrodyta, kad skirtingos baimės kondicionavimo metu buvo suaktyvintos arba slopinamos skirtingos VTA galimų dopamino neuronų populiacijos. [35]. Neseniai buvo pranešta, kad dopamino neuronai, esantys VTA ventralinėje dalyje, buvo suaktyvinti anestezuotose žiurkėse. [36]. Tačiau šie du tyrimai neatliko, kaip tie patys dopamino neuronai reaguotų į atlygį ar teigiamus įvykius. Naudodamiesi laisvai elgiantis mūsų įrašymo pelių būsenomis, mes pristatėme pelėms teigiamus ir neigiamus stimulus ir nustatėme, kad didžioji dauguma VTA dopamino neuronų reaguoja į atlygį ir neigiamą patirtį.

Svarbu pažymėti, kad mūsų dabartinė ekstraląstelinė įrašymo technika neturi galimybių vizualizuoti skirtingų tipų dopamino neuronų tipus mūsų eksperimente. Manome, kad mūsų eksperimente užfiksuoti 3 tipo dopaminerginiai tipo neuronai VTA srityje yra labiau dorsally arba anterior.Pav. 1A, raudonos ir raudonos spalvos kvadratai). Tačiau buvo pažymėta, kad ne mažiau kaip 12 / 1 ir 2 tipo neuronų poros buvo užregistruotos vienu metu ir keliais atvejais užregistruotos iš vieno tetrodo (pvz., 3G pav; 9J pav). Tolesni kruopštesni anatominiai eksperimentai gali tekti išspręsti šią problemą. Nepaisant to, mūsų budrių, laisvai besielgiančių pelių rezultatai dar labiau patvirtina mintį, kad nors dauguma VTA tariamų dopamino neuronų pasižymi sumažėjusiu aktyvumu, nedidelę į dopaminergą panašių neuronų grupę gali suaktyvinti neigiami ar aversiški įvykiai. Mūsų eksperimente užfiksuoti 3 tipo dopaminerginiai neuronai labiau panašūs į 1/2 tipo tariamus dopamino neuronus, o ne ne dopamino neuronus: visų trijų tipų neuronams nustatytas žemas pradinis šaudymo dažnis (0.5–10 Hz), palyginti ilgas tarpai tarp smaigalių (> 4 ms) ir įprastas šaudymo būdas. Kita vertus, VTA ne dopamino neuronams būdingas didesnis pradinis šaudymo dažnis (> 10 Hz) ir stiprus judesio moduliavimas [21]-[23]. Reaguodamas į du baimės keliančius įvykius, dauguma šių ne dopamino neuronų (> 70%) pasižymėjo reikšmingu aktyvavimu ir labai įvairiapusiais laiko šaudymo būdais. Kompleksinis pradinis aktyvumas, taip pat šių ne dopamino neuronų reakcijos į du bauginančius įvykius savybės yra čia aptariamos ribos.

Mūsų dabartinės išvados taip pat suteikia keletą naujų įžvalgų apie VTA dopamino neuronų vaidmenį tiek teigiama, tiek neigiama motyvacija. Pirma, VTA numatomi dopamino neuronai reaguoja į skirtingus neigiamus dirgiklius panašiais būdais pabudusiuose gyvūnuose. Tai reiškia, kad neuronai, kurie reagavo į laisvą kritimą, visada reagavo į purtymą panašiu būdu (1 tipo ir 2 tipo neuronų slopinimas, 3 tipo neuronų aktyvinimas). Unikalios reakcijos į neigiamus įvykius tam tikrame VTA dopamino neuronų tipe yra panašios į jų atsakymus į daugelį naujų ir su atlygiu susijusių įvykių [5], [37].

Antrasis pastebimas bruožas yra stiprus 1 dopamino neuronų sužadinimas, atsilaisvinantis nuo laisvo kritimo ar susitraukimo. Šis atsitiktinis sužadinimas laisvai elgiančiuose gyvūnuose gali koduoti informaciją, atspindinčią ne tik atleidimą nuo tokių baisių įvykių nutraukimo [38]-[40], bet galbūt teikiant tam tikrus motyvacinius signalus (pvz., motyvaciją pabėgti). Taip pat vienodai įmanoma, kad kompensuojamo sužadinimo sužadinimas gali vaidinti svarbų vaidmenį įtraukiant jaudinantį elgesį (pvz., Ekstremalių sporto šakų, Terorijos bokštas važiuoja į Disney World). Pažymėtina, kad taip pat buvo pranešta apie VTA dopamino neurono atsinaujinimo aktyvavimą anestezuotose žiurkėse pasibaigus odos smūgio dirgikliams. [36]. Nepaisant to, bus labai įdomu toliau tirti dopamino neurono funkcinę reikšmę įvairaus rizikingo elgesio atveju.

Trečia, VTA galimai dopamino neuronai turi dinaminę dinaminę veiklą, kuri glaudžiai siejasi su baisių įvykių trukme. Laikino aktyvumo pasikeitimo naudojimas baimingo įvykio trukmei, atrodo, yra prasmingas, nes slopinimas yra labai ribotas dėl mažo daugelio dopamino neuronų pradinio degimo greičio. Palyginti su tuo, kad dopamino neuronai turi skirtingus atsakymus į skirtingas premijų boliuso vertes, tai yra įdomu [41]. Atsižvelgiant į šaltinius, kurie skatina 1 ir 2 tipo dopamino neuronų slopinimą, naujausi tyrimai rodo, kad šoninis habenulinis branduolys (LHb) ir GABAerginis rostromedialinis tegmentinis branduolys (RMTg) vaidina svarbų vaidmenį [42]-[45]. Pirma, šie branduoliai turi priešingus atsakus į atlyginamuosius ar averzinius dirgiklius, palyginti su dopamino neurono atsakais į tuos pačius dirgiklius [42], [44]. Antra, aktyvavus LHb arba RMTg, dopamino neuronai stipriai slopinami [43], [45].

