Yutish xatti-harakatlarida lateral gipotalamus va orexinning roli: o'tmish tajribasi va aniqlangan kamchiliklarni motivli xulq-atvorga tarjima qilish uchun model (2014)

Gipotalamus ham gomeostazni saqlab turish, balki harakatga asoslangan harakatlarga aloqadorligi uchun tan olingan. Ushbu maqolada, lateral hipotalamus maydoni (LHA) deb nomlanuvchi gipotalamus mintaqasi muhokama qilinadi. Keyinchalik lateral gipotalamus (LHAd) va periferik mintaqa (PeF) ning dorsal mintaqasi, LHA ichidagi miya yadrolari gomeostazni tartibga soluvchi neyral tizimlar va tuyadi motamli harakatlarga vositachilik qilishni taklif qiladi. Funktsional va immunohistokimyoviy ma'lumotlar LHA oziq-ovqat mahsulotlarini iste'mol qilish, suvni iste'mol qilish, tuz iste'mol qilish va jinsiy xulq-atvori. Anatomik kuzatuv tajribalari LHA ning tana suyuqligi va energetik homeostazni boshqarishda ishtirok etgan miya joylarini qabul qilish uchun joylashtirilganligini ko'rsatadi. LHA ichidagi hududlar, ventral tegmental maydoniga (VTA) yaqinlashib kelayotgan prognozlarni tarqatib, LHA uchun asosan motivasion xatti-harakatlar bilan shug'ullanadigan va ularni mustahkamlash uchun tan olingan dopaminergik tizimlarga ta'sir o'tkazadigan yo'lni ta'minlaydi. Bundan tashqari, LHA ko'p ishtaha motivatsiyasi bilan shug'ullanadigan neyropeptid bo'lgan orexin / hypocretinni sintezlovchi neyronlarni o'z ichiga oladi. LHA, shuningdek, mukofot bilan bog'liq o'rganish bilan shug'ullanadigan miya joylaridan olingan ma'lumotlarni oladi va orexin neyron faollashuvi mukofotga bog'liq ekologik ogohlantirishlarga bog'liq bo'lishi mumkin. Shuning uchun, LHA tana suyuqligi va energiya muvozanatini tartibga soluvchi va mukofot bilan bog'liq o'rganishni tartibga soladigan joylardan signal berishni birlashtiradi. O'z navbatida, bu ma'lumot motivatsion harakatlarning bajarilishiga ta'sir qilish uchun "mezolimbik" devredilir. Ushbu faraz LHA funktsiyasini yaxshiroq tushunishga olib keladigan eksperimentlarni rivojlantirishi mumkin. LHA funktsiyasini yaxshilashni tushunish semizlik, anoreksiya, chanqoqlikdagi buzuqlik, tuz sharbati va tuz etishmasligi singari yuqumli xulq-atvorda ifodalangan ortiqcha yoki nuqsonli kasalliklarni davolashda yordam beradi.

Kirish

Hayvonlardan omon qolish uchun energiya va suyuq homeostazni saqlash kerak. Kaloriyalar doimiy hayotiy funktsiyalarni saqlab turuvchi va o'zini tutish natijasida sodir bo'lgan jarayonlar orqali yo'qoladi. Xuddi shunday, er yuzidagi hayvonlar ham nafas olish, transpiratsiya, terlash, siyish va defeksatsiya kabi normal fiziologik va ekologik jarayonlarga bog'liq holda doimiy ravishda suv va natriyni atrof muhitga yo'qotadi. Ba'zi kamroq tarqalgan holatlar energiya va tana suyuqligi homeostaziga katta xavf tug'diradi. Misol uchun, kasalliklar gipofagiya holatini suv va natriy tanasini buzadigan diareya va gijjalar bilan birlashtiradi. Tananing kaloriyalarda, suvda yoki natriyda etishmovchiligi paydo bo'lganidan keyin, hayvonning gomosostezni tiklash uchun atrof muhitga ta'sir qiluvchi moddalarni izlash va olish uchun juda muhimdir.

