โดปามีนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับคิวกลัวขึ้นอยู่กับคิว (2009)

Jonathan P. Fadok, 1,2 Tavis MK Dickerson, 2 และ Richard D. Palmiter2 *
J Neurosci ต้นฉบับผู้เขียน; มีอยู่ใน PMC 2010 March 9
เผยแพร่ในแบบฟอร์มการแก้ไขขั้นสุดท้ายเป็น:
J Neurosci 2009 กันยายน 9; 29 (36): 11089 – 11097
doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1616-09.2009

1 บัณฑิตศึกษาสาขาวิชาชีววิทยาและพฤติกรรมมหาวิทยาลัยวอชิงตัน, ซีแอตเทิล, วอชิงตัน 98195
2 ภาควิชาชีวเคมีและสถาบันการแพทย์ Howard Hughes, มหาวิทยาลัยวอชิงตัน, ซีแอตเทิล, WA, 98195
* จดหมายโต้ตอบควรส่งไปที่: Richard D. Palmiter, HHMI และภาควิชาชีวเคมี, Box 357370, มหาวิทยาลัยวอชิงตัน, ซีแอตเทิล, WA 98195 อีเมล์: [ป้องกันอีเมล]
บทความนี้ฉบับแก้ไขสุดท้ายของผู้จัดพิมพ์มีให้บริการฟรีที่ J Neurosci
ดูบทความอื่น ๆ ใน PMC ที่อ้างถึงบทความที่ตีพิมพ์

นามธรรม

โดปามีน (DA) มีส่วนเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมหลายอย่างรวมถึงการทำงานของมอเตอร์การรับรู้และการประมวลผลรางวัล แม้กระนั้นบทบาทของ DA ในการประมวลผลความกลัวยังคงชัดเจน ในการตรวจสอบบทบาทของ DA ในการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับความกลัวหนูทดสอบโดปามีนที่บกพร่อง (DD) ได้รับการทดสอบในกระบวนทัศน์ของความกลัว การสังเคราะห์ DA สามารถกู้คืนได้ในหนู DD ผ่านการบริหารงานของ 3, 4-dihydroxy-L-phenylalanine (L-Dopa) ดังนั้นจึงอนุญาตให้มีการประเมินการประมวลผลความกลัวในสถานะ DA-depleted หรือ -replete ความกลัวที่มีอำนาจไม่ได้อยู่ในหนู DD แต่สามารถคืนค่าได้โดยการบริหาร L-Dopa ทันทีหลังจากการปรับสภาพความกลัว การเลือกสรรการสังเคราะห์ไวรัสแบบ DA ของการสังเคราะห์ DA ภายในพื้นที่หน้าท้องส่วนล่างได้รับการฟื้นฟูอย่างเต็มที่การเรียนรู้ความกลัวในหนู DD และการคืนค่าการสังเคราะห์ DA ไปสู่เซลล์ประสาท DA ที่ฉายไปยัง amygdala basolateral ที่เรียกคืนหน่วยความจำระยะสั้น นอกจากนี้เรายังแสดงให้เห็นว่าตัวรับ DA D1 (D1R) และตัวรับที่เหมือน D2 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเรียนรู้ด้วยความกลัวขึ้นอยู่กับคิว
การค้นพบเหล่านี้บ่งชี้ว่าการกระทำของ DA บนตัวรับหลายตัวภายในพื้นที่เป้าหมายหลายแห่งช่วยให้การทรงตัวของหน่วยความจำมีเสถียรภาพมากขึ้น

คำสำคัญ: โดปามีน, ความกลัว, ความกลัวที่มีอำนาจ, อะไมก์ดา, ตัวรับ dopamine D1, ตัวรับ dopamine D2

บทนำ

neuromodulator DA มีความสำคัญสำหรับการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัลและพฤติกรรมการแสวงหายาเสพติด (Schultz, 2002; Wise, 2004) และหลักฐานที่สะสมแสดงว่า DA อาจมีความสำคัญสำหรับการเรียนรู้ด้วยความกลัว (Lamont และ Kokkinidis, 1998; Guarraci et al ., 1999; Greba และ Kokkinidis, 2000; Guarraci et al., 2000; Greba และคณะ, 2001; Pezze และ Feldon, 2004; de Oliveira et al., 2006) เซลล์ประสาท DA ของโครงการสมองส่วนกลางหน้าท้องไปยังบริเวณสมอง limbic สำคัญสำหรับความกลัวการเรียนรู้และระดับ DA ในพื้นที่สมองเหล่านี้เพิ่มขึ้นในช่วงเหตุการณ์ aversive (Abercrombie et al., 1989, Kalivas และ Duffy, 1995; Doherty และ Gratton, 1997; Inglis และ Moghaddam , 1999) นอกจากนี้เซลล์สมองส่วนกลาง mid DA บางตัวยังเพิ่มอัตราการยิงเพื่อกระตุ้นและการชี้นำการทำนาย (Guarraci และ Kapp, 1999; Horvitz, 2000, Joshua et al., 2008) ยิ่งไปกว่านั้น DA ยังแสดงให้เห็นถึงการเสริมสร้างศักยภาพในระยะยาวซึ่งเป็นความสัมพันธ์ทางประสาทที่สำคัญของหน่วยความจำในพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับการเรียนรู้ความกลัวเช่นฮิบโปและแอมม็อดดา (Bissiere et al., 2003; Lemon and Manahan-Vaughan, 2006; Swant และ Wagner, 2006)

แม้จะมีความก้าวหน้าที่เกี่ยวข้องกับสรีรวิทยาของเซลล์ประสาท DA ที่จะกลัว แต่บทบาทที่แม่นยำของ DA และผู้รับความรู้ความเข้าใจในการเรียนรู้เกี่ยวกับความกลัวยังคงไม่ได้รับการแก้ไข การฉีดของคู่อริที่มีลักษณะคล้าย D1R อย่างเป็นระบบหรือเข้าไปในอะมิกกาลาได้ถูกแสดงเพื่อป้องกันการได้มาหรือการแสดงออกของการเรียนรู้เกี่ยวกับความกลัว อย่างไรก็ตามคนอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่ายาเหล่านี้ไม่มีผลกระทบ (Guarraci et al., 1999; Greba และ Kokkinidis, 2000; de Oliveira et al., 2006) นอกจากนี้ตัวละครที่คล้ายกันของ D1R ยังแสดงให้เห็นว่าเพิ่มหรือไม่มีผลต่อการปรับสภาพความกลัว (Guarraci et al., 1999; Greba et al., 2000; Inoue et al., 2000; de Oliveira et al., 2006) พบความแตกต่างแบบอะนาล็อกในการศึกษาการใช้ agonists หรือคู่อริสำหรับผู้รับเหมือน D2R (Guarraci et al., 2000; Greba et al., 2001, Ponnusamy et al., 2005) ความแตกต่างเหล่านี้อาจเป็นเพราะวิธีการพฤติกรรม, ผลกระทบขึ้นอยู่กับปริมาณของยาเสพติดที่ฉีดหรือความแตกต่างในการเลือกตัวแทนยา ยกตัวอย่างเช่นตัวรับ DA ที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวางในการคัดเลือกดังนั้นในขณะที่การศึกษาบางอย่างอาจเลือกที่จะเป็นปรปักษ์กันรับ D2006 คนอื่น ๆ อาจจะเป็นศัตรูกันกว้างมากขึ้น D2, D2 และ D3 ผู้รับ (Missale et al, 4)

เพื่ออธิบายบทบาทของ DA ในการเรียนรู้ที่เกี่ยวกับความกลัวเราใช้หนูที่ไม่มี DA (DD หนู) เช่นเดียวกับหนูที่ไม่มีตัวรับ D1R หรือ DA D2 (D2R) และทดสอบพวกมันในกระบวนทัศน์ที่หวาดกลัวที่มีอำนาจ Fear-potentiate startle เป็นกระบวนทัศน์การปรับตัวแบบ Pavlovian-fear ที่กระตุ้นให้เกิดเสียงกลางที่เป็นกลางในการตอบสนองต่อเสียงอะคูสติกตกใจหลังจากการจับคู่ด้วย footshock (Koch, 1999) Fear-potentiated startle เป็นกระบวนทัศน์ที่เหมาะสำหรับการศึกษาเหล่านี้เพราะมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับการประเมินพฤติกรรมการแช่แข็งซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะวัดในหนู DD hypoactive (Zhou และ Palmiter, 1995) เนื่องจากหนู DD สามารถศึกษาได้ในทั้ง DA-depleted หรือ DA-replete state พวกเขาจึงให้โอกาสในการศึกษาบทบาทของ DA ในการเรียนรู้และการสร้างความจำ นอกจากนี้การใช้การส่งไวรัสผ่าน Cre recombinase การส่งสัญญาณ DA สามารถเลือกคืนสู่พื้นที่เป้าหมายที่เฉพาะเจาะจงได้โดยการเปิดใช้งาน Thele ใหม่ของหนู DD (Hnasko et al., 2006) การเลือกคืนค่า DA ไปยังพื้นที่เป้าหมายเฉพาะช่วยให้สามารถประเมินพื้นที่สมองที่ควบคุมโดยการส่งสัญญาณ DA ระหว่างการปรับสภาพความกลัว

วัสดุและวิธีการ

สัตว์และการรักษา
หนู DD ถูกสร้างขึ้นตามที่อธิบายไว้ (Hnasko et al., 2006) สั้น ๆ DD (Thfs / fs; DbhTh / +) มีสองไทโรซีนไฮดรอกไซเลส (Th) อัลลีลที่ไม่มีการใช้งานซึ่งได้รับการปิดใช้งานผ่านการแทรกของยีนต้านทาน neomycin (NeoR) ขนาบข้างด้วยไซต์ Lox P . หนูเหล่านี้ยังมีโดพามีน hydro-hydroxylase (Dbh) อัลลีลที่ไม่บุบสลาย 1 อันและอัลลีล Dbh หนึ่งตัวที่มีการแทรกเป้าหมายของยีน Th สัตว์ควบคุมจะมีอย่างน้อยหนึ่งอัลลีลที่ไม่บุบสลาย ระดับของ catecholamines ที่ไม่ใช่ dopaminergic ไม่ใช่เรื่องปกติในสัตว์ DD และระดับของ catecholamines ทั้งหมดเป็นปกติในสัตว์ควบคุม (Zhou และ Palmiter, 1995; Szczypka et al., 1999) หนูถูกเก็บรักษาไว้ในพื้นหลังทางพันธุกรรม C57BL / 6 X 129 / Sv เนื่องจากภาวะ hypophagia รุนแรงหนู DD จึงถูกฉีดทุกวัน (ip) ด้วย L-Dopa ที่ 50 mg / kg ที่ปริมาณ 33 μl / g (Zhou และ Palmiter, 1995) เริ่มต้นที่ประมาณวันหลังคลอด 10 การฉีดเหล่านี้จะคืนค่าฟังก์ชัน DA สำหรับ 8 เป็น 10 ชม. (Szczypka et al., 1999) D1R knockout (KO) และ D2R KO mice ได้รับการอธิบาย (Drago และคณะ, 1994; Kelly et al., 1997) รักษาสายพันธุ์ทั้งสองไว้บนพื้นหลัง C57BL / 6 เนื่องจากการชะลอการเจริญเติบโตในหนู D1R KO พวกมันถูกหย่านมเมื่อสี่สัปดาห์จากนั้นเลี้ยงด้วย Chow ที่ชุบเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโต สัตว์ทุกตัวถูกจีโนมโดยวิธีการวิเคราะห์ PCR หนูตัวผู้และตัวเมียถูกทดสอบพฤติกรรมระหว่างอายุ 2 – 5 เดือน หนูทุกตัวอยู่ภายใต้วงจร 12: 12 (แสง: มืด) ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิด้วยอาหาร (5LJ5; PMI Feeds, St. Louis, MO) และน้ำที่มีอยู่ในน้ำ การทดลองพฤติกรรมทั้งหมดได้ดำเนินการในระหว่างรอบแสง หนูทุกตัวได้รับการปฏิบัติตามแนวทางที่กำหนดโดยสถาบันสุขภาพแห่งชาติและคณะกรรมการการดูแลและการใช้สัตว์แห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน

เพื่อประเมินว่าผู้รับอื่น ๆ ที่มีลักษณะคล้าย D2 มีความสำคัญต่อการเรียนรู้ที่หวาดกลัวหรือไม่หนูของ D2R KO ได้รับการจัดการกับ eticlopride ซึ่งมีลักษณะคล้ายศัตรูของ D2 (Sigma, St. Louis, MO) ที่ 0.5 mg / kg (ip) Eticlopride ถูกละลายในน้ำเกลือ 0.9% และได้รับที่ปริมาณสุดท้ายของ 10 μl / g หนู D2R ชนิดไวด์ (WT) ถูกฉีดด้วยยานพาหนะ

อุปกรณ์
ห้องควบคุมเสียงรบกวน (SR-Lab, เครื่องมือซานดิเอโก, ซานดิเอโก, แคลิฟอร์เนีย) ถูกนำมาใช้เพื่อวัดการยับยั้งแบบ prepulse, การตอบสนองที่น่าตกใจและความหวาดกลัวที่มีศักยภาพ สำหรับการตอบสนองที่น่าตกใจ, การอ่าน 65 1-msec เริ่มต้นที่การโจมตีของพัลส์ ในการวัดการตอบสนองต่อ footshock การอ่านค่า 500 1-msec เริ่มต้นตั้งแต่เริ่มช็อต แอมพลิจูดพีคของการตอบสนองถูกใช้ในการคำนวณการยับยั้งแบบพรีพัลส์, การตอบสนองที่น่าตกใจ, ความหวาดกลัวที่มีศักยภาพและปฏิกิริยาตอบสนองที่น่าตกใจ เสียงรบกวนสีขาวเกิดขึ้นจากลำโพงความถี่สูงที่อยู่บนเพดานห้อง รักษาเสียงพื้นหลังไว้ที่ระดับคงที่ 65 dB ระดับเสียงถูกวัดในเดซิเบล (ระดับ) โดยใช้เครื่องอ่านระดับเสียง (RadioShack, Fort Worth, TX) หน่วยการสอบเทียบถูกนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการอ่านการตอบสนองที่น่าตกใจ (San Diego Instruments, San Diego, CA) ไฟ 8-watt ถูกติดตั้งที่ผนังด้านหลังของกล่อง startle เพื่อใช้เป็นคิว

เส้นโค้งการตอบสนองที่น่าตกใจ
หลังจากช่วงเวลาแห่งความเคยชิน 5 นาทีสัตว์จะได้รับการทดลองเจ็ดชุดด้วยระดับเสียงที่เพิ่มขึ้น: จาก 80 ถึง 120 dB ด้วย ITI ของ 30 วินาที ซีรี่ส์นี้นำเสนอ 10 เท่าของการทดลอง 70 ทั้งหมด ในการทดลองทั้งหมดยกเว้นการทดลองแบบ null ซึ่งไม่มีเสียงพัลส์เสียงคือ 40 msec

ยับยั้งการเต้นของชีพจรก่อน
สัตว์ได้รับช่วงเวลาที่ทำให้เกิดความเคยชิน 10 นาทีขั้นต่ำหลังจากที่อาสาสมัครถูกนำเสนอด้วย 5 40-msec, 120-dB, การทดลองแบบพัลส์คนเดียว หนูถูกนำเสนอด้วยการทดลอง 50 ของการทดลองชีพจรเดี่ยวอย่างใดอย่างหนึ่งหนึ่งในสามของการทดลองเตรียมความพร้อม (5, 10 และ 15-dB เหนือพื้นหลัง) หรือการทดลองที่ไม่มีอะคูสติกกระตุ้น ช่วงเวลาระหว่างอวกาศ (ITI) เฉลี่ย 15 วินาที (ช่วง 5 – 25 วินาที) การทดลองเริ่มต้นประกอบด้วย 40-msec, 120-dB Pulse ของเสียงสีขาว การทดลองแบบ Prepulse ประกอบด้วย 20, msN หรือ 70-dB ความเข้มของระยะเวลา 75-msec ซึ่งก่อนหน้าชีพจร 80-msec 40-dB โดย 120 msec คำนวณการยับยั้ง Prepulse สำหรับแต่ละระดับของ prepulse โดยใช้สูตรต่อไปนี้:% inhibition = [(การตอบสนองของ startle โดยเฉลี่ยในการทดลองของ prepulse / การตอบสนองของ startle โดยเฉลี่ยในการทดลองแบบพัลส์คนเดียว) × 100] หนู DD ถูกทดสอบในสถานะ DA-depleted, 100 – 18 ชม. หลังจากฉีด L-Dopa

ความกลัวที่มีพลังอำนาจ (กระบวนทัศน์ 7 วัน)
ในวันที่ 1 (พื้นฐาน) ตามช่วงเวลาที่ทำให้เกิดความเคยชิน 5-min หนูได้รับซีรีส์หลอกโดยการสุ่มของการทดลอง 20 แยกกันระหว่างคิวและเงื่อนไขที่ไม่มีคิว สำหรับการทดลองแบบไม่มีคิวสัตว์ถูกนำเสนอด้วยอะคูสติก 40-msec, 105-dB อะคูสติก สำหรับการทดลองคิว, สัตว์ถูกนำเสนอด้วยคิวแสง 10-วินาทีซึ่งสิ้นสุดการทำงานร่วมกับชีพจร 40-msec, 105-dB ITI เฉลี่ย 120 วินาที (ช่วง 60 ถึง 180 วินาที)

การฝึกอบรมเกิดขึ้นในวันที่ 2, 4 และ 6 หลังจากช่วงเวลาที่ทำให้เกิดความสับสน 10 นาทีขั้นต่ำหนูได้รับการนำเสนอ 10 ของแสงคิวซึ่งร่วมกับ 0.2-mA, 0.5-sec footshock ITI เฉลี่ย 120 วินาที (ช่วง 60 ถึง 180 วินาที) เซสชันการทดสอบเกิดขึ้นในวันที่ 3, 5 และ 7 และเหมือนกับเซสชันพื้นฐานที่อธิบายไว้ข้างต้น หนู DD อยู่ในสถานะ DA-depleted, 18 ถึง 24 ชม. หลังจากการฉีด L-Dopa ครั้งสุดท้ายของพวกเขา, ในช่วงพื้นฐาน, การฝึกอบรมและการทดสอบ L-Dopa ถูกฉีดหลังจากการฝึกซ้อมตามที่ระบุไว้ในตำนานร่าง สูตรต่อไปนี้ถูกใช้เพื่อคำนวณจุดเริ่มต้นที่น่ากลัว:% potentiation = [(ค่าเฉลี่ยของการตอบสนองต่อการทดลองคิว / ค่าเฉลี่ยของการตอบสนองในการทดลองแบบไม่คิว - 1) × 100]

ความกลัวที่มีพลังอำนาจ (กระบวนทัศน์ 3 วัน)
วัน 1 และ 3 (พื้นฐานและการทดสอบ) ของกระบวนทัศน์นี้เหมือนกับที่อธิบายไว้สำหรับกระบวนทัศน์ที่น่ากลัวที่น่ากลัวซึ่งมีอำนาจในวัน 7 ในวันที่ 2 (การฝึกอบรม) หนูได้รับการจับคู่ 30 ของแสงคิว 10-วินาทีด้วย 0.2-mA, 0.5-sec footshock ค่าเฉลี่ยของ ITI คือ 120 วินาที (ช่วง 60 ถึง 180 วินาที) หนู DD ถูกพรากไปจาก DA ในระหว่างการฝึกและการทดสอบ

หน่วยความจำระยะสั้น
ช่วงเวลาพื้นฐานและช่วงทดสอบเหมือนกับที่อธิบายไว้สำหรับกระบวนทัศน์ 7 วัน ในวันที่ 2 ตามระยะเวลาการทำให้เกิดความแปรปรวน 5-min หนูได้รับการจับคู่ 30 ของแสงคิว 10-วินาทีซึ่งร่วมสิ้นสุดด้วย 0.5-sec, 0.2-mA footshock ITI เฉลี่ย 120 วินาที (ช่วง 60 ถึง 180) หลังการฝึกซ้อมหนูถูกนำไปไว้ในกรงที่บ้านเป็นเวลา 10 ขั้นต่ำก่อนการทดสอบ หน่วยความจำระยะสั้นได้รับการประเมินโดยใช้สูตรเดียวกับที่ใช้กับความกลัวที่มีอำนาจ

ความไวต่อการกระตุ้น
การตอบสนองต่อสภาวะไร้คิวในช่วงระยะเวลาพื้นฐานของหน่วยความจำระยะสั้นและช่วงการทดสอบถูกเฉลี่ยสำหรับสัตว์แต่ละตัวและใช้สูตรต่อไปนี้ในการคำนวณภาวะภูมิไวต่อการกระตุ้นอาการช็อค:% sensitization = [(การตอบสนองเริ่มต้นเฉลี่ยระหว่างการทดสอบ 1) × 100]

สร้าง recombinase-mediated ฟื้นฟูการทำงานของยีน Th
Isoflurane (1.5 – 5%) หนูที่ถูกดมยาสลบได้ถูกวางลงในอุปกรณ์ stereotaxic (David Kopf Instruments, Tujunga, CA) สำหรับการฟื้นฟูการทำงานของยีน Th ในพื้นที่หน้าท้อง, ไวรัส recombinant AAV1-Cre-GFP (titered ที่อนุภาค 1.2 × 1012 / มล.) ถูกฉีดสองข้างเข้าไปในช่องท้องส่วนกลาง (พิกัดเป็น mm: 3.5 หลังถึง Bregma, 0.5 หลัง , 4.5 ventral ถึง Bregma; 0.5 μl / ซีกโลก) สำหรับการคืนค่า BLA DA เฉพาะเจาะจงไวรัส Recombinant CAV2-Cre (ไตเตรทที่ 2.1 × 1012 อนุภาค / มิลลิลิตร) ถูกฉีดทั้งสองข้าง (พิกัดหน่วยเป็นมิลลิเมตร: 1.5 หลังส่วนล่างถึง Bregma, 3.25 ventral สู่ Bregma; 5 here hemisphere / ml) . คำอธิบายโดยละเอียดของทั้งเวคเตอร์ไวรัสได้รับการเผยแพร่แล้ว (Hnasko et al., 0.5; Zweifel et al., 2006) ไวรัสถูกฉีดในช่วงระยะเวลา 2008 นาทีโดยใช้เข็มฉีดยา 10-gauge (Hamilton, Reno, NV) ที่ติดอยู่กับปั๊ม micro-infusion (WPI, Sarasota, FL)

immunohistochemistry
หลังจากการดมยาสลบด้วย 50 mg / ml sodium pentobarbital (0.2 – 0.3 ml / สัตว์) หนูจะถูกนำไปผสมกับเกลือเกลือฟอสเฟตบัฟเฟอร์แล้วตามด้วย 4% paraformaldehyde ในเกลือฟอสเฟตบัฟเฟอร์ สมองที่ถูกชำแหละถูกโพสต์ตรึงใน 4% paraformaldehyde ข้ามคืนค้างคืนแช่แข็งใน 30% ซูโครสในเกลือเกลือบัฟเฟอร์ฟอสเฟตแล้วแช่แข็งอย่างรวดเร็วในไอโซเพนเทน ส่วนโคโรนาลอยอิสระ (30 μm) ถูกอิมมูโนเตรตกับหนูทั้งแอนตี้ - ทีเอช (1: 1000, Chemicon) หรือแอนติบอดีต่อต้านกระต่าย (1: 2000: 2, Chemicon) Immunoflourescence สามารถทำได้โดยใช้ Cy3- หรือ Cy1- conjugated IgG antibodies รอง (200: XNUMX, Jackson ImmunoResearch) ส่วนที่เปื้อนนั้นถูกติดตั้งบนสไลด์แผ่นปิดและถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ไบรท์ฟิลด์ตั้งตรง (Nikon)