Ketvirta, mes taip pat atskleidžiame, kad VTA dopamino neuronai gali sąlygoti visiškai priešingus pokyčius, susijusius su sąlyga, kad sąlyginis stimulas signalizuoja už atlygį ar baimingus įvykius, kurie įvyko esant skirtingiems kontekstams (6 pav). Tai primygtinai rodo, kad VTA lygmenyje vykstantis nervų apdorojimas yra labai integruotas, o kontekstinė informacija yra neatsiejama teigiamos ir neigiamos patirties kodavimo proceso dalis. Ši išvada atitinka anatominius įrodymus ir ankstesnes hipotezes, kad VTA neuronai gauna labai apdorotą informaciją iš priešakinių struktūrų, tokių kaip hipokampas ir prefrontalinė žievė [37], [46]-[48]. Toks aukšto lygio integravimas į patirtį ir įvykius VTA neuronų populiacijoje gali paaiškinti, kodėl aplinka vaidina tokį dominuojantį vaidmenį skatinant troškimą ar įpročių stiprinimą.

Galiausiai, mūsų vienalaikiai įrašymo būdai leido mums įrodyti reikšmingą koreliaciją tarp 1 tipo ir 2 tipo galimų dopamino neuronų, taip pat tarp 3 tipo neuronų. Tokio degimo sinchronizavimo ypatumai yra labai įdomūs, atsižvelgiant į galimą VTA tinklo išdėstymą. Tai rodo, kad VTA galimi dopamino neuronai gali naudoti dvi labai specifines sinchronizuotas strategijas, skirtas optimizuoti ir dopamino perdavimo efektyvumui, ir tokiu būdu užtikrinant koordinuotą žemutinių struktūrų, pvz., Branduolių accumbens, moduliavimą. Sinchronizuoto 3 ir 1 / 2 tipo neuronų aktyvumo trūkumas atitinka daugelį kitų skirtumų tarp jų - tiek fiziologiškai, tiek farmakologiškai (3 pav). Ypač, skirtingai nuo 1 tipo ir 2 tipo galimų dopamino neuronų, kurių beveik visi (96%; 23 / 24) turi reikšmingą slopinimą, 3 tipo neuronai kitaip rodo dopamino receptorių agonistų sužadinimą (3H pav). Pažymėtina, kad ankstesniuose tyrimuose buvo nustatyta, kad dopamino receptorių agonistas dažniausiai slopina arba netrikdo galimų dopamino neuronų. Tik keli tyrimai parodė, kad dopamino receptorių agonistai gali aktyvuoti kai kuriuos dopamino neuronus [24], [25], galbūt todėl, kad aktyvuoti neuronai buvo tiesiog klasifikuojami kaip ne dopamino neuronai ankstesnėse studijose. Pažymėtina, kad nedidelis skaičius VTA dopamino neuronų, kurie taip pat yra teigiami, yra aktyvūs dopamino receptorių agonistui. [25]. Būsimi eksperimentai, galbūt naudojant optogenetiką, turės patvirtinti, ar tie baimės aktyvuoti 3 tipo neuronai buvo dopamino neuronai. Ir šių tipų 3 neuronų, kaip dopamino neuronų, priėmimas iki šiol turėtų būti atsargus.

Apibendrinant, parodome, kad didžioji dauguma VTA galimų dopamino neuronų gali reaguoti tiek į atlygį, tiek į baimę. Šie galimi dopamino neuronai panašiai reaguoja į skirtingus neigiamus įvykius, o svarbiau, kad jų dinaminiai degimo pokyčiai laiko atžvilgiu yra proporcingi baisių įvykių trukmei. VTA tariami dopamino neuronai taip pat integruoja užuominas ir kontekstinę informaciją, kad būtų galima atskirti atlygį ir baimingus įvykius. Apskritai, mes siūlome, kad VTA dopamino neuronai gali naudoti konvergencinę kodavimo strategiją tinklo populiacijos lygmenyje, kad galėtų apdoroti ir teigiamą, ir neigiamą patirtį. Toks konvergencinis patyrimų kodavimas taip pat labai integruotas su užuominomis ir aplinkos kontekstais, siekiant dar labiau pagerinti elgesio specifiškumą.

Medžiagos ir metodai

Etikos ataskaita

Visi šiame tyrime naudojami gyvūnai buvo patvirtinti pagal Institucinių gyvūnų priežiūros ir naudojimo komiteto, Gruzijos sveikatos mokslų universiteto patvirtintas procedūras ir įtrauktos į protokolo numerį BR-07-11-001.

Tematika

Bendrai 71 vyriškos C57BL / 6J pelės buvo naudojamos įrašymui ir atskirai laikomos tamsiame 12-h / 12-h cikle. Dabartinėse analizėse buvo naudojami tik duomenys iš 24 pelių, iš kurių mes įrašėme galimus dopamino neuronus.

Chirurgijos

Sukonstruotas 32 kanalų (8 tetrodų pluoštas), itin lengvas (svoris <1 g), kilnojamas (varžtais varomas) elektrodų matrica, panašus į aprašytą anksčiau [49]. Kiekvienas tetrodas susideda iš keturių 13-µm skersmens Fe-Ni-Cr laidų (Stablohm 675, Kalifornijos smulkiosios vielos; kiekvienos vielos tipui 2 – 4 MΩ su impedantais) arba 17-µm skersmens Platinum vielos (90% Platinum 10% Iridium, Kalifornijos „Fine Wire“, kurių kiekvienos vielos tipai yra 1 – 2 Med. Vieną savaitę prieš operaciją pelės (3 – 6 mėnesiai) buvo pašalintos iš standartinio narvo ir laikomos individualiai pritaikytose vietose (40 × 20 × 25 cm). Operacijos dieną pelės buvo nukentintos ketaminu / ksilazinu (80 / 12 mg / kg, ip); elektrodo masyvas buvo implantuotas į VTA dešiniajame pusrutulyje (3.4 mm už bregmos, 0.5 mm šoninės ir 3.8 – 4.0 mm ventralinės iki smegenų paviršiaus) ir pritvirtintos dantų cementu.

