Sini faʻatulagaina o hypocretin ma le LC-NE neu: faʻalavelave mo le osofaʻiga (2013)

lē faʻatino

O le moe ma le fafagu o ni setete e lua e vaʻavaʻai faʻatasi ma le ultradian ma le circadian vaitaimi i le malo o manu. O le fafagu o se tulaga e iloa ai e se manu ma fegalegaleai ma lona siosiomaga. A mae'a le taimi umi o le ala, e fa'atupula'ia le mamafa o le moe ma o'o atu ai i le amataga o le moe lea e fa'ailoaina o se vaitaimi o le le fa'agaioiga fa'atasi ma le tu'u fa'ata'ita'iga ma le maualuga o le tulaga fa'alogo.

I mammals, o le moe e masani ona vaevaeina i le moe lemu-galu (SWS, poʻo le NREM moe i tagata), ma le moe vave o mata (REM) moe (faʻaigoa foʻi o le "moe paradoxical"). O le fafagu, SWS ma le moe REM o ni tulaga uiga ese ia e mafai ona faauigaina i foliga sa'o o le electroencephalographic (EEG) ma le electromyographic (EMG). A'o alafa'i, e fa'atupu le fa'aoso fa'afefeteina, fa'afefete fa'afefiloi. O le SWS o loʻo faʻaalia i le maualuga-amplitude faʻagesegese oscillations (0.5-4 Hz) o lona faʻauluuluga (e pei ona fuaina i le malosi malosi EEG) e atagia ai le loloto o le moe. O le moe REM o se tulaga uiga ese, o loʻo faʻaalia i le televave, fefiloi faʻafefeteina, e aofia ai le ta (5-10 Hz) oscillations e pule i rodents, faʻatasi ma musele atonia, faʻapea foʻi ma le fesuisuiai o le fatu ma le manava.

E ui lava o tulaga o le moe ma le mataala e faigofie ma faigofie ona faʻaalia, e matua faigata lava ona faʻamatalaina le uiga o le "faʻafefe." O le upu arousal e masani lava ona faasino i le maualuga o le mataala ma le mataala i le taimi o le ala, e faʻaalia e pei o le faʻateleina o le faʻagaioiina o afi, tali atu i mea faʻapitoa, lagona faʻalagona, ma faʻaleleia le gaioiga o le mafaufau.

Ole faiga ole fai'ai o lo'o fa'avaeina le fa'atulagaina ole taamilosaga moe-fafao ma le tulaga lautele o le fa'aoso e tumau pea le le manino ma o le tele o su'esu'ega masani ua iloa ai le tele o faitau aofa'i o neu o lo'o feso'ota'i a latou gaioiga ma tulaga ma'oti uiga. Na muai manatu o neu o loʻo galulue aʻo leʻi faia suiga o amioga (faʻataʻitaʻiga, neu o loʻo faʻagaoioia aʻo leʻi suia le moe i le ala) siitia le tulaga o le a oʻo mai, aʻo neu o loʻo galue i le taimi o se tulaga faʻapitoa (fafagu po o le moe) e taua i tausia lea. O lenei vaaiga e sili atu ona faigata ona o le malamalama e mafai e neurons i totonu o se fesoʻotaʻiga ona faʻaalia gaioiga e fesoʻotaʻi ma tuaoi ona o le fesoʻotaʻi atu i isi, sili atu mafuaʻaga neu e aunoa ma le nafa saʻo i latou lava mo suiga o le setete. Ae ui i lea, e masani lava ona faʻapea o loʻo i ai le faitau aofaʻi o neural o loʻo i ai se mafuaʻaga i le moe ma / poʻo le faʻafefe. O le faitau aofaʻi o tagata e manatu e faʻaosofia ai le faʻaosofia e aofia ai: le hypocretin (hcrt-e taʻua foi o "orexins") - faʻaalia neu i le pito i tua, le noradrenergic locus coeruleus (LC) - faʻaalia neu i totonu o le faiʻai, le serotoninergic dorsal raphe nuclei (DRN) i totonu o le faiʻai, o le histaminergic tuberomammilary nucleus (TMN) i le pito i tua o le hypothalamus, le cholinergic pedunculopontine (PPT) ma le laterodorsal tegmental (LDT) nuclei i le ogatotonu, faʻapea foʻi ma neurons cholinergic i le muaʻi mafaufau (Jones, 2003). I se faʻatusatusaga, o neu faʻalavelave mai fausaga o le hypothalamic pito i luma o loʻo galue i le taimi o le SWS, aʻo Melanin-Concentrating Hormone (MCH) neurons mai le hypothalamus lateral, faʻapea foʻi ma le glutamatergic ma GABAergic neurons mai le faiʻai o loʻo galue i le taimi o le moe REM (Fort et al., 2009).

