သင်ယူမှုနှင့်လှုံ့ဆော်မှုများအတွက် Dissociable dopamine ဒိုင်းနမစ် (2019)

ventral tegmental areaရိယာ (VTA) မှနျူကလိယ accumbens (NAc) မှ dopamine projection သည်ဆုလာဘ်များနှင့်ဆုလာဘ်များကြောင့်သင်ကြားခြင်းအတွက်အလုပ်လုပ်ရန်လှုံ့ဆော်မှုအတွက်အရေးကြီးသည်။ dopamine သည်လုပ်ငန်းနှစ်ခုလုံးကိုမည်သို့ထောက်ပံ့သည်ကိုမရှင်းလင်းနိုင်ပါ။ Dopamine cell spiking သည်လိုက်လျောညီထွေရှိသည့်အပြုအမူ၏တွက်ချက်မှုသီအိုရီများ၌အရေးကြီးသောသင်ယူမှုအချက်ပြချက်များဖြစ်သည့်ခန့်မှန်းအမှားများကို encode လုပ်နိုင်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့်တိရစ္ဆာန်များသည်ဆုလာဘ်များထံချဉ်းကပ်လာသောအခါ dopamine ထုတ်လွှတ်မှုကမြှင့်တက်လာပြီးဆုလာဘ်မျှော်လင့်ချက်ကိုထင်ဟပ်စေသည်။ ဤမတိုက်ဆိုင်မှုသည်အမူအကျင့်ဆိုင်ရာလုပ်ဆောင်ချက်များတွင်ကွဲပြားမှု၊ dopamine cell spiking ပြောင်းလဲခြင်းသို့မဟုတ် spike-independent modulation dopamine ထုတ်လွှတ်မှုများကိုရောင်ပြန်ဟပ်နိုင်သည်။ ဤတွင်ကျွန်ုပ်တို့သည်သတ်မှတ်ဖော်ထုတ်ထားသော VTA dopamine ဆဲလ်များ၏ spiking NAc dopamine ထုတ်လွှတ်မှုနှင့်အတူတူပင်ဆုံးဖြတ်ချက်ချသည့်လုပ်ငန်းတွင်ပါဝင်သည်။ လာမည့်ဆုလာဘ်ကိုညွှန်ပြသည့်အချက်များသည် spiking နှင့် release နှစ်မျိုးစလုံးကိုတိုးပွားစေသည်။ သို့သော် NAc ၏အဓိက dopamine ဖြန့်ချိမှုသည် VTA dopamine cell spiking ပြောင်းလဲမှုနှင့်သက်ဆိုင်သောပြောင်းလဲမှုမရှိဘဲအကျိုးကျေးဇူးများစွာဖြင့်ပြောင်းလဲဖြစ်ပေါ်လာသည့်ဆုလာဘ်မျှော်လင့်ချက်များနှင့်လည်းအတူတူဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ရလဒ်များသည်ကွဲပြားသောလုပ်ငန်းဆောင်တာများအောင်မြင်ရန် dopamine ထုတ်လွှတ်မှုအားမည်သို့ထိန်းချုပ်သည်ကိုအခြေခံကျသောခြားနားချက်ကိုပြသသည်။ ထုတ်လွှင့်မှုဆိုင်ရာအချက်ပြမှုသည်သင်ယူမှုကိုမြှင့်တင်ပေးသည်။

Dopamine နာမည်ကြီး '' reward'-ဒါပေမယ့်ဘယ်လိုအတိအကျနှင့်ဆက်စပ်သောသလဲ? တဦးတည်း function ကိုမမျှော်လင့်ဘဲဆုလာဘ်ထံမှသင်ယူခြင်းပါဝငျသညျ။ အန်ကုက်လုပ်ဆုလာဘ်ခန့်မှန်းအမှားများကိုပစ်ခတ် dopamine ဆဲလ်အတွင်းရှိအကျဉ်းတိုး (RPEs)^1,2,3အနာဂတ်လှုံ့ဆော်မှုအပြုအမူအကောင်းဆုံးအဘို့အချက်ပြ -learning ။ သူတို့ RPEs ပြောင်းလဲနေကြသည်လျှင်အဖြစ် Dopamine ထိန်းသိမ်းရေးသင်ယူခြင်းထိခိုကျနိုငျ^4,5,6ဒါပေမယ့်သူတို့ကလည်း dopamine အချက်ပြမှုများကိုဆုလာဘ်မျှော်လင့် (တန်ဖိုး) လျှင်အဖြစ်ချက်ချင်းလှုံ့ဆော်အပြုအမူတွေကိုထိခိုက်စေ⁵။ ထို့အပွငျ NAc dopamine dopamine encoding ကတန်ဖိုးတသမတ်တည်း, လှုံ့ဆော်မှုချဉ်းကပ်နေစဉ်အတွင်းကိုအရှိန်^7,8,9,10,11.

အနည်းငယ်ခြွင်းချက်နှင့်အတူ^2,12,13, midbrain dopamine ပစ်ခတ်ရန်ခေါင်းကို-fixed တိရိစ္ဆာန်များအတွက်ဂန္ထဝင်အေးစက်နေစဉ်အတွင်းလေ့လာခဲ့ပြီး^3,14, forebrain dopamine လွှတ်ပေးရန်နှင့်မတူဘဲ။ ထိုကြောင့်ငါတို့သည်တူညီသောအခြေအနေများအောက်တွင်လွှတ်ပေးရန်နှင့်အတူပစ်ခတ်နှိုင်းယှဉ်။ ကျနော်တို့ optogenetic မှတ်သားခြင်းသုံးပြီး VTA dopamine အာရုံခံဖော်ထုတ်^3,13။ NAc dopamine လွှတ်ပေးရန်တိုင်းတာရန်, ငါတို့သုံးလွတ်လပ်သောနည်းလမ်းများ-microdialysis, voltammetry နှင့် optical sensor ကိုအသုံးပြုကြသည် dLight¹⁵convergence ရလဒ်များကို -with ။ ကျွန်ုပ်တို့၏မူလတန်းနိဂုံးချုပ် RPE-ခဲ့သည်ဆို၏ VTA dopamine ဆူးပြီးတော့ Activision နေတာသင်ယူမှုများအတွက် dopamine လွှတ်ပေးရန်သင့်လျော်သောအတွက်ရုတ်တရက်ပြောင်းလဲမှုများကိုပေးပေမယ့်အကြောင်း, လှုံ့ဆျောမှုနှင့်ဆက်စပ်သီးခြား NAc dopamine အတက်အကျ VTA dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်အနေဖြင့်လွတ်လပ်စွာပေါ်ထွန်းသည်။

ကျနော်တို့အနေနဲ့ operator '' ဒမြ '' လုပ်ငန်းတာဝန်များတွင်ကြွက်များလေ့ကျင့်သင်ကြား⁵ (သဖန်းသီး။ 1a, ခ) ။ စမ်းသပ်မှုတိုင်းတွင် nose-poke port ('Light-on') ၏ illumination သည်ချဉ်းကပ်မှုနှင့် ၀ င်ရောက်မှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည် ('Center-in') ။ ကိုင်တွယ်ရမည့်အချိန် (0.5-1.5 s) အပြီးအဖြူဆူညံသံ (Go Go cue) ကကြွက်များကိုပြန်လည်ထုတ်ယူရန် (Center-out) နှင့်ကပ်လျက်ဆိပ်ကမ်းတစ်ခု ('Side-in') ကိုပေါက်စေသည်။ အောင်မြင်သောစမ်းသပ်မှုများ၌ဤဘေးထွက်ဖြစ်ရပ်သည်သကြားလုံးကိုစုဆောင်းရန်အတွက်အစားအစာဆိပ်ကမ်း ('Food-port-in') သို့ကြွက်များကိုချဉ်းကပ်ရန်အစားအစာ -Hopper ကလစ်နှိပ်ခြင်းနှင့်အတူလိုက်ပါခဲ့သည်။ လက်ဝဲဘက်နှင့်မှန်ကန်သောရွေးချယ်မှုများကိုလွတ်လပ်သောဖြစ်နိုင်ခြေများဖြင့်ဆုချသည်။ တစ်ခါတစ်ရံတွင်သတိပေးမှုမရှိဘဲပြောင်းလဲသွားသည်။ ကြွက်များသည်ဆုလာဘ်များပိုမိုရရှိရန်ပိုမိုလွယ်ကူသောအခါ၎င်းတို့သည်လုပ်ငန်းကိုပိုမိုလုပ်ဆောင်ရန်လှုံ့ဆော်ခံရသည်။ ၎င်းသည်၎င်းတို့၏ 'latency' တွင် Light-on နှင့် Center-in ကြားရှိအချိန်တွင်ထင်ရှားသည်-သောရှေ့အနည်းငယ်စမ်းသပ်မှုတွေ (တိုးချဲ့ဖို့ဒေတာကိုပုံ၏ရလဒ်ကိုမှအထိခိုက်မခံခဲ့သည်။ 1) နှင့်အားဖြင့်ဆုလာဘ်မှုနှုန်း (ပုံနှင့်အတူပြောင်းပြန်ခဲ့သည်ဆို၏။ 1b).

a, ဒမြ-တာဝန်ဖြစ်ရပ်များ။ b, ဥပမာ session တစ်ခု။ ထိပ်တန်းတန်း၊ လုပ်ကွက်တစ်ခုစီမှဖြစ်နိုင်ချေများကိုဖြစ်နိုင်ခြေရှိသည် (ဘယ်ဘက် - ညာ)၊ အတန်း ၂ တွင်အစမ်းစစ်ဆေးမှုတစ်ခုစီ၏ရလဒ်ကိုဖော်ပြသည် (အမြင့်၊ ဆု၊ အတို၊ အဖြေမရ); ဆုသုံးနှုန်း (အနက်ရောင်) နှင့်ပျမ်းမျှအားဖြင့်အရှိန်မြှင့်မှုနှုန်း (cyan; inverted log စကေး) ၏အတန်းသုံး leaky- ပေါင်းစည်းခန့်မှန်းချက်; အောက်ဆုံးတန်းတူညီသော session တစ်ခု (1 မိနစ်နမူနာ) တွင် NAc core ကို dopamine ။ DA, dopamine ။ cmedial တိုကျရိုကျ cortex နဲ့ striatum အတွက်ထိပ်တန်း, microdialysis တည်နေရာ (လည်းတိုးချဲ့ဖို့ဒေတာကိုပုံကိုကြည့်ပါ။ 1). n = ကြွက် 51 ကနေ 12 စုံစမ်းစစ်ဆေးတည်နေရာ, အစည်းအဝေးများအကြားလျှော့ချခဲ့ 2 microdialysis စုံစမ်းစစ်ဆေးနှင့်အတူအသီးအသီး။ ဘားအရောင်က dopamine နှင့်ဆုလာဘ်နှုန်းအကြားဆက်စပ်မှုကိုဖော်ပြသည်။ ACC, anterior cingulate cortex; dPL, dorsal ပဏာမ cortex; vPL, ventral ပဏာမ cortex; IL, infralimbic cortex; DMS, dorsal- medial striatum ။ အလယ်အလတ်, dopamine နှင့်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းအကြား Cross-correlograms ပျမ်းမျှ။ အရက်ဆိုင်များသည်အနီရောင်သည်အရုပ်များအချိန်စီးရီးမှ ၉၉% ကြားကာလကိုပြသည်။ အောက်ခြေ, အာရုံကြောဓာတုပစ္စည်းများနှင့်ဆုကြေးငွေနှုန်း (မျိုးစုံဆုတ်ယုတ်) အကြားဆက်ဆံရေး။ NA, noradrenaline; 99-HT, serotonin; ACh, acetylcholine; GABA, γ-aminobutyric အက်ဆစ်; glu, အချိုမှု; မိုင်, normetadrenaline; DOPAC, 5-dihydroxyphenylacetic acid; 3,4-MT, 3-methoxytyramine; HVA, homovanillic အက်ဆစ်; 3-HIAA, 5-hydroxyindoleacetic acid ။ d, ဆုလာဘ်နှုန်း (လက်ဝဲ), အောင်းနေချိန် (အလယ်) နှင့် NAc core ကို dopamine (ညာ) အပေါ်ပိတ်ပင်တားဆီးမှုအသွင်ကူးပြောင်းမှု၏အကျိုးသက်ရောက်မှု။ အသွင်ကူးပြောင်းမှု (ထိုအတွေ့အကြုံရှိဆုလာဘ်နှုန်းကိုတိုးမြှင့်ခြင်းရှိမရှိအားဖြင့်ခွဲခြားခဲ့ကြn = 25) သို့မဟုတ်လျော့နည်းသွား (n = 33) ။ ဒေတာများကို NAc ၏အဓိက dopamine တိုင်းတာသည့် (၁၄) ခုမှ (အချက်အလက်အသစ်နှင့်ယခင်အစီရင်ခံထားသည့်အချက်အလက်များကိုပေါင်းစပ်ခြင်း၊ ကြွက်တစ်ကောင်တည်း) မှဖြစ်သည်⁵ တိရိစ္ဆာန်များ) နှင့်ယုတ်± sem အဖြစ်ကြံစည် edopamine နဲ့ဆုလာဘ်မှုနှုန်းအကြားဆက်စပ်မှု၏, Composite မြေပုံ (n = 19 ကြွက်, 33 အစည်းအဝေးများ, 58 စုံစမ်းစစ်ဆေးနေရာချထား) ။ Paxinos နှင့် Watson, 2005 တို့၏ခွင့်ပြုချက်ဖြင့်ဤကိန်းဂဏန်း၏ ဦး နှောက် Atlas ကောက်ကြောင်းများကိုပြန်လည်ထုတ်ယူခဲ့သည်⁵¹.

အပြည့်အဝအရွယ်အစားပုံရိပ်

ကျနော်တို့အရင်ကသတင်းထုတ်ပြန်ခဲ့သည်⁵ mesolimbic dopamine များ၏စိတ်ခွန်အားနိုးအခန်းကဏ္ဍနှင့်ကိုက်ညီ NAc dopamine လွှတ်ပေးရန်နှင့်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းအကြားဆက်စပ်မှု,¹⁶။ ဤတွင်ကျနော်တို့ပထမဦးဆုံး '' တကမ္ဘာလုံးထုတ်လွှင့် '' dopamine အချက်ပြနှင့်အတူတသမတ်တည်း, ဒီဆက်ဆံရေးဟာ forebrain ပစ်မှတ်တလျှောက်လုံးသတိပြုမိနေပါတယ်ရှိမရှိဆုံးဖြတ်ရန်ရည်ရွယ်¹⁷, ဒါမှမဟုတ်တိကျတဲ့ငျဒသေဖို့ကန့်သတ်ထားပါသည်။ ကျနော်တို့နောက်ထပ်သည်ဤဖွဲ့စည်းပုံကွဲပြား dopamine လွှာမှ-ပျက်စီးခြင်း kinetics ရှိသည်အဖြစ်ဤအ dopamine ဒိုင်းနမစ်, striatum နှင့် cortex အကြားကွာခြားလိမ့်မယ်လို့တွေးဆ¹⁸ နှင့်ကွဲပြားလုပ်ဆောင်ချက်များကိုများအတွက် dopamine သုံးနိုင်ပါသည်^19,20.

