എഡ്വേഡ് എച്ച്. നിഹ്2 ഗില്ലിയൻ എ. മാത്യൂസ്2 സ്റ്റീഫൻ എ. ഓൾസോപ്പ്2 കാര എൻ. പ്രെസ്ബ്രി ക്രിസ്റ്റഫർ എ. ലെപ്ല റോമി വിച്മാൻ റാഫേൽ നെവ് ക്രെയ്ഗ് പി. വൈൽഡ്‌സ് കേ എം ടൈ
2ഒന്നാമത് രചയിതാവ്
ഹൈലൈറ്റുകൾ
- H LH-VTA ന്യൂറോണുകൾ ശീലങ്ങളിലേക്ക് മാറിയതിനുശേഷം പ്രതിഫലം തേടുന്ന പ്രവർത്തനങ്ങൾ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു
- V വിടിഎ എൻകോഡ് റിവാർഡ് പ്രതീക്ഷയുടെ താഴെയുള്ള എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റ്
- • LH-VTA പ്രൊജക്ഷനുകൾ നിർബന്ധിത സുക്രോസ് തേടലിന്മേൽ ദ്വിദിശ നിയന്ത്രണം നൽകുന്നു
- H LH-VTA GABAergic പ്രൊജക്ഷനുകൾ സജീവമാക്കുന്നത് ദോഷകരമായ കടിച്ചുകയറ്റ സ്വഭാവം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു
ചുരുക്കം
വെൻട്രൽ ടെഗ്‌മെന്റൽ ഏരിയയിലേക്കുള്ള (വിടിഎ) ലാറ്ററൽ ഹൈപ്പോഥലാമിക് (എൽഎച്ച്) പ്രൊജക്ഷൻ റിവാർഡ് പ്രോസസ്സിംഗുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, എന്നാൽ സ്വഭാവത്തിന്റെ പ്രത്യേക വശങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന എൽഎച്ച്-വിടിഎ ലൂപ്പിനുള്ളിലെ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ഒറ്റപ്പെടുത്താൻ പ്രയാസമാണ്. റിവാർഡ് ലഭ്യതയിൽ നിന്ന് വിഭിന്നമായി ഒരു പാരിതോഷികം തേടാനുള്ള പഠിച്ച പ്രവർത്തനത്തെ എൽഎച്ച്-വിടിഎ ന്യൂറോണുകൾ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, വിടിഎയുടെ താഴെയുള്ള എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ റിവാർഡ്-പ്രവചന സൂചകങ്ങളും അപ്രതീക്ഷിത റിവാർഡ് ഒഴിവാക്കലും എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു. എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നത് “നിർബന്ധിത” സുക്രോസ് തേടുന്നത് കുറയ്ക്കുന്നു, പക്ഷേ വിശക്കുന്ന എലികളിലെ ഭക്ഷണ ഉപഭോഗമല്ല. വിടിഎ ഡോപാമൈൻ (ഡിഎ), ഗാബാ ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് എൽഎച്ച് ആവേശകരവും തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നതുമായ ഇൻപുട്ട് അയയ്‌ക്കുന്നുവെന്നും GABAergic പ്രൊജക്ഷൻ തീറ്റയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പെരുമാറ്റത്തെ നയിക്കുന്നുവെന്നും ഞങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു. ഞങ്ങളുടെ പഠനം എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളുടെ തരം, പ്രവർത്തനം, കണക്റ്റിവിറ്റി എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ ഓവർലേ ചെയ്യുന്നു, ഒപ്പം അതിജീവനത്തിന് ആവശ്യമായ ഭക്ഷണം തടയാതെ തന്നെ നിർബന്ധിത പഞ്ചസാര ഉപഭോഗത്തെ തിരഞ്ഞെടുത്ത് നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഒരു ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ട് തിരിച്ചറിയുന്നു, നിർബന്ധിത-അമിത ഭക്ഷണ ക്രമക്കേടിനുള്ള ചികിത്സാ ഇടപെടലുകൾക്ക് സാധ്യതയുള്ള ലക്ഷ്യം നൽകുന്നു.
അവതാരിക
പ്രവർത്തനത്തിന്റെയും കണക്റ്റിവിറ്റിയുടെയും കാര്യത്തിൽ ലാറ്ററൽ ഹൈപ്പോഥലാമിക് (എൽഎച്ച്) ന്യൂറോണുകളിലുടനീളം വളരെയധികം വൈവിധ്യമാർന്ന നിലനിൽപ്പ് ഉണ്ട്, ഈ പ്രദേശവുമായി ബന്ധപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന പ്രതിഫലം, പ്രചോദനം, ഭക്ഷണം എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വിവിധ സ്വഭാവങ്ങളാൽ ഇത് നിരീക്ഷിക്കാനാകും. എന്നിരുന്നാലും, റിവാർഡ് പ്രോസസ്സിംഗിന്റെ നിർദ്ദിഷ്ട വശങ്ങൾ എൽഎച്ച് എങ്ങനെ കണക്കാക്കുന്നുവെന്നും ഈ വിവരങ്ങൾ ഡ st ൺസ്ട്രീം ടാർഗെറ്റുകളിലേക്ക് എങ്ങനെ റിലേ ചെയ്യുന്നുവെന്നും വളരെക്കുറച്ചേ അറിയൂ. എൽ‌എച്ചിന്റെ വൈദ്യുത ഉത്തേജനം ഇൻട്രാക്രാനിയൽ സെൽഫ്-സ്റ്റിമുലേഷൻ (ഐസി‌എസ്എസ്) (ഓൾഡ്സ് ആൻഡ് മിൽനർ, 1954), അതുപോലെ തന്നെ ചമയം, ലൈംഗികത, നഗ്നമായ പെരുമാറ്റങ്ങൾ എന്നിവ സൃഷ്ടിക്കുന്നു (സിംഗ് മറ്റുള്ളവരും., 1996). പ്രതിഫലവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സൂചകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെ എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ സെൻസറി ഉത്തേജകങ്ങളെ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു (നോർ‌ഗ്രെൻ, 1970, യമമോട്ടോ മറ്റുള്ളവരും., 1989) (നകമുര മറ്റുള്ളവരും., 1987). ഭക്ഷണം (ബർട്ടൺ മറ്റുള്ളവർ, 1976, ഷ്വാർട്‌സ്ബൂം, 1988), മദ്യപാനം (തബൂച്ചി മറ്റുള്ളവർ, 2002) എന്നിവയിലും എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ വെടിയുതിർക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, എൽഎച്ചിൽ കാണപ്പെടുന്ന ശ്രദ്ധേയമായ പ്രവർത്തന വൈവിധ്യത്തെക്കുറിച്ച് മനസ്സിലാക്കുന്നത് ഈ മേഖലയിലെ ഒരു പ്രധാന വെല്ലുവിളിയാണ്.
എൽഎച്ച് പല സബ്കോർട്ടിക്കൽ പ്രദേശങ്ങളുമായി പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെങ്കിലും, ഈ ശരീരഘടന കണക്ഷനുകളിൽ എൽ‌എച്ചിന്റെ പ്രവർത്തനപരവും സെല്ലുലാർ വൈവിധ്യവും എങ്ങനെയാണ് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നത് എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾക്ക് ശരിയായ ധാരണയില്ല. റിവാർഡ് പ്രോസസ്സിംഗിലെ നിർണായക ഘടകമായ വെൻട്രൽ ടെഗ്‌മെന്റൽ ഏരിയ (വിടിഎ) ആണ് താൽപ്പര്യത്തിന്റെ ഒരു എൽഎച്ച് പ്രൊജക്ഷൻ ലക്ഷ്യം (വൈസ്, 2004). ആന്റിഡ്രോമിക് ഉത്തേജനത്തോടൊപ്പം ഇലക്ട്രോഫിസിയോളജിക്കൽ റെക്കോർഡിംഗുകൾ ഉപയോഗിച്ച ആദ്യകാല പഠനങ്ങളിൽ LH-VTA പ്രൊജക്ഷൻ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്തു (ബീലാജ്യൂവും ഷിസ്ഗലും, 1986, ഗ്രാട്ടൺ, വൈസ്, 1988). റാബിസ്-വൈറസ്-മെഡിറ്റേറ്റഡ് ട്രേസിംഗ് സമീപനം ഉപയോഗിച്ച്, എൽ‌ടി‌എച്ച് ന്യൂറോണുകളിൽ നിന്ന് വിടിഎയിലെ (വാടാബെ-ഉചിഡ മറ്റുള്ളവരും, 2012) ഡോപാമൈൻ (ഡിഎ) ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് ഉണ്ടെന്ന് സ്ഥിരീകരിച്ചു. ന്യൂക്ലിയസ് അക്കുമ്പെൻസ്, അമിഗ്ഡാല, ഹിപ്പോകാമ്പസ്, വെൻട്രൽ പല്ലിഡം (ബറോൺ, മറ്റുള്ളവ, 1981, ബെക്ക്സ്റ്റെഡ്, മറ്റുള്ളവ, 1979, സൈമൺ തുടങ്ങിയവർ) വഴി നേരിട്ടും അല്ലാതെയും വി.ടി.എ വീണ്ടും LH ലേക്ക് അയയ്ക്കുന്നു. , 1979).
ഇലക്ട്രിക്കൽ (ബീലാജ്യൂ, ഷിസ്ഗൽ, 1986), ഒപ്റ്റിക്കൽ (കെംപഡൂ, മറ്റുള്ളവ, 2013) ഉത്തേജനം എന്നിവ ഐ‌സി‌എസ്‌എസിലെ വി‌ടി‌എയ്ക്കുള്ള എൽഎച്ച് പ്രൊജക്ഷന് ഒരു കാരണമായ പങ്ക് സ്ഥാപിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, നിരവധി ചോദ്യങ്ങൾ‌ക്ക് ഉത്തരം നൽ‌കേണ്ടതുണ്ട്. ആദ്യം, പ്രതിഫലവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പെരുമാറ്റങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത വശങ്ങളോട് LH-VTA ന്യൂറോണുകളുടെ ന്യൂറൽ പ്രതികരണം എന്താണ്? രണ്ടാമതായി, വ്യത്യസ്ത ശക്തിപ്പെടുത്തൽ ആകസ്മികതകളിൽ പ്രതിഫലം തേടുന്നതിൽ എൽഎച്ച്-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷന്റെ പങ്ക് എന്താണ്? മൂന്നാമതായി, വി‌ടി‌എയിലേക്കുള്ള എൽഎച്ച് ഇൻ‌പുട്ടുകൾ മദ്ധ്യസ്ഥമാക്കിയ ഫാസ്റ്റ് ട്രാൻസ്മിഷന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഘടന എന്താണ്, ഏത് വിടിഎ സെല്ലുകൾ‌ക്ക് ആവേശകരമായ / ഇൻ‌ഹിബിറ്ററി ഇൻപുട്ട് ലഭിക്കുന്നു? അവസാനമായി, LH-VTA പാതയിലെ ആവേശകരവും തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നതുമായ ഘടകങ്ങൾ ഓരോന്നും വിശപ്പകറ്റാനുള്ള പ്രതിഫലം തേടുന്നതിന് എന്താണ് സംഭാവന ചെയ്യുന്നത്?
