အက်ဒွပ်အိပ်ချ် Nieh2 ဂေလီယန်အေ Matthews က2 စတီဖင်အေ Allsop2 Kara N. Presbrey ခရစ္စတိုဖာအေ Leppla Romy Wichmann Rachael Neve Craig P. ဝိုင်း ကေးအမ် Tye
2co-ပထမဦးဆုံး စာရေးသူ
အထူးများ
- •သူတို့အလေ့အကျင့်မှပြောင်းလဲပြီးနောက် LH-VTA အာရုံခံဆုလာဘ်-ရှာကြံလုပ်ရပ်များဝှက်
- • VTA အန်ကုက်လုပ်ဆုလာဘ်မျှော်လင့်ထား၏ LH အာရုံခံတဲ့အပိုင်းတစ်ပိုင်းကိုသာလျှင်မြစ်အောက်ပိုင်း
- • LH-VTA စီမံချက်များ compulsive sucrose ရှာကျော် bidirectional ထိန်းချုပ်မှုများကို
- •အသက်သွင်း LH-VTA GABAergic စီမံချက်များ maladaptive အလှနျကိုကျခဲအပြုအမူတိုးပွါး
အကျဉ်းချုပ်
အဆိုပါ ventral tegmental (ရိယာ (VTA) မှနှစ် ဦး နှစ်ဖက် hypothalamic (LH) ပရောဂျက်အပြောင်းအလဲနဲ့ဆုချဖို့ချိတ်ဆက်ခဲ့ပေမယ့်အပြုအမူ၏တိကျသောရှုထောင့်မှမြင့်တက်ပေးသော LH-VTA ကွင်းဆက်အတွင်းရှိတွက်ချက်မှုကိုခွဲထုတ်ရန်ခက်ခဲသည်။ LH-VTA အာရုံခံဆဲလ်များသည်ဆုလာဘ်ရရှိမှုအပေါ်မှီခိုခြင်းမရှိဘဲဆုလာဘ်ကိုရှာဖွေခြင်း၏လေ့လာမှုပြုချက်ကို encode လုပ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်, VTA ၏မြစ်အောက်ပိုင်း LH အာရုံခံဆုလာဘ် - ကြိုတင်ခန့်မှန်းအချက်များနှင့်မမျှော်လင့်ဘဲဆုလာဘ်ပျက်ကွက်။ ကျနော်တို့ LH-VTA လမ်းကြောင်းဟန့်တား "compulsive" sucrose ရှာကြံပေမယ့်ဆာလောင်မွတ်သိပ်ကြွက်တွေထဲမှာမအစားအစာစားသုံးမှုကိုလျော့နည်းစေကြောင်းပြသပါ။ ကျနော်တို့ LH VTA dopamine (DA) နှင့်ဂါဘမြို့သားအာရုံခံပေါ်သို့ excitatory နှင့် inhibitory input ကိုပို့ပေးနှင့်, GABAergic projection drives တွေကိုအစာကျွေး-related အပြုအမူကြောင်းကိုထုတ်ဖေါ်။ ကျွန်ုပ်တို့၏လေ့လာမှုအမျိုးအစား, function ကိုနှင့် LH အာရုံခံ၏ဆက်သွယ်မှုနဲ့ပတ်သက်တဲ့သတင်းအချက်အလက်မွမ်းမံခြင်းနှင့်အတင်းအကျပ်ပြုတတ်သော-over ရောဂါများအတွက်ကုထုံးကြားဝင်များအတွက်အလားအလာပစ်မှတ်များကိုရှင်သန်မှုအတွက်လိုအပ်သောအစာကျွေးကာကွယ်ပေးနိုင်ခြင်းမရှိဘဲ, ရွေးချယ် compulsive သကြားစားသုံးမှုကိုထိန်းချုပ်ထားတဲ့အာရုံကြော circuit ကိုသတ်မှတ်။
နိဒါန္း
ကြီးမားသောသောင်းပြောင်းထွေလာရောနှော function ကိုနှင့်ဆက်သွယ်မှု၏စည်းကမ်းချက်များ၌နှစ် ဦး နှစ်ဖက် hypothalamic (LH) အာရုံခံဆဲလျကိုဖြတ်ပြီးတည်ရှိသည်, ဤသည်ဤဒေသနှင့်ဆက်စပ်ဆုလာဘ်, လှုံ့ဆျောမှုနှင့်အစာကျွေးခြင်းနှင့်ဆက်စပ်သောအပြုအမူတွေအမျိုးမျိုးအားဖြင့်လေ့လာတွေ့ရှိနိုင်ပါသည်။ သို့သော် LH သည်ဆုချီးမြှင့်ခြင်းအပြောင်းအလဲ၏သတ်သတ်မှတ်မှတ်ရှုထောင့်များကိုမည်သို့တွက်ချက်သည်၊ ထိုသတင်းအချက်အလက်များကိုမြစ်အောက်ပိုင်းပစ်မှတ်များသို့မည်သို့ပို့လွှတ်သည်ကိုအနည်းငယ်သာသိရှိရသည်။ LH ၏လျှပ်စစ်နှိုးဆွမှုသည် intracranial Self-stimulation (ICSS) (Olds and Milner, 1954) အပြင်ဖြီးလိမ်းပုံ၊ လိင်နှင့် gnawing အပြုအမူများကိုဖြစ်ပေါ်စေသည် (Singh et al ။ , 1996) ။ LH အာရုံခံများသည်အာရုံခံစားမှုလှုံ့ဆော်မှုများကို (Norgren, 1970, Yamamoto et al ။ , 1989) ကုဒ်ပေးသည်။ အကျိုးအမြတ် - ဆက်စပ်အချက်များ (Nakamura et al ။ , 1987) ။ LH အာရုံခံများသည်အစာကျွေးခြင်းနှင့်သောက်ခြင်း (Burton et al ။ , 1976, Schwartzbaum, 1988) နှင့်သောက်ခြင်းနှစ်မျိုးလုံးတွင်လည်းပစ်ခတ်ကြသည် (Tabuchi et al ။ , 2002) ။ သို့သော် LH တွင်တွေ့ရသောထူးခြားသည့်လုပ်ဆောင်မှုသောင်းပြောင်းထွေလာရောင့်ရဲမှုကိုနားလည်ခြင်းသည်လယ်ကွင်းတွင်အဓိကစိန်ခေါ်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။
LH သည် subcortical ဒေသများစွာနှင့်အပြန်အလှန်ဆက်နွယ်သော်လည်း LH ၏လုပ်ဆောင်မှုနှင့်ဆယ်လူလာသောင်းပြောင်းထွေလာရောနှောမှုများသည်ဤခန္ဓာဗေဒဆိုင်ရာဆက်သွယ်မှုများအပေါ်သို့မည်သို့မည်ပုံပြောင်းလဲပေးသည်ကိုကျွန်ုပ်တို့နားမလည်ပါ။ LH စီမံချက်၏အကျိုးစီးပွား၏ပစ်မှတ်တစ်ခုမှာ ventral tegmental (ရိယာ (VTA) ဖြစ်သည်။ အကျိုးကျေးဇူးရရှိရေးအတွက် (Wise, 2004) တွင်အရေးပါသောအစိတ်အပိုင်းဖြစ်သည်။ LH-VTA စီမံချက်ကိုအစောပိုင်းလေ့လာမှုများတွင် antidromic stimulation (Bielajew and Shizgal, 1986, Gratton and Wise, 1988) နှင့် တွဲဖက်၍ electrophysiological recordings များကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ ထိုအချိန်မှစ၍ VTA ရှိ dopamine (DA) အာရုံခံဆဲလ်များသို့ LH အာရုံခံများမှ monosynaptic input ရှိကြောင်းရူဘီဗိုင်းရပ်စ်ပိုးကူးစက်မှုကိုခြေရာခံသည့်နည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ အတည်ပြုခဲ့သည်။ (Watabe-Uchida et al ။ , 2012) ။ VTA သည် LH သို့အပြန်အလှန်စီမံချက်များကိုပြန်လည်ပေးပို့သည်။ နျူကလိယ accumbens၊ amygdala, hippocampus နှင့် ventral pallidum ကဲ့သို့သောအခြားဒေသများမှတဆင့်တိုက်ရိုက်နှင့်သွယ်ဝိုက်။ ဖြစ်စေ Barone et al ။ , 1981, Beckstead et al ။ , 1979, Simon et al ။ , 1979) ။
လျှပ်စစ် (Bielajew နှင့် Shizgal, 1986) နှင့် optical (Kempadoo et al ။ , 2013) နှစ်မျိုးစလုံးကိုလှုံ့ဆော်မှုသည် ICSS ရှိ VTA သို့ LH စီမံချက်အတွက်ကျိုးကြောင်းဆက်နွယ်မှုအခန်းကဏ္establishedကိုထူထောင်ခဲ့သော်လည်းမေးခွန်းများစွာကိုဖြေဆိုရန်ကျန်ရှိနေသည်။ ပထမ ဦး စွာ LH-VTA အာရုံခံဆဲလ်များ၏အာရုံကြောဆိုင်ရာတုံ့ပြန်မှုသည်ဆုလာဘ်နှင့်သက်ဆိုင်သည့်အပြုအမူများ၏ကွဲပြားခြားနားသောရှုထောင့်များအားမည်သို့တုံ့ပြန်သနည်း။ ဒုတိယအချက်အနေဖြင့်မတူညီသောအားဖြည့်ခြင်းဆိုင်ရာအရေးပေါ်အခြေအနေအောက်တွင်ရရှိသောအကျိုးကျေးဇူးများအတွက် LH-VTA စီမံချက်၏အခန်းကဏ္whatမှာအဘယ်နည်း။ တတိယအချက်မှာ VH သို့ LH သွင်းအားစုများကကမကထပြုထားသောအစာရှောင်ခြင်းဂီယာ၏ဖွဲ့စည်းမှုသည်အဘယ်နည်း၊ မည်သည့် VTA ဆဲလ်များသည်စိတ်လှုပ်ရှားမှု / တားစီးမှုသွင်းအားစုကိုရရှိသနည်း။ နောက်ဆုံးအနေဖြင့် LH-VTA လမ်းကြောင်း၏စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ်ကောင်းသောနှင့်တားစီးထားသောအစိတ်အပိုင်းများသည်အစာစားချင်စိတ်ကိုရှာဖွေရန်ကြိုးပမ်းရာတွင်မည်သည့်အရာကအထောက်အကူပြုသနည်း။
