Neurons ya Dopaminergic ya Siri ya Nishati katika Substantia ya Binadamu Nigra Kutabiri Mafanikio ya Kuunda Kumbukumbu ya Kumbukumbu (2018)

2018 Apr 12. pii: S0960-9822 (18) 30353-1. toa: 10.1016 / j.cub.2018.03.024. [Epub kabla ya kuchapishwa]
 

abstract

Usimbuaji wa habari kwenye kumbukumbu ya kutangaza ya muda mrefu inawezeshwa na dopamine. Utaratibu huu unategemea ishara za riwaya za hippocampal, lakini bado haijulikani ni jinsi gani ubongo wa kati wa dopaminergic hubadilishwa na habari ya kutangaza-ya kumbukumbu. Tulirekodi nyuroni za kibinafsi za nigra (SN) na uwezo wa uwanja wa gamba kwa wagonjwa wa kibinadamu wanaofanya kazi ya kumbukumbu ya utambuzi. Tuligundua kuwa 25% ya SN neurons zilibadilishwa na riwaya ya kichocheo. Umbo la mawimbi ya nje ya seli na eneo la anatomiki lilionyesha kuwa hizi neva za kuchagua kumbukumbu zilikuwa zinawekwa dopaminergic. Majibu ya niuroni za kuchagua kumbukumbu zilionekana 527 ms baada ya kuanza kwa kichocheo, zilibadilishwa baada ya jaribio moja, na zilionyesha usahihi wa utambuzi. Awamu ya neuroni ya SN imefungwa kwa oscillations ya mbele ya cortical theta-frequency, na kiwango cha uratibu huu ulitabiri malezi ya kumbukumbu yenye mafanikio. Takwimu hizi zinafunua kuwa neurons ya dopaminergic katika SN ya binadamu imeundwa na ishara za kumbukumbu na kuonyesha maendeleo ya mtiririko wa habari kwenye kitanzi cha hippocampal-basal ganglia-frontal cortex kwa usimbuaji kumbukumbu.

Keywords:

DBS; ECoG; Parkinson; basal ganglia; dopamine; kitengo cha mtu mmoja; kumbukumbu; uwiano-shamba-msongamano; substantia nigra; theta

Kielelezo 1

Kazi, Tabia, na Maeneo ya Kurekodi

(A) Muhtasari rahisi wa mfano wa Lisman-Grace.

(B) Kazi. Juu: skrini zilizowasilishwa kwa masomo wakati wa jaribio la mfano. Chini: urefu wa muda ambao kila skrini ilionyeshwa.

(C) tabia. Utambuzi wa usahihi wa vikao vyote, cheo kilichoamriwa, huonyeshwa. Baa ya kijani huonyesha vikao na usahihi wa nafasi; baa za njano huonyesha vikao na rekodi zilizowekwa nje ya SN.

(D na E) Mahali pa tovuti za kurekodi microelectrode katika nafasi ya Talairach huko Y = -16 (D) na Y = -17.2 (E). Contours zinaonyesha mipaka inayotokana na atlas ya SN na STN [21]. Mawasiliano ni rangi katika nyekundu ikiwa angalau moja ya neuron ya kuchagua kumbukumbu (tazama SN Neurons Tofauti kati ya Novel na Familiar Stimuli na Uchambuzi wa Aina ya Kiini) ilisajiliwa mahali hapa na bluu ikiwa vinginevyo.

(F) Mahali ya rekodi za usawa. Inaonyesha eneo la kati la mawasiliano ya ECoG yaliyoandikwa katika vikao sita vya kurekodi ambavyo picha ya X-ray isiyopatiwa inapatikana (tazama Njia za STAR). Angalia Kielelezo S2D kwa mfano kutoka kwa somo la mtu binafsi. Ubongo upya umeonyeshwa ni ubongo wa template [22].

Tazama Picha Kubwa | Angalia picha ya Hi-Res | Pakua Slide ya PowerPoint

Inafungua picha kubwa

Inafungua picha kubwa

Inafungua picha kubwa

 

Mambo muhimu

• Vikundi vya wanaume vya nigra (SN) vya neurons vinatengenezwa na uchangamfu wa kichocheo

• Neurons ya kuchagua kumbukumbu katika giza nigra ni kuwekaatively dopaminergic

• Kuzuia awamu ya neurons ya SN kwa kufuta mbele kunatabiri uundaji wa kumbukumbu

• Inathibitisha utabiri wa mfano wa Lisman na Grace wa VTA / SN-hippocampus kitanzi katika wanadamu

Muhtasari

Usimbuaji wa habari kwenye kumbukumbu ya kutangaza ya muda mrefu inawezeshwa na dopamine. Utaratibu huu unategemea ishara za riwaya za hippocampal, lakini bado haijulikani ni jinsi gani ubongo wa kati wa dopaminergic hubadilishwa na habari ya kutangaza-ya kumbukumbu. Tulirekodi nyuroni za kibinafsi za nigra (SN) na uwezo wa uwanja wa gamba kwa wagonjwa wa kibinadamu wanaofanya kazi ya kumbukumbu ya utambuzi. Tuligundua kuwa 25% ya SN neurons zilibadilishwa na riwaya ya kichocheo. Umbo la mawimbi ya nje ya seli na eneo la anatomiki lilionyesha kuwa hizi neva za kuchagua kumbukumbu zilikuwa zinawekwa dopaminergic. Majibu ya niuroni za kuchagua kumbukumbu zilionekana 527 ms baada ya kuanza kwa kichocheo, zilibadilishwa baada ya jaribio moja, na zilionyesha usahihi wa utambuzi. Awamu ya neuroni ya SN imefungwa kwa oscillations ya mbele ya cortical theta-frequency, na kiwango cha uratibu huu ulitabiri malezi ya kumbukumbu yenye mafanikio. Takwimu hizi zinafunua kuwa neurons ya dopaminergic katika SN ya binadamu imeundwa na ishara za kumbukumbu na kuonyesha maendeleo ya mtiririko wa habari kwenye kitanzi cha hippocampal-basal ganglia-frontal cortex kwa usimbuaji kumbukumbu.

kuanzishwa

Uundwaji wa kumbukumbu za kukubalika hutegemea uwezo wa synapses ya hippocampal kwa kubadili haraka nguvu zao kupitia uwezekano wa muda mrefu na unyogovu [1]. Nguvu na muda wa plastiki ya synaptic hutegemea viwango vya dopamini za ziada [2, 3], neuromodulator iliyotolewa katika hippocampus kutoka vituo vya axonal vinavyotokana na neuroni za dopaminergic katika substantia nigra (SN) na eneo la eneo la vala (VTA) [4]. Nguvu za kukumbusha kumbukumbu za hippocampal hutolewa na kutolewa kwa dopamine: wote kiwango cha uanzishaji wa SN / VTA [5, 6] na viwango vya dopamine ndani ya hippocampus [2, 7] ufanisi mafanikio ya encoding. Wakati wanyama wanapofichwa na mazingira mapya, viwango vya dopamini vinaongezeka na kuwezesha uwezekano wa muda mrefu katika hippocampus. Kumbukumbu hii iliyoimarishwa kwa mazingira ya riwaya, hata hivyo, inapotea wakati receptors za hippocampal za dopamini zimezuiwa [8]. Ingawa maonyesho haya na mengine yanaonyesha jukumu muhimu la dopamine iliyotolewa na neurons za SN / VTA katika kumbukumbu ya kukuza [9, 10, 11], taratibu za msingi zinazosimamia majibu haya hazielewi vizuri.