การวิเคราะห์ทางสถิติ
การวิเคราะห์ดำเนินการรวมถึงมาตรการซ้ำและการวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบทางเดียวฟิชเชอร์โพสต์เฉพาะกิจและการทดสอบแบบ t ของนักเรียนตามที่ระบุไว้ในผลลัพธ์ การวิเคราะห์ทางสถิติดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ Statistica (Statsoft, Tulsa, Oklahoma)

ผลสอบ

หนู DD มีการตอบสนองอะคูสติกเริ่มต้นเหมือนเดิมและการยับยั้ง prepulse ปกติ
Fear-Potentiated start-up ต้องใช้การตอบสนองของอะคูสติก startle และการส่งผ่านของเซ็นเซอร์ ในการตรวจสอบว่าการตอบสนองต่อเสียงรบกวนมีการเปลี่ยนแปลงในกรณีที่ไม่มี DA หรือไม่การตอบสนองของหนู DD ที่ลดขนาดลง (18 เป็น 24 ชม. หลังจาก L-Dopa) เป็นระดับเสียงเดซิเบลหลายระดับและเปรียบเทียบกับตัวควบคุม (รูป 1A) มาตรการซ้ำ ๆ ANOVA ไม่พบว่ามีผลกระทบหลักของจีโนไทป์และไม่มีการโต้ตอบอย่างมีนัยสำคัญระหว่างจีโนไทป์และระดับเสียง

รูป 1
DA มีความสำคัญต่อการเรียนรู้ความตกใจที่อาจก่อให้เกิดความกลัว A, การตอบสนองเสียงตกใจของการควบคุม (n=10, สี่เหลี่ยมสีดำ) และเมาส์ DD (n=10, สี่เหลี่ยมเปิด) ต่อความเข้มของเสียงที่แตกต่างกัน การตอบสนองจะถูกรายงานในหน่วยต่างๆ B, การยับยั้งพรีพัลส์ถูกทดสอบที่ความเข้มของพรีพัลส์ที่แตกต่างกัน 3 ระดับในกลุ่มควบคุม (n=10, แท่งสีดำ) และหนูเมาส์ DD (n=10, แท่งเปิด) เครื่องหมายดอกจันหมายถึง p<0.05 วัดค่า ANOVA ซ้ำๆ C, Schematic แสดงกระบวนทัศน์ที่น่าตกใจ 7 วันที่อาจก่อให้เกิดความกลัว ในวันตรวจวัดพื้นฐานและวันทดสอบ หนูได้รับการนำเสนอ 10 ครั้งที่ไม่มีสัญญาณ (การนำเสนอระยะเวลา 40 มิลลิวินาทีของพัลส์สะดุ้ง 105 เดซิเบล) และการนำเสนอการทดลองใช้คิว 10 ครั้ง (คิวแสง 10 วินาทีที่สิ้นสุดร่วมกับชีพจรที่สะดุ้ง) แบบสุ่ม คำสั่ง. ในวันที่ฝึก หนูได้รับ 10 การจับคู่ของสัญญาณไฟ 10 วินาทีซึ่งสิ้นสุดร่วมกับระยะเวลา 0.5 วินาที, 0.2-mA footshock การเรียนรู้ได้รับการประเมินในวันทดสอบเป็นเปอร์เซ็นต์ของศักยภาพในการทดลองใช้คิวเมื่อเปรียบเทียบกับการทดลองที่ไม่มีคิว หนู D, DD (n=10, แถบเปิด) ที่ได้รับ L-Dopa 3 ชั่วโมงหลังการฝึก (วันที่ 2 และ 4) ล้มเหลวในการเรียนรู้ (การทดสอบที่ 1 และ 2) อย่างไรก็ตาม เมื่อหนู DD ถูกฉีดทันทีหลังการฝึก (วันที่ 6) พวกมันแสดงอาการตกใจกลัวอย่างเห็นได้ชัด (การทดสอบที่ 3) เครื่องหมายดอกจันหมายถึง p<0.05 วัดค่า ANOVA ซ้ำๆ E, การวัดปฏิกิริยาของแรงกระแทกในระหว่างการฝึกซ้อม (การควบคุม n=10, แถบสีดำ; DD n=10, แถบเปิด) การตอบสนองจะถูกรายงานในหน่วยต่างๆ F, Schematic แสดงกระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจซึ่งเต็มไปด้วยความกลัวเป็นเวลา 3 วันที่ใช้เพื่อกำหนดช่วงเวลาวิกฤตซึ่ง DA มีความสำคัญ การจับคู่คิวช็อตทั้งหมด 30 ครั้งได้รับในวันฝึกอบรมหนึ่งวัน และหนู DD ได้รับการรักษาด้วย L-Dopa ทันที 1 ชั่วโมงหรือ 3 ชั่วโมงหลังการฝึก G, เฉพาะกลุ่มควบคุม (n=8, แถบสีดำทึบ, C) และหนู DD ที่ฉีดทันทีหลังการฝึก (n=7, ลายทางแนวตั้ง, 0 ชม.) แสดงความตกใจกลัวในวันทดสอบ ระดับของความตกใจที่อาจเกิดความกลัวนี้สูงกว่าที่เห็นในหนู DD อย่างมีนัยสำคัญที่ได้รับ L-Dopa 1 ชม. (n=6, เส้นทแยงมุม) หรือ 3 ชม. (n=6, แท่งเปิด) หลังการฝึก เครื่องหมายดอกจันหมายถึง p <0.05 เมื่อเปรียบเทียบกับค่าพื้นฐาน Fisher post-hoc ค่าทั้งหมดที่รายงานเป็นค่าเฉลี่ย ± SEMDA-depleted DD และหนูควบคุมยังได้รับการทดสอบในกระบวนทัศน์การยับยั้ง prepulse ซึ่งมักใช้ในการตรวจหาจุดบกพร่องใน sensorimotor gating การยับยั้งพรีพัลส์ได้รับการปรับปรุงในหนูเมาส์ DD (รูปที่ 1B; วัดค่า ANOVA ซ้ำ, จีโนไทป์: F1, 18=5.37; p <0.05; ไม่พบจีโนไทป์ที่มีนัยสำคัญโดยปฏิกิริยาระหว่างกันในระดับพรีพัลส์) ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่าหนู DD ไม่มีการขาดดุลในการตอบสนองที่น่าตกใจหรือลดลงในกลไกการตรวจจับเซ็นเซอร์ขณะอยู่ในสถานะหมด DA และตรวจสอบการใช้งานในการทดลองที่น่าตกใจที่อาจเกิดความกลัว

โดปามีนเป็นสิ่งจำเป็นในช่วงเวลาที่สำคัญสำหรับการเรียนรู้ที่น่ากลัว

เพื่อตรวจสอบว่า DA จำเป็นสำหรับการเรียนรู้งานการปรับสภาพด้วยความกลัวหรือไม่ DD และหนูควบคุมต้องอยู่ภายใต้กระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจซึ่งอาจเป็นความกลัว 7 วัน (รูปที่ 1C) หนูเมาส์ DD ถูกฝึกและทดสอบในสถานะพร่อง DA เมื่อทดสอบ 24 ชั่วโมงหลังการฝึก หนูควบคุมแสดงอาการสะดุ้งที่อาจเกิดความกลัวหลังจากการฝึกเพียงครั้งเดียวซึ่งไม่ได้สังเกตพบในหนู DD (ภาพที่ 1D วัดค่า ANOVA, genotype, F1, 18=7.4590, p<0.05) ซ้ำ แม้หลังจากเซสชั่นการฝึกอบรมเพิ่มเติม หนู DD ล้มเหลวในการแสดงความตกใจที่อาจเกิดความกลัว ในขณะที่หนูควบคุมยังคงแสดงการเรียนรู้ที่แข็งแกร่ง ที่น่าสนใจ เมื่อให้ L-Dopa ทันทีหลังการฝึกในวันที่ 6 หนู DD แสดงอาการตกใจกลัวซึ่งสูงกว่าค่าพื้นฐานอย่างมีนัยสำคัญ (one-way ANOVA F1, 18=9.1999, p<0.01) และไม่แตกต่างจากระดับการควบคุม ( รูปที่ 1D) ปฏิกิริยาช็อกระหว่างวันฝึกสำหรับ DD และหนูควบคุมไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างจีโนไทป์ในวันที่ฝึกใดๆ ซึ่งบ่งชี้ว่าการขาดการเรียนรู้ในหนู DD ไม่ได้เกิดจากการไม่สามารถรับรู้ถึงการกระแทกของเท้า (ภาพที่ 1E) เพื่อแสดงลักษณะเฉพาะของกรอบเวลาวิกฤต สำหรับการดำเนินการของ DA การศึกษาเพิ่มเติมเปลี่ยนแปลงเวลาของการบริหาร L-Dopa DD และหนูควบคุมได้รับเซสชั่นการฝึกซึ่งประกอบด้วยการจับคู่แบบช็อตช็อต 30 ครั้ง (ภาพที่ 1F) จากนั้นจึงฉีด L-Dopa ทันที 1 ชั่วโมงหรือ 3 ชั่วโมงหลังการฝึก และพวกเขาได้รับการทดสอบ 24 ชั่วโมงต่อมา หนู DD ที่ฉีดทันทีหลังการฝึกแสดงอาการสะดุ้งที่อาจเกิดความกลัวในวันที่ทดสอบ คล้ายกับกลุ่มควบคุม ในขณะที่หนู DD ที่ฉีด L-Dopa 1 ชั่วโมงหรือ 3 ชั่วโมงหลังการฝึกไม่พบการเรียนรู้ (ภาพที่ 1G การวัดค่า ANOVA ซ้ำๆ การรักษา × ช่วง F3, 23=5.1032, p<0.01) ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่า DA มีความจำเป็นภายในช่วงเวลาที่จำกัดสำหรับการเรียนรู้ในกระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจซึ่งเต็มไปด้วยความกลัว อย่างไรก็ตาม DA ไม่จำเป็นสำหรับการแสดงออกของหน่วยความจำที่แสดงความหวาดกลัว เนื่องจากสัตว์ DD ได้รับการทดสอบเสมอในกรณีที่ไม่มี DA นอกจากนี้ การไม่มี DA ไม่ได้บั่นทอนปฏิกิริยาต่อแรงกระแทก