Tetrode įrašymas ir vienetų izoliavimas

Praėjus dviem ar trims dienoms po operacijos, elektrodai buvo tikrinami kasdien, siekiant nustatyti neuroninį aktyvumą. Jei nebuvo aptikta dopamino neuronų, elektrodo masyvas buvo pažangus 40 ~ 100 µm per dieną, kol galėjome įrašyti iš galimo dopamino neurono. Daugiakanalis ekstraląstelinis įrašymas buvo panašus į anksčiau aprašytą [49]. Trumpai tariant, šuoliai (filtruoti 250 – 8000 Hz; skaitmeninti 40 kHz) buvo įrašyti per visą eksperimentinį procesą, naudojant „Plexon“ daugiakanalį gavimo procesorių sistemą („Plexon Inc.“). Pelių elgesys tuo pačiu metu buvo įrašytas naudojant „Plexon CinePlex“ stebėjimo sistemą. Įrašyti šuoliai buvo izoliuoti naudojant „Plexon OfflineSorter“ programinę įrangą: daugiausiai smaigalių rūšiavimo parametrų (pvz., Pagrindinės sudedamosios dalies analizė, energijos analizė) buvo panaudoti geriausiam tetrode įrašytų smaigalių formų izoliavimui. Suderinus daugiafunkcinio įrašymo ir daugialypės vieneto izoliacijos metodų, naudojamų „OfflineSorter“ (pvz., Pagrindinių komponentų analizės, energijos analizės) stabilumą, atskirų VTA neuronų galima išsamiai ištirti, daugeliu atvejų dienų (Pav. S1).

Baimingi įvykiai

Du eksperimentiniai įvykiai, laisvas kritimas (nuo 10 ir 30 cm) ir purtymas (0.2, 0.5 ir 1 sek), mūsų eksperimentuose buvo atsitiktinai atlikti su intervalais tarp 1 – 2 valandų tarp sesijų. Laisvo kritimo atveju mes naudojome kvadratinę (10 × 10 × 15 cm) arba apvalią kamerą (11 cm skersmens, 15 cm aukščio). Kratymo atveju mes naudojome apvalią kamerą (12.5 cm skersmens, 15 cm aukščio). Kiekvienoje laisvo kritimo ar sukrėtimo įvykio sesijoje pelė buvo patalpinta į laisvą kritimo arba kratymo kamerą (pelė gali laisvai judėti kamerų viduje). Po 3 min pripratimo apie 20 tyrimus, susijusius su laisvo kritimo (ar kratymo) įvykiais, buvo atlikta 1 – 2 min. Laisvojo kritimo kamera buvo pakelta (10 cm arba 30 cm aukščio) ir prijungta prie solenoidinės sistemos (magnetinių jutiklių sistemos, serija S-20-125) prieš kiekvieną laisvą kritimo įvykį. Laisvo kritimo įvykis buvo pristatytas užtikrinant solenoidų sistemos tikslią mechaninę kontrolę (WPI, PulseMaster A300), kad atlaisvintų pakabos virvę. Tada laisvojo kritimo kamera nusileido ant minkštos trinkelės, kuri labai sumažino atsilikimą ir neleido išvengti žalos įrašymo stabilumui (S2 skaičiai ir S3). Laisvo kritimo trukmė buvo apskaičiuota pagal lygtį: T = SQRT (2 × h / g), kur h yra laisvo kritimo aukštis, o g - žemės gravitacijos pagreitis. Atsižvelgiant į minkštą nusileidimo vėlavimą, apskaičiuota 10 ir 30 cm laisvo kritimo trukmė buvo atitinkamai 230 ir 340 ms. Drebėjimo įvykis buvo užtikrintas tiksliai sukant mašiną („Thermolyne Maxi Mix II Type 37600 Mixer“) maksimaliu 3000 aps./min greičiu, nebent mažo intensyvumo, kuris buvo apie 1500 aps./min.

Visuomet stebėjome įrašytų vienetų stabilumą, išnagrinėję smaigių bangų formas, pradinę šaudymo būseną ir smailių klasterio pasiskirstymą prieš ir po įvykių, taip pat per visą eksperimentą. Duomenų rinkinius įtraukėme tik iš tų gyvūnų, kurie atitiko šiuos registravimo kriterijus, kad būtų galima atlikti tolesnes duomenų analizes. Kaip parodyta S1 skaičiai, S2ir S3šiame tyrime išvardyti dopamino neuronai buvo stabiliai užregistruoti ir gerai išskirti tiek laisvo kritimo, tiek purtymo metu, be laikino vieneto praradimo arba triukšmo / artefakto užteršimo.

Visų pirma, mes ėmėmės trijų žingsnių, siekiant užtikrinti, kad šuoliai nebūtų užteršti jokiais artefaktais: 1) Mes sumažinome įrašymo trukdžius įžemindami visą eksperimentinį aparatą. Mes nustatėme, kad laisvo kritimo ir sukrėtimo metu atsiradę elektriniai artefaktai buvo tokie patys, kaip ir lokomotorinio tyrimo metu. 2) Mes taip pat panaikinome likusius „Plexon Reference“ kliento artefaktus, kurie leido mums pasirinkti kanalą, kurio etaloniniu kanalu nėra matomų gerų vienetų. Tai labai pašalino foninius triukšmus ir artefaktus. 3) Jei vis dar liko bet kokių galimų artefaktų bangų formų, mes jas pašalinome per smailių bangų formų apdorojimą, naudojant „Plexon Offline Sorter“, nes artefaktų bangos buvo labai skirtingos nuo neuronų spyglių bangos.

Apdovanojimas ir dviejų krypčių kondicionavimas

Prieš atlygio asociacijos mokymą pelės buvo šiek tiek maistinės. Atlyginimo sąlygose pelės buvo dedamos į atlygio kamerą (45 cm skersmens, 40 cm aukščio). Pelės buvo apmokytos susieti toną (5 kHz, 1 sec) su tolesniu cukraus granulių pristatymu mažiausiai dvi dienas (40 – 60 tyrimai per dieną; tarp 1 – 2 min intervalas tarp bandymų). Tonas buvo sukurtas A12-33 garso signalo generatoriumi (5-ms formos kilimas ir kritimas; apie 80 dB kameros centre) („Coulbourn Instruments“). Cukraus nuosėdas (14 mg) pristatė maisto dozatorius (ENV-203-14P, Med. Associates Inc.) ir nuleidęs į vieną iš dviejų talpyklų (12 × 7 × 3 cm), kai baigėsi tonas (kitas indas buvo naudojamas kaip kontrolė, kur cukraus granulės niekada nebuvo gautos).

