Am J Physiol Regul Integr Comp Comp Physiol. 2011 Aprili; 300 (4): R876-R884.
Imechapishwa mtandaoni 2011 Feb 9. do: 10.1152 / ajpregu.00655.2010
PMCID: PMC3075076
1,2 abstract
Hapo awali tumeripoti kwamba usimamizi wa insulini ndani ya kiini cha arcuate cha hypothalamus hupunguza uhamasishaji kwa kujitenga, kutathminiwa na kazi ya kujitawala, katika panya. Kwa sababu muundo wa uanzishaji wa mfumo mkuu wa neva (CNS) katika ushirika na hali ya kujitawala haukutathminiwa, katika utafiti wa sasa, tulipima usemi wa c-Fos kama faharisi ya uanzishaji wa neva. Tulijifunza panya kwa vyombo vya habari vya bar kwa sucrose, kulingana na urekebishaji wa kipimo (FR) au ratiba inayoendelea (PR) na usemi uliyorekebishwa wa chanjo ya c-Fos katika CNS, ikilinganishwa na usemi wa c-Fos katika udhibiti ulioshughulikiwa. Tuliona matamshi ya kipekee ya c-Fos katika medial hypothalamus (arcuate, paraventricular, retrochiasmatic, dorsomedial, na ventromedial nuclei) kwa kushirikiana na mwanzo wa utendaji wa PR, na usemi wa c-Fos kwenye hypothalamus ya baadaye na kiini cha kitanda ya stria terminalis katika kushirikiana na mwanzo wa utendaji wa FR. Maoni ya c-Fos yaliongezeka kwenye mkusanyiko wa nukta za panya zote za FR na PR. Utafiti wetu unasisitiza umuhimu wa mzunguko wa nishati ya nyumbani ya hypothalamic na mzunguko wa miguu katika utendaji wa kazi ya ujira wa chakula. Kwa kuzingatia jukumu la medial hypothalamus katika udhibiti wa usawa wa nishati, utafiti wetu unaonyesha kwamba mzunguko huu unaweza kuchangia kutawala kwa kanuni katika muktadha mkubwa wa homeostasis ya nishati.
mesolimbic dopaminergic (DA) mzunguko, pamoja na eneo la eneo la kuvuta viti (VTA) na makadirio ya striatum na maeneo ya cortical, imebainika kuwa na jukumu kubwa katika nyanja za kuhamasisha au za thawabu za madarasa mengi ya dawa za unyanyasaji (13, 22-24, 26, 48). Utafiti wa hivi karibuni kutoka kwa maabara yetu na wengine unaonyesha kwamba mzunguko huu pia unachukua jukumu kubwa katika sehemu za kuhamasisha au zenye thawabu za chakula. Kuingiliana kwa kazi na anatomiki na mzunguko ambayo inasimamia homeostasis ya umeme inashauriwa na ripoti za mabadiliko ya thawabu ya chakula na hali ya lishe ya wanyama (10, 14, 16, 43). Modulection ya malipo, pamoja na thawabu ya chakula, kwa hali ya lishe au metabolic, inasukumwa sana na ishara za neural na endocrine, pamoja na insulini (15), leptin (11, 18, 21, 30, 32), ghrelin (35), homoni inayozingatia melanin (MCH) (45), na orexin (5, 7): uwepo wa receptors, ufanisi wa biochemical na seli, na kwa ufanisi au tabia ya ishara hizi katika mfumo mkuu wa neva (CNS) imeonyeshwa sana katika miaka ya hivi karibuni.
Mizunguko ya miguu iliyoongezewa vivyo hivyo imeonyeshwa kuchukua jukumu la kulisha na thawabu ya chakula (2, 19, 28). Walakini, kuna tovuti zinazoongeza za CNS. Kwa kweli, hypothalamus ya baadaye (LH) imejulikana kuwa tovuti ya upatanishi wa kulisha na tabia za kujisisimua (4, 31). Neurinergic neurons na ishara ya leptin katika LH imeonekana kuwa muhimu kwa kulisha na thawabu ya chakula (5, 29, 30). Tuligundua hivi karibuni kuwa insulini iliyosimamiwa ama kuingia kwenye eneo la tatu la ubongo au kwenye sehemu ya arcuate ya hypothalamus (ARC) inaweza kupungua kwa kujitawala, lakini utawala wa insulini ndani ya VTA au mkusanyiko wa kiini haukuathiri athari yoyote ya dharau maalum (15). Kwa hivyo, inaonekana kwamba tovuti nyingi za hypothalamic zinaweza kuchukua jukumu muhimu katika utaftaji wa chakula na upatikanaji wa motisha, na sanjari na hii, mtu angethibitisha kwamba mikoa ya hypothalamic imeamilishwa kwa kiasi kikubwa kwa kushirikiana na usimamizi wa chakula. Kuanza kujaribu nadharia hii, tumeweka alama ya m-c-Fos katika CNS ya panya iliyofunzwa kwenye mfumo wa kujisimamia wa kujitawala, baada ya mafunzo ya kipimo cha (ratiba) (au FR), au baada ya mafunzo ya uwiano wa (PR), kazi ngumu zaidi. kwa kutathmini motisha (20).
NYENZO NA NJIA
Masomo.
Masomo walikuwa panya wa kiume wa Albino (325-425 g) kutoka Simonsen (Gilroy, CA). Panya zilihifadhiwa kwenye chow ad libitum. Zilitunzwa kwa mzunguko wa 12: 12-h mwanga-mweusi na taa kwenye 6 AM na zilifundishwa na kujaribiwa kati ya 7 AM na saa sita mchana, katika hali ya baada ya prandial na postabsorptive. Taratibu zote zilizofanywa kwa panya zilifuata miongozo ya Taasisi za Kitaifa za Afya za utunzaji wa wanyama na kupitishwa na Kamati Ndogo ya Utunzaji na Matumizi ya Wanyama ya Kamati ya Utafiti na Maendeleo katika Mfumo wa Huduma ya Afya ya Sauti ya VA Puget
Tofaulu kujitawala.
