hypocretin နှင့် LC-NE အာရုံခံ၏ functional ဝါယာကြိုး: arousal များအတွက်သက်ရောက်မှု (2013)

ြဒပ်မဲ့သော

အိပ်စက်ခြင်းမနိုးတိရစ္ဆာန်နိုငျငံတျောသညျတလျှောက်လုံး ultradian နှင့်ခန္ဓာကိုယ်ထဲက Circadian ကာလနှစ်ဦးစလုံးနှင့်အတူကြောင့်သံသရာနှစ်ခုအပြန်အလှန်သီးသန့်ပြည်နယ်များဖြစ်ကြသည်။ နိုးတစ်ဦးကိုတိရစ္ဆာန်ရိပ်မိနှင့်၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်နှင့်အတူအပြန်အလှန်နိုင်သည့်အတွက်သတိပြည်နယ်ဖြစ်ပါတယ်။ နိုးနိုးကွားကွား၏အချိန်ကြာမြင့်စွာကာလပြီးနောက်အိပ်ပျော်ခြင်းဖိအားတိုးခြင်းနှင့်ကျပုံစံကိုယ်ဟန်အနေအထားနှင့်အဆင့်မြင့်အာရုံခံတံခါးခုံနှင့်အတူဆွေမျိုးလှုပ်ရှားမှု၏ကာလအဖြစ်သွင်ပြင်လက္ခဏာကြောင်းအိပ်ပျော်ခြင်းစတင်ခြင်းစေပါတယ်။

နို့တိုက်သတ္တဝါများတွင်, အိပ်ပျော်ခြင်းယေဘုယျအားဖြင့် (လူသားတွေအတွက် SWS, ဒါမှမဟုတ် NREM အိပ်ပျော်ခြင်း) နှေးကွေးနေ-လှိုင်းအိပ်ပျော်ခြင်းသို့ခွဲခြားနှင့်လျင်မြန်စွာမျက်စိလှုပ်ရှားမှု (စ "ဝိရောဓိအိပ်ပျော်ခြင်း" ဟုခေါ်) (REM) အိပ်စက်ခြင်းဖြစ်ပါတယ်။ နိုး, SWS နှင့် REM sleep ကိုတိကျသော electroencephalograph (EEG) နှင့် electromyographic (တွေ့ရစဉ်) အင်္ဂါရပ်တွေအားဖြင့်သတ်မှတ်နိုင်ပါတယ်ကွဲပြားအပြုအမူပြည်နယ်များဖြစ်ကြသည်။ နိုးထစဉ်အတွင်းနိမ့်လွှဲခွင်, ရောထွေး-အကြိမ်ရေလှိုကိုပြဌာန်းပေးခဲ့ပါသည်။ SWS သူ၏ကြီးစိုးခြင်း (EEG ပါဝါသိပ်သည်းဆအားဖြင့်တိုင်းတာကဲ့သို့) အိပ်စက်ခြင်း၏အတိမ်အနက်ကိုထင်ဟပ် High-လွှဲခွင်နှေးကွေးလှို (0.5-4 Hz) ကသွင်ပြင်လက္ခဏာဖြစ်ပါတယ်။ REM sleep ကိုပိုမိုမြန်ဆန်, ရောထွေးကြိမ်နှုန်းလှိုဖြင့်သွင်ပြင်လက္ခဏာဟာအနည်းကိန်းအပြုအမူပြည်နယ်, အရာ theta အကြား (5-10 Hz) လှိုကြွက်သား atonia ဖြင့်လိုက်ပါသွား, ကြွက်များတွင်လွှမ်းမိုးအဖြစ်နှလုံးနဲ့အသက်ရှူနှုန်းပွောငျးခွငျးဖြစ်ပါတယ်။

အိပ်စက်ခြင်းမနိုး၏ပြည်နယ်များသှေးနှင့် quantitative သွင်ပြင်လက္ခဏာများရန်လွယ်ကူသော်လည်းကဆိုလိုသောအရာကိုသတ်မှတ်ဖို့အံ့သြစရာကောင်းလောက်အောင်ခက်ခဲသည် "arousal ။ " ဒီအသုံးအနှုန်း arousal များသောအားဖြင့်တုန့်ပြန်, တိုးမြှင့်မော်တာကို Activation အဖြစ်တငျပွ, နိုးနိုးကွားကွားစဉ်အတွင်းသတိဝီရိယနှင့်ရွှင်လန်း၏ဒီဂရီကိုရည်ညွှန်းသည် အာရုံခံသွင်းအားစု, စိတ်ခံစားမှု reactivity ကိုနှင့်တိုးမြှင်သိမြင်အပြောင်းအလဲနဲ့ရန်။

ထိုအိပ်ပျော်ခြင်း-ပါတီအားသံသရာ၏အဖွဲ့အစည်းနှင့် arousal ၏ယေဘုယျအဆင့်အထိအခြေခံဦးနှောက်ယန္တရားများမသိရသေးရှိနေဆဲနှင့်များစွာသောဂန္ထဝင်လေ့လာမှုများအဘယ်သူ၏လှုပ်ရှားမှုကွဲပြားအပြုအမူပြည်နယ်များနှင့်ဆက်နွယ်နေပါသည်အာရုံခံအတော်ကြာလူဦးရေဖော်ထုတ်ခဲ့ကြသည်။ ဒါဟာမူလကအမူအကျင့်အသွင်ကူးပြောင်းမှုမတိုင်မီတက်ကြွဖြစ်ကြောင်းအာရုံခံ (ဆိုလိုသည်မှာတက်ကြွအာရုံခံတဲ့အိပ်စက်ခြင်း-to-ပါတီအားအကူးအပြောင်းရှေ့) ထိုယူဆခဲ့သည် မြှင့်တင်ရန် လာမယ့်ပြည်နယ်, တိကျတဲ့ပြည်နယ် (နိုးနိုးကွားကွားသို့မဟုတ်အိပ်ပျော်ခြင်း) စဉ်အတွင်းတက်ကြွဖြစ်ကြောင်းအာရုံခံရန်အရေးကြီးပါသည်နေစဉ် ထိန်းသိမ်းရန် က။ ဒီအမြင်ကွန်ယက်အတွက်အာရုံခံပြည်နယ်အသွင်ကူးပြောင်းမှုများအတွက်မိမိတို့ကိုယ်ကိုတိုက်ရိုက်တာဝန်ရှိသည်ဖြစ်ခြင်းမရှိပဲဘာဖြစ်လို့လဲဆိုတော့အခြားအပိုကြောင်းကျိုးဆက်စပ်အာရုံခံမှဆက်သွယ်မှု၏နိုင်ငံပိုင်နယ်နိမိတ်-ဆက်စပ်လှုပ်ရှားမှုပြသအံ့သောငှါဥာဏ်အားဖြင့်ပိုမိုရှုပ်ထွေးလုပ်ဖြစ်ပါတယ်။ မည်သို့ပင်ဆိုစေကာ, ကယေဘုယျအားဖြင့်တစ်ဦးအိပ်ပျော်ကြောင်းကျိုးဆက်စပ်အခန်းကဏ္ဍနှင့် / သို့မဟုတ် arousal ပြည်နယ်များ play ကြောင့်အာရုံကြောလူဦးရေရှိကွောငျးပေါ်မူတည်ပြီးခဲ့တာဖြစ်ပါတယ်။ arousal မြှင့်တင်ရန်ထင်နေကြတယ်လူဦးရေများပါဝင်သည်: (hcrt-လည်း "orexins" ဟုခေါ်) ကို hypocretin - ထိုနှစ်ဦးနှစ်ဖက် hypothalamus အတွက်ဖော်ပြအာရုံခံခြင်း, brainstem အတွက်အာရုံခံ -expressing အဆိုပါ noradrenergic locus coeruleus (LC), အ serotoninergic dorsal raphe အရေးပါ (DRN) အဆိုပါ posterior hypothalamus အတွက် brainstem ထဲမှာ, histaminergic tuberomammilary နျူကလိယ (TMN), အ cholinergic pedunculopontine (PPT) နှင့် laterodorsal tegmental (LDT) ကို midbrain အတွက်အရေးပါသကဲ့သို့ကောင်းစွာအဖြစ် Basal forebrain (ဂျုံးစ်အတွက် cholinergic အာရုံခံ, 2003) ။ Melanin-အာရုံဟော်မုန်း (MCH) ကိုနှစ်ဦးနှစ်ဖက် hypothalamus ကနေအာရုံခံ, အဖြစ် brainstem ထံမှ glutamatergic နှင့် GABAergic အာရုံခံနေ REM sleep (ဝိန်း Fort et al စဉ်အတွင်းတက်ကြွနေစဉ်မတူဘဲ, anterior hypothalamic အဆောက်အဦထဲကနေ inhibitory အာရုံခံ, SWS စဉ်အတွင်းတက်ကြွနေကြသည်။ , 2009).