Atskirų eksperimentų rinkinyje pelės buvo apmokytos dviejų krypčių kondicionavimui (tiek atlygiui, tiek aversyviam kondicionavimui). Naudojamas kondicionuojamas tonas (5 kHz, 1 sec) buvo identiškas, bet skirtingose ​​situacijose: atlygio kondicionavimo metu (atlygio kameroje; 45 cm skersmens, 40 cm aukščio), tonas buvo suporuotas su cukraus granulių pristatymu; aversyvaus kondicionavimo metu (laisvoje kritimo kameroje) tas pats tonas buvo susietas su laisvo kritimo įvykiu (30 cm aukščio). Pelės buvo apmokytos vieną savaitę ar ilgiau ir buvo subalansuotos: pusė pelių gavo atlygio kondicionavimą 1 ir 2 dienomis, po to Xerum ir 3 (4 – 40 tyrimai kasdien) dieną buvo gydomi aversyviai; kita pusė pelių 60 ir 1 paros metu buvo gydoma aversyviai, po to 2 ir 3 (4 – 40 tyrimai per parą) buvo atlyginti. 60 ir vėlesnėmis dienomis kiekvieną dieną atsitiktine tvarka buvo duodamos trys sesijos (5 – 20 tyrimai per sesiją), įskaitant atlygio kondicionavimą, aversinį kondicionavimą ir trečią neutralią kamerą (30 × 55 × 30 cm, praturtintą žaislais) ), kai tonas nieko nenustatė. Tarpas tarp sesijų buvo 30 – 1 valandos; intervalas tarp tyrimų buvo 2 – 1 min. 2 dieną buvo ištirtas cukraus ir (arba) kontrolinės talpyklos požiūris po to, kai prasidėjo sąlygotas tonas. Latensai, ilgesni nei 7 sek, buvo laikomi 60 sek; tuo atveju, kai pelė buvo laikoma talpykloje kondicionuojamo tono metu, latentinis laikas nebuvo naudojamas apskaičiavimui. 60 dieną taip pat buvo tiriamas atgalinio judėjimo elgesys (galvos ir (arba) galūnių judėjimas atgal) po to, kai prasidėjo sąlygotas tonas.

Įrašymo vietos histologinis patikrinimas

Baigus eksperimentus, galutinė elektrodo padėtis buvo paženklinta per 10-sec, 20-µA srovę (Stimulus Isolator A365, WPI) per du elektrodus. Pelės buvo giliai anestezuotos ir perfuzuojamos 0.9% fiziologiniu tirpalu, po to - 4% paraformaldehidas. Tada smegenys buvo pašalintos ir po fiksuotos paraformaldehidu bent 24 h. Smegenys buvo greitai užšaldytos ir supjaustytos ant kriostato (50-µm koroninių sekcijų) ir nudažytos krezilo violetine. Histologiniai eksperimentai buvo atlikti su 21 pelėmis (kitoje 3 pelėje smegenų sekcijos, deja, nebuvo gerai paruoštos). Mūsų histologijos rezultatai patvirtino, kad 17 pelėse ir VN-SNc pasienio zonoje 4 pelėse buvo užregistruoti dopamino neuronai.Pav. 1A).

Duomenų analizė

Surūšiuoti nerviniai šuoliai buvo apdoroti ir analizuojami „NeuroExplorer“ („Nex Technologies“) ir „Matlab“. Dopamino neuronai buvo klasifikuojami pagal šiuos tris kriterijus: 1) mažas pradinis šaudymo dažnis (0.5–10 Hz); 2) santykinai ilgas tarpinių smaigalių intervalas (visi klasifikuojami tariami dopamino neuronai, kurių ISI> 4 ms, esant ≥99.8% patikimumo lygiui). Trumpiausias ISI, kurį užfiksavome, buvo 4.1 ms bet kokiomis mūsų eksperimento sąlygomis (trumpiausiam ISI buvo naudojami tik gerai izoliuoti vienetai, kurių amplitudė ≥0.4 mV). Vidutinis trumpiausias ISI buvo 6.8 ± 2.2 ms (vidurkis ± sd; n = 36). Priešingai, ne dopamino neuronų ISI gali būti net 1.1 ms; 3) reguliarus šaudymo būdas, kai pelės laisvai elgėsi (svyravimai <3 Hz). Čia svyravimas rodo šaudymo greičio histogramos juostos verčių standartinį nuokrypį (sd) (šiukšliadėžė = 1 sek.; Įrašyta mažiausiai 600 sek.). Be to, buvo pastebėta, kad didžioji dauguma (89%; 56/63) klasifikuotų dopamino neuronų parodė reikšmingą aktyvaciją, reaguodami į atlygį numatantį toną (2E ir F pav). Taip pat buvo pažymėta, kad daugelis klasifikuojamų galimų dopamino neuronų (70%, 23 / 33; 1 ir 2) parodė reikšmingą slopinimą (≤30% pradinio šaudymo greitis) ir kitus 27% tipo 3 neuronus (n = 9) parodė aktyvinimą (3H pav). Kita vertus, VTA ne dopamino neuronai parodė, kad dopamino receptorių agonistai kepimo spartą pakeitė ribotai arba visai nesikeitė (3I pav). Pusė AP smaigalių formų pločio buvo matuojama iš lovelių iki šių galimo potencialo smailių (Pav. 1B). Pusės AP plotis, didesnis nei 0.8 ms, buvo laikomas 0.8 ms. Apskaičiuojant dopamino neurono sprogimo tikimybę, pagal ankstesnius nustatytus kriterijus buvo naudojamas pradinis aktyvumas, kai pelės elgėsi laisvai (serijos pradžia, ISI ≤80 ms; serijos poslinkis, ISI ≥160 ms) [50].