မြင့်မားတဲ့စွမ်းဆောင်ရည်အရည် Chromatography-အစုလိုက်အပြုံလိုက် spectrometry (HPLC-က MS) နဲ့ microdialysis အသုံးပြုခြင်း, ငါတို့ (ပုံ medial တိုကျရိုကျ cortex နဲ့ striatum စစ်တမ်းကောက်ယူ။ 1c, ဒေတာများသတိုးချဲ့။ 1) ။ ကျနော်တို့တစ်ပြိုင်နက် 21-မိအချိန် resolution နဲ့ 1 neurotransmitters နှင့် metabolites assayed နှင့်အမူအကျင့် variable တွေကို (တိုးချဲ့ဖို့ဒေတာကိုပုံနှင့်အတူဓာတုအချိန်စီးရီးနှိုင်းယှဉ်ဖို့ဆုတ်ယုတ်ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ 2).

ကျနော်တို့ဆုလာဘ်မှုနှုန်းနှင့် NAc dopamine-အခြား neurotransmitters (ပုံမတူဘဲအကြားဆက်စပ်မှုပုံတူကူးယူ။ 1c, ဃ) ။ သို့သော်ဤဆက်ဆံရေးမျိုး NAc core ကိုမှဒေသခံစံနှုန်းကိုက်ညီခဲ့သည်ကို၎င်း, NAc shell ကိုသို့မဟုတ် dorsal-medial striatum အတွက်ကိုင်ခဲ့ပါဘူး။ သင်္ဘောသဖန်း (ventral prelimbic cortex အတွက်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းဆက်နွယ်နေကြောင်း dopamine လွှတ်ပေးရန်, ဒါပေမယ့်မပို dorsal သို့မဟုတ် ventral ငျဒသေထဲမှာငါတို့အယူအဆဆန့်ကျင်, ငါတို့တိုကျရိုကျ cortex အတွက်အလားတူ Spatial ပုံစံလေ့လာသည်။ 1c, အီး) ။ မျှော်လင့်မထားတဲ့သော်လည်းတန်ဖိုးကို-related dopamine လွှတ်ပေးရန်ဤအမွှာ '' ဟော့စပေါ့ '' လူ့ neuroimaging အတွက်စိတ်ဝင်စားဖွယ်အပြိုင်ရှိသည်: အသွေးတော်အောက်စီဂျင်အဆင့်ကို-မှီခို signal ကိုအထူး NAc နှင့် ventral-medial prefrontal cortex အတွက်ပုဂ္ဂလဒိဋ္တန်ဖိုးကိုနှင့်ဆက်နွယ်နေပါသည်²¹.

ကျနော်တို့လာမယ့်ဒီလှုံ့ဆျောမှု-related forebrain dopamine midbrain dopamine ဆဲလ် variable ကိုပစ်ခတ်ရန်အနေဖြင့်ပေါ်ပေါက်ခြင်းရှိမရှိအမှာစကားပြောကြားသည်။ အဆိုပါ NAc core ကို VTA (VTA-ဌ) ၏နှစ်ဦးနှစ်ဖက်ဝေမျှထံမှ dopamine input ကိုလက်ခံရရှိ^6,22,23။ ဦးခေါင်း-fixed ကြွက်များတွင် VTA-ဌ dopamine အာရုံခံသတင်းများအရ conditional လှုံ့ဆော်မှုမှယူနီဖောင်း, RPE ကဲ့သို့တုံ့ပြန်မှုများ³။ VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်မှတ်တမ်းတင်ဖို့ကျနော်တို့ (ကိုတွေ့မြင်တစ်ဦး tyrosine hydroxylase (TH) ကမကထအောက်မှာ Cre recombinase ဖော်ပြကြောင်းကြွက်များတွင် channelrhodopsin ၏ Cre-မှီခိုစကားရပ် (AAV-DIO-ChR2) အတွက် adeno-ဆက်စပ်ဗိုင်းရပ် (AAV) နှင့်အတူ VTA ကူးစက် နည်းလမ်းများ) ။ Optrodes (ပုံ။ 2a, ခအကျဉ်းအပြာ-လေဆာပဲမျိုးစုံမှ) မှတ်တမ်းတင်ထားသော Single-ယူနစ်တုံ့ပြန်မှု (ပုံ။ 2c, ဒေတာများကိုသင်္ဘောသဖန်းသီးတိုးချဲ့။ 3, 4, နောက်ဆက်တွဲပုံ။ 1) ။ ကျနော်တို့ယုံကြည်စိတ်ချရသောရေတိုအောင်းနေချိန် spikes နှင့်အတူ 27 ကောင်းစွာ-အထီးကျန် VTA-ဌဆဲလ်တွေ့ရှိခဲ့နှင့် dopamine အာရုံခံအဖြစ်သူတို့ကိုဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။

aလက်ဝဲ, အ 16 မီတာ ၂၀၀ အချင်း optic fiber ပတ် ၀ န်းကျင် tetrodes ၁၆ ခုဖြင့်ရွေးချယ်ထားသောအစီအစဉ်။ မှန်ပါသည်၊ ဘေးဘက် VTA အတွင်း optrode နေရာချထားခြင်း၏ဥပမာ။ စကေးဘား, 200 မီလီမီတာ။ dopamine ဆဲလ်အနီသည် tyrosine hydroxylase; အစိမ်း၊ ChR1-EYFP; အဝါရောင်ထပ်။ နေရာချထားမှုအားလုံးအတွက် Extended Data Fig ကိုကြည့်ပါ။ 3. b, VTA dopamine ဆဲလ် spikes ။ အနီရောင်ဘား (ကိုမြင်ရတွေ့ရှိပြီးတော့ Activision နေတာများနှင့်တစ်ဦးချင်းစီပေါကျကှဲအတွက် spikes အရေအတွက်ညွှန်ပြ နည်းလမ်းများ) ။ စကေး, 0.5 s ကို, 0.5 mV ။ cတိုးမြှင့်ကြာချိန်၏လေဆာပဲမျိုးစုံရန်, ဥပမာအာရုံခံဆဲလျတုံ့ပြန်မှု။ dတစ်ဦးချင်းစီ VTA ဆဲလ်များအတွက် (ဝက်အများဆုံးမှာ) ဆူး width ကိုနှိုင်းယှဉ်, ကြိမ်မြောက်-ကျယ်ပြန့်ပစ်ခတ်မှုနှုန်း။ အပြာ, dopamine ဆဲလ် tagged; ယူဆ Non-dopamine အာရုံခံတစ်ဦးကွဲပြားစပျစ်သီးပြွတ်, ခရမ်းရောင်။ Insets ပျမ်းမျှ waveforms (အနုတ်လက္ခဏာဗို့အားအထက်သို့) ၏ဥပမာ။ eဒေါက်တာဘန်ဒင်းလုပ်ဆောင်နေစဉ်အတွင်း VTA dopamine neuron ၏အမြန်နှုန်း (အပြာ; ၁ မိနစ် bins) ။ ကြာချိန် (cyan) သည်ဆုချီးမြှင့်မှုနှုန်းနှင့်အတူတူသော်လည်းပစ်ခတ်မှုနှုန်းမှာမူမတည်ပါ။ fလူအပေါင်းတို့ VTA အာရုံခံ (အပြာ, dopamine မီးခိုးရောင်, အမျိုးအစားမခွဲခြားထားသော;; ခရမ်းရောင်, Non-dopamine) အတွက်နှုန်းကိုပစ်ခတ်မြင့်မားတဲ့ဆုလာဘ်-rate ကိုလုပ်ကွက်များသာရှိပြီးပြည်ပမှအနိမ့်၌တည်၏။ အဘယ်သူမျှမ (Wilcoxon ရှိသမျှတို့, 1-မိ bins သုံးပြီးရာထူးစမ်းသပ်လက်မှတ်ရေးထိုးခဲ့သိသိသာသာကွဲပြားခြားနားမှုပြသ P > 0.05 အမျိုးမျိုးသောနှိုင်းယှဉ်များအတွက်ဆုံးပြီးနောက်) ။ g, dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်နှင့်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းအကြားပျမ်းမျှ Cross-ဆက်စပ်မှုမျှအရေးပါသောဆက်ဆံရေးမျိုးပြသထားတယ်။ h, ပိတ်ပင်တားဆီးမှုအသွင်ကူးပြောင်းမှုမှာ dopamine ပစ်ခတ်ရန်နှုန်းကိုလေ့လာခြင်း (ပုံအဖြစ်အတူတူ format နဲ့။ 1d). n = 95 ဆုလာဘ်တိုး, 76 လျော့နည်းစေသည်။ i။ , ISIS, 0.138: inter-ဆူး-ကြားကာလ (ISIS, လက်ဝဲဘက်) ၏ဖြန့်ဝေခြင်းနှင့်ဆူးဘက်စ် (ညာ) ပိုမိုမြင့်မားခြင်းနှင့်နိမ့်ဆုလာဘ်-rate ကိုလုပ်ကွက်များအကြားမပြောင်းလဲများမှာ (Kolmogorov-Smirnov စာရင်းဇယား P = 0.92; ပေါကျကှဲ, 0.165, P = 0.63) ။

အပြည့်အဝအရွယ်အစားပုံရိပ်

dopamine အာရုံခံအားလုံးသည်ပုံမှန်အားဖြင့်တက်ကြွစွာလှုပ်ရှားခဲ့သည်။ အနိမ့်ဆုံးပစ်ခတ်နိုင်သည့်နှုန်းများရှိကြသည်။ P <0.001 တ ဦး တည်းအမြီးမန်း - Whitney စမ်းသပ်မှု) ။ ၎င်းတို့တွင်ပိုမိုကြာရှည်သော spike waveform များရှိသည်။P <5 × 10^-6ခြွင်းချက် (ပုံရှိကြ၏ပေမယ့်, မန်း-Whitney စမ်းသပ်မှု) One-tailed ။ 2d), waveform ကြာချိန် vivo အတွက် dopamine ဆဲလ်တစ်ခုမလုံလောက်အမှတ်အသားကြောင်းအတည်ပြုပေးသော^3,24။ VTA-ဌအာရုံခံ၏တစ်ဦးကွဲပြားစပျစ်သီးပြွတ် (n တိုတောင်းသော waveforms နှင့်ပိုမိုမြင့်မားပစ်ခတ်မှုနှုန်းနှင့်အတူ = အတူတူပင်အစည်းအဝေးများမှ = 38, (> 20 Hz; ဆိုလိုသည် 41.3 Hz, အကွာအဝေး 20.1-97.1 Hz) မျှ tagged dopamine ဆဲလ်များပါဝင်သည်။ ဤရွေ့ကားပိုမိုမြန်ဆန် - ပစ်ခတ်ရန်ဆဲလ် GABAergic နှင့် / သို့မဟုတ် glutamatergic ဖြစ်ကြောင်းယူဆသည်^3,25နှင့်အောက်တွင်ဖော်ပြထားသော '' Non-dopamine '' အဖြစ်သူတို့ကိုရည်ညွှန်း။

ကျနော်တို့မျိုးစုံအပြုအမူတာဝန်များကိုဖြတ်ပြီးအတူတူ dopamine ဆဲလ်မှတ်တမ်းတင်ခဲ့တယ်။ VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်ကျပန်းအစားအစာ-Hopper တွေလည်းကလစ်အချိန်ကုန်ဆုံးစေရန်နှင့်တဖြည်းဖြည်းလျော့နည်းပြင်းပြင်းထန်ထန်သည်ဤကလစ်ဖို့ဒေတာကိုပုံတိုးချဲ့ (တွေကိုရှေ့အနေဖြင့်ပိုပြီးကြိုတင်ခန့်မှန်းခဲ့သည့်အခါပြင်းပြင်းထန်ထန်တုံ့ပြန်ခဲ့သည်။ 5) ။ ဤသည် Pavlovian တာဝန်များကိုအတွက် dopamine ဆဲလ်များက canonical RPE ကဲ့သို့နိုင်တဲ့ coding နှင့်ကိုက်ညီဖြစ်ပါသည်^2,3,26.

anaesthetized တိရိစ္ဆာန်များအနေဖြင့်သက်သေအထောက်အထားများ၏အခြေခံပေါ်မှာ, ယခင်ကစောဒကတက်ခဲ့ပြီး microdialysis နှင့်အတူတိုင်းတာ dopamine အဆင့်ဆင့် dopamine ဆဲလ်များ၏လုပ်သူများပစ်ခတ်မှုနှုန်းပြောင်းလဲမှုကနေပျေါပေါကျကြောင်းစောဒကတက်ခဲ့သည်²⁷ နှင့် / သို့မဟုတ်မလှုပ်မရှား dopamine အာရုံခံနှိုင်းယှဉ်တက်ကြွစွာ၏အချိုးအစား²⁸။ သို့သော်ဒမြလုပ်ငန်းတာဝန်အတွက်စမ်းသပ်မှုတွေအသီးအသီးပိတ်ပင်တားဆီးမှုအတွက်ပစ်ခတ်လုပ်သူများ dopamine ဆဲလ်မှုနှုန်း (ပုံဆုချဖို့လစျြလြူရှုခဲ့ပါတယ်။ 2e, ဆ) ။ အဘယ်သူမျှမသိသိသာသာတစ်ဦးချင်းစီ dopamine ဆဲလ်များ၏ပစ်ခတ်မှုနှုန်းအတွက်ပြောင်းလဲမှု, သို့မဟုတ်အခြား VTA-ဌအာရုံခံမြားပုံ (higher- နှင့်အောက်ပိုင်း-ဆုလာဘ်လုပ်ကွက်များအကြားရှိ၏။ 2f, ဇ; ref ကိုလည်းကြည့်ပါ။ ²⁹ ဦးခေါင်း-fixed ကြွက်တွေမှာ Concorde ရလဒ်များအတွက်) ။ dopamine ဆဲလ် spikes ၏ပြီးတော့ Activision နေတာပစ်ခတ်ရာမှာနှုန်းမခြုံငုံပြောင်းလဲမှု (ပုံလည်းရှိခဲ့သည်။ 2i) ။ ထို့အပွငျ, ငါတို့တက်ကြွလှုပ်ရှားပြည်နယ်များအကြား switching ဆို dopamine ဆဲလ်စောငျ့ရှောကျခဲ့ပါဘူး။ မလှုပ်မရှား (ရှည်လျားသောအပြန်အလှန်ဆူးကြားကာလ) သုံးစွဲအချိန် dopamine ဆဲလ်များ၏အချိုးအစားအလွန်နိမ့်ခဲ့, နှင့်သင်္ဘောသဖန်း (higher- နှင့်အောက်ပိုင်း-ဆုလာဘ်လုပ်ကွက်များအကြားမပြောင်းခဲ့ပါဘူး။ 2i).

