Ho khetholla li-circuits tsa Neural tse laolang ho iketsetsa likhahla ho batla (2015) (BINGE MECHANISM)

Bakeng sa ho khetholla li-neuron tsa LH tse fanang ka monosynaptic input ho VTA in vivo le ho shebella ts'ebetso ea bona nakong ea boits'oaro bo tsamaeang ka bolokolohi, re sebelisitse leano la li-virus tse peli ho hlalosa ka mokhoa o khethehileng channelrhodopsin-2 (ChR2) ho li-neuron tsa LH tse fanang ka kenyelletso ea monosynaptic ho VTA (Litšoantšo 1A le S1). Re kentse kokoana-hloko ea kokoana-hloko ea adeno-associated (AAV₅) e jereng ChR2-eYFP ka sebopeho sa ho bala se buletsoeng habeli se kentsoeng ka Cre-recombinase se kenang ka har'a LH ho tšoaetsa somata ea lehae le ho enta vaerase simplex virus (HSV) e tsamaeang ka morao-rao e tsamaisang Cre-recombinase ho VTA. Khopotso e latelang e lumelletse polelo ea opsin le fluorophore ka khetho ho li-neuron tsa LH tse fanang ka kenyelletso ea monosynaptic ho VTA. Ho netefatsa mokhoa oa rona oa ho sebetsa, re ile ra etsa lirekoto tsa "ex-vio-cell-clamp" ka lisele tsa boko tse tšekaletseng tse nang le LH le tse tlalehiloeng ho tsoa ho li-neuron tse hlalosang ChR2-eYFP, hammoho le li-neurone tsa LH tse haufi tse neng li le ChR2-eYFP tse mpe (Setšoantšo sa 1B). Leseli le hlahisitsoeng ke lesela le bobebe, le lekantsoeng ho tloha qalong ho ea ho tlhoro ea bokhoni ba ho nka khato, ho tloha ho 3-8 ms (Setšoantšo sa 1C). Hape re fumane hore ha ho le e 'ngoe ea lisele tse sa hlahiseng maikutlo (ChR2-negative) tse tlalehiloeng tse bonts'itseng likarabo tsa thabo ho photostimulation (n = 14; Setšoantšo sa 1C), le hoja ba le haufi le lisele tsa ChR2-tse hlalosang.

Bakeng sa ho etsa li-fotogenetically mediated fotoidification ho vivo, optrode e kentsoe ho LH ho rekota tšebetso ea neuronal nakong ea ts'ebetso ea ho batla sucrose. Kopanong e tšoanang ea ho rekota, re fane ka mekhoa e 'maloa ea ho etsa lifoto ho khetholla li-neuron tsa LR-VTA tsa ChR2 (Litšoantšo 1D le S1). Re ile ra hlahloba ho abeloa ha excitatory photoresponse latencies hohle LH neurons ho bontša phetoho e koetsoeng nako ea ho thunngoa ha ho e-ba le khanyang 'me e bona phetisetso ea bimodal (Setšoantšo sa 1E). Re bone palo ea methapo ea kutlo nakong ea lirekoto tsa vivo tse nang le li-latency tse fapaneng le 3-8 ms. Sena se ne se ts'oana le mofuta oa latency o fumanoang ho ChR2-expression LH-VTA neurons ha re ne re rekota ex vivo. Re bitsitse likarolo tsena "Type 1"Litšoantšo 1C, 1E, le 1F). Ntle le moo, ho ne ho na le palo e ikhethang ea lisele tse nang le li-ms ms -responseresponse latency (Litšoantšo 1E le 1G), 'me ra re lihlopha tsena tsa "Mofuta oa 2". Re boetse ra bona li-neurons tse neng li thibetsoe ho arabela fototimulation ea LH-VTA neurons (Setšoantšo sa S2), 'me re bitsa lihlopha tsena tsa "Mofuta oa 3". Re ile ra bapisa nako ea nako eo re ka e sebelisang (e lekanngoa ho tloha tlhōrōng ea tlhōrō) 'me e bolela litefiso tsa ho thunya tsa mofuta oa 1 le mefuta ea mofuta oa 2 hammoho le tse sa kang tsa bontša photoresponse (Setšoantšo sa 1H). Kabo ea liketso tsa nako e itseng tsa mofuta oa 1 (Setšoantšo sa 1I) le mofuta oa 2 (Setšoantšo sa 1J) li bonts'a hore boholo ba li-unit tsa Type 1 li na le nako ea ts'ebetso e ka tlase ho 500 μs (84%; n = 16/19, kabomial distribution, p = 0.002).

Leha li-unit tsa mofuta oa 1 li lekana litekanyetso tse tloaelehileng tse ka khetholloang e le ChR2 e hlalosang (Cohen et al., 2012; Zhang et al., 2013), ho ne ho sa hlaka hore na karabelo e telele ea ho arabela linepe tsa mofuta oa 2 e ne e supa li-neuron tse hlahisang ChR2 tse arabileng. butle haholo ho photostimulation, kapa hore na phello ee e bakiloe ke ts'ebetso ea marang-rang. Ka lebaka la hore projeke ea ChR2-expression (Type 1) LH neurons ka kotloloho ho VTA, monyetla o mong e ne e le hore li-neuron tsa Type 2 li ne li amohela maikutlo ho tsoa ho VTA (Setšoantšo sa 1K). Ntho e 'ngoe e neng e ka etsahala ke hore Mofuta oa 2 neurons o ne o sebelisoa ke li-axon tsa mofuta oa 1 neurons (Setšoantšo sa 1L). E le hore re khetholle pakeng tsa mehlala ena e mabeli ea potoloho, re ile ra thibela VTA ho kopana le photoidentification ho LH.