Neuronų aktyvumo pokyčiai kondicionuojamiems ir besąlyginiams stimulams buvo lyginami su 10-sec kontroliniu laikotarpiu prieš stimulo pradžią kiekviename tyrime su pasirinktu laiko langu (priklausomai nuo stimulų trukmės), naudojant Wilcoxon pasirašytą rango testą. 10 ir 30 cm laisvo kritimo atveju 100 – 230 ir 100 – 340 ms buvo rodomi po laisvo kritimo įvykio; „0.2“, „0.5“ ir „1 sec“ sukrėtimų atveju po to, kai prasidėjo drebulys, laiko langai buvo 100 – 200, 100 – 500 ir 100 – 1000 ms (buvo pastebėta, kad keletas 1 / 2 tipo galimų dopamino neuronų) „10%“ taip pat parodė nedidelį aktyvumą pradinės 100 ms metu, iškart po laisvo kritimo ir purtymo įvykių pradžios). Atlyginimo reguliavimui laiko langas buvo 50 – 600 ms, kai buvo pradėtas kondicionuotas tonas; dėl aversyvaus kondicionavimo laiko langas buvo 200 – 600 ms po to, kai prasidėjo sąlyginis tonas.

Peri-įvykių rastrai (1 – 20 tyrimai iš viršaus į apačią) ir histogramos buvo atlikti NeuroExplorer (Nex Technologies). Visi švelninimai buvo atlikti NeuroExplorer, naudojant Gauso filtrą (filtro plotis = 3 dėžės). Atliktos kryžminės koreliacijos tarp tuo pačiu metu užregistruotų dopamino neuronų porų, kai pelės laisvai elgėsi (be išorinių dirgiklių) arba miega namuose. Kryžminės koreliacijos piko vertės z-balų skaičiavimui kryžminės koreliacijos histogramos buvo išlygintos, kad būtų gauta didžiausia vertė; vidurkiai ir standartiniai nuokrypiai buvo gauti iš susimaišiusių (atsitiktinių imčių) „Matlab“ šuolių [51]. Pažymima, kad sinchronizuoti vienetai atstovauja skirtingus dopamino neuronus, o ne tą patį neuroną. Mes atmetėme galimybę, kad sinchronizuoti vienetai buvo užregistruoti arba užkrėsti tuo pačiu neuronu (kai taip atsitiko, būtų ~ 1 ms, o ne ~ 100 ms, kaip parodė 9 pav).

Pagalbinė informacija

Figure_S1.tif

VTA dopamino neuronai yra stabiliai registruojami ir gerai izoliuoti. (A) Gerai izoliuoto 1 tipo dopamino neurono (mėlynų taškų) pavyzdys 2 dimensijos pagrindinėje komponento analizėje ir jos reprezentacinėse bangų formose (įrašytos tetrode) 1 dieną (viršutiniame skydelyje) ir dieną 2 (apatinė plokštė) . Spike izoliacija atlikta naudojant Plexon OfflineSorter (Plexon Inc. Dallas, TX). PC1 ir PC2 yra atitinkamai pirmasis ir antrasis pagrindiniai komponentai. Mėlynieji taškai yra atskiri dopamino neurono šuoliai; juodi taškai rodo individualius šuolius kitiems VTA neuronams. (B) Gerai izoliuoto 2 tipo dopamino neurono (mėlyni taškai) pavyzdys ir jo reprezentacinės bangos formos 1 dieną (viršutinė plokštė) ir 2 diena (apatinė plokštė). (C) Gerai izoliuoto 3 tipo dopamino neurono (mėlyni taškai) pavyzdys ir jo tipinės bangos formos 1 dieną (viršutinė plokštė) ir 2 diena (apatinė plokštė).

S1 pav.

VTA dopamino neuronai yra stabiliai registruojami ir gerai izoliuoti. (A) Gerai izoliuoto 1 tipo dopamino neurono (mėlynų taškų) pavyzdys 2 dimensijos pagrindinėje komponento analizėje ir jos reprezentacinėse bangų formose (įrašytos tetrode) 1 dieną (viršutiniame skydelyje) ir dieną 2 (apatinė plokštė) . Spike izoliacija atlikta naudojant Plexon OfflineSorter (Plexon Inc. Dallas, TX). PC1 ir PC2 yra atitinkamai pirmasis ir antrasis pagrindiniai komponentai. Mėlynieji taškai yra atskiri dopamino neurono šuoliai; juodi taškai rodo individualius šuolius kitiems VTA neuronams. (B) Gerai izoliuoto 2 tipo dopamino neurono (mėlyni taškai) pavyzdys ir jo reprezentacinės bangos formos 1 dieną (viršutinė plokštė) ir 2 diena (apatinė plokštė). (C) Gerai izoliuoto 3 tipo dopamino neurono (mėlyni taškai) pavyzdys ir jo tipinės bangos formos 1 dieną (viršutinė plokštė) ir 2 diena (apatinė plokštė).

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.s001

(TIF)

S2 pav.

Laikinas vieneto praradimas laisvo kritimo ir purtymo metu. (A) keturių vienu metu užfiksuotų VTA dopamino ir ne dopamino neuronų atsakai laisvo kritimo metu. Atkreipkite dėmesį, kad vienetai, įrašyti iš to paties tetrodo, gali sukelti priešingus atsakymus (pvz., Tetrodo Nr. 5 1 ir 2 vienetai; tetrodo Nr. 8 vienetai 1 ir 2), o tai rodo, kad įrašymas buvo stabilus ir laikinai netekus vienetų. (B) Tų pačių keturių VTA neuronų atsakai purtymo metu. (C) Tų pačių keturių VTA neuronų tipinės bangos formos 1 val. Prieš laisvo kritimo ir purtymo įvykio sesiją ir 1 val. Po jos.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.s002

(TIF)

S3 pav.

Jokio triukšmo / artefakto užteršimo laisvo kritimo ir purtymo metu. (A) Pavyzdinio tariamo dopamino neurono (tipas 1) ir jo bangų formos atsakymai prieš (1 sek.), (1 sek.) Ir po (1 sek) laisvo kritimo ir purtymo įvykių. Atkreipkite dėmesį, kad po laisvo kritimo ir sukrėtimo įvykio bangų formos nepasikeitė reikšmingai, o tai rodo, kad nėra triukšmo / artefaktų užteršimo. (B) Kitas galimas dopamino neuronas (tipas 3) ir jo bangos formos prieš (1 sek.), (1 sek.) Ir po (1 sec) laisvo kritimo ir purtymo įvykių.

doi: 10.1371 / journal.pone.0017047.s003

(TIF)

Padėka

Dėkojame Dr. Rhea-Beth Markowitz už redagavimą rankraštyje ir Kun Xie už techninę pagalbą.

