Резюме: Ансамбли нейронов кокаина и сахарозы в прилежащем ядре в основном не перекрываются.
Источник: Университет Вайоминга
Прилежащее ядро мозга играет центральную роль в цепи вознаграждения за риск. Их действие основано главным образом на трех основных нейротрансмиттерах: дофамине, который вызывает желание; серотонин, эффекты которого включают чувство насыщения и торможение; и глутамат, который управляет целенаправленным поведением и реакциями на связанные с вознаграждением сигналы и контексты.
В исследовании с использованием генетически модифицированных мышей один из преподавателей Университета Вайоминга обнаружил, что ансамбли прилежащего ядра, полученные при употреблении кокаина, в значительной степени отличаются от ансамблей прилежащего ядра, набираемых при помощи сахарозы или столового сахара. Поскольку они разделены, это создает возможность того, что с употреблением наркотиков можно будет бороться, не влияя на биологически адаптивные поиски вознаграждения.
«Мы установили, что в прилежащем ядре, ключевой области мозга, отвечающей за обработку вознаграждения, нейронные ансамбли - разреженная сеть нейронов, активируемых одновременно, - специфичны для вознаграждения, а ансамбли сахарозы и кокаина в основном не перекрываются», - говорит Ана Клара Бобадилла. Доцент Университета штата Вашингтон в Фармацевтической школе и в программе медицинского образования WWAMI (Вашингтон, Вайоминг, Аляска, Монтана и Айдахо).
Бобадилла является ведущим автором статьи под названием «Награды за кокаин и сахарозу привлекают разные группы поиска в ядре ядра Accumbens», которая была опубликована в выпуске журнала за 28 сентября. Молекулярная психиатрия. В журнале публикуются работы, направленные на выяснение биологических механизмов, лежащих в основе психических расстройств и их лечения. Акцент делается на исследованиях на стыке доклинических и клинических исследований, включая исследования на клеточном, молекулярном, интегративном, клиническом, визуализирующем и психофармакологическом уровнях.
Бобадилла провела исследование во время завершения своей докторской работы в Медицинском университете Южной Каролины. Проект стартовал в середине 2017 года. Один из участников исследования сейчас работает в медицинском кампусе Аншутц Университета Колорадо.
По ее словам, в настоящее время процесс набора в каждый ансамбль, посвященный конкретным наградам, неизвестен. Однако, используя инструменты молекулярной биологии, Бобадилла смог определить, какой тип клеток был задействован как в ансамбле кокаина, так и сахарозы.
Эти клетки известны как нейроны ГАМКергической проекции, также называемые нейронами со средними шипами. Они составляют от 90 до 95 процентов популяции нейронов с прилежащим ядром. Эти нейроны со средними шипами экспрессируют дофаминовые рецепторы D1 или D2.
Исследование определило, что ансамбли сахарозы и кокаина задействуют в основном рецептор D1, экспрессирующий нейроны со средними шипами. Эти результаты согласуются с общим пониманием того, что активация пути D1 способствует поиску вознаграждения, в то время как активация пути D2 может привести к отвращению или уменьшению поиска, говорит Бобадилла.
Исследование определило, что ансамбли сахарозы и кокаина задействуют в основном рецептор D1, экспрессирующий нейроны со средними шипами. Изображение находится в общественном достоянии
«У людей лекарства редко используются в вакууме. У большинства из нас сложная жизнь, включающая множество источников немедикаментозных вознаграждений, таких как еда, вода, социальное взаимодействие или секс », - объясняет Бобадилла. «Как и наркотики, эти награды постоянно влияют на наше поведение. Двойная модель кокаина и сахарозы, использованная в этом исследовании, позволяет нам охарактеризовать кокаин-специфический ансамбль после того, как мыши испытали сахарозу, еще один тип конкурирующего вознаграждения.
«Это более сложная модель, но она ближе к тому, что происходит у людей, страдающих расстройствами, связанными с употреблением психоактивных веществ, которые ежедневно борются с конкурирующими вознаграждениями», - добавляет она.
Сейчас Бобадилла сосредоточен на вопросе о том, как клетки рекрутируются в ансамбли. Кроме того, она стремится ответить на другой фундаментальный вопрос в исследованиях наркозависимости: лежат ли одни и те же сетевые механизмы в основе поиска всех вознаграждений за наркотики.
«Все наркотики, вызывающие злоупотребление, имеют высокую вероятность рецидива», - говорит она. «Однако каждый класс лекарств, вызывающих привыкание, проявляет разную острую фармакологию и синаптическую пластичность. Сейчас мы исследуем, могут ли специфические для вознаграждения свойства ансамблей объяснить эти различия ».
Финансирование: Исследование частично финансировалось постдокторским наставником Бобадиллы Питером Каливасом, профессором и заведующим кафедрой нейробиологии Медицинского университета Южной Каролины, и премией Национальных институтов здравоохранения по пути к независимости, полученной Бобадиллой в начале 2019 года.
Об этом новости исследования нейробиологии
Источник: Университет Вайоминга
Контактное лицо: Ана Клара Бобадилла - Университет Вайоминга
Изображение: Изображение находится в открытом доступе
Оригинальные исследования: Закрытый доступ.
Награды за кокаин и сахарозу привлекают различные группы поиска в ядре прилежащего ядра»Ана-Клары Бобадилла, Эрика Дерешевица, Лусио Ваккаро, Джаспера А. Хайнсбрука, Майкла Д. Скофилда и Питера В. Каливаса. Молекулярная психиатрия
Резюме
Награды за кокаин и сахарозу привлекают различные группы поиска в ядре прилежащего ядра
Плохо регулируемое стремление к вознаграждению - центральная черта расстройства, связанного с употреблением психоактивных веществ. Недавние исследования показывают, что вознаграждение, связанное с наркотиками, вызывает синхронную активацию дискретного числа нейронов в прилежащем ядре, которые причинно связаны с контекстами, связанными с вознаграждением. Здесь мы всесторонне охарактеризуем конкретный ансамбль нейронов, построенных на опыте и связанных с поисковым поведением. Мы дополнительно обращаемся к вопросу о том, захватывают ли наркотики, вызывающие привыкание, нейронные сети, рекрутированные естественным вознаграждением, путем оценки ансамблей, связанных с кокаином и сахарозой, у одной и той же мыши. Мы использовали FosCreERT2 / +/ Ai14 трансгенных мышей для мечения клеток, активированных и потенциально кодирующих поиск кокаина и сахарозы. Мы пометили ~ 1% нейронов в основной подобласти прилежащих участков (NAcore), активированных во время поиска кокаина или сахарозы, вызванного сигналом. Большинство меченых клеток в ищущих ансамблях были D1-MSN и специфически активировались во время поиска, а не во время вымирания или когда мыши оставались в домашней клетке. Чтобы сравнить различные ансамбли, специфичные для вознаграждения, у одной и той же мыши, мы использовали двойной протокол самостоятельного введения кокаина и сахарозы, позволяющий искать специфическое вознаграждение. Используя эту модель, мы обнаружили ~ 70% различий между клетками, составляющими кокаин, по сравнению с ансамблем, ищущим сахарозу. Установление того, что кокаин рекрутирует ансамбль нейронов NAcore, в значительной степени отличный от нейронов, задействованных в ансамбле, кодирующем для поиска сахарозы, предполагает тонко настроенную специфичность ансамблей. Полученные данные позволяют дополнительно изучить механизмы, которые превращают основанное на вознаграждении положительное подкрепление в неадаптивный поиск наркотиков.