အဆိုပါ VTA-NAc dopamine စီမံကိန်း၏ခန္ဓာဗေဒပြင်းထန်စွာစုံစမ်းစစ်ဆေးလျက်ရှိသည်^6,22,23, ပစ်ခတ်ရန်အကြားကဒီသိသာ functional ဖြစ်စေမတိုက်ဆိုင်ပေမယ့်ပေးခြင်းနှင့်ဖြန့်ချိ-ငါတို့သည် VTA များ၏မှန်ကန်သောအဘို့ကိုအနေဖြင့်မှတ်တမ်းတင်ခဲ့ reconfirmed ။ NAc core ကိုစ retrograde tracer ဝမ်းရောဂါအဆိပ်အတောက် B က (CTb) ၏အသေးစားထိုး TH ၏သိပ်သည်းတံဆိပ်ကပ်ခြင်းအတွက်ရလဒ်⁺ ကျွန်တော်တို့ရဲ့ optrode အသံသွင်းကဲ့သို့တူညီသော VTA-ဌဧရိယာအတွင်းအာရုံခံ (ဒေတာများသတိုးချဲ့။ 3) ။ အနီးစပ်ဆုံးမှတ်တမ်းတင်ဇုန်, TH ၏ 21% အတွင်း⁺ ဆဲလ်တွေကိုလည်း CTb ခဲ့ကြသည်⁺, ဤကျွန်တော်တို့ရဲ့ tracer ထိုးလုံးဝ NAc core ကိုဖြည့်ပါခဲ့ပါဘူးအဖြစ်, NAc core ကို-ထုတ်လုပ်တဲ့ VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်၏အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုအထင်သေးဖြစ်ဖွယ်ရှိသည်။ ထို့ကြောင့်ကျွန်ုပ်တို့၏နမူနာ n = 27 tagged VTA dopamine ဆဲလ်များ (ပေါင်းများစွာသောပိုပြီး untagged ဆဲလ်) နီးပါးဆက်ဆက် NAc core- ထုတ်လုပ်တဲ့အာရုံခံပါဝင်သည်။ နောက်ဆုံးအနေဖြင့်နောက်ထပ်ကြွက်တစ်ခုတွင် AAV ကို NAc core (Extended Data Fig) သို့စိမ့်ဝင်ပြီးနောက် tagged VTA-l dopamine ဆဲလ်နှစ်ခုကိုမှတ်တမ်းတင်ခဲ့သည်။ 3) ။ retrogradely ကူးစက်ခံရသည့်ဆဲလ်နှစ်မျိုးလုံးတွင်ပစ်ခတ်မှုပုံစံများရှိပြီးအခြားတံဆိပ်ကပ်ထားသော dopamine ဆဲလ်များနှင့်အလားသဏ္inာန်တူစွာဆင်တူသည်။နောက်ဆက်တွဲပုံ။ 1) ။ ကျနော်တို့လုပ်သူများ VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်အတွက်အပြောင်းအလဲများကို forebrain dopamine လွှတ်ပေးရန်အတွက်လှုံ့ဆျောမှု-related အပြောင်းအလဲများအတွက်တာဝန်ရှိသည်မဟုတ်ကောက်ချက်ချ။

အချို့သောသီအိုရီအတွက်အကြံပြုအဖြစ်, se နှုန်း NAc dopamine လွှတ်ပေးရန်လမ်းကြောင်းဆုလာဘ်နှုန်းကိုမ³⁰သို့မဟုတ်ဤဆက်စပ်မှု microdialysis နှင့်အတူဖြေရှင်းရန်လည်းအစာရှောင်ခြင်းဖြစ်ကြောင်း dopamine လွှတ်ပေးရန်အတွက်ပြောင်းလဲနေသောအတက်အကျအားဖြင့်မောင်းနှင်သလဲ? ကျနော်တို့ voltammetry အချက်အလက်များ၏အခြေခံပေါ်မှာအဆုံးစွန်သောဖြစ်နိုင်ခြေများအတွက်စောဒကတက်⁵ဒါပေမယ့်မတူညီတဲ့ timescales span နိုငျကွောငျး dopamine လွှတ်ပေးရေးတစ်ခုလွတ်လပ်သောအတိုင်းအတာကို အသုံးပြု. အတည်ပြုချက်ကိုရှာ၏။ မျိုးရိုးဗီဇ encoded optical dopamine ညွှန်းကိန်း၏ dLight1 suite ကို dopamine D1 receptors သို့ circularly permutated GFP ထည့်ခြင်းဖြင့်အင်ဂျင်နီယာခဲ့သည်¹⁵။ dopamine ၏ binding ချောင်းအတွက်အလွန်တိကျတဲ့တိုး (ပုံကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ 3a) ။ ကျနော်တို့ dLight1.1 (သုံးကြွက်များကနေလေးမှန်ကန်ကြောင်းအတည်ပြု NAc နေရာချထားမှုကို) သို့မဟုတ်တောက်ပမူကွဲ dLight1.3b ဖြစ်စေဖော်ပြ NAc သို့ AAV ထုံမွှန်း (ခြောက်လလေးကြွက်များကနေ NAc နေရာချထားမှုကိုမှန်ကန်ကြောင်းအတည်ပြု) နှင့်အမျှင်ဓာတ် photometry ခြင်းဖြင့်ချောင်းကြည့်ခဲ့တာပါ။ ကျနော်တို့ဒေတာများသတိုးချဲ့ (ပစ်ခတ်အလားတူ VTA dopamine ဆဲလ်ဖို့, Pavlovian ဆုလာဘ်-ကြိုတင်ခန့်မှန်းချက်တွေကိုမှရှင်းရှင်းလင်းလင်း NAc dopamine တုံ့ပြန်မှုလေ့လာသည်။ 5).

adLight1.3b ၏, ချောင်းတုံ့ပြန်မှု။ Inset, dopamine ၏ titrations (n = အကျိုးစီးပွား 15 ဒေသများ (ROIs) နှင့် noradrenaline (n = 9) ။ အဓိကကိန်းဂဏန်း, ရေချိုး - လျှောက်ထား neurotransmitter (အားလုံး n = 12 ROIs) ။ သူ့, histamine ။ b, ပုံမှန် NAc dLight1.3b signal ကို (1-မိ bins) အပါအဝင်နမူနာဒမြ session တစ်ခု။ c, dLight signal ကိုပိတ်ပင်တားဆီးမှုအသွင်ကူးပြောင်းမှုနှင့်အတူပြောင်းလဲစေပါသည်။ n = 35 ဆုလာဘ်မှုနှုန်းတိုး, 45 လျော့နည်းစေပါသည်။ d, dLight နှင့်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းအကြား Cross-ဆက်စပ်မှု။ e၏ shaded သောအဘို့ကို၏, ပိုမိုနီးကပ်စွာအမြင် b။ မြှား: အနက်ရောင်, Center-နှာခေါင်း -in ကို; အနီရောင်အလင်း၊ ဘေးထွက် (ဆုချ); အပြာနုရောင်, ဘေးထွက် -In (unrewarded); အနီရောင်မှောင်မိုက်၊ အစားအစာ -port ကို (ဆုချသည်); အပြာရင့်၊ အစားအစာ -port (in unrewarded) ။ လာမည့်အတန်း: ဆုလာဘ်မှုနှုန်း၏ leaky- ပေါင်းစည်းခန့်မှန်း; အနိမ့်ဆုံး resolution ဖြင့် dLight (1 min); မြင့်မားသော resolution ရှိ dLight (50 Hz၊ အစိမ်း၊ ၅ မှတ်အလယ်အလတ်စစ်ထုတ်သည့်အနက်ရောင်); စံပြပြည်နယ်တန်ဖိုးများ (cyan); နှင့် RPEs (ခရမ်းရောင်) ။ အတော်အတန်နည်းပါးသောစမ်းသပ်မှုများပြုလုပ်ပြီးနောက်ပြည်နယ်အဆင့်တန်ဖိုးများသည်အစောပိုင်းကာလတွင်နိမ့်ကျသည်။ ထို့နောက်ဆုလာဘ်များပေးပို့ခြင်းသည်အပြုသဘောဆောင်သော RPE နှင့် dopamine သိသိသာသာတိုးလာခြင်းကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ အောင်မြင်သောဆုချီးမြှင့်ခံရသည့်စမ်းသပ်မှုများသည် RPE များကိုလျော့နည်းစေသော်လည်း dopamine ပြန့်ပွားမှုနှင့်အတူပြည်နယ်တန်ဖိုးများကိုတိုးမြှင့်သည်။ f, က Short timescale crosscorrelations dLight နှင့်တန်ဖိုးအကြားအနီးကပ်ဆက်ဆံရေးမျိုးကိုပြသနှင့် RPE မှသေးငယ်တဲ့ဆကျဆံရေး။ gကွဲပြားခြားနားသော lags နှင့်အတူမော်ဒယ် variable တွေကိုနှင့် dLight အကြားအတွင်း - ရုံးတင်စစ်ဆေးဆက်စပ်မှု; တန်ဖိုးနှင့် RPE နှစ်ခုလုံးနှင့်ဆက်နွယ်မှုသည်နောက်ပိုင်းတွင် 0.3 s နောက်ပိုင်းတွင် dLight အထိအားအကောင်းဆုံးဖြစ်သည်။ hလူအပေါင်းတို့အစည်းအဝေးများများတွင်အများဆုံးဆက်စပ်မှု RPE သို့မဟုတ်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းသည်ထက်တန်ဖိုး သာ. ကြီးမြတ်ဖြစ်ခဲ့သည်။

အပြည့်အဝအရွယ်အစားပုံရိပ်

အဆိုပါဒမြလုပ်ငန်းတာဝန်, ကြှနျုပျတို့ပထမဦးဆုံး 1-မိ bins (ပုံထဲမှာ dLight signal ကိုဆန်းစစ်ခဲ့သည်။ 3b) microdialysis နှင့်နှိုင်းယှဉ်လျှင်အဘို့။ ကျနော်တို့ကိုတဖန်ပိတ်ပင်တားဆီးမှုအသွင်ကူးပြောင်းမှု (ပုံ၏ Cross-ဆက်စပ်မှုများနှင့်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာနှစ်ဦးစလုံးအတွက် NAc dopamine လွှတ်ပေးရန်နှင့်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းအကြားရှင်းလင်းပြတ်သားတဲ့ဆက်ဆံရေးမျိုးကိုမြင်တော်မူ၏။ 3c, ဃ) ။ ကျနော်တို့လာမယ့်ဒီဆက်နွယ်မှုပေါ်ပေါက်ပုံကိုပိုပြီးနီးနီးကပ်ကပ်ဆန်းစစ်ခဲ့သည်။ အဲဒီအစားဖြည်းဖြည်းချင်းမိနစ်တစ် timescale အပေါ်အမျိုးမျိုးကွဲပြားနေသည်ထက်, dLight signal ကိုတစ်ဦးချင်းစီတရားခွင် (ပုံအတွင်းနှင့်အကြားမြင့်မားတဲ့ dynamic အတက်အကျပြသခဲ့သည်။ 3e) ။ ကျနော်တို့ကအားဖြည့်-သင်ယူမှုပုံစံကနေခန့်မှန်းချက်ချင်းပြည်နယ်တန်ဖိုးများနှင့် RPEs (က Semi-Markov ဆုံးဖြတ်ချက်ဖြစ်စဉ်ကိုဤအတက်အကျနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါ⁵) ။ ယခင်က voltammetry သုံးပြီးအစီရင်ခံခဲ့သည်နှင့်အမျှ⁵, အခိုက်-by-ယခုအချိန်တွင် NAc dopamine ပြည်နယ်တန်ဖိုးများ (ပုံနှင့်အတူတစ်ဦးသည်ခိုင်ခံ့ဆက်စပ်မှုပြသခဲ့သည်။ 3f), ဆုလာဘ် (ပုံမည်ဟုမျှော်လင့်ခဲ့ကြသည်သည့်အခါစမ်းသပ်မှုတွေအတွင်းလုပ်မယ်လို့အဖြစ်မြင်နိုင်။ 3e) ။ ငါတို့သည်လည်း RPE (အောက်တွင်ဆန်းစစ်) နဲ့ကိုက်ညီလျော့နည်း-မျှော်လင့်ထားသည့်ဆုလာဘ်ပေးပို့အတူယာယီတိုးမြှင့်ကိုမြင်တော်မူ၏။ တိုင်း dLight session တစ်ခုမှာတော့ dopamine RPEs သို့မဟုတ်ဆုလာဘ်မှုနှုန်း (ပုံဖြစ်စေထက်တန်ဖိုးများနှင့်အတူအားကောင်းဆက်စပ်မှုပြသခဲ့သည်။ 3h, ဒေတာများသတိုးချဲ့။ 6) ။ ပြည်နယ်တန်ဖိုးများနှင့် RPE နှစ်ခုစလုံးနှင့်ဆက်စပ်မှုသည် dLight signal ကို ~ 0.3 s အကြာတွင်လေးစားမှုနှင့်အတူအမြင့်ဆုံးခဲ့ကြသည် cues နှင့်အာရုံခံ - တုံ့ပြန်မှုအချိန် (ပုံ။ ) ၏အာရုံကြောအပြောင်းအလဲနဲ့ကြောင့်ဖြစ်ရတဲ့အကျဉ်းနောက်ကျနှင့်ကိုက်ညီ 3g; voltammetry ဖြင့်ကျွန်ုပ်တို့သည် 0.4 s ၏နောက်ကျရှိကြောင်းအစီရင်ခံခဲ့သည်။⁵.