Autoriaus įnašai

Suprojektuoti ir suprojektuoti eksperimentai: DVW JZT. Atlikti eksperimentai: DVW. Analizuojami duomenys: DVW JZT. Parašė popierių: DVW JZT.

Nuorodos

  1. 1. Berridge KC, Robinson TE (1998) Koks yra dopamino vaidmuo atlyginant: hedoninis poveikis, mokymas už atlygį ar skatinamasis dėmesys? Brain Res Rev 28: 309 – 369.
  2. 2. Ikemoto S, Panksepp J (1999) Branduolio accumbens vaidmuo dopamino motyvuotame elgesyje: vieningas aiškinimas, ypatingas dėmesys skiriamas už atlygį. Brain Res Rev 31: 6 – 41.
  3. Žiūrėti straipsnį
  4. PubMed / NCBI
  5. "Google Scholar"
  6. Žiūrėti straipsnį
  7. PubMed / NCBI
  8. "Google Scholar"
  9. Žiūrėti straipsnį
  10. PubMed / NCBI
  11. "Google Scholar"
  12. Žiūrėti straipsnį
  13. PubMed / NCBI
  14. "Google Scholar"
  15. Žiūrėti straipsnį
  16. PubMed / NCBI
  17. "Google Scholar"
  18. Žiūrėti straipsnį
  19. PubMed / NCBI
  20. "Google Scholar"
  21. Žiūrėti straipsnį
  22. PubMed / NCBI
  23. "Google Scholar"
  24. Žiūrėti straipsnį
  25. PubMed / NCBI
  26. "Google Scholar"
  27. Žiūrėti straipsnį
  28. PubMed / NCBI
  29. "Google Scholar"
  30. Žiūrėti straipsnį
  31. PubMed / NCBI
  32. "Google Scholar"
  33. Žiūrėti straipsnį
  34. PubMed / NCBI
  35. "Google Scholar"
  36. Žiūrėti straipsnį
  37. PubMed / NCBI
  38. "Google Scholar"
  39. Žiūrėti straipsnį
  40. PubMed / NCBI
  41. "Google Scholar"
  42. Žiūrėti straipsnį
  43. PubMed / NCBI
  44. "Google Scholar"
  45. Žiūrėti straipsnį
  46. PubMed / NCBI
  47. "Google Scholar"
  48. Žiūrėti straipsnį
  49. PubMed / NCBI
  50. "Google Scholar"
  51. Žiūrėti straipsnį
  52. PubMed / NCBI
  53. "Google Scholar"
  54. Žiūrėti straipsnį
  55. PubMed / NCBI
  56. "Google Scholar"
  57. Žiūrėti straipsnį
  58. PubMed / NCBI
  59. "Google Scholar"
  60. Žiūrėti straipsnį
  61. PubMed / NCBI
  62. "Google Scholar"
  63. Žiūrėti straipsnį
  64. PubMed / NCBI
  65. "Google Scholar"
  66. Žiūrėti straipsnį
  67. PubMed / NCBI
  68. "Google Scholar"
  69. Žiūrėti straipsnį
  70. PubMed / NCBI
  71. "Google Scholar"
  72. Žiūrėti straipsnį
  73. PubMed / NCBI
  74. "Google Scholar"
  75. Žiūrėti straipsnį
  76. PubMed / NCBI
  77. "Google Scholar"
  78. Žiūrėti straipsnį
  79. PubMed / NCBI
  80. "Google Scholar"
  81. Žiūrėti straipsnį
  82. PubMed / NCBI
  83. "Google Scholar"
  84. Žiūrėti straipsnį
  85. PubMed / NCBI
  86. "Google Scholar"
  87. Žiūrėti straipsnį
  88. PubMed / NCBI
  89. "Google Scholar"
  90. Žiūrėti straipsnį
  91. PubMed / NCBI
  92. "Google Scholar"
  93. Žiūrėti straipsnį
  94. PubMed / NCBI
  95. "Google Scholar"
  96. Žiūrėti straipsnį
  97. PubMed / NCBI
  98. "Google Scholar"
  99. Žiūrėti straipsnį
  100. PubMed / NCBI
  101. "Google Scholar"
  102. Žiūrėti straipsnį
  103. PubMed / NCBI
  104. "Google Scholar"
  105. Žiūrėti straipsnį
  106. PubMed / NCBI
  107. "Google Scholar"
  108. Žiūrėti straipsnį
  109. PubMed / NCBI
  110. "Google Scholar"
  111. Žiūrėti straipsnį
  112. PubMed / NCBI
  113. "Google Scholar"
  114. Žiūrėti straipsnį
  115. PubMed / NCBI
  116. "Google Scholar"
  117. Žiūrėti straipsnį
  118. PubMed / NCBI
  119. "Google Scholar"
  120. Žiūrėti straipsnį
  121. PubMed / NCBI
  122. "Google Scholar"
  123. Žiūrėti straipsnį
  124. PubMed / NCBI
  125. "Google Scholar"
  126. Žiūrėti straipsnį
  127. PubMed / NCBI
  128. "Google Scholar"
  129. Žiūrėti straipsnį
  130. PubMed / NCBI
  131. "Google Scholar"
  132. Žiūrėti straipsnį
  133. PubMed / NCBI
  134. "Google Scholar"
  135. Žiūrėti straipsnį
  136. PubMed / NCBI
  137. "Google Scholar"
  138. Žiūrėti straipsnį
  139. PubMed / NCBI
  140. "Google Scholar"
  141. Žiūrėti straipsnį
  142. PubMed / NCBI
  143. "Google Scholar"
  144. Žiūrėti straipsnį
  145. PubMed / NCBI
  146. "Google Scholar"
  147. Žiūrėti straipsnį
  148. PubMed / NCBI
  149. "Google Scholar"
  150. Žiūrėti straipsnį
  151. PubMed / NCBI
  152. "Google Scholar"
  153. 3. Išminčius RA (2004) Dopaminas, mokymasis ir motyvacija. Nat Rev Neurosci 5: 483 – 494.
  154. 4. Joshua M, Adler A, Bergmanas H (2009) Dopamino dinamika variklio elgesio kontrolėje. Curr Opinion Neurobiol 19: 615 – 620.
  155. 5. Schultz W (2007) Kelių dopamino funkcijos įvairiais laikais. Annu Rev Neurosci 30: 259 – 288.