I tausaga talu ai nei, matou ma isi ua amata faʻaaogaina tekinolosi optogenetic ma faʻataʻitaʻiga eseese o isumu e faʻatalanoa ai fesili e pei o E fa'afefea ona fa'atonutonu e faiga fa'aoso le ala ala ma le fa'aoso? E fa'afefea ona latou fegalegaleai fa'atino e fa'alauiloa, fa'atumauina pe fa'alautele le fa'aoso i tulaga fa'apitoa? I a matou suʻesuʻega talu ai nei, matou te matua fiafia lava i neurons e faʻaalia le hcrt (de Lecea et al., 1998; Sakurai et al., 1998). O le hcrt e lua neuro-excitatory peptides (de Lecea et al., 1998; Sakurai et al., 1998) gaosia i le ~ 3200 neurons i le isumu lateral hypothalamus (~ 6700 ma 50,000-80,000 i le isumu ma le faiʻai o le tagata, i le faasologa) (de Lecea ma Sutcliffe, 2005; Modirrousta et al., 2005). O nei neu e maua ai mea aoga mai le tele o faiga e tufatufaina atu i totonu o le cortex, limbic system, sub-cortical area e aofia ai le hypothalamus lava ia, thalamus, ma faʻataʻitaʻiga aʻe mai le brainstem cholinergic nuclei, le reticular formation, le midbrain raphe nuclei, ma le periaqueductal grey. I le isi itu, o nei neurons o loʻo faʻatinoina i totonu o le fatugalemu o le tino, e aofia ai le faʻaosoina ma le tauia nofoaga autu o le faiʻai, i neu faʻaalia hcrt receptors (OX1R ma OX2R). O fa'aaliga fa'afefete ma fa'aletonu o neu hcrt o lo'o fautua mai ai latou te faia se sao i le tele o galuega o le hypothalamic e aofia ai le fa'atonutonuina o le ta'amilosaga moe / ala ma amioga fa'atatau i sini. O le mea e malie ai, ua matou iloa o se faʻataʻitaʻiga faʻapitoa mai le hcrt neurons i le noradrenergic LC neurons e faʻatautaia suiga o le moe-i-ala ma atonu o le tele o vaega lautele o le faʻaosofia.

O iinei, matou te otootoina ai faʻataʻitaʻiga optogenetic talu ai nei e suʻe ai le manatu o le hcrt ma le LC neurons e mafua ai suiga o le setete ma le tausiga (Adamantidis et al., 2007; Carter et al., 2009, 2010, 2012). Muamua, matou te faʻapuupuu ma faʻapuupuuina lipoti talu ai e uiga i nei faiga e faʻaogaina ai faʻaleaganuʻu masani ma vailaʻau. O le isi, matou te tuʻufaʻatasia a matou lava suʻesuʻega e faʻaaoga ai suʻesuʻega optogenetic e filifili faʻaosofia pe faʻalavelaveina nei faiga i isumu feoai saoloto. Ma le mea mulimuli, matou te talanoaina fesili e leʻi taliina ma taumatemate i le lumanaʻi anatomical ma le faʻaogaina o faʻalavelave faʻafefe.

Hypocretins, ala, ma narcolepsy

Hcrt neurons e masani lava ona le leoa i le taimi o le fafagu filemu, SWS, ma le moe REM ae faʻaalia le maualuga o le alu ese i le taimi o le fafagu ma le REM moe-i-fafaʻi suiga (Lee et al., 2005; Mileykovskiy et al., 2005; Takahashi et al., 2008; Hassani et al., 2009). E le gata i lea, latou te faʻaalia le maualuga o le lafoaia i le taimi o le faʻaosofia e mafua mai i le siosiomaga (faʻataʻitaʻiga, o se suʻega suʻega) (Takahashi et al., 2008) ma amioga faʻatatau i sini (Mileykovskiy et al., 2005; Takahashi et al., 2008). O nei suʻesuʻega o loʻo fautua mai ai o le hcrt neurons e auai i suiga o le moe i le ala, faʻapea foʻi ma le faʻateleina o le mataala na matauina i le tele o amioga e faʻatatau i sini.