ကျနော်တို့လာမယ့်ဒမြ-တာဝန်ဖြစ်ရပ်များန်းကျင် dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်နှင့်ဖြန့်ချိနှိုင်းယှဉ်။ အလင်း-အပေါ်မှာပြင်ပလှုံ့ဆော်မှု, cue သွားပြီးဆုခခြံဘေးထွက်-in ကို (စားနပ်ရိက္ခာ-Hopper တွေလည်းကလစ်) တစ်ဦးချင်းစီတစ်ဦးလျှင်မြန်ပစ်ခတ်ရန်တိုး (ပုံ evoked ။ 4a) ။ ဤရွေ့ကားတုံ့ပြန်မှု dopamine ဆဲလ်တွေ (ပုံ၏ကြီးစွာသောအများစုအတွက်လေ့လာတွေ့ရှိခဲ့ကြသည်။ 4c), ကွဲပြားခြားနားသောတွေကိုမှတုံ့ပြန်မှုများ၏ဆွေမျိုးပြင်းအား (ဆဲလ်ဖို့ဆဲလ်ကနေကွဲပြားပေမယ့်နောက်ဆက်တွဲပုံ။ 1) ။ အဆိုပါ NAc dLight signal ကိုလည်း, ဤအဓိကတွေကို (ပုံ၏တစ်ဦးချင်းစီမှလျှင်မြန်စွာနှင့်ယုံကြည်စိတ်ချရသောတုံ့ပြန်ခဲ့သည်။ 4b, c ကို), dopamine လွှတ်ပေးရန်ကားမောင်း dopamine ဆဲလ်ပေါကျကှဲပစ်ခတ်ရန်နှင့်ကိုက်ညီ။

aVTA-ဌ dopamine ဆဲလ်၏, Event-aligned လှုပ်ရှားမှု။ ထိပ်, တဦးတည်းကိုယ်စားလှယ်ဆဲလ်များအတွက် rasterizer နှုန်းကိုမြင့်တက်; အောက်ခြေပျမ်းမျှဆူးနှုန်း (n = 29) ။ အားလုံး panel များတွင်အမှားကြိုးနှင့်ချည်နှောင်± sem ညွှန်ပြ b, Event-aligned NAc dLight ။ ထိပ်, ကိုယ်စားလှယ် session တစ်ခု; အောက်ခြေပျမ်းမျှ (n = 10), အထွတ်အထိပ်ဆု Side-in ကိုတုန့်ပြန်မှပုံမှန်။ ဤပုံတစ်ပုံလုံးတွင် dLight အချက်ပြမှုသည် ၂ စက္ကန့် 'အခြေခံ' ယုဂ်နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက Center-in မတိုင်မီ ၁ စဖြစ်သည်။ Center-in နှင့် Food-port-in မတိုင်မီလေးတွင်မြှား (မြှား) များတိုးလာသည်။ c, dopamine ဆဲလ်တွေ (အစိုင်အခဲအဘို့သိမ်းယူအချိန်တိုးပွားလာသောဖြန့်ဝေ; n = 29), dLight (dashed; n = 10), အောက်ပါ cue onsets တိုးမြှင့်ဖို့ (အခြေခံနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက shuffle စမ်းသပ်မှု, 10,000 shuffles, P <0.01, မျိုးစုံနှိုင်းယှဉ်တညျ့။ Light-on အတွက်၊ latency <1 s သာပါ ၀ င်သည်။ Side-in ကိုသာဆုစမ်းသပ်မှုတွေ။ ပျမ်းမျှ latency များ (sigmoid fit မှ) - အလင်းချိန်၊ ၁၅၂ ms၊ dLight 152 ms; 266 ms, dLight 67 ms ပစ်ခတ်, cue, go Side-in, 212 ms, dLight 85 ms ပစ်ခတ်။ dopamine မဟုတ်သောဆဲလ်များသည်ပုံမှန်အားဖြင့် cue onsets (Extended Data Fig) ။ 8). d, ထူးခြားသော cue-evoked, ချဉ်းကပ်-related dopamine လွှတ်ပေးရန်။ ထိပ်တန်းပျမ်းမျှ dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ် (n = 29); အလယ်အလတ်၊ ပျမ်းမျှ dLight (n = 10); အောက်ခြေ, voltammetry (n = 6), တိုတို - latency အလင်း -on ကိုတုံ့ပြန်မှုအထွတ်အထိပ်မှပုံမှန်။ လက်ဝဲ panel များ, latency <1 s, ညာ, latency> 2 s ။ အချက်အလက်များကို Light-on (အစိုင်အခဲ) သို့မဟုတ် Center-in (အစက်) ဖြင့်ညှိထားသည် အနီရောင် dashed လိုင်း, ပျမ်းမျှ latency ။ ပိုမိုကြာရှည်သော latency များအတွက် Center-in အနီးတွင်ပစ်ခတ်မှုတိုးလာခြင်းမရှိသော်လည်း dLight နှင့် voltammetry သိသိသာသာတိုးလာသည်။ eအလင်း-On အပေါ် aligned အထွတ်အထိပ်အချက်ပြမှုများကိုနှိုင်းယှဉ်ခြင်း, ဖြန့်ကြဲကြံစည်မှု (y ဝင်ရိုး) သို့မဟုတ် Center က-in ကို (x ဝင်ရိုး) ။ ဆဲလ်တစ်ခုစီအတွက်၊ ချိတ်ဆက်ထားသောလိုင်းများသည်ကွဲပြားသောအောင်းနေချိန် (<1 s,> 2 s) အတွက်အချက်အလက်များဖော်ပြသည်။ Dopamine ပစ်ခတ်မှု (အပေါ်) သည်တိုတောင်းသော latency စမ်းသပ်မှုများအတွက်အလင်း -on တုံ့ပြန်မှု (ကှဲလှဲ၏နှစ်ဖက်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု (ANOVA), alignment ကို× latency အပြန်အလှန်, တသမတ်တည်းပြသ F = ၆၈.၃၃၊ P = 0.0008) ။ dLight (အလယ်)၊ voltammetry (အောက်ခြေ) အချက်ပြများသည်စင်တာ -In (dLight အတွက်နှစ်ဖက်အသုံးပြုနိုင်သည့် ANOVA: alignment × latency interaction)၊ F = ၆၈.၃၃၊ P = 0.0043) ။ f, ချဉ်းကပ်လမ်းပေါ်ထောင့်အဖြစ် quantified ချဉ်းကပ်မှု, စဉ်အတွင်း Dopamine တိုး (ကိုတွေ့မြင် နည်းလမ်းများ) ။ စက်ဝိုင်း (တစ်ဦးချင်းစီ dopamine ဆဲလ်တွေညွှန်ပြn = 29), dLight အစည်းအဝေးများ (n = 10) ။

အပြည့်အဝအရွယ်အစားပုံရိပ်

ငါတို့သည်လည်းကြွက်များအဖြစ် NAc dopamine လွှတ်ပေးရန်အတွက်ရှင်းရှင်းလင်းလင်းတိုး (ရုံအစားအစာဆိပ်ကမ်းကို-In မတိုင်မီ) (ကိုယ့်ရေးစင်တာ-In မတိုင်မီ) ကိုစတင်ဆိပ်ကမ်းနှင့်အစားအစာဆိပ်ကမ်းကိုချဉ်းကပ်မြင်တော်မူ၏။ ဤသည်လှုံ့ဆော်ချဉ်းကပ်အပြုအမူတွေ NAc core ကို dopamine အတွက်လျင်မြန်စွာတိုးခြင်းဖြင့်လိုက်ပါသွားကြသည်ဟုဖေါ်ပြခြင်းဟာကျယ်ပြန့် voltammetry စာပေနှင့်အတူကောင်းစွာကိုက်ညီ^{5,7,8,9,10,11}။ သို့သော် VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်လူဦးရေသည်ဤအကြိမ် (ပုံမှာပစ်ခတ်အတွက်သက်ဆိုင်ရာတိုးမပြခဲ့ပါဘူး။ 4a; တိုးချဲ့ဖို့ဒေတာကိုပုံကိုကြည့်ပါ။ 7 Non-dopamine ဆဲလ်ဖို့အပါအဝင်နောက်ထပ်နှိုင်းယှဉ်) သည်။

cue-evoked နှင့်ချဉ်းကပ်မှုနှင့်သက်ဆိုင်သော dopamine လှုပ်ရှားမှုများကိုပိုမိုကောင်းမွန်စွာခွဲထုတ်ရန်ကျွန်ုပ်တို့သည်စမ်းသပ်မှုများကို (<1 s) နှင့် long (> 2 s) latency များဖြင့်ခွဲခြားခဲ့သည် (ပုံ။ 4d, အီး) ။ dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်အတွက်တိုးတသမတ်တည်းဦးစား Short-အောင်းနေချိန်စမ်းသပ်မှုတွေအဘို့, အလင်း-အပေါ်မှာ cue စတင်ခြင်းမှသော့ခတ်ခဲ့သည်။ သိသာထင်ရှားသောပစ်ခတ်ရန်နှုန်းကိုတိုးမြှင့်နှင့်အတူအားလုံးသော 25 dopamine ဆဲလ်အလင်း-အပေါ်ပိုကောင်းရေးစင်တာ-in ကို (ပုံထက်အလင်း-On ဖို့ aligned ပြီးနောက်။ 4e) ။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်, Center က-in ကိုမရောက်မီ NAc dopamine လွှတ်ပေးရန်အတွက်တိုး cue-evoked dopamine လွှတ်ပေးရေး (ပုံကနေကွဲပြားခဲ့ကြသည်။ 4d, အီး) ။ dLight အချက်ပြမှုများကိုတသမတ်တည်း (ပုံပစ်ခတ် dopamine အတွက်တိုးသက်ဆိုင်ရာခြင်းမရှိဘဲ, အချိန်ကြာမြင့်စွာအောင်းနေချိန်စမ်းသပ်မှုတွေ (တစ်ဆယ်အစည်းအဝေးများထဲကတစ်ဆယ်) အပေါ်နှင့်အစားအစာ-port ကို-in ကို (တစ်ဆယ်အစည်းအဝေးများထဲကကိုး) မတိုင်မီ Center က-in ကိုမရောက်မီတိုးတက်လာခဲ့သည်။ 4f).

နောက်ဆုံးအနေနဲ့ကျနော်တို့ဖြစ်ရပ်-related dopamine အချက်ပြမှုများမကြာသေးမီဆုလာဘ်သမိုင်းအပေါ်မူတည်ဘယ်လိုထည့်သွင်းစဉ်းစား။ တစ်ခုချင်းစီကိုရုံးတင်စစ်ဆေး၏အစောပိုင်းတစ်စိတ်တစ်ပိုင်းစဉ်အတွင်း dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်ဆုလာဘ်မှုနှုန်း (ပုံပေါ်တွင်မှီခိုမဟုတ်ခဲ့ပေ။ 5a), လှုံ့ဆျောမှု (ပုံပေါ်တွင်ဆုလာဘ်မှုနှုန်း၏သြဇာလွှမ်းမိုးမှုရှိနေသော်လည်း။ 5b) ။ အကျိုးဆက်အနိမ့်ကျသောအခါ Side-in ၌ဆုလာဘ် cue မှ phasic တုန့်ပြန်မှုသည်ယုံကြည်စိတ်ချစွာပိုမိုအားကောင်းခဲ့သည်။ 5a), အပြုသဘော RPE encoding ကနှင့်ကိုက်ညီ။ ဒီဆုလာဘ် cue ချန်လှပ်ခံခဲ့ရသည်သည့်အခါအနုတ်လက္ခဏာ RPEs ၏ encoding ကလူဦးရေအဆင့်ကို (ပုံမှာလေ့လာဖြစ်စေ, အများကြီးအားနည်းသို့မဟုတ်ပျက်ကွက်ခဲ့သော်လည်း, dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ဆိုင်းငံ့မှု။ 5a, ခ) သို့မဟုတ်တစ် ဦး ချင်းစီဆဲလ်များ (တိုးချဲ့ဒေတာများကိုပုံ။ ) 8) ။ dopamine pause ၏ကြာချိန်များတွင်အနှုတ်လက္ခဏာ RPE များကို encod လုပ်ရန်ယခင်ကအဆိုပြုထားသည်³¹, ဒါပေမယ့်ဒီရုံပဲတစ် ဦး ချင်းစီအာရုံခံဆဲလ် 2 ထဲက 29 လေ့လာတွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဆုလာဘ်မျှော်လင့်ချက်အားစမ်းသပ်ခြင်းအခြေပြုအားဖြည့်သင်ကြားမှုပုံစံများ (သရုပ်ဆောင်ဝေဖန်သူနှင့် Q-learning) အပါအ ၀ င်သို့မဟုတ်အခြားနည်းလမ်းများဖြင့်ခန့်မှန်းလျှင်အလားတူရလာဒ်များရရှိသည် (သို့) မကြာသေးမီကရရှိသောအကျိုးကျေးဇူးများ (Extended Data Fig ။ ) 8).

a, ထိပ်တန်း, (dopamine ဆဲလ်များ၏ပစ်ခတ်မှုနှုန်းပျမ်းမျှn = 29) Side-in မှညှိနှိုင်း, ဆုချီးမြှင့်မှုနှုန်းအားဖြင့်ပြိုကွဲ (terciles, တစ် ဦး ချင်းစီဆဲလ်အဘို့သီးခြားစီတွက်ချက်) ။ Side-in မပြုမီ, လှုပ်ရှားမှုဆုလာဘ်မျှော်လင့်ထားပေါ်တွင်မူတည်သည်မဟုတ်။ Side-in ဆု (အနီရောင်) နှင့် unrewarded (အပြာ) စမ်းသပ်မှုတွေသီးခြားစီပြသလျက်ရှိသည်။ အကျိုးခံစားခွင့်နှုန်းနိမ့်ကျသောအခါအပြုသဘောဆောင်သော RPE များကို encoding နှင့်ကိုက်ညီသည်ဆိုပါကအစားအစာကိုကလစ်နှိပ်ပါ။ အောက်ခြေတွင်အမြန်နှုန်းနှင့်သိသိသာသာကွဲပြားသောပစ်ခတ်မှုနှုန်းရှိသော dopamine ဆဲလ်တစ်ခုချင်းစီ၏အစိတ်အပိုင်း (shuffle test, P <0.01, မျိုးစုံနှိုင်းယှဉ်တညျ့။ ထိပ်ဆုံးရှိအမှတ်အသားပြုသည့်အမှတ်အသားများသည်ဤအပိုင်းသည်အခွင့်အလမ်းထက်သိသိသာသာပိုမိုမြင့်မားသည့်အချိန်ကိုဖော်ပြသည်။ P <0.01) ။ Side-in ပြီးနောက်, အနုတ်လက္ခဏာဆက်စပ်မှုသာစမ်းသပ်ပြီး - ဖြစ်နိုင်သော RPE coding ဖြစ်ပါတယ်။ b(log-) အောင်းနေချိန် (ထိပ်) နှင့် dopamine Spike အပေါ်မကြာသေးခင်ဆုလာဘ်သမိုင်း၏အကျိုးသက်ရောက်မှုဖေါ်ပြခြင်းမှတျတမျးတငျထား dopamine ဆဲလ်တွေနှင့်အတူအစည်းအဝေးများအဘို့, Regression ကွက်။ ခရေပွင့ (သိသိသာသာဆုတ်ယုတ်အလေးညွှန်ပြt-test, P <0.05) ။ Go cue မတိုင်မီ 0.5 s အတွင်းတွင် (စမ်းသပ်မှုကိုဆက်လက်လုပ်ဆောင်ရန်အတွက်ကြွက်သည်ပုံမှန်နှာခေါင်းပေါက်ကိုထိန်းသိမ်းထားရမည်ဖြစ်သော်လည်း) dopamine spiking ဆုကိုသမိုင်း (အလယ်) ကမထိခိုက်ပါ။ ရလဒ်ထွက်ပေါ်လာသည်နှင့်တပြိုင်နက်၎င်းပြောင်းလဲသွားသည် (အောက်ခြေ၊ ဘေးထွက်ပြီးနောက် ၀.၅ စက္ကန့်အတွင်းလှုပ်ရှားမှု၏အထွတ်အထိပ်သို့မဟုတ်နိမ့်ကျမှုကိုအကဲဖြတ်ခြင်း) သို့သော်စမ်းသပ်မှုများအတွက်သာဖြစ်သည်။ c, dအထက်ပါအဖြစ်တူ, dLight မှလွဲ. (ဘေးထွက်-in ကိုတုံ့ပြန်မှုမြင့်ဆုံးကိုရောက်ရှိဖို့ပုံမှန်) ။ Dopamine လွှတ်ပေးရန်ယုံကြည်စိတ်ချရသောပင်ဘေးထွက်-in ကိုမရောက်မီဆုလာဘ်မှုနှုန်းနှင့်အတူ scales ။