Taratibu zilitokana na mbinu yetu iliyochapishwa (15) na zilifanywa kwa panya zilizolishwa. Jaribio hilo ni pamoja na hatua tatu: kujiendesha upya kuanzisha mafunzo, mafunzo ya FR, na mafunzo ya uwiano (PR) kwa kutumia algorithm ya PR ya Richardson na Roberts (38). Algorithm PR inahitaji 1, 2, 4, 6, 9, 12, 16, 20, 28, 36, 48, 63, 83, 110, 145, 191, 251, XNUM nk) vyombo vya habari vya usambazaji wa kufanikiwa kwa utoaji wa tuzo ndani ya kikao ((38). Panya zilifunzwa kujisimamia mwenyewe 5% sucrose (malipo ya 0.5 ml) yaliyotolewa ndani ya starehe ya kioevu. Sanduku linalofanya kazi, lililodhibitiwa na Mfumo wa Washirika wa Med (Georgia, VT), lilikuwa na levers mbili, lakini lever moja tu (lever hai, inayoweza kutolewa tena) aliamsha pampu ya kuingiza. Vyombo vya habari kwenye lever nyingine (kisicho na nguvu, kilicho na vituo) pia vilirekodiwa. Kama tulivyoona hapo awali, idadi ya mashine kwenye lever isiyofanya kazi ilikuwa chini sana (chini ya mashinisho / kikao cha 10). Suluhisho la sucrose lilikabidhiwa ndani ya sanduku la kushuka kwa kioevu kwa matumizi ya mdomo (Med Associates, St. Albans, VT). Mafunzo ya awali yalifanywa wakati wa vikao vya 1-h chini ya ratiba ya uimarishaji inayoendelea (FR1: kila vyombo vya habari vya lever viliimarishwa). Kila kikao kilianza na kuingizwa kwa lever hai na taa ya taa nyeupe ya nyumba ambayo ilibaki kwa kipindi chote. Toni ya 5-s (2900 Hz, 20 dB hapo juu) na taa nyepesi (7.5 W nyeupe juu ya lever hai) saruji ya kiwanja isiyo na maana iliyoambatana na kila uwasilishaji wa malipo, ikiwa na wakati wa 20-s mwanzo na utoaji wa sucrose. Mafunzo ya FR yalifanywa kwa siku za 10; kujibu kwa utulivu kunafikiwa na kikao cha tano. Mafunzo ya PR yalifanywa kwa kiwango cha juu cha 3 h / siku kwa siku za 10. Vikao vya PR vilimalizika baada ya dakika ya 30 ya hakuna vyombo vya habari vya kuvuja kujibu, wakati huo taa ya nyumba ilizimwa kiotomatiki na lever inayotumika ilibatilishwa; panya walitolewa nje ya chumba na kurudishwa kwenye nyumba zao. "Wakati wa kusimamisha" uliripotiwa ndani Meza 2 inawakilisha wakati ambao mfumo ulizimwa; kwa hivyo, vyombo vya habari vya mwisho vya lever vingetokea dakika za 30 kabla ya wakati wa kusimamishwa. Takwimu za mwenendo (Meza 2) kuwakilisha wastani wa vipindi 6-10 kwa mafunzo ya FR, na vipindi 1-9 kwa mafunzo ya PR. Panya zilizosimamiwa na udhibiti zilichukuliwa kutoka kwenye chumba cha makazi na kuwekwa kwenye chumba safi cha waendeshaji na taa ya nyumba kwa dakika ya 60, ndani ya chumba cha utaratibu, kuiga utunzaji na uzoefu wa chumba cha panya zinazojisimamia. Hawakupewa chochote cha kula au kunywa wakati walikuwa kwenye masanduku ya wafanyikazi, na hawakuwa na ufikiaji wa walenga.
Siku ya mwisho, panya waliwekwa kwenye vyumba kulingana na siku za mafunzo na waliwekwa ndani ya vyumba kwa dakika 90, baada ya hapo waliondolewa, kwa anesthesia, upakaji, na kinga ya mwili inayofuata. Panya za kudhibiti vile vile zililetwa ndani ya chumba cha utaratibu na kuwekwa kwenye chumba safi cha waendeshaji, kama kwa siku za mafunzo, kwa dakika 90, baada ya hapo zilipunguzwa na kupakwa mafuta. Mara tu kufuatia kikao hicho cha mwisho cha dakika 90, panya walikuwa wamechomwa sana na kuvuta pumzi ya isoflurane na kupakwa mafuta na 0.9% NaCl ikifuatiwa na suluhisho baridi ya 4% ya paraformaldehyde. Wakati wa anesthetic na euthanasia ulitokana na kozi ya wakati inayojulikana ya usemi wa kilele cha protini ya c-Fos kwa dakika 90-120 baada ya tukio hilo. Kwa hivyo, usemi wa c-Fos ungeonyesha uanzishaji wa CNS mwanzoni mwa kazi ya kitabia, badala ya kuwa matokeo ya uzoefu wa wanyama na kumeza sucrose. Wabongo waliondolewa na kuunganishwa katika paraformaldehyde kwa siku kadhaa; basi, baadaye ziliwekwa katika 20% sucrose-PBS, baada ya hapo zikawekwa katika suluhisho la 30% ya sucrose-PBS. Wabongo walikuwa wamegawanywa kwenye fuwele (Leica CM 3050S cryostat) ya immunohistochemistry.
c-Fos immunohistochemistry na kuongezeka.