မကြာသေးမီနှစ်များတွင်ကျနော်တို့နှင့်အခြားသူများကဲ့သို့သောမေးခွန်းများကိုဖြေရှင်းရန်အမျိုးမျိုးသော mouse ကိုမော်ဒယ်များနှင့်အတူ optogenetic နည်းပညာကို အသုံးပြု. စတင်ပါပြီ ဘယ်လို arousal စနစ်များနိုးနိုးကွားကွားနှင့် arousal ထိန်းညှိကြဘူး? သူတို့ဘယ်လို function တိကျတဲ့အခင်းအကျင်းအတွက် arousal, မြှင့်တင်ရန်ထိန်းသိမ်းရန်သို့မဟုတ်ထပ်တိုးဖို့အပြန်အလှန်ပါဘူး? ကျွန်တော်တို့ရဲ့မကြာသေးခင်ကလေ့လာမှုများတှငျကြှနျုပျတို့ hcrt (က de Lecea et al ဖော်ပြကြောင်းအာရုံခံအထူးစိတ်ဝင်စားခဲ့ကြပါပြီ။ , 1998; Sakurai et al ။ , 1998) ။ အဆိုပါ hcrt က de Lecea et al (နှစ်ခု neuro-excitatory peptides ဖြစ်ကြသည်။ , 1998; Sakurai et al ။ , 1998) က mouse ကိုနှစ်ဦးနှစ်ဖက် hypothalamus (~ အသီးသီးကြွက်နှင့်လူ့ဦးနှောက်ထဲမှာ 3200 နှင့် 6700-50,000,) (က de Lecea နှင့် Sutcliffe အတွက် ~ 80,000 အာရုံခံထုတ်လုပ် 2005; Modirrousta et al ။ , 2005) ။ ဤရွေ့ကားအာရုံခံအဆိုပါ cortex အတွက်ဖြန့်ဝေမျိုးစုံစနစ်များအနေဖြင့် functional သွင်းအားစု, limbic စနစ်, hypothalamus သူ့ဟာသူအပါအဝင် Sub-cortical ဒေသများ, thalamus, နှင့် brainstem cholinergic အရေးပါထံမှတက်လျက်ရှိနေသည်ကိုစီမံချက်များ, အ reticular ဖွဲ့စည်းရေး, အ midbrain raphe အရေးပါလျက်, periaqueductal မီးခိုးရောင်လက်ခံရရှိသည်။ အလှည့်မှာတော့အဲဒီအာရုံခံအာရုံခံ hcrt receptors (OX1R နှင့် OX2R) ဖော်ပြခြင်းငှါ, ဦးနှောက်၏ arousal နှင့်ဆုလာဘ်စင်တာများမှအပါအဝင်ဗဟိုဦးနှောက်အာရုံကြောစနစ်, လျှောက်လုံးပရောဂျက်။ အဆိုပါ afferent နှင့် hcrt အာရုံခံ၏ efferent စီမံချက်များသူတို့ကအိပ်ပျော်ခြင်း / ပါတီအားသံသရာထိန်းညှိခြင်းနှင့်ရည်မှန်းချက်-oriented အပြုအမူတွေအပါအဝင်မျိုးစုံ hypothalamic လုပ်ဆောင်ချက်များကိုတစ်ကဏ္ဍမှပါကြောင်းအကြံပြုအပ်ပါသည်။ စိတ်ဝင်စားစရာကျနော်တို့ noradrenergic LC အာရုံခံမှ hcrt အာရုံခံမှတိကျတဲ့ efferent projection တွေ့ပြီအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုနှင့်ဖြစ်နိုင်သည်ကိုပိုမို arousal အထွေထွေရှုထောင့်ဖျန်ဖြေ။

ဤတွင်ကျနော်တို့အယ်လ် Adamantidis et (hcrt နှင့် LC အာရုံခံ arousal ပြည်နယ်အသွင်ကူးပြောင်းမှုနှင့်ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုစေသောအယူအဆစမ်းသပ်ရန်ကြောင်းမကြာသေးမီ optogenetic စမ်းသပ်ချက်အနှစ်ချုပ်။ , 2007; Carter က et al ။ , 2009, 2010, 2012) ။ ပထမဦးစွာကျွန်တော်ခေတ္တမီးမောင်းထိုးပြခြင်းနှင့်အစဉ်အလာမျိုးဗီဇနှင့် pharmacological နည်းစနစ်ကို အသုံးပြု. ဤအမှုစနစ်များနှင့် ပတ်သက်. ယခင်အစီရင်ခံစာများအကဉျြးခြုပျ။ Next ကိုကျနော်တို့ရွေးချယ်လွတ်လပ်စွာ-ရွေ့လျားကြွက်များတွင်ဤစနစ်များကိုလှုံ့ဆော်သို့မဟုတ်တားစီးဖို့ optogenetic စုံစမ်းစစ်ဆေးသုံးပြီးကျွန်တော်တို့ရဲ့ကိုယ်ပိုင်တွေ့ရှိချက်ပေါင်းစပ်။ နောက်ဆုံးအနေနဲ့ကျနော်တို့မဖြေရှင်းနိုင်မေးခွန်းများကိုဆွေးနွေး arousal ဆားကစ်၏အနာဂတ်ခန္ဓာဗေဒနဲ့အလုပ်လုပ်တဲ့ခှဲစိတျအပေါ်သုံးသပ်ပြောကြားခဲ့ပါတယ်။

Hypocretins, နိုးနိုးကွားကွားနှင့် narcolepsy

hcrt အာရုံခံတိတ်ဆိတ်နိုးနိုးကွားကွား, SWS နှင့် REM အိပ်နေစဉ်ယေဘုယျအားဖြင့်ငြိမ်ဝပ်စွာနေပေမယ်တက်ကြွစွာနိုးထနှင့်နေ REM sleep-to-ပါတီအားအသွင်ကူးပြောင်းမှု (Lee က et al စဉ်အတွင်းမြင့်မားသောဥတုနှုန်းထားများပြသ။ , 2005; Mileykovskiy et al ။ , 2005; Takahashi et al ။ , 2008; ဟက်စ et al ။ , 2009) ။ ထို့ပြင်၎င်းတို့သည် (ဥပမာအနေနဲ့အာရုံနှိုးဆွ) (Takahashi et al သဘာဝပတ်ဝန်းကျင်လှုံ့ဆော်မှုအားဖြင့်ရူးနှမ်း arousal စဉ်အတွင်းမြင့်မားသောဥတုနှုန်းထားများပြသ။ , 2008) နှင့်ရည်မှန်းချက်-oriented အပြုအမူ (Mileykovskiy et al ။ , 2005; Takahashi et al ။ , 2008) ။ ဒီလေ့လာမှုတွေ hcrt အာရုံခံအမျိုးမျိုးသောရည်မှန်းချက်-oriented အပြုအမူတွေစဉ်အတွင်းလေ့လာတွေ့ရှိတိုးမြှင့ရွှင်လန်း၌အိပ်ပျော်-to-နိုးထဖို့အသွင်ကူးပြောင်းမှုပါဝင်ဆောင်ရွက်အဖြစ်ကြောင်းအကြံပြုအပ်ပါသည်။