Kujifunza jinsi SN / VTA dopaminergic neurons ishara zawadi na malipo ya matarajio ya matarajio [12, 13, 14] umefunua uelewa wa utaratibu wa jukumu la SN / VTA katika hali ya kikao na kujifunza kujifunza [15]. Kwa kuongeza, kwa wanadamu, SN neurons pia hujibu sauti zisizo za kawaida katika dhana isiyo ya kawaida ya mpira [16] na kuingiza matokeo ya uamuzi [17]. Kwa upande mwingine, kidogo haijulikani juu ya jukumu la SN / VTA katika upatikanaji wa kumbukumbu za kutangaza. Ingawa SN dopaminergic neurons huitikia msukumo wa riwaya wakati wa hali [13, 18, 19, 20], hakuna rekodi zilizopo za neurons za SN wakati wa kazi za kukumbuka kumbukumbu. Kwa hiyo bado haijulikani ikiwa SN neurons hufafanua ujuzi kutoka kwa riwaya ya riwaya na kama uanzishaji huo unahusiana na mafanikio ya kumbukumbu ya kumbukumbu.

Imependekezwa kuwa mfumo wa dopaminergic na hippocampus huunda kitanzi cha kimataifa kinachoanza na ishara ya uvumbuzi wa hippocampal ambayo husababisha kwa muda mfupi neurons za dopaminergic kwenye SN / VTA, ambayo inawezesha kuimarisha plastiki ya hippocampal kwa kuanzishwa kwa receptors ya hippocampal dopamine (Kielelezo 1A) [9, 23]. Ijapokuwa hypothesis ya awali inahusisha SN na VTA, mtazamo wetu hapa tu juu ya SN, na hivyo tunazuia majadiliano yafuatayo kwa utabiri unaofaa kwa SN. Pia, hatupunguzi majadiliano ya neurons ya dopaminergic ya SN, kwa sababu neuroni za kibaya huzuia dalili za dopaminergic (DA)24], na kufanya majibu yao sawa sawa na hypothesis. Hippocampus-SN / VTA hypothesis kitanzi [9, 23] hufanya utabiri maalum kwa heshima ya kumbukumbu za kutangaza: kwanza, inatabiri kuwa shughuli za SN neurons husimamiwa na riwaya ya kichocheo wakati wa majukumu ya kumbukumbu ya kutangaza. Pili, inatabiri kuwa moduli hii inaonekana, ikilinganishwa na mwanzo wa kichocheo, kwanza kwenye kiboko ikifuatiwa na SN. Tatu, ikiwa ni muhimu kwa kumbukumbu ya kutangaza, shughuli za SN wakati wa vichocheo vya riwaya zinapaswa kuwa utabiri wa kufanikiwa au kutofaulu kwa malezi ya kumbukumbu kama inavyotathminiwa na tabia ya baadaye. Hapa, tunajaribu utabiri huu moja kwa moja kwa wanadamu kwa kurekodi shughuli za neuroni za SN za kibinafsi na kuhusisha shughuli zao na nguvu ya kumbukumbu ya tabia.

Masomo yetu yamefanya kazi ya kukumbuka kumbukumbu ambayo sisi na wengine tumeelezea neuroni za uhalisi-ishara katika hippocampus ya binadamu [25]. Kiwango gani ambacho hizi neurons za kuchagua kumbukumbu zimewekwa kwa njia ya kusambaza kwa njia hiyo ni predictive ya mafanikio au kushindwa kwa kumbukumbu kumbukumbu [26]. Dopamine inadhaniwa kuwa muhimu kwa mafanikio ya malezi ya kumbukumbu katika kazi hii, kuinua swali kama au sio shughuli za neurons za SN zimeunganishwa kwa ziada na nyongeza zinazoendelea. Mipangilio ya Theta na mengine ya oscillations ya chini-frequency ni muhimu katika kuratibu mtiririko wa habari kati ya maeneo ya cortical na subcortical [27, 28, 29], ikiwa ni pamoja na SN / VTA, hippocampus, na cortex. Hata hivyo, bado haijulikani ikiwa uratibu wa shughuli za neural kati ya SN neurons na kamba pia ina jukumu katika kuunda kumbukumbu ya kukubalika. Hapa, sisi wakati huo huo tuliandika shughuli za neurons za SN pamoja na uwezekano wa uwanja wa cortical juu ya lobe ya mbele ili kuchunguza ikiwa shughuli za SN neurons zinahusishwa na shughuli za kamba na kama uwiano huo ni utabiri wa mafanikio ya malezi ya kumbukumbu.

Matokeo

Kazi na Tabia

Masomo ya 23 (vikao vya 28; tazama Jedwali S1) inakabiliwa na kuimarisha kifaa cha kina cha ubongo (DBS) katika kiini cha subthalamic (STN) kwa ajili ya kutibu ugonjwa wa Parkinson (PD) au kutetemeka muhimu kwa kufanya kazi ya kumbukumbu ya kutambua. Vikao viwili vya kurekodi vilitengwa kwa sababu masomo yalifanyika kwa kiwango cha nafasi, na vikao vitatu vilitengwa kwa sababu rekodi zilifanywa nje ya SN (angalia Takwimu 1D na 1E). Hivyo, vikao vya 23 vilibakia kwa uchambuzi.