O le poloka po o le taofiofia o le faailo o le hcrt e faʻaalia ai le manaʻomia o le hcrt mo le faʻamaoni o tulaga o amioga i isumu, isumu, maile, tagata, ma atonu o zebrafishes (Sakurai, 2007; Yokogawa et al., 2007). O le mea moni, o faʻamaoniga sili ona maumau-o-galuega e sau mai le fesoʻotaʻiga i le va o le le atoatoa o le hcrt ma faʻamaoniga o le narcolepsy (Peyron et al., 2000; Saper et al., 2010). O tagata mama'i narcoleptic ma cataplexy e matua leai lava hcrt faʻasologa o kenera i le hypothalamus faʻapea foʻi ma le le mafai ona iloa le maualuga o le hcrt i le sua o le cerebrospinal (Thannickal et al., 2000; Sakurai, 2007; Yokogawa et al., 2007). Doberman narcoleptic dogs e iai se suiga i totonu OX2R, ma i'amu fa'ainisinia uma ma le tapeina o hcrt, OX2R, po'o sela hcrt o lo'o i ai le pu'eina o amioga e pei o le cataplexy, o le uiga iloga o le narcolepsy (Jones, 2003; Sakurai, 2007; Sekala ma Mignot, 2011). O le mea taua, lavea'i fa'a kenera o hcrt fa'aaliga o kenera na fa'aitiitia ai fa'ailoga narcolepsy i isumu (Liu et al., 2011; Blanco-Centurion et al., 2013).

Intracerebroventricular (icv) infusion of hcrt peptides poʻo le hcrt agonists e mafua ai le faʻateleina o le taimi e faʻaalu ai le ala ma faʻaitiitia ai le moe SWS ma le REM [toe iloilo i Sakurai (2007)]. Stereotactic tui o le peptide i le LC, LDT, basal forebrain, poʻo le lateral hypothalamus faʻateleina le fafagu ma le gaioiga o locomotor e masani ona fesoʻotaʻi ma le faʻaitiitia o le SWS ma le REM moe (Hagan et al., 1999). Talu ai nei lava, o le faʻaleagaina o le faʻaogaina o le hcrt neurons e faʻaaogaina ai le GABA-B naʻo le tapeina o le faʻaogaina o le kenera naʻo i totonu o le hcrt neurons na mafua ai le tuʻufaʻatasiga ogaoga o le moe / ala i le taimi o le malamalama ma le pogisa e aunoa ma le faʻaalia o se faʻalavelave i le umi o le moe / ala poʻo faʻailoga. o cataplexy (Matsuki et al., 2009). Faʻatasi, o nei faʻamatalaga o loʻo fautua mai ai e taua tele le peptides o le hcrt e faʻamalamalamaina ai tuaoi i le va o le moe ma le ala, e pei ona faʻaalia i le vaevaeina o le moe ma le ala ala i faʻataʻitaʻiga manu o le narcolepsy.

E ui lava o loʻo faʻasalalau lautele e faʻapea o le gaioiga faʻaola o le hcrt peptides e manaʻomia e faʻatumauina ai le faʻamalosi ma le moe talafeagai, e tumau pea le le manino po o le fea o le lua hcrt receptors, OX1R, poʻo le OX2R, e nafa ma le natura o aʻafiaga o le hcrt i luga o le faʻamalosi, faʻapea foʻi ma le mautu o le moe. ma pulea leo o maso. OX1R mRNA o loʻo faʻaalia i le tele o vaega o faiʻai, aemaise le LC, raphe nuclei, LDT ao OX2R O loʻo faʻaalia e le mRNA se faʻataʻitaʻiga faʻapitoa o faʻamatalaga i le cerebral cortex, raphe nuclei, faʻapea foʻi ma le dorsomedial ma le pito i tua (i le tuberomammillary nucleus) hypothalamus (Trivedi et al., 1998; Marcus et al., 2001; Mieda et al., 2011). O le mea lea, ua fautuaina o le pulea o le fafagu ma le NREM moe i le ala e faʻalagolago tele ile OX2R (Mochizuki et al., 2011) ae o le faaletonu o le moe REM (tulaga ese i le narcolepsy-cataplexy) e mafua mai i le leiloa o faailo e ala i le OX1R ma le OX2R (Mieda et al., 2011). Ae ui i lea, o latou aʻafiaga i le faʻatonutonuina o le narcolepsy, aemaise lava cataplexy ma osofaʻiga moe, e tumau pea le le manino. O ta'ifau e maua i le narcolepsy e maua ai se suiga le aoga i le OX2R gene (Lin et al., 1999) ma le fa'ata'ita'iga o isumu, le OX2R KO isumu, e fa'aali atu fa'ailoga e le sili atu le ogaoga nai lo maile (Willie et al., 2003). E ui ina auai le OX1R i le faʻatonutonuina o le faʻaosofia (Mieda et al., 2011), o lona sao i faʻamaoniga o le narcolepsy o loʻo tumau pea ona faʻaalia atili.