hcrt အချက်ပြ၏ပိတ်ဆို့ထားခြင်းသို့မဟုတ်ဖိနှိပ်မှုအပြုအမူကြွက်တွေမှာပြည်နယ်များ, ကြွက်, ခွေးလူသားများနှင့်ဖြစ်နိုင်သည် zebrafishes (Sakurai ၏သမာဓိများအတွက် hcrt များ၏လိုအပ်ချက်ပြ, 2007; Yokogawa et al ။ , 2007) ။ အမှန်စင်စစ်အရှိဆုံးဆွဲဆောင်မှုအရှုံး-of-function ကိုသက်သေအထောက်အထား hcrt ချို့တဲ့ခြင်းနှင့် narcolepsy (Peyron et al ၏ရောဂါလက္ခဏာများအကြားက link ကနေကြွလာ။ , 2000; Saper et al ။ , 2010) ။ cataplexy နှင့်အတူ Narcoleptic လူနာတစ်ဦးပြည့်စုံမရှိခြင်းတို hcrt မျိုးဗီဇဟာ hypothalamus အတွက်မှတ်တမ်းအဖြစ် cerebrospinal fluid (Thannickal et al အတွက် hcrt ၏မဟုတ်သောသို့မဟုတ်အနိုင်နိုင်-ရှာဖွေ ထောက်လှမ်း. အဆင့်ဆင့်။ , 2000; Sakurai, 2007; Yokogawa et al ။ , 2007) ။ Doberman narcoleptic ခွေးတစ် mutation ကိုထမ်း OX2Rတစ်ဦးကိုပယ်ဖျက်ဖြစ်စေနှင့်အတူအပေါင်းတို့နှင့်တကွ, မျိုးဗီဇအင်ဂျင်နီယာကြွက် hcrt, OX2R, ဒါမှမဟုတ် hcrt ဆဲလ် cataplexy ဆင်တူကြောင်းပစ္စုပ္ပန်အပြုအမူဖမ်းဆီးမှုများ, narcolepsy ၏အမာခံများ (ဂျုံးစ်, 2003; Sakurai, 2007; Sehgal နှင့် Mignot, 2011) ။ ၏အရေးကြီးမျိုးရိုးဗီဇကယ်ဆယ်ရေး hcrt မျိုးဗီဇစကားရပ်လျူ et al (ကြွက်တွေမှာ narcolepsy လက္ခဏာတွေများလျော့ကျ။ , 2011; Blanco-Centurion et al ။ , 2013).

Sakurai အတွက် Intracerebroventricular hcrt peptides သို့မဟုတ် hcrt agonists ၏ (icv) ပြုတ်ရည်နိုးကုန်ကာလ၌တစ်ဦးတိုးနှင့် SWS အတွက်ကျဆင်းခြင်းနှင့် REM အိပ်ခြင်းဖြစ်စေသည် [ပြန်လည်သုံးသပ် (2007)] ။ အဆိုပါ LC အတွက် peptide ၏ Stereotactic ဆေးထိုး, LDT, Basal forebrain ဒါမှမဟုတ်နှစ်ဦးနှစ်ဖက် hypothalamus မကြာခဏ SWS နှင့်နေ REM sleep (Hagan et al အတွက်သိသိသာသာလျှော့ချရေးနှင့်ဆက်စပ်နိုးနိုးကွားကွားနှင့် locomotor လှုပ်ရှားမှုတိုးတက်လာခဲ့သည်။ , 1999) ။ ပိုများသောမကြာသေးမီကသာ hcrt အာရုံခံအတွက်ရွေးချယ်ဂါဘမြို့သား-B ကအဲဒီ receptor မျိုးရိုးဗီဇကိုပယ်ဖျက်သုံးပြီး hcrt အာရုံခံ၏မျိုးဗီဇ dis-တားစီးအလင်းကိုမှောင်မိုက်ကာလကိုနှစ်ဦးစလုံးစဉ်အတွင်းအိပ်ပျော်ခြင်း / နိုးထပြည်နယ်ပြင်းထန်အကွဲကွဲအပြားပြားသွေးဆောင်စုစုပေါင်းအိပ်ပျော်ခြင်း / ပါတီအား Duration သို့မဟုတ်အရိပ်လက္ခဏာတစ်ခုမူမမှန်ခြင်းမရှိဘဲ cataplexy ၏ (Matsuki et al ။ , 2009) ။ စုပေါင်းဤအချက်အလက်များကို hcrt peptides အိပ်ပျော်ခြင်းအကြားနယ်နိမိတ်သတ်မှတ်ဖို့အရေးကြီးတယ်ဖြစ်ကြပြီး narcolepsy ၏တိရိစ္ဆာန်မော်ဒယ်များအတွက်အိပ်စက်ခြင်းနှင့်ပါတီအားပြည်နယ်၏အကွဲကွဲအပြားပြားအားဖြင့်ပြထားတဲ့အတိုင်းပြည်နယ်များနိုးကြောင်းအကြံပြုအပ်ပါသည်။

Hcrt peptides ၏ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာလုပ်ဆောင်မှုသည်သင့်လျော်သောနှိုးဆွမှုနှင့်အိပ်စက်ခြင်းကိုထိန်းသိမ်းရန်လိုအပ်သည်ဟုကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်မှတ်တမ်းတင်ထားသော်လည်း hcrt receptors နှစ်ခုဖြစ်သော OX1R သို့မဟုတ် OX2R သည် hcrt ၏နိုးကြားမှုအပေါ်အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့်အိပ်ရေးတည်ငြိမ်မှုအတွက်ဇီဝဗေဒအရတာဝန်ရှိသည် နှင့်ကြွက်သားလေသံထိန်းချုပ်မှု။ OX1R mRNA အများအပြားဟာဦးနှောက်ဧရိယာများတွင်ထုတ်ဖော်ပြောဆိုသည်အထူးသဖြင့်အတွင်း LC, raphe အရေးပါ, LDT စဉ် OX2R mRNA (ထို tuberomammillary နျူကလိယမှာ) တစ်ဦးဖြည့်စွတ်နှောက် cortex အတွက်စကားရပ်၏ပုံစံ, raphe အရေးပါအဖြစ် dorsomedial နှင့် posterior hypothalamus (Trivedi et al ပြသထားတယ်။ , 1998; Marcus et al ။ , 2001; Mieda et al ။ , 2011) ။ ထို့ကွောငျ့နိုးနိုးကွားကွားနှင့် NREM အိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထများ၏ထိန်းချုပ်မှု OX2R (Mochizuki et al အပေါ်ပြင်းထန်စွာမူတည်ကြောင်း။ , အဆိုပြုပြီးပါပြီ 2011) OX1R နှင့် OX2R (Mieda et al နှစ်ဦးစလုံးမှတဆင့်ပြ၏အရှုံးထဲကနေ narcolepsy-cataplexy) ရလဒ်များကိုမှထူးခြားသောနေ REM sleep (များ၏ dysregulation နေစဉ်။ , 2011) ။ သို့သော် narcolepsy ၏စည်းမျဉ်းမှာသူတို့ရဲ့သက်ရောက်မှုတွေ, အထူးသဖြင့် cataplexy နှင့်အိပ်စက်ခြင်းတိုက်ခိုက်မှုအတွက်ရှင်းရှင်းလင်းလင်းရှိနေဆဲဖြစ်ပါသည်။ heritable narcolepsy နှင့်အတူခွေးအတွက်တရားမဝင်သော mutation ကိုထမ်း OX2R မျိုးဗီဇ (လင်း et al ။ , 1999) နှင့်သက်ဆိုင်ရာ mouse ကိုမော်ဒယ်, အ OX2R KO ကြွက်, ခွေး (ဝီလီ et al ထက်လျော့နည်းပြင်းထန်သောရောဂါလက္ခဏာများကိုပြသ။ , 2003) ။ OX1R arousal ၏စည်းမျဉ်း (Mieda et al မှပါဝင်ပေမယ့်။ , 2011), narcolepsy ၏ရောဂါလက္ခဏာမှ၎င်း၏အလှူငွေထပ်မံစရိုက်လက္ခဏာတွေဖြစ်နေဆဲဖြစ်သည်။