D1R เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความกลัวที่มีอำนาจ

ในการสำรวจว่าตัวรับ DA ใดที่จำเป็นสำหรับการตกใจที่อาจเกิดความกลัว เราได้ทำการวิเคราะห์หนู D1R KO ก่อน D1R KO และหนูเมาส์ชนิดพันธุ์ป่า (WT) กลุ่มควบคุมได้รับการทดสอบที่ระดับความเข้มของจังหวะการตื่นตกใจหลายระดับ ตามที่บรรยายไว้สำหรับหนูเมาส์ DD (รูปที่ 2A) ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างหนู D1R KO และ WT ที่ระดับเสียงใดๆ ที่ทดสอบ ซึ่งบ่งชี้ว่าหนู D1R KO มีการตอบสนองต่อเสียงสะดุ้งโดยสมบูรณ์ ตามข้อตกลงกับการศึกษาก่อนหน้านี้ เราสังเกตเห็นการยับยั้งพรีพัลส์ที่ไม่เสียหายในหนู D1R KO (Ralph-Williams et al., 2002) เมื่อทดสอบในกระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจกลัวเป็นเวลา 7 วัน หนู D1R KO ล้มเหลวในการแสดงการเรียนรู้ในวันทดสอบใดๆ (รูปที่ 2B; วัดซ้ำ ANOVA genotype × วันทดสอบ F3, 48=6.28; p<0.01) ในขณะที่ WT หนูทดลองมีอาการสะดุ้งที่อาจเกิดความกลัวอย่างมีนัยสำคัญในวันที่ทดสอบ 2 และ 3 (p<0.05 และ p<0.01, การตรวจวัดพื้นฐานในกลุ่มควบคุมเทียบกับการทดสอบที่ 2 และ 3 ตามลำดับ, Fisher post-hoc) หนู D1R KO มีปฏิกิริยาต่อแรงกระแทกมากกว่า WT ในการฝึกทั้งสามวัน (รูปที่ 2C; ตรวจวัด ANOVA ซ้ำ, จีโนไทป์ F1, 16=10.18; p<0.01; ไม่พบจีโนไทป์ที่มีนัยสำคัญ × วันฝึกอบรม) ดังนั้น แม้ว่าหนู D1R KO จะมีการตอบสนองสูงต่อการช็อกจากเท้าเมื่อเปรียบเทียบกับหนู WT แต่พวกมันก็ทำให้อาการตกใจกลัวลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แม้จะผ่านการฝึกมา 3 วันแล้วก็ตาม ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ถึงความบกพร่องในการเรียนรู้ในสัตว์ D1R KO และเกี่ยวข้องกับ D1R ในการไกล่เกลี่ยผลกระทบของ DA ในการปรับสภาพความกลัวที่ขึ้นกับคิว รูปที่ 2 D1R KO หนูทดลองมีความบกพร่องในการเรียนรู้อย่างมีนัยสำคัญ A, การตอบสนองเสียงตกใจของ D1R WT (n=9, สี่เหลี่ยมสีดำ) และ KO (n=9, สี่เหลี่ยมเปิด) หนู B, ผลลัพธ์ของกระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจกลัว 7 วันกับหนู D1R หนู D1R WT (n=9, แถบสีดำทึบ) แต่ไม่ใช่หนู D1R KO (n=9, แถบเปิด), แสดงอาการสะดุ้งที่อาจเกิดความกลัวโดยการทดสอบวันที่ 3 เครื่องหมายดอกจันหมายถึง p<0.01, เปรียบเทียบ KO กับ WT, Fisher post- เฉพาะกิจ C, การวัดปฏิกิริยาของแรงกระแทก หนู D1R KO (n=9, แท่งเปิด) มีการตอบสนองต่อ footshock ที่สูงกว่า WT (n=9, แท่งทึบ) เครื่องหมายดอกจันหมายถึง p<0.05 วัดค่า ANOVA ซ้ำๆ ค่าทั้งหมดที่รายงานคือค่าเฉลี่ย ± SEM สำหรับการตอบสนองที่น่าตกใจและปฏิกิริยาต่อแรงกระแทก ตัวเลขที่รายงานเป็นหน่วยใดๆ

Fear-potentiated start-down นั้นยังคงอยู่ในหนู D2R KO แต่ต้องการตัวรับที่เหมือน D2 ตัวอื่น

ในการสำรวจว่าตัวรับที่คล้ายกับ D2 นั้นเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับความหวาดกลัวที่มีพลังหรือไม่นั้นหนู D2R KO และ WT ต้องได้รับการตอบสนองที่น่าตกใจและการทดสอบที่น่ากลัวด้วยความกลัว หนู WT และ D2R KO มีการตอบสนองต่อ startle ที่เท่าเทียมกันในทุกระดับการทดสอบ dB แสดงให้เห็นว่าหนู D2R KO มีการตอบสนองอะคูสติกที่น่าตกใจเหมือนเดิม (รูปที่ 3A) คล้ายกับ D1R KO mice เราสังเกตว่าหนู D2R KO นั้นมีการยับยั้งการเตรียมการอย่างสมบูรณ์ (Ralph-Williams et al., 2002) เมื่อทำการทดสอบในกระบวนทัศน์ startle-start หวาดกลัวที่เกิดจากความหวาดกลัว 7 ทั้งหนู WT และ D2R KO จะแสดงอาการตกใจที่เกิดจากความกลัวที่ระดับเทียบเท่าในทุกวันทดสอบ 3 (รูปที่ 3B) และปฏิกิริยาการช็อกไม่แตกต่างกันระหว่างกลุ่ม (รูปที่ 3C) ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่าไม่จำเป็นต้องใช้ D2R สำหรับการเรียนรู้ที่น่ากลัว

รูป 3
หนู D2R KO มีอาการสะดุ้งที่อาจเกิดความกลัว A, การตอบสนองเสียงตกใจของ D2R WT (n=8, สี่เหลี่ยมสีดำ) และ KO หนู (n=8, สี่เหลี่ยมเปิด) B, ผลลัพธ์ของกระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจกลัว 7 วันกับหนู D2R หนูทั้ง WT (n=8, แท่งทึบ) และ KO (n=8, แท่งเปิด) แสดงความตกใจในระดับที่มีนัยสำคัญ C, การวัดปฏิกิริยาของแรงกระแทกระหว่างการฝึก (WT, n=8, แท่งทึบ; KO, n=8, แท่งเปิด) หนูเมาส์ D, WT และ D2R KO (n=11 ตัวต่อตัว) อยู่ภายใต้กระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจกลัว 3 วัน หนู D2R KO ได้รับยา eticlopride (0.5 มก./กก.) ก่อนการฝึกและไม่แสดงอาการตกใจที่อาจเกิดความกลัวต่อการทดสอบ เครื่องหมายดอกจันหมายถึง p<0.01, KO เทียบกับ WT, Fisher post-hoc ค่าทั้งหมดที่รายงานเป็นค่าเฉลี่ย ± SEM สำหรับการตอบสนองที่น่าตกใจและปฏิกิริยาต่อแรงกระแทก จะมีการรายงานการตอบสนองในหน่วยใดๆ การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการบริหารงานของปฏิปักษ์ที่มีลักษณะคล้าย D2 ทั้งทางระบบหรือโดยตรงในต่อมทอนซิล บั่นทอนความกลัวที่มีเงื่อนไข (Guarraci et al., 2000; Greba et al., 2001; Ponnusamy et al., 2005) เพื่อสำรวจความคลาดเคลื่อนระหว่างผลลัพธ์กับผลลัพธ์ของเรา หนูทดลอง D2R KO ได้รับยาเอติกโลไรด์ที่เป็นปฏิปักษ์ที่มีลักษณะคล้าย D2R (0.5 มก./กก.; ip ที่ส่ง) ก่อนการฝึกในกระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจซึ่งอาจเกิดความกลัวเป็นเวลา 3 วัน เมื่อทดสอบ 24 ชั่วโมงหลังการฝึก หนู WT ที่ฉีดด้วยยานพาหนะแสดงอาการสะดุ้งกลัวที่แข็งแกร่ง ในขณะที่หนู D2R KO ที่ฉีด eticlopride ไม่แสดงการเรียนรู้ (ภาพที่ 3 มิติ วัดซ้ำ ANOVA genotype × วัน F1, 20=7.5698, p<0.05) . ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่า นอกเหนือจาก D1R ซึ่งเป็นสมาชิกของตัวรับ DA ในตระกูล D2 แต่ไม่ใช่ D2R นั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำให้ตกใจ

หน่วยความจำระยะสั้นผิดปกติในหนู DD และ D1R KO

จำเป็นต้องใช้ DA ภายในหนึ่งชั่วโมงหลังการฝึกอบรมเพื่อเรียนรู้การสะดุ้งกลัว ในการทดลองเหล่านี้ได้ทำการทดสอบความจำระยะยาวสำหรับอาการสะดุ้งกลัวที่เกิดจากความกลัว 24 ชั่วโมงหลังการฝึก เราเริ่มทดสอบว่า DA จำเป็นสำหรับหน่วยความจำระยะสั้นหรือไม่ สัตว์ DD และการควบคุมอยู่ภายใต้กระบวนทัศน์ 2 วันซึ่งทดสอบความจำระยะสั้น 10 นาทีหลังการฝึก (รูปที่ 4A) ในวันทดสอบจะมีการประเมินความไวต่อแรงกระแทกและความจำระยะสั้น หน่วยความจำระยะสั้นหมายถึงการเพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับคิวในการตอบสนองที่น่าตกใจในขณะที่ความไวต่อการสั่นสะเทือนเป็นความสามารถที่ขึ้นอยู่กับบริบทของการตอบสนองต่อการสั่นสะเทือนแบบอะคูสติกตามการเดินเท้าที่ไม่ขึ้นกับคิว (McNish et al., 1997; Richardson, 2000; Risbrough et อัล, 2008) หนู DD มีความไวต่อการช็อกน้อยกว่าการควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 4B, p <0.05; t-test ของนักเรียน) ในทำนองเดียวกันหนูควบคุมแสดงให้เห็นถึงหน่วยความจำระยะสั้นที่แข็งแกร่งซึ่งไม่มีอยู่ในหนู DD (รูปที่ 4B, p <0.05, DD เทียบกับตัวควบคุม, การทดสอบ t ของนักเรียน) ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องใช้ DA สำหรับความจำระยะสั้นและระยะยาวของการสะดุ้งกลัว นอกจากนี้ DA ยังจำเป็นสำหรับการเรียนรู้เกี่ยวกับความกลัวที่ขึ้นอยู่กับบริบทซึ่งได้รับการทดสอบโดยการแพ้จากแรงกระแทก ข้อมูลเหล่านี้ยังตอกย้ำข้อสรุปก่อนหน้านี้ว่า DA จำเป็นในช่วงเวลาวิกฤตสำหรับการรักษาเสถียรภาพของการติดตามหน่วยความจำแบบปรับสภาพความกลัว รูปที่ 4 หน่วยความจำระยะสั้นและความไวต่อแรงกระแทกขึ้นอยู่กับ DA A, การออกแบบกระบวนทัศน์เชิงพฤติกรรม ในวันที่ 1 ได้รับการตอบสนองพื้นฐานที่น่าตกใจ ในวันที่ 2 หนูได้รับการจับคู่คิวช็อตทั้งหมด 30 ครั้งและนำกลับไปไว้ที่บ้านเป็นเวลา 10 นาทีก่อนทำการทดสอบ B, หนูควบคุม (n = 10, แถบสีดำ) มีความไวต่อการสั่นสะเทือนและอาการสะดุ้งกลัวมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับ DD (n = 10 แถบเปิด) ดอกจันแสดงถึง p <0.05; การทดสอบ t ของนักเรียน C, WT (n = 7, แท่งสีดำ) และ D1R KO (n = 7, แท่งเปิด) หนูมีอาการไวต่อการช็อกอย่างสมบูรณ์ มีเพียง WT เท่านั้นที่มีอาการสะดุ้งกลัวในระหว่างการทดสอบความจำระยะสั้น เครื่องหมายดอกจันแสดงถึง p <0.05, KO เทียบกับ WT; การทดสอบ t ของนักเรียน หนู D, WT (n = 8, แถบสีดำ) มีความไวต่อแรงกระแทกมากกว่า D2R KO (n = 8, แท่งเปิด) ระดับของความกลัวที่มีศักยภาพใกล้เคียงกันระหว่างหนู WT และ D2R KO เครื่องหมายดอกจันแสดงถึง p <0.05, KO เทียบกับ WT; การทดสอบ t ของนักเรียน ค่าทั้งหมดที่รายงานคือค่าเฉลี่ย ± SEM เพื่อสำรวจว่าชนิดย่อยของตัวรับชนิดใดเป็นตัวกลางในบทบาทของ DA ในหน่วยความจำระยะสั้นและความไวต่อการสั่นสะเทือน หนู D1R และ D2R KO ได้รับการทดสอบในกระบวนทัศน์เดียวกันกับหนู DD หนู D1R KO มีระดับความจำระยะสั้นต่ำกว่าหนู WT อย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 4C, p <0.05; t-test ของนักเรียน); อย่างไรก็ตามไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างระดับความไวต่อการช็อกใน D1R KO กับหนูควบคุมที่บ่งชี้ว่าการเรียนรู้ที่ขึ้นอยู่กับบริบทยังคงอยู่ หนู D2R KO มีระดับความไวต่อแรงกระแทกต่ำกว่า WT อย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 4D, p <0.05; t-test ของนักเรียน) แต่ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างระดับความจำระยะสั้นของ WT และ KO ของหนู