E itšetlehile ka mehlala ea rona ea potoloho, re ka lebella hore tiiso ea distalse e se ke ea e-ba le phello ho lifoto tsa lifoto tsa ChR2-expressing LH neurons. Leha ho le joalo, haeba li-neurons, empa li sa bontše maikutlo, li-neurons tsa LH li itšetlehile ka maikutlo a tsoang ho VTA ho etsa karabo e thibetsoeng nako ho khantša (Setšoantšo sa 1K), re ka lebella ho hlokomoloha li-photoresponses ho tsena neurons holim'a VTA ho thibela. Re ile ra hlalosa ChR2 lisele tsa LH-VTA tse ka holimo, empa lekhetlong lena le tsona li ile tsa hlahisa halorhodopsin 3.0 (NpHR) ho VTA 'me tsa kenngoa fiber ea optic VTA ho phaella ho optrode ho LH (Setšoantšo sa 2A). Re ile ra fana ka lisebelisoa tse tšoanang le tse khanyang ka lesela le leputsoa ho LH bakeng sa mehla eohle ea boraro empa hape e ne e le photoinhibiteng ea VTA e nang le leseli le mosehla nakong ea bobeli (Setšoantšo sa 2A).

Photoforonses tsa mofuta oa 1 diyuniti tse khanyang leseling la buluse LH li ne li sa amehe ka photoinhibition ea VTA, e lumellanang le polelo ea ChR2 ka mofuta oa 1 LH-VTA neurons (Setšoantšo sa 2B). Ka lehlakoreng le leng, boholo ba li-unit tsa Type 2 (87%; n = 13/15, kabo ea binomial, p = 0.004) e bonts'itse phokotso e kholo ea li-photoresponses ho li-pulses tse khanyang tse putsoa tse tlisitsoeng LH holima photoinhibition ea li-neuron tsa VTA. Likarabo tsa mefuta ea Type 1 le Type 2 nakong ea VTA photoinhibition li ne li fapane haholo (chi-square = 7.64, p = 0.0057; Litšoantšo 2B le 2C). Phapang ena e ka boela ea bonoa mahlaheng a max Z nakong ea nako e le 'ngoe (Setšoantšo sa 2D) le ka nako ea mosehla-ON e tloaelehileng nakong ea nako e mosehla (Setšoantšo sa 2E). Litlaleho tsena li bontša hore mofuta oa 2 LH neurons o amohela kopo (ka ho toba kapa ka tsela e sa tobang) ho tloha VTA (Setšoantšo sa 1K) ho e-na le ho sebelisa li-colonater tsa sebakeng seo (Setšoantšo sa 1L).

Kaha re fumane mefuta ena e 'meli e fapaneng ea LH neurons LH-VTA, re ne re batla ho hlahloba mekhoa e metle ea tlhaho nakong ea sucrose mosebetsi oa boipheliso (Setšoantšo sa 3A). Litoeba li ile tsa koetlisetsoa ho etsa likarabo tsa li-nosepoke molemong oa ho tseba esale pele ka tlhahiso ea sucrose boema-kepe bo haufi (joalo ka Tye et al., 2008). Ho re lumella ho khetholla likarabo tsa methapo ea kutlo ho nosepoke le cue, cue le sucrose li ile tsa fanoa ka kemiso e matlafatsang, moo 50% ea li-nosepoke li neng li kopantsoe le tlhahiso le tlhahiso ea sucrose.

Mofuta oa 1 likarolo li bontšitse phasic likarabo ho sucrose ho kena ka palo, joalokaha ho bonahala ho moemeli oa mofuta oa 1 unit (Setšoantšo sa 3B), hammoho le boitsebiso ba baahi ba mefuta eohle ea mofuta oa 1 (Setšoantšo sa 3C). Likarabo tsa phasic tsa mefuta ea mofuta oa 2, leha ho le joalo, haholo-holo li ne li bontša likarabo ho moputso-predictive cue (Litšoantšo 3D le 3E). Mekhoa e tloahelehileng ea ho thunya ea li-neuron tsohle tse tlalehiloeng (n = 198, e arotsoe ka Mofuta oa 1, 2, 3, le li-unit tse sa arabeleng) li bonts'oa bakeng sa karolo e ngoe le e ngoe ea mosebetsi: li-nko tse kopantsoeng le cue, li-nose ha ho se na cue, le ho kena koung ea sucrose (Setšoantšo sa 3F). Mefuta eohle ea mofuta oa 1 e bonts'itseng liphetoho tse amanang le phasic ts'ebetsong (74%; n = 14/19) li ne li thabile kapa li thibetsoe ke ho kena ha boema-kepe ba sucrose, ha palo e nyane e bonts'a thibelo ea phasic molemong oa ponelopele ea moputso (Litšoantšo 3B, 3C, le 3G). Ka lehlakoreng le leng, Litsela tsa 2 li ne li le ngata haholo, li na le li-neurons tse arabelang mosebetsi li kenyelletsa khetho e khethehileng (35%), ho kena ho kena ha li-portrose ho khetha (26%), kapa ho kena ka maoto le ho kena ka maoto (12%; Litšoantšo 3D, 3E, le 3H). Ho bontša matla a likarabo tsa mofuta oa 1 le mefuta ea mofuta oa 2 ho liketsahalo tse amanang le mosebetsi, re ile ra rera sele e 'ngoe le e' ngoe ka morero oa boraro ho latela lintlha tsa Z (Setšoantšo sa 3I). Ho bontša ho abeloa ha liphetoho tsa phasic ka ho thunya liketsahalo tse amanang le mosebetsi ka tekanyo ea boleng, re ile ra rera palo ea lisele tsa mofuta o mong le o mong oa photoresponse o oetseng karolong e fanoeng (Setšoantšo sa 3J).