အရေးကြီးတာကအခြား arousal စနစ်များအတွက်လှုပ်ရှားမှု cataplexy စဉ်အတွင်းအပြင်းအထန်ထင်သည်တုန်လှုပ်မှုတည်းဖြစ်ပါတယ်။ LC အာရုံခံ Gulyani et al (ဥတုငြိမ်း။ , 1999) နှင့် serotoninergic အာရုံခံသိသိသာသာသူတို့ရဲ့လှုပ်ရှားမှု (ဝူ, လျော့နည်းကျဆင်း 2004), အ amygdala တည်ရှိသောဆဲလ် (Gulyani et al နေစဉ်။ , 2002) နှင့် TMN (ယောဟန် et al ပစ်ခတ်တစ်ခုတိုးလာအဆင့်ကိုပြသခဲ့သည်။ , 2004) ။ ဤသည်အသင်းအဖွဲ့ OX1R (LC, raphe) နှင့်နှစ်ဦးစလုံး OX2R (TMN, raphe) သင့်လျော်သောကြွက်သားသေံများ၏ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုအတွက်ပါဝင်ပတ်သက်ဖြစ်ကြောင်းအကြံပြုထားသည်။ မကြာမီကလေ့လာမှုများကိုလည်း Kalogiannis et al (narcoleptic ကြွက်တွေမှာ cataplexy ထွက်လာပါတယ်အတွက်ပြောင်းလဲ cholinergic စနစ်များ၏အခန်းကဏ္ဍကိုမီးမောင်းထိုးပြ။ , 2011, 2010) ။ ထို့ကြောင့်, အရေးပါသော, မဖြေရှင်းနိုင်ရည်မှန်းချက်အယ်လ်က de Lecea et (hcrt အာရုံခံ၏အလုပ်လုပ်တဲ့ဝါယာကြိုးဖော်ထုတ်ရန်အဖြစ် hcrt ဆိပ်ကမ်းကနေ Synaptic လွှတ်ပေးရန်၏ဒိုင်းနမစ်တိကျစွာအဆိုပါမြစ်အောက်ပိုင်းစီမံကိန်း delineate ရန်ဖြစ်ပါသည်။ , 2012) ထိုထိန်းချုပ်မှု arousal, အိပ်ပျော်ခြင်းပြည်နယ်များ, ကြွက်သားသေံနှင့်ရည်မှန်းချက်-oriented အပြုအမူတွေ။

အဆိုပါ locus coeruleus, norepinephrine နှင့် arousal

အဆိုပါ LC အဆိုပါ 4 ကပ်လျက်ပင်ဖြစ်သည်^th အဆိုပါ brainstem အတွက် ventricle နှင့် monoamine norepinephrine (NE) synthetize ကြောင်းအာရုံခံပါရှိသည်။ အခြားဆဲလ်လူ ဦး ရေ (၄) ခုသည် NE (A1, A2, A5 နှင့် A7 ဆဲလ်အုပ်စုများ) ကိုလည်းထုတ်လုပ်သော်လည်း LC သည် ဦး နှောက်၏စုစုပေါင်း NE ၏ ၅၀% ကိုထုတ်လုပ်ပေးပြီး cortex ၏တစ်ခုတည်းသောအရင်းအမြစ်ဖြစ်သည်။ ဦး နှောက်တစ်လျှောက်လုံးတွင်အလုပ်လုပ်သော NE receptors များစွာရှိပြီးα50နှင့်β receptors များသောအားဖြင့် excitatory postsynaptic potentials နှင့်α1 receptors များသောအားဖြင့် inhibitory postsynaptic အလားအလာများကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ α2 receptors များကို LC အာရုံခံများ (Berridge and Waterhouse) တွင်သိပ်သည်းစွာတွေ့ရှိရသည်။ 2003) သူတို့ကိုယ်သူတို့နှင့်အခ်ါလှုပ်ရှားမှုနှိမ်နင်းရန် inhibitory autoreceptors အဖြစ်ဝတ်ပြုကြလော့။

နိုးပြုမူနေတိရိစ္ဆာန်များအတွက်အသံသွင်း, SWS အိပ်နေစဉ်မီးလျော့နည်း, LC အာရုံခံနိုးပြည်နယ်များစဉ်အတွင်း 1-3 Hz မှာလုပ်သူများပစ်ခတ်ကြောင်းပြခြင်းနှင့်နေ REM sleep (Aston-ဂျုံးစ်နှင့် Bloom စဉ်အတွင်းနီးပါးတိတ်ဆိတ်နေကြသည် 1981; ဂျုံးစ်, 2003; Saper et al ။ , 2010) ။ အဆိုပါ LC လည်းနိုးထကြာချိန်ကိုတိုးမြှင့်စေခြင်းငှါအဓိကလှုံ့ဆော်မှုများ၏တင်ပြချက်စဉ်အတွင်း 8-10 Hz ၏တိုတောင်းပြီးတော့ Activision နေတာအတွက် phasically မီး။ hcrt အာရုံခံလိုပဲ, ဥတုမှုနှုန်းမြားတှငျပွောငျးလဲ, အိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုအတွက်အပြောင်းအလဲများကို (Aston-ဂျုံးစ်နှင့် Bloom အရင်အဦးနေရာ 1981) ဤဆဲလ်နိုးနိုးကွားကွားသို့မဟုတ်အာရုံစိုက်မှုမှအသွင်ကူးပြောင်းမှုများအတွက်အရေးကြီးသောဖြစ်ကြောင်းအကြံပြု။