ഈ ചോദ്യങ്ങളെ അഭിസംബോധന ചെയ്യുന്നതിനായി, എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളിൽ നിന്ന് സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കുന്ന എലികളിൽ ഞങ്ങൾ റെക്കോർഡുചെയ്യുകയും എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളുടെ കണക്റ്റിവിറ്റിയെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി റിവാർഡ് പ്രോസസ്സിംഗ് സമയത്ത് സ്വാഭാവികമായി സംഭവിക്കുന്ന ന്യൂറൽ കണക്കുകൂട്ടലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ ഓവർലേ ചെയ്യുന്നതിന് ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്-മെഡിയേറ്റഡ് ഫോട്ടോ ഐഡന്റിഫിക്കേഷൻ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്തു. കൂടാതെ, വിടിഎയിലെ ഡിഎ, ഗാബ ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് GABAergic, glutamatergic LH ഇൻപുട്ടുകളുടെ ഘടന പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിന് ഞങ്ങൾ എക്സ് വിവോ പാച്ച്-ക്ലാമ്പ് പരീക്ഷണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു. റെക്കോർഡിംഗ് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ അടിസ്ഥാനമാക്കി, പ്രതിഫലം തേടലും തീറ്റയും, എൽഎച്ച്-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷനുകളുടെ വ്യത്യസ്ത ഉപസെറ്റുകൾ സജീവമാക്കൽ എന്നിവ തമ്മിലുള്ള കാര്യകാരണബന്ധം സ്ഥാപിക്കുന്നതിന് ഞങ്ങൾ പെരുമാറ്റ ചുമതലകൾ ഉപയോഗിച്ചു. റിവാർഡ് പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിന് എൽഎച്ച്-വിടിഎ ലൂപ്പിനുള്ളിലെ ഘടകങ്ങൾ എങ്ങനെ ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്നും വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത് സ്വഭാവത്തെ എങ്ങനെ ആഴത്തിൽ സ്വാധീനിക്കുമെന്നുമുള്ള ഒരു മാതൃക സ്ഥാപിക്കാൻ ഈ ഡാറ്റ ഞങ്ങളെ സഹായിക്കുന്നു.
ഫലം
LH-VTA സർക്യൂട്ടിലെ വ്യത്യസ്ത ഘടകങ്ങളുടെ ഫോട്ടോ തിരിച്ചറിയൽ
വിവോയിൽ വിടിഎയ്ക്ക് മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് നൽകുന്ന എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളെ തിരിച്ചറിയുന്നതിനും സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങുന്ന സ്വഭാവങ്ങൾക്കിടയിൽ അവയുടെ പ്രവർത്തനം നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനും, എൽ‌ടി‌എച്ച് ന്യൂറോണുകളിലെ ചാനൽ‌റോഡോപ്സിൻ -2 (ChR2) തിരഞ്ഞെടുത്ത് വിടിഎയ്ക്ക് മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് നൽകുന്ന ഒരു ഡ്യുവൽ വൈറസ് തന്ത്രം ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു.ചിത്രം 1എ ,. S1). ഞങ്ങൾ ഒരു അഡെനോ-അനുബന്ധ വൈറൽ വെക്റ്റർ (AAV) കുത്തിവച്ചു5) പ്രാദേശിക സോമാറ്റയെ ബാധിക്കുന്നതിനായി എൽ‌എച്ചിലേക്ക് നിർമ്മിക്കുന്ന ഒരു ക്രെ-റീകോംബിനേസ്-ആശ്രിത ഇരട്ട-വിപരീത ഓപ്പൺ റീഡിംഗ് ഫ്രെയിമിൽ (ഡി‌ഒ‌ഒ) ChR2-eYFP വഹിക്കുകയും വി‌ടി‌എയിലേക്ക് ക്രീ-റീകമ്പിനേസ് വഹിക്കുന്ന റിട്രോഗ്രേഡലി ട്രാവൽ ഹെർപ്പസ് സിംപ്ലക്സ് വൈറസ് (എച്ച്എസ്വി) കുത്തിവയ്ക്കുകയും ചെയ്തു. വിടിഎയ്ക്ക് മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് നൽകുന്ന എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളിൽ ഓപ്‌സിൻ, ഫ്ലൂറോഫോർ എക്‌സ്‌പ്രഷൻ എന്നിവ തിരഞ്ഞെടുത്ത് തുടർന്നുള്ള പുന omb സംയോജനം അനുവദിച്ചു. ഞങ്ങളുടെ സമീപനം സ്ഥിരീകരിക്കുന്നതിന്, എൽഎച്ച് അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന തിരശ്ചീന മസ്തിഷ്ക കഷ്ണങ്ങളിൽ ഞങ്ങൾ എക്സ് വിവോ മുഴുവൻ സെൽ പാച്ച്-ക്ലാമ്പ് റെക്കോർഡിംഗുകളും ChR2-eYFP പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ന്യൂറോണുകളിൽ നിന്നും റെക്കോർഡുചെയ്‌തു, ഒപ്പം ChR2-eYFP നെഗറ്റീവ് ആയ അയൽരാജ്യമായ LH ന്യൂറോണുകളും (ചിത്രം 1ബി). ലൈറ്റ്-പൾസ് ആരംഭം മുതൽ പ്രവർത്തന സാധ്യതയുടെ ഏറ്റവും ഉയർന്നത് വരെ അളക്കുന്ന ലൈറ്റ്-എവോക്ക്ഡ് സ്പൈക്ക് ലേറ്റൻസികൾ 3–8 എം‌എസ് മുതൽ (ചിത്രം 1സി). റെക്കോർഡുചെയ്‌ത എക്‌സ്‌പ്രസ് ചെയ്യാത്ത (ChR2- നെഗറ്റീവ്) സെല്ലുകളൊന്നും ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷന് (n = 14) ആവേശകരമായ പ്രതികരണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നില്ലെന്നും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. ചിത്രം 1സി), ChR2- എക്സ്പ്രസ്സിംഗ് സെല്ലുകളുടെ സാമീപ്യം ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും.
വിവോയിൽ ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്കലി മെഡിറ്റേറ്റഡ് ഫോട്ടോ ഐഡന്റിഫിക്കേഷൻ നടത്തുന്നതിന്, ഒരു സുക്രോസ് തേടുന്ന സമയത്ത് ന്യൂറോണൽ പ്രവർത്തനം രേഖപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഒരു ഓപ്‌ട്രോഡ് എൽ‌എച്ചിലേക്ക് ഘടിപ്പിച്ചു. അതേ റെക്കോർഡിംഗ് സെഷനിൽ, ChR2- പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന LH-VTA ന്യൂറോണുകളെ തിരിച്ചറിയുന്നതിന് ഞങ്ങൾ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷന്റെ നിരവധി പാറ്റേണുകൾ നൽകി (ചിത്രം 1ഡി ,. S1). എല്ലാ എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളിലുമുള്ള എക്‌സിറ്റേറ്ററി ഫോട്ടോസ്പോൺസ് ലേറ്റൻസികളുടെ വിതരണം ഞങ്ങൾ പരിശോധിച്ചു, പ്രകാശത്തിന് മറുപടിയായി ഫയറിംഗ് നിരക്കിൽ സമയബന്ധിതമായി മാറ്റം കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു ബിമോഡൽ വിതരണം നിരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു (ചിത്രം 1ഇ). വിവോ റെക്കോർഡിംഗുകളിൽ 3–8 എം‌എസ് പരിധിയിലുള്ള ലേറ്റൻസികളുള്ള ന്യൂറോണുകളുടെ ഒരു ജനസംഖ്യ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു. ഞങ്ങൾ മുൻ വിവോ റെക്കോർഡുചെയ്യുമ്പോൾ ChR2- എക്സ്പ്രസ്സിംഗ് LH-VTA ന്യൂറോണുകളിൽ കാണുന്ന ലേറ്റൻസി ശ്രേണിക്ക് സമാനമായിരുന്നു ഇത്. ഞങ്ങൾ ഈ യൂണിറ്റുകളെ “ടൈപ്പ് 1” യൂണിറ്റുകൾ എന്ന് വിളിച്ചു (ചിത്രം 1സി, 1 ഇ, 1 എഫ്). കൂടാതെ, cells100 എം‌എസ് ഫോട്ടോസ്പോൺസ് ലേറ്റൻസികളുള്ള സെല്ലുകളുടെ ഒരു പ്രത്യേക ജനസംഖ്യ ഉണ്ടായിരുന്നു (ചിത്രം 1E, 1G), ഞങ്ങൾ ഈ “തരം 2” യൂണിറ്റുകൾ എന്ന് വിശേഷിപ്പിച്ചു. എൽഎച്ച്-വിടിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷന് പ്രതികരണമായി തടഞ്ഞ ന്യൂറോണുകളും ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു (ചിത്രം എസ് 2), ഞങ്ങൾ ഈ “തരം 3” യൂണിറ്റുകൾ എന്ന് വിളിച്ചു. പ്രവർത്തന സാധ്യതയുള്ള സമയദൈർഘ്യവും (പീക്ക് മുതൽ തൊട്ടി വരെ കണക്കാക്കിയത്), ടൈപ്പ് 1, ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളുടെ ഫയറിംഗ് നിരക്കുകളും ഫോട്ടോസ്പോൺസ് കാണിക്കാത്തവയും ഞങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്തു (ചിത്രം 1എച്ച്). തരം 1 (പ്രവർത്തന സാധ്യതയുള്ള കാലാവധികളുടെ വിതരണം)ചിത്രം 1I) ടൈപ്പ് 2 (ചിത്രം 1ടൈപ്പ് 1 യൂണിറ്റുകളിൽ ഭൂരിഭാഗത്തിനും പ്രവർത്തന സാധ്യത 500 μs ൽ കുറവാണെന്ന് ജെ) യൂണിറ്റുകൾ കാണിക്കുന്നു (84%; n = 16/19, ദ്വിപദവിതരണം, p = 0.002).
ടൈപ്പ് 1 യൂണിറ്റുകൾ ChR2 എക്സ്പ്രസ്സിംഗ് (കോഹൻ മറ്റുള്ളവ, 2012, ng ാങ്, മറ്റുള്ളവ, 2013) എന്ന് തരംതിരിക്കാനുള്ള മാനദണ്ഡത്തിന് അനുയോജ്യമാണെങ്കിലും, ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളുടെ ദൈർഘ്യമേറിയ ലേറ്റൻസി ഫോട്ടോസ്പോൺസ് പ്രതികരിക്കുന്ന ChR2- പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ന്യൂറോണുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നുണ്ടോ എന്ന് വ്യക്തമല്ല. ഫോട്ടോസ്‌റ്റിമുലേഷനിലേക്ക് കൂടുതൽ സാവധാനം, അല്ലെങ്കിൽ ഈ പ്രഭാവം നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രവർത്തനം മൂലമാണോ എന്ന്. ChR2- എക്സ്പ്രസ്സിംഗ് (ടൈപ്പ് 1) എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ നേരിട്ട് വി‌ടി‌എയിലേക്ക് പ്രോജക്റ്റ് ചെയ്യുന്നതിനാൽ, ടൈപ്പ് 2 ന്യൂറോണുകൾക്ക് വി‌ടി‌എയിൽ നിന്ന് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ലഭിക്കുന്നു എന്നതാണ് ഒരു സാധ്യത.ചിത്രം 1കെ). ടൈപ്പ് 2 ന്യൂറോണുകളിൽ നിന്നുള്ള ആക്സൺ കൊളാറ്ററലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ടൈപ്പ് 1 ന്യൂറോണുകൾ സജീവമാക്കി എന്നതാണ് മറ്റൊരു സാധ്യത (ചിത്രം 1L). സാധ്യമായ ഈ രണ്ട് സർക്യൂട്ട് മോഡലുകൾ തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ, എൽ‌എച്ചിലെ ഫോട്ടോ ഐഡന്റിഫിക്കേഷനുമായി ചേർന്ന് ഞങ്ങൾ വിടിഎയെ തടഞ്ഞു.
എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളിലെ ലോംഗ് ലേറ്റൻസി ഫോട്ടോസ്പോൺ‌സുകൾ വി‌ടി‌എയിൽ നിന്നുള്ള ഫീഡ്‌ബാക്ക് വഴി മധ്യസ്ഥമാക്കുന്നു
ഞങ്ങളുടെ സർക്യൂട്ട് മോഡലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ChR2- എക്സ്പ്രസ്സിംഗ് LH ന്യൂറോണുകളുടെ ഫോട്ടോസ്പോൺസുകളിൽ വിദൂര ഗർഭനിരോധനത്തിന് യാതൊരു ഫലവുമില്ലെന്ന് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഫോട്ടോസ്പോൺ‌സിവ്, എന്നാൽ പ്രകടിപ്പിക്കാത്തതാണെങ്കിൽ, എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ വി‌ടി‌എയിൽ നിന്നുള്ള ഫീഡ്‌ബാക്കിനെ ആശ്രയിച്ചിരുന്നു.ചിത്രം 1കെ), വിടിഎ ഗർഭനിരോധനത്തിന് ശേഷം ഈ ന്യൂറോണുകളിൽ ഫോട്ടോസ്പോൺസുകളുടെ ഒരു ശ്രദ്ധ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. മുകളിൽ ഞങ്ങൾ LH-VTA സെല്ലുകളിൽ ChR2 പ്രകടിപ്പിച്ചു, പക്ഷേ ഇത്തവണ VTA യിൽ മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ഹാലോർ‌ഹോഡോപ്സിൻ 3.0 (NpHR) പ്രകടിപ്പിക്കുകയും LH ലെ ഒപ്ട്രോഡിനുപുറമെ VTA യിൽ ഒപ്റ്റിക് ഫൈബർ സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്തു.ചിത്രം 2എ). മൂന്ന് യുഗങ്ങൾക്കും ഞങ്ങൾ ഒരേ നീല-ലൈറ്റ് പ്രകാശ പാറ്റേണുകൾ എൽഎച്ചിൽ നൽകി, മാത്രമല്ല രണ്ടാമത്തെ യുഗത്തിൽ മഞ്ഞ വെളിച്ചം ഉപയോഗിച്ച് വിടിഎയെ ഫോട്ടോഇൻ‌ഹിബ് ചെയ്തു (ചിത്രം 2A).
ടൈപ്പ് എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ് യൂണിറ്റുകളുടെ ഫോട്ടോസ്പോൺ‌സുകളെ എൽ‌എച്ചിലെ നീല-പ്രകാശ പ്രകാശത്തെ ബാധിച്ചിട്ടില്ല, വിടിഎയുടെ ഫോട്ടോ‌ഇൻ‌ഹിബിഷൻ ഇത് ബാധിച്ചിട്ടില്ല, ഇത് ടൈപ്പ് എക്സ്എൻ‌എം‌എക്സ് എൽഎച്ച്-വിടിഎ ന്യൂറോണുകളിലെ ChR1 എക്‌സ്‌പ്രഷനുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 2ബി). ഇതിനു വിപരീതമായി, ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും (87%; n = 13/15, ബൈനോമിയൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ, പി = 0.004) വിടിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ ഫോട്ടോ ഇൻഹിബിഷനിൽ എൽഎച്ചിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്ന ബ്ലൂ-ലൈറ്റ് പൾസുകളിലേക്ക് ഫോട്ടോസ്പോൺസുകളുടെ ഗണ്യമായ ശ്രദ്ധ കാണിക്കുന്നു. വിടിഎ ഫോട്ടോ‌നിബിഷന്റെ സമയത്ത് ടൈപ്പ് 1, ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളുടെ പ്രതികരണങ്ങൾ വളരെ വ്യത്യസ്തമായിരുന്നു (ചി-സ്ക്വയർ = 7.64, പി = 0.0057; ചിത്രം 2B, 2C). വ്യക്തിഗത യുഗങ്ങളിലെ പരമാവധി ഇസഡ് സ്കോറുകളിലും ഈ വ്യത്യാസങ്ങൾ കാണാൻ കഴിയും (ചിത്രം 2ഡി) കൂടാതെ മഞ്ഞ-ഓൺ യുഗം യെല്ലോ-ഓഫ് യുഗത്തിലേക്ക് സാധാരണമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു (ചിത്രം 2ഇ). ടൈപ്പ് 2 LH ന്യൂറോണുകൾക്ക് VTA- യിൽ നിന്ന് (നേരിട്ടോ അല്ലാതെയോ) ഇൻപുട്ട് ലഭിക്കുമെന്ന് ഈ ഡാറ്റ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.ചിത്രം 1കെ) ലോക്കൽ ആക്സൺ കൊളാറ്ററലുകൾ വഴി (ചിത്രം 1L).
എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളുടെ വ്യതിരിക്തമായ എൻകോഡിംഗ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഒന്നുകിൽ വിടിഎയുടെ അപ്‌സ്ട്രീമിലോ താഴേയ്‌ക്കോ
എൽഎച്ച്-വിടിഎ ലൂപ്പിലെ ഈ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത തരം എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളെ തിരിച്ചറിഞ്ഞ ഞങ്ങൾ, ഒരു സുക്രോസ് സ്വയംഭരണ ചുമതലയിൽ സ്വാഭാവികമായി സംഭവിക്കുന്ന ന്യൂറൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ പരിശോധിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിച്ചു (ചിത്രം 3എ). അടുത്തുള്ള ഒരു തുറമുഖത്ത് സുക്രോസ് ഡെലിവറി പ്രവചിക്കുന്ന ഒരു ക്യൂവിനായി നോസ്പോക്ക് പ്രതികരണങ്ങൾ നടത്താൻ എലികൾക്ക് പരിശീലനം നൽകി (ടൈയും മറ്റുള്ളവരും, 2008 ലെ പോലെ). നോസ്പോക്കിനോടും ക്യൂവിനോടും ന്യൂറൽ പ്രതികരണങ്ങൾ വേർതിരിച്ചറിയാൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നതിന്, ക്യൂവും സുക്രോസും ഭാഗിക ശക്തിപ്പെടുത്തൽ ഷെഡ്യൂളിൽ വിതരണം ചെയ്തു, അതിൽ 50% നോസ്പോക്കുകൾ ഒരു ക്യൂ, സുക്രോസ് ഡെലിവറി എന്നിവയുമായി ജോടിയാക്കി.
ടൈപ്പ് 1 യൂണിറ്റുകൾ സുക്രോസ് പോർട്ട് എൻട്രിയോട് ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള പ്രതികരണങ്ങൾ കാണിച്ചു, ഒരു പ്രതിനിധി തരം 1 യൂണിറ്റിൽ (ചിത്രം 3ബി), ഒപ്പം എല്ലാ തരം 1 യൂണിറ്റുകൾക്കുമായുള്ള ജനസംഖ്യാ ഡാറ്റയും (ചിത്രം 3സി). എന്നിരുന്നാലും, തരം 2 യൂണിറ്റുകളുടെ ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള പ്രതികരണങ്ങൾ പ്രധാനമായും പ്രതിഫല-പ്രവചന ക്യൂവിനുള്ള പ്രതികരണങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിച്ചു (ചിത്രം 3ഡി, 3 ഇ). എല്ലാ ടാസ്ക് ഘടകങ്ങൾക്കും റെക്കോർഡുചെയ്‌ത എല്ലാ ന്യൂറോണുകളുടെയും (n = 198, തരം 1, 2, 3, പ്രതികരിക്കാത്ത യൂണിറ്റുകൾ എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു) സാധാരണ ഫയറിംഗ് പാറ്റേണുകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കും: ക്യൂവുമായി ജോടിയാക്കിയ നോസ്പോക്കുകൾ, ക്യൂവിന്റെ അഭാവത്തിൽ നോസ്പോക്കുകൾ, സുക്രോസ് പോർട്ട് എൻട്രി (ചിത്രം 3എഫ്). പ്രവർത്തനത്തിലെ ടാസ്ക്-പ്രസക്തമായ മാറ്റങ്ങൾ കാണിക്കുന്ന എല്ലാ ടൈപ്പ് 1 യൂണിറ്റുകളും (74%; n = 14/19) ഒന്നുകിൽ സുക്രോസ് പോർട്ട് എൻട്രി വഴി ഘട്ടംഘട്ടമായി ആവേശഭരിതരാകുകയോ തടയുകയോ ചെയ്തു, ഒരു ചെറിയ സംഖ്യയും റിവാർഡ്-പ്രവചന ക്യൂവിലേക്ക് ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള തടസ്സം കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 3B, 3C, 3G). ഇതിനു വിപരീതമായി, ടൈപ്പ് എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ് യൂണിറ്റുകൾ കൂടുതൽ വൈവിധ്യപൂർണ്ണമായിരുന്നു, ടാസ്ക്-റെസ്പോൺസീവ് ന്യൂറോണുകൾ ക്യൂ സെലക്ടീവായി എൻ‌കോഡുചെയ്യുന്നു (എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്%), സുക്രോസ് പോർട്ട് എൻട്രി സെലക്ടീവായി (എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്%), അല്ലെങ്കിൽ ക്യൂ, പോർട്ട് എൻട്രി (എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്%; ചിത്രം 3D, 3E, 3H). ടാസ്ക് സംബന്ധിയായ ഇവന്റുകളിലേക്കുള്ള ടൈപ്പ് 1, ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളുടെ പ്രതികരണങ്ങളുടെ കരുത്ത് വ്യക്തമാക്കുന്നതിന്, ഇസഡ് സ്കോർ അനുസരിച്ച് ഞങ്ങൾ ഓരോ സെല്ലും ത്രിമാന പ്ലോട്ടിൽ പ്ലോട്ട് ചെയ്തു (ചിത്രം 3ഞാൻ). ഗുണപരമായ തലത്തിൽ ഒന്നിലധികം ടാസ്ക് സംബന്ധിയായ ഇവന്റുകളിലേക്ക് ഫയറിംഗിലെ ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള മാറ്റങ്ങൾ കാണിക്കുന്നതിന്, ഒരു നിശ്ചിത വിഭാഗത്തിൽ‌പ്പെടുന്ന ഓരോ ഫോട്ടോസ്പോൺസ് തരത്തിലെയും സെല്ലുകളുടെ എണ്ണം ഞങ്ങൾ പ്ലോട്ട് ചെയ്തു (ചിത്രം 3ജെ).
LH-VTA സർക്യൂട്ടിന്റെ വ്യത്യസ്ത ഘടകങ്ങൾ പ്രതിഫലവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പെരുമാറ്റത്തിന്റെ വ്യതിരിക്തമായ വശങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു
റിവാർഡ്-പ്രവചന പിശകിൽ വിടിഎയുടെ നന്നായി നിർവചിക്കപ്പെട്ട പങ്ക് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ (ഉദാ. ഒരു പ്രതിഫലം അപ്രതീക്ഷിതമായി ഒഴിവാക്കിയതിനും ഡിഎൻ ന്യൂറോൺ ഫയറിംഗിന്റെ ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള കുറവും അപ്രതീക്ഷിത റിവാർഡ് ഡെലിവറിക്ക് മറുപടിയായി ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള ആവേശവും) (ഷുൾട്സ് മറ്റുള്ളവരും. 1997), എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ അപ്രതീക്ഷിതമായി ഒരു സുക്രോസ് റിവാർഡ് ഒഴിവാക്കുമോ എന്ന് ഞങ്ങൾ അന്വേഷിച്ചു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, നന്നായി പരിശീലനം ലഭിച്ച മൃഗങ്ങളിൽ അതേ ക്യൂ-റിവാർഡ് ടാസ്ക്കിനിടെ ഫോട്ടോസ്പോൻസീവ് ന്യൂറോണുകളുടെ ന്യൂറൽ പ്രവർത്തനം ഞങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, പക്ഷേ ക്യൂവിനെ തുടർന്ന് 30% സുക്രോസ് ഡെലിവറികൾ ക്രമരഹിതമായി ഒഴിവാക്കി (ചിത്രം 4A).