Ha ho fanoa ka karolo e hlalositsoeng hantle ea VTA phosong ea ho bolela esale pele ka moputso (mohlala, phokotso ea phasic ea DA ea neuron e thunyang ka lebaka la khaello e sa lebelloang ea moputso le nyakallo ea phasic ho arabela phano e sa lebelloang ea moputso) (Schultz et al., 1997), re ile ra batlisisa hore na li-neuron tsa LH li tla kenyelletsa phokotso e sa lebelloang ea moputso oa sucrose. Ho etsa sena, re rekotile tšebetso ea methapo ea kutlo ea li-neuron tse arabelang nakong ea ts'ebetso e tšoanang ea moputso ho liphoofolo tse koetlisitsoeng hantle empa ka mokhoa o sa tloheleng 30% ea liphallelo tsa sucrose tse latelang (XNUMX)Setšoantšo sa 4A).

Boholo ba li-unit tsa Type 1 (88%; n = 15/17, biomial distribution, p = 0.001) li ne li sa tsotelle ho putsa ho se phele (Litšoantšo 4B le 4D), athe karoloana e kholo ea li-unit tsa Type 2 (67%; n = 12/18) e bonts'itse karabelo e fapaneng haholo le liteko tse hlahisitsoeng ke moputso le tse siuoeng ke moputso (Litšoantšo 4C le 4D). Re ile ra etsa qeto ea hore li-neurons tsa mofuta oa LH-VTA (mofuta oa 1) li kentse khato ea ho kenella koung, kaha likarabo tsena tsa ho kena ka lipalangoang li ne li phehella esita le ka moputso o sa hlahisoeng (Setšoantšo sa 4D), ho fapana le li-unit tsa Type 2 (chi-square = 10.9804, p = 0.0009).

Ho fumana hore na likarabo tsa mofuta oa 1 ho kena ho keng tsa li-port li ne li hlile li kentse karabo ea boemo bo botle (CR), ho fapana le ho batla meputso e tloaelehileng kapa boitšoaro ba ho hlahloba, re tlalehile litoeba tse sa rutehang tse neng li e-s'o fumane mosebetsi. Metsong e se nang boikarabelo, re ile ra hlahisa sucrose leboteng ha ho se na tlhahiso ea pele (ho sa boleloe hore o tla fana ka moputso) mme o fumane hore mefuta ea mofuta oa 1 ha ea ka ea bontša likarabo tsa phasic ho kena ka hare ho port (Litšoantšo 4E, 4F, le 4I), e lumellanang le mohlala oo mofuta oa 1 neurons o kenang ho CR (Setšoantšo sa 4J).

E latelang, ho fumana hore na mofuta oa sebopeho sa mofuta oa 2 o lumellana le phoso ea boipheliso bo hlalosang moputso, re boetse re tlalehile li-neurons tsena liphoofolong tse koetlisitsoeng hantle nakong eo ho sa tsejoeng hore na ho tla fanoa ka moputso (Setšoantšo sa 4G). Re fumane hore seteishene sa li-unit tsa Type 2 se arabetse liphallo tse sa lebelloang tsa sucrose (50%; Litšoantšo 4G-4I). Ho kopanngoa, likaroloana tsa mofuta oa 2 li na le melaetsa e sa lebelloang ea moputso (Litšoantšo 4C le 4D) le ho sa tsejoe pele ho fana ka moputso (Litšoantšo 4G-4I), e lumellanang le tlaleho ea phoso-e boletsoeng esale pele ea phoso.

Joalokaha re bontšitse ka holimo, Mofuta oa 1 lihlopha li emela neural correlate ea CR. Habohlokoa, keketseho ea palo ea ho thunya e qala pele ho CR, ho pota-pota ho fihlela CR e qetile (Litšoantšo 3B, 3C, le 4B). Ho netefatsa hore na ho ts'oaroa ha tsela ea LH-VTA ho ka khothalletsa CR, re ne re batla ho hlahloba bokhoni ba LH-VTA ts'ebetsong ha re khanna CR ha re thulana le liphello tse mpe. Mothong a mofuta o hlaha, re ile ra hlalosa ChR2-eYFP kapa EYFP feela ka lihlopha tsa LH tsa li-cell mme ra kenya fiber ea optic holim'a VTA (Litšoantšo 5A le S4). Ka lehlakoreng le leng, ho leka karolo ea tsela ea LH-VTA ho buisaneng le CR kapa boits'oaro bo amanang le ho fepa, ka bobeli re hlahisitse NpHR-eYFP kapa eYFP feela liseleng tsa LH mme ra kenya fiber ea optic kaholimo ho VTA (Litšoantšo 5A le S4).