การฟื้นฟู DA ให้กับ amygdala basolateral นั้นเพียงพอที่จะทำให้เกิดความจำระยะสั้น

amygdala basolateral มีความสำคัญสำหรับการซื้อหน่วยความจำความกลัวขึ้นอยู่กับคิว (Maren, 2003; Maren และ Quirk, 2004; Sigurdsson et al., 2007) นอกจากนี้ยังมีหลักฐานที่ชี้ให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญของ DA ในการอำนวยความสะดวกในการทำงานของ amygdala basolateral (Rosenkranz and Grace, 2002; Bissiere et al., 2003; Marowsky et al., 2005) ในการสำรวจว่า DA ใน basolateral amygdala นั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ startle-หวาดกลัวหรือไม่ DD และหนูควบคุมถูกฉีดทั้งสองข้างด้วย CAV2-Cre vector ลงใน basalateral amygdala (รูปที่ 5A) เวกเตอร์นี้ถูกขนส่งย้อนหลังจากบริเวณที่ฉีดยาไปยังเซลล์ประสาท DA ซึ่งจะคืนค่ากิจกรรมของยีน Th (Hnasko et al., 2006) Immunohistochemistry เปิดเผยว่า TH มีอยู่ใน amygdala basolateral ของ CAV2-Cre-injected DD หนู (รูปที่ 5J) แต่ขาดใน dorsal striatum และนิวเคลียส accumbens (รูปที่ 5G) TH ได้รับการคืนสู่เซลล์ประสาทจำนวนเล็กน้อยในส่วนหางของพื้นที่หน้าท้อง (รูปที่ 5D) โดยทั่วไปจะมีเซลล์ X-TH TH-positive น้อยกว่า 10 ต่อส่วน 30-μmในหนู DD ที่ถูกฉีดซึ่งสอดคล้องกับเซลล์ประสาท DA ที่มีการแสดงออกของ amygdala จำนวนน้อยในรายงาน (ฟอร์ดและคณะ, 2006; Lammel et al. , 2008; Margolis และคณะ, 2008)

รูป 5
การคืนค่าการแสดงออกของ TH ภายนอกที่เฉพาะเจาะจงในหนู DD A, แผนผังแสดงพิกัดการฉีดสำหรับการทดลองกู้ภัย basolateral amygdala (BLA) DD (n = 7) และควบคุม (n = 7) หนูถูกฉีดสองข้างเข้าไปใน BLA ด้วยเวกเตอร์ CAV2-Cre (0.5 uL / ซีกโลก) B, แผนผังแสดงพิกัดการฉีดสำหรับการทดลองช่วยชีวิตพื้นที่ท้องทะเล (VTA) AAV1-Cre-GFP ถูกฉีดทั้งสองข้าง (0.5 uL / ซีกโลก) ลงใน VTA ของ DD (n = 7) และหนูควบคุม (n = 10) ตัวเลขดัดแปลงมาจาก Paxinos และ Franklin, 2001 C-E, การเปรียบเทียบการย้อมสี TH ในชิ้นส่วนของหลอดเลือดหัวใจ (กำลังขยาย 4 ×) แสดงให้เห็น midbrain หน้าท้องของการควบคุม WT ฉีดไวรัส, BLA-ฉีด DD, และ VTA-DD ฉีด C, TH immunohistochemistry ในการควบคุมสมองส่วนกลางแสดงให้เห็นถึงการปรากฏตัวของเซลล์ประสาท DA ใน VTA และ substantia nigra pars compacta (SNpc; ระบุด้วยลูกศร) D, หนู DD ที่ได้รับการช่วยเหลือ BLA มีเซลล์ประสาท TH-positive จำนวนเล็กน้อยใน VTA สิ่งที่ใส่เข้าไปคือการขยาย 40 ×ของภูมิภาคกล่องแสดงการแสดงออกของ TH ในโสมและกระบวนการ E, หนู DD ที่ได้รับการช่วยเหลือ VTA มีการแสดงออก TH ใน VTA หมายเหตุไม่มี TH การย้อมสีใน SNpc (ระบุโดยลูกศร) F – H, ส่วน Coronal (4 × magnification) จากการควบคุมการฉีดไวรัส WT, BLA-rescued และเมาส์ DD DD ที่ได้รับการช่วยเหลือ VTA แสดงการแสดงออกของ TH ใน striatum หลังและนิวเคลียส accumbens F, การควบคุมการฉีดไวรัส WT มีการแสดงออก TH ตลอดทั้งหลัง (ระบุโดยลูกศร) และหน้าท้อง striatum G, ไม่พบการแสดงออกของ TH ใน striatum ของหนู DD ที่ได้รับการช่วยเหลือ BLA H, หนู DD ที่ได้รับการช่วยเหลือ VTA มีการแสดงออก TH ในนิวเคลียส accumbens โดยมีเพียงความไร้เดียงสาของการย้อมสีใน dorsal striatum (ระบุด้วยลูกศร) I – K, ส่วนโคโรนา (10 ×กำลังขยาย) แสดงการแสดงออก TH ใน BLA ของการควบคุม WT ฉีดไวรัส, BLA-rescued และหนู DD ช่วยชีวิต VTA

หนูที่ฉีด Basolateral amygdala อยู่ภายใต้กระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจกลัวเป็นเวลา 3 วัน ประเมินหน่วยความจำระยะสั้นและอาการแพ้ช็อก 10 นาทีหลังการฝึก และประเมินหน่วยความจำระยะยาวสำหรับอาการตกใจที่อาจเกิดจากความกลัว 24 ชั่วโมงหลังการฝึก (รูปที่ 6A) ที่น่าสนใจคือ มีเพียงหน่วยความจำระยะสั้นเท่านั้นที่ได้รับการฟื้นฟูในหนู DD ที่ฉีดอะมิกดาลาจากเบส ระดับของความจำระยะสั้นเหมือนกันกับกลุ่มควบคุม แต่ระดับของความจำระยะยาว (p <0.05; การทดสอบ t ของนักเรียน) และความไวต่อการช็อต (p <0.05; การทดสอบ t ของนักเรียน) ต่ำกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ระหว่างการฝึก ระดับของปฏิกิริยาต่อแรงกระแทกระหว่างกลุ่มจะเท่ากัน (การควบคุม: 1613±333 เทียบกับ DD ที่ช่วยชีวิตด้วย BLA: 1758±260) ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการคาดการณ์ของ DA ไปยัง amygdala ที่ฐานซึ่งส่วนใหญ่มาจากส่วนหางของพื้นที่ tegmental หน้าท้องนั้นเพียงพอสำหรับการได้รับหน่วยความจำ cued-fear ในระยะสั้น แต่การคาดการณ์ DA ไปยังพื้นที่สมองส่วนนอกหรือลิมบิกอื่น ๆ นั้นมีความสำคัญสำหรับ การเรียนรู้ตามบริบทและการรักษาเสถียรภาพในระยะยาวของการติดตามความทรงจำที่น่ากลัว รูปที่ 6 Basolateral amygdala (BLA) - หนู DD ที่ได้รับการช่วยเหลือได้ฟื้นความจำระยะสั้น ในขณะที่ ventral tegmental area (VTA) - หนู DD ที่ได้รับการช่วยชีวิตได้ฟื้นฟูการเรียนรู้อย่างสมบูรณ์ A, กลุ่มควบคุม WT ที่ฉีดไวรัส (n=7) และ DD หนูเมาส์ DD ที่ช่วยชีวิตด้วย BLA (n=7) อยู่ภายใต้กระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจกลัวเป็นเวลา 3 วัน ซ้าย ความไวต่อการสั่นสะเทือนลดลงอย่างมากในหนูที่ได้รับความช่วยเหลือจาก BLA หน่วยความจำระยะกลางและระยะสั้น (STM) ถูกเรียกคืนไปยังระดับการควบคุมในหนูเมาส์ที่ได้รับการช่วยชีวิตด้วย BLA ขวา หน่วยความจำระยะยาว (LTM) ประเมิน 24 ชั่วโมงหลังการฝึก ไม่มีในหนูที่ได้รับความช่วยเหลือ BLA B, ผลลัพธ์จากการควบคุม WT (n=10) และหนู DD ที่ได้รับการช่วยชีวิตโดย VTA (n=7) ในกระบวนทัศน์ที่ทำให้ตกใจกลัวเป็นเวลา 3 วัน ซ้าย การกระตุ้นให้เกิดอาการแพ้ในหนู DD ที่ได้รับการช่วยชีวิตด้วย VTA ไม่แตกต่างจากกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ ระดับกลางและด้านขวาของหน่วยความจำ STM และ LTM เหมือนกับการควบคุมในเมาส์ VTA-rescue เครื่องหมายดอกจันหมายถึง p<0.05, การช่วยชีวิตกับการควบคุม, การทดสอบ t ของนักเรียน ค่าทั้งหมดที่รายงานเป็นค่าเฉลี่ย ± SEM

การฟื้นฟู TH ไปยังบริเวณที่มีการระบายอากาศในช่องท้อง DA เซลล์ประสาทนั้นเพียงพอสำหรับการเรียนรู้

มีวงจร DA สำคัญสองตัวที่เปล่งออกมาจากหน้าท้องส่วนกลาง วงจร mesostriatal ส่วนใหญ่มาจาก substantia nigra pars compacta และวงจร mesocorticolimbic ต้นกำเนิดส่วนใหญ่มาจากพื้นที่หน้าท้องส่วนล่าง วงจร mesocorticolimbic นั้นครอบคลุมนิวเคลียสของสมองที่รู้กันว่ามีความสำคัญต่อการปรับสภาพความกลัวขึ้นอยู่กับคิวรวมถึง amygdala basolateral (Bjorklund และ Dunnett, 2007, Lammel et al., 2008) เพื่อสำรวจว่าจำเป็นต้องมีการฟื้นฟู mesocorticolimbic DA ที่สมบูรณ์มากขึ้นสำหรับหน่วยความจำระยะยาวและการกระตุ้นอาการแพ้หรือไม่ DD และหนูควบคุมถูกฉีดทั้งสองข้างด้วยเวกเตอร์ AAV1-Cre-GFP เข้าไปในบริเวณหน้าท้องเพื่อช่วยกระตุ้นยีนยีนภายนอก (รูปที่ 5B)

อิมมูโนวิทยาใช้ในการตรวจสอบว่าเซลล์ประสาท DA ใดและเป้าหมายใดได้ฟื้นฟูการแสดงออกของ TH การย้อมสี TH ไม่ปรากฏในหนู DD ที่ไม่ได้รับการช่วยเหลือ (Hnasko et al., 2006) อิมมูโนฮิสโตเคมีเปิดเผยว่าการคืนค่า TH ในหนูที่ได้รับ DD ฉีดในพื้นที่หน้าท้องมีลักษณะเฉพาะอย่างมากกับบริเวณหน้าท้องและส่วนที่เป็นเป้าหมาย (รูปที่ 5E, H, K) มีความขัดสนของการย้อมสี TH ใน dorsal striatum ซึ่งเป็นเป้าหมายหลักของเซลล์ประสาท DA ที่เปล่งออกมาจาก substantia nigra pars compacta (รูปที่ 5H) ในขณะที่นิวเคลียส accumbens และ basolateral amygdala มีการแสดงออกที่แข็งแกร่ง (รูป 5H, K)