O le mea taua, o le gaioiga i isi faiga fa'aosofia e matua fa'alavelave i le taimi o cataplexy. LC neurons faʻagata le faʻamalo (Gulyani et al., 1999) ma neu serotoninergic e matua faʻaitiitia ai a latou gaioiga (Wu, 2004), ae o sela o loʻo i totonu o le amygdala (Gulyani et al., 2002) ma le TMN na faʻaalia ai le faʻatupulaia o le maualuga o le fana (John et al., 2004). O lenei mafutaga o loʻo fautua mai ai o le OX1R (LC, raphe), ma le OX2R (TMN, raphe) o loʻo aʻafia i le tausiga o le musika talafeagai. O suʻesuʻega talu ai nei na faʻaalia ai foi le matafaioi a le suiga o le cholinergic system i le faʻaosoina o cataplexy i isumu narcoleptic (Kalogiannis et al., 2011, 2010). O le mea lea, o se sini taua, e leʻi foʻia o le faʻailoaina lea o fesoʻotaʻiga faʻaogaina o neurons hcrt, faʻapea foʻi ma le malosi o le faʻasaʻoina o synaptic mai faʻamaufaʻailoga o le hcrt e faʻamaonia saʻo ai le vaʻaiga i lalo (de Lecea et al., 2012) e pulea ai le fafaguina, tulaga moe, leo maso, ma amioga e taulai atu i sini.

O le locus coeruleus, norepinephrine, ma le fa'aoso

O le LC e lata ane i le 4^th ventricle i totonu o le faiʻai ma o loʻo i ai neu e faʻapipiʻi le monoamine norepinephrine (NE). E ui lava o isi tagata e fa e maua mai ai le NE (le A1, A2, A5, ma le A7 cell group), o le LC e gaosia le ~ 50% o le aofaʻi ole NE o le faiʻai ma naʻo le pau lea o le puna i le cortex. O lo'o i ai le tele o mea fa'aoga NE o lo'o i totonu o le fai'ai, fa'atasi ai ma le α1 ma le β e masani ona fa'atupu ai le fa'aosoina o le postsynaptic ma le α2 e masani ona fa'atupu ai le fa'alavelave postsynaptic. α2 talipupuni e maua tele i luga o LC neurons (Berridge ma Waterhouse, 2003) i latou lava ma avea o ni autoreceptors faʻalavelave e taofiofia gaioiga faʻapitoa.

O faʻamaumauga i manu e ala mai e faʻaalia ai o le LC neurons e mu i le 1-3 Hz i le taimi o le ala, faʻaitiitia le afi i le taimi o le moe SWS, ma e toetoe lava a lemu i le taimi o le moe REM (Aston-Jones ma Bloom, 1981; Jones, 2003; Saper et al., 2010). O le LC fo'i e mu fa'apitoa i fa'alavelave pupuu o le 8-10 Hz i le taimi o le fa'aaliaina o mea fa'aola e ono fa'ateleina ai le umi o ala. E pei o le hcrt neurons, o suiga i le saoasaoa o le alu e muamua atu i suiga i suiga o le moe i le ala (Aston-Jones ma Bloom, 1981), o lo'o fautua mai ai o nei sela e taua mo suiga i le ala po'o le gauai.