ടൈപ്പ് 1 യൂണിറ്റുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും (88%; n = 15/17, ബൈനോമിയൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ, പി = 0.001) റിവാർഡ് ഒഴിവാക്കുന്നതിന് വിവേകമില്ലാത്തവയായിരുന്നു (ചിത്രം 4ബി, 4 ഡി), ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളുടെ ഒരു വലിയ ഉപസെറ്റ് (67%; n = 12/18) റിവാർഡ്-അവതരിപ്പിച്ചതും റിവാർഡ് ഒഴിവാക്കിയതുമായ ട്രയലുകൾ‌ക്ക് വളരെ വ്യത്യസ്തമായ പ്രതികരണം കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 4C, 4D). LH-VTA (ടൈപ്പ് 1) ന്യൂറോണുകൾ പോർട്ടിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രവർത്തനം എൻ‌കോഡുചെയ്‌തുവെന്ന് ഞങ്ങൾ നിഗമനം ചെയ്തു, കാരണം ഈ പോർട്ട്-എൻട്രി പ്രതികരണങ്ങൾ റിവാർഡ് ഒഴിവാക്കിയപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു (ചിത്രം 4ഡി), ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകൾക്ക് വിപരീതമായി (ചി-സ്ക്വയർ = 10.9804, പി = 0.0009).
പോർട്ട് എൻ‌ട്രിയോടുള്ള ടൈപ്പ് 1 പ്രതികരണങ്ങൾ കണ്ടീഷൻ‌ഡ് റെസ്പോൺ‌സ് (CR) എൻ‌കോഡുചെയ്യുന്നുണ്ടോയെന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ, പൊതുവായ പ്രതിഫലം തേടുന്ന അല്ലെങ്കിൽ പര്യവേക്ഷണ സ്വഭാവത്തിന് വിരുദ്ധമായി, ഇതുവരെ പരിശീലനം നേടിയിട്ടില്ലാത്ത പരിശീലനം ലഭിക്കാത്ത എലികളിൽ ഞങ്ങൾ റെക്കോർഡുചെയ്‌തു. ടാസ്ക്-നിഷ്കളങ്കമായ എലികളിൽ, പ്രവചനാത്മകമായ ഒരു ക്യൂവിന്റെ (പ്രവചനാതീതമായ റിവാർഡ് ഡെലിവറി) അഭാവത്തിൽ ഞങ്ങൾ പോർട്ടിലേക്ക് സുക്രോസ് കൈമാറി, പോർട്ട് എൻട്രിയോട് ഘട്ടം 1 യൂണിറ്റുകൾ ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള പ്രതികരണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നില്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി (ചിത്രം 4E, 4F, 4I), ടൈപ്പ് 1 ന്യൂറോണുകൾ CR എൻ‌കോഡുചെയ്യുന്ന മോഡലിന് അനുസൃതമായി (ചിത്രം 4ജെ).
അടുത്തതായി, ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റ് പ്രവർത്തനം ഒരു റിവാർഡ്-പ്രവചന പിശക് പോലുള്ള പ്രതികരണ പ്രൊഫൈലുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നുണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ, പ്രവചനാതീതമായ റിവാർഡ് ഡെലിവറി സമയത്ത് നന്നായി പരിശീലനം ലഭിച്ച മൃഗങ്ങളിൽ ഈ ന്യൂറോണുകളും ഞങ്ങൾ റെക്കോർഡുചെയ്‌തു (ചിത്രം 4ജി). ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റ് പ്രവചനാതീതമായ സുക്രോസ് ഡെലിവറികളോട് പ്രതികരിച്ചതായി ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (50%; ചിത്രം 4G - 4I). ഒരുമിച്ച് നോക്കിയാൽ, തരം 2 യൂണിറ്റുകളുടെ ഉപസെറ്റുകൾ അപ്രതീക്ഷിത റിവാർഡ് ഒഴിവാക്കലിന് സെൻസിറ്റീവ് ആണ് (ചിത്രം 4C, 4D), പ്രവചനാതീതമായ റിവാർഡ് ഡെലിവറി (ചിത്രം 4G-4I), റിവാർഡ്-പ്രവചന പിശക് പോലുള്ള പ്രതികരണ പ്രൊഫൈലുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷൻ നെഗറ്റീവ് പരിണതഫലത്തിൽ സുക്രോസ് തേടുന്നതിനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു
ഞങ്ങൾ മുകളിൽ കാണിച്ചതുപോലെ, തരം 1 യൂണിറ്റുകൾ CR- ന്റെ ഒരു ന്യൂറൽ പരസ്പര ബന്ധത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. പ്രധാനമായും, ഫയറിംഗ് നിരക്കിന്റെ വർദ്ധനവ് CR ന് മുമ്പായി ആരംഭിക്കുന്നു, CR പൂർത്തിയാകുന്നതുവരെ വർദ്ധിക്കുന്നു (ചിത്രം 3B, 3C, കൂടാതെ 4ബി). എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാത്ത്വേ സജീവമാക്കുന്നത് സി‌ആറിനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുമോയെന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ, നെഗറ്റീവ് പരിണതഫലങ്ങൾക്കിടയിലും സി‌ആർ ഓടിക്കുന്നതിൽ എൽഎച്ച്-വിടിഎ ആക്റ്റിവേഷന്റെ കഴിവ് പരിശോധിക്കാൻ ഞങ്ങൾ താൽ‌പ്പര്യപ്പെട്ടു. വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് എലികളിൽ, ഞങ്ങൾ LH സെൽ ബോഡികളിൽ മാത്രം ChR2-eYFP അല്ലെങ്കിൽ eYFP പ്രകടിപ്പിക്കുകയും VTA- യിൽ ഒരു ഒപ്റ്റിക് ഫൈബർ സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്തു (ചിത്രം 5എ ,. S4). നേരെമറിച്ച്, സി‌ആർ‌ക്ക് മധ്യസ്ഥത വഹിക്കുന്നതിലോ തീറ്റയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പെരുമാറ്റങ്ങളിലോ എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ പങ്ക് പരിശോധിക്കുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ ഉഭയകക്ഷിപരമായി എൻ‌പി‌എച്ച്ആർ-ഇ‌വൈ‌എഫ്‌പി അല്ലെങ്കിൽ ഇ‌വൈ‌എഫ്‌പി മാത്രം എൽഎച്ച് സെല്ലുകളിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുകയും വിടിഎയ്ക്ക് മുകളിൽ ഒരു ഒപ്റ്റിക് ഫൈബർ സ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്തു (ചിത്രം 5എ ,. S4).
ഞങ്ങൾ ഒരു പാവ്‌ലോവിയൻ കണ്ടീഷനിംഗ് ടാസ്ക് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, അതിൽ ഭക്ഷണം നഷ്ടപ്പെട്ട എലികൾക്ക് ഒരു സുക്രോസ് റിവാർഡ് വീണ്ടെടുക്കുന്നതിന് ഒരു ഷോക്ക് ഗ്രിഡ് കടക്കേണ്ടിവന്നു (ചിത്രം 5ബി). ആദ്യത്തെ “ബേസ്‌ലൈൻ” യുഗത്തിൽ (ഷോക്ക് ഗ്രിഡ് ഓഫ് ചെയ്തുകൊണ്ട്), ഓരോ മൗസും പാവ്‌ലോവിയൻ കണ്ടീഷൻ ചെയ്ത സമീപന ചുമതല നേടിയിട്ടുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ പരിശോധിച്ചു. രണ്ടാമത്തെ (“ഷോക്ക്”) യുഗത്തിൽ, ഷോക്ക് ഗ്രിഡ് ഓരോ സെക്കൻഡിലും നേരിയ കാൽ ആഘാതങ്ങൾ നൽകി. അവസാനമായി, മൂന്നാമത്തെ യുഗത്തിൽ (“ഷോക്ക് + ലൈറ്റ്”), ഞങ്ങൾ കാൽ ഷോക്കുകൾ നൽകുന്നത് തുടർന്നു, മാത്രമല്ല വിടിഎയിലെ എൽഎച്ച് ടെർമിനലുകളെ നീല വെളിച്ചം (10 ഹെർട്സ്) ഉപയോഗിച്ച് എലികളിൽ ChR2 പ്രകടിപ്പിക്കുകയും പൊരുത്തപ്പെടുന്ന eYFP നിയന്ത്രണങ്ങളും മഞ്ഞ വെളിച്ചവും (സ്ഥിരമായി) NpHR പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന എലികളും അവയുടെ eYFP നിയന്ത്രണങ്ങളും (ചിത്രം 5ബി).
ഷോക്ക് + ലൈറ്റ് യുഗത്തിൽ ഒരു ക്യൂവിന് പോർട്ട് എൻ‌ട്രികളുടെ ഗണ്യമായ ഉയർന്ന എണ്ണവും eYFP എലികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ChR2 എലികളിൽ ഗണ്യമായ ഉയർന്ന വ്യത്യാസ സ്കോറും (ഷോക്ക് + ലൈറ്റ് എപോച്ച് - ഷോക്ക്-മാത്രം യുഗം) ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു.ചിത്രം 5സി മൂവി S1). ഇതിനു വിപരീതമായി, എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ ഫോട്ടോഇൻ‌ഹിബിഷന്റെ ഫലമായി ക്യൂവിന് പോർട്ട് എൻ‌ട്രികൾ ഗണ്യമായി കുറയുകയും ഇ‌വൈ‌എഫ്‌പി എലികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ എൻ‌പി‌എച്ച്ആർ എലികളിലെ വ്യത്യാസ സ്കോറുകൾ കുറയുകയും ചെയ്തു (ചിത്രം 5ഡി ,. മൂവി S2). ക്യൂ അവതരണങ്ങളെ തുടർന്ന് സുക്രോസ് ഡെലിവറികൾ പിന്തുടരാത്ത സെഷനുള്ളിലെ വംശനാശ പരീക്ഷണങ്ങൾ സമാനമായ പ്രവണതകൾ കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം എസ് 4).
പ്രധാനമായി, ഞങ്ങൾ നേടിയ സുക്രോസ് തേടുന്ന മാറ്റങ്ങൾ തീറ്റയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സ്വഭാവത്തിലെ മാറ്റങ്ങളാലാണോ അതോ വേദനയോടുള്ള സംവേദനക്ഷമതയിലാണോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിച്ചു. എൽഎച്ച്-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷന്റെ ഫോട്ടോ ആക്റ്റിവേഷൻ ChR2 ഗ്രൂപ്പിലെ നന്നായി ആഹാരം നൽകിയ എലികളിൽ ഭക്ഷണം കഴിക്കുന്നതിനുള്ള സമയം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിച്ചതായി ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു (ചിത്രം 5ഇ). എന്നിരുന്നാലും, എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ ഫോട്ടോ ഇൻ‌ഹിബിഷൻ തീറ്റയെ ഗണ്യമായി കുറച്ചില്ല (ചിത്രം 5എഫ്), അടിസ്ഥാന യുഗവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഒരു കുറവ് കണ്ടെത്താനുള്ള നമ്മുടെ കഴിവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ മൃഗങ്ങൾ ഭക്ഷണം നഷ്ടപ്പെട്ടിരുന്നുവെങ്കിലും (ഇരിക്കുന്ന മൃഗങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുക ചിത്രം 5ഇ). ChR2- ലും (ചിത്രം 5ജി) അല്ലെങ്കിൽ എൻ‌പി‌എച്ച്ആർ ഗ്രൂപ്പ് (ചിത്രം 5എച്ച്) ചൂടുവെള്ളത്തിൽ നിന്ന് വാൽ പിൻവലിക്കാനുള്ള ലേറ്റൻസിയുടെ വ്യത്യാസം ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചിട്ടുണ്ടോ (ബെൻ-ബസ്സാറ്റ് മറ്റുള്ളവർ, 1959, ഗ്രോട്ടോ, സുൽമാൻ, 1967), എൽഎച്ച്-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷൻ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത് വേദനസംഹാരിയെ മാറ്റുന്നില്ലെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
വിടിഎ ഡിഎ, ഗാബ ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് എൽഎച്ച് ഗ്ലൂട്ടാമറ്റർ‌ജിക്, ജി‌എ‌എ‌ആർ‌ജിക് ഇൻപുട്ട് നൽകുന്നു
ഈ ഇഫക്റ്റുകൾ വ്യക്തമാക്കുന്ന വി‌ടി‌എയിലേക്കുള്ള എൽഎച്ച് ഇൻപുട്ടിന്റെ വേഗത്തിലുള്ള പ്രക്ഷേപണ ഘടകങ്ങളുടെ ഘടന പഠിക്കുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ വിടിഎ ന്യൂറോണുകളിൽ നിന്നും മുഴുവൻ സെൽ പാച്ച്-ക്ലാമ്പ് റെക്കോർഡിംഗുകൾ ഒരു തീവ്രമായ സ്ലൈസ് തയാറാക്കലിൽ നടത്തി, ChR2-eYFP പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന എൽഎച്ച് ഇൻ‌പുട്ടുകൾ ഒപ്റ്റിക്കലായി സജീവമാക്കുന്നു.ചിത്രം 6എ ,. S5). VTA- യിൽ ∼65% ഡിഎ ന്യൂറോണുകൾ, ∼30% ഗാബാ ന്യൂറോണുകൾ, ∼5% ഗ്ലൂട്ടാമേറ്റ് ന്യൂറോണുകൾ (വി‌ടി‌എയ്ക്കുള്ളിൽ) സ്ഥാപിതമായ വൈവിധ്യമാർന്ന സ്വഭാവം കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ (മാർഗോലിസ് മറ്റുള്ളവരും, 2006, നായർ-റോബർട്ട്സ് മറ്റുള്ളവരും, 2008, യമഗുചി മറ്റുള്ളവരും al., 2007), ടൈറോസിൻ ഹൈഡ്രോക്സിലേസിനായി (TH; പോസ്റ്റ്-ഹോക് ഇമ്മ്യൂണോഹിസ്റ്റോകെമിസ്ട്രി ഉപയോഗിച്ച് സെൽ തരം തിരിച്ചറിയാൻ അനുവദിക്കുന്നതിനായി റെക്കോർഡുചെയ്യുമ്പോൾ ഞങ്ങൾ സെല്ലുകൾ ബയോസൈറ്റിൻ നിറച്ചു. ചിത്രം 6ബി), ഹൈപ്പർപോളറൈസേഷൻ-ആക്റ്റിവേറ്റഡ് കേഷൻ കറന്റ് (I) റെക്കോർഡുചെയ്യുന്നതിനു പുറമേh) മാപ്പിംഗ് സെൽ ലൊക്കേഷനും (ചിത്രം 6ബി ,. S5).