ဤမေးခွန်းများကိုဖြေရှင်းရန်ကျွန်ုပ်တို့သည် LH အာရုံခံမှလွတ်လွတ်လပ်လပ်ရွေ့လျားနေသောကြွက်များတွင်မှတ်တမ်းတင်ခဲ့ပြီး LH အာရုံခံများ၏ဆက်သွယ်မှုနှင့်ပတ်သက်သည့်သတင်းအချက်အလက်အပေါ်သို့ဆုလာဘ်အပြောင်းအလဲကာလအတွင်းသဘာဝဖြစ်ပေါ်နေသည့်အာရုံကြောကွန်ပျူတာများနှင့်ပတ်သက်သောသတင်းအချက်အလက်များကိုထပ်မံဖြည့်စွက်ရန် Optogenetic-mediated photoidentification ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ ထို့အပြင်ကျနော်တို့ VTA အတွင်း DA နှင့် GABA အာရုံခံနှစ်ခုလုံးပေါ်သို့ GABAergic နှင့် glutamatergic LH သွင်းအားစုများ၏ဖွဲ့စည်းမှုစူးစမ်းဖို့ဟောင်း Vivo patch-clamp စမ်းသပ်ချက်ကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ အသံသွင်းခြင်းစမ်းသပ်ချက်များမှရရှိလာသောရလဒ်များကို အခြေခံ၍ အပြုအမူဆိုင်ရာအလုပ်များကို အသုံးပြု၍ အကျိုးကျေးဇူးရရှိခြင်းနှင့်နို့တိုက်ကျွေးခြင်းနှင့် LH-VTA စီမံချက်များ၏ကွဲပြားသောအစိတ်အပိုင်းများကိုသက်ဝင်စေခြင်း၏ရှုထောင့်နှင့်ဆက်စပ်မှုကိုတည်ဆောက်ရန်အပြုအမူဆိုင်ရာတာဝန်များကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ အတူတူဤဒေတာများက LH-VTA ကွင်းဆက်အတွင်းရှိအရာ ၀ တ္ထုများသည်ဆုလာဘ်များရရှိရန်အတူတကွအလုပ်လုပ်ပုံနှင့်တစ် ဦး ချင်းစီအစိတ်အပိုင်းများကိုကိုင်တွယ်ပုံသည်အပြုအမူအပေါ်များစွာအကျိုးသက်ရောက်နိုင်သည်ကိုနမူနာတစ်ခုတည်ဆောက်ရန်ကူညီသည်။
ရလဒ်များ
အဆိုပါ LH-VTA တိုက်နယ်အတွင်းရှိထူးခြားသောအစိတ်အပိုင်းများ၏ Photoidentification
vivo in VTA တွင် monosynaptic input ကိုထောက်ပံ့ပေးသောအပြုအမူများအတွင်းရှိသူတို့၏လုပ်ဆောင်မှုကိုစောင့်ကြည့်သော LH အာရုံခံများကိုခွဲခြားသတ်မှတ်နိုင်ရန်ကျွန်ုပ်တို့သည် VTA သို့ monosynaptic input ကိုထောက်ပံ့ပေးသော LH အာရုံခံများတွင် channelrhodopsin-2 (ChR2) ကိုရွေးချယ်ဖော်ပြရန်ဗိုင်းရပ်စ်နှိမ်နင်းရေးနည်းဗျူဟာကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ကိန်းဂဏန်းများ 1A နှင့် S1) ။ ကျနော်တို့အနေနဲ့ adeno-ဆက်စပ်ဗိုင်းရပ်စ်အားနည်းချက်ကို (AAV ထိုးသွင်း5) ဒေသဆိုင်ရာ somata ကူးစက်ဖို့ LH သို့ဆောက်လုပ်မယ့် Cre-recombinase- မှီခိုကို double-inverted ပွင့်လင်းစာဖတ်ခြင်း frame ကို (DIO) တွင် ChR2-eYFP သယ်ဆောင်နှင့် VTA သို့ Cre- recombinase သယ်ဆောင်တဲ့ retrogradely ခရီးသွား herpes simplex ဗိုင်းရပ်စ် (HSV) ထိုးသွင်း။ နောက်ဆက်တွဲပေါင်းစပ်မှုသည် LH အာရုံခံများတွင် opsin နှင့် fluorophore ဖော်ပြမှုကို VTA သို့ monosynaptic input ကိုရွေးချယ်ခွင့်ပြုခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ချဉ်းကပ်မှုကိုအတည်ပြုရန်ကျွန်ုပ်တို့သည် ex vivo တစ်ခုလုံးဆဲလ် patch-clamp အသံသွင်းချက်များကို LH ပါဝင်သောအလျားလိုက် ဦး နှောက်အချပ်များနှင့် ChR2-eYFP ကိုဖော်ပြသည့်အာရုံခံများနှင့် ChR2-eYFP အနုတ်လက္ခဏာရှိသောအိမ်နီးချင်း LH အာရုံခံများမှမှတ်တမ်းတင်ခဲ့သည်။ပုံ 1ခ) အလင်း - သွေးခုန်နှုန်းမြင့်တက်မှုမှတိုင်းတာသောအလင်း - evoked spike latency များသည်လှုပ်ရှားမှုအလားအလာ၏အထွတ်အထိပ်သို့ ၃-၈ ms မှ (ပုံ 1ဂ) ။ ငါတို့သည်လည်းမှတ်တမ်းတင်ထားသော Non- ဖော်ပြ (ChR2- အနုတ်လက္ခဏာ) ဆဲလ်အဘယ်သူအားမျှ photostimulation မှစိတ်လှုပ်ရှားတုံ့ပြန်မှု (= = 14) ပြသတွေ့ရှိခဲ့ ပုံ 1ChR2-ဖော်ပြဆဲလ်ဖို့သူတို့ရဲ့နီးကပ်နေသော်လည်းကို C), ။
Vivo တွင် optogenetically-mediated photoidentification ပြုလုပ်နိုင်ရန်အတွက် LH သို့ optrode တစ်ခုထည့်သွင်းခဲ့သည်။ မှတ်တမ်းတင်ခြင်းတူညီတဲ့အချိန်မှာ Chr2-express LH-VTA အာရုံခံတွေကိုခွဲခြားသတ်မှတ်ဖို့ photostimulation ပုံစံအမျိုးမျိုးကိုကျွန်ုပ်တို့ထောက်ပံ့ပေးခဲ့တယ်။ကိန်းဂဏန်းများ 1D နှင့် S1) ။ ကျနော်တို့ (illumination တုံ့ပြန်ပစ်ခတ်မှုနှုန်းအတွက်အချိန်သော့ခတ်ပြောင်းလဲမှုပြသအားလုံး LH အာရုံခံဖြတ်ပြီး excitatory photoresponse latency ၏ဖြန့်ဖြူးဆန်းစစ်နှင့် bimodal ဖြန့်ဖြူးလေ့လာတွေ့ရှိပုံ 1င) ။ ၃-၈ ms အတွင်းရှိ latency များနှင့်အတူ in vivo အသံသွင်းစဉ်အာရုံခံဆဲလ်အရေအတွက်ကိုလေ့လာခဲ့သည်။ ၎င်းသည် Chr3-express LH-VTA အာရုံခံတွင်တွေ့ရသည့် latency range နှင့်တူညီသည်။ ကျနော်တို့ကဒီယူနစ် "Type 8" ယူနစ်ချေါ (ကိန်းဂဏန်းများ 1ကို C, 1E နှင့် 1F) ။ ထို့အပြင် ∼100 ms ဓာတ်ပုံတုံ့ပြန်မှု latency (နှင့်အတူကွဲပြားခြားနားသောဆဲလ်လူ ဦး ရေရှိခဲ့သည် (ကိန်းဂဏန်းများ 1E နှင့် 1G), နှင့်ကျွန်ုပ်တို့ဤ "အမျိုးအစား 2" ယူနစ်ချေါ။ ငါတို့သည်လည်း LH-VTA အာရုံခံ (၏ photostimulation တုံ့ပြန် inhibited ခဲ့အာရုံခံလေ့လာတွေ့ရှိပုံ S2), နှင့်ကျွန်ုပ်တို့ဤ "အမျိုးအစား 3" ယူနစ်ချေါ။ ကျနော်တို့ (action ကိုအလားအလာကြာချိန်နှင့်နှိုင်းယှဉ်လျှင် (ကျင်းမှအထွတ်အထိပ်ကနေတိုင်းတာအဖြစ်) နှင့်ပစ်ခတ်ရန်အမျိုးအစား 1 နှင့်အမျိုးအစား 2 ယူနစ်၏နှုန်းထားများအဖြစ်ကောင်းစွာအဖြစ် photoresponse မပြခဲ့ဘူးသောသူတို့ဆိုလိုပုံ 1H ကို) ။ အမျိုးအစား 1 ၏အရေးယူဆောင်ရွက်မှုအလားအလာ Duration ၏ဖြန့်ဝေ (ပုံ 1ငါ) နှင့်အမျိုးအစား 2 (ပုံ 1J) ယူနစ်အမျိုးအစား 1 ယူနစ်၏အများစု 500 μs (; = n ကို 84/16 binomial ဖြန့်ဖြူး, p = 19 0.002% XNUMX%) ထက်နည်းလုပ်ဆောင်ချက်တစ်ခုအလားအလာကြာချိန်ရှိသည်ပြသထားတယ်။
အမျိုးအစား ၁ ယူနစ်များသည်စံသတ်မှတ်ချက်များနှင့်ကိုက်ညီသော်လည်း ChR1 ဖော်ပြခြင်း (Cohen et al ။ , 2, Zhang et al ။ , 2012) ။ အမျိုးအစား ၂ ယူနစ်များ၏ကြာကြာကြာသောတုန့်ပြန်မှုသည်တုန့်ပြန်သော ChR2013 ဖော်ပြသည့်အာရုံခံများကိုညွှန်ပြခြင်းရှိမရှိမသေချာပေ။ photostimulation ပိုမိုနှေးကွေးစွာ, ဒါမှမဟုတ်ဒီအကျိုးသက်ရောက်မှုကိုကွန်ယက်လှုပ်ရှားမှုကြောင့်ဖြစ်ခဲ့သည်ရှိမရှိ။ ChR2-Expressing (Type 2) LH အာရုံခံများသည် VTA သို့တိုက်ရိုက်ပရောဂျက်ပြုသည်ကိုထောက်ပြ။ ဖြစ်နိုင်ခြေတစ်ခုမှာအမျိုးအစား ၂ အာရုံခံများသည် VTA ထံမှတုံ့ပြန်ချက်များရရှိခြင်းဖြစ်သည်။ပုံ 1K သည်) ။ နောက်ထပ်ဖြစ်နိုင်ခြေ (Type 2 အာရုံခံအမျိုးအစား 1 အာရုံခံထံမှ axon ကိစ္စအတွက်အားဖြင့် activated ခဲ့ခဲ့ပုံ 1L ကို) ။ အဲဒီနှစျခုဖွစျနိုငျသ circuit ကိုမော်ဒယ်များအကြားခွဲခြားဖို့ကျနော်တို့ LH အတွက် photoidentification နှင့် တွဲဖက်. အတွက် VTA inhibited ။
LH အာရုံခံအတွက်ရှည်လျားသော latency Photoresponses အဆိုပါ VTA ထံမှတုံ့ပြန်ချက်ကကမကထပြုခဲ့န
ကျွန်တော်တို့ရဲ့ circuit ကိုမော်ဒယ်များအပေါ်အခြေခံပြီးကျနော်တို့ distal တားစီး ChR2-ဖော်ပြ LH အာရုံခံ၏ photoresponses မသက်ရောက်ရှိသည်ဖို့မျှော်လင့်ထားလိမ့်မည်။ photoresponsive, ဒါပေမယ့် Non-ဖော်ပြလိုလျှင်မည်သို့ပင်ဆို, LH အာရုံခံ (illumination အချိန်-သော့ခတ်တုံ့ပြန်မှုထုတ်ယူဖို့ VTA ထံမှတုံ့ပြန်ချက်အပေါ်မှီခိုပုံ 1K) ကျွန်တော် VTA တားစီးပျေါမှာထိုအအာရုံခံအတွက် photoresponses တစ်ဦးကို attenuation မျှော်လင့်ထားလိမ့်မည်။ (ငါတို့ကဲ့သို့အထက် LH-VTA ဆဲလ်တွေမှာရှိတဲ့ ChR2 ထုတ်ဖော်ပြောဆိုပေမယ့်ဒီအချိန်ကိုလည်း VTA အတွက်တိုးမြှင့် halorhodopsin 3.0 (NpHR) ထုတ်ဖော်ပြောဆိုခြင်းနှင့် LH အတွက် optrode အပြင်မှာရှိတဲ့ VTA အတွက် optic ဖိုင်ဘာကိုထညျ့သှငျးပုံ 2တစ်ဦးက) ။ ကျနော်တို့ (အားလုံးသုံးယုဂ်များအတွက် LH အတွက်တူညီသောအပြာ-အလင်း illumination ပုံစံများကိုအပ်ပေမယ့်လည်းဒုတိယယုဂ်အတွင်းအဝါရောင်အလင်းနှင့်အတူ VTA photoinhibitedပုံ 2က) ။