Majarida waliulizwa kutazama mlolongo wa picha na kutambua picha kila kama riwaya au ujuzi (Kielelezo 1B). Masomo yalibonyeza kitufe "kipya" au "cha zamani" kutoa majibu yao (kitambulisho cha kitufe kiligeuzwa katikati ya jaribio). Kila picha iliwasilishwa hadi mara tatu. Uwasilishaji wa kwanza unatajwa kama "riwaya" na mawasilisho mawili yaliyobaki kama "ya kawaida". Masomo yalifanya vizuri, na wastani wa usahihi wa utambuzi wa 82% (± 8%, ± SD; Kielelezo 1C). Pia, masomo yaliendelea kujifunza kama ilivyoonyeshwa na ongezeko kubwa la utendaji wakati wa uwasilishaji wa pili unaofahamika (87% ± 13%) ikilinganishwa na ile ya kwanza (74% ± 12%, t [22] = 5.62, p = 0.0005, idhini ya kuoanisha t mtihani). Majaribio sahihi tu yalitumika kwa uchambuzi isipokuwa imeelezwa vinginevyo. Wakati wa kati kati ya mwanzo wa skrini ya swali na kitufe cha kifungo kilikuwa 0.69 ± 0.99 s, bila tofauti kubwa katika wakati wa majibu kati ya riwaya (1.12 ± 1.06 s) na majibu ya kawaida (1.05 ± 0.90 s, t [22] = 1.17, p = 0.26, ruhusa iliyooanishwa t mtihani). Picha tulizotumia kila moja zilikuwa za moja ya aina tatu tofauti za kuona (wanyama, mandhari, na matunda). Hakukuwa na tofauti kubwa katika wakati wa majibu kama kazi ya kategoria ya kuona (ruhusa ya njia moja ANOVA: F [2,44] = 2, p = 0.13). Pamoja, data hizi za kitabia zinaonyesha kuwa wagonjwa walifanya kazi hiyo kwa usahihi. Upimaji wa tathmini ya uchunguzi wa kisaikolojia wa mapema ulikuwa sawa na uchunguzi huu (tazama Jedwali S1).

Electrophysiology

Sisi kutambua 66 pekee putative single neurons kumbukumbu kutoka SN. Takwimu 1D na 1E kuonyesha maeneo ya maeneo yote ya kurekodi katika nafasi ya Talairach kama ilivyoelezwa kutoka kwa kuratibu za stereotactic (pia tazama Njia za STAR na Takwimu S2E na S2F). Neurons zilikuwa zimejitenga vizuri kama zilipimwa kwa kiasi kikubwa kutumia spike kuchagua metrics bora (Kielelezo S1). Katika maandishi yote, tunatumia maneno neuron, kitengo, na seli kwa kubadilishana kutaja neuron moja ya kuweka. Kutoka kwa kila microelectrode, tulirekodi pia uwezekano wa uwanja kwa kutumia mawasiliano ya elektroni yenye kiwango cha chini iliyo 3 mm juu ya ncha ya microelectrode (Kielelezo S2A). Kwa kuongeza, tumeandika alama za usawa (umeme) [electrocorticography [ECoG]) kwa kutumia electrode ya mviringo iliyowekwa chini ya uso wa ubongo wa fronto-parietal, kupanua anterior na posterior kwa sulcus kati (Takwimu S2B-S2D). Tumeweka nafasi ya electrodes ya ECoG na maeneo yao yanayohusiana na cortical kutumia mchanganyiko wa imaging isiyosababishiana na kuchochea ujasiri wa kisayansi (tazama Njia za STAR na Takwimu S2C na S2D). Eneo la kati la rekodi zote za ECoG huonyeshwa Kielelezo 1F.

SN Neurons Jibu kwa Stimuli ya Visual

Tulijaribu kuchunguza kama kiwango cha neuroni kilibadilika kiwango cha kupiga moto kwa kukabiliana na picha ya kuanza wakati wa kuzingatia majaribio yote pamoja, bila kujali riwaya / ujuzi (tazama Njia za STAR). Tuligundua kuwa 14/66 (21.2%, p = 0.002, ikilinganishwa na usambazaji batili; Kielelezo 2A) ya neuroni ilibadilisha kiwango chao cha kurusha kwa kujibu mwanzo wa picha (kulinganisha spikes kwenye dirisha 0-1.5 s ifuatayo mwanzo wa kichocheo na mwanzo wa kichocheo kilichotangulia cha -0.5-0). Kati ya hizi "picha zinazojibu picha", tano ziliongeza kiwango chao cha kurusha jamaa na msingi (mfano neuron iliyoonyeshwa katika Kielelezo 2C) na 9 ilipungua kiwango cha kupiga risasi (mfano wa neuron umeonyeshwa Kielelezo 2D). Neuroni zilizoongeza kiwango chao cha kurusha zilijibu kwa kasi zaidi kuliko zile ambazo zilipunguza kiwango chao cha kurusha (224.8 ± 138.5 ms dhidi ya 426 ± 141.9 ms, t [12] = 2.58, p = 0.03, ruhusa ya mtihani; tazama Kielelezo 2B).

Katika maeneo mengi ya ubongo wa binadamu, neurons hufautisha kati ya makundi ya kuona [30]. Kwa hivyo baadaye tukauliza ikiwa majibu ya nyuroni za SN yalitofautisha kati ya vikundi vitatu tofauti vya kuona (wanyama, mandhari, na matunda) ya picha. Hatukupata ushahidi wa neuroni za jamii ya SN: ruhusa ya njia moja ANOVA haikufunua idadi kubwa ya neurons iliyowekwa kwenye kitengo cha kuona (N = 6, 9.1%, p = 0.16; Kielelezo 2A). Tofauti na lobe ya muda mfupi (MTL) [30], hatukupata ishara inayoonekana ya aina katika SN.

SN Neurons Tofauti kati ya Novel na Familiar Stimuli

Tulijaribu majaribio ikiwa SN neurons zilionyesha kwamba msukumo ni riwaya (umeonyeshwa mara ya kwanza) au unaojulikana (umeonyesha mara ya pili au ya tatu). Hapa, tunazungumzia neurons vile kama neurons kumbukumbu-selective (MS) [25]. Tulijaribu ikiwa majibu ya SN neurons yalionyesha mfano huu kwa kulinganisha majibu ya neurons zifuatazo kichocheo kati ya majaribio ya riwaya na ya kawaida. Tulilenga kwanza kwenye kikundi ambacho kilikuwa na kiwango kikubwa cha kurusha kwa riwaya kuhusiana na msukumo wa kawaida (tazama Njia za STAR). Sisi kutambua 11 vile neurons (Takwimu 3A-3C; 16.6%, p = 0.002, ikilinganishwa na usambazaji batili; Angalia pia Kielelezo S3A). Tunataja kipande hiki cha MS neurons kama neurons "zuri". Tofauti hii katika jibu kati ya mwongozo wa riwaya na wa kawaida ulikuwa umeonekana wakati picha ilionekana mara ya pili (Kielelezo 3D, katikati). Jibu lilibaki lakini halikuimarisha zaidi wakati wa kulinganisha uwasilishaji wa pili na wa tatu wa picha ile ile (t [10] = 1.36, p = 0.21, idhini ya jaribio iliyooanishwa; angalia Kielelezo 3D, kulia). Kwa kuongezea, tofauti ya jibu kati ya riwaya na vichocheo vinavyojulikana haikutegemea ucheleweshaji kati ya mawasilisho mawili mfululizo ya picha hiyo hiyo (F [3,30] = 0.22, p = 0.88, ruhusa ya njia moja ANOVA; tazama Kielelezo 3E).