ആദ്യം, ChR2- എക്സ്പ്രസ്സിംഗ് LH ഇൻപുട്ടുകളുടെ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷൻ സമയത്ത് ഞങ്ങൾ നിലവിലെ ക്ലാമ്പിൽ റെക്കോർഡുചെയ്‌തു, കൂടാതെ 23 ന്യൂറോണുകളുടെ 27, LH ഇൻപുട്ടിന്റെ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷന് സമയബന്ധിതമായി പ്രതികരണം കാണിക്കുന്നുവെന്ന് നിരീക്ഷിച്ചു (ചിത്രം 6സി). വി‌ടി‌എയിൽ സാമ്പിൾ ചെയ്ത ഭൂരിഭാഗം ഡിഎ ന്യൂറോണുകൾ‌ക്കും എൽഎച്ച് (എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്%) ൽ നിന്ന് നെറ്റ് എക്‌സിറ്റേറ്ററി ഇൻപുട്ട് ലഭിച്ചു, അതേസമയം മറ്റൊരു ഉപസെറ്റ് നെറ്റ് ഇൻ‌ഹിബിഷൻ (എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്%; ചിത്രം 6സി). ഈ ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ സ്പേഷ്യൽ വിതരണം വിടിഎ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന തിരശ്ചീന കഷ്ണങ്ങൾക്കായി ഒരു അറ്റ്ലസിലേക്ക് മാപ്പുചെയ്യുന്നു (ചിത്രം 6ബി).
വിടിഎ ഡിഎ ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് എൽഎച്ച് ഇൻപുട്ടിന്റെ മോണോസൈനാപ്റ്റിക് സംഭാവന സ്ഥാപിക്കുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ ChR2- അസിസ്റ്റഡ് സർക്യൂട്ട് മാപ്പിംഗ് ഉപയോഗിച്ചു, അവിടെ ടെട്രോഡോട്ടോക്സിൻ (ടിടിഎക്സ്), 4-അമിനോപിരിഡിൻ (4 എപി; പെട്രിയാനു മറ്റുള്ളവരും, 2007) എന്നിവയുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ വോൾട്ടേജ്-ക്ലാമ്പ് റെക്കോർഡിംഗുകൾ നടത്തി. . നിലവിലെ-ക്ലാമ്പ് റെക്കോർഡിംഗുകളിൽ നിന്നുള്ള ഞങ്ങളുടെ നിരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് അനുസൃതമായി, റെക്കോർഡുചെയ്‌ത വിടിഎ ഡിഎ ന്യൂറോണുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും എൽഎച്ച് (67%) ൽ നിന്ന് എക്‌സിറ്റേറ്ററി മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് സ്വീകരിച്ചതായി ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു, വിടിഎ ഡിഎ ന്യൂറോണുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഇൻ‌ഹിബിറ്ററി മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് (11%), അല്ലെങ്കിൽ രണ്ടും (22%; ചിത്രം 6ഇ ,. S6).
ഒരു ക്രീ-ആശ്രിത ഫ്ലൂറോഫോർ (AAV) കുത്തിവച്ചാണ് ഞങ്ങൾ VTA GABA ന്യൂറോണുകളെ തിരിച്ചറിഞ്ഞത്5-DIO-mCherry) VGAT- ന്റെ VTA- യിലേക്ക് :: ക്രീ എലികളും VTA GABA ന്യൂറോണുകളുടെ റെക്കോർഡിംഗ് സംവിധാനം ചെയ്യുന്നതിന് mCherry എക്സ്പ്രഷനും ഉപയോഗിച്ചു (n = 24; ചിത്രം 6എഫ്). വിടിഎ ഗാബാ ന്യൂറോണുകളുടെ നാൽപത്തിയാറ് ശതമാനം നെറ്റ് എക്‌സിറ്റേഷനോടെയാണ് പ്രതികരിച്ചത്, അതേസമയം എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്% നെറ്റ് ഇൻ‌ഹിബിഷനുമായി പ്രതികരിച്ചു, ChR54- എക്സ്പ്രസ്സിംഗ് എൽഎച്ച് ഇൻപുട്ടിന്റെ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷന് (ചിത്രം 6ജി). ഈ സെല്ലുകളുടെ സ്പേഷ്യൽ വിതരണം ഇതിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു ചിത്രം 6എച്ച്. എൽഎച്ചിൽ നിന്നുള്ള മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് പരിശോധിച്ചപ്പോൾ (മുകളിൽ വിവരിച്ചതുപോലെ) സാമ്പിൾ ചെയ്ത GABA ന്യൂറോണുകളുടെ 18% ന് പ്രത്യേകമായി ആവേശകരമായ ഇൻപുട്ട് ലഭിച്ചുവെന്നും 9% ന് പ്രത്യേകമായി ഇൻ‌ഹിബിറ്ററി ഇൻപുട്ട് ലഭിച്ചുവെന്നും ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി.ചിത്രം 6ഞാൻ). എന്നിരുന്നാലും, വിടിഎ ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, കൂടുതൽ വിടിഎ ഗാബ ന്യൂറോണുകൾക്ക് ആവേശകരമായ AMPAR- മെഡിറ്റേറ്റഡ്, ഇൻ‌ഹിബിറ്ററി GABA എന്നിവ ലഭിച്ചുവെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി.Aഎൽഎച്ചിൽ നിന്നുള്ള ആർ-മെഡിയേറ്റഡ് മോണോസൈനാപ്റ്റിക് ഇൻപുട്ട് (73%; ചി-സ്ക്വയർ = 5.0505, പി = 0.0246; ചിത്രം 6ഞാനും S6).
ബിഹേവിയറിലെ എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ ഗ്ലൂട്ടാമറ്റർ‌ജിക്, ജി‌എ‌എ‌ആർ‌ജിക് ഘടകങ്ങളുടെ പ്രത്യേക റോളുകൾ
ഞങ്ങളുടെ മുൻ വിവോ റെക്കോർഡിംഗുകൾ വിടിഎയ്ക്ക് GABAergic, glutamatergic LH പ്രൊജക്ഷനുകളിൽ നിന്നും ശക്തമായ ഇൻ‌പുട്ടിനെ പിന്തുണയ്‌ക്കുന്ന തെളിവുകൾ നൽ‌കിയതിനാൽ, അടുത്തതായി ഞങ്ങൾ ഓരോ ഘടകത്തിൻറെയും പങ്ക് സ്വതന്ത്രമായി അന്വേഷിച്ചു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ന്യൂറോണുകളിൽ ക്രീ-റീകമ്പിനേസ് പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന ട്രാൻസ്ജെനിക് മ mouse സ് ലൈനുകൾ ഞങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചു, അത് വെസിക്കുലാർ ഗ്ലൂട്ടാമേറ്റ് ട്രാൻസ്പോർട്ടർ 2 (വിജിഎൽയുടി 2) അല്ലെങ്കിൽ വെസിക്കുലാർ ഗാബ ട്രാൻസ്പോർട്ടർ (വിജിഎടി) എന്നിവ പ്രകടിപ്പിച്ചു. ഞങ്ങൾ AAV കുത്തിവച്ചു5-DIO-ChR2-eYFP അല്ലെങ്കിൽ AAV5-DIO-eYFP VGLUT2 ന്റെ LH- ലേക്ക് :: Cre, VGAT :: ക്രീ എലികൾ, VTA- യിൽ ഒരു ഒപ്റ്റിക് ഫൈബർ സ്ഥാപിച്ചു (ചിത്രം എസ് 7). ഈ മൃഗങ്ങളെ പിന്നീട് കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ പെരുമാറ്റ പരിശോധനയിലും പ്രവർത്തിപ്പിച്ചു ചിത്രം 5.
LH- ൽ ChR2 അല്ലെങ്കിൽ eYFP പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന എലികൾക്കിടയിൽ ഓരോ ക്യൂവിലും നടത്തിയ പോർട്ട് എൻ‌ട്രികളുടെ എണ്ണത്തിൽ കണ്ടെത്താവുന്ന വ്യത്യാസങ്ങളൊന്നും ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചില്ല.ആഹ്ലാദം-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷൻ (ചിത്രം 7A) അല്ലെങ്കിൽ LH- ൽഗബാ-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷൻ (ചിത്രം 7ബി). എന്നിരുന്നാലും വീഡിയോ വിശകലനത്തിൽ, എൽ‌എച്ചിലെ മോശം പെരുമാറ്റം ഞങ്ങൾ ശ്രദ്ധിച്ചുഗബാ-വിടിഎ: നീല-പ്രകാശപ്രകാശത്തിൽ ChR2 ഗ്രൂപ്പ് (കാണുക മൂവികൾ S3 ഒപ്പം S4). LH- ൽആഹ്ലാദം-വിടിഎ എലികൾ, ഇ‌വൈ‌എഫ്‌പി ഗ്രൂപ്പുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ChR2 ഗ്രൂപ്പിൽ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷൻ കുറയ്‌ക്കുന്ന പ്രവണതയുണ്ടെങ്കിലും, ഇത് സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കിൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നില്ല (ചിത്രം 7സി). ഇതിനു വിപരീതമായി, എൽ‌എച്ചിലെ പ്രകാശത്തിന്മേൽ എലികൾക്ക് ഭക്ഷണം നൽകുന്നതിന് ചെലവഴിച്ച സമയത്തിന്റെ ശക്തമായ വർദ്ധനവ് ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചുഗബാ-വിടിഎ: നിയന്ത്രണങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ChR2 ഗ്രൂപ്പ് (ചിത്രം 7ഡി ,. മൂവി S3). ഒരു കൂട്ടം മൃഗങ്ങളിലും വാൽ പിൻവലിക്കൽ പരിശോധനയിൽ പ്രകാശ ഉത്തേജനത്തിന്റെ ഫലമുണ്ടായില്ല (ചിത്രം 7E, 7F).