အဆိုပါ LH အတွက်အပြာရောင်-အလင်း illumination မှအမျိုးအစား 1 ယူနစ်များ၏ photoresponses အမျိုးအစား 2 LH-VTA အာရုံခံ (ထဲမှာ ChR1 စကားရပ်နှင့်ကိုက်ညီသော VTA ၏ photoinhibition အားဖြင့်ထိခိုက်ခဲ့ကြပုံ 2ခ) ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့်အမျိုးအစား ၂ ယူနစ်အများစု (၈၇%၊ n = ၁၃/၁၅၊ ဒွိစုံဖြန့်ဖြူးမှု၊ p = 2) သည် VTA အာရုံခံဆဲလ်များ၏ဓာတ်ပုံပြသမှုအပေါ်၌ LH တွင်ပို့လွှတ်လိုက်သောအပြာ - ပဲမျိုးစုံမှဓာတ်ပုံတုန့်ပြန်မှုသိသိသာသာလျော့နည်းသွားသည်။ VTA photoinhibition စဉ်အတွင်း Type 87 နှင့် Type 13 unit များ၏တုန့်ပြန်မှုများသိသိသာသာကွဲပြားခြားနားကြသည် (chi-square = 15, p = 0.004; ကိန်းဂဏန်းများ 2B နဲ့ 2C) ။ ဤရွေ့ကားကွဲပြားခြားနားမှုတစ်ဦးချင်းစီယုဂ်အတွင်း max ကို Z ကိုရမှတ်များအတွက်လည်းတွေ့မြင်နိုင်ပါသည် (ပုံ 2: D) နှင့်အဝါရောင်-OFF ယုဂ်မှပုံမှန်အဝါရောင်-ON ယုဂ် (နဲ့အတူပုံ 2အီး) ။ ဤရွေ့ကားဒေတာအမျိုးအစား 2 LH အာရုံခံအဆိုပါ VTA ဆီက input (ဖြစ်စေတိုက်ရိုက်ဖြစ်စေ, သွယ်ဝိုက်) (လက်ခံရရှိကြောင်းအကြံပြုပုံ 1K သည်) ထက်ဒေသခံ axon ကိစ္စအတွက်မှတဆင့် (ပုံ 1L ကို) ။
အဆိုပါ VTA ၏အထက်ပိုင်းသို့မဟုတ်မြစ်အောက်ပိုင်း LH အာရုံခံဖြစ်စေ၏ကွဲပြား Encoding Properties ကို
အဆိုပါ LH-VTA ကွင်းဆက်အတွက် LH အာရုံခံဤနှစ်ခုကွဲပြားအမျိုးအစားများကိုခွဲခြားသတ်မှတ်တော်မူပြီးမှ, ကျနော်တို့ (သဘာဝကျကျတစ် sucrose Self-အုပ်ချုပ်ရေးတာဝန်စဉ်အတွင်းအာရုံကြောလှုပ်ရှားမှုဖြစ်ပေါ်ဆနျးစစျခငျြတပုံ 3က) ။ ကပ်လျက်ဆိပ်ကမ်း၌ sucrose ပေးပို့ခြင်းကိုကြိုတင်ခန့်မှန်းသည့် cue အတွက် nosepoke တုံ့ပြန်မှုများကိုကြွက်များလေ့ကျင့်ရန်လေ့ကျင့်ခဲ့သည် (Tye et al ။ , 2008) ။ nosepoke နှင့် cue အပေါ်အာရုံကြောဆိုင်ရာတုန့်ပြန်မှုများကိုခွဲခြားရန်ခွင့်ပြုချက်အရ cue နှင့် sucrose တို့သည်တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းအားဖြည့်ပေးသည့်အချိန်ဇယားအတိုင်းပေးပို့ခဲ့ပြီး nosepokes ၅၀ ရာခိုင်နှုန်းသည် cue နှင့် sucrose ပေးပို့ခြင်းနှင့်အတူတူဖြစ်သည်။
1 ယူနစ်ရိုက်ပါတဲ့ကိုယ်စားလှယ်အမျိုးအစား 1 ယူနစ်တွင်တွေ့မြင်အဖြစ် (sucrose ဆိပ်ကမ်းကို entry ကိုမှ phasic တုံ့ပြန်မှုပြသပုံ 3B က), အဖြစ်အားလုံးအမျိုးအစား 1 ယူနစ်များအတွက်လူဦးရေဒေတာ (ပုံ 3ကို C) ။ အမျိုးအစား 2 ယူနစ်များ၏ phasic တုံ့ပြန်မှုသို့သော်အဓိကအားဖြင့် (အကျိုးကို-ကြိုတင်ခန့်မှန်းချက် cue မှတုံ့ပြန်မှုရောင်ပြန်ဟပ်ကိန်းဂဏန်းများ 3: D နှင့် 3E) ။ မှတ်တမ်းတင်ထားသောအာရုံခံဆဲလ်များအားလုံး၏ပုံမှန်ပစ်ခတ်မှုပုံစံများ (n = ၁၉၈၊ အမျိုးအစား ၁၊ ၂၊ ၃ နှင့်တုန့်ပြန်မှုမရှိသည့်ယူနစ်များသို့ခွဲခြားသည်) အလုပ်အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီအတွက်ပြသထားသည်။ nosepokes သည် cue နှင့် တွဲ၍ nueepokes နှင့် cue မရှိခြင်း sucrose ဆိပ်ကမ်းဝင်ပေါက် (ပုံ 3F) ။ လှုပ်ရှားမှုတွင်လုပ်ငန်းနှင့်သက်ဆိုင်သော phasic အပြောင်းအလဲများကိုပြသထားသော Type 1 unit အားလုံး (၇၄%၊ n = 74/14) သည် sucrose port ဝင်ရောက်မှုကြောင့်စိတ်လှုပ်ရှားမှုသို့မဟုတ်တားဆီးပိတ်ဆို့မှုများစွာရှိခဲ့ပြီးအကျိုးကျေးဇူးအနည်းငယ်ခန့်မှန်းသည့် cue ကိုလည်း phasic တားစီးကြောင်းပြခဲ့သည်။ကိန်းဂဏန်းများ 3B က, 3C နှင့် 3G) ။ ဆနျ့ကငျြ, အမျိုးအစား 2 ယူနစ်ရွေးချယ်သည့် cue ကုဒ်သွင်းတာဝန်-တုံ့ပြန်မှုအာရုံခံ (35%), ရွေးချယ်သည့် sucrose ဆိပ်ကမ်းကို-entry ကို (26%), ဒါမှမဟုတ် cue နဲ့ port entry ကို (12% နှစ်ဦးစလုံးနှင့်အတူ ပို. ပင်သောင်းပြောင်းထွေလာရောနှောကြ၏ ကိန်းဂဏန်းများ 3: D, 3E နှင့် 3H) ။ အလုပ်တခုကို-related ဖြစ်ရပ်များအမျိုးအစား 1 နှင့်အမျိုးအစား 2 ယူနစ်များ၏တုံ့ပြန်မှု၏ခွန်အားသရုပျဖျောဖို့, ကျနော်တို့ (Z ကိုရမှတ်သည်နှင့်အညီသုံးရှုထောင်ကြံစည်မှုအပေါ်တစ်ဦးချင်းစီကလာပ်စည်းကြံစည်ပုံ 3ငါ) ။ တစ်ဦးအရည်အသွေးအဆင့်တွင်အများအပြားတာဝန်-related ဖြစ်ရပ်များမှပစ်ခတ်အတွက် phasic အပြောင်းအလဲများကို၏ဖြန့်ဝေပြသနိုင်ဖို့ကျနော်တို့ပေးထားသောအမျိုးအစား (သို့ကျဆင်းသွားကြောင်းချင်းစီ photoresponse အမျိုးအစားဆဲလ်များ၏အရေအတွက်ကိုကြံစည်ပုံ 3ဂျေ) ။
အဆိုပါ LH-VTA တိုက်နယ်၏ component များကိုဆုကြေး-Related အပြုအမူ၏ထူးခြားသော aspect ကိုယ်စားပြု
ဆုလာဘ် - ခန့်မှန်းချက်အမှားအတွက် VTA ၏ကောင်းစွာသတ်မှတ်ထားသောအခန်းကဏ္ Given (ဥပမာ - မျှော်လင့်မထားသောဆုလာဘ်ပျက်ကွက်မှုနှင့်မျှော်လင့်မထားသည့်ဆုလာဘ်ပေးအပ်ခြင်းအားတုံ့ပြန်ရန် phasic စိတ်လှုပ်ရှားမှုကိုတုန့်ပြန်သော DA neuron ပစ်ခတ်မှု၏ phasic reduction) (Schultz et al ။ , 1997), ငါတို့ LH အာရုံခံဟာ sucrose ဆုလာဘ်၏မမျှော်လင့်ဘဲပျက်ကွက် encode မယ်လို့ရှိမရှိစုံစမ်းစစ်ဆေး။ ဤသို့ပြုရန်ကျွန်ုပ်တို့သည်တုန့်ပြန်သောအာရုံခံဆဲလ်များ၏အာရုံကြောဆိုင်ရာလုပ်ဆောင်မှုကိုကောင်းစွာလေ့ကျင့်ထားသောတိရိစ္ဆာန်များတွင် cue-reward လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်းမှတ်တမ်းတင်ခဲ့သော်လည်း ၃၀% သည် cue မှလိုက်သော sucrose ပေးပို့ခြင်းကိုကျပန်းချန်လှပ်ထားသည်။ပုံ 4က) ။
အမျိုးအစား ၁ ယူနစ်အများစု (၈၈%၊ = = ၁၅/၁၇၊ ဒွိစုံဖြန့်ဖြူးမှု၊ p = 1) သည်ပျက်ကွက်မှုကိုဆုချရန်အာရုံမခံစားနိုင်ပါ။ကိန်းဂဏန်းများ 4အမျိုးအစား 4 ယူနစ် (; 2%; n = 67/12 18%) ၏ကြီးမားသောအစိတ်အပိုင်းအစုအစု (B ကိုနှင့် XNUMXD) သော်လည်း, ဆု - တင်ပြခြင်းနှင့်ဆုလာဘ် - ချန်လှပ်စမ်းသပ်မှုတွေမှသိသိသာသာကွဲပြားခြားနားသောတုံ့ပြန်မှုပြသ (ကိန်းဂဏန်းများ 4C နဲ့ 4D) ။ ဒီဆိပ်ကမ်းကို-entry ကိုတုံ့ပြန်မှုပင်ဆုလာဘ်ပျက်ကွက်အပေါ်သို့မြဲကဲ့သို့ LH-VTA (Type 1) အာရုံခံ (ဆိပ်ကမ်းဝင်များ၏အရေးယူ encoded ကြောင်းကောက်ချက်ချပုံ 42) အမျိုးအစား 10.9804 ယူနစ် (chi-square = 0.0009, p = XNUMX) နှင့်မတူဘဲ။