အပြည့်အဝအရွယ်အစားပုံရိပ်

ဘေးထွက်-in ကိုမှာ Dopamine လွှတ်ပေးရေးကိုလည်းအပြုသဘော RPEs ၏ရှင်းလင်းပြတ်သားတဲ့, ယာယီ encoding ကပြသော်လည်းမအနုတ်လက္ခဏာ RPEs (ပုံ၏။ 5c, ဃ) ။ ဤသည် dLight တုံ့ပြန်မှုအနည်းငယ်လွှတ်ပေးခြင်းနှင့် reuptake အဘို့ကိုယူအချိန်တွေနဲ့ကိုက်ညီ, ပစ်ခတ်ရန်နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါနှောင့်နှေးခြင်းနှင့်တာရှညျခဲ့သည်³²ဒါပေမယ့်တစ်ဦး subsecond ဖြစ်ရပ်ဆန်းနျြရစျ။ မကြာသေးမီစမ်းသပ်မှုတွေဆုခခြံခဲ့သည့်အခါပစ်ခတ်မတူဘဲသို့သော်အစောပိုင်းတစ်ခုချင်းစီစမ်း dLight အချက်ပြမှုများ (ပုံ သာ. ကွီးမွတျခဲ့သညျ။ 5c), တန်ဖိုးကို coding နှင့်ကိုက်ညီ။ ကြွက်များသည်တက်ကြွစွာရွေ့လျားနေခြင်းမရှိသည့်တိုင်အောင်ဆုလာဘ်သမိုင်းအပေါ်ဤမှီခိုအားထားမှုကိုကျွန်ုပ်တို့တွေ့ရှိခဲ့ရသော်လည်း Go cue ကိုစောင့်နေစဉ်တွင်ဗဟိုဆိပ်ကမ်းတွင်နှာခေါင်းပေါက်ကိုထိန်းသိမ်းထားသည်။ 5d) ။ ယေဘုယျအား, ငါတို့ NAc dopamine လွှတ်ပေးရန် cue-evoked တုံ့ပြန်မှုများနှင့်ဆုလာဘ်မျှော်လင့်နှစ်ခုလုံးကိုထင်ဟပ်, သာယခင်ကောင်းစွာ VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်ကတာဝန်ယူနိုင်ပါတယ်ကြောင်းကိုကောက်ချက်ချ။

VTA-ဌပု NAc core ကိုမှ dopamine များ၏မြင်သာထင်သာအရင်းအမြစ်ကိုထောက်ပံ့ပေး^6,23,24။ အဆိုပါ NAc core ကိုမှပရောဂျက်သောသူတို့အပါအဝင် VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်တွေ, တသမတ်တည်း RPE-encoding ကပြီးတော့ Activision နေတာကိုပြသ^3,12။ VTA ပြီးတော့ Activision နေတာ NAc dopamine ကားမောင်းမှုအတွက်အထူးအရေးကြီးသောဖြစ်ထင်နေကြတယ်³²နှင့်အမှန်ပင်ကျွန်ုပ်တို့သည် cue-evoked VTA ပြီးတော့ Activision နေတာ NAc လွှတ်ပေးရေးသဖြင့်လိုက်ဖက်ခဲ့ကြသည်ကိုတွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ သို့သျောကြှနျုပျတို့ဒါ့အပြင်ဖြစ်စေရှည်လျား (လုပ်သူများ) သို့မဟုတ်အတို (phasic) timescales ပေါ် VTA-ဌ dopamine ဆဲလ်များ၏ပစ်ခတ်ခြင်းဖြင့်ထုတ်ပေးကြသည်မဟုတ်ကြောင်း NAc dopamine လွှတ်ပေးရန်၏တန်ဖိုးကို-related ပုံစံများတွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ အခြားအ dopamine subpopulations ကွဲပြားအချက်ပြမှုများကိုသယ်ဆောင်စေခြင်းငှါ^13,33,34, ကြှနျုပျတို့ဒီမှာကနေမှတျတမျးတငျထား dopamine ဆဲလ် subpopulations ၏ပစ်ခတ်မှု NAc core ကိုအတွက်တန်ဖိုး -related dopamine ထုတ်လုပ်သောဖြစ်နိုင်ခြေကိုထုတ်မပေးနိုင်ပါ။ သို့သော်မည်သည့် dopamine ဆဲလ်များအတွက်တန်ဖိုးနှင့်သက်ဆိုင်သောပစ်ခတ်မှုမျိုးကိုလေ့လာမှုအမျိုးမျိုးပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ရလဒ်များအရ NAc dopamine ဒိုင်းနမစ်ကိုမတူညီသောအချိန်များ၊ မတူညီသောလုပ်ဆောင်မှုများနှင့်ကွဲပြားခြားနားသောလုပ်ဆောင်မှုများအတွက်ထိန်းချုပ်ထားပြီး dopamine ဆဲလ်များကိုမှတ်တမ်းတင်ခြင်းသည်အရေးကြီးသော်လည်း dopamine အချက်ပြများကိုနားလည်ရန်လုံလောက်မှုမရှိပါ³⁵.

dopamine ဆိပ်ကမ်းကနေဖြန့်ချိအစွမ်းထက်ဒေသခံမဟုတ်သော Spike ယန္တရားများကလွှမ်းမိုးနေသည်^{36,37,38,39,40}။ ဥပမာအားဖြင့်, NAc dopamine လွှတ်ပေးရန် VTA Spike pharmacologically နှိမ်နင်းပင်အခါ basolateral amygdala တို့က modulated ဖြစ်ပါတယ်^41,42။ ဒါဟာ dopamine လွှတ်ပေးရေးဒေသခံထိန်းချုပ်မှု dopamine ဆဲလ် Spike သူတို့ထံမှကွဲပြားလုပ်ဆောင်ချက်များကိုအောင်မြင်ရန်အံ့သောငှါဆယ်စုနှစ်ပေါင်းများစွာမှတ်ချက်ပြုထားသည်^36,43သို့သော်ဤ dopamine ၏သီအိုရီအမြင်များသို့ထည့်သွင်းခဲ့ပြီးမထားပါဘူး။ ကွဲပြား striatal ငျဒသေဆုံးဖြတ်ချက်များ၏ကွဲပြားခြားနားသောအမျိုးအစားများကိုအထောက်အကူပြုခြင်း, လိုအပ်သည်နှင့်အညီမိမိတို့ကိုယ်ပိုင် dopamine လွှတ်ပေးရန်သြဇာလွှမ်းမိုးစေခြင်းငှါ⁴⁴။ dopamine ထုတ်လွှတ်မှု၏ထိန်းချုပ်မှုသည်မည်သည့်နေရာတွင်တည်ရှိသည်ကိုဆုံးဖြတ်ရန်ကျန်ရှိနေသေးသည်။ ကျနော်တို့ dopamine လွှတ်ပေးရန်တိုင်းတာသောနည်းလမ်းသုံးခုအားဖြင့်မျှဝေထားသည့်တစ်ခုမှာကန့်သတ်ချက်တစ်ခုမှာ၎င်းတို့အားလုံးသည်အနည်းဆုံး ၁၀၀ µm ၏ Spatial စကေးပေါ်တွင်နမူနာသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ in vivo microscopy တွင် dopamine ထုတ်လွှတ်မှုသည်သေးငယ်သည့်အတိုင်းအတာများအတွင်းသောင်းပြောင်းထွေလာရောနှောခြင်းရှိနိုင်သည်။¹⁵.

ကျွန်ုပ်တို့၏ရလဒ်များကို dopamine ၏စိတ်ခွန်အားနိုးသက်ရောက်မှုဖျန်ဖြေနိုင်ကြောင်းမည်သည့်သီးခြားလုပ်သူများ dopamine signal ကို၏တည်ရှိမှုကိုထောကျပံ့မပေးပါဘူး။ (voltammetry သို့မဟုတ် dLight နှင့်အတူ) လျှင်မြန်စွာတိုင်းတာမယ်ဆိုရင်မယ့်အစား, (microdialysis နှင့်အတူ) ဖြည်းဖြည်းတိုင်းတာလျှင်နှေးကွေးပေါ်လာကြောင်း dopamine ဆိုင်းလျင်မြန်စွာအတက်အကျသို့ဖြေရှင်းရန်။ ကိုယျ့ကိုယျကိုနှင့်အခြားသူများအားဖြင့်ဖော်ထုတ် VTA dopamine ဆဲလ်ထို့ပြင်အသံသွင်း³⁰ စိတ်ကူးဆန့်ကျင်ခိုင်မာတဲ့သက်သေအထောက်အထားပေး²⁹ ကြောင်း dopamine လွှတ်ပေးရန်အတွက် drive ကိုလုပ်သူများအပြောင်းအလဲများကိုပစ်ခတ်လုပ်သူများ dopamine ဆဲလ်များတွင်ပြောင်းလဲစေပါသည်။ လုပ်သူများပစ်ခတ်ရန်ကိုတွေ့ရှိရပါသည်သို့မဟုတ်မူးယစ်ဆေးထိန်းသိမ်းရေးအားဖြင့်ပြောင်းလဲနိုင်ပါတယ်ပေမယ့်²⁸ကျွန်ုပ်တို့သည်မည်သည့်အပြုအမူဆိုင်ရာအလုပ်တွင်မဆိုပစ်ခတ်မှုနှုန်းစဉ်ဆက်မပြတ်ပြောင်းလဲမှုများကိုသတိမပြုမိပါ။ ပစ်ခတ်မှုသည်စိတ်ကျေနပ်မှုအရသက်ဆိုင်ရာဖြစ်ရပ်များကိုမျှော်လင့်နေစဉ် ၁ စက္ကန့်ခန့်အကြာတွင်အောက်သို့ဆင်းနိုင်သည်^45,46။ သို့သော်ဤကျဆင်းမှုဆုလာဘ်မျှော်လင့်အတူ dopamine လွှတ်ပေးရန်မြှင့်တင်ရန်လိုအပ်မည်ဖြစ်ကြောင်းအရာကိုဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်ပြီး, အစားယာယီအနုတ်လက္ခဏာခန့်မှန်းအမှားအယွင်းများတဲ့ sequence ကိုပိုပြီးအကြံအစည်ဖြင့်သမုတ်သော⁴⁷။ ဆက်လက်ဖြစ်ပွားနေသောဆုလာဘ်နှုန်းမှာကုဒ်သွင်းစဉ်ဆက်မပြတ်အချက်ပြမှုများ computationally အသုံးဝင်သောဖြစ်နိုင်ပါတယ်ပေမယ့်³⁰, dopamine အစားလျှင်မြန်စွာပွောငျးလဲနေသောအမှားနှင့်တန်ဖိုးအချက်ပြမှုများကိုပေးပါသည်။ ဒါဟာရေရှည်တည်တံ့အချက်ပြမှုများ dopamine receptors ၏မြစ်အောက်ပိုင်း intracellular အချက်ပြလမ်းကြောင်းအသုံးပြုပုံတစ်နောက်ဆက်တွဲခြေလှမ်းမှာတွက်ချက်ကြသည်ဖြစ်နိုင်သောနေဆဲဖြစ်သည်။

ကြွက်ဆုလာဘ်ချဉ်းကပ်အဖြစ်အတော်များများအုပ်စုများ dopamine လွှတ်ပေးရန်လုပ်မယ်လို့လေ့လာတွေ့ရှိပါပြီ^{5,7,8,9,10,11}, မြင့်တက်ဆုလာဘ်မျှော်လင့်ချက်များကုဒ်သွင်းနှင့်ကိုက်ညီ။ တချို့ကကြွက်လျှင်မြန်စွာတန်ဖိုးများကိုမေ့လျော့ဖြစ်စေကြောင်းစိတ်ထင်အားဖြင့်ဤ dopamine ရိုးရိုးရှင်းစွာ RPEs ရောင်ပြန်ဟပ်သည်ဟုစောဒကတက်ခဲ့ကြ⁴⁸ ဒါမှမဟုတ်သူတို့ပြည်နယ်ကိုယ်စားပြုတစ်ဦးအတိုင်အစုရှိသည်⁴⁹။ ဒါကအဆုံးစွန်စိတ်ကူးချဉ်းကပ်လမ်းပေါ်လျင်မြန်စွာတွေကိုမှ RPE ကဲ့သို့တုံ့ပြန်မှု (ပုံအားနည်းဖြစ်လာနေချိန်မှာအဆက်ဆက်ဆုလာဘ်၏တိုတောင်းတဲ့ sequence ကိုအတွင်းပိုမိုအားကောင်းဖြစ်လာ, updated ဆုလာဘ်မျှော်လင့်ချက်များ၏အခြေခံပေါ်မှာစမ်းသပ်ဖို့တရားခွင်ကနေ modulated ကြောင်းကျွန်တော်တို့ရဲ့လေ့လာရေးကထောက်ခံသည်မဟုတ်။ 3e) ။ ပိုများသောယေဘုယျအားဖြင့်, အရာ dopamine အတွက်မဆိုသီအိုရီတစ်ခုတည်းကိုသာ RPEs (သင်ယူမှုအချက်ပြမှုများ) ဆက်လက်ဖြစ်ပွားနေသော mesolimbic dopamine နဲ့လှုံ့ဆော်မှုများအကြားအလွန်ကောင်းမွန်စွာထူထောင်ချိတ်ဆက်မှုအတွက်အကောင့်မပေးနိုငျသဘောဆောငျ¹⁶။ အဆိုပါ NAc core ကို conditional လှုံ့ဆော်မှုဖို့အလွန်အမင်းလေ့ကျင့်သင်ကြားတုံ့ပြန်မှုလိုအပ်ပေမယ့်ဆုလာဘ်ရရှိရန်အချိန်ကုန်အလုပ်ဖျော်ဖြေဖို့ဆုံးဖြတ်တဲ့အခါမှာအထူးသဖြင့်အရေးကြီးသည်မဟုတ်ပါ⁵⁰။ NAc core ကို dopamine ကြောင့်အလုပ်အချိန်နှင့်ကြိုးစားအားထုတ်မှုခွဲဝေချထားပေးရန်ဖို့ဖြစ်ပါတယ်ဘယ်လောက်ကျိုးနပ်တစ်ခုမရှိမဖြစ်လိုအပ်ပြောင်းလဲနေသော signal ကိုပေးပုံပေါ်^5,44, ဒီ signal ကို VTA dopamine ဆဲလ်ပစ်ခတ်ရန်အတွက်ပစ္စုပ္ပန်မဟုတ်ပါသော်လည်း။