O le mea e malie ai, o manu'a faaletino o le LC e le faʻaalia ai suiga faifaipea i le EEG cortical poʻo faʻailoga o le faʻaosoina (Lidbrink, 1974; Blanco-Centurion et al., 2007). O le faʻamamaʻi o le dopamine beta-hydroxylase, o se enzyme e manaʻomia mo le faʻaogaina o NE, e le faʻalavelaveina foi le moe-fafagu setete (Hunsley et al., 2006). O loʻo faʻaalia ai le i ai o le faʻaogaina o le neural circuitry, i fafo atu o le fausaga o le LC, e lagolagoina ai le gaioiga o le cortical ma le faʻaogaina o auala tau atinaʻe, i le faasologa. Ae ui i lea, o tui tutotonu o vailaʻau faʻamaʻi o le α1 ma le β noradrenergic receptors (Berridge ma España, 2000) poʻo agonists o faʻalavelave α2 autoreceptors (De Sarro et al., 1987) e iai a'afiaga fa'amāmā tele. O le faʻatonuga tutotonu o le NE saʻo i totonu o le ventricle poʻo le forebrain e faʻamalosia ai le fafagu (Segal ma Mandell, 1970; Flicker ma Geyer, 1982). O le faʻamalosia o neu i totonu o le LC e faʻaaoga ai microinjections i le lotoifale o se cholinergic agonist (bethanechol) e maua ai le vave faʻagaoioia o le muaʻi faiʻai EEG i halothane-anesthetized rats (Berridge ma Foote, 1991). Talu ai nei, o le LC-NE system na faʻaalia e taua tele mo le faʻatumauina o le faateleina o le gafatia o le membrane o neurons cortical i le ala faʻatusatusa i setete moe (Constantinople ma Bruno, 2011). Faʻatasi, o nei suʻesuʻega o loʻo faʻaalia ai o le LC-NE system e faʻateʻaina le gaioiga o le cortical ma faʻateleina le malosi o le membrane cortical e faʻateleina ai le faʻamalosi.

Optogenetic dissection o le hcrt ma le LC-NE pulea o le faʻafefe

O le gaioiga o le hcrt ma le LC-NE neurons e fesoʻotaʻi ma suiga o le moe i le ala, peitaʻi, e faigata ona filifili faʻaosofia pe faʻalavelaveina tagata patino o le hcrt ma le LC-NE faʻatasi ai ma se faʻaiʻuga faaletino e fetaui ma vaega o le moe poʻo le ala, ma ia ausia. filifiliga avanoa e su'esu'e ai na sela e aunoa ma le a'afiaina o sela o lo'o siomia ai po'o alava-o-ala. I se taumafaiga ina ia malamalama atili i le malosi faaletino o le neural circuits o le fafagu, na matou faʻaaogaina talu ai nei optogenetics e faʻafefeteina ma filifili le gaioiga o le hcrt ma le LC neurons i manu feʻaveaʻi saoloto (Adamantidis et al., 2007; Carter et al., 2009, 2010, 2012). Optogenetics e faʻaaogaina molelaula opsin actuator (faʻataʻitaʻiga, channelrhodopsin-2 (ChR2) poʻo halorhodopsin-NpHR) e filifili faʻaagaoioia pe faʻafilemu sela e faʻatatau i le kenera, i le faasologa, ma emo o le malamalama i le umi o le galu (Boyden et al., 2005). O isi faʻamatalaga e uiga i tekinolosi optogenetic e mafai ona maua i le tele o isi iloiloga lelei (Zhang et al., 2006; Miesenbock, 2009; Scanziani ma Häusser, 2009; Yizhar et al., 2011; O Deeserota, 2012).