  156. 6. Pan WX, Schmidt R, Wickens JR, Hyland BI (2005) Dopamino ląstelės reaguoja į prognozuojamus įvykius klasikinio kondicionavimo metu: įrodymų, kad tinkamumo trasos yra mokymosi užmokesčio tinkle. J Neurosci 25: 6235 – 6242.
  157. 7. Bayer HM, Glimcher PW (2005) Vidutinės smegenų dopamino neuronai koduoja kiekybinį atlygio prognozavimo klaidos signalą. Neuronas 47: 129 – 141.
  158. 8. Roesch MR, Calu DJ, Schoenbaum G (2007) Dopamino neuronai koduoja geresnį variantą žiurkėms, sprendžiant skirtingo atidėjimo ar dydžio atlygį. Nat Neurosci 10: 1615 – 1624.
  159. 9. Joshua M, Adler A, Mitelman R, Vaadia E, Bergmano H (2008) Vidutinės smegenų dopaminerginiai neuronai ir striatrijos cholinerginiai interneuronai koduoja skirtumą tarp atlygio ir aversinių įvykių skirtingų tikimybinių klasikinių kondicionavimo bandymų epochose. J Neurosci 28: 11673 – 11684.
  160. 10. Di Chiara G, Imperato A (1988) Žmogaus piktnaudžiavimas narkotikais dažniausiai padidina sinaptines dopamino koncentracijas laisvai judančių žiurkių mesolimbinėje sistemoje. Proc Natl Acad Sci JAV 85: 5274 – 5278.
  161. 11. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ (2006) Neuriniai priklausomybės mechanizmai: su mokymu ir atmintimi susijęs atlygis. Annu Rev Neurosci 29: 565 – 598.
  162. 12. Everitt BJ, Robbins TW (2005) Narkotikų stiprinimo nervų sistemos: nuo veiksmų iki įpročių. Nat Neurosci 8: 1481 – 1489.
  163. 13. „Roitman MF“, „Wheeler RA“, „Wightman RM“, „Carelli RM“ („2008“) Realaus laiko cheminiai atsakai į branduolį accumbens išskiria naudingus ir aversinius stimulus. Nat Neurosci 11: 1376 – 1377.
  164. 14. Ventura R, Morrone C, Puglisi-Allegra S (2007) Prefrontal / accumbal katecholamino sistema lemia motyvacinį atributą, susijusį su su atsiprašymu ir suardymu susijusiems stimulams. Proc Natl Acad Sci JAV 104: 5181 – 5186.
  165. 15. Diana M, Pistis M, Carboni S, Gessa GL, Rossetti ZL (1993) Žiurkių etanolio ištraukimo sindromo metu išnykęs mesolimbinis dopaminerginis neuronų aktyvumas: elektrofiziologiniai ir biocheminiai įrodymai. Proc Natl Acad Sci JAV 90: 7966 – 7969.
  166. 16. Levita L, Dalley JW, Robbins TW (2002) Nucleus accumbens dopaminą ir išmoko baimę; peržiūrą ir keletą naujų išvadų. Behav Brain Res 137: 115 – 127.
  167. 17. Pezze MA, Feldon J (2004) Mesolimbiniai dopaminerginiai keliai baimėje. Prog Neurobiol 74: 301 – 320.
  168. 18. Cools R, Lewis SJ, Clark L, Barker RA, Robbins TW (2007) L-DOPA sutrikdo aktyvumą branduolyje accumbens mokydamasi atvirkščiai mokydamasi Parkinsono liga. Neuropsichofarmakologija 32: 180–189.
  169. 19. Matsumoto M, Hikosaka O (2009) Dviejų tipų dopamino neuronai aiškiai perduoda teigiamus ir neigiamus motyvacinius signalus. Gamta 459: 837 – 841.
  170. 20. Lin L, Osan R, Shoham S, Jin W, Zuo W, et al. (2005) Tinklo lygio kodavimo vienetų identifikavimas, skirtas realaus laiko epizodinės patirties vaizdavimui hipokampe. Proc Natl Acad Sci JAV 102: 6125 – 6130.
  171. 21. Miller JD, Farber J, Gatz P, Roffwarg H, vokiečių DC (1983) Mesencepalinių dopamino ir ne dopamino neuronų aktyvumas per miego ir pėsčiųjų žiurkėse etapus. Brain Res 273: 133 – 41.
  172. 22. Kiyatkin EA, Rebec GV (1998) Ventralinės tegmentalinės srities neuronų heterogeniškumas: vieno vieneto įrašymas ir jonoforezė pažadintose, neribojamose žiurkėse. Neurologija 85: 1285 – 1309.
  173. 23. Lee RS, Steffensen SC, Henriksen SJ (2001) Ventralios tegmentalinės srities GABA neuronų išleidimo profiliai judėjimo, anestezijos ir miego ir pabudimo ciklo metu. J Neurosci 21: 1757 – 1766.
  174. 24. Hyland BI, Reynolds JN, Hay J, Perk CG, Miller R (2002) Vidurinio smegenų dopamino ląstelių degimo režimai laisvai judančiame žiurkėje. Neurologija 114: 475 – 492.
  175. 25. Margolis EB, Mitchell JM, Ishikawa J, Hjelmstad GO, laukų HL (2008) vidurio smegenų dopamino neuronai: projekcijos tikslas nustato veikimo potencialo trukmę ir dopamino D (2) receptorių slopinimą. J Neurosci 28: 8908 – 8913.
  176. 26. Nakahara H, Itoh H, Kawagoe R, Takikawa Y, Hikosaka O (2004) Dopamino neuronai gali rodyti kontekstą. Neuronas 41: 269 – 280.
  177. 27. Depaulis A, Keay KA, Bandler R (1992) Išilginė neuronų organizacija gynybinių reakcijų žiurkės vidurio smegenų periaqueductal pilkame regione. Exp Brain Res 90: 307 – 318.
  178. 28. Wilson CJ, Callaway CH (2000) Suderintas osciliatoriaus modelis, susijęs su pagrindinės nigros dopamino neuronais. J Neurophsiol 83: 3084 – 3100.