Tulitumia mbinu yetu iliyoanzishwa ili kuongeza protini ya c-Fos ya kinga katika sehemu za ubongo (12). Screen ya asili ya ubora wa ubongo wote ilifanywa kwa usemi wa c-Fos. Sehemu za kutu za kutu za 12-μm zilizowekwa kwa waya nzima zilanawa mara 3 katika PBS (Oxoid, Hampshire, Uingereza). Sehemu zilizuiliwa kwa 1 h kwa joto la kawaida katika PBS iliyo na 5% mbuzi wa kawaida au seramu ya punda. Sehemu zilikuwa zikanawa mara nyingi katika PBS na kuzikwa mara moja saa 4 ° C katika suluhisho la msingi la antibody linaloundwa katika PBS. Sehemu zilanawa mara tatu katika PBS na kisha zikaingia gizani kwa joto la kawaida katika suluhisho la antibody la pili linaloundwa katika PBS ya 1 h. Sehemu zilisambazwa baadaye katika PBS na kuwekwa na kufunika kufunikwa kwenye Vectashield ngumu kuweka kati (Vector Maabara, Burlingame, CA) kati. Picha za dijiti za sehemu zilipatikana kwa kutumia darubini ya Nikon Eclipse E-800 fluorescence iliyounganishwa na kamera ya Optiphot na kutumia Picha Pro Plus (Media cybernetics, Silver Spring, MD).
Baadaye, tukazingatia idadi ndogo ya maeneo yanayoonyesha tofauti kati ya hali, kwa kuongezeka, na kwa phenotyping ya neuronal. Hasa, tulilenga msingi wa mkusanyiko wa nyuklia na ganda (NAc); kiini cha kitanda cha nyuma na cha nyuma cha stria terminalis (aBNST, pBNST); medial hypothalamic mikoa [ventromedial nucleus (VMH), dorsomedial hypothalamus (DMH), seli ya patriometri (PVN), eneo la retrochiasmatic (RCh), na ARC]; hypothalamus ya baadaye (LH), pamoja na mkoa wa dorsal na ventral na eneo la persociical (peF); VTA; shina la ubongo [mzeituni duni, hypoglossal (nXII) ya njia ya faragha, kiini cha nyuma cha patiti, na C1 / A1 adrenaline / noradrenaline nuclei. Sehemu za Atlas-zilizofanana na 12-μm zilitathminiwa kwa kujielezea kwa c-Fos na upenyezaji katika sehemu zinazofanana na mkoa, kwa msingi wa ukumbi wa Paxinos na Watson (34). Tafadhali tazama Meza 1 kwa kuratibu maalum za stereota. Lengo la msingi la uozo huo ilikuwa kulinganisha kila kazi ya kitabia na udhibiti wake (PR vs PRC; FR vs. FRC). Ili kuongeza tofauti zinazowezekana kulingana na hali ya udhibiti wa tabia, watendaji wa kilele kutoka kundi la PR na FR walichaguliwa kwa uchambuzi. Kwa hivyo, panya za 4 / 12 PR na 3 / 12 FR zilichambuliwa: Panya hizi zilikuwa na nambari ya waandishi wa habari lever (msingi wa tabia ya mwisho) ambayo ilikuwa kubwa zaidi ya kupotoka kwa kiwango kikuu juu ya maana ya kikundi chao cha tabia. Sehemu ndogo ya panya za kudhibiti (5 PRC na 3 FRC panya, zilizopo kwenye chumba cha utaratibu wakati huo huo kama panya wa PR au PR) pia ilichambuliwa. Kikundi cha nyongeza cha panya tatu kilichukuliwa kupitia utaratibu wa FR ("FRext") kuiga muda ulioongezwa wa utaratibu wa PR (yaani, kwa jumla ya siku 20, kama panya PR huchukuliwa kupitia FR na kisha PR) kutathmini ikiwa tofauti kati ya FR na PR zilitokana na kazi ya kitabia au muda wa utaratibu. Akili za FRext hazikuchambuliwa na kukaguliwa taratibu, lakini maeneo maalum ya kupendezwa hayakuwashwa na vikundi vingine vinne, ili kuruhusu idadi ya kulinganisha, kama inavyoonyeshwa haswa katika matokeo.
Kwa uongezaji (kwa ukubwa wa 40 ×), mikoa iliyofanana na atlas ilichaguliwa. Programu ya ImagePro Plus (Media cybernetics) ilitumiwa kupiga picha ya eneo linalotakiwa. Eneo lilifanywa kwa kuhesabu, na kizingiti cha hesabu chanya za seli kilianzishwa. Sehemu sawa na msingi (kizingiti) kilitumiwa kwa sehemu kutoka kwa vikundi husika vya majaribio, na hesabu ya programu ya seli chanya (hesabu) ilifanyika katika kikao hicho hicho kwa vikundi vyote vya majaribio, kuzuia mabadiliko kati ya kikao katika mpangilio wa nyuma. Kwa uchambuzi wa takwimu, hesabu zilichukuliwa kutoka kwa panya ya mtu binafsi ikiwa tu sehemu zinazolingana au kamili kwa kila eneo (kama inavyofafanuliwa katika Meza 1) zilipatikana; data ya eneo fulani haikuchukuliwa kutoka kwa panya ikiwa kuna uwakilishi wa nchi moja haujakamilika kwa eneo hilo.
Mchanganuo wa chanjo ya kinga ya alama mbili.