Ina ia tuʻuina atu nei gaioiga i le hcrt poʻo le LC neurons, matou te faʻaogaina le lentiviral ma le cre-dependent adeno-associated viral (AAV) meafaigaluega e tuʻuina atu ai kenera, i lalo o le pule a le cell-type specific promoters (Adamantidis et al., 2007). Ina ia tuʻuina atu le malamalama i le fanua o le hcrt poʻo le LC, na matou mamanuina fesoʻotaʻiga opitika-neural lea na faʻapipiʻiina ai filo opitika i luga o le ulupoo isumu, e pei ona faʻamatalaina i se isi mea (Adamantidis et al., 2005, 2007; Aravanis et al., 2007; Zhang et al., 2010). I le faʻaaogaina o lenei taʻiala, na mafai ai ona matou pulea le hcrt neural activity uma i vitro ma i vivo faʻatasi ai ma le millisecond-saʻo faʻamalosi faʻamalosi (Adamantidis et al., 2007). O le maualuga o le tino ma le vaʻaia o le faʻamalosi na mafai ai ona matou faʻataʻitaʻiina le faʻaogaina o le physiological o le hypocretin neuron discharge rates (1-30 Hz) (Hassani et al., 2009). O le mea moni, sa matou faʻaaogaina nofoaafi moli moli mo la matou faʻaosofiaga optogenetic lea na faʻavae i luga o faʻamau i luga ole suʻesuʻega masani ole hcrt neurons. i vivo (e moni foi lenei mo le pulea o le optogenetic o LC-NE neurons o loʻo faʻamatalaina i lalo). Na matou iloa o le faʻamalosia tuusaʻo tuusaʻo o le hcrt neurons na faʻateleina ai le avanoa o suiga i le fafagu mai le SWS poʻo le REM moe (Ata (Figure1A) .1A). O le mea e mataʻina ai, o le maualuga o le faʻaosofia o le mata (5-30 Hz moli uila afi) na faʻaitiitia ai le le mautonu i le fafagu ae o le 1 Hz nofoaafi e leʻi faia, faʻaalia ai le faʻalagolago i le faʻaogaina o le neurotransmitter (glutamate) ma neuromodulators, e aofia ai le hcrt poʻo le dynorphin mai pito. Na matou faʻaalia atili e mafai ona poloka aʻafiaga o le faʻaosofia o le neurons e ala i le tuiina o se OX1R antagonist poʻo le tapeina o le gene hcrt, faʻapea o le hcrt peptides e faʻatalanoa, a itiiti ifo i se vaega, o le optogenetically-induced sleep-to-wake transitions. O nei faʻaiʻuga e faʻaalia ai o le faʻamalolo o le hcrt mai le hcrt-expressing neurons e manaʻomia mo le faʻaleleia o mea o nei neu. O le mea taua, o nei taunuʻuga o loʻo faʻaalia ai se fesoʻotaʻiga i le va o le hcrt neuron activation ma le moe-i-ala suiga, e ogatasi ma suʻesuʻega faʻatasi muamua. O lenei mea na lagolagoina atili e le mea moni o le faʻaogaina o le faʻaogaina o neu hcrt e faʻaleleia ai le SWS (Tsunematsu et al., 2011).

 

Ata 1

Optogenetic dissection o ta'amilosaga fa'aoso o le fai'ai. (A) O le faʻamalosia o neurons hcrt ma ChR2 e mafua ai le faʻaitiitia o le moe i le ala i le 10 Hz ae le o le 1 Hz (faʻamatalaga mai Adamantidis et al., 2007). (B) O le fa'aosoina o neu LC ma le ChR2 e mafua vave ...

O nei taunuuga na faʻamaonia talu ai nei e Sasaki ma tagata faigaluega (Sasaki et al., 2011), o le na faʻaaogaina se pharmacogenetic approach e taʻua o Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs (DREADDs) e faʻagaoioia ma taofiofia le hcrt neural activity. O tekonolosi DREADD e mafai ai ona faʻaogaina le bimodal o gaioiga neural faʻatasi ai ma le faʻafitauli faaletino o le tele o itula (Dong et al., 2010). Na latou iloa o le fa'agaoioia o le hcrt neural activity na fa'atuputeleina le mataala ae o le taofiofia o le gaioiga o le hcrt na fa'aolaina ai le SWS.

I se suʻesuʻega lona lua (Carter et al., 2009), na matou faʻaalia o le pulea lelei o suiga o le moe-fafao o loʻo i lalo o le faʻalagolago i faiga o le moe ile homeostasis talu ai o suiga ole moe-fafagu e faʻalavelaveina e le hcrt e poloka e le faʻateleina o le moe (faʻafua mai le moe moe). Ae ui i lea, o le aʻafiaga o faʻaosofiaga optogenetic o le hcrt na faʻaauau pea ile histamine decarboxylase knockout mice (imoa e le mafai ona faʻapipiʻiina le histamine) faʻapea o se isi faʻamoemoega o le histaminergic system e nafa ma le aafiaga o le hcrt. Mulimuli ane, na matou faʻaalia o nofoaga faʻaoso i lalo e pei o le LC neurons na faʻateleina a latou gaioiga (e pei ona fuaina i le c-Fos expression) i le tali atu i le hcrt optogenetic stimulation. Talu ai o galuega talu ai na faʻaalia ai se aafiaga faʻafefe o le hcrt i luga o LC NE neurons (Bourgin et al., 2000), matou suʻesuʻeina le fesoʻotaʻiga hcrt-LC ma taulaʻi a matou suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga i luga o le LC noradrenergic e avea o se sini fou mo le faʻaogaina o le optogenetic.

