Танзими критикии пешрафти сектори мағзиҳо ва рафтори вобаста ба мукофотпулиҳо (2016)

Илм 1 январ 2016: Vol. 351 нест. 6268

DOI: 10.1126 / science.aac9698

1. Emily A. Ferenczi¹,²,*,
2. Келли A. Залокуски¹,²,*,
3. Конор Листон³,*,
4. Логан Гроссеник¹,²,
5. Мелисса R. Warden⁴,
6. Debha Amatya¹,
7. Кифер Катович⁵,
8. Ҳершел Мехта⁵,
9. Брайан Патенауд⁶,
10. Чару Рамакришнан¹,
11. Павлус Kalanithi⁷,
12. Амит Эткин⁶,
13. Брайан Нутсон⁵,
14. Гари Ҳ. Гловер⁸,
15. Карл Дисерот¹,⁴,⁹,†

мавҳум

Ҳавасмандӣ барои мукофот рафтори мутобиқшавандаро ба вуҷуд меорад, дар ҳоле ки беқурбшавии дарк ва таҷрибаи мукофот (анедония) метавонад ба бемориҳои рӯҳӣ, аз ҷумла депрессия ва шизофрения мусоидат кунад. Мо кӯшиш намудем, ки фарзияи санҷиши гипотези medial prefrontal (mPFC) фаъолияти муштаракро дар байни минтақаҳои мушаххаси субкортикалӣ, ки вокунишҳои гедониро танзим мекунанд, назорат кунем. Бо истифодаи намоиши функсионалии резонанси магнитии оптогенетикӣ барои дасткорӣ, аммо дар миқёси ҷаҳон тасаввур кардани фаъолияти нейрон дар каламушҳо, мо дарёфтем, ки ҳавасмандкунии допамин нейрон фаъолияти стриаталиро пеш мебарад, дар ҳоле ки баландшавии лазизии mPFC ин вокуниши стриаталиро коҳиш медиҳад ва допаминергияи ҳавасмандкунандаро бозмедорад. Ин overactivity музмини mPFC инчунин рафтори табиии табиии табиистро устувор менамояд ва мушаххасоти нави функсионалии майнаи саросариро, ки дараҷаи анедонияро дар шахсони алоҳида пешбинӣ менамояд, ба вуҷуд меорад. Ин бозёфтҳо як механизмеро тавсиф мекунанд, ки тавассути он mPFC ифодаи рафтори ҷолибро тавассути танзими мутақобилаҳои динамикии байни минтақаҳои дурдасти subcortical муайян мекунад.

Роҳе, ки ба ҷустуҷӯи мукофот таҳдид мекунад

Кадом минтақаҳои мағзи сар ба рафтори мукофот вобастаанд? Ференцзи ва диг. ҳамоҳангсозии мутамаркази мушакӣ, ҳуҷайраҳои мушаххас, оптогенетикӣ бо ташхиси майна, санҷиши рафтор ва дар vivo электрофизиология (ниг. Перспектива аз ҷониби Роббинс). Ҳавасмандкунии нейронҳои мобайнии допамин фаъолиятро дар минтақаи мағзи сар (striatum) афзоиш дод ва бо дарёфти мукофот дар байни ҳайвоноти алоҳида алоқаманд шуд. Бо вуҷуди ин, ҳаяҷонангезии баланде, ки ба он medial cortex medial prefrontal номида шудааст, ҳам ҷавобҳои стриаталиро ба ҳавасмандкунии нейронҳои допамин ва ҳам ронандаи рафтор барои ҷустуҷӯи ҳавасмандкунии нейронҳои допамин коҳиш доданд. Дар ниҳоят, тағир додани ҳаяҷонбахшии нейронҳои пирамидҳои medial prefrontal cortex piramidal тағиротро дар синхронияи ноҳиявии асабҳо ва инчунин рафтори мувофиқи анфедониро ба вуҷуд овард. Ин мушоҳидаҳо ба фенотипҳои тасвирӣ ва клиникӣ шабоҳат доранд, ки дар депрессия, вобастагӣ ва шизофренияи инсон мушоҳида мешаванд.

МУЌАДДИМА

Ронандаи ҷустуҷӯ ва таҷриба дар байни намудҳо ҳифз карда мешавад ва дар байни ширхӯрон, таъсири мутақобилаи байни системаҳои субкортикалии допаминергикӣ ва сохторҳои лимбӣ ба монанди стриатумро дар бар мегирад. Пастравии ин раванд, ки дар як қатор шароити равонӣ мушоҳида мешавад, нишонаи клиникии анҳедония (аз даст додани лаззат) мебошад. Механизмҳои нейронии дар заминаи анҳония номаълуманд, аммо метавонанд аз таъсири ғайримуқаррарии байни схемаҳои мукофоти кортикалӣ ва субкортикӣ натиҷа гиранд. Мо кӯшиш намудем, ки фарзияи баландшавии ҳимояи medort prefrontal kortex (mPFC) (хусусияти клиникии бо анҳедония) назоратро фишурда ба ҳамбастагӣ байни ду минтақаи дурдасти субкортикалӣ: мобинаи допаминергӣ ва стриатумро ба вуҷуд орем.