စိတ်ဝင်စားစရာက, LC ၏ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာကိုတွေ့ရှိရပါသည် cortical EEG သို့မဟုတ် arousal ၏အမူအကျင့်ညွှန်းကိန်းများတွင်တသမတ်တည်းအပြောင်းအလဲများကို (Lidbrink, ထုတ်ယူကြဘူး 1974; Blanco-Centurion et al ။ , 2007) ။ dopamine beta ကို-hydroxylase ၏မျိုးဗီဇ ablation, NE ပေါင်းစပ်မှုအတွက်လိုအပ်သောအနေနဲ့အင်ဇိုင်းလည်း Hunsley et al (အိပ်ပျော်ခြင်း-ပါတီအားပြည်နယ်များနှောင့်အယှက်မပေးပါဘူး။ , 2006) ။ ဤသည်အသီးသီး cortical လှုပ်ရှားမှုနဲ့အစားထိုးဖွံ့ဖြိုးရေးယန္တရားများထောက်ပံ့ခြင်း, LC ဖွဲ့စည်းပုံမှာမှပြင်ပ, မလိုအပ်တဲ့အာရုံကြော circuitry ၏ရှေ့မှောက်တွင်အကြံပြုထားသည်။ သို့သော်α1နှင့်β noradrenergic receptors (Berridge နှင့် Espana ၏ pharmacological ရန်၏အလယ်ပိုင်းထိုး 2000) သို့မဟုတ် inhibitory α2 autoreceptors (De Sarro et al ၏ agonists ။ , 1987) သိသိသာသာသက်သာစေသောဆေးသက်ရောက်မှုရှိသည်။ တိုက်ရိုက် ventricles သို့မဟုတ် forebrain သို့ NE ဗဟိုအုပ်ချုပ်မှုနိုးနိုးကွားကွား (Segal နဲ့ကထပ်လောင်းအားပေးအားမြှောက်, 1970; တုန်ခါမှုတွေနှင့် Geyer, 1982) ။ တစ်ဦး cholinergic agonist ၏ဒေသခံ microinjections သုံးပြီး LC အတွက်အာရုံခံ၏ stimulation (bethanechol) halothane-anesthetized ကြွက် (Berridge နှင့်ခြေလျင်အတွက် forebrain EEG ၏လျင်မြန်သော activation ထုတ်လုပ် 1991) ။ မကြာသေးမီကသည် LC-NE စနစ်ကအိပ်ပျော်ခြင်းပြည်နယ်များ (Constantinople နှင့်ဘရူနို, နှိုင်းယှဉ်နိုးအတွက် cortical အာရုံခံ၏တိုးမြှင့အမြှေးပါးအလားအလာထိန်းသိမ်းခြင်းတို့အတွက်အရေးပါဖြစ်ပြခဲ့ပါတယ် 2011) ။ အတူတူခေါ်ဆောင်သွားဤလေ့လာမှု LC-NE system ကို cortical လှုပ်ရှားမှု desynchronizes နှင့် arousal တိုးမြှင့်ဖို့ cortical အမြှေးပါးအလားအလာတိုးပွါးကြောင်းဆိုလို။

arousal ၏ hcrt နှင့် LC-NE ထိန်းချုပ်မှု Optogenetic ခှဲစိတျ

hcrt နှင့် LC-NE အာရုံခံများ၏လှုပ်ရှားမှုအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုနှင့်အတူဆက်နွယ်နေပါသည်သို့သော်သူကရွေးချယ်တဲ့ယာယီအိပ်သက်ဆိုင်ရာ resolution ကိုသို့မဟုတ်နိုးနိုးကွားကွားဖြစ်စဉ်များနှင့်အတူသီးခြား hcrt နှင့် LC-NE လူဦးရေလှုံ့ဆော်သို့မဟုတ်တားစီးရန်ခက်ခဲခဲ့များနှင့်အောင်မြင်ရန် ပတျဝနျးကငျြဆဲလ်သို့မဟုတ်အမျှင်-of ကျမ်းပိုဒ်ထိခိုက်ခြင်းမရှိဘဲသူတို့အားဆဲလ်စုံစမ်း Spatial ကိုရွေးချယ်ပါ။ ပိုကောင်းနိုးနိုးကွားကွား၏အာရုံကြောဆားကစ်၏ယာယီဒိုင်းနမစ်ကိုနားလည်သဘောပေါက်ရန်အားထုတ်မှုအဖြစ်ကျနော်တို့မကြာသေးမီက Adamantidis et al (optogenetics reversibly နှင့်ရွေးချယ်လွတ်လပ်စွာ-ရွေ့လျားတိရိစ္ဆာန်များအတွက် hcrt နှင့် LC အာရုံခံ၏လုပ်ဆောင်မှုကို manipulate ဖို့လျှောက်လွှာတင်ခဲ့တယ်။ , 2007; Carter က et al ။ , 2009, 2010, 2012) ။ Optogenetics ရွေးချယ်တိကျတဲ့လှိုင်းအလျား (Boyden et al မှာအလင်းတောက်အတူအသီးသီးဗီဇ-ပစ်မှတ်ထားဆဲလ်တွေကိုသက်ဝင်သို့မဟုတ်ငြိမ်ဝပ်စွာနေနိုင်ရန် actuator opsin မော်လီကျူးများ (ဥပမာ, channelrhodopsin-2 (ChR2) သို့မဟုတ် halorhodopsin-NpHR) ကိုအသုံးပြုပါတယ်။ , 2005) ။ optogenetic နည်းပညာအကြောင်းကိုနောက်ထပ်သတင်းအချက်အလက်များစွာသောအခြားအစွမ်းထက်တဲ့သုံးသပ်ချက်များ (Zhang က et al တွင်တွေ့နိုင်ပါသည်။ , 2006; Miesenbock, 2009; Scanziani နှင့်Häusser, 2009; Yizhar et al ။ , 2011; Deisseroth, 2012).

hcrt သို့မဟုတ် LC အာရုံခံဤ actuators ကယ်လွှတ်ခြင်းငှါ, ငါတို့ဆဲလ်-type အမျိုးအစားသတ်သတ်မှတ်မှတ်ဖြစ်မြောက်ရေး (Adamantidis et al ၏ထိန်းချုပ်မှုအောက်မှာအသီးသီး lentiviral နှင့် cre-မှီခို adeno-ဆက်စပ်ဗိုင်းရပ်စ် (AAV) မျိုးဗီဇပေးပို့ရေးကိရိယာများကိုအသုံးပြုခဲ့ပါတယ်။ , 2007) ။ အဆိုပါ hcrt သို့မဟုတ် LC လယ်အလင်းကယ်လွှတ်ခြင်းငှါ, ငါတို့တခြားနေရာဖော်ပြထားသကဲ့သို့ optical အမျှင်နာတာရှည် Adamantidis et al (mouse ကိုဦးခေါင်းခွံပေါ်ကိုထညျ့သှငျးခဲ့ကြရသော။ , optical-အာရုံကြော interfaces ဒီဇိုင်းရေးဆွဲ 2005, 2007; Aravanis et al ။ , 2007; Zhang က et al ။ , 2010) ။ ဤနည်းဗျူဟာကိုသုံးပြီးကျနော်တို့နှစ်ဦးစလုံး hcrt အာရုံကြောလှုပ်ရှားမှုထိန်းချုပ်နိုင်ခဲ့ကြတယ် စသည်တို့အတွက် နှင့် Vivo အတွက် မီလီစက္ကန့-တိကျသောဖိုင်ဘာဆက်ကြောင်းဆွနှင့်အတူ (Adamantidis et al ။ , 2007) ။ ဆွ၏မြင့်ယာယီနှင့် Spatial တိကျစွာကျွန်တော်တို့ကို hypocretin အာရုံခံဆဲလျဥတုနှုန်းထားများ (1-30 Hz) (ဟက်စ et al ၏ဇီဝကမ္မအကွာအဝေးတူတဲ့ဖို့ခွင့်ပြုခဲ့ပါသည်။ , 2009) ။ အမှန်မှာကျနော်တို့ hcrt အာရုံခံ၏အမှန်တကယ်အကြိမ်ရေခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာအပေါ် parameters တွေကိုအပေါ်အခြေခံပြီးခဲ့ကြသည်သောငါတို့ optogenetic ဆွဘို့အလငျးကိုသွေးခုန်နှုန်းရထားကိုအသုံးပြု Vivo အတွက် (ဒီအောက်မှာဖော်ပြထားတဲ့ LC-NE အာရုံခံ၏ optogenetic ထိန်းချုပ်ရေးအတွက်လည်းမှန်သည်) ။ ကျနော်တို့ hcrt အာရုံခံတိုက်ရိုက်တစ်ဖက်သတ် optical ဆွ SWS သို့မဟုတ် REM sleep ကို (ပုံဖြစ်စေခြင်းမှနိုးနိုးကွားကွားမှအသွင်ကူးပြောင်းမှုများ၏ဖြစ်နိုင်ခြေတိုးလာကြောင်းတွေ့ရှိရ (Figure1A) .1A) ။ 5 Hz ရထားအဆိုပါဆိပ်ကမ်းကနေ hcrt သို့မဟုတ် dynorphin အပါအဝင်တစ်ဦးအကြိမ်ရေ-မှီခို Synaptic neurotransmitter ၏ဖြန့်ချိ (အချိုမှု) နှင့် neuromodulators, အကြံပြု, မသော်လည်းစိတ်ဝင်စားစရာမြင့်မားသောကြိမ်နှုန်း optical ဆွ (30-1 Hz အလင်းသွေးခုန်နှုန်းရထား) နိုးထစေရန်အောင်းနေချိန်လျှော့ချ။ ကျနော်တို့နောက်ထပ် hcrt peptides optogenetically-သွေးဆောင်အိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုအနည်းဆုံးတစ်စိတ်တစ်ဒေသအတွက်ဖျန်ဖြေကြောင်းအကြံပြု, hcrt အာရုံခံလှုံ့ဆော်၏သက်ရောက်မှုတစ် OX1R ရန်၏ဆေးထိုးခြင်းသို့မဟုတ် hcrt ဗီဇ၏မျိုးဗီဇကိုပယ်ဖျက်ပိတ်ဆို့နိုင်ပြသခဲ့သည်။ ဤရလဒ်သည် hcrt-ဖော်ပြအာရုံခံထံမှ hcrt လွှတ်ပေးရန်, ဤအာရုံခံ၏ပါတီအား-မြှင့်တင်ဂုဏ်သတ္တိများများအတွက်လိုအပ်သောကြောင်းပြသပါ။ အရေးကြီးတာကအဲဒီရလဒ်တွေကိုယခင်ဆက်စပ်လေ့လာမှုများနှင့်အတူတသမတ်တည်း hcrt အာရုံခံဆဲလျ activation နှင့်အိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုအကြားကြောင်းကျိုးဆက်စပ် link ကိုသရုပ်ပြပါ။ ဒါဟာနောက်ထပ် hcrt အာရုံခံ၏ optical တိတ်ဆိတ် SWS (Tsunematsu et al မြှင့်တင်ရန်ဆိုတဲ့အချက်ကိုကထောက်ခံခဲ့သည်။ , 2011).