ဆုံးဖြတ်ရန်ယေဘုယျဆုလာဘ်-ရှာသို့မဟုတ်ရေနံဓါတ်ငွေ့ရှာဖွေရေးအပြုအမူဆန့်ကျင်အဖြစ် port ကို entry ကိုမှအမျိုးအစား 1 တုံ့ပြန်မှုအမှန်တကယ်, အခွအေနမြေားတုံ့ပြန်မှု (CR) ကုဒ်သွင်းခဲ့သည်ဖြစ်စေ, ကျနော်တို့သေး task ကိုဝယ်ယူခဲ့ကြောင်းတိုင်းမှာမကျွမ်းကျင်သူတွေပဲကြွက်တှငျမှတျတမျးတငျထား။ အလုပ်တခုကို-နုံကြွက်တွေမှာကျနော်တို့ (ကကြိုတင်ခန့်မှန်းချက် cue (ခန့်မှန်းရခက်ဆုလာဘ်ပေးပို့) ၏မရှိခြင်းအတွက်ဆိပ်ကမ်း sucrose ကိုအပ်နှင့်အမျိုးအစား 1 ယူနစ်ဆိပ်ကမ်းကို entry ကိုမှ phasic တုံ့ပြန်မှုမပြခဲ့ဘူးကြောင်းတွေ့ရှိရကိန်းဂဏန်းများ 4အမျိုးအစား 4 အာရုံခံ (အ CR ဝှက်သောမော်ဒယ်နှင့်ကိုက်ညီအီး, 4F နှင့် 1I),ပုံ 4ဂျေ) ။
ယင်းနောက်အမျိုးအစား 2 ယူနစ်လှုပ်ရှားမှုအကျိုးကို-ခန့်မှန်းအမှားကဲ့သို့တုံ့ပြန်မှုပရိုဖိုင်းနှင့်ကိုက်ညီသည်ဖြစ်စေဆုံးဖြတ်ရန်, ငါတို့သည်လည်း (ခန့်မှန်းရခက်ဆုလာဘ်ပေးပို့စဉ်အတွင်းကောင်းမွန်စွာလေ့ကျင့်သင်ကြားတိရိစ္ဆာန်များတွင်ဤအာရုံခံမှတျတမျးတငျထားပုံ 4ဆ) ကျနော်တို့အမျိုးအစား 2 ယူနစ်များအနက်အချို့သာလျှင်ကြိုတင်ခန့်မှန်းထားသည် sucrose ပေးပို့ (50%;) တုန့်ပြန်ကြောင်းတွေ့ရှိခဲ့ ကိန်းဂဏန်းများ 4G-4I) ။ အတူတူယူ, အမျိုးအစား 2 ယူနစ်၏အပိုင်းတစ်ပိုင်းကိုသာလျှင် (မမျှော်လင့်ဘဲဆုလာဘ်ပျက်ကွက်မှအထိခိုက်မခံများမှာကိန်းဂဏန်းများ 4C နဲ့ 4D) နှင့်ခန့်မှန်းရခက်ဆုလာဘ်ပေးပို့ (ကိန်းဂဏန်းများ 4G-4I), အကျိုးကို-ခန့်မှန်းအမှားကဲ့သို့တုံ့ပြန်မှုပရိုဖိုင်းနှင့်ကိုက်ညီ။
အဆိုပါ LH-VTA Pathway ၏ Photostimulation Sucrose တစ်ဆိုးကျိုးများ၏မျက်နှာများတွင်ရှာကိုအားပေးအားမြှောက်
ကျွန်တော်အထက်တွင်ပြခဲ့ကြသည့်အတိုင်းအမျိုးအစား 1 ယူနစ် CR တစ်ဦးအာရုံကြော Correlate ကိုယ်စားပြုသည်။ အရေးကြီးတာက, ပစ်ခတ်ရန်မှုနှုန်းအတွက်တိုးပါ (CR ပြီးစီးခဲ့ပြီးအထိလုပ်မယ်လို့, ကြိုတင် CR မှစတင်ခဲ့သည်ကိန်းဂဏန်းများ 3B က, 3C နှင့် 4B က) ။ အဆိုပါ LH-VTA လမ်းကြောင်း၏ activation CR မြှင့်တင်ရန်နိုင်ရှိမရှိဆုံးဖြတ်ရန်, ကျွန်တော်တစ်ဦးအနုတ်လက္ခဏာအကျိုးဆက်၏မျက်နှာကိုအတွက် CR ကားမောင်းအတွက် LH-VTA activation များ၏စွမ်းရည်ကိုစမ်းသပ်ရန်ချင်တယ်။ (ရိုင်း-type အမျိုးအစားကြွက်တှငျကြှနျုပျတို့ LH ဆဲလ်အသေကောင်အတွက် ChR2-eYFP သို့မဟုတ်တစ်ဦးတည်း eYFP ထုတ်ဖော်ပြောဆိုနှင့် VTA ကျော်တစ်ဦး optic ဖိုင်ဘာကိုထညျ့သှငျးကိန်းဂဏန်းများ 5A နှင့် S4) ။ အပြန်အလှန်အားဖြင့် CR သို့မဟုတ်နို့တိုက်ကျွေးမှုနှင့်ဆက်စပ်သောအပြုအမူများ၌ LH-VTA လမ်းကြောင်း၏အခန်းကဏ္testကိုစမ်းသပ်ရန်ကျွန်ုပ်တို့သည် NPHR-eYFP သို့မဟုတ် eYFP ကို LH ဆဲလ်များ၌တစ် ဦး တည်းထုတ်ဖော်ပြောကြားခဲ့ပြီး VTA အထက် optic fiber ကိုထည့်သွင်းခဲ့သည်။ကိန်းဂဏန်းများ 5A နှင့် S4).
ကျနော်တို့ (အစားအစာ-ဆုံးရှုံးကြွက်တစ်ဦး sucrose ဆုလာဘ် retrieve ရန်ထိတ်လန့်ဇယားကွက်ကူးခဲ့သည့်အတွက် Pavlovian အေးစက်တာဝန်ဒီဇိုင်းရေးဆွဲပုံ 5ခ) ပထမ ဦး ဆုံး“ အခြေခံ” ခေတ် (shock grid off) နှင့် mouse သည် Pavlovian အေးစက်ချဉ်းကပ်မှုလုပ်ငန်းကိုရရှိခဲ့ကြောင်းကျွန်ုပ်တို့စစ်ဆေးခဲ့သည်။ ဒုတိယ (“ Shock”) ခေတ်ကာလ၌၊ shock grid သည်တစ်စက္ကန့်တိုင်းတွင်ခြေထောက်အရွက်များကိုအနည်းငယ်သောဖိအားများကိုပေးသည်။ နောက်ဆုံးတတိယခေတ်ဖြစ်သော“ Shock + Light” တွင်ကျွန်ုပ်တို့သည်ခြေလျင်ဒဏ်ကို ဆက်၍ ပေးပြီး ဆက်လက်၍ VTA တွင် LH terminal များကိုအပြာအလင်း (10 Hz) ဖြင့် ChR2 ကိုဖော်ပြသည့်ကြွက်များနှင့် eYFP ထိန်းချုပ်မှုနှင့်အဝါရောင်အလင်း (စဉ်ဆက်မပြတ်) တို့ကိုလင်းစေခဲ့သည်။ NpHR နှင့်သူတို့၏ eYFP ထိန်းချုပ်မှုများကိုဖော်ပြသည့်ကြွက်များ (ပုံ 5ခ)
(eYFP ကြွက်မှဆွေမျိုး ChR2 ကြွက်တွေမှာ - ကျနော်တို့ Shock + အလင်းယုဂ်စဉ်အတွင်း cue နှုန်းဆိပ်ကမ်းကို entries တွေကိုတစ်သိသိသာသာမြင့်မားတဲ့နံပါတ်နှင့်တစ်ဦးသိသိသာသာမြင့်မားတဲ့ခြားနားချက်ရမှတ် (Shock-သာယုဂ် Shock + အလင်းယုဂ်) လေ့လာတွေ့ရှိပုံ 5C နဲ့ movie, S1) ။ ဆနျ့ကငျြဘ၌, LH-VTA လမ်းကြောင်း၏ photoinhibition (eYFP ကြွက်မှဆွေမျိုးအဆိုပါ NpHR ကြွက်တွေမှာ cue နှုန်းဆိပ်ကမ်းကို entries တွေကိုနှင့်ကွာခြားချက်ရမှတ်များအတွက်သိသာထင်ရှားသောလျှော့ချရေးအတွက်ရလဒ်ပုံ 5D နှင့် movie, S2) ။ အတွင်း-session တစ်ခု cue တင်ပြချက်များ sucrose ပေးပို့နေဖြင့်နောက်တော်သို့လိုက်ကြသည်မဟုတ်သည့်ကာလအတွင်းသုဉ်းစမ်းသပ်ချက် (အကျိုးသက်ရောက်မှုအလားတူခေတ်ရေစီးကြောင်းပြသပုံ S4).
အရေးကြီးတာက, ငါတို့သည်ရရှိခဲ့သော sucrose ရှာအပြောင်းအလဲတွေအတွက်နို့တိုက်ကျွေးရေး-related အပြုအမူသို့မဟုတ်နာကျင်မှုမှ sensitivity ကိုပြောင်းလဲမှုများကြောင့်ဖြစ်ရကြောင်းရှိမရှိဆုံးဖြတ်ရန်ချင်တယ်။ ကျနော်တို့ကို (LH-VTA စီမံကိန်း၏ photoactivation သိသိသာသာ ChR2 အုပ်စုတွင်ကောင်းမွန်စွာကျွေးကြွက်များတွင်အစာကျွေးသုံးစွဲအချိန်ကိုတိုးမြှင့်ကြောင်းလေ့လာတွေ့ရှိပုံ 5အီး) ။ သို့သော် LH-VTA လမ်းကြောင်း၏ photoinhibition သိသိသာသာ (နို့တိုက်ကျွေးမှုလျှော့ချခဲ့ပါဘူးပုံ 5ဒီတိရစ္ဆာန်အစားအစာအတွက်အခြေခံယုဂ်မှဆွေမျိုးတစ်ဦးလျော့ချရေး detect လုပ်ဖို့ကျွန်တော်တို့ရဲ့စွမ်းရည်ကိုမြှင့်တင်ရန်ဆုံးရှုံးခဲ့ကြသော်လည်းက F), (အတွင်း sated တိရိစ္ဆာန်များမှနှိုင်းယှဉ် ပုံ 5အီး) ။ အဆိုပါ ChR2 (မအတွက်ပုံ 5, G) မဟုတ်သလို NpHR အုပ်စုသည် (ပုံ 5H) ရေပူမှအမြီးထုတ်ယူခြင်းမှအချိန်ကာလကွာခြားမှုကိုကျွန်ုပ်တို့လေ့လာတွေ့ရှိခဲ့ပါ (Ben-Bassat et al ။ , 1959, Grotto and Sulman, 1967), LH-VTA စီမံချက်ကိုအသုံးချခြင်းသည် analgesia ကိုပြောင်းလဲခြင်းမဟုတ်ကြောင်းဖော်ပြသည်။
LH VTA DA နှင့်ဂါဘမြို့သားအာရုံခံပေါ်သို့ Glutamatergic နှင့် GABAergic နှစ်ဦးစလုံး Input အားပေး
ဤသက်ရောက်မှုများကိုထုတ်ဖော်ပြောဆိုကြသော VTA သို့ LH သွင်းအားစုများ၏မြန်ဆန်သောအစိတ်အပိုင်းများဖွဲ့စည်းမှုကိုလေ့လာရန် ChR2-eYFP ကိုဖော်ပြသည့် LH သွင်းအားစုများကိုအပြုသဘောဆောင်သောအားဖြင့် VTA အာရုံခံများမှ VXNUMX အာရုံခံများထံမှတစ်ခုလုံးဆဲလ် patch-clamp အသံသွင်းခြင်းကိုပြုလုပ်ခဲ့သည် (ကိန်းဂဏန်းများ 6A နှင့် S5) ။ ကောင်းစွာထူထောင်သောင်းပြောင်းထွေလာရောနှော 65% DA အာရုံခံ, %30% GABA အာရုံခံများနှင့် ∼5% အချိုမှုနဗ်ကြောများအပါအဝင် VTA အတွင်းရှိကြောင်းပေးထား (Margolis et al ။ , 2006, Nair-Roberts သည် et al ။ , 2008, Yamaguchi et tyrosine hydroxylase (TH; th, post-hoc immunohistochemistry ကိုအသုံးပြုပြီးဆဲလ်အမျိုးအစားကိုမှတ်ပုံတင်ရန်ခွင့်ပြုရန်မှတ်တမ်းတင်နေစဉ် al ။ , 2007), ကျွန်တော်ဆဲလ်တွေ biocytin နှင့်ပြည့်၏။ ပုံ 6B က), ပု hyperpolarization-activated စုံလုံလက်ရှိမှတ်တမ်းတင်အပြင် (ကျနော်h) နှင့်မြေပုံဆဲလ်တည်နေရာ (ကိန်းဂဏန်းများ 6B နဲ့ S5).