Markaziy asab tizimi atrof muhitdagi moddalarni izlash va olishni rag'batlantirish uchun motivasion vaziyatlarni yaratadi. Ochlikning motivatsion holati yoki oziq-ovqatni iste'mol qilish va sotib olish hayvonning energetika gomeostazidagi defitsitlarni tiklashi uchun zarurdir. Engil va natriy tuyadi ("AKA" tuzi tuyadi) yoki suv va natriyni sotib olish va iste'mol qilish suyuqlik muvozanatini tiklash uchun zarurdir. Ushbu motivatsion vaziyatlarni markaziy nerv tizimi bilan birga harakat qiladi (ya'ni, psixologik hissiyotni keltirib chiqaradi va lokomotor harakatlarning harakatini rag'batlantiradi) va maqsadga yo'naltirilgan xatti-harakatlarni qo'llab-quvvatlaydi (Bindra, 1959; Bolles, 1975). Ko'p motivasion holatlarni gadonik almashinish bilan birga namoyon bo'lganligi aniqlandi, unda maxsus ogohlantirishlar uyg'otuvchi yoqimli yoki jahlli javoblar kuchaytirildi yoki to'xtatildi (Garcia va boshqalar, 1974; Fanselow va Birk, 1982; Berridge va boshq. 1984; Mehiel va Bolles, 1988; Berrij va Shulkin, 1989). Masalan, natriy-to'ldiruvchi kalamushlar gipertonik salin eritmalari ichi og'zaki infuziyalarini qabul qilganda, ular nafratni ko'rsatuvchi turdagi xos xatti-harakatlarni namoyish qiladilar (Grill va Norgren, 1978; Berridge va boshq. 1984) va natriy-to'yingan kalamushlar odatda gipertonik salin eritmalaridan (Robinzon va Berrij, 2013). Biroq, kalamushlar natriy etishmovchiligi bo'lganda, ular sho'r eritmalarga nisbatan yondashuv xatti-harakatlarini namoyish qiladilar va natriyni olish uchun zarur bo'lgan javoblarni bajaradilar (AKA operativ javoblari; Berridge va boshqalar, 1984; Klark va Bernshteyn, 2006; Robinson va Berrij, 2013). Natriy etishmovchiligi sharoitida ular gipertonik sho'r suv eritmalari ichak ichida infuziya qilinganidan keyin nafratga emas, balki zavq-shijoatni ko'rsatadilar (Berrix va boshqalar, 1984). Xuddi shunday, odamlar natriy etishmovchiligida tuzli taomlarni ko'proq mazali deb hisoblashadi (McCance, 1936; Beauchamp va boshq. 1990).

Ochlik, chanqoqlik va tuz ishtahasining sabablari hayvonning hozirgi energiya holati va suyuqlik muvozanati (gomeostatik holat) ta'sirida kuchli ta'sir ko'rsatadi. Energiya va suyuq gomeostazani o'zlaridagi sensorli tizimlar sifatida kuzatadigan neyron apparatlarini kontseptsiyalash maqsadga muvofiqdir. Energiya muvozanati bilan bog'liq ravishda, gipotalamusning kavisli yadrosi (ARH) ochlik va to'yka bilan bog'liq periferik signallarni sezishdagi roliga katta e'tibor qaratdi (Schwartz va boshqalar, 2000). Lamin terminalisida (LT) bo'ylab joylashtirilgan forebrin yadrosining ansambli tana suyuqligi holati bilan bog'liq signallarni aniqlash uchun muhimdir (Denton va boshqalar, 1996; Jonson va Tyunhorst, 1997). Lt bo'yicha xos tuzilmalar subfornik organ (SFO), medial preoptik mintaqa (MnPO) va lamina terminali organ tomirlari (OVLT). Ekspozitsiyani engillashtirish uchun ushbu tuzilmalar LT deb ataladi. SFO va OVLT - bu bevosita qon-miya to'siqlari mavjud bo'lmagan sensorli circumventrikulyar organlar yoki miya joylari (Jonson va Gross, 1993), ular qonda tana suyuqligi ko'rsatkichlari sifatida ishlaydigan moddalarni kuzatishga imkon beradi (Jonson va Thunhorst, 1997, 2007). Shuni ham ta'kidlash kerakki, ARH qon miya to'siqlari yo'qligi va haqiqiy devamsızlık organi bo'lmagani (Mimee va boshqalar, 2013). Shunday ekan, LT, energiya balansi bilan bog'liq signallarni aniqlash uchun ham ishlashi önerilmektedir (Mimee va boshqalar, 2013; Smit va Ferguson, 2014).