 

ပုံ 1

ဦးနှောက်၏ arousal ဆားကစ်၏ Optogenetic ခှဲစိတျ။ (က) ChR2 နှင့်အတူ hcrt အာရုံခံ၏ stimulation 10 Hz မှာအိပ်စက်ခြင်း-to-ပါတီအားအောင်းနေချိန်တစ်ဦးကျဆင်းခြင်းကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်ပေမယ် Hz (Adamantidis et al ကနေဒေတာတွေကို 1 မဟုတ်။ , 2007). (ခ) ChR2 နှင့်အတူ LC အာရုံခံ၏ stimulation ချက်ချင်းဖြစ်ပေါ်စေသည် ...

ဤရလဒ်သည်မကြာသေးမီက Sasaki နှင့်ပူးပေါင်းကအတည်ပြု (Sasaki et al ခံခဲ့ရသည်။ , 2011), hcrt အာရုံကြောလှုပ်ရှားမှုကိုသက်ဝင်ခြင်းနှင့်ဖိနှိပ်ရန်) သီးသန့်ဒီဇိုင်နာမူးယစ်ဆေးဝါး (DREADDs အားဖြင့် activated ဒီဇိုင်နာ receptor လို့ခေါ်တဲ့ pharmacogenetic ချဉ်းကပ်နည်းကိုအသုံးပြုတဲ့သူ။ DREADD နည်းပညာနာရီပေါင်းများစွာ (ဒေါင် et al ၏ယာယီ resolution နဲ့အာရုံကြောလှုပ်ရှားမှု bimodal မော်ဂျူခွင့်ပြုပါတယ်။ , 2010) ။ သူတို့ဟာ hcrt လှုပ်ရှားမှုဖိနှိပ်မှု SWS ရာထူးတိုးစဉ် hcrt အာရုံကြောလှုပ်ရှားမှု activation နိုးနိုးကွားကွားတိုးပွားလာကြောင်းတွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။

တစ်စက္ကန့်လေ့လာမှု (Carter က et al အတွက်။ , 2009), ကျနော်တို့ hcrt-mediated အိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုအိပ်ရေးပျက်ကြောင့်ဖြစ်ရတဲ့တိုးမြှင့်အိပ်စက်ခြင်းဖိအား () တို့ကပိတ်ဆို့ထားပါသည်ကတည်းကအိပ်ပျော်ခြင်း-ပါတီအားအသွင်ကူးပြောင်းမှု၏ hcrt ထိန်းချုပ်မှုအိပ်ပျော်ခြင်း homeostasis ဖြစ်စဉ်များ၏မှီခိုအောက်မှာကြောင်းသရုပ်ပြခဲ့သည်။ သို့သော် hcrt ၏ optogenetic စိတ်ကြွဆေး၏အကျိုးသက်ရောက်သည့် histaminergic စနစ် hcrt ၏အကျိုးသက်ရောက်မှုများအတွက်တာဝန်ရှိကြောင်းကိုအခြားပစ်မှတ်အကြံပြုခြင်း histamine decarboxylase နောက်ကောက်ကြွက် (histamine synthesize နိုင်ခြင်းဖြစ်ကြောင်းကြွက်) တွင်ဆက်လက်ဖြစ်ပေါ်နေပါသည်။ နောက်ဆုံးအနေနဲ့ကျနော်တို့ထိုကဲ့သို့သော LC အာရုံခံအဖြစ်မြစ်အောက်ပိုင်း arousal စင်တာများ hcrt optogenetic ဆွတုန့်ပြန် (ဂ-Fos စကားရပ်ဖြင့်တိုင်းတာကဲ့သို့) သူတို့ရဲ့လှုပ်ရှားမှုတိုးလာနှစ်ဦးစလုံးကြောင့်ပြသခဲ့သည်။ ယခင်အလုပ် LC NE အာရုံခံ (Bourgin et al အပေါ် hcrt တစ်ခု excitatory သက်ရောက်ပုံများအားပြသခဲ့သည်လို့ပဲ။ , 2000), ကျနော်တို့က hcrt-LC connection ကိုစုံစမ်းစစ်ဆေးခြင်းနှင့် optogenetic ကိုင်တွယ်အသစ်တစ်ခုပစ်မှတ်အဖြစ် noradrenergic LC ပေါ်မှာငါတို့စမ်းသပ်စုံစမ်းစစ်ဆေးမှုတွေအာရုံစူးစိုက်။