  179. 29. Komendantovo AO, Canavier CC (2002) Vidutinio smegenų dopamino neuronų elektrinis sujungimas: poveikis šaudymo modeliui ir sinchronijai. J Neurophysiol 87: 1526 – 1541.
  180. 30. Joshua M, Adler A, Prut Y, Vaadia E, Wickens JR ir kt. (2009) Vidutinio smegenų dopaminerginių neuronų sinchronizavimas yra pagerintas, nes tai naudinga įvykiams. Neuronas 62: 695 – 704.
  181. 31. Laukai HL, Hjelmstad GO, Margolis EB, Nicola SM (2007) Ventralinis tegmentalinės srities neuronas, turintis išmintingą elgesį ir teigiamą sustiprinimą. Annu Rev Neurosci 30: 289 – 316.
  182. 32. Lammel S, Hetzel A, Häckel O, Jones I, Liss B ir kt. (2008) Unikalios mezoprefrontalinių neuronų savybės dviguboje mezokortikolimbinėje dopamino sistemoje. Neuronas 57: 760 – 773.
  183. 33. Mirenowicz J, Schultz W (1996) Vidutinio smegenų dopamino neuronų pirmenybinis aktyvinimas, o ne jautrūs stimulai. Gamta 379: 449 – 451.
  184. 34. „Frank MJ“, „Surmeier“ DJ (2009) Ar „materia nigra“ dopaminerginiai neuronai skiriasi nuo atlygio ir bausmės? J Mol Cell Boil 1: 15 – 16.
  185. 35. Guarraci FA, Kapp BC (1999) Elektrofiziologinis ventralinės tegmentalinės srities dopamineginių neuronų apibūdinimas diferencialinio pavalovinio baimės bėgyje kondicionuojant pabudusiame triušyje metu. Behav Brain Res 99: 169 – 179.
  186. 36. Brischoux F, Chakraborty S, Brierley DI, Ungless MA (2009) Dopamino neuronų sužadinimas ventraliame VTA virškinamajame dirgiklyje. Proc Natl Acad Sci JAV 106: 4894 – 4899.
  187. 37. Lisman JE, Grace AA (2005) Hippokampo-VTA kilpa: informacijos įvedimo į ilgalaikę atmintį kontrolė. Neuronas 46: 703 – 713.
  188. 38. Saliamonas RL, Corbit JD (1974) Priešininko proceso motyvacijos teorija: I. poveikio dinamika. Psichologas Rev 81: 119 – 145.
  189. 39. Seymour B, O'Doherty JP, Koltzenburg M, Wiech K, Frackowiak R ir kt. (2005) Priešininkai, apetitą apeinantys nerviniai procesai, yra nuspėjami skausmo malšinimo pagrindai. Nat Neurosci 8: 1234–1240.
  190. 40. Baliki MN, Geha PY, laukai HL, Apkarian AV (2010) Prognozuojama skausmo ir analgezijos vertė: branduolio akumbensas reaguoja į kenksmingus stimulus, keičiant lėtinius skausmus. Neuronas 66: 149 – 160.
  191. 41. Tobler PN, Fiorillo CD, Schultz W (2005) Dopamino neuronų adaptyvus atlygio vertės kodavimas. Mokslas 307: 1642 – 1645.
  192. 42. Matsumoto M, Hikosaka O (2007) Šoninis habenula kaip neigiamų atlygio signalų šaltinis dopamino neuronuose. Gamta 447: 1111 – 1115.
  193. 43. Ji H, Shepard PD (2007) Šoninė habenula stimuliacija slopina žiurkės vidurio smegenų dopamino neuronus per GABA (A) receptorių sukeltą mechanizmą. J Neurosci 27: 6923 – 6930.
  194. 44. Jhou TC, Fields HL, Baxter MG, Saper CB, Holland PC (2009) Rostromedial tegmental branduolys (RMTg), GABAerginis afferentinis vidurio smegenų dopamino neuronams, koduoja aversinius stimulus ir slopina motorinius atsakus. Neuronas 61: 786 – 800.
  195. 45. „Jhou TC“, „Geisler S“, „Marinelli M“, „Degarmo BA“, „Zahm DS“ („2009“) „Mesopontino rostromedial tegmental“ branduolys: struktūra, kuriai taikoma šoninė habenula, kuri projektuoja į tsai ir materia nigra compacta ventralinį tegmentalą. J Comp Neurol 513: 566 – 596.
  196. 46. Karreman M, Moghaddam B (1996) Prefrontinė žievė reguliuoja bazinį dopamino išsiskyrimą limbiniame striatume: poveikis, kurį skatina ventralinis tegmentalinis plotas. J Neurochem 66: 589 – 598.
  197. 47. Carr DB, Sesack SR (2000) Žiurkės prefrontalinės žievės projekcijos į ventralinę tegmentalinę sritį: tikslinis specifiškumas sintetinėse asociacijose su mezoakumbenais ir mezokortikiniais neuronais. J Neurosci 20: 3864 – 3873.
  198. 48. Berridge KC (2007) Diskusija apie dopamino vaidmenį atlyginant. Psichofarmakologija 191: 391–431.
  199. 49. Lin L, Chen G, Xie K, Zaia KA, Zhang S ir kt. (2006) Didelio masto neuronų ansamblio įrašymas laisvų elgesio pelių smegenyse. J Neurosci metodai 155: 28 – 38.
  200. 50. Grace AA, Bunney BS (1984) Šaudymo modelio kontrolė nigraliniuose dopamino neuronuose: sprogimas. J Neurosci 4: 2877 – 2890.
  201. 51. Narayanan NS, Laubach M (2009) Neuroninių populiacijų funkcinės sąveikos tyrimo metodai. Metodai Mol Biol 489: 135 – 165.
  202. 52. Paxinos G, Franklin KBJ (2001) Pelės smegenys stereotaksinėse koordinatėse, ed. 2. Londonas: „Academic Press“.