Tulijaribu baadaye kama neuroni zingine za SN zinaongeza kiwango chao cha kurusha kwa kujibu picha zinazojulikana. Tuligundua kuwa neuroni 6 (9%, p = 0.01, ikilinganishwa na usambazaji batili; tazama pia Kielelezo S3B) ilionyesha ongezeko kubwa la ukoo ikilinganishwa na picha za riwaya. Sawa na neurons mpya, jibu la "ujazo" kama hizo halikubadilika zaidi kati ya uwasilishaji wa pili na wa tatu wa picha ile ile (t [5] = 0.7, p = 0.06; Kielelezo 3D) na haikubadilishwa na urefu wa ucheleweshaji kati ya mawasilisho mfululizo ya picha hiyo hiyo (F [3,15] = 2.12, p = 0.14; Kielelezo 3E). Pamoja, data hizi zilionyesha kwamba viwango vya kupiga risasi vya uwiano mkubwa wa SN neurons (16.6% na 9.0%; Kielelezo 3A) zilielekezwa na riwaya au ujuzi wa picha katika kazi ya kumbukumbu ya kukuza. Muhimu, mabadiliko haya katika jibu yalionekana baada ya jaribio moja la kujifunza (Kielelezo 3D) kwa neurons zote za uvumbuzi na ujuzi.

Tunasoma neurons ya 17 na ujuzi pamoja kama MS neurons (Kielelezo 3A). Neurons za 4 pia zinastahili kama neurons za kupokea picha (yaani, zilionyesha mabadiliko katika kiwango cha kurusha kwa majaribio yote yaliyochukuliwa pamoja; ona Kielelezo 2). Sababu ya mwingiliano huu mdogo ni kukosekana kwa jibu kwa kitengo cha kichocheo kisichopendelea. Ili kuonyesha hii, tulilinganisha kiwango cha kurusha cha riwaya tu au majaribio ya kawaida (kulingana na aina gani ya jaribio neuron ilikuwa nyeti) na kiwango cha msingi cha kurusha. Hii ilifunua kuwa seli za MS zilikuwa na kiwango cha juu zaidi cha kurusha wakati wa uwasilishaji wa picha (0-1.5 s, 7.23 ± 17.9 Hz) ikilinganishwa na msingi (-0.5-0 s, 6.2 ± 20.9 Hz, t [16] = 1.38, p = 0.042 , ruhusa ya jozi t mtihani), lakini tu kwa aina ya majaribio wanayopendelea (riwaya au kufahamika; kumbuka kuwa hii sio kwa uteuzi kwa sababu kiwango cha msingi cha kurusha haizingatiwi wakati wa kuchagua neurons za MS).

Tulifanya uchambuzi wa ziada wa udhibiti ili kuthibitisha kuwa ishara hii ya kumbukumbu haikutokea kwa sababu nyingine, kama vile drift electrode au mabadiliko ya kiwango cha kupungua kwa kiwango cha kupiga kasi. Kwanza, tumehakikishia kwamba hakuna tofauti sawa kati ya kipindi cha msingi: wala uvumbuzi-wala aina ya aina ya MS neurons ilionyesha tofauti kama hiyo (Kielelezo 3D, kushoto; sio tofauti sana dhidi ya 0 ya neurons mpya [t [10] = 0.07, p = 0.94] na neva za kujuana [t [5] = 0.58; p = 0.54]). Tulijaribu pia ni neuroni ngapi za MS ambazo zingechaguliwa ikiwa tutatumia kipindi cha msingi (-0.5-0 s) badala ya kipindi cha mwanzo wa kichocheo cha uteuzi. Uchambuzi huu ulifunua tu 1 (1.5%) kati ya vitengo 66 na tofauti kubwa kati ya riwaya na picha zinazojulikana. Mwishowe, tulitumia mtindo wa urekebishaji wa athari-mchanganyiko kutambua mambo ambayo yanaelezea utofauti katika kiwango cha kurusha cha neurons za MS. Kama watabiri, tulitumia ujuaji wa picha na nambari ya majaribio (pamoja na kitambulisho cha nguzo cha neuron kilitumika kama athari ya nasibu). Uchambuzi huu ulifunua kuwa regressor ya ujulikanao wa picha ilikuwa muhimu hata baada ya uhasibu wa athari za nambari ya jaribio na ilikuwa na nguvu zaidi kuliko rejista ya nambari ya jaribio kwa aina zote za MS neuron (newuroni neurons: t [864] = 8.95, p / regressor ya zamani dhidi ya t [1] = 30; p = 864 kwa rejista ya nambari ya jaribio; neurons ya mazoea: t [1.67] = 0.09, p <501e e 7.24 kwa regressor mpya / ya zamani dhidi ya t [1] = 12, p = 501 kwa regressor ya nambari ya majaribio). Mwishowe, kumbuka kuwa sisi kwa bahati nasibu tulichanganya riwaya na vichocheo vya kawaida wakati wa majaribio. Pamoja, uchambuzi huu wa udhibiti unathibitisha kuwa tofauti ya majibu haiwezi kuhusishwa na drifts ya elektroni.

