สรุป: เซลล์ประสาทโคเคนและซูโครสในนิวเคลียสแอคคัมเบนส่วนใหญ่ไม่ทับซ้อนกัน
ที่มา: มหาวิทยาลัยไวโอมิง
นิวเคลียสสะสมในสมองมีบทบาทสำคัญในวงจรการให้รางวัลความเสี่ยง การดำเนินการของพวกเขาส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสารสื่อประสาทที่สำคัญสามอย่าง ได้แก่ โดพามีนซึ่งส่งเสริมความปรารถนา เซโรโทนินซึ่งมีผลต่อความอิ่มตัวและการยับยั้ง และกลูตาเมตซึ่งขับเคลื่อนพฤติกรรมและการตอบสนองต่อเป้าหมายและบริบทที่เกี่ยวข้องกับรางวัล
ในการศึกษาโดยใช้หนูที่ดัดแปลงพันธุกรรมคณาจารย์ของมหาวิทยาลัยไวโอมิงพบว่านิวเคลียสที่เกิดขึ้นในวงดนตรีที่คัดเลือกโดยการใช้โคเคนนั้นส่วนใหญ่แตกต่างจากวงดนตรีนิวเคลียสแอคคัมเบนที่คัดเลือกโดยซูโครสหรือน้ำตาลทราย เนื่องจากเป็นสิ่งที่แยกจากกันสิ่งนี้ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่จะสามารถจัดการกับการใช้ยาได้โดยไม่ส่งผลต่อการแสวงหารางวัลแบบปรับตัวทางชีวภาพ
“ เราได้พิจารณาแล้วว่าในนิวเคลียสแอคคัมเบนซึ่งเป็นพื้นที่สมองที่สำคัญของการประมวลผลรางวัลวงดนตรีของเซลล์ประสาทซึ่งเป็นเครือข่ายเซลล์ประสาทที่กระจัดกระจายที่เปิดใช้งานพร้อมกันเป็นรางวัลที่เฉพาะเจาะจงและวงดนตรีของซูโครสและโคเคนส่วนใหญ่ไม่ซ้อนทับกัน” Ana Clara Bobadilla กล่าว ผู้ช่วยศาสตราจารย์ UW ในโรงเรียนเภสัชศาสตร์และใน WWAMI (วอชิงตันไวโอมิงอลาสก้ามอนแทนาและไอดาโฮ) โปรแกรมการศึกษาด้านการแพทย์
Bobadilla เป็นผู้เขียนนำบทความเรื่อง“ Cocaine and Sucrose Rewards Recruit Different Seeking Ensembles in the Nucleus Accumbens Core” ซึ่งตีพิมพ์ในฉบับวันที่ 28 กันยายนของ โมเลกุลจิตเวช. วารสารนี้เผยแพร่ผลงานที่มุ่งเป้าไปที่การอธิบายกลไกทางชีววิทยาที่เป็นสาเหตุของโรคทางจิตเวชและการรักษาของพวกเขา เน้นการศึกษาที่ส่วนต่อประสานของการวิจัยทางคลินิกและทางคลินิกรวมถึงการศึกษาในระดับเซลล์โมเลกุลเชิงบูรณาการทางคลินิกการถ่ายภาพและจิตเภสัชวิทยา
Bobadilla ทำการวิจัยในขณะที่จบงานหลังปริญญาเอกที่ Medical University of South Carolina โครงการนี้เริ่มขึ้นในกลางปี 2017 ผู้มีส่วนร่วมในการศึกษารายหนึ่งกำลังทำงานที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด Anschutz Medical Campus
ขณะนี้ยังไม่ทราบขั้นตอนการรับสมัครภายในวงดนตรีเฉพาะรางวัลแต่ละชุดเธอกล่าว อย่างไรก็ตามด้วยการใช้เครื่องมืออณูชีววิทยา Bobadilla สามารถระบุได้ว่าเซลล์ประเภทใดที่ถูกคัดเลือกมาทั้งในกลุ่มโคเคนและซูโครส
