Învățarea și stresul formează modelele de răspuns la recompensă ale neuronilor serotoninici (2017)

J Neurosci. 2017 Aug 8. pii: 1181-17. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1181-17.2017.

Weixin Z1,2, Li Y2,3, Feng Q2,3, Luo M4,2,3.

Abstract

Abilitatea de a prezice recompensa promovează supraviețuirea animalelor. Atât neuronii dopaminergici din zona tegmentală ventrală (VTA), cât și neuronii serotoninei din nucleul rafului dorsal (DRN) participă la procesarea recompensă. Deși efectele învățării asupra neuronilor dopaminergici au fost caracterizate pe larg, rămâne în mare măsură necunoscut modul în care răspunsul neuronilor serotoninei evoluează în timpul învățării. Mai mult, în timp ce se știe că stresul influențează puternic comportamentul bazat pe recompensă, știm foarte puțin despre modul în care stresul modulează răspunsurile de recompensă neuronală. Prin monitorizarea Ca2+ semnalele pe parcursul întregului proces de condiționare Pavlovian, aici arată că învățarea diferențiată modelează modelele de răspuns ale neuronilor serotoninei și ale neuronilor dopaminici la șoareci de ambele sexe. Serul de neuroni serotonin dezvoltă treptat un răspuns lent la rampă-recompensă pentru a recompensa-prezicerea tac și, în cele din urmă rămân sensibile la recompensă, în timp ce neuronii dopaminei își sporesc răspunsul la tac, dar reduc răspunsul lor la recompensă. Pentru ambele tipuri de neuroni, răspunsurile la tac și recompensa depind de valoarea recompensă, sunt reversibile atunci când recompensa este omisă și sunt repuse repede prin restabilirea recompensei. De asemenea, am constatat că factorii de stres, incluzând tetiera și contextul îngrozitor, reduc substanțial puterea de răspuns a ambelor tipuri de neuroni, atât la tac și la recompensă. Aceste rezultate dezvăluie natura dinamică a răspunsurilor la recompense, susțin ipoteza că neuronii serotoninici DRN semnalează probabilitatea curentă de a beneficia de un beneficiu net și sugerează că efectul inhibitor al stresului asupra răspunsurilor la recompense ale neuronilor serotoninei și neuronilor dopaminergici poate contribui la stres - anhedonie indusă.

Semnificație

Atât neuronii serotoninici în rasa dorsală, cât și neuronii dopaminergici din zona tegmentală ventrală sunt implicați intim în procesarea recompensării. Utilizarea fotometriei fibrelor pe termen lung a Ca2+ semnalele de la soareci care se comporta liber, aici arata ca de invatare produce un model de activare ramp-up in neuronii serotonina care difera de cea in neuroni dopaminergie, indicand roluri complementare pentru aceste doua tipuri de neuroni in procesarea de recompensa. Mai mult, tratamentul de stres a redus substanțial răspunsurile de recompensă ale neuronilor de serotonină și ale neuronilor dopaminergici, sugerând o posibilă bază fiziologică pentru anhedonia indusă de stres.

PMID: 28821671

DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.1181-17.2017