SN MS Neurons Kutabiri Tabia

Sisi baadaye tulichunguza ikiwa majibu ya misururu ya MS (iliyojaribiwa kando ya riwaya-na upendeleo wa kupendeza) ilihusiana na kumbukumbu kwa kukagua ikiwa majibu yao yalitofautiana na tabia ya mhusika. Hasa, tulilinganisha majibu ya neva na vichocheo vya kawaida (zile ambazo zimeonyeshwa angalau mara moja hapo awali) ambazo wagonjwa walikumbuka kwa usahihi (jibu "la zamani") kwa wale waliosahau kimakosa (jibu "mpya"). Kwa tabia, wagonjwa walionyesha utendaji mzuri: walikumbuka (kiwango chanya cha kweli) 74% ya picha wakati wa kurudia kwa kwanza ("1 inayojulikana") na 87% baada ya kurudia kwa pili ("ukoo 2"). Tuligundua kuwa majibu ya seli za riwaya zilipunguzwa sana wakati wa majaribio ambayo picha zilizozoeleka zilikadiriwa vibaya kama riwaya ikilinganishwa na wakati zilipimwa kwa usahihi kama ilivyozoeleka, na tofauti ya kiwango cha kurusha cha 0.36 ± 0.36 Hz sio sahihi na ya 0.60 ± 0.24 Hz kwa majaribio sahihi (tazama Kielelezo 3F; t [11] = 2.72, p = 0.02, idhini ya jaribio iliyooanishwa; kipimo kilichotumiwa kilikuwa tofauti katika kiwango cha kurusha kati wakati picha ilikuwa riwaya na iliyozoeleka kawaida na kiwango cha msingi cha kurusha). Kwa kulinganisha hii, tuliondoa majaribio ambayo uwasilishaji wa riwaya ya mwanzo haukuwa sahihi (chanya ya uwongo), kwa hivyo tofauti iliyozingatiwa inaweza tu kuhusishwa na picha zilizosahaulika (ubaya wa uwongo). Walakini, ingawa ni ndogo, majibu ya vichocheo vya kawaida vilivyosahaulika bado yalikuwa tofauti sana na sifuri (Kielelezo 3F; t [11] = 3.98, p = 0.002, ruhusa t mtihani). Kwa pamoja, uchambuzi huu unaonyesha kuwa majibu ya neurons mpya yalikuwa yanaonyesha ikiwa kichocheo kinachojulikana kitakumbukwa au kusahauliwa. Kwa neuroni ambazo zinaongeza kiwango chao cha kurusha (n = 6) kwa picha zinazojulikana, uhusiano huu wa tabia-neuronal ulikuwa sawa sawa, lakini sio muhimu (Kielelezo 3F; t [5] = 2.31, p = 0.056).

Mwisho wa Jibu

Jinsi ya haraka baada ya kuchochea kuanza ilifanya majibu ya MS SN neurons kutofautiana kati ya riwaya na picha ya kawaida? Ili kujibu swali hili, sisi inakadiriwa ijayo hatua ya kwanza kwa wakati ambapo majibu yalikuwa tofauti kati ya picha na riwaya. Tulilinganisha jumla ya jumla ya treni za spike, njia ambayo hutoa makadirio ya latency tofauti ya neuroni na usahihi juu [31]. Tuligundua kuwa wastani wa latency tofauti ulikuwa 527 ms baada ya kuanza kwa picha (Kielelezo 3G). Tulilinganisha ucheleweshaji huu na ucheleweshaji wa neurons za MS (n = 122) zilizorekebishwa katika MTL wakati wa kazi sawa sawa / ya zamani ya utambuzi katika idadi nyingine ya wagonjwa [32, 33]. Neuroni za MS katika MTL zilikuwa na latency wastani wa tofauti ya 311 ms, ambayo ilikuwa haraka sana ikilinganishwa na SN (p = 0.013, inakadiriwa kulingana na usambazaji batili wa makadirio ambayo lebo za eneo zilipewa nasibu). Matokeo haya pia yalikuwa ya kweli wakati wa kuzingatia neurons za MS ambazo ziliongeza kiwango chao cha kurusha hadi riwaya na vichocheo vilivyojulikana kando (p = 0.002 na p = 0.002, neurons, mtawaliwa, ikilinganishwa na n = 64 riwaya na n = 58 neurons za ujazo katika MTL). Mpangilio huu wa majibu unaambatana na mfano wa Lisman na Neema wa mwingiliano kati ya kiboko na VTA / SN [9].

Uchambuzi wa Aina ya Kiini

SN ina aina mbili za kanuni za neurons: neurons ya kibaya na neurons ya dopaminergic inayojenga malengo ya mbali, ikiwa ni pamoja na striatum, amygdala, na hippocampus [4, 34, 35, 36]. Kutumia rekodi za extracellular, aina tofauti za seli zinaweza kutofautisha kwa kuzingatia mchanganyiko wa upana wa mawimbi ya mawimbi ya ziada ya mkojo na maana ya kiwango cha kurusha [37]. Hasa, katika SN, inajulikana kuwa neurons ya dopaminergic ina wigo wa mawimbi pana na viwango vya chini vya kurusha ikilinganishwa na neurons za GABAergic [38, 39], ambayo inasababisha usambazaji wa bimodali ya upana wa umbo la mawimbi kwenye neuroni zote. Tuligundua kuwa, kwenye neuroni zote zilizorekodiwa (N = 66), usambazaji wa upana wa miiba ulikuwa bimodal (Hartigan's dip statistic: 0.0717, p = 0.006 [40]; tazama Takwimu 3H na 3I). Kwa hivyo sisi baadaye tulichunguza ikiwa neurons za MS zilikuwa za upendeleo wa aina fulani ya seli. Tuligundua kuwa neuroni za MS zilikuwa na wastani wa umbo la mawimbi marefu ikilinganishwa na neurons zisizo za MS (1.15 ± 0.23 ms dhidi ya 0.96 ± 0.32 ms; urefu wa umbo la mawimbi ulipimwa kama wakati ambao ulipita kati ya vilele viwili vyema [14] ya fomu ya wimbi; t [65] = 2.65, p = 0.012, ruhusa t mtihani; Takwimu 3H na 3I). Kwa kuongezea, Neuroni za MS ziliridhisha vigezo vya neurons za DA zilizoanzishwa na kazi ya hapo awali: 15/17 MS neurons zilikuwa na maumbo ya mawimbi zaidi ya 0.8 ms na viwango vya kurusha chini ya 15 Hz14, 41]. Tuligundua pia kwamba maeneo ya kurekodi ambayo MS neurons yalijulikana yalikuwa hasa katika sehemu za SN (Takwimu 1D na 1E). Matokeo haya ni sawa na eneo la compacta pars, ambapo wengi wa neurons dopaminergic iko [42, 43]. Pamoja, uchambuzi huu unaunga mkono maoni kwamba neurons za MS ambazo tuligundua zilikuwa dopaminergic ya kuweka.