Sehemu za ubongo zilichukuliwa kutoka kwa panya ambazo c-Fos ilihesabiwa, kwa kemunogistochemistry yenye alama mbili. Kwa sababu hatukupenda kuvuruga utendaji wa tabia ya wanyama, hawakutanguliwa na colchicine ili kuboresha taswira ya wataalam wa peptidi. Kwa hivyo, taswira ya phenotypes ya neuronal iliyoamilishwa kwa kushirikiana na kazi ya kujitawala ilikuwa ndogo. Walakini, kuanza tathmini ya phenotypes ya neuroni zilizoamilishwa katika maeneo kadhaa ya CNS, picha za dijiti (zilizopatikana kama ilivyoelezewa katika sehemu hapo juu) zilichukuliwa kwa 20 ×, 40 ×, au 60 × (kama inavyoonyeshwa katika hadithi za takwimu) ukuzaji. . Utaratibu wa kutia doa mbili kwa glutamate decarboxylase (GAD), tyrosine hydroxylase (TH), CRF, neuropeptide Y (NPY), peptidi inayohusiana na Agouti (AgRP), na tryptophan hydroxylase ilifananishwa na majaribio ya c-Fos-immunoreactivity juu yake kumiliki, isipokuwa kwamba mchanganyiko wa c-Fos-Ab na moja ya kingamwili zingine za kimsingi zilitumika kwa incubation ya usiku mmoja kwa 4 ° C; vivyo hivyo, kingamwili zote za sekondari zilikuwa katika suluhisho moja na ziliwekwa kwa saa 1 gizani kwenye joto la kawaida. Kusafisha 20-min 50% ya ethanoli kabla ya hatua ya kuzuia ilitumika kwa jaribio la orexin. Uchunguzi wa awali wa uboreshaji ulifanywa ili kuamua upunguzaji unaofaa wa kingamwili za msingi. Antibodies ya kimsingi iliyotumiwa walikuwa anti-c-Fos ya sungura (1: 500) (sc-52) na anti-c-Fos ya panya (1: 800) (zote kutoka Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA); panya anti-GAD (1: 1,000), panya anti-tyrosine hydroxylase (1: 500), na kondoo anti-tryptophan hydroxylase (yote kutoka Chemicon, Temecula, CA); sungura anti-CRF (1: 500) (zawadi kutoka kwa Dk Wylie Vale, Taasisi ya Salk, CA); sungura anti-NPY (1: 1,000), sungura anti-AGRP (1: 1,000), na mbuzi anti-orexin A (1: 5,000) wote kutoka Phoenix Pharmaceutical (St. Joseph, MO). Antibodies za sekondari zilizotumiwa zilikuwa anti-sungura au anti-panya wa cy3-conjugated au anti-mouse (Jackson Immunoresearch; West Grove, PA), Alexa Fluor 488 mbuzi kupambana na panya au anti-sungura au punda dhidi ya kondoo IgG (Masi ya Uchunguzi, Eugene, OR) ; kingamwili zote za sekondari zilipunguzwa saa 1: 500. c-Fos / MCH kinga mbili ilijaribiwa mfululizo; kwanza, kwa MCH (1: 2,500 antibody ya msingi, Millipore) na anti-sungura wa mbuzi wa Alexa-488 (1: 500). Slides zilifungwa tena na 5% ya seramu ya kawaida ya mbuzi na kubadilika kwa anti-c-Fos (1: 500) na anti-sungura wa mbuzi cy3 kama kinga ya pili. Kusafisha 20-min 50% ya ethanoli kabla ya hatua ya kuzuia ilitumika kwa jaribio la MCH.
Uchambuzi wa kitakwimu.
Takwimu za kikundi zinawasilishwa kama njia ± SE katika maandishi, meza, na takwimu. Umuhimu unaelezewa kama P ≤ 0.05. Ulinganisho wa takwimu hufanywa kati ya vikundi vya majaribio (FR dhidi ya PR) au kati ya vikundi vya majaribio na vidhibiti vinavyolingana (PR dhidi ya PRC; FR dhidi ya FRC) kwa kutumia Wanafunzi wasio na malipo t-jaribio. Ushirikiano wa Pearson kati ya mitambo ya lever inayofanya kazi na usemi wa c-Fos katika maeneo tofauti ya ubongo, na pia uunganisho wa usemi wa c-Fos kati ya maeneo anuwai ya ubongo chini ya hali sawa za majaribio, zilihesabiwa kwa kutumia StatPlus: mpango wa uchambuzi wa takwimu wa Mac LE kwa toleo la Mac OS 2009 na MchambuziSoft. Tulijaribu ujanibishaji wa laini (Pearson's R takwimu) kati ya usemi wa c-Fos katika mikoa tofauti ya CNS. Tulichunguza pia maelewano kati ya usemi wa c-Fos katika mikoa na tabia tofauti za ulioamilishwa. Data ya FR na PR kutoka panya, ambayo hesabu za c-Fos zilifanyika, zilitumika kwa marekebisho haya.
MATOKEO
uongezaji wa c-Fos.