เซลล์เหล่านี้เรียกว่าเซลล์ประสาทการฉายภาพ GABAergic หรือที่เรียกว่าเซลล์ประสาทหนามขนาดกลาง ประกอบด้วย 90 เปอร์เซ็นต์ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ของประชากรเซลล์ประสาทที่มีนิวเคลียส accumbens เซลล์ประสาทหนามขนาดกลางเหล่านี้แสดงตัวรับโดปามีน D1 หรือ D2
การศึกษาพบว่ากลุ่มซูโครสและโคเคนได้รับคัดเลือกส่วนใหญ่เป็นตัวรับ D1 ที่แสดงเซลล์ประสาทที่มีหนามขนาดกลาง ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับความเข้าใจทั่วไปในสาขาที่การเปิดใช้งานเส้นทาง D1 ส่งเสริมการแสวงหารางวัลในขณะที่การเปิดใช้งานเส้นทาง D2 อาจนำไปสู่ความเกลียดชังหรือลดการแสวงหา Bobadilla กล่าว
การศึกษาพบว่ากลุ่มซูโครสและโคเคนได้รับคัดเลือกส่วนใหญ่เป็นตัวรับ D1 ที่แสดงเซลล์ประสาทที่มีหนามขนาดกลาง รูปภาพเป็นสาธารณสมบัติ
“ ในมนุษย์ไม่ค่อยมีการใช้ยาในสุญญากาศ พวกเราส่วนใหญ่มีชีวิตที่ซับซ้อนรวมถึงแหล่งที่มาของรางวัลที่ไม่ใช่ยาเสพติดมากมายเช่นอาหารน้ำการมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคมหรือเซ็กส์” Bobadilla อธิบาย “ เช่นเดียวกับยาเสพติดรางวัลเหล่านี้ขับเคลื่อนและมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของเราอยู่ตลอดเวลา แบบจำลองโคเคนคู่และซูโครสที่ใช้ในการศึกษานี้ช่วยให้เราสามารถจำแนกลักษณะของกลุ่มโคเคนเฉพาะหลังจากที่หนูได้รับซูโครสซึ่งเป็นรางวัลที่แข่งขันกันอีกประเภทหนึ่ง
“ มันเป็นแบบจำลองที่ซับซ้อนกว่า แต่เป็นแบบจำลองที่ใกล้เคียงกับสิ่งที่เกิดขึ้นในผู้ที่ทุกข์ทรมานจากความผิดปกติในการใช้สารเสพติดซึ่งต่อสู้กับรางวัลที่แข่งขันกันทุกวัน” เธอกล่าวเสริม
ตอนนี้ Bobadilla มุ่งเน้นไปที่คำถามเกี่ยวกับวิธีการคัดเลือกเซลล์ในวงดนตรี นอกจากนี้เธอตั้งเป้าที่จะตอบคำถามพื้นฐานอีกประการในการวิจัยการเสพติด: กลไกเฉพาะเครือข่ายเดียวกันรองรับการแสวงหารางวัลยาทั้งหมดหรือไม่
“ ยาเสพติดที่ใช้ในทางที่ผิดทุกประเภทมีโอกาสที่จะกำเริบได้สูง” เธอกล่าว “ อย่างไรก็ตามยาเสพติดแต่ละประเภทจะแสดงเภสัชวิทยาเฉียบพลันและความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกที่แตกต่างกัน ขณะนี้เรากำลังตรวจสอบว่าคุณสมบัติเฉพาะรางวัลของวงดนตรีสามารถอธิบายความแตกต่างเหล่านี้ได้หรือไม่”
เงินทุน: การศึกษานี้ได้รับทุนบางส่วนโดย Peter Kalivas ที่ปรึกษาหลังปริญญาเอกของ Bobadilla ศาสตราจารย์และประธานสาขาประสาทวิทยาศาสตร์ที่ Medical University of South Carolina และจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ Pathway สู่รางวัลอิสรภาพที่ Bobadilla ได้รับในต้นปี 2019