Ushirikiano wa SN-Cortex

Je, shughuli za neurons za SN zilihusiana na shughuli za shamba zinazoweza kuandikwa kutoka kwenye gangli ya basal na / au uso wa kamba? Tulifafanua mwingiliano wa shamba la uwiano kwa kutumia mshikamano wa shamba la spike (SFC) kama metri ili kujibu swali hili. Kwanza, SFC kati ya neurons ya SN na uwezekano wa shamba ulioandikwa kwenye gangli ya basal (STN) ilikuwa kubwa zaidi kuliko nafasi katika bandari ya frequency (Kielelezo 4A, jopo la kushoto; muhimu kwa p <0.05 katika 2-5 Hz kwa N = Nuroni zote 56 zilizo na spikes za kutosha). Kumbuka kuwa hapa uwezo wa uwanja ulirekodiwa kutoka STN na sio SN kwa sababu ya eneo la mawasiliano ya kurekodi 3 mm juu ya ncha ya microelectrode (tazama Njia za STAR na Kielelezo S2A). Pili, shughuli ya SN ya neuroni pia iliratibiwa na uwezo wa uwanja wa gamba: Neuroni za SN zilikuwa na upendeleo wa kuwaka moto zaidi wakati wa awamu fulani za bendi ya theta na alpha frequency ya ishara za ECoG zilizorekodiwa kutoka kwa uso wa gamba (SFC ilikuwa tofauti sana katika 6−12 Hz bendi ya masafa, N = 61, p <0.05; Kielelezo 4A, jopo la kulia; tazama hadithi kwa takwimu; Angalia pia Kielelezo S4 kwa elektroni zote). Hii ilikuwa kweli tu kwa jozi moja ya mawasiliano ya ECoG iliyoko mbele ya sulcus ya kati (iliyoandikwa kama +2; anwani zingine hazikuwa muhimu; tazama Kielelezo S4). Anwani za +2 ECoG zilikuwa kwenye gyrus ya juu ya mbele katika eneo la Brodmann 6 (preotor cortex). Matokeo haya yanaonyesha kuwa shughuli za SN neuronal zinaunganishwa kiutendaji na mkoa huu wa tundu la mbele (tazama Majadiliano). Tulijaribiwa ijayo ikiwa uhusiano huu wa kazi ulikuwa unafaa kwa kulinganisha nguvu zake kati ya majaribio ya riwaya ambayo baadaye yalikumbuka na majaribio ya riwaya ambayo baadaye yalisahau.

Kulingana na utafiti uliopita na utabiri wa mfano [26], tulidhani kuwa kiwango cha mshikamano wa uwanja wa miiba wakati wa usimbuaji wa picha za riwaya unatabiri ikiwa masomo yangefanikiwa kusimba kumbukumbu mpya au la. Ili kujaribu nadharia hii, tulilinganisha SFC wakati wa kutazama picha za riwaya kati ya majaribio ambayo baadaye yalikumbukwa kwa usahihi dhidi ya majaribio ambayo yalisahaulika baadaye (yaani, kutambuliwa kama riwaya). Utofauti huu-kwa-kulinganisha kumbukumbu ulionyesha kuwa picha ambazo zilikumbukwa baadaye zilifuatana na SFC ya juu katika safu ya masafa ya theta kwa ECoG zilizopimwa anterior kwa sulcus ya kati wakati wa usimbuaji (N = 58 neurons, 3-9 Hz, p <0.05; Kielelezo 4B, jopo la kulia; tazama hadithi kwa takwimu). Kumbuka kuwa hesabu hii inajumuisha majaribio tu wakati picha ilionekana kwa mara ya kwanza (riwaya) na ambayo mhusika ameitwa kwa usahihi kama "mpya." Kwa hivyo, jibu lilikuwa sawa kila wakati ("mpya"), ukiondoa uwezekano kwamba tofauti hii ilitokana na tofauti katika upangaji wa magari. Sawa na SFC ikizingatia majaribio yote, tofauti hii ilikuwa muhimu tu kwa uwezo wa uwanja uliorekodiwa kutoka kwa mawasiliano ya anterior +2 iliyoko kwenye gamba la preotor (sulcus kuu +2; Kielelezo 4B; Takwimu 4C na 4D huonyesha mfano wa SFC ya neuroni na wastani wa kuongezeka kwa spike). Hatukuona uhusiano sawa na rekodi za uwezo wa shamba kutoka ganglia ya basal (STN; Kielelezo 4B, jopo la kushoto; yote p> 0.05). Kama udhibiti, tulilinganisha pia nguvu ya ECoG kati ya hali hizi mbili lakini hatukupata tofauti kubwa (Kielelezo 4E; yote p> 0.05). Pamoja, hii inaonyesha kuwa kiwango cha SFC ya masafa marefu kati ya shughuli za SN neuronal na shughuli za uwanja wa mbele wa korti iliyorekodiwa kutoka kwa gamba la mapema ilikuwa utabiri wa malezi ya kumbukumbu yenye mafanikio.

Je! Uratibu huu wa mwamba / shamba unaweza kupatikana? Ili kujibu swali hili, baadaye tulifanya uchambuzi wa mshikamano wa awamu kati ya rekodi za uwezo wa uwanja katika basal ganglia (STN) na rekodi za ECoG kutoka kwa gamba iliyopatikana wakati wagonjwa walitazama picha za riwaya (0-1.5 s jamaa na mwanzo wa kuchochea; tazama Njia za STAR). Uchambuzi huu ulionyesha kuwa usimbuaji mzuri wa kumbukumbu mpya ulihusishwa na mshikamano wa kiwango cha juu zaidi katika safu ya masafa ya theta (5-10 Hz; Kielelezo 4F; p <0.05; tazama hadithi kwa takwimu). Sawa na utaftaji wa SFC, athari hii ilionekana tu kwenye sulcus ya kati +2 elektroni (Kielelezo 4G). Nguvu za ishara za ECoG zilizorekodiwa kutoka kwa sulcus ya kati +2 elektroni zilionyesha kupungua kwa nguvu kwa bendi ya beta-bendi kuanzia karibu 500 ms baada ya kuanza kwa kichocheo, ambayo ilikuwa inahusiana sana na maandalizi ya harakati (Kielelezo 4H). Upungufu huu wa beta ulitanguliwa na ongezeko la nguvu za mfululizo wa theta (Kielelezo 4H), ambayo ilianza mapema kufuatia kuchochea. Mfano huu unaonyesha kuwa usindikaji picha huongeza nguvu za upasuaji kwenye kamba ya mbele, ambayo hutoa utaratibu uwezekano ambao SN neurons inaweza kupima kiwango cha uwiano kati ya shughuli zao na mbele ya cortical theta. Hapa, tunaonyesha kuwa kiwango cha kufungia kwa awamu hiyo ni utabiri wa mafanikio ya kumbukumbu ya kumbukumbu, ambayo inaonyesha kuwa ufuatiliaji wa aina za frequency huratibu uhamisho wa habari kati ya maeneo wakati wa kumbukumbu ya kumbukumbu.

Majadiliano

Tuligundua kwamba shughuli za neuroni za kibinafsi katika nigra ya kibinadamu ya watu hufautisha kati ya picha na riwaya na picha ya kazi ya kumbukumbu ya kukubalika kwa hippocampal. Zaidi ya hayo, tumegundua kwamba kiwango cha uratibu wa shughuli za neurons za SN na kushambulia kwa mstari wa mstari wa mbele ulikuwa utabiri wa malezi ya kumbukumbu ya mafanikio. Ingawa kazi ya awali inaonyesha kwamba watu wa SN neurons hujibu kwa malipo ya makosa ya utabiri [14] na sauti isiyo ya kawaida katika dhana isiyo ya kawaida ya mpira [16], data yetu ni, kwa ufahamu wetu, utafiti wa kwanza unaoelezea shughuli za neuronal za SN wakati wa malezi ya kumbukumbu ya kutamka kwa wanadamu.