തീറ്റ വേളയിൽ, സുക്രോസ് തേടുന്ന വേളയിൽ ഞങ്ങൾ ചെയ്തതുപോലെ, ഭക്ഷണത്തിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടാത്ത തീറ്റയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മോട്ടോർ സീക്വൻസുകൾ വീണ്ടും ശ്രദ്ധിച്ചു. ഞങ്ങൾ LH- ൽ ഒരു പ്രതിനിധി മൗസ് ചിത്രീകരിച്ചുഗബാ-വിടിഎ: ശൂന്യമായ സുതാര്യമായ അറയിലെ ChR2 ഗ്രൂപ്പ്, 20 ഹെർട്സ് ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷനിൽ, തറയോ ശൂന്യമായ ഇടമോ നക്കുക, കടിക്കുക തുടങ്ങിയ അസാധാരണമായ വിശപ്പ് മോട്ടോർ സീക്വൻസുകൾ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു (മൂവി S4). വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് എൽഎച്ച്-വിടിഎയിലെ തീറ്റക്രമം സമയത്ത് ഞങ്ങൾ ഈ “കടിച്ചുകീറുന്ന” പെരുമാറ്റങ്ങളെ കണക്കാക്കി.ചിത്രം 7ജി), എൽഎച്ച്ആഹ്ലാദം-വിടിഎ (ചിത്രം 7H), LHഗബാ-വിടിഎ (ചിത്രം 7I) ഗ്രൂപ്പുകളും LH ഉം കാണിച്ചുഗബാ-വിടിഎ: ChR2 എലികൾ വൈൽഡ്-ടൈപ്പ് അല്ലെങ്കിൽ എൽ‌എച്ചിനേക്കാൾ കൂടുതൽ കടിച്ചുആഹ്ലാദം-വിടിഎ: ഫോട്ടോസ്‌റ്റിമുലേറ്റ് ചെയ്യുമ്പോൾ ChR2 എലികൾ, അതത് eYFP ഗ്രൂപ്പുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ (ചിത്രം 7ജെ). കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിൽ ഉചിതമായ ദിശാസൂചനയിൽ നിന്ന് അസാധാരണമായ തീറ്റയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പെരുമാറ്റങ്ങളെ വേർതിരിക്കാമോ എന്ന് ഞങ്ങൾ പരിഗണിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ഞങ്ങൾ LH പരീക്ഷിച്ചപ്പോൾഗബാ-വിടിഎ: 2 ഹെർട്സ്, 5 ഹെർട്സ് നീല വെളിച്ചമുള്ള ട്രെയിനുകളുള്ള ChR10 ഗ്രൂപ്പ്, ഉത്തേജക ആവൃത്തിയും ഭക്ഷണവും കടിച്ചുകീറലും തമ്മിലുള്ള ആനുപാതികമായ ബന്ധം ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു (ചിത്രം 7കെ).
സംവാദം
LH-VTA ലൂപ്പിന്റെ പ്രവർത്തന ഘടകങ്ങൾ
വി‌ടി‌എയിലേക്കുള്ള എൽഎച്ച് പ്രൊജക്ഷൻ ഇലക്ട്രിക്കൽ സ്റ്റിമുലേഷൻ കൂട്ടിയിടി പഠനങ്ങൾ (ബീലാജ്യൂ, ഷിഗൽ, എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്) ഉപയോഗിച്ച് പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യപ്പെട്ടു, കൂടാതെ റിവാർഡ് പ്രോസസ്സിംഗിൽ (ഹോബൽ, ടൈറ്റൽ‌ബാം, എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്, മാർ‌ഗൂൾ‌സ് ആൻഡ് ഓൾഡ്സ്, എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്) ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുമെന്ന് ദീർഘകാലമായി othes ഹിക്കപ്പെടുന്നു, എന്നിട്ടും ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു റോൾ ഒരു വെല്ലുവിളിയാണ്. ഇവിടെ, എൽഎച്ച്-വിടിഎ ലൂപ്പിന്റെ വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങൾ പ്രതിഫലവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു ജോലിയുടെ വ്യത്യസ്ത വശങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു എന്നതിന്റെ വിശദമായ വിഭജനം ഞങ്ങൾ നൽകുന്നു.
ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്-മെഡിയേറ്റഡ് ഫോട്ടോ ടാഗിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ (ചിത്രം 1), എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളുടെ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത പോപ്പുലേഷനുകൾ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു: വി‌ടി‌എയിലേക്ക് പ്രൊജക്ഷനുകൾ അയയ്‌ക്കുന്ന സെല്ലുകൾ (തരം 1), വി‌ടി‌എയിൽ നിന്നും ഫീഡ്‌ബാക്ക് ലഭിക്കുന്ന സെല്ലുകൾ (തരം 2; ചിത്രം 2) Pop ഈ പോപ്പുലേഷനുകൾ പരസ്പരം പ്രത്യേകമായിരിക്കേണ്ടതില്ലെങ്കിലും, എൽ‌ടി‌എച്ച് ന്യൂറോണുകൾക്ക് വി‌ടി‌എയിലേക്കും പുറത്തേക്കും ഇൻ‌പുട്ടുകൾ അയയ്‌ക്കാനും സ്വീകരിക്കാനും സാധ്യതയുണ്ട്. രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, താരതമ്യേന കുറച്ച് ഫോട്ടോസ്പോൺസീവ് ന്യൂറോണുകൾ ബിമോഡൽ വിതരണത്തിന് പുറത്ത് ഈ രണ്ട് ജനസംഖ്യയെയും ഉൾക്കൊള്ളുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (കണക്കുകൾ S2ബി ,. 1ഇ). ഇത് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, ടൈപ്പ് 2 ഫോട്ടോസ്പോൺസുകളിലെ (∼100 എം‌എസ്) നീണ്ട ലേറ്റൻസി കാലതാമസവുമായി ചേർന്ന്, ടൈപ്പ് 2 ന്യൂറോണുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിന് കാരണമാകുന്ന ഒരു പ്രധാന പാതയുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഡിഎ ജി പ്രോട്ടീൻ-കൂപ്പിൾഡ് റിസപ്റ്ററുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനാൽ, ചലനാത്മകത മിക്ക ഗ്ലൂട്ടാമറ്റെർജിക് സിനാപ്‌സുകളേക്കാളും മന്ദഗതിയിലാണ് (ജിറാൾട്ടും ഗ്രീൻഗാർഡും, 2004), കൂടാതെ 100 എം‌എസ് ലേറ്റൻസി ഫോട്ടോസ്പോൺ‌സിവ് യൂണിറ്റുകളുടെ ഈ ക്ലസ്റ്ററിനെ വിശദീകരിക്കാം. വിടിഎ മറ്റ് വിദൂര പ്രദേശങ്ങളിലൂടെ, അമിഗ്ഡാല പോലുള്ള ആവേശകരമായ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് പ്രദേശങ്ങൾ വഴിയോ അല്ലെങ്കിൽ ന്യൂക്ലിയസ് അക്കുമ്പെൻസ് (എൻ‌എസി) അല്ലെങ്കിൽ സ്ട്രിയ ടെർമിനലിസിന്റെ (ബി‌എൻ‌എസ്ടി) ബെഡ് ന്യൂക്ലിയസ് വഴിയോ പരോക്ഷമായ ഫീഡ്‌ബാക്ക് നൽകാനും സാധ്യതയുണ്ട്.
രസകരമെന്നു പറയട്ടെ, ടൈപ്പ് 1 യൂണിറ്റുകളുടെ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷൻ ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളിൽ ആവേശകരമായ പ്രതികരണങ്ങൾ ഉളവാക്കുന്നു, ടൈപ്പ് 1, 2 യൂണിറ്റുകൾ വ്യത്യസ്തമായ പെരുമാറ്റ എൻകോഡിംഗ് സവിശേഷതകൾ കാണിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, റിവാർഡ്-പ്രവചന ക്യൂ തിരഞ്ഞെടുത്ത് ടൈപ്പ് 1, ടൈപ്പ് 2 യൂണിറ്റുകളുടെ എണ്ണം ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (n = 0/19 ടൈപ്പ് 1 വേഴ്സസ് n = 12/34 ടൈപ്പ് 2, ചി-സ്ക്വയർ = 8.67, പി = 0.003) . വിടിഎ പോലുള്ള ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് സർക്യൂട്ട് ഘടകത്തിലെ കമ്പ്യൂ‌ട്ടേഷണൽ പ്രക്രിയകൾ കാരണമാകാം ഈ വിരോധാഭാസ പ്രതികരണ പാറ്റേൺ, ഇത് ബിഹേവിയറൽ ടാസ്ക്കിനിടെ സജീവമായ പങ്ക് വഹിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും ഫോട്ടോ ടാഗിംഗിനിടെ നിഷ്‌ക്രിയമാണ്. കൂടാതെ, മൃഗങ്ങളുടെ പെരുമാറ്റ നില ഈ ഡാറ്റ എങ്ങനെ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുമെന്നതിനെ സ്വാധീനിക്കും.
റിവാർഡ് പ്രോസസിംഗിൽ സർക്യൂട്ട് ഘടകങ്ങൾ ഡീകോഡിംഗ്
സി‌ആറിന്റെ എൽഎച്ച് ന്യൂറൽ എൻ‌കോഡിംഗും നിരുപാധികമായ ഉത്തേജകത്തിൻറെ (യു‌എസ്) ഉപഭോഗവും തമ്മിൽ വേർതിരിച്ചറിയാൻ ഞങ്ങളുടെ റിവാർഡ് ഒഴിവാക്കൽ പരീക്ഷണങ്ങൾ ഞങ്ങളെ അനുവദിച്ചു. ഈ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, ടൈപ്പ് എക്സ്എൻ‌എം‌എക്സ് യൂണിറ്റുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റ് റിവാർഡ്-പ്രെഡിക്റ്റീവ് ക്യൂ (സി‌എസ്), യു‌എസ് എന്നിവയോട് പ്രതികരിക്കുകയും പ്രതീക്ഷിച്ച പ്രതിഫലങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുമ്പോൾ ഫയറിംഗ് നിരക്കിൽ കുറവുണ്ടാകുകയും ചെയ്തു. കൂടാതെ, ടൈപ്പ് എക്സ്എൻ‌എം‌എക്സ് യൂണിറ്റുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റ് അപ്രതീക്ഷിത റിവാർഡ് ഡെലിവറിയിൽ ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള ആവേശം കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 4ജി, 4 എച്ച്). വിടിഎ എൻകോഡ് റിവാർഡ്-പ്രവചന പിശകിലെ ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ രീതിയെ അനുസ്മരിപ്പിക്കുന്നതാണ് ഈ ഡാറ്റ (കോഹൻ മറ്റുള്ളവരും, 2012, ഷുൾട്സ് മറ്റുള്ളവരും., 1997). വി‌എ‌ടി‌എ ന്യൂറോണുകൾ പ്രതിഫല-പ്രവചന പിശക് സിഗ്നലുകൾ എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റിലേക്ക് കൈമാറുമെന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നു, ഉചിതമായ പെരുമാറ്റ .ട്ട്‌പുട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നതിന് ഈ സിഗ്നലുകളെ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിന് അവ നല്ല സ്ഥാനത്താണ്. പ്രത്യേകിച്ചും, എൽഎച്ച് മറ്റ് മസ്തിഷ്ക മേഖലകളുമായി (ബെർ‌ത oud ഡ്, മൻ‌സ്ബെർഗ്, 2011) പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഹോമിയോസ്റ്റാറ്റിക് സ്റ്റേറ്റുകളായ ഉറക്കം / ഉത്തേജനം, വിശപ്പ് / സംതൃപ്തി എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (കാർട്ടർ മറ്റുള്ളവരും, 2009, ജെന്നിംഗ്സ് മറ്റുള്ളവരും. , 2013).