I se suʻesuʻega lona tolu (Carter et al., 2010), matou te faʻatatauina LC-NE neu e ala i tui stereotaxic o le Cre recombinase-faalagolago adeno-fesoʻotaʻi virus (rAAV) i tuʻituʻi-i isumu filifilia filifilia Cre i tyrosine hydroxylase (TH) neu (Atasoy et al., 2008; Tsai et al., 2009). Na matou iloa o le NpHR ma le ChR2 o loʻo faʻaogaina ma e mafai ona faʻalavelave ma faʻagaoioia, i le faasologa, LC-NE neurons uma. i vitro ma i vivo (Ata (Figure1B) .1B). Na matou iloa o le optogenetic low frequency (1-10 Hz) faʻaosofia o le LC-NE neurons na mafua ai le vave (itiiti ifo i le 5 s) suiga o le moe i le ala mai le SWS ma le REM moe. O le faʻamalosia o LC neurons i le taimi o le fafagu na faʻateleina ai le gaioiga o le locomotor ma le taimi atoa na faʻaalu ai le ala, faʻamaonia le malosi o le faʻaosofia. I se faʻatusatusaga, o le faʻaogaina o le NpHR-mediated silencing o LC-NE neurons na faʻaitiitia ai le umi o faʻalavelave faʻafuaseʻi ae leʻi taofia ai suiga o le moe i le ala pe a momoe manu. Faʻatasi, o lenei suʻesuʻega na faʻaalia ai o le faʻagaoioia o LC-NE neu e manaʻomia mo le faʻatumauina o taimi masani o le fafagu (faʻataʻitaʻiga NpHR), ma lava e faʻaosofia ai suiga vave o le moe i le ala, faʻaauau le mataala, ma le faʻateleina o le locomotor. O le mea lea, matou te faʻatonuina o le LC-NE neurons e fai o se faiga faʻapipiʻi vave e faʻaleleia ai suiga o le moe-i-ala ma le faʻaosofia lautele. O le mea e malie ai, na matou iloa o le faʻamalosia o le faʻaogaina o le LC-NE neurons e faʻaosofia ai le puʻeina o locomotor (Carter et al., 2010). O ia amio saisai fa'atasi ai fa'ailoga masani ma cataplexy, catatonia po'o le fa'amalo fa'aaisa i fa'ata'ita'iga manu ma tagata gasegase (Scammell et al., 2009). O faiga fa'apitoa e ono aofia ai le fa'aitiitiga ole NE mai le LC-NE synapse terminals po'o le LC-NE ova'a fa'aosoina ole fa'ato'aga o le fai'ai e ta'ita'ia ai ile pipili. E mana'omia nisi su'esu'ega e fa'ailoa ai faiga fa'avae.

I la matou suʻesuʻega lata mai (Carter et al., 2012), na matou fa'ata'ita'iina le manatu e fa'apea o le gaioiga a le LC e fa'aogaina ai a'afiaga o le neuron i suiga o le moe i le ala. Talu ai o le hcrt ma le LC neural faitau aofaʻi o loʻo i totonu o vaega eseese o faiʻai, e mafai faʻapitoa ona maua uma fausaga e lua i le taimi e tasi i le manu e tasi. O lea na matou faia ai se auala e lua optogenetic e faʻaosofia ai neu hcrt aʻo faʻalavelave faʻatasi poʻo le faʻaosofiaina o LC neurons noradrenergic i le taimi o le moe SWS. Na matou iloa o le faʻafilemuina o LC neurons i le taimi o le faʻaosofia o le hcrt na poloka ai suiga o le moe-i-fafao i le hcrt (Ata (Figure1C) .1C). I se faʻatusatusaga, na matou iloa o le faʻateleina o le faʻaogaina o LC neurons e ala i le faʻaogaina o le opsin (SFO)-lea e faʻateleina ai sela taulaʻi (Berndt et al., 2009) -i le taimi o le faʻaosofia o le hcrt (faʻaaogaina o le LC stimulation protocol e na o ia lava e le faʻateleina ai suiga o le moe i le ala) faʻaleleia le faʻaogaina o le moe i le ala (Ata. (Ata 1D).1D). A tu'ufa'atasia, o a matou fa'ai'uga o lo'o fa'aalia ai o le LC o se mea e mana'omia ma lava i lalo mo le fa'aogaina o suiga ole SWS-i-fafagu ile taimi ole toaga.