ပထမဦးစွာကျနော်တို့ ChR2-ဖော်ပြ LH သွင်းအားစု၏ photostimulation စဉ်အတွင်းလက်ရှိ-ညှပ်တှငျမှတျတမျးတငျထားသနှင့် 23 အာရုံခံ၏ 27 LH သွင်းအားစု (၏ photostimulation အချိန်-သော့ခတ်တုံ့ပြန်မှုပြရှုလေ့လာပုံ 6ကို C) ။ ; အခြားအစိတ်အပိုင်းအစုအသားတင်တားစီး (56% ပြသသော်လည်းအဆိုပါ VTA အတွက်နမူနာ DA အာရုံခံများ၏အများစုသည် LH (30%) ကနေအသားတင် excitatory input ကိုလက်ခံရရှိ ပုံ 6ကို C) ။ ဤအ DA အာရုံခံ၏ Spatial ဖြန့်ဖြူးခြင်း (VTA ်အလျားလိုက်ချပ်တစ်ခု Atlas ပေါ်သို့တစ်ခုသို့ဆက်စပ်နေသည်ပုံ 6D)
VTA DA အာရုံခံများအတွက် LH သွင်းအားစုများ၏ monosynaptic အလှူငွေတည်ထောင်ရန်ကျနော်တို့ဗို့ - ညှပ်အသံသွင်း tetrodotoxin (TTX) နှင့် 2-aminopyridine (4AP; Petreanu, 4) ၏ရှေ့တော်၌ဖျော်ဖြေခဲ့ကြသည်ဘယ်မှာ ChR2007- ကူညီဆားကစ်မြေပုံ, ကိုအသုံးပြု။ LH သွင်းအားစု၏တည်ထောင်ရန် ။ လက်ရှိ - ညှပ်အသံသွင်းထံမှကျွန်ုပ်တို့၏လေ့လာတွေ့ရှိချက်နှင့်ကိုက်ညီကျနော်တို့မှတ်တမ်းတင်ထားသော VTA DA အာရုံခံအများစုသည်သီးသန့် inhibitory monosynaptic input ကို (67%) ကိုလက်ခံရရှိကြောင်း VTA DA အာရုံခံနှိုင်းယှဉ်, LH (11%) မှ excitatory monosynaptic input ကိုလက်ခံရရှိကြောင်းလေ့လာတွေ့ရှိ နှစ် ဦး စလုံး (22%; ကိန်းဂဏန်းများ 6E နှင့် S6).
Cre-dependant fluorophore (AAV) ကိုထိုးသွင်းခြင်းဖြင့်ကျွန်ုပ်တို့သည် VTA GABA အာရုံခံများကိုဖော်ထုတ်နိုင်ခဲ့သည်5-DIO-mCherry) VGAT ၏ VTA :: Cre ကြွက်များနှင့် VTA GABA အာရုံခံဆဲလ်များမှတ်တမ်းတင်ရန် mCherry စကားရပ်ကိုအသုံးပြုခဲ့သည် (n = 24; ပုံ 6F ကို) ။ 54% ChR2-ဖော်ပြ LH သွင်းအားစု (၏ photostimulation ရန်, ပိုက်ကွန်ကိုတားစီးနှင့်အတူတုံ့ပြန်သော်လည်း VTA ဂါဘမြို့သားအာရုံခံလေးဆယ်ခြောက်ရာခိုင်နှုန်း, ပိုက်ကွန်ကိုစိတ်လှုပ်ရှားစရာတွေနဲ့တုန့်ပြန်ပုံ 6, G) ။ ဤအဆဲလ်များ၏ Spatial ဖြန့်ဖြူးမှာပြသ ပုံ 6(အထက်တွင်ဖော်ပြထားသကဲ့သို့) ကို LH ထံမှ monosynaptic input ကို၏စာမေးပွဲပေါ်မှာအိပ်ချ်, ငါတို့နမူနာဂါဘမြို့သားအာရုံခံ၏ 18% သီးသန့် excitatory input ကိုလက်ခံရရှိပြီး 9% (သီးသန့် inhibitory input ကိုလက်ခံရရှိကြောင်းတွေ့ရှိရပုံ 6ငါ) သို့သော် VTA DA အာရုံခံများနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါကကျွန်ုပ်တို့သည် VTA GABA အာရုံခံဆဲလ်များသည်စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ် AMPAR-mediated နှင့် inhibitorory GABA နှစ်ခုစလုံးကိုလက်ခံရရှိခဲ့သည်။Aအဆိုပါ LH ထံမှ R-mediated monosynaptic input ကို (73%; chi- စတုရန်း = 5.0505, p = 0.0246; ကိန်းဂဏန်းများ 6ငါနဲ့ S6).
Glutamatergic နှင့်အပြုအမူများတွင် LH-VTA Pathway ၏ GABAergic Components ၏ကွဲပြားအခန်းကဏ္ဍ
ကျွန်ုပ်တို့၏ Vivo မှတ်တမ်းများသည် GABAergic နှင့် glutamatergic LH စီမံချက်များမှ VTA သို့ခိုင်မာသည့်သွင်းအားစုများထောက်ပံ့ပေးသည့်သက်သေအထောက်အထားများပေးသောကြောင့်ကျွန်ုပ်တို့သည်အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီ၏အခန်းကဏ္independကိုလွတ်လပ်စွာစုံစမ်းခဲ့သည်။ ဒီလိုလုပ်ဖို့ကျနော်တို့ vesicular အချိုမှု Transporter 2 (VGLUT2) သို့မဟုတ် vesicular GABA Transporter (VGAT) ဖြစ်စေထုတ်ဖော်ပြောဆိုကြောင်းအာရုံခံအတွက် Cre-recombinase ဖော်ပြ transgene mouse ကိုလိုင်းများကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ ကျနော်တို့ AAV ထိုးသွင်းခဲ့သည်5-DIO-ChR2-eYFP သို့မဟုတ် AAV5(-DIO-eYFP VGLUT2 ၏ LH သို့ :: Cre နှင့် VGAT :: Cre ကြွက်နှင့် VTA ကျော်တစ်ဦး optic ဖိုင်ဘာကိုထညျ့သှငျးပုံ S7) ။ ဤရွေ့ကားတိရိစ္ဆာန်များထို့နောက်မှာပြထားတဲ့အမူအကျင့် assay ၏တစ်ဦးချင်းစီအပေါ်ကို run ခဲ့ကြသည် ပုံ 5.