Mali ya electrophysiological ya seli za kuchagua za kumbukumbu tunazoelezea zinaonyesha kwamba seli hizi zina uwezekano wa dopaminergic. Hitimisho hili linategemea vipande viwili vya data: upana wa mawimbi ya mawimbi na eneo la anatomical. Neurons ya dopaminergic ina kiasi kikubwa cha mawimbi ya mawimbi ya ziada ya mchanganyiko ikilinganishwa na neurons za GABAergic pia ziko katika SN [38, 39, 44]. Pia, ingawa neurons za dopaminergic zipo katika SN, wengi huko katika eneo la ss compacta ya SN [42, 43]. Kwa hiyo, neurons nyingi za dopaminergic zinapaswa kuwa katika sehemu ya SN, ambayo ni eneo ambalo tumeona wengi wa MS neurons. Kwa pamoja, vigezo hivi vimeonyeshwa kwa neuroni za dopaminergic na Gabeergic kwa uaminifu katika SN kulingana na vipengele vya electrophysiological pekee [38, 39, 44, 45, 46]. Uthibitisho thabiti wa madai haya itahitaji uchambuzi wa histological [47] au kulenga maumbile [38]. Hapa, tunataja neurons hizi kama dawa za dopaminergic ili kuonyesha kwamba hitimisho hili linapatikana kwenye rekodi za ziada za ziada pekee.

Kuzingatia kwa pili ni athari ya kuzorota kwa damu kwa matokeo yetu. Masomo mengi katika utafiti huo yalikuwa na PD na kwa hivyo walipata upotezaji mkubwa wa seli za dopaminergic katika SN. Walakini, rekodi zetu zilipata eneo la anatomiki ambapo idadi ya kutosha ya neurons ya dopaminergic bado inafanya kazi hata katika PD. Upotezaji wa Dopaminergic katika PD unaendelea bila usawa [48, 49], kulenga maeneo fulani zaidi kuliko wengine. Uchunguzi wa tishu za vimelea katika wagonjwa wa PD huonyesha hasara kubwa ya neuroni za dopaminergic katika sehemu ya SN, na takribani 90% ya seli zilipotea. Kwa upande mwingine, upotevu wa seli katika maeneo zaidi ya kupima ni zaidi ya wastani (50% au chini) kwa kiwango sawa na kile kinachoweza kuzingatiwa katika kuzeeka kawaida [49]. Kwa kweli, tafiti kadhaa zimefanikiwa kurekodi kutoka kwa neurons ya dopaminergic putative kwa wagonjwa wenye PD wanaofanywa upasuaji wa STN DBS [14, 41]. Kwa lengo la upasuaji katika STN, ni busara kutarajia rekodi za SN ziwe ziko katika eneo la SN. Dhana hii ilithibitishwa na uchambuzi wa nafasi zetu za umeme, ambayo ilionyesha rekodi nyingi ziko sehemu ya SN, ambapo athari za magonjwa zinatarajiwa kuwa ndogo [49]. Bado haijulikani, hata hivyo, kama PD inaweza kuwa na ushawishi wa wimbi la wimbi la DA neurons iliyobaki ambayo sisi kumbukumbu. Ingawa hatukuona uwiano wa ukali wa magonjwa na muda wa mawimbi (tazama Njia za STAR), suala hili bado ni swali la wazi. Hatimaye, wagonjwa waliojiunga na masomo yetu walikuwa katika hatua za awali za PD kuliko wale waliojumuishwa katika uchunguzi wa kifo cha post [48, 49], hivyo kuhifadhi wiani mkubwa wa seli za dopaminergic katika maeneo ya SN.

Imependekezwa kuwa jukumu la mzunguko wa dopaminergic wa michakato ya kumbukumbu ya hippocampal ni kuimarisha plastiki ya synaptic kwa matukio muhimu, kama vile yale yanayopendeza, yanayohusiana na malengo ya somo, au yanayovutia [9, 23]. Njia iliyopendekezwa ya ishara hii kufikia SN / VTA ni kupitia mshikamano kutoka kwa kiini kiini accumbens (NA) na kiini cha pedunculopontine tegmental (PPTg), ambazo ni miundo miwili iliyohusishwa katika kupatanisha michakato ya motisha na makini [50, 51]. Wote NA na PPTg kwa upande wao hupokea pembejeo kutoka kwenye kanda ya prefrontal (PFC) na hippocampus, iliwawezesha kuunganisha ishara kuhusu malengo ya sasa na ustawi wa kichocheo [23, 50, 51]. Imedhaniwa kuwa ishara mpya za hippocampal husababisha kutolewa kwa dopamine ndani ya hippocampus kupitia njia hii ya multisynaptic [9, 23]. Hapa, tumegundua neuroni za dopaminergic zilizowekwa ndani ya SN ambazo zinapatana na hypothesis hii kwa sababu huitikia na ongezeko la kiwango cha kurusha kwa kupigwa kwa riwaya. Kushangaza, pamoja na neurons za uzuri, sisi pia tulitambua kundi ndogo la neuroni za dopaminergic zilizosababishwa na kuongezeka kwa kiwango cha kupiga risasi kwa msukumo wa kawaida. Tabia za kukabiliana na kundi hili la neuroni zilikuwa sawa na neurons zuri (Takwimu 3D, 3E, na 3H), isipokuwa kwamba hazikuonyesha sana ikiwa kichocheo kinachojulikana kitakumbukwa au kusahauliwa (lakini kumbuka kuwa hii inawezekana kwa sababu ya ukosefu wa nguvu ya takwimu). Ingawa hizo neurons hazitabiriwi moja kwa moja na mtindo wa kinadharia wa Lisman na Grace, kuna uwezekano kwamba wao pia wana jukumu katika kujifunza. Kwa mfano, viwango tofauti vya DA vinaweza kusababisha unyogovu wa synaptic au uwezekano [52] na viwango vya DA vinaweza kudhibiti uwezekano wa muda mrefu (LTP) / unyogovu wa muda mrefu (LTD) kizingiti [53]. Hii inaonyesha kwamba neurons zinazoongeza viwango vya DA kwa vichocheo vinavyojulikana zinaweza kushiriki katika kudumisha homeostasis hii. Kwa kuongezea, aina tofauti za vipokezi vya dopamini vina usumbufu tofauti na vizingiti vya uanzishaji na hupatanisha hali tofauti za plastiki, pamoja na usimbuaji dhidi ya ujumuishaji wa kumbukumbu [54, 55]. Kwa pamoja, fasihi hizi pamoja na upatikanaji wetu huunga mkono hypothesis kwamba neurons ya ujuzi ina jukumu katika mifumo ya plastiki ambayo husaidia kuimarisha kumbukumbu tayari encoded. Kazi ya baadaye inahitajika ili kupima moja kwa moja hii hypothesis.