Kama tulivyoona hapo awali, idadi ya mashine ya kazi ya lever ilikuwa kubwa sana kwa utendaji wa PR dhidi ya FR (Meza 2), na idadi ya tuzo za sucrose ilikuwa kubwa wakati wa utendaji wa FR. Urefu wa kikao kwa panya za PR ilikuwa karibu dakika ya 90 (wakati wa kusimamisha - 30). Meza 3 orodha ya hesabu za seli za c-Fos zinazoingiza kazi katika mikoa yote ya CNS ambapo uainishaji ulifanyika. Mfano wa usemi wa c-Fos wa panya wa FR na PR umechapishwa kwa muhtasari Mtini. 1. Kulikuwa na uanzishaji mkubwa wa medial hypothalamus (MHkwa, Composite ya ARC, PVN, RCh, DMH, na VMH) ya panya wanaohusika kwenye PR lever kubwa kwa sucrose, lakini hakuna uanzishaji wa jumla katika panya wanaohusika katika shinikizo la FR kwa sucrose, ikilinganishwa na udhibiti husika. Ndani ya hypothalamus ya matibabu ya panya za PR, uanzishaji huu ulitokea katika PVN, ARC, na VMH (Mtini. 2). Kubonyeza kwa nguvu ya lever, lakini kwa kubonyeza kwa nguvu ya PR, ilikuwa kuhusishwa na uanzishaji muhimu ndani ya LH (kwa msingi wa uanzishaji ndani ya eneo la ushindi). Vyombo vyote vya habari vya kazi vya lever na hypothalamic c-Fos expression vililinganishwa kati ya kikundi cha FRext na FR (MHkwa, 946 ± 26 na 911 ± 118; ARC, 176 ± 18 na 186 ± 10; LHkwa, 468 ± 79 na 378 ± 34; LHpeF, 200 ± 31 na 173 ± 15, mtawaliwa), na kupendekeza kuwa tofauti katika muundo wa usemi kati ya vikundi vya FR na PR haihusiani na muda wa mafunzo / uzoefu bali hali ya kazi ya nguvu. Kwa kikundi cha FR, kulikuwa na ongezeko kubwa la kujieleza kwa c-Fos katika BNST, iliyozingatiwa katika aBNST na pBNST. Kubwa kwa waandishi wa habari wa FR na PR kulihusishwa na kuongezeka kwa neuroni za c-Fos-immunopositive kwenye ganda la NAc; hesabu za c-Fos ziliongezeka sana katika msingi wa NAc kutoka panya walioshiriki kwenye taabu ya FR lever, na hali isiyo na maana kuelekea kuongezeka kwa kujielezea kwa c-Fos katika panya wanaohusika kwenye PR lever kubwa. c-Fos haikuongezwa katika VTA na kazi ya PR, ingawa mwelekeo duni wa kuongezeka ulizingatiwa na kazi ya FR. Mwishowe, c-Fos iliongezeka sana kwenye kiini cha hypoglossal (cranial nerve XII) kwenye shina la ubongo la panya lililofunzwa PR, lakini sio kwa FR.
Maoni ya c-Fos yalizingatiwa katika mikoa mingine ya CNS, pamoja na amygdala na cortex ya ubongo (Mtini. 3). Walakini, kujieleza kulizingatiwa katika hali zote mbili za udhibiti na vile vile katika kushirikiana na kazi za PR na FR, na kupendekeza kuwa mambo yasiyo na maana ya utaratibu (utunzaji, harakati ndani ya chumba cha utaratibu) yangeweza kusababisha athari hii. Upimaji hesabu katika mikoa hii haikufanywa. Vivyo hivyo, uanzishaji ndani ya shina za ubongo isipokuwa nXII ulizingatiwa, lakini ulitokea kwa kushirikiana na hali zote mbili za udhibiti na kazi, na pia kupendekeza jukumu katika uamsho usio na maana au tabia.
Tulijaribu uhusiano kati ya usemi wa c-Fos katika mikoa tofauti ya CNS. Kuchanganya data kutoka kwa vikundi vya kushinikiza lever, tuligundua mwingiliano hasi kati ya usemi wa c-Fos katika LH na VMH; kwa hivyo, uanzishaji wa VMH ulihusishwa na kupungua kwa uanzishaji wa LH (Pearson's R, −0.7986; t = -3.7534; P = 0.0056). Pia, tuliona uhusiano mzuri kati ya usemi wa c-Fos katika mkoa wa LH na VTA (Pearson's R, 0.7772; t = 3.493; P = 0.0082), sanjari na unganisho unaojulikana wa monosynaptic kati ya mikoa hii miwili (angalia majadiliano katika Ref. 2 na 13). Tulipata uhusiano mbaya hasi kati ya usemi wa c-Fos kwenye VTA dhidi ya ganda la NAc, ikiwa imejaribiwa kando kwa utendaji wa FR (Pearson's R, −0.9262; t = -4.9125; P = 0.008) au kwa utendaji wa PR (Pearson's R, −0.9897; t = -9.7624; P = 0.0103), sanjari na pembejeo inayojulikana ya kurudisha kati ya mikoa ya mshikamano hadi kwa nigra kubwa na VTA (2, 13). Tulijaribu pia uhusiano kati ya usemi wa c-Fos katika maeneo tofauti ya CNS, na tabia. Kuchanganya data kutoka kwa vikundi vya kushinikiza lever, tuliona uhusiano mzuri kati ya c-Fos katika ARC, na mashinikizo ya lever (Pearson's R, 0.8208; t = 3.8017; P = 0.0067).
Utambulisho wa neurons ulioamilishwa na ulaji wa sucrose na motisha ya sucrose.
Kwenye shina la ubongo, neurons c-Fos-chanya hazikuonyesha chanjo chanya ya TH, kiwango cha enzyme cha kupunguza epinephrine na norepinephrine (na dopamine); kwa hivyo, hizi neuroni za katekesi hazikuonekana kutekelezwa na majukumu ya FR au PR. Walakini, baadhi ya neuroni zenye c-Fos-chanya zilionyesha chanjo chanya ya tryptophan hydroxylase, ikionyesha kuwa idadi ya neva ya serotonin iliamilishwa. Kama inavyoonekana katika Mtini. 4, katika ARC, miili ya seli ya c-Fos-chanya ilizungukwa na nyuzi zilizowekwa na AGRP, na muundo kama huo wa chanjo ya NPY / c-Fos ilizingatiwa (haikuonyeshwa). Katika PVN, neurons c-Fos-chanya zilionekana kuzunguka neva za CRF-chanya, lakini hakuna colocalization iliyozingatiwa (data haijaonyeshwa). Mtini. 5 inaonyesha chanjo ya orexin na MCH kwenye LH. Neuroni za Orexin zilipatikana katika dLH na peLH. Ingawa tuliona neuroni za MCH-chanya katika peLH, kwa kweli hakukuwa na colocalization na c-Fos katika mkoa huo wa LH. Walakini, tuliona colocalization ya c-Fos katika neuroni-orexin-chanya ndani ya peLH (Mtini. 6, juu), na kupunguzwa sana kwa c-Fos colocalization na MCH katika VLH (Mtini. 6, chini). Inapaswa kuzingatiwa kuwa ujanibishaji wote wawili, na colocalization na c-Fos, zinaweza kutiliwa mkazo kwa neurotransmitters ya peptide kama vile CRH, kwa sababu panya hazijapigwa mapema na colchicine. Mwishowe, ndani ya kiini hujilimbikiza msingi na ganda (Mtini. 7), c-Fos inachanganya na GAD, enzyme ya syntetisk ya Gaba ya neurotransmitter, ilizingatiwa, kwa panya wote wa FR na PR. Kulikuwa na madoa madhubuti kwa TH ndani ya VTA; Walakini, neuroni zenye c-Fos-chanya hazizingatiwa sana na hazikuonekana kupigania peke na TH.