ကျနော်တို့ LH အတွက် ChR2 သို့မဟုတ် eYFP ဖော်ပြကြွက်အကြား cue နှုန်းကိုဖန်ဆင်းဆိပ်ကမ်းကို entries တွေကိုများ၏အရေအတွက်မဆိုရှာဖွေ ထောက်လှမ်း. ကွဲပြားခြားနားမှုကိုစောငျ့ရှောကျဘူးမှားယှငျး ခဲ့.-VTA Project (ပုံ 7တစ်ဦးက) သို့မဟုတ် LH အတွက်ဂါဘမြို့သား-VTA Project (ပုံ 7B က) ။ သို့သျောလညျးကိုဗီဒီယိုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာအပေါ်သို့ကျနော်တို့ LH အတွက်ထစ်အငေါ့အလှနျကိုကျခဲအပြုအမူတွေကိုသတိထားမိဂါဘမြို့သား-VTA: အပြာ-အလင်း illumination အပေါ်သို့ ChR2 အုပ်စုသည် (ကိုတွေ့မြင် movies S3 နှင့် S4) ။ LH အတွက်မှားယှငျး ခဲ့.-VTA ကြွက်တွေဟာ eYFP အုပ်စုနှင့်နှိုင်းယှဉ်လျှင်အဆိုပါ ChR2 အုပ်စု photostimulation အပေါ်သို့နို့တိုက်ကျွေးမှုအတွက်လျှော့ချရေးဆီသို့တစ်ဦးလမ်းကြောင်းသစ်ရှိခဲ့ပေမယ့်, ဤ (ကစာရင်းအင်းသိသိသာသာမဟုတ်ခဲ့ပုံ 7ကို C) ။ ဆနျ့ကငျြကျနော်တို့ LH အတွက် illumination အပေါ်သို့ sated ကြွက်များတွင်အစာကျွေးသုံးစွဲကာလ၌ကြံ့ခိုင်တိုးလေ့လာတွေ့ရှိဂါဘမြို့သား-VTA: ထိန်းချုပ်မှုမှ ChR2 အုပ်စုသည်ဆွေမျိုး (ပုံ 7D နှင့် movie, S3) ။ တိရစ္ဆာန်များ၏မအုပ်စုတွင်အလင်းဆွတစ်ခုအကျိုးသက်ရောက်မှု (အမြီး-ဆုတ်ခွာ assay ၌ရှိ၏ကိန်းဂဏန်းများ 7E နှင့် 7F) ။
ကျနော်တို့က sucrose-ရှာကြံတာဝန်စဉ်အတွင်းပြုသကဲ့သို့ထိုနို့တိုက်ကျွေးရေးတာဝန်စဉ်အတွင်း, ငါတို့သည်နောက်တဖန်အစားအစာမှာညွှန်ကြားထားမဟုတ်ခဲ့ထစ်အငေါ့နို့တိုက်ကျွေးရေး-related မော်တာပာသတိပြုမိသည်။ ကျနော်တို့ LH အတွက်ကိုယ်စားလှယ်တစ်ဦး mouse ကိုရိုက်ကူးဂါဘမြို့သား-VTA: ChR2 အုပ်စုသည်ပွင့်လင်းမြင်သာသောအခန်းတစ်ခုတွင်ရှိပြီး ၂၀ Hz photostimulation ပေါ်၌ကျွန်ုပ်တို့သည်ကြမ်းပြင်ကိုလူးခြင်း၊ မြေတူးခြင်းသို့မဟုတ်နေရာလွတ်ကဲ့သို့သောပုံမှန်မဟုတ်သောအရှိန်အဟုန်ပြင်းထန်တဲ့ motor sequences များကိုတွေ့ရှိခဲ့သည် (movie, S4) ။ ကျနော်တို့ရိုင်း-type အမျိုးအစား LH-VTA (အတွင်းနို့တိုက်ကျွေးရေးတာဝန်စဉ်အတွင်းဤ "gnawing" အပြုအမူတွေ quantifiedပုံ 7, G), LHမှားယှငျး ခဲ့.-VTA (ပုံ 7H ကို), နှင့် LHဂါဘမြို့သား-VTA (ပုံ 7ငါ) အုပ်စုများနှင့် LH ကြောင်းပြသဂါဘမြို့သား-VTA: ChR2 ကြွက်ရိုင်း-type အမျိုးအစားသို့မဟုတ် LH ထက်ပိုချိုးဖဲ့မှားယှငျး ခဲ့.-VTA: ChR2 ကြွက်တွေဟာသူတို့ရဲ့သက်ဆိုင်ရာ eYFP အုပ်စုများ (နှိုင်းယှဉ်ပါက, photostimulated သည့်အခါပုံ 7ဂျေ) ။ ကျနော်တို့ထစ်အငေါ့နို့တိုက်ကျွေးရေး-related အပြုအမူတွေကိုသင့်လျော်စွာနိမ့်ကြိမ်နှုန်းမှာအစာကျွေးညွှန်ကြားထားရာမှကွဲကွာစေခြင်းငှါရှိမရှိဆင်ခြင်၏။ သို့သော်ကျနော်တို့ LH စမ်းသပ်ပြီးတဲ့အခါမှာဂါဘမြို့သား-VTA: အပြာရောင်အလင်း၏ 2 Hz နှင့် 5 Hz ရထားများပါ ၀ င်သော ChR10 အုပ်စုသည်ကျွန်ုပ်တို့သည်လှုံ့ဆော်မှုအကြိမ်နှင့်နို့တိုက်ကျွေးခြင်းနှင့်ခုတ်မောင်းခြင်းအကြားအချိုးကျသောဆက်နွယ်မှုကိုလေ့လာသည် (ပုံ 7K သည်) ။
ဆွေးနွေးမှု
အဆိုပါ LH-VTA Loop ၏ functional Components
သေးကဒီကိုဖျောထုအဆိုပါ VTA ဖို့ LH အနာဂတ်လျှပ်စစ်ဆွတိုက်မှုလေ့လာမှုများ (Bielajew နှင့် Shizgal, 1986) နဲ့စူးစမ်းခဲ့ပြီးရှည်လျားဆုလာဘ်အပြောင်းအလဲနဲ့ (Hoebel နှင့် Teitelbaum, 1962, Margules နှင့်အိုး, 1962) တွင်တစ်ဦးအခန်းကဏ္ဍမှတွေးဆထားပြီး, အခန်းကဏ္ဍစိန်ခေါ်မှုတစ်ရပ်ဖြစ်ခဲ့သည်။ ဤတွင်ကျနော်တို့ LH-VTA ကွင်းဆက်လုပ်ငန်းစဉ်၏ပုံကိုတစ်ဦးချင်းစီအစိတ်အပိုင်းများအကျိုးကို-related အလုပ်တခုကို၏ကွဲပြားခြားနားသောရှုထောင့်တစ်အသေးစိတ်ခွဲစိတ်ပေးနေကြသည်။
optogenetic-mediated phototagging ၏အသုံးပြုမှုမှတဆင့် (ပုံ 1), ကျနော်တို့ LH အာရုံခံနှစ်ခုသီးခြားလူဦးရေဖော်ထုတ်ခဲ့ကြ: အ VTA (Type 1) နှင့် VTA (Type 2 ထံမှတုံ့ပြန်ချက်ကိုလက်ခံရရှိကြောင်းဆဲလ်ဖို့ပရိုဂျက်ပေးပို့ဆဲလ်; ပုံ 2) ဒီလူဦးရေ -though က LH အာရုံခံအဆိုပါ VTA ရန်နှင့်ထံမှသွင်းအားစုကိုစေလွှတ်ခံယူနိုင်နှစ်ဦးစလုံးကြောင့်ဖြစ်နိုင်သမျှသည်အတိုင်း, နှစ်ဦးနှစ်ဖက်သီးသန့်မဖြစ်လိုအပ်ပါတယ်။ စိတ်ဝင်စားစရာကျနော်တို့ (အတော်လေးအနည်းငယ် photoresponsive အာရုံခံနှစ်ခုလူဦးရေ encapsulating အဆိုပါ bimodal ဖြန့်ဖြူးအပြင်ဘက်ကျဆင်းသွားကြောင်းတွေ့ရှိရကိန်းဂဏန်းများ S2B နဲ့ 1င) ။ ဤအချက်အနေဖြင့် Type 2 photoresponses (∼100 ms) တွင်ကြာမြင့်စွာနှောင့်နှေးနှေးကွေးစွာပေါင်းစပ်ထားခြင်းကြောင့်ကျွန်ုပ်တို့သည်အမျိုးအစား 2 အာရုံခံဆဲလ်၏လုပ်ဆောင်မှုကိုအထောက်အကူပြုသောလွှမ်းမိုးသောလမ်းကြောင်းတစ်ခုရှိကောင်းရှိလိမ့်မည်ဟုကျွန်ုပ်တို့ထင်မြင်သည်။ ထို့အပြင် DA သည် G ပရိုတိန်းနှင့်တွဲဖက်သော receptors များကိုချည်နှောင်ထားသောကြောင့် kinetics များသည် glutamatergic synapses (Girault နှင့် Greengard, 2004) တို့ထက်ပိုမိုနှေးကွေးပြီးဤအစုအဝေးကို 100 ms latres photosresponsive unit များကရှင်းပြနိုင်သည်။ VTA သည်အခြား distal ဒေသများမှတဆင့်၊ amygdala ကဲ့သို့သော excitatory အလယ်အလတ်ဒေသများမှတဆင့်သို့မဟုတ်နျူကလိယ accumbens (NAc) သို့မဟုတ် stria terminalis (BNST) ၏အိပ်ရာနျူကလိယမှတစ်ဆင့်ပိုးသတ်ခြင်းဖြင့်သွယ်ဝိုက်တုံ့ပြန်မှုပေးနိုင်သည်။
အမျိုးအစား 1 ယူနစ်၏ photostimulation အမျိုးအစား 2 ယူနစ်အတွက်စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ်တုံ့ပြန်မှုကိုဖြစ်ပေါ်သော်လည်းစိတ်ဝင်စားစရာ, အမျိုးအစား 1 နှင့် 2 ယူနစ်ကွဲပြားအမူအကျင့် encoding ကဂုဏ်သတ္တိများပြသပါ။ ဥပမာအားဖြင့်ဆု (၁) နှင့်ဆု (၂) ခုခွဲခြားရွေးချယ်ထားသောအမှတ် (၂) အရေအတွက်သည်သိသိသာသာကွဲပြားသည် (n = 1/2 Type 0 နှင့် n = 19/1 Type 12, chi-square = 34, p = 2) ။ ဤဝိရောဓိတုံ့ပြန်မှုပုံစံသည် VTA ကဲ့သို့သောအလယ်အလတ် circuit circuit element တစ်ခုတွင်ကွန်ပျူတာလုပ်ငန်းစဉ်များကြောင့်ဖြစ်နိုင်ပြီး၎င်းသည်အမူအကျင့်ဆိုင်ရာလုပ်ငန်းစဉ်တွင်တက်ကြွစွာပါ ၀ င်နိုင်သော်လည်း photagag အတွင်းတွင်မလှုပ်မရှားဖြစ်နေနိုင်သည်။ ထို့အပြင်တိရိစ္ဆာန်များ၏အမူအကျင့်အခြေအနေသည်ဤအချက်အလက်များကိုမည်သို့မည်ပုံလုပ်ဆောင်သည်ကိုသြဇာလွှမ်းမိုးနိုင်သည်။
ဆုကြေးထုတ်ယူခြင်းအတွက်ဒီကုဒ်ဒါတိုက်နယ် Components
ကျွန်ုပ်တို့၏ဆုလာဘ်ပျက်ကွက်စမ်းသပ်ချက်ကျွန်တော်တို့ကို LH အာရုံကြောဟာ CR ၏ encoding ကနှင့်ခြွင်းချက်မရှိလှုံ့ဆော်မှု (အမေရိကန်) ၏စားသုံးမှုအကြားခွဲခြားရန်ခွင့်ပြုခဲ့ပါသည်။ ဤအစမ်းသပ်ချက်များတွင်အမျိုးအစား 2 ယူနစ်၏အပိုင်းတစ်ပိုင်းကိုသာလျှင်ဆုလာဘ်-ကြိုတင်ခန့်မှန်းချက် cue (CS) နှင့်အမေရိကန်မှတုန့်ပြန်လည်းမျှော်မှန်းထားသည်ဆုလာဘ်ချန်လှပ်ခံခဲ့ရသည်သောအခါအမှုနှုန်းပစ်ခတ်တစ်ဦးကျဆင်းခြင်းပြသခဲ့သည်။ ထို့အပွငျအမျိုးအစား 2 ယူနစ်၏အပိုင်းတစ်ပိုင်းကိုသာလျှင်ကိုလည်း (မမျှော်လင့်ဘဲဆုလာဘ်ပေးပို့အပေါ်သို့ phasic စိတ်လှုပ်ရှားပြသကိန်းဂဏန်းများ 4, G နှင့် 4H) ။ ဤရွေ့ကားဒေတာကို VTA encode ကဆုလာဘ် - ခန့်မှန်းအမှားအတွက် DA အာရုံခံလမ်းဆင်တူ (Cohen ကို et al ။ , 2012, Schultz et al ။ , 1997) ။ ကျွန်ုပ်တို့သည် VTA အာရုံခံများသည် LH အာရုံခံများ၏အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုသို့ဆုလာဘ် - ခန့်မှန်းမှုအမှားအချက်ပြမှုများကိုထုတ်လွှင့်နိုင်သည်ဟုခန့်မှန်းရသည်။ ၎င်းအချက်များသည်သင့်လျော်သောအမူအကျင့်ဆိုင်ရာ output ကိုဆုံးဖြတ်ရန်ထိုအချက်ပြမှုများကိုပေါင်းစပ်ရန်ကောင်းမွန်သောနေရာတွင်ရှိသည်။ အထူးသဖြင့် LH သည်အခြား ဦး နှောက်areasရိယာအများအပြား (Berthoud and Münzberg, 2011) နှင့်ခိုင်မာစွာအပြန်အလှန်ဆက်နွယ်နေသည်။ အိပ်စက်ခြင်း / နှိုးဆွခြင်းနှင့်ငတ်မွတ်ခေါင်းပါးခြင်းကဲ့သို့သော homeostatic ပြည်နယ်များနှင့်ဆက်စပ်မှုရှိသည် (Carter et al ။ , 2009, Jennings et al ။ ) ။ , 2013) ။
compulsive Sucrose အတွက် LH-VTA Pathway များအတွက်တစ်ဦးကကြောင်းကျိုးဆက်စပ်အခန်းက္ပရှာ?
