Coördinatie van Brain Wide Activity Dynamics door Dopaminergic Neurons (2016)

Neuropsychopharmacology. 2016 Aug 12. doi: 10.1038 / npp.2016.151.

Decot HK1,2, Namboodiri VM2,3, Gao W4,5, McHenry JA2, Jennings JH1,2, Lee SH5,6, Kantak PA2, Kao YC5,6, Das M5,6, Witten IB7, Deisseroth K8, Shih YY1,5,6,9, Stuber GD1,2,3.

Abstract

Verscheidene neuropsychiatrische aandoeningen, zoals verslaving en schizofrenie, kunnen gedeeltelijk ontstaan ​​door ontregelde activiteit van het ventrale tegmentale gebied dopaminerge (THVTA) neuronen, evenals van meer globale slecht aanpassing in functie van de neurocircuit.

Echter, of THVTA activiteit beïnvloedt grootschalige hersenbrede functie blijft onbekend. Hier hebben we selectief TH geactiveerdVTA neuronen in transgene ratten en gemeten resulterende veranderingen in volledige hersenactiviteit met behulp van stimulus-opgewekte functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI). Gebruikmakend van een standaard gegeneraliseerde lineaire model (GLM) analysebenadering, geven onze resultaten aan dat selectieve optogenetische stimulering van THVTA neuronen verbeterden cerebrale bloedvolume (CBV) signalen in striatale doelgebieden op een dopaminereceptorafhankelijke manier.

Uit de hele hersenen op basis van voxel gebaseerde hoofdcomponentenanalyse (PCA) van dezelfde dataset bleek echter dat dopaminerge modulatie verschillende aanvullende anatomisch verschillende regio's in de hersenen activeert, niet typisch geassocieerd met dopamine-afgiftegebeurtenissen. Verder expliciete koppeling van THVTA neuronale activering met een voorpootstimulus van een bepaalde frequentie breidde de sensorische representatie van die stimulus uit, niet uitsluitend binnen de somatosensorische cortices, maar in de hele hersenen.

Tdeze data suggereren dat modulatie van THVTA neuronen kunnen de hersendynamica beïnvloeden in vele gedistribueerde anatomisch onderscheiden regio's, zelfs diegenen die weinig tot geen directe TH ontvangenVTA invoer.

PMID:

27515791

DOI:

10.1038 / npp.2016.151