FUNGA
Katika utafiti wa sasa, tulitumia usemi wa jeni la mapema, c-Fos, kukagua muundo wa uanzishaji wa papo hapo wa CNS unaohusishwa na shughuli ya uharakaji wa shughuli za uhariri wa kujiendesha, labda kama kazi isiyozuia (FR) au shughuli kazi yenye changamoto zaidi iliyofikiriwa kuonyesha utaftaji wa motisha, kama vile kujipanga, na kuhusika sana kwenye mzunguko wa miguu (22, 24, 49) (PR). Mitindo ya Hypothalamic ya uanzishaji ilitofautiana kati ya kazi hizi mbili, na uanzishaji wa LH / limbic ukidhibiti kazi ya FR na matibabu ya uanzishaji wa medial hypogalamic / limbic. Mtini. 1). Kuna sababu kadhaa zinazowezekana za hii. Kwanza, paradigms hizi zinaweza "kuchora ramani" kama uzoefu tofauti katika CNS. Panya waliofunzwa kwenye utendaji wa FR wanatarajia shughuli rahisi, na thawabu kubwa. Matarajio ya chakula chenye thawabu inapaswa kushawishi sana muundo wa c-Fos unaozingatiwa katika panya wa FR. Tofauti inayoonekana ya ubora katika muundo wa uanzishaji inaonyesha kwamba uwezekano wa pili - kwamba wanyama wa PR wana uzoefu zaidi na kazi-ina uwezekano mdogo, na hii iliungwa mkono na kipimo chetu cha c-Fos katika hypothalamus ya panya zilizopokea vikao vya 20 FR , ambayo ilionesha shughuli sawa na kundi la FR, sio kundi la PR. Uwezo wote huu unaweza kupimwa kwa kuongeza ugumu wa mafunzo ya FR na kutathmini mabadiliko katika uanzishaji wa CNS, kwa hali hiyo, mtu angetabiri mabadiliko ya ubora katika muundo wa uanzishaji. Walakini, wakati idadi ya uzoefu wa mafunzo hauwezi kuhesabia muundo wa uanzishaji wa CNS, idadi ya wastani ya tuzo za kujitokeza katika kikao inaweza: kazi ya PR inaweza kujifunza tu kama uzoefu "usio na thawabu", na hii inaweza kuhusishwa kazini na ukosefu wa uanzishaji wa LH. Kwa hivyo, muundo wa uanzishaji wa CNS mwanzoni mwa kikao unaweza kuonyesha hali ya kufikiria, kama ile ya mahali pa dhabiti: nguvu ya uanzishaji ndani ya mzunguko wa miguu imefungwa kwa kujifunza na motisha. Tuliona tofauti ya usemi wa c-Fos katika medial hypothalamus ya wanyama wa FRC. Hasa ndani ya PVN, utofauti huu unaweza kuwa uanzishaji katika panya wa FR, ambao mwelekeo kuelekea kuongezeka kwa panya wa C-Fos dhidi ya FRC ulizingatiwa (Meza 3). Walakini, uanzishaji wa jumla wa medial hypothalamic haukutofautiana kati ya wanyama wa FR na FRC.
Ikumbukwe kwamba ingawa lengo letu lilikuwa kutambua tovuti za CNS ambazo zinachangia mwanzo wa tabia, azimio la muda ni jambo la kuzingatia. Kama ilivyojadiliwa hapo chini, sasa inafahamika kuwa wagawanyaji tofauti wa tabia ya kitendaji au ya wafanya kazi huingiliwa na uanzishaji wa idadi tofauti ya mishipa (13, 23, 33, 49). Hatuwezi kudhibiti kabisa kuwa uanzishaji kwa sababu ya kushinikiza haraka sana au kutaja tuzo kunaweza kuwa na mchango fulani kwa mifumo ya uanzishaji ambayo tuliona. Matokeo yetu hayapeana msingi wa uchunguzi zaidi katika majukumu ya tovuti maalum za CNS katika sehemu tofauti au vifaa vya kujisimamia, na kwa tafiti kama hizo, kipimo cha jeni zingine za mapema na vipindi tofauti vya "on" na "off" (36) itasaidia sana.