ဆုလာဘ်ရှာဖွေခြင်းအပြုအမူကိုမူးယစ်ဆေးဝါးစွဲလမ်းမှုအခြေအနေတွင်အဓိကထားဆွေးနွေးခဲ့ကြသည်။ မူးယစ်ဆေးဝါးသုံးစွဲမှုသည်မူးယစ်ဆေးဝါးရှာဖွေမှုအတွက်စံနမူနာတစ်ခုဖြစ်သည်။ (Belin et al ။ , 2008, Pelloux et al ။ , 2007, Vanderschuren နှင့် Everitt, 2004) ။ ကျွန်တော်တို့ဟာ LH-VTA လမ်းကြောင်းကိုသက်ဝင်လှုပ်ရှားစေခြင်းဟာ compulsive sucrose ရှာဖွေခြင်းကိုတိုးမြှင့်ဖို့လုံလောက်မှုရှိမရှိကျွန်တော်တို့ကိုစုံစမ်းခွင့်ပြုဖို့ sucrose ရှာဖွေခြင်းအတွက်ဒီအလုပ်ကိုအံဝင်ခွင်ကျဖြစ်စေခဲ့တယ်။ မူးယစ်ဆေးဝါးနှင့်သဘာဝဆုလာဘ်တို့အကြားကွဲပြားခြားနားသောကွာခြားချက်တစ်ခုအရမူးယစ်ဆေးဝါးဆုသည်ရှင်သန်ရပ်တည်ရေးအတွက်မလိုအပ်သောကြောင့်အပြုအမူများသည်မဆုတ်မနစ်သောစွန့်လွှတ်အနစ်နာခံမှုသို့မဟုတ်အစားအစာရှာဖွေသည့်အပြုအမူများနှင့် ပတ်သက်၍ အငြင်းပွားစရာဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏အချက်အလက်များကိုအခြားနည်းလမ်းဖြင့်အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုခြင်းသည် LH-VTA လမ်းကြောင်းကိုဖွင့်ခြင်းသည်စိတ်အားတက်ကြွစေသောမောင်းနှင်မှုကိုဖြစ်စေသည်။ မကြာသေးမီဆယ်စုနှစ်များအတွင်းအဝလွန်နှုန်းတိုးများလာသည်နှင့်အမျှ (Mietus-Snyder and Lustig, 2008)၊ မသောက်သုံးခြင်းနှင့်သကြားစွဲခြင်းတို့သည်လူတို့၏ကျန်းမာရေးကိုအဓိကခြိမ်းခြောက်နေသောအဓိကအခြေအနေများဖြစ်သည် (Avena, 2007) ။ LH-VTA လမ်းကြောင်းကိုဖွင့်ပြီးနောက် sated (အပြည့်အဝကျွေးမွေးသော) ကြွက်များတွင်နို့တိုက်ကျွေးသည့်အပြုအမူသည်လူသားများတွင်တွေ့ရသောအစာစားခြင်းအပြုအမူများ (DSM-V) ကိုသတိရစေသည်။
ဒါဟာထပ်ခါတလဲလဲလုပ်ရပ်တွေကိုသူတို့ကိုယ်သူတို့စွဲ (Everitt နှင့် Robbins, 2005) ရိုကျလက်ခဏာဖွစျတဲ့သော compulsive ဆုလာဘ်ရှာဖို့ဦးဆောင်လမ်းပြပေးသောအလေ့အထ၏ဖွဲ့စည်းခြင်းဖို့ဦးဆောင်လမ်းပြကြောင်းအဆိုပြုပြီးပါပြီ။ LH-VTA အာရုံခံသာအေးစက်ပြီးနောက်ဆိပ်ကမ်းကို entry ကိုဝှက်လုသောငါတို့တွေ့ရှိချက်ကဒီလမ်းကြောင်းရွေးချယ်တဲ့ conditional တုံ့ပြန်မှုမဟုတ်ရုံလှုံ့ဆော်မှုအရေးယူကုဒ်သွင်းကြောင်းအကြံပြုထားသည်။ ဤ (တာတော့ဤစီမံကိန်းကိုသက်ဝင်နေတဲ့အနုတ်လက္ခဏာအကျိုးဆက်၏မျက်နှာကိုအတွက်အတင်းအကျပ်ပြုတတ်သောဆုလာဘ်ရှာမြှင့်တင်ရန်နိုင်သောကျွန်ုပ်တို့၏လေ့လာတွေ့ရှိချက်တွေနဲ့ကိုက်ညီဖြစ်ပါသည်ပုံ 5ကို C), အဖြစ်လိုအပ်မှု၏မရှိခြင်းအတွက် (sated ကြွက်တွင်တွေ့မြင်အဖြစ်, ပုံ 5အီး) ။ ဤသည်အနက်ကိုနောက်ထပ် (အ LH-VTA လမ်းကြောင်း၏ photoinhibition ရွေးချယ်ရှာကြံ compulsive sucrose လျော့ကျစေပါတယ်ကျွန်တော်တို့ရဲ့တွေ့ရှိချက်များက substantiated ဖြစ်ပါတယ်ပုံ 5D) ဒါပေမယ့်အစားအစာကန့်သတ်ထားကြွက်များတွင်အစာကျွေးခြင်းကိုလျှော့ချမထားဘူး (ပုံ 5F ကို) ။ compulsive ကျော်သို့မဟုတ်မူးရူး-အစာစားခြင်းမမှန်မှုများကုသအတွက်အကြီးမားဆုံးသောစိန်ခေါ်မှုများတစ်ခုမှာယေဘုယျအားဖြင့်နို့တိုက်ကျွေးရေးအပြုအမူတွေ impairing ၏အန္တရာယ်ဖြစ်ပါတယ်။ ဘာသာရှုထောင့်ကနေကျနော်တို့ကိုသဘာဝနို့တိုက်ကျွေးရေးအပြုအမူတွေကိုစွန့်ခြင်းမရှိဘဲ compulsive ကျော်သို့မဟုတ်သကြားစွဲလမ်းများအတွက်ကုထုံးကြားဝင်၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုများအတွက်အလားအလာပစ်မှတ်အဖြစ်သတ်သတ်မှတ်မှတ်အာရုံကြော circuit ကိုဖော်ထုတ်ကြပေမည်။
အဆိုပါ VTA မှ LH Input ၏ဖွဲ့စည်းမှု
ကျနော်တို့ glutamatergic LH-VTA အစိတ်အပိုင်းအပြင် (Kempadoo et al ။ , 2013), စီမံကိန်းအတွက်သိသိသာသာ GABAergic အစိတ်အပိုင်း (Leinninger et al ။ , 2009) လည်းရှိသည်နှင့် LH အာရုံခံ DA နှင့်နှစ် ဦး စလုံးပေါ်သို့တိုက်ရိုက် synapses ကြောင်းပြသ အဆိုပါ VTA အတွက် GABA အာရုံခံ (ပုံ 6) ။ သို့သော် VTA DA နှင့်ဂါဘမြို့သားအာရုံခံပေါ်သို့ inhibitory / excitatory input ကို၏ချိန်ခွင်လျှာအတွက်ကွာခြားချက်ရှိပါတယ်။
ကျနော်တို့ VTA အာရုံခံ၏ဝိသေသလက္ခဏာအတည်ပြုရန် immunohistochemical အပြောင်းအလဲနဲ့ကိုအသုံးပြုနေစဉ်, ငါတို့သည်လည်းငါတိုင်းထွာhတစ် ဦး hyperpolarization-activated အတွင်းပိုင်း Non- တိကျတဲ့စုံလုံလက်ရှိ (Lacey et al ။ , 1989, Ungless နှင့်ကျေးဇူးတော်ရှိစေသတည်း, 2012) rectifying ။ ဒီရေစီးကြောင်း၏တည်ရှိမှုကိုကျယ်ပြန့်သော electrophysiological လေ့လာမှုများတွင် DA neuron များကိုခွဲခြားသတ်မှတ်ရာတွင်အသုံးပြုသည်။ သို့သော်၎င်းသည် projection target (Lammel et al ။ , 2011) မှသတ်မှတ်ထားသော DA အာရုံခံဆဲလ်များ၌သာရှိကြောင်းပြသခဲ့သည်။ Fields နှင့်လုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်များမှပြန်လည်သုံးသပ်မှုတစ်ခုတွင်ယခင်ကအဆိုပြုထားသည်မှာ“ LH အာရုံခံများသည် PTA သို့ VTA စီမံကိန်းများသို့ synapse လုပ်သည်။ သို့သော် NAc သို့သွားသောသူများမဟုတ်ပါ” (Fields et al ။ , 2007)၊ ကျွန်ုပ်တို့၏အချက်အလက်များကဤအငြင်းပွားဖွယ်ရာကိုပြန်ဖွင့်ရန်ကျွန်ုပ်တို့၏အချက်အလက်များကဖော်ပြသည်။ နောက်ထပ်စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုအဘို့။ ကျနော်တို့ LH ထံမှအသားတင်စိတ်လှုပ်ရှားမှုကိုလက်ခံရရှိခြင်းနှင့်အလွန်သေးငယ်တဲ့ငါပိုင်ဆိုင်သော DA အာရုံခံ၏အပိုင်းတစ်ပိုင်းကိုလေ့လာသည်ကိုပြု၏သော်လည်းh (mPFC- သို့မဟုတ် NAc medial shell ကို-ထုတ်လုပ်တဲ့ DA အာရုံခံတွေနဲ့ကိုက်ညီ), ငါတို့သည်လည်းအသားတင် excitatory input ကိုလက်ခံရရှိကြောင်း DA အာရုံခံတဲ့အပိုင်းတစ်ပိုင်းကိုသာလျှင်ကြည့်ရှုလေ့လာကာကြီးမားသောငါပြသh (ထို NAc များ၏နှစ်ဦးနှစ်ဖက် shell ကိုမှထုတ်လုပ်တဲ့ DA အာရုံခံ၏ဝိသေသလက္ခဏာများနှင့်ကိုက်ညီ; ပုံ S5; Lammel et al ။ , 2011) ။ ပြောင်းပြန်အသားတင် inhibitory input ကိုလက်ခံရရှိကြောင်း VTA DA အာရုံခံငါအလွန်သေးငယ်တဲ့ပြသခဲ့သည်h LH သည် mPFC သို့မဟုတ် NAc ၏ medial shell များသို့ projecting VTA DA အာရုံခံများသို့အဓိကအားဖြင့် inhibitory input ကိုပေးပို့သည်ဟူသောအယူအဆနှင့်ကိုက်ညီသောဤလက်ရှိအားနည်းခြင်း။ ထို့အပြင် LH သွင်းအားစုများကို medial နှင့် lateral VTA နှစ်ခုလုံးတွင်လေ့လာနိုင်သည်။ LH သည်ကွဲပြားခြားနားသော projection target များနှင့်အတူ VTA အာရုံခံဆဲလ်များသို့သွင်းအားစုများကိုထောက်ပံ့ပေးကြောင်းအကြံပြုသည်။ VTA projection target သည် medial-lateral axis တစ်လျှောက် Spatial location နှင့်အတိအကျကိုက်ညီသည်ကိုသိရှိရသည်။ Lammel et al ။ , 2008) ။
အဆိုပါ LH-VTA Pathway အတွက်စိတ်လှုပ်ရှား / တားစီး Balance
ဆုချီးမြှင့်မှုမြှင့်တင်ရန်အတွက် LH-VTA လမ်းကြောင်း၏အခန်းကဏ္previouslyကိုယခင်က VTA တွင် glutamatergic transmission (Kempadoo et al ။ , 2013) တွင်ဖော်ပြထားသည်။ CaMKIIαမြှင့်တင်ရေးသည်စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ်ကောင်းသောအာရုံခံများအတွက်ရွေးချယ်သည်ဟုမကြာခဏမှတ်ယူထားသည်။ သို့သော်ကျွန်ုပ်တို့၏အချက်အလက်များအရ ChR2 ကိုCaMKIIαမြှင့်တင်သူ၏ထိန်းချုပ်မှုအောက်တွင်ဖော်ပြခြင်းသည် LH ရှိ GABAergic projection neuron များကိုလည်းပစ်မှတ်ထားကြောင်းပြသခဲ့သည်။ပုံ 6).