Re ile ra theha mosebetsi oa boemo ba Pavlovian moo litoeba tse haelloang ke lijo li neng li lokela ho tšela gridi e tsositseng ho fumana moputso oa sucrose (Setšoantšo sa 5B). Nakong ea pele "ea motheo" (ka grid e tšosang), re netefalitse hore toeba e 'ngoe le e' ngoe e fumane mokhoa oa ho atamela oa Pavlovian. Lekhetlong la bobeli ("Shock"), keriti ea ts'isinyeho e ile ea fana ka likhahla tse bobebe tsa maoto motsotsoana o mong le o mong. Kamora nako, nakong ea boraro ("Shock + Light"), re ile ra tsoela pele ho fana ka litšabo tsa maoto empa hape ra bonesa lits'oants'o tsa LH ho VTA ka lebone le leputsoa (10 Hz) ho litoeba tse hlalosang ChR2 le ho bapisa taolo ea eYFP le khanya e mosehla (ea kamehla) bakeng sa litoeba tse hlalosang NpHR le taolo ea tsona ea eYFP (Setšoantšo sa 5B).

Re hlokometse palo e phahameng ka ho fetisisa ea likarolo tsa li-port ka nako ea Leseli le Tsosang + le phapang e phahameng ka ho fetisisa lintlha (Shock + Light epoch-Shock-epoch epoch) litoeba tsa ChR2 tse amanang le litoeba tsa eYFP (Setšoantšo sa 5C le Movie S1). Ka lehlakoreng le leng, photoinhibition ea tsela ea LH-VTA e ile ea fella ka ho fokotseha ho hoholo litabeng tsa lipapatso ka palo le phapang pakeng tsa litoeba tsa NpHR mabapi le litoeba tsa eYFP (Setšoantšo sa 5D le Movie S2). Ka hare-ho qeta nako ea liteko tsa ho fela ha nako eo lipuo li sa kang tsa lateloa ke ho ts'oanela ho tsamaisoa li ile tsa bontša mekhoa e tšoanang e le hantle (Setšoantšo sa S4).

Habohlokoa, re ne re batla ho bona hore na liphetoho tsa sucrose tse batlang re li fumane li bakoa ke liphetoho tsa boitšoaro bo amanang le ho fepa kapa ho utloisisa bohloko. Re hlokometse hore photoactivation ea tlhahiso ea LH-VTA e eketsa nako e ngata e sebelisitsoeng ho fepa litoeba tse feptjoeng hantle ka sehlopha sa ChR2 (Setšoantšo sa 5E). Leha ho le joalo, photoinhibition ea tsela ea LH-VTA ha ea ka ea fokotsa haholo lijo (Setšoantšo sa 5F), le hoja liphoofolo tsena e ne e le lijo tse hanngoeng ho ntlafatsa bokhoni ba rona ba ho lemoha ho fokotseha ho latela nako ea motheo (bapisa le liphoofolo tse tsitsitseng Setšoantšo sa 5E). Ha ho na ChR2 (Setšoantšo sa 5G) kapa sehlopha sa NpHR (Setšoantšo sa 5H) na re bone phapang pakeng tsa latency le mohatla o tsoang metsing a chesang (Ben-Bassat et al., 1959, Grotto le Sulman, 1967), ho bontša hore ho qhekella tlhahiso ea LH-VTA ho ne ho sa fetole analgesia.

Ho ithuta ho hlophisoa ha likarolo tsa phetisetso e potlakileng ea lisebelisoa tsa LH ho VTA tse neng li hlahisa litlamorao tsena, re ile ra etsa lirekoto tsa "cell-clamp-clamp" ho tsoa ho li-neurons tsa VTA ka boitokiso ba selae ha re ntse re kenya letsoho lisebelisoa tsa LH tse hlalosang ChR2-eYFP (Litšoantšo 6A le S5). Kaha ho na le heterogeneity e tsitsitseng hantle ka har'a VTA, ho kenyeletsoa -65% DA neurons, -30% GABA neurons, le -5% glutamate neurons (Margolis et al., 2006; Nair-Roberts et al., 2008; Yamaguchi et. al., 2007), re tlatsitse lisele ka biocytin ha re ntse re rekota ho lumella mofuta oa sele ho sebelisoa post-hoc immunohistochemistry bakeng sa tyrosine hydroxylase (TH; Setšoantšo sa 6B), ho phaella tabeng ea ho rekota hona joale ho sebelisoa cation e entsoeng ka hyperpolarization (I_h) le sebaka sa sebaka sa lisele (Litšoantšo 6B le S5).

Ntlha ea pele, re tlalehiloe ka nako ea hajoale nakong ea phototimulation ea ChR2-e hlahisang LH lihlahisoa mme re hlokometse hore 23 ea 27 neurons e bontšitse karabo ea nako e thibelitsoeng ho photostimulation ea LH lihlahisoa (Setšoantšo sa 6C). Boholo ba li-neurons tsa DA tse ileng tsa fumanoa VTA li fumane lits'ebeletso tsa marang-rang tse tsoang LH (56%), athe karolo e 'ngoe ea seteishene e bontšitse thibelo ea letlooa (30%; Setšoantšo sa 6C). Ho aroloa ha libaka tsena tsa neurons tsa DA ho etsoa mapolanka ho lilase tse nyenyane tse nang le VTA (Setšoantšo sa 6D).