РАСУЛИ

Тадқиқотҳои томографии клиникӣ фаъолияти баландро дар mPFC дар беморони гирифтори депрессия муайян карданд ва табобат бо ба эътидол овардани ин overactivity ва беҳтар шудани аломатҳои анедоникӣ алоқаманд аст. Ғайр аз ин, таҳқиқоти инсонӣ соҳаҳои мағзи сарро муайян карданд, ки ба лаззати эҳсосӣ ва таҷриба посух медиҳанд ва ин вокунишро дар бемории рӯҳӣ манъ кардан мумкин аст. Аммо, манбаи ин сигнали мукофот ва механизмҳое, ки ба модулизатсия асос ёфтаанд, ба таври бадеӣ нишон дода нашудаанд. Мо як қатор асбобҳои музмини шадид ва шадиди оптогенетикӣ бо томографияи функсионалии резонансии магнитӣ (fMRI) барои таъмин кардани пул байни мушаххасоти сабабӣ, ҳуҷайравии оптогенетикҳои ҳайвонот ва мушоҳидаҳои умумимиллӣ, ки neuroimaging одамро тавсиф мекунанд, бо ҳадафи таҳқиқи маҳаллӣ ва глобалӣ муттаҳид кардем. аён кардани фаъолияти асабӣ барои фаҳмидани танзими рафтори ҷолиб.

Натиҷаҳо

Мо нишон медиҳем, ки ҳавасмандкунии нейронҳои мобайнии допамин ҳам амалҳои стриаталии fMRI хунро аз сатҳи вобаста ба (BOLD) ва рафтори ба музди меҳнат алоқаманд менамояд ва мо нишон медиҳем, ки ин муносибатҳо дар байни одамон вобастаанд. Ғайр аз ин, мо дарёфтем, ки хомӯш кардани нейронҳои допамин фаъолиятро дар ститрум ва дигар минтақаҳои мағзи сар (ба монанди гипоталамус) суст мекунад ва рафтори канорагириро пешгирӣ мекунад. Пас аз он, ки ин назорати дуҷонибаи рафтори ҷӯяндагони мукофотро таъсис додем, пас мо барои халалдор кардани ин схема тавассути баланд шудани ҳасаднокии mPFC озмоиш кардем. Мо фишори аксуламали стриаталиро ба допамин, инчунин ҳолати рафторро дар ҷустуҷӯи ҳавасмандкунии ҳавасмандкунии нейрон ва дигар ҳавасҳои табиии табиӣ мушоҳида кардем. Дар ниҳоят, мо нишон медиҳем, ки ҳаяҷонбахшии баланд бардоштаи mPFC фаъолияти кортиколимбии BOLD ва электрофизиологиро ҳамоҳанг мекунад, ки дар навбати худ метавонад рафтори анедоникиро дар ҳайвонҳои алоҳида пешбинӣ кунад.

ХУЛОСА

Бозёфтҳои мо аз таҷрибаҳо дар мавриди назорати хоси маҳаллӣ, ҳамзамон бо мушоҳидаҳои глобалии гайримунтазамии фаъолияти асаб, нишон медиҳанд, ки mPFC аз болои боло ба поён дар робита бо ҳамбастагии мобайнии допаминергикӣ бо striatum таъсир мерасонад ва вақте ки баланд шуд, фаъолият дар mPFC метавонад мукофоти табииро халалдор кунад рафтори мутааллиқ Ғайр аз он, мо мушоҳида мекунем, ки динамикаи нейронии субортикию субортикии ба танзим даровардани коркарди мукофотҳо мувофиқат мекунад. Ҳамаи ин бозёфтҳо барои фаҳмиши мо оид ба физиология ва рафтори табиии марбут ба мукофот, инчунин патогенези анедония таъсир мерасонанд.

ФМРИ оптогенетикӣ барои коркарди локалӣ ва дар миқёси ҷаҳон тасаввур кардани фаъолияти асабҳои асабии майнаи марбут ба мукофот истифода шудааст. Каламушҳои аҳолиро дар ҳолати бедорӣ скан карданд (аксҳои боло). Мо муқаррар кардем, ки фаъолияти СТРАТИАЛ бо роҳи ҳавасмандкунии оптогенетикии нейронҳои допамин афзоиш ёфта, тавассути хомӯшии оптогенетикии асаб кам мешавад. Мо нишон медиҳем, ки ҳаяҷонбахшии баланд бардошташудаи mPFC рафтори ҷолибро тавассути тавассути истифодаи назорати аз боло ба поён равонашуда дар фаъолияти стерапияи допамин ва фишорбаландии байни микросхемаҳои кортиколимбиро фишор медиҳад.