တတိယလေ့လာမှု (Carter က et al အတွက်။ , 2010), ကျနော်တို့ဗီဇခေါက်-in ကိုရွေးချယ် tyrosine hydroxylase အတွက် (TH) အာရုံခံ (Atasoy et al Cre ဖော်ပြကြွက်သို့ Cre recombinase-မှီခို adeno-ဆက်စပ်ဗိုင်းရပ် (rAAV) ၏ stereotaxic ဆေးထိုးခြင်းဖြင့် LC-NE အာရုံခံပစ်မှတ်ထား။ , 2008; Tsai et al ။ , 2009) ။ ကျနော်တို့နှစ်ဦးစလုံးအသီးသီး, LC-NE အာရုံခံ NpHR နှင့် ChR2 နှစ်ဦးစလုံးအလုပ်လုပ်တဲ့ကြောင်းတွေ့ရှိခဲ့ရသည်နှင့်တားစီးနှင့်ကိုသက်ဝင်နိုင် စသည်တို့အတွက် နှင့် Vivo အတွက် (ပုံ (Figure1B) .1B) ။ ကျနော်တို့ SWS နှင့် REM sleep ကိုနှစ်ဦးစလုံးထံမှအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုကိုချက်ချင်း (1 ့ထက်နည်း) ဖြစ်ပေါ်စေ LC-NE အာရုံခံ၏ optogenetic အနိမ့်ကြိမ်နှုန်း (10-5 Hz) ဆွတွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ နိုးနိုးကွားကွားစဉ်အတွင်း LC အာရုံခံ၏ stimulation locomotor လှုပ်ရှားမှုတိုးလာနှင့်စုစုပေါင်းအချိန်ခိုင်ခံ့သော arousal အကျိုးသက်ရောက်မှုအတည်ပြု, နိုးနေခဲ့ရသည်။ ဆနျ့ကငျြ, LC-NE အာရုံခံ၏ NpHR-mediated တိတ်ဆိတ်ပါတီအားဖြစ်စဉ်များများ၏ကြာချိန်လျော့နည်းသွားပေမယ့်တိရိစ္ဆာန်များအိပ်ပျော်သောအခါအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုပိတ်ဆို့ခဲ့ပါဘူး။ အတူတူယူ, ဒီလေ့လာမှု (NpHR စမ်းသပ်မှု) LC-NE အာရုံခံ၏ activation နိုးနိုးကွားကွား၏ပုံမှန် Duration ထိန်းသိမ်းခြင်းတို့အတွက်လိုအပ်သောကြောင်းပြပြီး, ချက်ချင်းအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုသွေးဆောင်ဖို့လုံလောက်, နိုးနိုးကွားကွားကြံ့ကြံ့ခိုင်ရပ်တည်နှင့် locomotor arousal တိုးတက်လာခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့်ကျွန်ုပ်တို့သည် LC-NE အာရုံခံအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုနှင့်အထွေထွေ arousal မြှင့်တင်ရန်အစာရှောင် tuning system အဖြစ်ပြုမူကြောင်းအဆိုပြုထား။ စိတ်ဝင်စားစရာကျနော်တို့ LC-NE အာရုံခံ၏စဉ်ဆက်မပြတ် optical activation locomotor ဖမ်းဆီး (Carter က et al induces ကြောင်းတွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ , 2010) ။ ထိုသို့သောအပြုအမူဖမ်းဆီးမှုများ cataplexy, catatonia သို့မဟုတ်တိရိစ္ဆာန်မော်ဒယ်များနှင့်လူ့လူနာ (Scammell et al အတွက်နှစ်ဦးစလုံးအေးခဲနေသောအမူအကျင့်နှင့်အတူဘုံလက္ခဏာတွေ share ။ , 2009) ။ ဖြစ်နိုင်ပါ့မလားယန္တရားများ LC-NE synapses ဆိပ်ကမ်းသို့မဟုတ်သွက်ချာပါဒမှဦးဆောင်လမ်းပြမယ်လို့ brainstem မော်တာအရေးပါ၏ LC-NE overexcitation ထံမှ NE လျော့ကျပါဝင်လိမ့်မည်။ နောက်ထပ်လေ့လာမှုအခြေခံယန္တရားပျက်ပြယ်ဖို့လိုအပ်ပါသည်။

ကျွန်တော်တို့ရဲ့လတ်တလောလေ့လာမှု (Carter က et al အတွက်။ , 2012), ကျနော်တို့ LC လှုပ်ရှားမှုအိပ်စက်ခြင်း -to- နိုးအသွင်ကူးပြောင်းမှုအပေါ် hcrt neuron ရဲ့သက်ရောက်မှုသောအယူအဆစမ်းသပ်စစ်ဆေးပါတယ်။ hcrt နှင့် LC အာရုံကြောလူ ဦး ရေသည်ကွဲပြားခြားနားသော ဦး နှောက်ဒေသများတွင်တည်ရှိသောကြောင့်၎င်းသည်တိရစ္ဆာန်တစ်မျိုးတည်းတွင်တစ်ပြိုင်နက်တည်းအဆောက်အအုံများကို ၀ င်ရောက်နိုင်ရန်ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအရဖြစ်နိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်ကျွန်ုပ်တို့သည် SWS အိပ်ပျော်စဉ်တွင် noradrenergic LC အာရုံခံများကိုဟန့်တားနှိမ်နင်းနေစဉ် hcrt အာရုံခံများကိုလှုံ့ဆော်ရန် optogenetic နည်းလမ်းနှစ်မျိုးကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ ကျနော်တို့ hcrt ဆွနေစဉ်အတွင်း LC neuron တိတ်ဆိတ် hcrt-mediated အိပ်စက်ခြင်း -to- နိုးအသွင်ကူးပြောင်းမှုကိုပိတ်ဆို့ကြောင်းတွေ့ရှိခဲ့ (Figure1C) .1C) ။ ဆနျ့ကငျြကျနော်တို့ခြေလှမ်း-function ကို opsin ကတဆင့် LC အာရုံခံ၏စိတ်လှုပ်ရှားဖွယ်တိုးပွားလာ (SFO) activation-ထားတဲ့ပစ်မှတ်ဆဲလ် (Berndt et al ၏တိုးကြောင်းတွေ့ရှိခဲ့ပါတယ်။ , 2009သူ့ဟာသူအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုကိုတိုးမြှင့်မထားဘူးတဲ့ LC ဆွ protocol ကိုသုံးပြီး) -during hcrt ဆွ () တိုးမြှင့် hcrt-mediated အိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှု (ပုံ (Figure1D) .1D) ။ အတူတူယူကျွန်တော်တို့ရဲ့ရလဒ်များ LC ကတော့မလှုပ်မရှားကာလအတွင်း hcrt-mediated SWS-to-ပါတီအားအသွင်ကူးပြောင်းမှုများအတွက်လိုအပ်သောနှင့်လုံလောက်သောမြစ်အောက်ပိုင်း effector အဖြစ်တာဝန်ထမ်းဆောင်ဖော်ပြသည်။

hcrt နှင့် LC-NE system ကိုဒိုင်းနမစ်

ကျွန်တော်တို့ရဲ့စမ်းသပ်လေ့လာမှုများကိုဖြတ်ပြီးကျနော်တို့ optogenetic hcrt ၏ခြယ်လှယ်ခြင်းနှင့် LC-NE အာရုံခံအိပ်ပျော်ခြင်းမှအယ်လ် Adamantidis et (သိသိသာသာကွဲပြားခြားနားသောယာယီဒိုင်းနမစ်နှင့်အတူအသွင်ကူးပြောင်းမှုနိုးထိခိုက်စေသည်ဟုလေ့လာသည်။ , 2007; Carter က et al ။ , 2009, 2010, 2012) ။ LC အာရုံခံ၏ဆွ 10 ့ထက်လျော့နည်းအတွက်အိပ်စက်ခြင်း-to-ပါတီအားအသွင်ကူးပြောင်းမှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်စဉ် hcrt အာရုံခံ၏ acute optical activation, 30-5 ့နေတဲ့အချိန်ကာလအတွင်းအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။ တဦးတည်းရှင်းပြချက်ဟာ LC-NE system ကို arousal, စိတ်ဖိစီးမှုနှင့်အာရုံစူးစိုက်မှုအဘို့အမူလတန်း effector အဖြစ်ပြုမူနေချိန်တွင် hcrt အာရုံခံ hypothalamic-related လုပ်ဆောင်ချက်များကိုစဉ်အတွင်း arousal ၏အထက်ရှိပေါင်းစပ်အဖြစ်ပြုမူစေခြင်းငှါဖြစ်ပါသည်။ သို့သော်အာရုံခံ effector စနစ်များဖွယ်ရှိမလိုအပ်တဲ့နှင့်သွင်းအားစုများကွဲပြားအစုံအားဖြင့် activated ဖြစ်ကြသည်။ ထို့ကွောငျ့ကြှနျုပျတို့သ, ထိုကဲ့သို့သောဗဟို histaminergic နှင့် cholinergic စနစ်များကဲ့သို့သောအခြား arousal စနစ်များ, ပိတ်ဆို့ခြင်းမှာလည်းပြင်းထန်စွာနဲ့အခြားစမ်းသပ်အခြေအနေများအတွက် hcrt-သွေးဆောင်အပြုအမူပြည်နယ်အသွင်ကူးပြောင်းမှုကိုထိခိုက်လိမ့်မည်ဟုထွက်အုပျစိုးနိုငျပါဘူး။