Ho theha monehelo oa monosynaptic oa lisebelisoa tsa LH ho li-neurons tsa VTA DA, re sebelisitse 'mapa oa potoloho o thusitsoeng ke ChR2, moo ho rekotiloeng motlakase o neng o etsoa ka pel'a tetrodotoxin (TTX) le 4-aminopyridine (4AP; Petreanu et al., 2007) . Tumellanong le seo re se boneng ho tsoa lirekotong tsa hajoale, re hlokometse hore boholo ba li-neuron tsa VTA DA tse ikhethileng li amohetse feela maikutlo a nyakallo a monosynaptic a tsoang ho LH (67%), ha a bapisoa le li-neuron tsa VTA DA tse amohetseng feela thibelo ea monosynaptic input (11%), kapa ka bobeli (22%; Litšoantšo 6E le S6).

Re khethile li-neurons tsa VTA GABA ka ho enta fluorophore e itšetlehileng ka Cre (AAV₅-DIO-mCherry) ho VTA ea VGAT :: litoeba tsa Cre le ho sebelisa polelo ea mCherry ho tsamaisa ho rekota ha VTA GABA neurons (n ​​= 24; Setšoantšo sa 6F). Likarolo tse mashome a mararo a metso e tšeletseng tsa VTA GABA li-neurone li ile tsa arabela ka thabo e khaphatsehang, athe 54% e ile ea arabela ka thibelo ea letlalo, ho fetisa fototimulation ea li-ChR2-tse hlahisang LH lihlahisoa (Setšoantšo sa 6G). Senyesemane sa sebaka sa lisele tsena se bontsitsoe Setšoantšo sa 6H. Ha re hlahloba lisebelisoa tsa monosynaptic tse tsoang ho LH (joalokaha ho hlalositsoe ka holimo), re fumane hore 18% ea li-neurons tsa GABA tse fumanoeng ka mokhoa o khethehileng feela 'me 9% e fumanoe ho kenya letsoho feela (Setšoantšo sa 6Ke). Leha ho le joalo, mabapi le li-neuron tsa VTA DA, re fumane hore li-neuron tse ngata tsa VTA GABA li amohetse GABA e khahlano le e thibelang GABA ka bobeli_AR-mediated monosynaptic input ho tloha LH (73%; chi-square = 5.0505, p = 0.0246; Litšoantšo 6'Na le S6).

Ka lebaka la hore lirekoto tsa rona tsa ex vivo li fane ka bopaki bo tšehetsang kenyelletso e matla ho tsoa ho likhakanyo tsa GABAergic le glutamatergic LH ho VTA, re ile ra hlahloba karolo ea karolo e ngoe le e ngoe ka boikemelo. Ho etsa sena, re sebelisitse melapo ea li-transgenic ea mouse e hlalosang Cre-recombinase ka li-neuron tse hlahisang transporter ea vesicular glutamate 2 (VGLUT2) kapa transporter ea GABA (VGAT). Re entile AAV₅-DIO-ChR2-eYFP kapa AAV₅-DIO-eYFP ho LH ea VGLUT2 :: Cre le VGAT :: Litoeba tsa Cre le ho kenya fiber ea optic holim'a VTA (Setšoantšo sa S7). Ka nako eo liphoofolo tsena li ne li matha litekong tsohle tsa boitšoaro tse bontšitsoeng Setšoantšo sa 5.

Ha rea ​​ka ra bona phapang leha e le efe e ka fumanoang palo ea li-port e entsoeng ka motsotsoana pakeng tsa litoeba tse hlalosang ChR2 kapa eYFP ho LH^glut-VTA tlhahiso (Setšoantšo sa 7A) kapa ho LH^GABA-VTA tlhahiso (Setšoantšo sa 7B). Leha ho le joalo ha re hlahloba video, re hlokometse boitšoaro bo hlephileng ba ho itšoara ka har'a LH^GABA-VTA: sehlopha sa ChR2 holim'a khanya e khanyang (sheba Lifilimi S3 'me S4). Ho LH^glut-VTA litoeba, le hoja ho ne ho e-na le mokhoa oa ho fokotsa ho fepa fototimulation sehlopheng sa ChR2 ha se bapisoa le sehlopha sa eYFP, sena se ne se sa ratehe haholo (Setšoantšo sa 7C). Ka lehlakoreng le leng, re ile ra bona keketseho e matla nakong eo re e qetileng re fepa litoeba tse sate ha re khanya ho LH^GABA-VTA: sehlopha sa ChR2 se amanang le litaelo (Setšoantšo sa 7D le Movie S3). Ha ho na sehlopha sa liphoofolo se neng se le teng ka lebaka la ho tsosoa ha leseli mokhoeng oa ho tlohela mohatla (Litšoantšo 7E le 7F).