Marekebisho ambayo tumepata katika usemi wa c-Fos kati ya mikoa tofauti ya ubongo inasaidia kuunganishwa kwa utendaji wa mkoa wa hypothalamic na sehemu ya msingi ya kazi hii, kama vile kati ya LH na VMH, na kati ya mkoa wa LH na VTA. (angalia majadiliano katika Ref. 2 na 13). Tulichunguza pia maelewano kati ya usemi wa c-Fos katika mikoa tofauti iliyoamilishwa, na tabia. Uunganisho kati ya c-Fos katika ARC na mashinisho ya kazi ya lever yanafaa na jukumu lililofafanuliwa vizuri la shughuli ya ARC katika ulaji wa chakula (1); na uchunguzi wetu wa zamani kwamba sindano ya insulini hususani katika ARC ilipungua kujitawala kwa kujitawala (15); na ripoti za awali za jukumu muhimu la ARC, na neuroni zake za mwisho, katika upatikanaji na utendaji wa kujiendesha kwa kokaini (40-42); na makadirio yaliyotambuliwa kutoka ARC hadi NAc (17). Kwa hivyo, ARC inaweza kuchukua jukumu muhimu katika tabia iliyochochewa kutafuta na kupata aina nyingi za uchochezi wenye thawabu, pamoja na, lakini sio mdogo, chakula. Mwishowe, tuliona uanzishaji mkubwa wa PVN na VMH na mwanzo wa utaftaji wa sura ya PR. Hii inaambatana na majukumu yaliyoainishwa vizuri ya nuksi hizi za matibabu ya methali katika udhibiti wa ulaji wa chakula, kuunganishwa kwa moja kwa moja kwa synaptic na ARC, na kugundua unganisho na mzunguko wa mikono (1, 27, 37).
Tulipata uhusiano mbaya hasi kati ya usemi wa c-Fos katika VTA dhidi ya NA-ganda, ikiwa imepimwa kwa utendaji wa FR au PR. Ilishangaza kwa kushangaza kuwa uanzishaji wa VTA wenye nguvu haukuzingatiwa kwa kushirikiana na PR au FR sucrose binafsi (dhidi ya udhibiti husika). Labda utaftaji huu unaonyesha muda wa kipimo wetu, ukizingatia tovuti zinazoweza kutumia CNS kuanza kazi, ambayo wanyama hawa walifunzwa vyema. Hii inaweza kuwa sanjari na uchunguzi na maoni ya Schultz (44), kwamba uanzishaji wa dopamine ya neva hutumika kama alama ya kuchochea au thawabu zisizotarajiwa, na uanzishaji huu unapungua kwa kushirikiana na mafunzo. Walakini, kutolewa kwa dopamine ya striatal wakati wa kuchukua sucrose katika wanyama waliofunzwa imeonyeshwa kutokea kama tukio sahihi sana na la muda mfupi (39). Kwa hivyo, inawezekana kwamba hali ambayo tuliona ingekuwa muhimu sana na kikundi kikubwa cha utafiti (km. Nguvu ya takwimu). Hatukuona uanzishaji wa NAc kwa kushirikiana na mwanzo wa kuchukua na uchoraji wa PR kwa wote. Uanzishaji na kizuizi cha neurons za NAc zimeripotiwa kuhusishwa na utendaji mzuri wa malipo, na muundo wa shughuli / shughuli unategemea mafunzo na mazingira, na unahusishwa na sehemu tofauti za tabia (kwa mfano, mwelekeo, mbinu, ulaji) (6, 33, 50). Kama ilivyojadiliwa hapo juu, kipimo cha c-Fos haingeweza kuchukua shughuli maalum. Carlezon amependekeza kwamba "thawabu" inahusishwa sana na kupungua kwa shughuli za mishipa ya NAc, yaani.3). Hii haiendani na uchunguzi wetu -uwezeshwa sana NAc c-Fos ikilinganishwa na udhibiti wa utunzaji na neuron ya c-Fos-colocalized na GAD, sanjari na uanzishaji wa neuroni za kati za spiny (GABAergic) - lakini hatujapima haswa ya neva ya neva ya "Nec" ". Uanzishaji wa NAc na kizuizi kinaweza kutokea wakati wa kazi muhimu, na uainishaji wa kidunia na wa kidunia. Kwa mtazamo wa utafiti huu, mtu anaweza kuhitimisha kuwa NAc inashiriki katika mwanzo wa kuchukua jukumu la kuchukua suti, na msingi wa NAc unachangia uanzishaji wa motomoto na ganda la NAc linachangia pande zote za gari na motisha.
Tuliona pia uanzishaji wa mikoa yote miwili ya BNST (ya nje na ya nyuma) katika panya za FR. BNST ni sehemu ya limbic circry ambayo modulates majibu ya neuroendocrine kwa uzoefu unaorudiwa wa kichocheo (8, 9), na kwa maana kubwa, inahusishwa na ujifunzaji juu ya uchochezi wa kawaida. Ingawa jukumu lake limesisitizwa kwa kina zaidi kuhusiana na uzoefu wa kurudia wa mfadhaiko, matokeo yetu yanaonyesha jukumu pana kwa BNST: BNST inaweza kurekebisha majibu ya CNS kwa kurudia chanya, na vile vile hasi au kusisimua. Kwa kuwa tuliona uanzishaji huu mwanzoni mwa FR, lakini sio PR, utendaji, kuajiri BNST inaweza kuunganishwa na tuzo zilizoongezeka za mafunzo ya FR. Uchunguzi wetu wa hakuna uanzishaji wa moja kwa moja wa neuroni za CRF unaonyesha kuwa kujibu kwa nguvu kwa sucrose sio mfadhaiko mkubwa; Walakini, kujieleza kwa c-Fos katika neva zingine za PVN ni sawa na mabadiliko ya mzunguko wa mafadhaiko (46). Kwa kweli, Ulrich-Lai na wenzake wamearifu kwamba, kwa kutumia njia tofauti ya lishe / kulisha, moduli ya ulaji wa sucrose inasimamia kazi ya PVN (47). Mwishowe, tuliona uanzishaji wa kiini cha ujasiri wa hypoglossal ukishirikiana na utendaji wa PR lakini sio utendaji wa FR. Umuhimu wa hii unaweza tu kudhaniwa; uwezekano mmoja ni kwamba umuhimu wa ladha ya sucrose inaweza kuinuliwa katika panya ambazo zinaingiza tuzo chache za sucrose.