เกี่ยวกับข่าวการวิจัยทางประสาทวิทยานี้
แหล่ง: มหาวิทยาลัยไวโอมิง
ติดต่อ: Ana Clara Bobadilla - มหาวิทยาลัยไวโอมิง
ภาพ: รูปภาพเป็นสาธารณสมบัติ
งานวิจัยต้นฉบับ: การเข้าถึงแบบปิด
"รางวัลโคเคนและซูโครสจะสรรหาวงดนตรีที่แตกต่างกันออกไปในแกนกลางของนิวเคลียส” โดย Ana-Clara Bobadilla, Eric Dereschewitz, Lucio Vaccaro, Jasper A. Heinsbroek, Michael D. Scofield และ Peter W.Kalivas โมเลกุลจิตเวช
นามธรรม
รางวัลโคเคนและซูโครสจะสรรหาวงดนตรีที่แตกต่างกันออกไปในแกนกลางของนิวเคลียส
การแสวงหารางวัลที่มีการควบคุมไม่ดีเป็นลักษณะสำคัญของความผิดปกติในการใช้สารเสพติด การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการให้รางวัลแก่ประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องกับยาทำให้เกิดการกระตุ้นการทำงานแบบซิงโครนัสของจำนวนเซลล์ประสาทที่ไม่ต่อเนื่องในนิวเคลียสแอคคัมเบนที่เชื่อมโยงอย่างเป็นเหตุเป็นผลกับบริบทที่เกี่ยวข้องกับรางวัล ที่นี่เราอธิบายลักษณะเฉพาะของเซลล์ประสาทที่สร้างขึ้นจากประสบการณ์ที่เชื่อมโยงกับพฤติกรรมการแสวงหา นอกจากนี้เรายังกล่าวถึงคำถามที่ว่ายาเสพติดจะแย่งชิงเครือข่ายเซลล์ประสาทที่ได้รับรางวัลจากธรรมชาติโดยการประเมินวงดนตรีที่เกี่ยวข้องกับโคเคนและซูโครสภายในเมาส์ตัวเดียวกันหรือไม่ เราเคยใช้ FosCreERT2 / +/ ai14 หนูดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อแท็กเซลล์ที่เปิดใช้งานและอาจเข้ารหัสการค้นหาโคเคนและซูโครส เราติดแท็ก ~ 1% ของเซลล์ประสาทในภูมิภาคย่อยหลักของ accumbens (NAcore) ที่เปิดใช้งานระหว่างการค้นหาโคเคนหรือซูโครสที่กระตุ้นให้เกิดคิว เซลล์ที่ติดแท็กส่วนใหญ่ในวงดนตรีที่กำลังมองหาคือ D1-MSNs และเปิดใช้งานโดยเฉพาะในระหว่างการค้นหาไม่ใช่ระหว่างการสูญพันธุ์หรือเมื่อหนูยังคงอยู่ในกรงบ้าน ในการเปรียบเทียบวงดนตรีเฉพาะรางวัลที่แตกต่างกันภายในเมาส์ตัวเดียวกันเราใช้โปรโตคอลการบริหารตัวเองของโคเคนและซูโครสซึ่งช่วยให้สามารถแสวงหารางวัลโดยเฉพาะ เมื่อใช้แบบจำลองนี้เราพบความแตกต่างประมาณ 70% ระหว่างเซลล์ที่ประกอบเป็นโคเคนเมื่อเทียบกับกลุ่มที่หาน้ำตาลซูโครส การสร้างโคเคนนั้นคัดเลือกกลุ่มเซลล์ประสาท NAcore ซึ่งส่วนใหญ่แตกต่างจากเซลล์ประสาทที่ถูกคัดเลือกเข้ามาในชุดการเข้ารหัสสำหรับการค้นหาซูโครสแนะนำให้มีการปรับแต่งเฉพาะอย่างละเอียดของวงดนตรี การค้นพบนี้ช่วยให้สามารถสำรวจเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกที่เปลี่ยนการเสริมแรงเชิงบวกตามรางวัลเป็นการแสวงหายาที่ไม่สามารถปรับตัวได้
;