Nakong ea mosebetsi oa ho fepa, joalo ka ha re ne re etsa mosebetsi oa sucrose, re boetse re hlokometse hore ho na le likoloi tse fanang ka lijo tse sa sebeliseng lijo. Re hlahisitse mouse e emelang ho LH^GABA-VTA: Sehlopha sa ChR2 ka phapusing e se nang letho e pepeneneng, 'me ho 20 Hz photostimulation, re bone tatellano e sa tloaelehang ea makoloi e kang ho nyeka le ho lla fatše kapa sebaka se se nang letho (Movie S4). Re ile ra lekanyetsa mekhoa ena ea "gnawing" nakong ea mosebetsi oa phepo ka mofuta oa mofuta oa LH-VTA (Setšoantšo sa 7G), LH^glut-VTA (Setšoantšo sa 7H), le LH^GABA-VTA (Setšoantšo sa 7I) lihlopha le ho bontša hore LH^GABA-VTA: Litoeba tsa ChR2 li ne li oela ho feta mofuta oa mofuta o mong kapa LH^glut-VTA: ChR2 litoeba ha fototimulated, ha li bapisoa le lihlopha tsa EYFP tsa tsona (Setšoantšo sa 7J). Re ile ra nahana hore na mekhoa e amanang le ho fepa ka maling e ka arohanngoa le mokhoa o loketseng oa ho fepa maemong a fokolang. Leha ho le joalo, ha re lekoa LH^GABA-VTA: Sehlopha sa ChR2 se nang le literene tsa 5 Hz le 10 Hz tsa leseli le leputsoa, ​​re bone kamano e lekanang lipakeng tsa maqhubu a ts'usumetso le ho fepa le ho loma (Setšoantšo sa 7K).

LH e hlalosang VTA e 'nile ea hlahlojoa ka lithuto tsa motlakase oa motlakase (Bielajew le Shizgal, 1986)' me nako e telele e fetiselitsoe hore e phethe karolo ho moputso oa ho sebetsa (Hoebel le Teitelbaum, 1962, Margules le Olds, 1962), leha ho le joalo e hatisa sena karolo e bile phephetso. Mona, re fana ka ts'oaetso e qaqileng ea hore na likarolo tse ling tsa lH-VTA loop li etsa likarolo tse fapaneng tsa mosebetsi o amanang le moputso.

Ka tšebeliso ea phototagging ea optogenetic-mediated (Setšoantšo sa 1), re khetholletse lihlopha tse peli tse fapaneng tsa LH neurons: lisele tse romellang likhahla tsa VTA (Type 1) le lisele tse fumanang maikutlo a tsoang ho VTA (Type 2; Setšoantšo sa 2) - le hoja baahi bana ba sa hlokahale hore ba be le maemo a le mong, kaha ho ka etsahala hore LH neurone e ka romela le ho fumana melemo ho VTA. Hoa thahasellisa hore ebe re fumane hore ho na le li-neurone tse seng kae feela tse senyang likhahla tse oelang ka ntle ho tlhahiso ea bimodal e kenyelletsang baahi bana ba babeli (Litšoantšo S2B le 1E). Ha re fuoa sena, hammoho le tieho ea nako e telele ea latency ea li-photoresponses tsa Mofuta oa 2 (∼100 ms), re nahana hore ho ka ba le tsela e le 'ngoe e ka sehloohong e tlatsetsang tšebetsong ea li-neurone tsa Type 2. Ntle le moo, hobane DA e tlama li-protein tse kopaneng tsa G, li-kinetics li tsamaea butle ho feta li-synapses tse ngata tsa glutamatergic (Girault le Greengard, 2004) mme e kanna ea hlalosa sehlopha sena sa li-unit tsa 100 ms latency photoresponsive. Hape ho ka etsahala hore VTA e ka fana ka maikutlo a sa tobang ka libaka tse ling tse hole, ka libaka tse mahareng tse nyarosang tse kang amygdala, kapa ka thibelo ea likokoana-hloko ka li-nucleus accumbens (NAc) kapa khubu ea bethe ea stria terminalis (BNST).

Ho khahlisang ke hore, ha ho nka lifoto tsa mofuta oa 1 ho hlahisa likarabo tse nyarosang lihlopheng tsa Type 2, Type 1 le 2 li bonts'a likarolo tse khethollang boitšoaro. Mohlala, lipalo tsa mefuta ea Type 1 le Type 2 tse khethang moelelo oa ponelopele ea moputso li fapane haholo (n = 0/19 Mofuta oa 1 khahlanong le n = 12/34 Mofuta oa 2, chi-square = 8.67, p = 0.003) . Mokhoa ona oa karabelo o makatsang o ka bakoa ke lits'ebetso tsa likhomphutha karolong e bohareng ea potoloho, joalo ka VTA, e kanna ea bapala karolo e mafolofolo nakong ea boits'oaro empa e sa sebetse nakong ea ho fota. Ntle le moo, boemo ba boitšoaro ba phoofolo bo ka susumetsa hore na lintlha tsena li sebetsoa joang.

Monyetla oa rona oa tlhahlobo ea liteko e ile ea re lumella hore re khetholle pakeng tsa LH neural encoding ea CR le ho sebelisoa ha ts'ebetso e sa amoheleheng (US). Lits'ebetsong tsena, mochine oa lihlopha tsa 2 o ile oa arabela mofuteng oa ho fana ka moputso (CS) le US hape o bontšitse ho fokotseha ha tefo ea ho thunngoa ha moputso o lebeletsoe. Ho phaella moo, karoloana ea mefuta ea 2 e boetse e bontša ho tsosolosa phasic holim'a phaliso e sa lebelloang ea moputso (Litšoantšo 4G le 4H). Lintlha tsena li re hopotsa ka moo li-neuron tsa DA ho VTA li kenyelletsang phoso ea ho bolela moputso (Cohen et al., 2012; Schultz et al., 1997). Re nahana hore li-neurons tsa VTA li ka fetisetsa matšoao a phoso ea ho bolela esale pele moputso ho seteishene sa li-neuron tsa LH, tse maemong a matle ho hokahanya matšoao ana molemong oa qeto ea boits'oaro bo nepahetseng. Haholo-holo, LH e hokahane ka matla le libaka tse ling tse ngata tsa boko (Berthoud le Münzberg, 2011) mme e hokahantsoe ka mokhoa o ts'oanang le maemo a homeostatic joalo ka boroko / tsoho le tlala / satiety (Carter et al., 2009, Jennings et al. , 2013).