တိရစ္ဆာန်များ

တိရိစ္ဆာန်ဆိုင်ရာလုပ်ထုံးလုပ်နည်းအားလုံးကိုမီချီဂန်တက္ကသိုလ် (သို့) ကယ်လီဖိုးနီးယားရှိဆန်ဖရန်စစ္စကိုရှိတိရစ္ဆာန်အသုံးပြုမှုနှင့်စောင့်ရှောက်မှုဆိုင်ရာကော်မတီများကအတည်ပြုသည်။ ကြွက်အထီး (300-500 ဂရမ်, ရိုင်း -type အမျိုးအစား Long-Evans သို့မဟုတ် TH-Cre ဖြစ်စေ⁺ တစ်ဦးကို Long-အီဗန်နောက်ခံနှင့်အတူ⁵²) တစ်ဦးပြောင်းပြန် 12 အပေါ်ထိန်းသိမ်းခံခဲ့ရသည်: 12 အလင်း: မှောင်မိုက်တဲ့သံသရာများနှင့်မှောင်မိုက်အဆင့်စဉ်အတွင်းစမ်းသပ်စစ်ဆေးပါတယ်။ ကြွက်တာဝန်စွမ်းဆောင်ရည်ကာလအတွင်းရရှိခဲ့အစားအစာဆုလာဘ်အပြင်နေ့စဉ်စံဓာတ်ခွဲခန်းကြွက် Chow ၏ 15 ဂရမ်ကိုလက်ခံရရှိ, ရစေရန်ဆုံးရှုံးစားရကြ၏။ အဘယ်သူမျှမနမူနာအရွယ်အစား precalculation ဖျော်ဖြေခဲ့သည်။ အဆိုပါစုံစမ်းစစ်ဆေးစမ်းသပ်ချက်များနှင့်ရလဒ်ကိုအကဲဖြတ်စဉ်အတွင်းခွဲဝေဖို့မကျြစိကှမခံခဲ့ရပါ။

အပြုအမူ

ယခင်ကဖော်ပြထားသည့်အတိုင်းကြိုတင်လေ့ကျင့်ခြင်းနှင့်စမ်းသပ်ခြင်းများကိုကွန်ပျူတာဖြင့်ထိန်းချုပ်ထားသော Med Associates အော်ပရေတာခန်းများ (အကျယ်ဆုံးအမှတ် ၂၅ စင်တီမီတာ ၃၀ စင်တီမီတာ) တွင်ပြုလုပ်ခဲ့သည်။⁵။ ဒမြ-တာဝန်အစည်းအဝေးများအောက်ပါ parameters များကိုအသုံးပြုကြသည်: ပိတ်ပင်တားဆီးမှုအရှည်ကျပန်းတစ်ခုချင်းစီကိုပိတ်ပင်တားဆီးမှုရွေးချယ် 35-45 စုံစမ်းကြ၏ Go ကို cue 500-1,500 ms (ယူနီဖောင်းဖြန့်ဖြူး) ဖြစ်ခဲ့သည်မတိုင်မီကာလကိုင်; ကျန်ရစ်ညာဆုလာဘ်ဖြစ်နိုင်ခြေ electrophysiology, photometry, voltammetry နှင့်ယခင်ကအစီရင်ခံ microdialysis ကြွက်များအတွက် (10, 50 နှင့် 90% ခဲ့ကြသည်⁵) သို့မဟုတ် 20, 50 နှင့် 80% (အသစ်အစီရင်ခံ microdialysis ကြွက်) ။

လက်ရှိဆုလာဘ်နှုန်းကိုအချိန်-based leaky-ပေါင်းစပ် အသုံးပြု. ခန့်မှန်းခဲ့သည်⁵³။ ဆုလာဘ်နှုန်းသည်အကျိုးကိုရရှိခဲ့ခဲ့သည်တစ်ခုချင်းစီကိုအချိန်အဆတိုးနှင့် parameter များကသတ်မှတ်ထားတဲ့နှုန်းအဆလောင်းပုပ်ပျက်သွားခဲ့ပါတယ် τ (အကျိုးကိုမှုနှုန်း ~ 63% အထိလျော့ချဖို့အတှကျ့အတွက်အချိန်အကြောင်း, 1-1 / အီးဖြစ်ပါတယ်) ။ အားလုံးဆန်းစစ်ခြင်းများပြုလုပ်ထားခြင်းအားဖြင့်, τ တစ်ဦးချင်းစီ session တစ်ခုအတွက်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းနှင့်မှတ်တမ်းများအကြား (အနုတ်လက္ခဏာ) ဆက်စပ်မှု (အောင်းနေချိန်) ပူးတွဲတင်ပြထားသည်ကြွက်ရဲ့အပြုအမူများ၏အခြေခံပေါ်မှာရွေးချယ်ခံခဲ့ရသည်။ forebrain dopamine နဲ့ဆုလာဘ်မှုနှုန်းအကြားဆက်စပ်မှု၏ဤရွေးချယ်မှုမှအလွန်အမင်းထိခိုက်မခံကြဘူး τ (ဒေတာများသတိုးချဲ့။ 1).

ဆုလာဘ်မှုနှုန်းတွင် 'တိုးပွားလာ' သို့မဟုတ် '' လျော့ကျလာ '' အဖြစ်ပိတ်ပင်တားဆီးမှုအသွင်ကူးပြောင်းမှုခွဲခြားဖို့ကျနော်တို့နောက်ဆက်တွဲပိတ်ပင်တားဆီးမှု၏ပထမဦးဆုံး 5 မိအတွက်ပျမ်းမျှအားဖြင့်ဆုလာဘ်နှုန်းမှာတစ်ဦးပိတ်ပင်တားဆီးမှု၏နောက်ဆုံး 8 မိအတွက်ပျမ်းမျှအား leaky-ပေါင်းစပ်ဆုလာဘ်မှုနှုန်းနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါ။

electrophysiology နှင့် photometry အတွက်အသုံးပြုသည့်ကြွက်များသည် Pavlovian ချဉ်းကပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကိုအတူတကွပြုလုပ်ခဲ့သည့်အခန်းတစ်ခန်းလုံးတွင်အခန်းတစ်ခန်းလုံးတွင်အိမ်မှုကိစ္စများပါဝင်သည်။ အာရုံသုံးမျိုး (2 kHz, 5 kHz နှင့် 9 kHz) အစားအစာဖြန့်ဝေ၏ဖြစ်နိုင်ခြေကွဲပြားခြားနား (ကြွက်ကိုဖြတ်ပြီးချိန်ခွင်လျှာ) နှင့်ဆက်စပ်ခဲ့သည်။ စုစုပေါင်းကြာချိန် ၂.၆ စက္ကန့်ကြာအောင်အသံများကိုအသံအတိုးအကျယ် pips (၁၀၀ ms၊ ၅၀ ms off) အနေဖြင့်ကစားခဲ့သည်။ ကြိုတင်ခန့်မှန်းတွက်ချက်မှုမရှိသောဆုလာဘ်များကိုကြိုတင်ကြားဖြတ်နိုင်ရန်အတွက်ကြားဖြတ်စစ်ဆေးမှုကြားခံ (၁၅ မှ ၃၀ ရက်၊ ယူနီဖောင်းဖြန့်ဖြူးခြင်း) ဖြင့်ပေးအပ်သည်။

Microdialysis

ခွဲစိတ်ကုသခြင်း

ကြွက် cortex နဲ့ striatum အတွက်လမ်းညွှန် cannulae (CMA, 830 9024) နဲ့မြန်မာနိုင်ငံသကိုထညျ့သှငျးခဲ့သညျ။ တဦးတည်းအုပ်စုတစ်စု (n = 8) ပဏာမနှင့် infralimbic cortex (anteroposterior (AP) +3.2 mm, bregma နှင့်နှိုင်းယှဉ်လျှင်အလယ်အလတ် (ML) ၀.၆ မီလီမီတာနှင့် ဦး နှောက်မျက်နှာပြင်အောက် ၁.၄ မီလီမီတာ) (dorsoventral (DV) ၁.၄ မီလီမီတာ) ဦး နှောက်နှင့် ဦး နှောက်မျက်နှာပြင်အောက်ရှိ dorsoventral (DV) ၁.၄ မီလီမီတာကိုပစ်မှတ်ထားသောလမ်းညွှန်အမြောက်များကိုရရှိခဲ့သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက် hemisphere (AP +0.6, ML 1.4 နှင့် DV 1.3) ၌တည်၏။ implants နှစ်ခုစလုံးသည် rostral-caudal လေယာဉ်တစ်လျှောက်တစ် ဦး နှင့်တစ် ဦး ၅ ဒီဂရီဝေးသောကြောင့်ထောင့်တစ်နေရာမှရွေ့လျားခဲ့သည်။ ဒုတိယအုပ်စု (n = 4) anterior cingulate cortex (AP +1.6, ML 0.8 နှင့် DV 0.8) ကိုပစ်မှတ်ထားသောလမ်းညွှန်ဆေးခြောက်တစ်ချောင်းနှင့်အခြားပစ်မှတ်ထားသည့် accumbens (AP +1.6, ML 1.4 နှင့် DV 5.5 ရှိဆန့်ကျင်ဘက်ခြမ်းရှိ core / shell ကိုရရှိခဲ့သည်။n = 2) သို့မဟုတ် AP +1.6, ML 1.9 နှင့် DV 5.7 (n = 2) ။ implants နှစ်ဖက်ကြွက်ကိုဖြတ်ပြီးချိန်ညှိခဲ့ကြသည်။ တိရိစ္ဆာန်များကိုပြန်လည်မလေ့ကျင့်မီတစ်ပတ်ကြာပြန်လည်သက်သာခွင့်ပြုခဲ့သည်။

ဓာတုပစ္စည်းများ

မိုဘိုင်းအဆင့်များအတွက်ရေ၊ မက်သနောနှင့်အက်စီတွန်နိုက်သည် VWR (Radnor) မှ ၀ ယ်ယူသည့် Burdick & Jackson HPLC အဆင့်ဖြစ်သည်။ အခြားဓာတုပစ္စည်းများကို Sigma Aldrich မှ ၀ ယ်ယူခဲ့သည်။ အတု cerebrospinal အရည် (aCSF) တွင် ၁၄၅ မီလီမီတာ NaCl၊ ၂.၆၈ မီလီမီတာ KCl၊ ၁.၄၀ မီလီမီတာ CaCl ပါဝင်သည်။₂, 1.01 MM MgSO₄, 1.55 MM Na₂HPO₄ နှင့် 0.45 MM nah₂PO₄, NaOH နှင့်အတူ 7.4 မှ pH ကိုချိန်ညှိ။ အက်စ်ကောဘစ်အက်ဆစ် (250 nm နောက်ဆုံးအာရုံစူးစိုက်မှု) Analytics ၏ဓာတ်တိုးလျှော့ချဖို့ထည့်သွင်းခဲ့သည်။

နမူနာစုဆောင်းခြင်းနှင့် HPLC-က MS

စမ်းသပ်ခြင်းနေ့ရက်တွင်, အိမ်မွေးတိရစ္ဆာန်အတွက် houselight အပေါ်နှင့်အတူအော်ပရေတာအခန်းနေရာချပေးခဲ့သည်။ custom-ဖန်ဆင်းအာရုံစူးစိုက်မှု polyacrylonitrile အမြှေးပါး microdialysis စုံစမ်းစစ်ဆေး (1-မီလီမီတာ dialysing AN69 အမြှေးပါး, Hospal) လမ်းညွှန် cannula သို့မြန်မာနိုင်ငံသဖြည့်စွက်ခြင်းနှင့် equilibration ခွင့်ပြု 400 မိဘို့ 2 μl / မိနစ်မှာ aCSF နှင့်အတူအစဉ်မပြတ် (Chemyx, Fusion 90) perfused ခဲ့ကြသည်။ 5-မိအခြေခံစုစည်းပြီးနောက် houselight ဒမြ-တာဝန်ရရှိနိုင်မှုဖို့တိရိစ္ဆာန် cueing, ငွိမျးခဲ့သည်။ နမူနာစုဆောင်းခြင်း 1-မိကြားကာလများနှင့်နမူနာမှာဆက်လက်ချက်ချင်း derivatized ခဲ့ကြသည်⁵⁴ ၁.၅ မီလီမီတာဆိုဒီယမ်ကာဗွန်နိတ်၊ ၁၀၀ မီလီမီတာ၊ 1.5 μl benzoyl ကလိုရိုက် (acetonitrile အတွက် 100% (v / v) benzoyl ကလိုရိုက်); ၁.၅ µl isotopically တံဆိပ်ကပ်ထားသောအတွင်းပိုင်းစံအရောအနှောကို ၁% (v / v) ပါဝင်သည့် acetonitrile ၅၀% (v / v) တွင်အရည်ရောစပ်ပြီး၊ deuterated ACh နှင့် choline (C / D / N isotopes) နှင့် ပေါင်း၍ ၂၀ ၏နောက်ဆုံးအာရုံစူးစိုက်မှု nM ။ ကျိုးပဲ့နေသောအမြှေးပါးတစ်ခုတည်းစီးရီး (1.5 နမူနာစီးရီးစုစုပေါင်း) အတွက်ရလဒ်တစ်ခု session တစ်ခုမှလွဲ။ 2 အစည်းအဝေးများအသီးအသီးအတွက် 1.5- s ကြားကာလမှာနမူနာစီးရီးနမူနာစုဆောင်းမှုနှစ်ခုအကြား alternated ။ နမူနာများကို Thermo Scientific UHPLC စနစ်များ (Accela, သို့မဟုတ် Vanquish Horizon) သည်စမ်းသပ်မှုများစွာပြုလုပ်ခဲ့ပြီး HESI II ESI စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုဖြင့်တပ်ဆင်ထားသည့် Quantum Ultra သုံးဆ quadrupole အစုလိုက်အပြုံလိုက် Spectrometer ကို အသုံးပြု၍ ဆန်းစစ်ခဲ့သည်။ ငါး microlitre နမူနာများကို Phenomenex core-shell biphenyl Kinetex HPLC ကော်လံ (၂.၁ မီလီမီတာ× ၁၀၀ မီလီမီတာ) တွင်ထိုးသွင်းခဲ့သည်။ ရွေ့လျားမှုအဆင့် A သည် ၁၀ မီလီမီတာ ammonium formate ဖြစ်ပြီး ၀.၁၅% formic acid နှင့်မိုဘိုင်းအဆင့် B သည် acetonitrile ဖြစ်သည်။ အောက်ဖော်ပြပါအတိုင်း mobile phase သည် elution gradient ကို 50 μl / min သို့အောက်ပါအတိုင်းပေးပို့ခဲ့သည်။ ကန ဦး၊ 1% B; 20 မိ, 30% B; ၁ မိနစ်၊ ၂၆% B၊ 26 မိနစ်, 51% B; ၂.၅ မိနစ်၊ ၁၀၀% ခ၊ ၃ မိနစ်၊ ၁၀၀% ခ၊ ၃.၁ မိနစ် ၅% B၊ ၃.၅ မိနစ်၊ ၅% ၃. ခ Thermo Xcalibur QuanBrowser (Thermo Fisher Scientific) သည်ထိပ်များကိုအလိုအလျောက်လုပ်ဆောင်ရန်နှင့်ပေါင်းစပ်ရန်အသုံးပြုခဲ့သည်။ ပေါင်း ၁၀၀,၀၀၀ ရှိသောထိပ်တစ်ခုစီကိုကောင်းမွန်သောပေါင်းစည်းမှုကိုသေချာစေရန်တစ် ဦး ချင်းကြည့်ရှုစစ်ဆေးခဲ့သည်။

ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း

အားလုံး neurochemical အာရုံစူးစိုက်မှုဒေတာ (ကသုံးမှတ်ရွေ့လျားနေသည့်ပျှမ်းမျှနှင့်အတူပန်းခင်းလမ်းခဲ့ကြသည်y′= [0.25 × (y-1) + 0.5y + 0.25 × (y+ 1)]) နှင့် z- အပြန်အလှန်နှိုင်းယှဉ်မှုများကိုလွယ်ကူချောမွေ့စေရန်အတွက်တစ် ဦး ချင်းစီအတွင်းပုံမှန်ရမှတ်များ။ ပစ်မှတ်ဒေသတစ်ခုစီအတွက် session တစ်ခုစီအတွက် cross-correlogram ကိုထုတ်ပေးပြီးအစည်းအဝေးများ၏ပျမ်းမျှအားစီစဉ်ခဲ့သည်။ ခွဲတမ်းတစ်ခုစီအတွက်တစ်ရာခိုင်နှုန်းရာခိုင်နှုန်းယုံကြည်မှုနယ်နိမိတ်ကိုတစ်ချိန်တည်းစီးရီးများအကြိမ် ၁၀၀,၀၀၀ ပြောင်း။ သင်ခန်းစာတစ်ခုစီအတွက်ဆက်စပ်သောကိန်းများဖြန့်ဖြူးခြင်းအားဖြင့်ထုတ်လုပ်သည်။ အကွိမျမြားစှာဆုတ်ယုတ်မော်ဒယ်များခန့်မှန်းချက်အဖြစ်ရလဒ် variable ကိုနှင့်အမူအကျင့်မက်ထရစ်အဖြစ် neurochemical နှင့်အတူ, MATLAB ကိုအတွက် regress function ကိုသုံးပြီးထုတ်လုပ်ပြီးခဲ့ကြသည်။ အမျိုးမျိုးသောနှိုင်းယှဉ်မှုများအတွက် Bonferroni-correction (alpha / (၂၁ ဓာတုပစ္စည်း× ၇ ဒေသ× ၉ အပြုအမူဆိုင်ရာ regressors)) အတွက် Regression Coefficients သုံးခုကို (100,000, 0.05 နှင့် 0.0005) တွင်သိသာစွာဆုံးဖြတ်ခဲ့သည်။ အသွင်ကူးပြောင်းရေးကာလအသွင်ကူးပြောင်းမှုကိုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက်အချက်အလက်များကိုအသွားအပြန်အချိန်ပါ ၀ င်သောနမူနာကိုဖယ်ထုတ်ပြီး ၃ မိနစ်ခေတ်သို့ binned ခဲ့ကြသည်။

Electrophysiology

ကြွက် (n သီးခြားဒီဇိုင်းပြုလုပ်ထားသောမောင်းနှင်နိုင်သောမှန်ဘီလူးများဖြင့်ထည့်သွင်းခဲ့သည်။ တစ်ခုချင်းစီကို (၁၂.၅ မီလီမီတာ nichrome ဝါယာကြိုး၊ Sandvik မှတည်ဆောက်ထားသည့်) tetrodes ၁၆ ခုပါဝင်ပြီး ၂၀၀ မီလီမီတာ optic fiber ၏ဘေးထွက်တွင်ကပ်လျှက်ရှိပြီး fiber အစွန်အဖျားအောက် ၅၀၀ μmအထိတိုးချဲ့သည်။ တူညီသောခွဲစိတ်မှုကာလအတွင်းကျွန်ုပ်တို့သည် 25 μl AAV16 / 12.5-EF200a-DIO-ChR500 (H1R) -EYFP ကိုဘေးတိုက် VTA (AP 2, ML 5, DV 1) သို့မဟုတ် NAc core သို့ထိုးသွင်းခဲ့သည် (AP 2, ML 134, DV 5.6) ။ Wideband (၁-၉၀၀၀ Hz) ဦး နှောက်အချက်ပြမှုများကို Intan digital headstages ကိုအသုံးပြုပြီး (တစ်စည်လျှင်နမူနာ ၃၀,၀၀၀) ကိုနမူနာယူခဲ့သည်။ တစ်ခုချင်းစီကိုမှတ်တမ်းတင် session ရဲ့အဆုံးမှာ Optrodes အနည်းဆုံး 0.8 μmလျှော့ချခဲ့သည်။ တစ် ဦး ချင်းယူနစ်များကို MountainSort ၏ MATLAB အကောင်အထည်ဖော်မှုကို အသုံးပြု၍ အော့ဖ်လိုင်းခွဲထုတ်ထားသည်⁵⁵ သတိထားလက်စွဲစာအုပ်စစ်ဆေးခြင်းအားဖြင့်နောက်သို့လိုက်ကြ၏။

အမြိုးခှဲခွားခွငျး

သီးခြား VTA-ဌယူနစ် dopaminergic (TH ခဲ့ရှိမရှိကိုသိရှိနိုင်ဖို့⁺), ကျနော်တို့ကစီးပွားရေးနှိုးဆွမှု-ဆက်စပ်အောင်းနေချိန်စမ်းသပ်အသုံးပြုခဲ့⁵⁶။ အကျဉ်းခုနှစ်တွင်တစ်ဦးချင်းစီစမ်းသပ် session ရဲ့အဆုံးမှာကျနော်တို့ကလေဆာရောင်ခြည် diode ဖို့ optrode ချိတ်ဆက်နှင့်ကွဲပြားခြားနားသော width နဲ့ကြိမ်နှုန်း၏အလင်းသွေးခုန်နှုန်းရထားကယ်နှုတ်တော်မူ၏။ အလင်း-တုံ့ပြန်မှုအဖြစ်ဖော်ထုတ်ခံရဖို့တစ်ယူနစ်များအတွက်၏အရေးပါမှုအဆင့်အထိရောက်ရှိရန်လိုအပ် P <0.001 5-ms နှင့် 10-ms သွေးခုန်နှုန်းရထားများအတွက်။ ငါတို့သည်လည်း (လေဆာသွေးခုန်နှုန်းစတင်ခြင်း၏ 10 ms အတွင်း) အလင်း evoked waveforms session တစ်ခု - ပျမ်းမျှနှိုင်းယှဉ်; အားလုံးအလင်း - evoked ယူနစ်> 0.9 တစ် Pearson ဆက်စပ်မှုကိန်းရှိခဲ့ပါတယ်။ Dopamine အာရုံခံများကို VTA-l AAV ပြုတ်ရည်ဖြင့်ကြွက်လေးခုမှအောင်မြင်စွာမှတ်တမ်းတင်နိုင်ခဲ့သည် (IM657, ၁ ယူနစ်; IM1, ၃ ယူနစ်; IM1002, ၁၅ ယူနစ်; IM3, ၉ ယူနစ်) နှင့်ကြွက်တစ်ကောင် NAc core AAV (IM-1003, 15 unit) ။ Peak width ကိုအမြင့်ဆုံး - width-at-half-maximum အဖြစ်သတ်မှတ်ပြီးတူညီတဲ့၊ ပျမ်းမျှဆူး waveform ရဲ့အထင်ရှားဆုံးအနှုတ်လက္ခဏာအစိတ်အပိုင်းကိုသတ်မှတ်ပါတယ်။ session-wide ပစ်ခတ်မှုနှုန်း> 1037 Hz နှင့်အထွတ်အထိပ်အကျယ် <9 μsနှင့်အတူ Non-tagged VTA အာရုံခံဆဲလ် Non-dopamine ဆဲလ်အဖြစ်ခွဲခြားခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် dopamine နှင့် dopamine မဟုတ်သောဆဲလ်များကိုတူညီသောတိုင်းဒေသကြီးများတွင်နှိုင်းယှဉ်နိုင်ရန်သေချာစေရန်အနည်းဆုံး optically tagged dopamine ဆဲလ်တစ်ခုနှင့်အတူအစည်းအဝေးများအတွင်းမှတ်တမ်းတင်ထားသော dopamine ဆဲလ်များကိုသာကျွန်ုပ်တို့ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။

ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း

Spike ပြီးတော့ Activision နေတာသမရိုးကျ '' 80 / 160 template ကို '' ချဉ်းကပ်ခြင်းဖြင့်တွေ့ရှိခဲ့ကြသည်⁵⁷: အပြန်အလှန် spike-intervall ကို 80 ms သို့မဟုတ်ဒီထက်နည်းဖြစ်ပေါ်တိုင်းတစ်ခုချင်းစီသည် 160 ms သို့မဟုတ်ထိုထက်ပိုသောကြားကာလသည်အထိ, ဤနှင့်နောက်ဆက်တွဲ spikes တစ် ဦး ပေါကျကှဲ၏အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုအဖြစ်စဉ်းစားနေကြသည်။ ဆုချီးမြှင့်မှုအတွက် 'လုပ်သူများ' ပစ်ခတ်မှုနှင့်နှိုင်းယှဉ်လျှင်, dopamine spikes 1 မိနစ် bins အတွက်ရေတွက်ခဲ့သည်။ ပိုမိုမြန်ဆန်သောအပြောင်းအလဲများကိုစစ်ဆေးရန်၊ spike သိပ်သည်းမှုလုပ်ဆောင်ချက်များကို 20 Gss ကှဲလှဲထားသော Gaussian kernel ဖြင့် spike ရထားများဖြင့်တည်ဆောက်သည်။ အာရုံခံဆဲလ်တစ်ခုမှပေးထားသော cue တစ်ခုအားမည်မျှလျင်မြန်စွာတုန့်ပြန်သည်ကိုဆုံးဖြတ်ရန်ကျွန်ုပ်တို့သည် 40-ms bins (၂၀ မိနစ်၏အဆင့်များသို့လျှောကျသွားခြင်း) ကိုအသုံးပြုခဲ့ပြီး cue စတင်ခြင်းပြီးနောက်ပစ်ခတ်မှုနှုန်းနှင့်ပစ်ခတ်မှုနှုန်းနှင့်နှိုင်းယှဉ်လျှင်ဘင်တစ်ခုချင်းစီအတွက် shuffle test (20 shuffles) ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ ချက်ချင်း cue ရှေ့ 10,000 ms ။ post-cue ပစ်ခတ်မှုနှုန်းသိသိသာသာဖြစ်သည့်မှာပထမ ဦး ဆုံးဘင် (P <0.01, မျိုးစုံနှိုင်းယှဉ်များအတွက်ဆုံး) အခြေခံပစ်ခတ်မှုထက်သာ။ ကြီးမြတ်တုံ့ပြန်မှု cue ဖို့အချိန်စဉ်းစားခဲ့သည်။

peak ပစ်ခတ်ရန်မှုနှုန်းခြမ်း-in ကိုဆုခခြံစမ်းသပ်မှုတွေအဘို့အပြီး 250-ms ဝင်းဒိုးကိုစီရုံးတင်စစ်ဆေးအများဆုံး (Gaussian-ပန်းခင်းလမ်း) ပစ်ခတ်ရန်မှုနှုန်းအဖြစ်တွက်ချက်ခဲ့သည်, ထိုချိုင့်ဝှမ်းကိုစတင်တစ်ဦး 2-s ကိုပြတင်းပေါက်၌နိမ့်ဆုံးပစ်ခတ်ရန်မှုနှုန်းအဖြစ်တွက်ချက်ခဲ့သည် unrewarded စမ်းသပ်မှုတွေအဘို့အခြမ်း-in ကိုအပြီးတစ်စက္ကန့်။

ချဉ်းကပ်နည်းအပြုအမူတွေကာလအတွင်းတစ်ဦးချဉ်းကပ်လမ်းပေါ်ထောင့်တွက်ချက်ဖို့ကျနော်တို့တစ် 50-ms Gaussian kernel ကိုအတူယုတ်ပစ်ခတ်နှုန်းထားများပန်းခင်းလမ်းအလယ်ဗဟို-In သို့မဟုတ်အစားအစာ-port ကို-in ကို (တစ်ဦးချင်းစီဖြစ်ရပ်မတိုင်မီတစ် 0.5-s ကိုပြတင်းပေါက်၌ရရှိလာတဲ့ signal ကိုအများဆုံး / နိမ့်ဆုံးတွေ့ရှိ ) နှင့်နှစ်ဦးကို extrema ဆက်သွယ်ထားသောလက်မှတ်ရေးထိုးခဲ့ထောင့်စေ့အောင်တိုင်း။ '' မြင့်သော 'နဲ့' အနိမ့် '' ဆုလာဘ်လုပ်ကွက်များတွင်ပစ်ခတ်နှုန်းနှိုင်းယှဉ်ဖို့, တစ်ဦးချင်းစီ session များအတွက်ကျနော်တို့တစ်ဦးချင်းစီပိတ်ပင်တားဆီးမှုအတွက်ပျမ်းမျှအား leaky-ပေါင်းစပ်ဆုလာဘ်နှုန်းမှာတစ်ဦးပျမ်းမျှအုပ်စုခွဲဖျော်ဖြေခဲ့ပါတယ်။

Voltammetry နှင့်ကွန်ပျူတာဆိုင်ရာမော်ဒယ်

ဒီမှာပြ fast-scan ကသိသိ voltammetry ရလဒ်များကိုယခင်ကအသေးစိတ်အတွက်တင်ပြဒေတာ reanalyse⁵။ အတွင်း-ရုံးတင်စစ်ဆေးတန်ဖိုးနှင့်ဆုလာဘ်ခန့်မှန်းမှားယွင်းမှုများကိုအတိအကျအဖြစ်ယခင်ကဖော်ပြထား, မော်ဒယ်သင်ယူနေတဲ့ Semi-Markov ဆုံးဖြတ်ချက်ဖြစ်စဉ်ကိုအားဖြည့်သုံးပြီးတွက်ချက်ခဲ့ကြသည်ပြည်နယ်၏ခန့်မှန်းချက်⁵.

