Koordinering av hjärnbredd aktivitetsdynamik med dopaminerga neuroner (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.

Abstrakt

Flera neuropsykiatriska tillstånd, såsom beroende och schizofreni, kan delvis uppstå av dysreglerad aktivitet av ventral tegmental area dopaminerge (THVTA) neuroner, samt från mer global maladaptation i neurokretsfunktionen.

Huruvida THVTA Aktiviteten påverkar storskalig hjärnbredd funktionen är fortfarande okänd. Här aktiverade vi selektivt THVTA neuroner i transgena råttor och uppmätta resulterande förändringar i helhjärnaktivitet med användning av stimulusframkallad funktionell magnetisk resonansavbildning (fMRI). Genom att tillämpa en standardmetod för generaliserad linjär modell (GLM) analyserar våra resultat att selektiv optogenetisk stimulering av THVTA neuroner förbättrade cerebral blodvolym (CBV) signaler i striatala målregioner på ett dopaminreceptorberoende sätt.

I en hjärnbredd voxelbaserad huvudkomponentanalys (PCA) av samma dataset avslöjades dock att dopaminerg modulering aktiverar flera ytterligare anatomiskt distinkta regioner i hela hjärnan, inte typiskt förknippade med händelser med dopaminfrisättning. Vidare uttrycklig parning av THVTA neuronal aktivering med en forepaw-stimulans av en viss frekvens utvidgade den sensoriska representationen av den stimulansen, inte uteslutande inom de somatosensoriska corticesna, utan hjärnans hela.

Tdessa data tyder på att modulering av THVTA neuroner kan påverka hjärntynamiken över många distribuerade anatomiskt distinkta regioner, även de som får liten eller ingen direkt THVTA inmatning.

PMID:

27515791

DOI:

10.1038 / npp.2016.151