Boitšoaro bo qobelloang ba ho batla moputso bo buuoe haholo-holo molemong oa bokhoba ba lithethefatsi, moo mokhoa oa khale oa ho qobella batho ho batla lithethefatsi e bileng ho hlahloba hore na boitšoaro bo batlang lithethefatsi bo phehella hakae ho sa tsotelehe litlamorao tse mpe, joalo ka ts'abo ea maoto (Belin et al., 2008, Pelloux et al., 2007, Vanderschuren le Everitt, 2004). Re fetotse mosebetsi ona hore sucrose e batle ho re lumella ho etsa lipatlisiso hore na ts'ebetso ea LH-VTA e ne e lekane ho khothaletsa ho batla ho qobella sucrose. Kaha phapang e fapaneng lipakeng tsa lithethefatsi le moputso oa tlholeho ke hore meputso ea lithethefatsi ha e hlokahale bakeng sa ho phela, ho na le phehisano mabapi le hore na ke boits'oaro bofe bo ka etsang boitšoaro bo qobelloang ba sucrose kapa bo batlang lijo. Tlhaloso e 'ngoe ea tlhaiso-leseling ea rona ke hore ts'ebetso ea tsela ea LH-VTA e mpa e eketsa drive e susumetsang kapa takatso ea ho batla lithuso tse matlafatsang. Ha sekhahla sa botenya se eketsehile lilemong tse mashome tsa morao tjena (Mietus-Snyder le Lustig, 2008), ho itlopa joala hampe le ho lemalla tsoekere ke maemo a atileng a sokelang bophelo ba batho haholo (Avena, 2007). Boitšoaro ba ho fepa litoeba tse sated (tse fepehileng ka botlalo) kamora ho ts'oaroa ha tsela ea LH-VTA ke khopotso ea boits'oaro bo bonoang ho batho ba fumanoeng ba na le bothata ba ho itlopa joala (kapa binge-eating disorder) (DSM-V).

Ho 'nile ha etsoa tlhahiso ea hore liketso tse atisang ho lebisa tlhophisong ea mekhoa, e leng eona e lebisang ho moputso oa ho qobella batho ba batlang ho ba le lithethefatsi (Everitt le Robbins, 2005). Re fumana hore LH-VTA neurons e kenyelletsa ho kena ka palo ka mor'a hore boemo bo bontše hore tsela ena e khetholla ka mokhoa o khethollang karabo e amohelehang, eseng feela ketso e susumelitsoeng. Sena se lumellana le litlhaloso tsa rona tse bonts'ang ho etsa sena ho ka khothalletsa meputso e ikemetseng e batlang ho sa tsotellehe liphello tse mpe (Setšoantšo sa 5C), hammoho le ho se be le tlhokahalo (joalo ka ho bonahala mafarong a satiloeng, Setšoantšo sa 5E). Tlhaloso ena e matlafatsoa haholoanyane ke ho fumana hore photoinhibition ea tsela ea LH-VTA e fokotsa ka mokhoa o fokolang motsoako oa li-sucrose ho batla (Setšoantšo sa 5D) empa ha e fokotse ho fepa ka litoeba tse thibetsoeng lijo (Setšoantšo sa 5F). E 'ngoe ea mathata a maholo ka ho fetisisa tabeng ea ho phekola mathata a mangata a ho ja kapa ho ja lijo ke ho ba kotsing ea ho fokotsa boitšoaro bo fepa ka kakaretso. Ho tsoa ponong ea phetolelo, re ka be re khethile sekheo se itseng sa neural e le ntho e ka reretsoeng ho ntlafatsa mekhoa ea phekolo ea ho qeta lijo tse ngata kapa ho tsuba tsoekere ntle le ho nyehela mekhoa ea tlhaho ea lijo.

Re bontša hore ntle le karolo ea glutamatergic LH-VTA (Kempadoo et al., 2013), ho boetse ho na le karolo ea bohlokoa ea GABAergic ho projeke (Leinninger et al., 2009), le hore li-neuron tsa LH li hokahana ka kotloloho ho bobeli ba DA le Li-neuron tsa GABA ho VTA (Setšoantšo sa 6). Leha ho le joalo, ho na le phapang pakeng tsa ho kenya letsoho le ho thibela li-neuronsane tsa VTA DA le GABA.