หนูที่ได้รับการฉีดยาบริเวณท้องทึ้นจะได้รับกระบวนทัศน์เริ่มต้นของ 3 ที่หวาดกลัวในวันเดียวกับหนูที่ถูกฉีดเข้าทางช่องท้อง (รูปที่ 6B) ความรู้สึกช็อคความจำระยะสั้นและหน่วยความจำระยะยาวได้รับการกู้คืนเพื่อควบคุมระดับในหนู DD ที่ได้รับการฉีดวัคซีนบริเวณหน้าท้อง การเกิดปฏิกิริยาช็อคระหว่างการฝึกเป็นเรื่องเดียวกันระหว่างกลุ่ม (การควบคุม: 1653 ± 268 กับ DDTA ที่ได้รับการช่วยเหลือ VTA: 1602 ± 198) ข้อมูลเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการคาดการณ์ DA จากพื้นที่หน้าท้องมีเพียงพอสำหรับการก่อตัวของหน่วยความจำระยะสั้นและระยะยาวคิวรวมถึงความรู้สึกช็อกขึ้นอยู่กับบริบท

การสนทนา

ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องใช้ DA สำหรับการปรับสภาพความกลัวโดยวัดจากความกลัวที่มีอำนาจ หนู DD ไม่สามารถแสดงความตกใจกลัวได้เว้นแต่ว่า DA จะได้รับการฟื้นฟูทันทีหลังการฝึก หนู DD ยังมีหน่วยความจำระยะสั้นและความไวต่อความรู้สึกลดลง ที่สำคัญการยับยั้ง prepulse ไม่ได้ลดลงในหนู DD ที่พร่องไปด้วย DA ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเหนี่ยวนำเซ็นเซอร์ไม่ได้ลดลงในกรณีที่ไม่มี DA การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า psychostimulants ที่ปรับปรุงการส่ง DA สามารถลดการยับยั้ง prepulse (Schwarzkopf et al., 1992; Bubser และ Koch, 1994, Ralph et al., 1999, Swerdlow et al., 2006, Doherty et al., 2007) คนอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นว่าการยับยั้งทางเภสัชวิทยาของตัวรับโดปามีนช่วยเพิ่มการยับยั้งแบบ prepulse (Schwarzkopf และคณะ, 1993; Depoortere et al., 1997) สอดคล้องกับสิ่งที่ค้นพบเหล่านี้หนู DD มีขนาดเล็ก แต่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการยับยั้ง prepulse มากกว่าหนูควบคุม การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการยับยั้งทางเภสัชวิทยาของตัวรับ DA สามารถลดการตอบสนองต่อเสียงรบกวน (Davis และ Aghajanian, 1976; Schwarzkopf et al., 1993) หนู DD ที่ขาดโดพามีนไม่ได้มีการตอบสนองต่อเสียงรบกวนที่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามมีแนวโน้มไปสู่การตอบสนองที่ลดลงเมื่อเทียบกับการควบคุมโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเข้มของการกระตุ้นสูงซึ่งสอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้ (Schwarzkopf et al., 1993)

ข้อมูลที่นำเสนอในที่นี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า DA ไม่สำคัญสำหรับการดึงหรือการแสดงออกของหน่วยความจำความกลัวขึ้นอยู่กับคิวเพราะหนู DD ไม่จำเป็นต้อง DA ในระหว่างช่วงการทดสอบเพื่อแสดงความตกใจกลัวศักยภาพที่เคยได้รับโดยการฉีด L-Dopa ทันทีหลังจาก การอบรม นอกจากนี้การทดลองของเราโต้แย้งกับ DA เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการประมวลผลการกระตุ้นครั้งแรกในระหว่างการฝึกอบรมเนื่องจากหนู DD หมดโดปามีนในระหว่างการฝึกซ้อมทั้งหมด แต่ข้อมูลของเราแนะนำว่า DA มีความจำเป็นสำหรับความเสถียรในช่วงต้นของการติดตามหน่วยความจำเนื่องจากหนู DD ไม่ได้แสดงหน่วยความจำระยะสั้นและหน่วยความจำระยะยาวจะเห็นเฉพาะเมื่อได้รับ L-Dopa ทันที แต่ไม่ใช่ 1 hr หลังจาก การอบรม สันนิษฐานได้ว่าการฉีดหนู DD ด้วย L-Dopa ทันทีหลังจากการฝึกอบรมทำให้การติดตามหน่วยความจำมีความเสถียรทำให้สามารถป้อนรูปแบบระยะยาวได้ สิ่งเร้าที่ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นในระดับ DA ในพื้นที่สมองมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับสภาพความกลัวซึ่งจะช่วยให้ความทรงจำความกลัวนั้นมีเสถียรภาพ (Abercrombie et al., 1989; Kalivas และ Duffy, 1995; Doherty และ Gratton, 1997; Inglis และ Moghaddam 1999) สอดคล้องกับข้อมูลของเราคนอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงหลังการฝึกอบรมของฟังก์ชั่น DA เปลี่ยนหน่วยความจำที่เกี่ยวข้องกับความกลัว (Bernaerts และ Tirelli, 2003, Lalumiere et al., 2004; LaLumiere et al., 2005)

การค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่าเชื้อหลายตัวรับ DA จำเป็นสำหรับการกระตุ้นด้วยความกลัว D1R KO หนูขาดความจำระยะสั้นและระยะยาวสำหรับความกลัวที่มีพลังอำนาจซึ่งแนะนำให้มีบทบาทสำคัญสำหรับชนิดย่อยของตัวรับนี้ในการไกล่เกลี่ยผลกระทบของ DA ในการเรียนรู้ความกลัวขึ้นอยู่กับคิว สิ่งที่น่าสนใจคือการเรียนรู้ความกลัวขึ้นอยู่กับบริบทนั้นยังคงอยู่ในหนู D1R KO ข้อมูลเหล่านี้ยืนยันการศึกษาอื่น ๆ ที่แสดงให้เห็นว่าคู่ต่อสู้ที่คล้ายกับ D1R ลดทอนการเรียนรู้ด้วยความกลัวโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการกระตุ้นประสาทสัมผัสและแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงทางเภสัชวิทยาในการทดลองเหล่านั้นมีความเฉพาะเจาะจงกับ D1R (Lamont and Kokkinidis, 1998; . ข้อมูลเหล่านี้ยังสอดคล้องกับการศึกษาที่แสดงให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญสำหรับ D1999R ในกระบวนทัศน์การเรียนรู้แบบพึ่งพาอาศัยแบบคิวอื่น ๆ (Smith et al., 1; Eyny และ Horvitz, 1998)

D2R KO มีจุดเริ่มต้นที่หวาดกลัวอย่างสมบูรณ์ แต่ขาดความรู้สึกไว Greba และคณะ (2001) ได้แสดงให้เห็นว่าการเป็นปรปักษ์กันของ intra-amygdalar ของ D2R นำไปสู่การด้อยค่าของความไวต่อการกระตุ้นและการตกใจที่มีศักยภาพความกลัวโดยไม่ส่งผลกระทบต่อพื้นฐานตกใจหรือการตอบสนองต่อ footshock การเปิดใช้งาน D2R นำไปสู่การเหนี่ยวนำ potentiation ระยะยาวใน BLA ซึ่งน่าจะเป็นสิ่งสำคัญสำหรับหน่วยความจำ startle ที่มีความกลัว (Bissiere et al., 2003) ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่า D2R ไม่จำเป็นสำหรับการเรียนรู้ความกลัวขึ้นอยู่กับคิว แต่ค่อนข้างว่าชนิดย่อยตัวรับ DA นี้มีความสำคัญสำหรับการกระตุ้นความรู้สึกช็อกตามบริบท การฉีดหนู D2R KO อย่างเป็นระบบด้วย Eticlopride ซึ่งเป็นปรปักษ์กันเหมือน D2 ก่อนการฝึกอบรมป้องกันไม่ให้เกิดความกลัว ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่ตัวรับแบบ D2R อื่น ๆ ซึ่งถูกยับยั้งโดย eticlopride ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความกลัวที่รุนแรง (Sigala et al., 1997, Bernaerts และ Tirelli, 2003; Laviolette et al., Swant and Wagner , 2005) ดังนั้นความบกพร่องในการเรียนรู้ที่ขึ้นอยู่กับคิวที่เกิดจากคู่ปรับที่คล้ายกันของ D2006 ในการศึกษาก่อนหน้านี้อาจมีสาเหตุมาจากยาเหล่านี้ยับยั้งสมาชิกคนอื่น ๆ ในตระกูล D2R

การเลือกการฟื้นฟูของ TH ภายนอกโดยเฉพาะไปยังพื้นที่การตั้งท้องหน้าท้องนำไปสู่การฟื้นฟูการเรียนรู้ในหนู DD อิมมูโนฮิสโตเคมีแสดงให้เห็นว่า TH ได้รับการฟื้นฟูสู่นิวเคลียส limbic ที่สำคัญเช่นนิวเคลียส accumbens และ amygdala basolateral แต่ไม่ถึง striatum ที่ด้านหลัง นอกจากนี้ยังมีเซลล์ประสาทจำนวนน้อยมากที่เป็นบวกสำหรับ TH ใน substantia nigra pars compacta ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่า DA จากเซลล์ประสาทพื้นที่หน้าท้องมีความสำคัญต่อการปรับสภาพความกลัวและบริบท

หนูที่ได้รับการฟื้นฟู DA ที่เลือกสรรมาสู่ amygdala basolateral แสดงความจำระยะสั้น แต่ไม่ใช่ความจำระยะยาวหรือความไวต่อการกระตุ้น การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า DA อำนวยความสะดวกในการทำงานของ amygdala ผ่านการเปลี่ยนแปลงในโทนยับยั้ง GABAergic และเอฟเฟกต์นี้เป็นสื่อกลางโดย D1R หรือ D2R (Bissiere et al., 2003; Kroner et al., 2005; Marowsky et al., 2005) ข้อมูลที่นำเสนอนี้แสดงให้เห็นว่า DA ใน amygdala ฐานเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการซื้อหน่วยความจำระยะสั้นสำหรับความหวาดกลัวที่มีศักยภาพ แต่ยังไม่เพียงพอสำหรับความมั่นคงในระยะยาวของหน่วยความจำ การคืนค่าหน่วยความจำระยะสั้นนั้นมีการไกล่เกลี่ยโดยเซลล์ประสาท DA ที่ยื่นออกมาจำนวนไม่มากนักที่เกิดจากบริเวณหน้าท้องส่วนล่าง การฟื้นฟูอย่างกว้างขวางมากขึ้นของ TH ภายนอกในพื้นที่หน้าท้องได้รับการช่วยเหลือจากหนู DD ทำให้เกิดความจำระยะสั้นและระยะยาวเหมือนเดิม; ดังนั้นการฟื้นฟู TH ให้กับวงจร mesocorticolimbic อื่น ๆ จึงจำเป็นต้องสร้างหน่วยความจำระยะยาวสำหรับผู้ที่กลัวความกลัว การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่านิวเคลียส accumbens และเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าอาจเป็นเป้าหมายสำคัญของ DA ในระหว่างการปรับสภาพความกลัว (Kalivas และ Duffy, 1995; Murphy และคณะ, 2000, Pezze et al., 2003; LaLumiere et al., 2005; al., 2005; Floresco และ Tse, 2007) ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าการส่งสัญญาณ DA ในนิวเคลียส accumbens หรือ prefrontal cortex จำเป็นสำหรับการก่อตัวของความจำระยะยาว