hcrt ma le LC-NE faiga fa'aletonu

I a matou suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga, matou te matauina o le faʻaogaina o le optogenetic o le hcrt ma le LC-NE neurons e aʻafia ai le moe-e fafagu suiga ma faʻalavelave faʻaletino eseese (Adamantidis et al., 2007; Carter et al., 2009, 2010, 2012). O le faʻagaioiina mataʻutia o neu hcrt e mafua ai suiga moe-i-ala i luga o se vaitaimi o 10-30 s, ae o le faʻaosofiaina o neu LC e mafua ai suiga moe-i-ala i lalo ifo o le 5 s. O le tasi faʻamatalaga o le hcrt neurons e mafai ona galue o se faʻapipiʻi i luga o le faʻafefe i taimi o galuega e fesoʻotaʻi ma le hypothalamic ae o le LC-NE system e galue e avea o se faʻauluuluga muamua mo le faʻaosofia, atuatuvalega, ma le gauai. Ae ui i lea, o le neuronal effector system e foliga mai e le toe fa'aaogaina ma fa'agaoioia e seti eseese o mea fa'aoga. O le mea lea, e le mafai ona tatou faʻamaonia o le polokaina o isi faiga faʻaosofia, e pei o le histaminergic ma le cholinergic system tutotonu, o le a matua aʻafia ai foi suiga o le tulaga o le hcrt i isi tulaga faataitai.

E ese mai i nei aafiaga pupuu, e manaia foi le lagolagoina (ie, semi-chronic) photostimulation faʻataʻitaʻiga o le ~ 1-4 h o hcrt neurons faʻateleina suiga moe-i-ala e aunoa ma le suia o le umi atoa o le fafagu, ae o se taimi umi. photostimulation o LC-NE neurons matua faateleina le umi fafagu. O nei faʻaiʻuga e faʻaalia ai e mafai e le hcrt system ona faʻatonutonu tuaoi o le moe aʻo le LC-NE neurons e sili atu le pulea o le umi o le ala e ala i le faʻateleina o le malosi o le membrane cortical ma le faʻaogaina o le EEG cortical.

O le hypothalamic localization o hcrt neurons e faʻaalia ai o nei sela o loʻo i ai se sao taua i le taimi o faʻagasologa o le homeostatic, e aofia ai amioga faʻafeusuaiga, meaʻai, tali faʻalavelave, ma le faʻaosofia. E ese mai i lo latou pulea o le fafagu, e auai foi faiga faaosofia i amioga saili taui, gaoioiga tau feusuaiga, tali lele-po-tau, ma isi mea. olaola. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le faʻagaoioia o le LC-NE system e faʻateleina ai le faʻafefe ma mafua ai amioga pei o le popole (Itoi ma Sugimoto, 2010). I se eseesega, o le neuropeptide S (NPS) system, o se peptide e gaosia e le faʻatapulaʻaina o le faitau aofaʻi o le faitau aofaʻi i le LC, e faʻateleina ai foi le faʻafefe ae faʻaititia popole (Pape et al., 2010). O le mea lea, ina ia lagolagoina ia ituaiga amioga, e tatau ona oʻo atu i se tulaga maualuga o faʻamatalaga, atonu e ala i se faʻavasegaga filifilia o latou fesoʻotaʻiga afferent ma efferent, transmitters / modulators tuʻuina atu gafatia ma gaioiga faʻatasi ma isi liʻo faʻaosofia.

Vaaiga

I le lima tausaga talu ai, o le tuufaatasiga o optogenetics, genetically-engineered mouse models, ma le EEG / EMG suʻesuʻega o le moe ua maua ai se seti tulaga ese ma mamana o meafaigaluega e malamalama atili ai i le sao o le hcrt ma le LC system i le faʻaosofia, faʻapea foʻi ma isi faitau aofaʻi o neu e faʻatonutonu tikeri o le moe ma le ala. O le faʻamoemoeina o suʻesuʻega optogenetic i isi faitau aofaʻi o neu i totonu o le faiʻai o le a iloa ai a latou matafaioi taʻitoʻatasi ma tuʻufaʻatasia i tuaoi moe / ala. E le gata i lea, o nei meafaigaluega o le a mafai ai ona tatou fuafuaina le faiga o le faiʻai o loʻo faʻavae i luga o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, synaptic neurotransmission, ma le malosi o le faʻasalalauga. O le mafai ona taulaʻi ma filifili faʻaogaina nei taʻaloga ma le maualuga maualuga faaletino (<1 s) e faʻatagaina atili ai le avanoa e suʻesuʻe ai la latou matafaioi i le tele o alaleo o amioga e pei o meaʻai, vaisu, atuatuvalega, gauai, ma feusuaiga. Mulimuli ane, o nei suʻesuʻega e mafai ona faʻamalamalamaina le pathophysiological mechanisms of psychiatric disorders e pei ole popolega masani, vaisu, faaletonu o le mafaufau, ma le atuatuvale.

tautinoga

mau faasino