നിർബന്ധിത സുക്രോസ് സീക്കിംഗിലെ എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയ്‌ക്കുള്ള കാരണമായ പങ്ക്?
നിർബന്ധിത പ്രതിഫലം തേടുന്ന പെരുമാറ്റം പ്രാഥമികമായി ചർച്ച ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുള്ളത് മയക്കുമരുന്നിന് അടിമപ്പെട്ട പശ്ചാത്തലത്തിലാണ്, അതിൽ നിർബന്ധിത മയക്കുമരുന്ന് തേടുന്നതിനുള്ള ഒരു മികച്ച മാതൃക, മയക്കുമരുന്ന് ആഘാതം പോലുള്ള പ്രതികൂല പ്രത്യാഘാതങ്ങൾക്കിടയിലും മയക്കുമരുന്ന് തേടുന്ന സ്വഭാവം എത്രത്തോളം നിലനിൽക്കുന്നുവെന്ന് പരിശോധിക്കുക എന്നതാണ്. (ബെലിൻ മറ്റുള്ളവരും, 2008, പെല്ലോക്സ് മറ്റുള്ളവരും, 2007, വാൻ‌ഡെർ‌ചുറനും എവെറിറ്റും, 2004). നിർബന്ധിത സുക്രോസ് തേടൽ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് LH-VTA പാത സജീവമാക്കുന്നത് പര്യാപ്തമാണോ എന്ന് അന്വേഷിക്കാൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നതിനായി ഞങ്ങൾ ഈ ചുമതല സുക്രോസിനായി സ്വീകരിച്ചു. മയക്കുമരുന്നും പ്രകൃതിദത്തമായ പ്രതിഫലവും തമ്മിലുള്ള വ്യക്തമായ വ്യത്യാസം, അതിജീവനത്തിന് മയക്കുമരുന്ന് പ്രതിഫലം ആവശ്യമില്ല എന്നതാണ്, നിർബന്ധിത സുക്രോസ് അല്ലെങ്കിൽ ഭക്ഷണം തേടുന്ന സ്വഭാവം എന്തായിരിക്കുമെന്നതിൽ തർക്കമുണ്ട്. ഞങ്ങളുടെ ഡാറ്റയുടെ ഒരു ബദൽ വ്യാഖ്യാനം, എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാത്ത്വേ സജീവമാക്കുന്നത് മോട്ടിവേഷണൽ ഡ്രൈവ് അല്ലെങ്കിൽ വിശപ്പ് ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നവരെ തേടാനുള്ള പ്രേരണ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു എന്നതാണ്. അടുത്ത ദശകങ്ങളിൽ അമിതവണ്ണത്തിന്റെ തോത് വർദ്ധിച്ചതിനാൽ (മിയറ്റസ്-സ്‌നൈഡറും ലുസ്റ്റിഗും, 2008), നിർബന്ധിത അമിതഭക്ഷണവും പഞ്ചസാരയുടെ ആസക്തിയും മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തിന് വലിയ ഭീഷണിയാണ് (അവെന, 2007). എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാത്ത്വേ ആക്റ്റിവേറ്റ് ചെയ്തതിനുശേഷം ഇണചേർന്ന (പൂർണ്ണമായും ആഹാരം) എലികളിലെ തീറ്റ സ്വഭാവം നിർബന്ധിത അമിത ഭക്ഷണ ക്രമക്കേട് (അല്ലെങ്കിൽ അമിതഭക്ഷണ ഡിസോർഡർ) (ഡി‌എസ്‌എം-വി) രോഗനിർണയം നടത്തിയ മനുഷ്യരിൽ കാണുന്ന ഭക്ഷണ സ്വഭാവത്തെ അനുസ്മരിപ്പിക്കുന്നു.
ആവർത്തിച്ചുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾ ശീലങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുമെന്ന് നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, അത് ആസക്തിയുടെ സവിശേഷതകളായ നിർബന്ധിത പ്രതിഫലത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു (എവെറിറ്റ് ആൻഡ് റോബിൻസ്, എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്). കണ്ടീഷനിംഗിന് ശേഷം മാത്രമേ LH-VTA ന്യൂറോണുകൾ പോർട്ട് എൻട്രി എൻ‌കോഡുചെയ്യുന്നുള്ളൂ എന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നത്, ഈ പാത ഒരു പ്രചോദിത പ്രവർത്തനം മാത്രമല്ല, ഒരു കണ്ടീഷൻ ചെയ്ത പ്രതികരണത്തെ തിരഞ്ഞെടുത്ത് എൻ‌കോഡുചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. ഈ പ്രൊജക്ഷൻ ഒപ്റ്റിക്കലായി സജീവമാക്കുന്നത് നെഗറ്റീവ് പരിണതഫലങ്ങൾ നേരിടുമ്പോൾ നിർബന്ധിത പ്രതിഫലം തേടുന്നത് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുമെന്ന ഞങ്ങളുടെ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി ഇത് പൊരുത്തപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 5സി), അതുപോലെ ആവശ്യമില്ലാത്ത സാഹചര്യത്തിൽ (ഇരിക്കുന്ന എലികളിൽ കാണുന്നത് പോലെ, ചിത്രം 5ഇ). എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ ഫോട്ടോ ഇൻ‌ഹിബിഷൻ നിർബന്ധിത സുക്രോസ് തേടൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയതിലൂടെ ഈ വ്യാഖ്യാനം കൂടുതൽ വ്യക്തമാക്കുന്നു (ചിത്രം 5ഡി) എന്നാൽ ഭക്ഷണം നിയന്ത്രിത എലികളുടെ തീറ്റ കുറയ്ക്കുന്നില്ല (ചിത്രം 5എഫ്). നിർബന്ധിത അമിത ഭക്ഷണം അല്ലെങ്കിൽ അമിത ഭക്ഷണം കഴിക്കുന്ന തകരാറുകൾ ചികിത്സിക്കുന്നതിലെ ഏറ്റവും വലിയ വെല്ലുവിളി പൊതുവേ ഭക്ഷണ സ്വഭാവത്തെ ദുർബലപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള അപകടമാണ്. ഒരു വിവർത്തന വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, സ്വാഭാവിക തീറ്റ സ്വഭാവങ്ങൾ ബലിയർപ്പിക്കാതെ നിർബന്ധിത അമിതഭക്ഷണത്തിനോ പഞ്ചസാരയുടെ ആസക്തിയോ ഉള്ള ചികിത്സാ ഇടപെടലുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ലക്ഷ്യമായി ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ട് ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞിരിക്കാം.
വി‌ടി‌എയിലേക്ക് എൽഎച്ച് ഇൻപുട്ടിന്റെ ഘടന
ഗ്ലൂട്ടാമറ്റർ‌ജിക് എൽഎച്ച്-വിടിഎ ഘടകത്തിന് (കെംപഡൂ, മറ്റുള്ളവ, 2013) പുറമേ, പ്രൊജക്ഷനിൽ ഒരു പ്രധാന GABAergic ഘടകവും ഉണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു (ലെനിംഗർ മറ്റുള്ളവരും., 2009), കൂടാതെ എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ നേരിട്ട് ഡി‌എയിലേക്കും സിനാപ്സിലേക്കും വിടിഎയിലെ ഗാബ ന്യൂറോണുകൾ (ചിത്രം 6). എന്നിരുന്നാലും, വിടിഎ ഡിഎ, ഗാബ ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് എക്‌സിറ്റേറ്ററി / ഇൻ‌ഹിബിറ്ററി ഇൻപുട്ടിന്റെ ബാലൻസിൽ വ്യത്യാസമുണ്ട്.
വിടിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ ഐഡന്റിറ്റി പരിശോധിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഇമ്മ്യൂണോഹിസ്റ്റോകെമിക്കൽ പ്രോസസ്സിംഗ് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഞാനും അളന്നുh, ഹൈപ്പർപോളറൈസേഷൻ-ആക്റ്റിവേറ്റഡ് ആന്തരികമായി നിർദ്ദിഷ്ടമല്ലാത്ത കേഷൻ കറന്റ് ശരിയാക്കുന്നു (ലെയ്‌സി മറ്റുള്ളവരും, 1989, അൺഗ്ലെസും ഗ്രെയ്‌സും, 2012). ഡിഎ ന്യൂറോണുകളെ തിരിച്ചറിയാൻ ഇലക്ട്രോഫിസിയോളജിക്കൽ പഠനങ്ങളിൽ ഈ വൈദ്യുതധാരയുടെ സാന്നിധ്യം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ പ്രൊജക്ഷൻ ടാർഗെറ്റ് നിർവചിച്ച ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ ഉപജനസംഖ്യയിൽ മാത്രമേ ഇത് കാണപ്പെട്ടിട്ടുള്ളൂ (ലാമെൽ മറ്റുള്ളവരും., 2011). ഫീൽ‌ഡുകളും സഹപ്രവർത്തകരും നടത്തിയ അവലോകനത്തിൽ “എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകൾ പി‌എഫ്‌സിയുടെ വിടിഎ പ്രൊജക്ഷനുകളിലേക്ക് സിനാപ്സ് ചെയ്യുന്നു, പക്ഷേ എൻ‌എ‌സിയിലേക്ക് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്യുന്നവയല്ല” (ഫീൽ‌ഡുകളും മറ്റുള്ളവരും, 2007) നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഈ വിവാദം വീണ്ടും തുറക്കാൻ ഞങ്ങളുടെ ഡാറ്റ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു കൂടുതൽ അന്വേഷണത്തിനായി. ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റ് ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, അത് എൽഎച്ചിൽ നിന്ന് നെറ്റ് എക്‌സിറ്റേഷൻ സ്വീകരിച്ച് വളരെ ചെറിയ ഐh (എം‌പി‌എഫ്‌സി അല്ലെങ്കിൽ എൻ‌എസി മീഡിയൽ ഷെൽ-പ്രൊജക്റ്റിംഗ് ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു), ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ ഒരു ഉപസെറ്റും ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിച്ചു, അത് നെറ്റ് എക്‌സിറ്റേറ്ററി ഇൻപുട്ട് സ്വീകരിച്ച് ഒരു വലിയ I കാണിച്ചുh (എൻ‌എ‌സിയുടെ ലാറ്ററൽ ഷെല്ലിലേക്ക് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്യുന്ന ഡിഎ ന്യൂറോണുകളുടെ സവിശേഷതകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു; ചിത്രം എസ് 5; ലമ്മെൽ മറ്റുള്ളവരും., 2011). നേരെമറിച്ച്, നെറ്റ് ഇൻ‌ഹിബിറ്ററി ഇൻപുട്ട് ലഭിച്ച വിടിഎ ഡിഎ ന്യൂറോണുകൾ വളരെ ചെറിയ I കാണിക്കുന്നുh എം‌പി‌എഫ്‌സിയിലേക്കോ എൻ‌എ‌സിയുടെ മെഡിയൽ ഷെല്ലിലേക്കോ പ്രൊജക്റ്റുചെയ്യുന്ന വിടിഎ ഡിഎ ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് എൽഎച്ച് പ്രധാനമായും ഇൻ‌ഹിബിറ്ററി ഇൻപുട്ട് അയയ്ക്കുന്നു എന്ന ആശയവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഈ കറൻറ് ഇല്ല. വി‌എ‌ടി‌എ ന്യൂറോണുകളിലേക്ക് വ്യത്യസ്ത പ്രൊജക്ഷൻ ടാർ‌ഗെറ്റുകൾ‌ക്കൊപ്പം എൽഎച്ച് ഇൻ‌പുട്ടുകൾ നൽ‌കുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്ന, മധ്യ, ലാറ്ററൽ വി‌ടി‌എയിൽ എൽഎച്ച് ഇൻ‌പുട്ടുകൾ നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഞങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, കാരണം വിടിഎ പ്രൊജക്ഷൻ ടാർഗെറ്റ് ഒരു മധ്യ-ലാറ്ററൽ അക്ഷത്തിൽ സ്പേഷ്യൽ സ്ഥാനവുമായി ഏതാണ്ട് യോജിക്കുന്നുവെന്ന് അറിയാം ( ലമ്മെൽ മറ്റുള്ളവരും, 2008).