โดยสรุปการศึกษาของเราใช้การผสมผสานระหว่างแบบจำลองพันธุกรรมของเมาส์เภสัชวิทยาและการช่วยเหลือการทำงานเฉพาะภูมิภาคเพื่อแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องมี DA สำหรับความกลัวที่มีศักยภาพซึ่งเป็นภาระงานที่ต้องอาศัยความกลัว การค้นพบนี้เน้นบทบาทที่สำคัญสำหรับสารสื่อประสาทนี้นอกเหนือจากการประมวลผลรางวัล นอกจากนี้การศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องใช้ DA ในการรับตัวรับสัญญาณหลายตัวในเวลาเดียวกันในหลาย ๆ พื้นที่ของสมอง การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้เปิดเผยว่าพื้นที่ส่วนล่างของหน้าท้องเซลล์ประสาท DA แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติโมเลกุลและสรีรวิทยาของพวกเขาตามสถานที่เป้าหมาย (ฟอร์ดและอัล, 2006; Margolis และ al, 2006; Bjorklund และ Dunnett, 2007; Margolis และคณะ, 2008) การทดลองที่เราดำเนินการซึ่งยีน Th ถูกเปิดใช้งานการคัดเลือกในเซลล์ประสาท DA ที่ฉายไปที่ amygdala basolateral เปิดเผยว่าพวกมันมีขนาดเล็กประชากรเลือกของเซลล์ประสาทพื้นที่ tegmental บริเวณหน้าท้องแทนที่จะเป็นหลักประกันของ DA neurons ที่ฉายไปยังพื้นที่สมองอื่น ๆ ข้อมูลของเราเมื่อรวมกับการศึกษาที่แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของประชากรของเซลล์ประสาท DA เน้นถึงความจำเป็นที่จะต้องเข้าใจบทบาทของแต่ละวงจร DA ที่ไม่ต่อเนื่องเหล่านี้ การขยายความรู้เกี่ยวกับพฤติกรรมและสรีรวิทยาของ DA ให้ครอบคลุมการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับความกลัวอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับความกลัวที่แพร่หลายเช่นความผิดปกติของความเครียดหลังบาดแผล, ความผิดปกติที่ย้ำคิดย้ำคิด

กิตติกรรมประกาศ

การตรวจสอบนี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยบริการสาธารณสุขรางวัลการบริการการวิจัยแห่งชาติ T32 GM07270 จากสถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์ทั่วไปแห่งชาติและสถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์ทั่วไปแห่งชาติของ NIH Grant 4 R25 จีเอ็ม 058501-05 เราขอขอบคุณ Ilene Bernstein, Lisa Beutler, Charles Chavkin และ Larry Zweifel สำหรับความคิดเห็นที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับต้นฉบับ Albert Quintana สำหรับความช่วยเหลือด้านจุลวิทยาและ Valerie Wall สำหรับการบำรุงรักษาเมาส์ เราขอขอบคุณดร. มิเกลชิลลอน (หน่วยผลิตเวกเตอร์ของ CBATEG ที่ Universitat Autonoma แห่งบาร์เซโลนา) สำหรับ CAV2 และ Matthew ระหว่างไวรัส AAV1