Ucheleweshaji wa majibu ya SN pia ulikuwa sawa na mtindo wa Lisman na Neema, ambayo majibu ya SN MS yalitokea sana baadaye ikilinganishwa na yale yaliyoonekana katika MTL [33]. Hapa, tuligundua kuwa majibu ya SN yalionekana kwanza 527 ms baada ya kuanza kwa kichocheo, wakati ambao ulikuwa mkubwa kuliko muda wa 311 ms ulioonekana katika MTL [32]. Pango la kulinganisha hili ni kwamba lilitokana na watu wawili wa mgonjwa tofauti (PD na kifafa, kwa mtiririko huo). Kwa pamoja, matokeo yetu yanasaidia wazo kwamba taarifa juu ya riwaya ya kichocheo imeonekana katika SN inayotokana na MTL. Kwa kiasi kikubwa, kiwango cha mzunguko wa seli za SN kilikuwa ni dalili ya kuwa somo lingeweza kutambua kichocheo cha kawaida. Matokeo haya yanaonyesha kwamba majibu ya seli za SN zilikuwa muhimu kwa ajili ya kazi ya kumbukumbu ya kukuza ambayo masomo yetu yalifanya. Utafutaji huu pia unafanana na masomo ya kibinadamu yanaonyesha kwamba shughuli za SN fMRI-damu-oksidi-ngazi (BOLD) inatabiri mafanikio ya kumbukumbu ya maandishi [5, 6]. Hata hivyo, bado haijulikani ni uhusiano gani kati ya shughuli za aina tofauti za seli katika SN na BOLD signal (lakini ona [56]). Kwa upande mwingine, hapa tulitambua aina maalum za seli za SN electrophysiologically na tulionyesha kwamba ni shughuli ya phasic ya DA neurons zilizosababisha muda mfupi baada ya kuanza kwa kuchochea ambayo ni ya utabiri wa malezi ya kumbukumbu.

Tuliona kuwa shughuli za neurons za SN zilihusiana na utaratibu wa awamu inayoendelea ya kamba ya mbele (kupimwa juu ya kamba ya premotor). Uratibu huu ulikuwa unafaa kwa sababu kwa kiwango cha kufungia awamu kulikuwa na utabiri wa mafanikio ya malezi ya kumbukumbu. Kufutwa kwa aina ya mfululizo wa theta kunafikiriwa kuratibu mtiririko wa habari kati ya MTL, gangli ya basal, na cortex ya mbele [27, 28, 29]. Hapa, sisi sasa tunaonyesha kwamba, kwa binadamu, SN neuronal kurusha ni kuhusiana na cortical theta frequency oscillations na kwamba uwiano vile ni tabia muhimu kwa ajili ya malezi kumbukumbu. Umuhimu wa syntax ya theta kati ya ganglia ya basal na kamba ya mbele inaanzishwa na rekodi za awali za wagonjwa wa binadamu wanaofanya kazi za utambuzi [57, 58]. Kwa kufurahisha, polepole kuchochea 4 Hz ya STN inaboresha utendaji katika kazi za utambuzi [58]. Swali kuu lisilojulikana ni kama masharti ya kutafakari ambayo yanatambulishwa yanahusiana au yanafanana na theta ya hippocampal [27, 28, 29].

Kichocheo cha antidromic cha STN kinaonyesha majibu mafupi ya latency kwenye kamba ya premotor, ambayo inafanana na njia "ya hyperdirect" katika wanadamu [59]. Kwa hiyo kuna angalau njia tatu ambazo taarifa kutoka kwa MTL inaweza kufikia SN: (1) kupitia NA na PPTg; (2) kupitia njia ya hyperdirect; na (3) kupitia striatum, ambayo inaunganishwa na kamba nyingi za mbele [60]. Uhifadhi huu wa tajiri unawezekana huongezeka kwa utegemezi wa kazi wa SN na kamba ya mbele kama aliona kutumia BOLD-fMRI [61, 62]. Pia, shughuli ya BOLD kwenye kamba ya mbele inatabiri ufanisi encoding ya kumbukumbu mpya [63], ishara ambayo inafikiriwa kuwa ni mfano wa jukumu la kamba ya mbele (ikiwa ni pamoja na maeneo ya premotor) ili kuwezesha encoding ya taarifa muhimu ya lengo na kuandaa vipande vingi vya habari kwenye kumbukumbu ya mtu binafsi [63]. Hapa, sasa tunaonyesha utaratibu unaowezekana ambao habari kama hiyo inaweza kuathiri nguvu ya usimbuaji kumbukumbu kwa kurekebisha shughuli za SN ya dopaminergic. Jaribio muhimu la siku zijazo litakuwa kuamua ikiwa shughuli za SN neuronal pia zinaratibiwa na oscillations ya hippocampal theta na jinsi machafuko haya ya tezi yanahusiana na machafuko ya mbele ya theta yaliyopimwa hapa.

Shukrani

Tunafurahi kukubali nia ya wagonjwa wetu kushiriki katika utafiti huu. Tunamshukuru wafanyakazi wa chumba cha Cedars-Sinai kwa msaada wao, Robert Zelaya na Lori Scheinost kwa usaidizi wa kiufundi wa neurophysiolojia, na Jeffrey Wertheimer kwa tathmini ya ugonjwa wa wagonjwa wa neuropsychological. Tunamshukuru Ralph Adolphs na wanachama wote wa Maabara ya Rutishauser kwa majadiliano. Utafiti huu uliwezekana na ufadhili wa mbegu kutoka Foundation ya Pfeiffer na baadaye iliungwa mkono na NIH NINDS (U01NS098961), tuzo la NSF CAREER (BCS-1554105), na Mfuko wa Ushauri wa McKnight kwa Neuroscience (yote kwa UR).

Msaada wa Mwandishi

UR na JK walitengeneza jaribio. JK, UR, KB, na CPM walifanya majaribio. JK na UR walifanya uchambuzi. ANM na KB walifanya upasuaji. MT ilitoa huduma ya mgonjwa. JK, ANM, na UR aliandika karatasi. Waandishi wote walijadili matokeo katika hatua zote za mradi huo.

Azimio la Maslahi

Waandishi hutangaza maslahi yoyote ya mashindano.

Maelezo ya ziada

Funga S1. Takwimu S1-S4 na Jedwali S1