ဤအရေတိုရေရှည်အကျိုးသက်ရောက်မှုများအပြင်က hcrt အာရုံခံ၏ ~ 1-4 ဇ၏ (ဆိုလိုသည်မှာ, Semi-နာတာရှည်) photostimulation စမ်းသပ်ချက်ရေရှည်သော်လည်း, နိုးနိုးကွားကွား၏စုစုပေါင်းကြာချိန်ပြောင်းလဲနေတဲ့မရှိဘဲအိပ်ပျော်ခြင်းမှနိုးထအသွင်ကူးပြောင်းမှုတိုးလာကြံ့ကြံ့ခိုင်ရပ်တည်ကြောင်းကိုလည်းစိတ်ဝင်စားဖွယ်ဖြစ်ပါသည် LC-NE အာရုံခံ၏ photostimulation သိသိသာသာနိုးနိုးကွားကွားကြာချိန်တိုးတက်လာခဲ့သည်။ ဤရလဒ်သည် LC-NE အာရုံခံမဟုတ်ဘဲ cortical အမြှေးပါးအလားအလာတိုးမြှင့်ခြင်းနှင့် cortical EEG desynchronizing နေဖြင့်ပါတီအားကြာချိန်ကိုထိန်းချုပ်စေခြင်းငှါနေစဉ် hcrt စနစ်ကအိပ်ပျော်ခြင်း-ပါတီအားနယ်နိမိတ်ထိန်းညှိခြင်းအလိုငှါအကြံပြုအပ်ပါသည်။

hcrt အာရုံခံ၏ hypothalamic မူပြောင်းခြင်းသည်ဤဆဲလ်လိင်ပိုင်းဆိုင်ရာအပြုအမူ, အစားအစာ forage, စိတ်ဖိစီးမှုတုံ့ပြန်မှုများနှင့်လှုံ့ဆျောမှုအပါအဝင် homeostatic ဖြစ်စဉ်များအတွင်းထင်ရှားတဲ့ arousal အခန်းကဏ္ဍ, ရှိသည်ဆိုလို။ နိုးနိုးကွားကွားသူတို့ရဲ့ထိန်းချုပ်မှုအပြင် arousal စနစ်များလည်းစသည်တို့ကိုဆုလာဘ်-ရှာကြံအပြုအမူ, လိင်ပိုင်းဆိုင်ရာလှုပ်ရှားမှု, လေယာဉ်-သို့မဟုတ်ရန်ပွဲတုံ့ပြန်မှုအတွက်ပါဝင်ဆောင်ရွက်ဒီ redundancy များအတွက်လိုအပ်သောနိုးနိုးကွားကွားနှင့် arousal-related အပြုအမူတွေကိုထောက်ပံ့ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်နှင့်ပိုမိုစုံလင်ဦးနှောက်ယန္တရားများကိုဖြတ်ပြီး arousal function ကိုစုစည်းခဲ့ကြပေမည် ရှင်သန်မှု။ ဥပမာ, LC-NE စနစ်၏ activation arousal နှင့်အကြောင်းမရှိစိုးရိမ်စိတ်ကဲ့သို့သောအပြုအမူ (Itoi နှင့် Sugimoto, တိုးပွါး 2010) ။ ဆနျ့ကငျြဘ၌, neuropeptide S ကို (NPS) စနစ်, LC မှ ventral တစ်ကန့်သတ်အာရုံခံလူဦးရေအားဖြင့်ထုတ်လုပ်တစ်ဦး peptide လည်း arousal တိုးပွါးပေမယ့် လျှောက်လျော့နည်း စိုးရိမ်ပူပန် (Pape et al ။ , 2010) ။ ထို့ကြောင့်ထိုကဲ့သို့သောကွဲပြားခြားနားမူအကျင့်လုပ်ဆောင်ချက်များကိုပံ့ပိုးပေးရန်, arousal ဆားကစ်ဖြစ်နိုင်သည်ကသူတို့ afferent နှင့် efferent ဆက်သွယ်မှုတစ်ခုရွေးချယ် compartmentalization မှတဆင့်အခြားသူများနှင့်အတူက transmitter / modulator တွေကိုပြန်လွှတ်ပေးဖို့စွမ်းရည်နှင့်ဆိုနိုင်ပါတယ်လှုပ်ရှားမှုဆားကစ် arousal, သတ်မှတ်ချက်တစ်ခုမြင့်မားတဲ့အဆင့်ကိုရောက်ရှိနေပြီကြရပေမည်။

ရှုထောင့်

လွန်ခဲ့သောငါးနှစ်က optogenetics၊ မျိုးရိုးဗီဇအင်ဂျင်နီယာမောက်စ်မော်ဒယ်များနှင့်အိပ်စက်ခြင်းကို EEG / EMG ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းသည်ထူးခြား။ အစွမ်းထက်သောကိရိယာများကိုလှုံဆော်ရန် hcrt နှင့် LC စနစ်များကိုပိုမိုနားလည်စေရန်ကူညီခဲ့သည်။ အိပ်စက်ခြင်းနှင့်နိုးနိုးကြားကြားရှိခြင်းကိုထိန်းညှိပေးသည့်အခြားအာရုံခံဆဲလ်များ။ ဦး နှောက်တွင်းရှိအခြားအာရုံခံဆဲလ်များကို optogenetic စုံစမ်းမှုများကိုပစ်မှတ်ထားခြင်းသည်အိပ်စက်ခြင်း / နိုးခြင်းနယ်နိမိတ်အတွင်းရှိသူတို့၏တစ် ဦး ချင်းနှင့်စုပေါင်းအခန်းကဏ္ determine များကိုဆုံးဖြတ်လိမ့်မည်။ ထို့အပြင်ဤကိရိယာများသည်ခန္ဓာဗေဒဆိုင်ရာပရိုဂျက်များ၊ အာရုံကြောဆဲလ်များပို့လွှတ်မှုနှင့်ထုတ်လွှင့်မှုထုတ်လွှတ်မှု၏ဒိုင်းနမစ်အပေါ် အခြေခံ၍ နိုးကြားမှုအခြေအနေများကိုအခြေခံသည့် ဦး နှောက်ယန္တရားကိုဆုံးဖြတ်ရန်ကျွန်ုပ်တို့အားခွင့်ပြုလိမ့်မည်။ မြင့်မားသောယာယီတိကျမှု (<1 s) များဖြင့်ဤ circuit များအား ပစ်မှတ်ထား၍ ရွေးချယ်ခြင်းဖြင့်ထိန်းချုပ်နိုင်စွမ်းသည်အစားအစာစားခြင်း၊ စွဲခြင်း၊ စိတ်ဖိစီးမှု၊ အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့်လိင်စိတ်နှိုးဆွခြင်းစသည့်အပြုအမူအမျိုးမျိုးတွင်သူတို့၏အခန်းကဏ္investigကိုစုံစမ်းရန်ဖြစ်နိုင်သည်။ နောက်ဆုံးတွင်ဤလေ့လာမှုများသည်နာတာရှည်စိုးရိမ်စိတ်၊ စွဲစွဲလမ်းမှု၊ အာရုံစူးစိုက်မှုလိုငွေပြမှုနှင့်စိတ်ဓာတ်ကျခြင်းစသောစိတ်ရောဂါဆိုင်ရာရောဂါယန္တရားများကိုပျက်ပြားစေနိုင်သည်။

ကျေးဇူးတင်လွှာ

ကိုးကား