Ha re ntse re sebelisa mokhoa oa immunohistochemical processing ho netefatsa hore na VTA neurons ke mang, re boetse re lekanya I_h, hyperpolarization-activated inwardward fixing non-specific cation current (Lacey et al., 1989, Ungless le Grace, 2012). Boteng ba hona joale bo sebelisitsoe haholo lithutong tsa motlakase ho khetholla li-neuron tsa DA, empa ho bonts'itsoe hore e teng feela ka bongata ba li-neuron tsa DA, tse hlalositsoeng ke sepheo sa projeke (Lammel et al., 2011). Leha e kile ea hlahisoa tlhahlobisong ea Fields le basebetsi mmoho hore "LH neurons e hokahana le likhakanyo tsa VTA ho PFC, empa eseng tse hlahisang NAc" (Fields et al., 2007), tlhaiso-leseling ea rona e fana ka maikutlo a hore phehisano ena e ka buloa bocha bakeng sa lipatlisiso tse ling. Le ha re ile ra bona seteishene sa li-neuron tsa DA tse fumaneng nyakallo e tsoang ho LH mme e na le I e nyane haholo_h (e lumellanang le li-DA neurons tse nang le mPFC- kapa NAC)._h (e lumellanang le litšoaneleho tsa ma-neurons a DA a hlalosang sekhetla sa NAC; Setšoantšo sa S5; Lammel et al., 2011). Ka lehlakoreng le leng, li-neurons tsa VTA DA tse fumaneng kenyelletso e thibelang letlooa li bonts'itse nna e monyane haholo_h kapa e haelloa ke hona joale, e leng tumellanong le mohopolo oa hore LH e romella ho kenya letsoho ho li-neurons tsa VTA DA tse lebisang ho mPFC kapa khetla e bohareng ea NAc. Re bonts'a hape hore lisebelisoa tsa LH li ka bonoa ho VTA ea mahareng le ea morao, ho fana ka maikutlo a hore LH e fana ka lisebelisoa ho li-neurons tsa VTA ka lipheo tse fapaneng tsa projeke, joalo ka ha ho tsebahala hore sepheo sa morero oa VTA se tšoana hantle le sebaka sa sebaka haufi le axial-lateral axis ( Lammel et al., 2008).

Karolo ea tsela ea LH-VTA ea ho khothaletsa moputso e kile ea nkuoa e le phetisetso ea glutamatergic ho VTA (Kempadoo et al., 2013), joalo ka ha moetapele oa CaMKIIα a nahanoa hore o khetha methapo ea kutlo ea projeke. Leha ho le joalo, tlhaiso-leseling ea rona e bonts'a ka ho hlaka hore ho hlahisa ChR2 tlasa taolo ea CaMKIIcy promoter le hona ho shebile GABAergic projeke ea li-neuron ho LH (Setšoantšo sa 6).

Boitšoaro bo hlophisitsoeng ke photostimulation ea LH^GABA-AVTA e ne e fokotsehile, e laoloa hampe, e bile e fokotseha (Movie S4). Tlhaloso e le 'ngoe ke hore ts'ebetso ea LH^GABA-VTA tsela e romela pontšo ho mouse e etsang hore ho amoheloe ho matlafatsa takatso. Tlhaloso e 'ngoe ke hore LH^GABA-AVTA tsela e ka 'na ea susumetsa matla a khothatsang kapa "ho batla," e lumellanang le pontšo e tlas'a mokhoa o laoloang ke boemo, empa ka mokhoa o seng oa boipheliso o hlahisang boitšoaro bona bo amanang le ho fepa (Berridge le Robinson, 2003). Tumellanong le sena, ho ka etsahala hore ts'ebetsong ea LH^GABA-VTA tlhahiso e hlile e hlahisa maikutlo a matla a ho labalabela, kapa ho khothalletsa ho fepa. Leha ho le joalo, liteko tsa rona li bontša hore ts'ebetso ea LH^GABA-VTA ha e hlahise keketseho ea compulsive sucrose e batlang, empa sena se ka etsahala ka lebaka la ho itšoara ka tsela e feteletseng le mekhoa e mebe ea khatello ea maikutlo ho lebisitsoe ho lintho tse sa jeoeng kamoreng ea teko. Le hoja ho le thata ho fumana phihlelo ea mouse ka nako eo, ho hlakile hore boitšoaro bo amanang hantle le ho ba le mekhoa ea ho fepa bo hloka hore ho lumellane ho ts'oaroa ha likarolo tse peli tsa GABAergic le glutameter tsa LH-VTA.

Optogenetic le pharmacogenetic manipulations ke lisebelisoa tse matla tsa ho theha likamano tsa bothata, leha ho le joalo ha li senole lintho tse phelang tse sa feleng, tse nang le mekhoa ea methapo ea methapo ea meriana. Thuto ea rona e kopanya tlhahisoleseding e mabapi le synaptic connectivity, mosebetsi oa tlhaho o tsoileng matsoho, le karolo ea bohlokoa ea tsela ea LH-VTA, ho fana ka lintlha tse ncha tsa temohisiso mabapi le hore na boitsebiso bo kenyelelitsoe joang motseng ona. Liphetho tsena li totobatsa bohlokoa ba ho hlahloba karolo ea ts'ebetso ea li-neurone ka ho ikopanya, ho phaella ho liphatsa tsa lefutso. Li-neurons tsa LH-VTA li khethile ka kakaretso liketso tsa moputso o batlang empa ha lia ka tsa khomarela tšusumetso ea tikoloho, empa litlhoko tse khotsofatsang le tse fanang ka moputso li ne li kentsoe ka har'a sechaba sa discrete sa LH neurons ka tlase ho VTA. Ho feta moo, re hlokometse hore ho na le moelelo o itseng o kenyelletsoeng ke ho qobella mokhoa oa ho phekola sucrose le ho fepa. Tlhahlobo ea LH-VTA e hlokahalang bakeng sa ho fana ka ts'ebetso e nepahetseng pakeng tsa ho khanna le ho laola mekhoa e nepahetseng ea boitšoaro. Liphuputso tsena li fana ka lintlha tse amanang le maemo a matšoao a kang ho kula ho feteletseng, ho lemalla tsoekere le botenya