LH-VTA പാതയിലെ ആവേശം / ഗർഭനിരോധന ബാലൻസ്
റിവാർഡ് പ്രോൽസാഹിപ്പിക്കുന്നതിൽ എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ പങ്ക് മുമ്പ് വിടിഎയിലെ ഗ്ലൂട്ടാമീറ്റർ‌ജിക് ട്രാൻസ്മിഷന് കാരണമായിട്ടുണ്ട് (കെം‌പാഡൂ മറ്റുള്ളവരും., 2013), കാരണം CaMKIIα പ്രൊമോട്ടർ പലപ്പോഴും ആവേശകരമായ പ്രൊജക്ഷൻ ന്യൂറോണുകൾക്ക് തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടതാണെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, CaMKIIα പ്രൊമോട്ടറുടെ നിയന്ത്രണത്തിലുള്ള ChR2 പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത് LH ലെ GABAergic പ്രൊജക്ഷൻ ന്യൂറോണുകളെയും ടാർഗെറ്റുചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങളുടെ ഡാറ്റ വ്യക്തമായി കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 6).
എൽ‌എച്ചിന്റെ ഫോട്ടോസ്റ്റിമുലേഷൻ വഴി വ്യക്തമാക്കിയ സ്വഭാവംഗബാ-വിടിഎ പാത ഭ്രാന്തൻ, തെറ്റായി സംവിധാനം, ദോഷകരമായത് (മൂവി S4). LH സജീവമാക്കൽ എന്നതാണ് ഒരു വ്യാഖ്യാനംഗബാ-വിടിഎ പാത്ത്വേ മൗസിലേക്ക് ഒരു സിഗ്നൽ അയയ്ക്കുന്നു, അത് വിശപ്പ് ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിന്റെ തിരിച്ചറിയലിന് കാരണമാകുന്നു. ഒരു ബദൽ വ്യാഖ്യാനം LH ആണ്ഗബാ-വിടിഎ പാത്ത്വേ, ഇൻ‌സെൻറീവ് സലൂൺ അല്ലെങ്കിൽ തീവ്രമായ “ആഗ്രഹം”, വ്യവസ്ഥാപരമായ സമീപനത്തിന് അനുസൃതമായ ഒരു സിഗ്നലിനെ പ്രേരിപ്പിച്ചേക്കാം, പക്ഷേ ഫിസിയോളജിക്കൽ തലത്തിൽ ഈ അസാധാരണമായ തീറ്റയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സ്വഭാവം ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്നു (ബെറിഡ്ജും റോബിൻ‌സണും, എക്സ്എൻ‌യു‌എം‌എക്സ്). ഇതിന് അനുസൃതമായി, LH സജീവമാക്കൽ സാധ്യമാണ്ഗബാ-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷൻ യഥാർത്ഥത്തിൽ ആസക്തിയുടെ തീവ്രമായ സംവേദനങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ ഭക്ഷണം നൽകാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഞങ്ങളുടെ പരീക്ഷണങ്ങൾ LH സജീവമാക്കുന്നത് കാണിക്കുന്നുഗബാ-വിടിഎ നിർബന്ധിത സുക്രോസ് തേടൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നില്ല, പക്ഷേ ഇത് ടെസ്റ്റിംഗ് ചേംബറിലെ ഭക്ഷ്യേതര വസ്തുക്കളിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്ന അമിതമായ കടിച്ചുകീറലും വിശപ്പില്ലാത്ത സ്വഭാവവുമാണ് ഇതിന് കാരണം. ഈ കൃത്രിമത്വ സമയത്ത് മൗസിന്റെ അനുഭവം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണെങ്കിലും, ഉചിതമായ രീതിയിൽ സംവിധാനം ചെയ്ത തീറ്റയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പെരുമാറ്റങ്ങൾക്ക് LH-VTA പാതയിലെ GABAergic, glutamatergic ഘടകങ്ങളുടെ ഏകോപിത സജീവമാക്കൽ ആവശ്യമാണെന്ന് വ്യക്തമാണ്.
തീരുമാനം
കാര്യകാരണബന്ധങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുന്നതിനുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണങ്ങളാണ് ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്, ഫാർമകോജെനെറ്റിക് കൃത്രിമങ്ങൾ, എന്നിട്ടും അവ ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ട് മൂലകങ്ങളുടെ അന്തർലീനവും ശാരീരികവുമായ സവിശേഷതകൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നില്ല. ഞങ്ങളുടെ പഠനം സിനാപ്റ്റിക് കണക്റ്റിവിറ്റി, സ്വാഭാവികമായി സംഭവിക്കുന്ന എൻ‌ഡോജെനസ് ഫംഗ്ഷൻ, എൽഎച്ച്-വിടിഎ പാതയുടെ കാര്യകാരണപരമായ പങ്ക് എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ ഏകീകരിക്കുന്നു, ഈ സർക്യൂട്ടിൽ വിവരങ്ങൾ എങ്ങനെ സംയോജിപ്പിക്കുമെന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു പുതിയ തലത്തിലുള്ള ഉൾക്കാഴ്ച നൽകുന്നു. ജനിതക മാർക്കറുകൾക്ക് പുറമേ, കണക്റ്റിവിറ്റി വഴി ന്യൂറോണുകളുടെ പ്രവർത്തനപരമായ പങ്ക് പരിശോധിക്കുന്നതിന്റെ പ്രാധാന്യം ഈ ഫലങ്ങൾ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. എൽഎച്ച്-വിടിഎ ന്യൂറോണുകൾ പാരിതോഷികം തേടുന്നതിനുള്ള പ്രവർത്തനം തിരഞ്ഞെടുത്തു, പക്ഷേ പാരിസ്ഥിതിക ഉത്തേജനങ്ങളെ എൻ‌കോഡുചെയ്തില്ല, അതേസമയം പ്രതിഫലദായകമായ ഉത്തേജകങ്ങളും പ്രതിഫല-പ്രവചന സൂചകങ്ങളും എൻ‌കോഡുചെയ്‌തത് വിടിഎയുടെ താഴെയുള്ള എൽഎച്ച് ന്യൂറോണുകളുടെ ഒരു പ്രത്യേക ജനസംഖ്യയാണ്. കൂടാതെ, നിർബന്ധിത സുക്രോസ് തേടലും ഭക്ഷണ സ്വഭാവവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട പ്രൊജക്ഷൻ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ഡ്രൈവിംഗ് പ്രചോദനവും ഉചിതമായ രീതിയിൽ സംവിധാനം ചെയ്യുന്ന വിശപ്പ് സ്വഭാവങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതും തമ്മിൽ ഒരു അഡാപ്റ്റീവ് ബാലൻസ് നൽകുന്നതിന് എൽഎച്ച്-വിടിഎ പ്രൊജക്ഷനിലെ വൈവിധ്യമാർന്നത് ആവശ്യമാണ്. നിർബന്ധിത അമിത ഭക്ഷണ ക്രമക്കേട്, പഞ്ചസാരയുടെ ആസക്തി, അമിതവണ്ണം തുടങ്ങിയ പാത്തോളജിക്കൽ അവസ്ഥകൾക്ക് പ്രസക്തമായ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ നൽകുന്നു
വിപുലമായ ചർച്ച
രചയിതാവിന്റെ സംഭാവന
EHN, GAM എന്നിവ യഥാക്രമം വിവോ, എക്സ് വിവോ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോഫിസിയോളജിക്കൽ റെക്കോർഡിംഗുകളും വിശകലനങ്ങളും നടത്തി. SAA, EHN, KNP, CAL എന്നിവ പെരുമാറ്റ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. RW, KNP, CAL, EHN എന്നിവ ഹിസ്റ്റോളജിക്കൽ പരിശോധന നടത്തി. RN എച്ച്എസ്വി വൈറസ് നൽകി. കെ‌എം‌ടിയും സി‌പി‌ഡബ്ല്യുവും പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് മേൽനോട്ടം വഹിച്ചു. EHN, GAM, SAA, KMT എന്നിവ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത പരീക്ഷണങ്ങൾ. EHN ഉം KMT ഉം കൈയെഴുത്തുപ്രതി എഴുതി; എല്ലാ എഴുത്തുകാരും കൈയെഴുത്തുപ്രതിയുടെ തിരുത്തലിനും പുനരവലോകനത്തിനും സംഭാവന നൽകി.
അക്നോളജ്മെന്റ്
ഇമ്മ്യൂണോഹിസ്റ്റോകെമിസ്ട്രിക്ക് നൽകിയ സഹായത്തിന് എൻ. ഗോലൻ, ആർ. തോമസ്, എം. അനഹ്തർ, ജി. ഗ്ലോബർ, എ. പദ്ധതിയിലുടനീളം നൽകിയ സംഭാവനകൾക്ക് സി. സിയോ, എസ്. കിം, സഹായകരമായ ചർച്ചയ്ക്ക് എം. വിൽസൺ, പി. കെ‌എം‌ടി ഒരു ന്യൂയോർക്ക് സ്റ്റെം സെൽ ഫ Foundation ണ്ടേഷനാണ് - റോബർ‌ട്ട്സൺ ഇൻവെസ്റ്റിഗേറ്റർ, ജെ‌പി‌ബി ഫ Foundation ണ്ടേഷൻ, പി‌ഐ‌ഐ‌എഫ്, പി‌എൻ‌ഡി‌ആർ‌എഫ്, വൈറ്റ്ഹാൾ ഫ Foundation ണ്ടേഷൻ, ക്ലിംഗൻ‌സ്റ്റൈൻ ഫ Foundation ണ്ടേഷൻ, നാർ‌സാഡ് യംഗ് ഇൻവെസ്റ്റിഗേറ്റർ അവാർഡ്, ആൽ‌ഫ്രഡ് പി. 01 (NIMH), NIH ഡയറക്ടറുടെ പുതിയ ഇൻവെസ്റ്റിഗേറ്റർ അവാർഡ് DP102441-DK-01-2 (NIDDK). എൻ‌എസ്‌എഫ് ഗ്രാജുവേറ്റ് റിസർച്ച് ഫെലോഷിപ്പ്, ഇന്റഗ്രേറ്റീവ് ന്യൂറോണൽ സിസ്റ്റംസ് ഫെലോഷിപ്പ്, ന്യൂറോബയോളജി ഓഫ് ലേണിംഗ് ആന്റ് മെമ്മറി എന്നിവയിലെ പരിശീലന പരിപാടി EHN നെ പിന്തുണച്ചിരുന്നു. സൈമൺസ് സെന്റർ ഫോർ സോഷ്യൽ ബ്രെയിൻ പോസ്റ്റ്ഡോക്ടറൽ ഫെലോഷിപ്പ് GAM നെ പിന്തുണച്ചിരുന്നു. എസ്‌എ‌എയെ ജെഫ്രി, നാൻസി ഹാലിസ് ഫെലോഷിപ്പ്, ഹെൻ‌റി ഇ. സിംഗിൾ‌ടൺ ഫണ്ട് എന്നിവ പിന്തുണച്ചിരുന്നു. ഇന്റഗ്രേറ്റീവ് ന്യൂറോണൽ സിസ്റ്റംസ് ഫെലോഷിപ്പും ജെയിംസ് ആർ. കില്ലിയൻ ഫെലോഷിപ്പും CAL നെ പിന്തുണച്ചിരുന്നു. RW നെ നെതർലാന്റ്സ് ഓർഗനൈസേഷൻ ഫോർ സയന്റിഫിക് റിസർച്ച് (NWO) റുബിക്കോൺ ഫെലോഷിപ്പ് പ്രോഗ്രാം പിന്തുണച്ചിരുന്നു.
അനുബന്ധ വിവരങ്ങൾ
;