อ้างอิง

1 Abercrombie ED, Keefe KA, DiFrischia DS, Zigmond MJ ผลที่แตกต่างของความเครียดต่อการปลดปล่อยโดปามีนในร่างกายใน striatum นิวเคลียส accumbens และเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าตรงกลาง J Neurochem 1989; 52: 1655 1658- [PubMed]
2. Bernaerts P, Tyrelli E. ผลอำนวยความสะดวกของ dopamine D4 receptor agonist PD168,077 ต่อการรวมหน่วยความจำของการหลีกเลี่ยงการตอบสนองที่เรียนรู้แบบยับยั้งในหนูเมาส์ C57BL/6J พฤติกรรมสมอง Res 2003;142:41–52. [ผับเมด]
3 Bissiere S, Humeau Y, Luthi A. โดปามีนประตู LTP เหนี่ยวนำใน amygdala ด้านข้างโดยการยับยั้งการยับยั้ง feedforward Nat Neurosci 2003; 6: 587 592- [PubMed]
4 Bjorklund A, Dunnett SB ระบบประสาทของ Dopamine ในสมอง: การปรับปรุง เทรนด์ Neurosci 2007; 30: 194 202- [PubMed]
5. Bubser M, Koch M. การยับยั้ง Prepulse ของการตอบสนองของอะคูสติกตกใจของหนูจะลดลงโดยรอยโรค 6-hydroxydopamine ของเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าที่อยู่ตรงกลาง เภสัชจิตเวช (Berl) 1994;113:487–492. [ผับเมด]
6. เดวิส เอ็ม, Aghjanian GK ผลของ apomorphine และ haloperidol ต่อการตอบสนองของเสียงตกใจในหนูแรท เภสัชจิตเวช (Berl) 1976;47:217–223. [ผับเมด]
7 de Oliveira AR, Reimer AE, Brandao ML Dopamine D2 กลไกการรับในการแสดงออกของความกลัวปรับอากาศ Pharmacol Biochem Behav 2006; 84: 102 111- [PubMed]
8. Depoortere R, Perrault G, Sanger DJ ศักยภาพของการยับยั้งพรีพัลส์ของรีเฟล็กซ์ตกใจในหนู: การประเมินทางเภสัชวิทยาของกระบวนการเป็นแบบจำลองในการตรวจหาฤทธิ์ต้านโรคจิต เภสัชจิตเวช (Berl) 1997;132:366–374. [ผับเมด]
9. Doherty JM, Masten VL, Powell SB, Ralph RJ, Klamer D, MJ ต่ำ, Geyer MA การมีส่วนร่วมของโดปามีนชนิดย่อยตัวรับ D1, D2 และ D3 ต่อผลก่อกวนของโคเคนต่อการยับยั้งพรีพัลส์ในหนู เภสัชจิตเวช. 2007;12:12.
10. Doherty MD, Gratton A. ตัวรับ NMDA ในนิวเคลียส accumbens ปรับการปล่อยโดปามีนที่เกิดจากความเครียดในนิวเคลียส accumbens และบริเวณหน้าท้อง ไซแนปส์ 1997;26:225–234. [ผับเมด]
11. Drago J, Gerfen CR, Lachowicz JE, Steiner H, Hollon TR, Love PE, Ooi GT, Grinberg A, Lee EJ, Huang SP และอื่นๆ ฟังก์ชัน striatal ที่เปลี่ยนแปลงในหนูกลายพันธุ์ที่ไม่มีตัวรับโดปามีน D1A Proc Natl Acad Sci US A. 1994;91:12564–12568. [บทความฟรี PMC] [PubMed]
12. ไอนี่ วายเอส, ฮอร์วิตซ์ เจซี บทบาทตรงข้ามของตัวรับ D1 และ D2 ในการปรับสภาพความอยากอาหาร เจ ประสาท. 2003;23:1584–1587. [ผับเมด]
13. ฟลอเรสโก เอสบี, Tse MT. การควบคุมโดปามีนของการยับยั้งและการส่งผ่าน excitatory ในทางเดินเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าของอะมิกดาลาส่วนหน้า เจ ประสาท. 2007;27:2045–2057. [ผับเมด]
14 ฟอร์ด CP, Mark GP, Williams JT คุณสมบัติและการยับยั้ง opioid ของเซลล์ประสาทโดปามีน mesolimbic แตกต่างกันไปตามสถานที่เป้าหมาย J Neurosci 2006; 26: 2788 2797- [PubMed]
15. Greba Q, Kokkinidis L. การบริหารอุปกรณ์ต่อพ่วงและ intraamygdalar ของ dopamine D1 receptor antagonist SCH 23390 สกัดกั้นความตื่นตระหนกที่มีศักยภาพ แต่ไม่เกิดปฏิกิริยาช็อกหรือความไวต่อการกระตุ้นของอะคูสติกสะดุ้ง พฤติกรรม Neurosci 2000;114:262–272. [ผับเมด]
16. Greba Q, Munro LJ, Kokkinidis L. การมีส่วนร่วมของตัวรับ cholinergic muscarinic บริเวณหน้าท้อง tegmental ในการแสดงออกของความกลัวที่มีเงื่อนไขแบบคลาสสิกที่วัดด้วยความกลัวที่อาจเกิดขึ้น ความละเอียดของสมอง 2000;870:135–141. [ผับเมด]
17. Greba Q, Gifkins A, Kokkinidis L. การยับยั้งตัวรับ amygdaloid dopamine D2 ทำให้การเรียนรู้ทางอารมณ์ลดลงด้วยความกลัวที่อาจเกิดขึ้น ความละเอียดของสมอง 2001;899:218–226. [ผับเมด]
18 Guarraci FA, Kapp BS การศึกษาลักษณะทางอิเล็กโทรโซไซน์ของเซลล์ประสาทส่วนปลายของหน้าท้อง dopaminergic บริเวณหน้าท้องในช่วงการปรับสภาพความกลัวแบบพาเวียเวียนในกระต่ายตื่นตัว Behav Brain Res 1999; 99: 169 179- [PubMed]
19. กัวร์ราซี เอฟเอ, โฟรฮาร์ด อาร์เจ, แคปป์ บีเอส การมีส่วนร่วมของตัวรับโดปามีน Amygdaloid D1 ในการปรับสภาพความกลัวแบบพาฟโลเวียน ความละเอียดของสมอง 1999;827:28–40. [ผับเมด]
20. กัวร์ราซี เอฟเอ, โฟรฮาร์ด อาร์เจ, ฟอลส์ ดับบลิวเอ, แคปป์ บีเอส ผลของการฉีดเข้ากล้ามเนื้อ amygdaloid ของ D2 dopamine receptor antagonist ต่อการปรับสภาพความกลัวแบบพาฟโลเวียน พฤติกรรม Neurosci 2000;114:647–651. [ผับเมด]
21. Hnasko TS, Perez FA, Scouras AD, Stoll EA, Gale SD, Luquet S, Phillips PE, Kremer EJ, Palmiter RD การคืนค่า Cre recombinase-mediated ของโดปามีน nigrostriatal ในหนูที่ขาดโดปามีนจะย้อนกลับภาวะ hypophagia และ bradykinesia Proc Natl Acad Sci US A. 2006;103:8858–8863. [บทความฟรี PMC] [PubMed]
22. ฮอร์วิตซ์ เจซี การตอบสนองโดปามีน Mesolimbocortical และ Nigrostriatal ต่อเหตุการณ์สำคัญที่ไม่ใช่รางวัล ประสาทวิทยาศาสตร์ 2000;96:651–656. [ผับเมด]
23 Inglis FM, Moghaddam B. การเคลือบด้วยโดปามิคกี้ของ amygdala นั้นตอบสนองต่อความเครียดได้ดี J Neurochem 1999; 72: 1088 1094- [PubMed]
24. Inoue T, Izumi T, Maki Y, Muraki I, Koyama T. ผลของ dopamine D(1/5) antagonist SCH 23390 ต่อการได้มาซึ่งความกลัวที่มีเงื่อนไข พฤติกรรมของ Pharmacol Biochem 2000;66:573–578. [ผับเมด]
25 Joshua M, Adler A, Mitelman R, Vaadia E, Bergman H. Midbrain dopaminergic neurons และเซลล์ cholinergic striatal ที่โดดเด่นเข้ารหัสความแตกต่างระหว่างรางวัลและเหตุการณ์ aversive ในยุคที่แตกต่างกันของการทดลองปรับอากาศแบบน่าจะเป็นแบบดั้งเดิม J Neurosci 2008; 28: 11673 11684- [PubMed]
26 Kalivas PW, Duffy P. การกระตุ้นด้วยการเลือกการส่งโดปามีนในเปลือกของนิวเคลียสจะเกิดความเครียด ความต้านทานของสมอง 1995; 675: 325 328- [PubMed]
27. Kelly MA, Rubinstein M, Asa SL, Zhang G, Saez C, Bunzow JR, Allen RG, Hnasko R, Ben-Jonathan N, Grandy DK, MJ ต่ำ hyperplasia ต่อมใต้สมองแลคโตโทรฟและภาวะโปรแลคตินในเลือดสูงเรื้อรังในหนูที่ขาดตัวรับโดปามีน D2 เซลล์ประสาท 1997;19:103–113. [ผับเมด]
28 Koch M. ชีววิทยาของการตกใจ Prog Neurobiol 1999; 59: 107 128- [PubMed]
29 Kroner S, Rosenkranz JA, Grace AA, Barrionuevo G. Dopamine ปรับความตื่นเต้นง่ายของเซลล์ประสาท amygdala basolateral ในหลอดทดลอง J Neurophysiol 2005; 93: 1598 1610- [PubMed]
30. Lalumiere RT, Nguyen LT, McGaugh JL. หลังการฝึกอบรม intrabasolateral amygdala infusions ของโดปามีนปรับการรวมของหน่วยความจำหลีกเลี่ยงยับยั้ง: การมีส่วนร่วมของระบบ noradrenergic และ cholinergic Eur J Neurosci. 2004;20:2804–2810. [ผับเมด]
31 LaLumiere RT, Nawar EM, McGaugh JL การปรับการรวมหน่วยความจำโดยเปลือก amygdala หรือนิวเคลียส accumbens เปลือกต้องเปิดใช้งานพร้อมกันรับโดพามีนในพื้นที่สมองทั้งสอง เรียนรู้ Mem 2005; 12: 296 301- [PMC บทความฟรี] [PubMed]
32. Lammel S, Hetzel A, Hackel O, Jones I, Liss B, Roeper J. คุณสมบัติเฉพาะของเซลล์ประสาท mesoprefrontal ภายในระบบ dopamine mesocorticolimbic คู่ เซลล์ประสาท 2008;57:760–773. [ผับเมด]
33. Lamont EW, Kokkinidis L. การใส่ dopamine D1 receptor antagonist SCH 23390 เข้าไปใน amygdala ขัดขวางการแสดงออกของความกลัวในกระบวนทัศน์การตกใจที่มีศักยภาพ ความละเอียดของสมอง 1998;795:128–136. [ผับเมด]
34. Laviolette SR, Lipski WJ, Grace AA ประชากรย่อยของเซลล์ประสาทในเยื่อหุ้มสมอง prefrontal ที่อยู่ตรงกลางเข้ารหัสการเรียนรู้ทางอารมณ์ด้วยการระเบิดและรหัสความถี่ผ่านอินพุตอะมิกดาลาฐานที่ขึ้นกับตัวรับโดปามีน D4 เจ ประสาท. 2005;25:6066–6075. [ผับเมด]
35. Lemon N, Manahan-Vaughan D. ตัวรับโดปามีน D1/D5 ประตูสู่การได้มาซึ่งข้อมูลใหม่ผ่านศักยภาพระยะยาวของฮิปโปแคมปัสและภาวะซึมเศร้าระยะยาว เจ ประสาท. 2006;26:7723–7729. [ผับเมด]
36. Maren S. อะมิกดาลา, ซินแนปติกพลาสติก และความจำเกี่ยวกับความกลัว แอน NY Acad Sci. 2003;985:106–113. [ผับเมด]
37. Maren S, Quirk GJ. สัญญาณประสาทของหน่วยความจำความกลัว ณัฐ เรฟ ประสาท. 2004;5:844–852. [ผับเมด]
38 Margolis EB, Mitchell JM, Ishikawa J, Hjelmstad GO, ทุ่ง HL เซลล์ประสาทโดปามีนในสมองส่วนกลาง: เป้าหมายการฉายกำหนดระยะเวลาการกระทำและการยับยั้งตัวรับโดปามีน D (2) J Neurosci 2008; 28: 8908 8913- [PubMed]
39. Margolis EB, Lock H, Chefer VI, Shippenberg TS, Hjelmstad GO, Fields HL Kappa opioids เลือกควบคุมเซลล์ประสาท dopaminergic ที่ฉายไปยังเปลือกนอกส่วนหน้า Proc Natl Acad Sci US A. 2006;103:2938–2942. [บทความฟรี PMC] [PubMed]
40 Marowsky A, Yanagawa Y, Obata K, Vogt KE subclass พิเศษของ interneurons ไกล่เกลี่ย dopaminergic การอำนวยความสะดวกของฟังก์ชั่น amygdala เซลล์ประสาท 2005; 48: 1025 1037- [PubMed]
41 McNish KA, Gewirtz JC, Davis M. หลักฐานของความกลัวตามบริบทหลังจากรอยโรคของฮิบโปแคมปัส: การหยุดชะงักของการแช่แข็ง แต่ไม่ใช่การสะดุ้งตื่นจากความกลัว เจ ประสาท. 1997;17:9353–9360. [ผับเมด]
42. Missale C, Nash SR, Robinson SW, Jaber M, Caron MG ตัวรับโดปามีน: จากโครงสร้างสู่การทำงาน Physiol Rev. 1998;78:189–225. [ผับเมด]
43. Murphy CA, Pezze M, Feldon J, Heidbreder C. การมีส่วนร่วมที่แตกต่างกันของโดปามีนในเปลือกและแกนกลางของนิวเคลียส accumbens ในการแสดงออกของการยับยั้งแฝงต่อสิ่งเร้าที่มีเงื่อนไข ประสาทวิทยาศาสตร์ 2000;97:469–477. [ผับเมด]
44 Pezze MA, Feldon J. Mesolimbic สูตรโดปามีนในเส้นทางแห่งความหวาดกลัว Prog Neurobiol 2004; 74: 301 320- [PubMed]
45 Pezze MA, Bast T, Feldon J. ความสำคัญของการส่งผ่านโดปามีนในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าที่อยู่ตรงกลางของหนูสำหรับความกลัวที่มีเงื่อนไข เยื่อหุ้มสมอง. 2003;13:371–380. [ผับเมด]
46 Ponnusamy R, Nissim HA, Barad M. การปิดกั้นอย่างเป็นระบบของตัวรับโดปามีนคล้าย D2 ช่วยอำนวยความสะดวกในการสูญเสียความกลัวที่มีเงื่อนไขในหนู เรียนรู้ Mem 2005; 12: 399 406- [PMC บทความฟรี] [PubMed]
47. Ralph RJ, Varty GB, Kelly MA, Wang YM, Caron MG, Rubinstein M, Grandy DK, MJ ต่ำ, Geyer MA โดปามีน D2 แต่ไม่ใช่ D3 หรือ D4 รีเซพเตอร์ชนิดย่อยเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหยุดชะงักของการยับยั้งพรีพัลส์ที่ผลิตโดยแอมเฟตามีนในหนู เจ ประสาท. 1999;19:4627–4633. [ผับเมด]
48. Ralph-Williams RJ, Lehmann-Masten V, Otero-Corchon V, MJ ต่ำ, Geyer MA ผลที่แตกต่างของตัวเร่งปฏิกิริยาโดปามีนทั้งทางตรงและทางอ้อมต่อการยับยั้งพรีพัลส์: การศึกษาในหนูที่เคาะออกตัวรับ D1 และ D2 เจ ประสาท. 2002;22:9604–9611. [ผับเมด]
49. Richardson R. ความรู้สึกไวต่อการตกใจ: ความกลัวที่เรียนรู้หรือไม่เรียนรู้? พฤติกรรมสมอง Res 2000;110:109–117. [ผับเมด]
50. Risbrough VB, Geyer MA, Hauger RL, Coste S, Stenzel-Poore M, Wurst W, Holsboer F. CRF(1) และ CRF(2) Receptors จำเป็นสำหรับ Potentiated Startle เป็น Contextual แต่ไม่แยกตัวชี้นำ เภสัชจิตเวช. 2008;19:19.
51 Rosenkranz JA, Grace AA การปรับโดปามีนที่สื่อถึงศักยภาพของอะมิกดาล่าที่มีกลิ่นปรากฏขึ้นในระหว่างการปรับสภาพพาฟโลเวียน ธรรมชาติ. 2002; 417: 282 287- [PubMed]
52. Schultz W. รับโดปามีนและรางวัลอย่างเป็นทางการ เซลล์ประสาท 2002;36:241–263. [ผับเมด]
53. Schwarzkopf SB, Mitra T, บรูโน เจพี การรับรู้ทางประสาทสัมผัสในหนูที่หมดโดปามีนเมื่อทารกแรกเกิด: ความเกี่ยวข้องที่อาจเกิดขึ้นกับการค้นพบในผู้ป่วยจิตเภท ไบโอลจิตเวช. 1992;31:759–773. [ผับเมด]
54 Schwarzkopf SB, Bruno JP, Mitra T. ผลของ haloperidol และ SCH 23390 ต่อการกระตุ้นทางเสียงและการยับยั้ง prepulse ภายใต้สภาวะพื้นฐานและสภาวะกระตุ้น Prog Neuropsychopharmacol Biol จิตเวชศาสตร์ 1993;17:1023–1036. [ผับเมด]
55. Sigala S, Missale C, Spano P. ผลตรงข้ามของตัวรับ dopamine D2 และ D3 ต่อการเรียนรู้และความจำในหนู เออร์ เจ ฟาร์มาคอล 1997;336:107–112. [ผับเมด]
56. Sigurdsson T, Doyere V, Cain CK, LeDoux JE. ศักยภาพระยะยาวในอมิกดาลา: กลไกระดับเซลล์ของการเรียนรู้ความกลัวและความจำ เภสัชวิทยา. 2007;52:215–227. [ผับเมด]
57 Smith DR, Striplin CD, Geller AM, Mailman RB, Drago J, Lawler CP, Gallagher M. การประเมินพฤติกรรมของหนูที่ไม่มีตัวรับโดปามีน D1A ประสาทวิทยาศาสตร์ 1998;86:135–146. [ผับเมด]
58. สวอนท์ เจ, วากเนอร์ เจ.เจ. การปิดล้อมตัวขนส่งโดพามีนเพิ่ม LTP ในภูมิภาค CA1 ของฮิปโปแคมปัสหนูผ่านการเปิดใช้งานตัวรับโดปามีน D3 เรียนรู้เมม 2006;13:161–167. [บทความฟรี PMC] [PubMed]
59. Swerdlow NR, ช่างทำรองเท้า JM, Kuczenski R, Bongiovanni MJ, Neary AC, Tochen LS, Saint Marie RL การทำงานของ Forebrain D1 และเซ็นเซอร์รับความรู้สึกในหนู: ผลของการปิดล้อม D1, รอยโรคที่หน้าผาก และการทำลายโดปามีน Neurosci Lett. 2006;402:40–45. [ผับเมด]
60. Szczypka MS, Rainey MA, Kim DS, Alaynick WA, Marck BT, Matsumoto AM, Palmiter RD. พฤติกรรมการให้อาหารในหนูที่ขาดสารโดปามีน Proc Natl Acad Sci US A. 1999;96:12138–12143. [บทความฟรี PMC] [PubMed]
61. ฉลาด RA โดปามีน การเรียนรู้และแรงจูงใจ ณัฐ เรฟ ประสาท. 2004;5:483– 494. [PubMed]
62 Zhou QY, Palmiter RD หนูที่ขาดโดพามีนนั้นไวต่อการแพ้อย่างรุนแรง adipsic และ aphagic เซลล์ 1995; 83: 1197 1209- [PubMed]
63. Zweifel LS, Argilli E, Bonci A, Palmiter RD. บทบาทของตัวรับ NMDA ในเซลล์ประสาทโดพามีนสำหรับพฤติกรรมปั้นและเสพติด เซลล์ประสาท 2008;59:486–496. [บทความฟรี PMC] [PubMed]

โดปามีนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ Cue Dependent Fear Conditioning (2009)