Kutafuta-kufaulu na kuchukua-sucrose inapaswa kuzingatiwa kama uzoefu wa multimodality, nguvu kwa wakati, kwani kumeza kungesababisha ishara za pembeni zinazohusiana na maudhui ya caloric ya sucrose, pamoja na makazi na alliesthesia ya kikao (25). Wakati utafiti wetu umeangazia ushawishi wa ishara za pembeni za endokrini, yaani, insulini na leptin, kubadilisha malipo ya chakula, athari zao zinaweza kugeuzwa moja kwa moja katikati na transmitters na neuropeptides ambazo zina jukumu la muda mfupi au wa muda mrefu. malipo ya chakula au malipo (tazama majadiliano katika Ref. 14). Utafiti wa sasa hutoa ufahamu juu ya hii; tuliona uanzishaji fulani wa neva ambazo zinaonyesha MCH au orexin, neuropeptides mbili ambazo ni orexigenic. Matokeo haya yanaweza, kwa kweli, kukadharau jukumu la MCH au orexin katika thawabu ya chakula, kama immunocytochemistry katika panya zisizo kutibiwa na colchicine bila shaka zimepunguza taswira ya wawili hawa neuropeptides. Utambulisho wa mionzi ya orexin iliyoamilishwa katika LH ni sawa na tafiti nyingi zinazojumuisha neuroni za orexin katika kulisha, thawabu ya chakula, na tuzo kubwa zaidi ya kichocheo (kwa mfano, 5, 7, 29). Tuliona uanzishaji wa neuron wa orexin wa peFLH. Aston-Jones na wenzake (5) wamegundua majukumu ya idadi tofauti ya neuron ya LH orexin katika tabia ya malipo na wameingiza neuroni ya orexin katika hisia za kupendeza, kinyume na thawabu kwa kila sekunde. Upataji wetu, kwa hivyo, unaonyesha jukumu la orexin ya LH katika umaridadi, na labda mwelekeo wa kuelekea lever inayotumika au vidokezo vya kuchukua.
Inastahili kuzingatiwa kwa siku za usoni ni upendeleo au jumla ya uwezo wa kujitokeza kama kichocheo cha kufadhili. Ikiwa muundo wa uanzishaji wa mapema wa CNS tunaripoti hapa ni maalum kwa chakula kama kichocheo, au hufanya jumla kwa uchochezi mwingine mzuri, bado imedhamiriwa. Kama ilivyoelekezwa hapo juu, haswa katika kazi ya FR, kumeza zawadi kadhaa za sucrose kutarajiwa kuwa na athari za kimetaboliki, na mabadiliko ya kutolewa kwa homoni (kwa mfano, cholecystokinin, ghrelin, insulini) na mabadiliko katika uanzishaji wa pembeni na CNS. Mabadiliko haya hayangetarajiwa kuchukua jukumu moja kwa moja katika mifumo ya mwanzo ya uanzishaji wa CNS ambayo tulipima lakini inaweza kuchukua jukumu la kujifunza juu ya ujira wa kujitokeza wakati wa mafunzo. Tena, neuropeptides kama vile orexin zinaweza kuhusishwa sana.
Utafiti wetu unawakilisha, kwa ufahamu wetu, maandamano ya kwanza ya uanzishaji wa nadharia maalum za matibabu ya mwili mara mwanzoni mwa kujitawala, pamoja na PVN, iliyojumuishwa katika uvumbuzi wa homeostasis na dhiki, na ARC, ambayo ni muhimu kwa nguvu ya homeostasis, hisia za virutubishi, na udhibiti wa ulaji wa chakula. Kwa maana, tuliona uanzishaji wa medial hypothalamus na NAc, kwa kushirikiana na mwanzo wa PR, na kupendekeza kwamba tovuti zote mbili za nyumbani na zingine zina jukumu la uanzishaji wa kujitawala. Maeneo ya ziada ya mzunguko wa miguu yanaweza kuajiriwa wakati mwingine baadaye katika kazi hiyo.
Mtazamo na Umuhimu
Wakati ambapo, kihistoria, masomo ya tabia ya motisha na thawabu yanaweza kuathiri sana mzunguko wa viungo vya CNS, ushahidi mkubwa umetokea ambao unasisitiza mwingiliano muhimu wa kazi kati ya mzunguko wa nguvu na nguvu ya homeostasis. Utafiti uliopo sasa unaonyesha umuhimu wa uwezekano wa nadharia maalum ya medial hypothalamic katika kazi iliyochochewa ya sucrose. Kuongeza zaidi kutoka kwa utafiti huu, tafiti zijazo zinaweza kutathmini ikiwa jukumu la hypothalamus ya matibabu ni muhimu na ikiwa uanzishaji wake umejumuishwa katika kutafuta thawabu zingine kama vile dawa za unyanyasaji. Kwa kuongezea, matokeo ya utafiti huu yanatoa sababu ya kusoma mabadiliko ya tabia iliyohamasishwa katika hali zinazolingana na saikolojia ya matibabu ya mwili, kama vile fetma.
GRANTS
Utafiti huu uliungwa mkono na Taasisi za Kitaifa za Ruzuku ya Afya DK40963. Dk. Dianne Figlewicz Lattemann ni Mwanasayansi Mkuu wa Taaluma ya Utafiti, Programu ya Utafiti wa Maabara ya Biomedical, Idara ya Maswala ya Mifugo ya Puget Sound Health, Seattle, Washington. Dr. Sipols anaungwa mkono na Baraza la Kilatino la Grant 04.1116 ya Latvia.
SHUKURANI
Tunawashukuru Drs. Yavin Shaham, Stephen Benoit, Christine Turenius, na JE Blevins kwa ushauri na majadiliano ya kusaidia.
MAREJELEO
;