အဆိုပါ LH ၏ photostimulation အားဖြင့်ရူးနှမ်းအဆိုပါအပြုအမူဂါဘမြို့သား-VTA လမ်းကြောင်း (mis-ညွှန်ကြားထား, ပျော်ပါးခဲ့များနှင့် maladaptivemovie, S4) ။ တဦးတည်းအနက်အဆိုပါ LH ၏ activation ဖြစ်ပါသည်ဂါဘမြို့သား-VTA လမ်းကြောင်းတစ်ခုစာစားချင်စိတ်ကိုစစ်ကူများအသိအမှတ်ပြုမှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်သော mouse ကိုတစ်ဦး signal ကိုပေးပို့သည်။ တစ်ခုကအခြားရွေးချယ်စရာအနက်အဆိုပါ LH သောကွောငျ့ဖွစျသညျဂါဘမြို့သား-VTA လမ်းကြောင်းအေးစက်ချဉ်းကပ်မှုအခြေခံတဲ့ signal ကိုအတူတသမတ်တည်း "လို" မက်လုံးပေး salience သို့မဟုတ်ပြင်းထန်သောမောင်း, သို့သော်ဤထစ်အငေါ့နို့တိုက်ကျွေးရေး-related အပြုအမူ (Berridge နှင့်ရော်ဘင်ဆင်, 2003) ထုတ်လုပ် non-ဇီဝကမ္မအဆင့်မှာပေလိမ့်မည်။ ဤတသမတ်တည်းက LH ၏ activation ဖြစ်နိုင်ဂါဘမြို့သား-VTA အနာဂတ်အမှန်တကယ်တဏှာ၏ပြင်းထန်သောအာရုံကိုထုတ်လုပ်, ဒါမှမဟုတ်အစာကျွေးဖို့တိုက်တွန်းပါသည်။ သို့သော်ကျွန်ုပ်တို့၏စမ်းသပ်ချက် LH ၏ activation ကိုပြသဂါဘမြို့သား-VTA compulsive sucrose ရှာတစ်ခုတိုးထုတ်လုပ်ရန်မဟုတ်ပါ, သို့သော်ဤကြောင့်စမ်းသပ်ခန်း၌ Non-အစားအစာတ္ထုအပေါ်အာရုံစူးစိုက်ဟာအလွန်အကျွံအလှနျကိုကျခဲခြင်းနှင့်ထစ်အငေါ့အစာစားချင်စိတ်အပြုအမူတွေဖွယ်ရှိသည်။ ဒီကိုင်တွယ်စဉ်က mouse ကို၏အတှေ့အကွုံကိုဆုံးဖြတ်ရန်ခက်ခဲလှပေမဲ့သူကသင့်လျော်စွာညွှန်ကြားထားနို့တိုက်ကျွေးရေး-related အပြုအမူတွေဟာ GABAergic နှင့် LH-VTA လမ်းကြောင်း၏ glutamatergic အစိတ်အပိုင်းများကိုနှစ်ဦးစလုံး၏ညှိနှိုင်း activation လိုအပ်ကြောင်းရှင်းပါတယ်။
ကောက်ချက်
Optogenetic နှင့် pharmacogenetic ထိန်းသိမ်းရေးကြောင်းကျိုးဆက်စပ်ဆက်ဆံရေးထူထောင်ဘို့အစွမ်းထက် tools များဖြစ်ကြသေးသူတို့ endogenous, အာရုံကြော circuit ကိုဒြပ်စင်၏ဇီဝကမ္မဂုဏ်သတ္တိများထုတ်ဖေါ်ကြပါဘူး။ ကျွန်ုပ်တို့၏လေ့လာမှုသတင်းအချက်အလက်ဒီ circuit ကိုအတွက်ပေါင်းစည်းဘယ်လိုမျက်နှာသို့ထိုးထွင်းသိမြင်တဲ့အဆင့်သစ်ပေး, အ Synaptic ဆက်သွယ်မှုသည်သဘာဝကျကျဖြစ်ပေါ် endogenous function ကို, နှင့် LH-VTA လမ်းကြောင်း၏ကြောင်းကျိုးဆက်စပ်အခန်းကဏ္ဍနှင့် ပတ်သက်. သတင်းအချက်အလက် unifies ။ ဤရလဒ်သည်မျိုးဗီဇအမှတ်အသားများအပြင်, ဆက်သွယ်မှုအားဖြင့်အာရုံခံ၏အလုပ်လုပ်တဲ့အခန်းကဏ္ဍဆန်းစစ်၏အရေးပါမှုကိုမီးမောင်းထိုးပြ။ LH-VTA အာရုံခံရွေးချယ်ရှာကြံဆုလာဘ်များအရေးယူ encoded ပေမယ့်ကြိုးလှုံ့ဆော်မှုနှင့်ဆုလာဘ်-ကြိုတင်ခန့်မှန်းချက်တွေကိုပု VTA ၏မြစ်အောက်ပိုင်း LH အာရုံခံတဲ့ discrete လူဦးရေအားဖြင့် encoded ခဲ့ကြသည်သော်လည်း, ပတျဝနျးကငျြဆိုငျရာလှုံ့ဆော်မှုဝှက်ဘဲနေ၏။ ထို့အပွငျ, ငါတို့ကြောင်းကျိုးဆက်စပ် compulsive sucrose-ရှာခြင်းနှင့်နို့တိုက်ကျွေးရေးအပြုအမူနှင့်ဆက်စပ်ကြောင်းတိကျတဲ့အနာဂတ်ဖော်ထုတ်ခဲ့ကြသည်။ အဆိုပါ LH-VTA စီမံကိန်းများတွင်အဆိုပါသောင်းပြောင်းထွေလာရောနှောလှုံ့ဆျောမှုမောင်းနှင်ခြင်းနှင့်သင့်လျော်စွာညွှန်ကြားစာစားချင်စိတ်ကိုအပြုအမူတွေကိုထိန်းညှိအကြားတစ်ဦးသပ္ပါယ်ချိန်ခွင်လျှာပေးဘို့လိုအပ်ပေသည်။ ဤရွေ့ကားတွေ့ရှိချက်ထိုကဲ့သို့သော compulsive ကျော်ရောဂါ, သကြားစွဲလမ်းနှင့်အဝလွန်ခြင်းအဖြစ်ရောဂါဗေဒအခြေအနေများသက်ဆိုင်ရာထိုးထွင်းသိမြင်မှုကိုပေး
တိုးချဲ့ဆွေးနွေးချက်
စာရေးသူထောက်ပံ့
EHN နှင့် GAM တို့သည် in vivo နှင့် ex vivo စမ်းသပ်ချက်များအတွက် electrophysiological recordings နှင့်လေ့လာဆန်းစစ်မှုများပြုလုပ်ခဲ့သည်။ SAA, EHN, KNP နှင့် CAL တို့သည်အမူအကျင့်ဆိုင်ရာစမ်းသပ်မှုများပြုလုပ်ခဲ့သည်။ RW၊ KNP၊ CAL နှင့် EHN တို့သည်သမိုင်းဆိုင်ရာစစ်ဆေးမှုများပြုလုပ်ခဲ့သည်။ RN က HSV ဗိုင်းရပ်စ်ပိုးကိုထောက်ပံ့ပေးခဲ့သည်။ KMT နှင့် CPW သည်စမ်းသပ်မှုများကိုကြီးကြပ်ခဲ့ပြီးလေ့ကျင့်သင်ကြားသူများအားလေ့ကျင့်သင်ကြားခဲ့သည်။ EHN, GAM, SAA နှင့် KMT တို့သည်စမ်းသပ်မှုများကိုဒီဇိုင်းဆွဲသည်။ EHN နှင့် KMT လက်ရေးမူများမှာတွေ့နိုင်ပါတယ် စာရေးသူအားလုံးသည်စာမူများကိုတည်းဖြတ်ခြင်းနှင့်တည်းဖြတ်ခြင်းတို့တွင်ပါဝင်သည်။
ကျေးဇူးတင်လွှာ
immunohistochemistry နှင့်ပတ်သက်သောအကူအညီများအတွက် N. Golan, R. Thomas၊ အမ် Anahtar၊ G. Glober နှင့် A. Beyeler တို့အားကျွန်ုပ်တို့ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ C. Seo နှင့် S. Kim တို့အားစီမံကိန်းတစ်လျှောက်လုံးသူတို့၏ပံ့ပိုးမှုများနှင့်အမ်ဆင် Wilson နှင့် P. Shizgal တို့ကိုလည်းကျေးဇူးတင်ရှိပါသည်။ KMT သည် New York Stem Cell Foundation - Robertson Investigator ဖြစ်ပြီး JPB ဖောင်ဒေးရှင်း၊ PIIF, PNDRF, Whitehall ဖောင်ဒေးရှင်း၊ Klingenstein ဖောင်ဒေးရှင်း၊ NARSAD လူငယ်စုံစမ်းစစ်ဆေးရေးဆု၊ အဲန်ဖရက်ပီဆလွန်းဖောင်ဒေးရှင်း၊ Whitehead အလုပ်ရှာဖွေရေးဖွံ့ဖြိုးမှုဥက္ကဌ၊ NIH R01-MH102441- 01 (NIMH) နှင့် NIH ဒါရိုက်တာအသစ်စုံစမ်းစစ်ဆေးရေးဆု DP2-DK-102256-01 (NIDDK) EHN ကို NSF ဘွဲ့လွန်သုတေသနအဖွဲ့၊ ဘက်ပေါင်းစုံ Neuronal Systems Fellowship နှင့် Neurobiology of Learning and Memory ၏သင်တန်းအစီအစဉ်တို့ဖြင့်ထောက်ပံ့ခဲ့သည်။ Social Brain Postdoctoral Fellowship အတွက် Simons Center မှ GAM ကိုထောက်ပံ့ခဲ့သည်။ SAA ကို Jeffrey နှင့် Nancy Halis Fellowship နှင့် Henry E. Singleton Fund တို့ကထောက်ပံ့ခဲ့သည်။ CAL ကို Integrative Neuronal Systems Fellowship နှင့် James R. Killian Fellowship တို့ကထောက်ပံ့ခဲ့သည်။ RW ကိုနယ်သာလန်သိပ္ပံဆိုင်ရာသုတေသနအဖွဲ့ (NWO) RUBICON မိတ်သဟာယအစီအစဉ်ဖြင့်ထောက်ပံ့ခဲ့သည်။
ဖြည့်စွက်သတင်းအချက်အလက်များ
;