Photometry

ကျနော်တို့ဗီဇကုဒ်သွင်း optical dopamine အာရုံခံဖော်ပြမယ့်ဗိုင်းရပ်စ်ချဉ်းကပ်နည်းကိုအသုံးပြု dLight¹⁵။ isoflurane မေ့ဆေး, AAV1-CAG-dLight 9 μl (1 × 10) လက်အောက်တွင်¹² ml နှုန်းဗိုင်းရပ်စ်မျိုးရိုးဗီဇ; UC Davis ၏အားနည်းချက်ကိုဖြည်းဖြည်းချင်း (100 nl / min) (Nanoject III, Drummond) ကို 30- µm ဖန်ခွက် micropipette မှတဆင့် ventral striatum (AP: 1.7 mm, ML: 1.7 mm, DV: -7.0 mm) ဖြင့်ထိုးသွင်းသည်။ တူညီသောခွဲစိတ်မှုပြုလုပ်စဉ်ကာလအတွင်းသတ္တုဒြပ်ထည် (Doric) နှင့်တွဲဖက်ထားသော optical fiber (400 μm core၊ 430-μmစုစုပေါင်းအချင်း) ကိုထည့်သွင်းခဲ့ပြီး (ပစ်မှတ်အနက်အနက် 200 µm AAV ထက်ပိုမိုမြင့်မား) နေရာတွင်ခိုင်မြဲသည်။ dLight ဖော်ပြမှုကိုခွင့်ပြုရန်ဒေတာများကို> သုံးပတ်အကြာတွင်စုဆောင်းခဲ့သည်။

dLight စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ်အပြာရောင် (470 nm) နှင့်ခရမ်းရောင် (405 nm; control) အတွက် LEDs များသည်ကွဲပြားသောကြိမ်နှုန်း (211 Hz နှင့် 531 Hz, အသီးသီးတွင် modulated ခဲ့ကြသည်။⁵⁸) ။ စိတ်လှုပ်ရှားမှုနှင့်ထုတ်လွှတ်မှုအချက်ပြမှုနှစ်မျိုးလုံးသည် minicube filter များ (Doric) မှဖြတ်သန်းသွားသောနှင့်အမြောက်အများချောင်းကို femtowatt detector (Newport, Model 2151) 10 kHz ဖြင့်တိုင်းတာသည်။ ဖျက်သိမ်းခြင်းသည်သီးခြားစီ 470 nm (dopamine) နှင့် 405 nm (control) အချက်ပြများကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ထို့နောက်၎င်းတို့သည်အနည်းဆုံးစတုရန်းမိုင်ကိုက်ညီခြင်းမှတစ်ဆင့်တစ် ဦး ကိုတစ် ဦး ပြန်လည်ပေးဆပ်ခဲ့သည်⁵⁸။ ဒဿမကိန်းချောင်း signal ကို (ဃF/F) ထို့နောက် (470-405_fit) / 405_fit အဖြစ်သတ်မှတ်ခံခဲ့ရသည်။ ဆန်းစစ်လေ့လာမှုအားလုံးအတွက်ဤအချက်ပြမှုသည် 50 Hz အထိကျဆင်းသွားပြီးပျမ်းမျှ filter ၅ ခုဖြင့်ချောမွေ့သည်။ သီးခြားစီ 470 nm နှင့် 405 nm အချက်ပြတင်ပြချက်အတွက် Extended Data Fig ကိုကြည့်ပါ။ 7.

တစ်ဦး optic fiber ကိုနေရာချထားခြင်းမှဒေတာများဖိုက်ဘာအစွန်အဖျား NAc ခဲ့လျှင်ဆန်းစစ်ခြင်းများပြုလုပ်ထားခြင်းတွင်ထည့်သွင်းခြင်း, အနည်းဆုံးတာဝန် cue ဖို့ချောင်းတုံ့ပြန်မှုတစ်ခုရှိခဲ့ပါတယ်ခဲ့ကြသည် z> 1 ၏ရမှတ် ဤသတ်မှတ်ချက်များသည်ကြွက်တစ်ကောင်ကိုဖယ်ထုတ်ပြီး dLight1065 အတွက်ကြွက်သုံးကောင် / နေရာ ၄ ခု (IM1066-left, IM1089-နှစ်ဘက်၊ IM1.1-right) နှင့်ကြွက်လေး / နေရာခြောက်ခု (IM1088-bilateral, IM1105-right, IM1106-bilateral, dLight1107b များအတွက် IM1.3- ညာဘက်) ။ အလားတူရလဒ်များကို dLight1.1 နှင့် dLight1.3 (တိုးချဲ့ဒေတာများကိုပုံ။ ) အတွက်ရရှိသောခဲ့ကြသည် 7), ဒေတာပေါင်းစပ်ခဲ့ကြဒါ။

ချဉ်းကပ်နည်းအပြုအမူတွေကာလအတွင်းတစ်ဦးချဉ်းကပ်လမ်းပေါ်ထောင့်တွက်ချက်ဖို့ကျနော်တို့တစ်ဦးချင်းစီဖြစ်ရပ် (စင်တာ-In သို့မဟုတ်အစားအစာ-port ကို-in ကို) ရှေ့တော်၌ 0.5-s ကိုပြတင်းပေါက်၌ရရှိလာတဲ့ signal ကိုအများဆုံး / နိမ့်ဆုံးရှာဖွေတွေ့ရှိထိုသူနှစ်ယောက် extrema ဆက်သွယ်ထားသောလက်မှတ်ရေးထိုးခဲ့ထောင့်စေ့အောင်တိုင်း။

ဆှဖှေဲ့နှင့် dLight1.3b ၏မော်လီကျူးတိကျတဲ့

စသည်တို့တိုင်းတာခုနှစ်တွင်ယခင်ကဖော်ပြထားသကဲ့သို့ဖျော်ဖြေခဲ့ကြ¹⁵။ အကျဉ်းခုနှစ်, HEK293T (ATCC CRL # 1573) ဆဲလ်တွေယဉ်ခဲ့ကြပြီး CMV ကမကထမောင်းနှင် dlight1.3b ကုဒ်သွင်း plasmids နှင့်အတူ transfected နှင့် HBSS (ဘဝ Technologies က) နဲ့ဆေးကြော Ca နှင့်အတူဖြည့်ဆည်း²⁺ (4mM) နှင့် Mg²⁺ (2 မီလီမီတာ) ပုံရိပ်မတိုင်မီ။ ပုံရိပ်ကို ၄၀ ×ဆီအခြေခံသည့်ရည်မှန်းချက် အသုံးပြု၍ လှည့်လည်သွားသောလှိုင်းအလျား ၄၈၈ nm / 40 nm (Zeiss Observer LSN710 confocal microscope) တွင်အသုံးပြုသည်။ အာရုံခံကိရိယာ၏ချောင်းတုံ့ပြန်မှုများကိုစမ်းသပ်ရာတွင် neurotransmitter ကိုအနည်းဆုံးလွတ်လပ်သောစမ်းသပ်ချက်နှစ်ခုတွင်အချိန် - ချိန်ပုံရိပ်စဉ်အတွင်းရေချိုးရန်တိုက်ရိုက်အသုံးပြုသည်။ dopamine နှင့် noradrenaline တို့၏ Titrations သည်ကွဲပြားခြားနားသောရှစ်မျိုးကိုရရှိရန်အတွက်ဆယ်ဆအမှတ်စဉ် dilution များပြုလုပ်ခြင်းဖြင့်ရရှိခဲ့သည်။ အခြား neurotransmitter များအားလုံးကို sequential ပြင်းအား (488 nM, 513 μMနှင့် 100 μM) တွင်စမ်းသပ်ခဲ့သည်။ အားလုံး neurotransmitter ပြင်းအားလတ်ဆတ်ပြင်ဆင် HBSS အတွက် 1 မီလီမီတာစတော့ရှယ်ယာအာရုံစူးစိုက်မှုကနေ dilution ဖြင့်ရရှိသောခဲ့ကြသည်။ အချိန်ချုံးပုံရိပ်ကနေကုန်ကြမ်းချောင်းပြင်းထန်ဖီဂျီအပေါ်တွက်ချက်ကြသည်ဟူ။ ၎င်း, ROI တစ်ခုစီသည်ဆဲလ်တစ်ခုချင်းစီ၏အမြှေးပါးပေါ်တွင်ကိုယ်တိုင်ရေးဆွဲခဲ့သည်။ ချောင်းခြံပြောင်းလဲမှု (ΔF/F) အဖြစ်တွက်ချက်ခဲ့သည် F အထွတ်အထိပ် (ပျဉ်ပြားလေးချောင်း၏ချောင်းပြင်းအား) - F Basal (ligands ၏ထို့အပြင်မတိုင်မီလေးဘောင်၏ချောင်းပြင်းထန်မှုပျမ်းမျှ) /F Basal ။ ဂရပ်များနှင့်စာရင်းအင်းဆိုင်ရာခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာ GraphPad Prism ကို 6 သုံးပြီးဖျော်ဖြေခဲ့ကြသည်။ ဒေတာကိုမှတ်ရရှိရန်တစ်-site ကိုတိကျသောစည်းနှောင်ကွေးမထိုက်မတန်နှင့်အတူဆန်းစစ်ခဲ့ကြသည် K_d တန်ဖိုးများ။ သေတ္တာ-and ပါးမုနျးမှေးမြေကွက်၌, box ကို% အကွာအဝေး 25 နှင့်ပါးသိုင်းမွေးအများဆုံးတန်ဖိုးများနိမ့်ဆုံးကနေချဲ့ထွင်ဖို့ 75% ကိုဖုံးလွှမ်း။

အကျဉ်းချုပ်အစီရင်ခံ

သုတေသနဒီဇိုင်းကိုအပေါ်နောက်ထပ်သတင်းအချက်အလက်ထဲမှာရရှိနိုင် သဘာဝတရားသုတေသနအစီရင်ခံအကျဉ်းချုပ် ဤစာတမ်းနှင့်ဆက်စပ်။

ဒီလေ့လာမှုမှာအသုံးပြုတဲ့ AAV.Synapsin.dLight1.3b ဗိုင်းရပ်စ်ပိုးမျှမ (Addgene နှင့်အတူအပ်နှံထားပြီး 125560 ။ http://www.addgene.org) ။ ဒေတာအားလုံးကိုကွန်ပျူတာတွက်ချက်မှုဆိုင်ရာအာရုံကြောသိပ္ပံဆိုင်ရာပူးပေါင်းဆောင်ရွက်မှုသုတေသနမှတစ်ဆင့်ရရှိနိုင်မည် (https://doi.org/110.6080/K0VQ30V9).

custom MATLAB ကိုကုဒ် JDB ထံမှတောငျးဆိုခကျြအပျေါရရှိနိုင်

ထုတ်ဝေသူရဲ့မှတ်စု: Springer သဘာဝတရားထုတ်ဝေမြေပုံများနှင့်အဖွဲ့အစည်းဆိုင်ရာဆက်နွယ်ပေါင်းစည်းမှုအတွက်တရားစီရင်ရေးဆိုင်ရာတောင်းဆိုမှုများနှင့် ပတ်သက်. ကြားနေဆဲဖြစ်သည်။

ကျနော်တို့နည်းပညာဆိုင်ရာအကူအညီနှင့်အကြံဉာဏ် P. ဒါယန်း, အိပ်ချ်လယ်ကွင်းများ, အယ်လ်ဖရန့်, C. Donaghue နှင့် T. Faust လက်ရေးမူများမှာတွေ့နိုင်ပါတယ်၏အစောပိုင်းဗားရှင်းအပေါ်သူတို့ရဲ့မှတ်ချက်များအဘို့နှင့် V. Hetrick, R. Hashim နှင့် T. Davidson ကျေးဇူးတင်ပါတယ်။ ဤလုပ်ငန်းကိုမူးယစ်ဆေးဝါးအလွဲသုံးမှု, စိတ်ကျန်းမာရေးအမျိုးသားအင်စတီကျု, အာရုံကြောရောဂါများနှင့်လေဖြတ်အပေါ်အမျိုးသားဒီမိုကရေစီအဖွဲ့ချုပ်အင်စတီကျု, မစ်ရှီဂန်တက္ကသိုလ်, အမ်း Arbore နှင့်ကယ်လီဖိုးနီးယားတက္ကသိုလ်ဆန်ဖရန်စစ္စကိုအပေါ်အမျိုးသားဒီမိုကရေစီအဖွဲ့ချုပ်အင်စတီကျုကထောက်ခံခဲ့သည်။

reviewer သတင်းအချက်အလက်များ

သဘာဝ ကျေးဇူးတင်စကားမာဂရက်ဆန်နှင့်ဤအလုပ်၏သက်တူရွယ်တူပြန်လည်သုံးသပ်ဖို့သူတို့ရဲ့အလှူငွေများအတွက်အခြားအမည်မသိရှိ reviewer (s) ကို။

စာရေးဆရာမှတ်စု

1. ဤရွေ့ကားစာရေးသူအညီအမျှလှူဒါန်းခဲ့: အလီ Mohebi, ဂျက်ဖရီ R. Pettibone

Affiliate

1. Neurology ကယ်လီဖိုးနီးယားဆန်ဖရန်စစ္စကိုဆန်ဖရန်စစ္စကို,, CA, USA သို့တက္ကသိုလ်ဦးစီးဌာန

   • အလီ Mohebi
   • , ဂျက်ဖရီ R. Pettibone
   •  & ယောရှုသည် Ber Berke

2. အာရုံကြောသိပ္ပံ, ဘရောင်းတက္ကသိုလ်, Providence, RI က, အမေရိကန်နိုင်ငံစီးဌာန

   • Arif အေဟာမစ်

3. ဓာတုဗေဒဌာန, မစ်ရှီဂန်တက္ကသိုလ်, အမ်း Arbore, MI, အမေရိကန်နိုင်ငံ

   • ဂျဲနီ-Marie တီဝေါင်
   •  & ရောဘတ်တီကနေဒီ

4. neuroscience ဘွဲ့လွန်အစီအစဉ်, ကယ်လီဖိုးနီးယားတက္ကသိုလ်, ဆန်ဖရန်စစ္စကိုဆန်ဖရန်စစ္စကို,, CA, USA

   • လအောတီ Vinson
   •  & ယောရှုသည် Ber Berke

5. ဇီဝဓါတုဗေဒနှင့်မော်လီကျူးဆေးပညာ, ဆေးပညာကျောင်း, ကာလီဖိုးနီးယားတက္ကသိုလ်, Davis က, Davis က,, CA, USA သို့ဦးစီးဌာန

   • Tommaso ဖခင်အုပ်စိုး
   •  & Lin Tian

6. neuroscience နှင့် Kavli အခြေခံအာရုံကြောသိပ္ပံအဘို့အင်စတီကျု, ကာလီဖိုးနီးယားတက္ကသိုလ်, ဆန်ဖရန်စစ္စကိုဆန်ဖရန်စစ္စကို, အမေရိကန်နိုင်ငံများအတွက် Weill အတှကျအင်စတီကျု

   • ယောရှုသည်ဃ Berke

ပံ့ပိုးမှုများကို

လေးဖျော်ဖြေခြင်းနှင့်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသည့် electrophysiology နှင့် photometry, နှင့်ကွန်ပျူတာမော်ဒယ်လျှောက်လွှာတင်ခဲ့တယ်။ JRP RTKAAH အားဖြင့်ဂျေ-MTW နှင့်ကြီးကြပ်မှုထံမှအကူအညီနှင့်အတူ microdialysis ဖျော်ဖြေခြင်းနှင့်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသည့်အပြုအမူဆိုင်ရာလုပ်ငန်းတာဝန်နှင့်ကနဦး photometry setup ကိုဖွံ့ဖြိုးပြီးနှင့်, voltammetry ဖျော်ဖြေခဲ့ပါတယ်။ LTV retrograde သဲလွန်စများနှင့်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာဖျော်ဖြေခဲ့ပါတယ်။ TP နှင့် LT အဆိုပါ dLight sensor နဲ့က Shared ကျွမ်းကျင်မှုတီထွင်ထုတ်လုပ်နိုင်ခဲ့သည်။ JDB ဒီဇိုင်းနှင့်လေ့လာမှုကြီးကြပ်ခြင်း, လက်ရေးမူများမှာတွေ့နိုင်ပါတယ်ရေးသားခဲ့သည်။

ယှဉ်ပြိုင်အကျိုးစီးပွား

စာရေးသူအဘယ်သူမျှမယှဉ်ပြိုင်အကျိုးစီးပွားကြေညာ။

သက်ဆိုင်ရာစာရေးဆရာ

စာပေးစာယူမှ ယောရှုသည်ဃ Berke.