Oziq-ovqat, suv va natriyni iste'mol qilish energiyani va suyuqlik holatini sezadigan neyronli davrlar va niyatli harakatlarning motivatsion harakatlarni safarbar qilish bilan bog'liq bo'lgan (Garcia va boshqalar, 1974; Roitman va boshq. 1997; Kelley va Berrij, 2002; Liedtke va boshq. 2011). Shuning uchun suyuqlik va energiya holatini kuzatadigan miya joylari motivatsiya va mukofotni tartibga soladigan joylarga loyihalashi kerak. Shu paytgacha o'rganilayotgan barcha ishtiyoqli g'ayratli xatti-harakatlarning kelib chiqishiga sabab bo'lgan yakuniy umumiy yo'llardan biri ventral tegmental hududidan (VTA) yadro akumbenslariga (AKA, mesolimbik dopamin tizimi va A10 dopaminerjik hujayra guruhi; Mogenson va boshq. ., 1980; Bozarth, 1994). Energiya va suyuqlik muvozanatini his qilish bilan shug'ullanadigan ARH va LT, VTA ni to'g'ridan-to'g'ri innervatsiya qilish kabi ko'rinmaydi (Phillipson, 1979; Geisler va Zahm, 2005; ammo ARH to'g'ridan-to'g'ri yadro gabaritlari uchun loyihani amalga oshiradi; Yi va boshq. 2006; van den Heuvel va boshqalar, 2014). VTAga bevosita prognozlar bo'lmaganligi sababli, gipotalamus hududlari gomeostaz va motivatsiya va mukofot tizimlari o'rtasidagi "bo'shliqni to'ldirishda" yordam berishi mumkin (Mogenson va boshqalar, 1980; Swanson va Mogenson, 1981; Swanson va Lind, 1986). Misol uchun, retrograd kuzatuvi ishlari hipotalamusning katta hududi VTA (Geisler va Zahm, 2005). Ushbu mintaqa dorsomedial gipotalamusdan (DMH) lateral gipotalamusning (LHAd) dorsal qismiga qadar uzayadi va gipotalamusning barcha oldingi orqa qismida mavjud bo'ladi.

Homoostatik holatni turtki va mukofot tizimi bilan integratsiyalashishda LHA rolini qo'llab-quvvatlovchi dalillar

Klassik qog'ozda Stellar (1954) gipotalamusga asoslangan motivatsiya nazariyasini taklif qildi. Stellar, gipotalamusning anatomik ravishda ajralib turadigan "markazlar" ni o'z ichiga olganligini va har bir markaz o'ziga xos g'ayrioddiy xatti-harakatlarni targ'ib qilishda muhim rol o'ynaganligini nazarda tutgan. Misol uchun, u gipotalamusda jinsiy aloqa, qon to'kish, ochlik va uyquni boshqaradigan markazlar mavjud edi. Stellarning taklifi sinchkovlik bilan eksperimental tekshiruvdan o'tdi va paydo bo'ladigan ma'lumotlarni izohlash uchun etarli emas edi (Miller va boshqalar, 1964; Miller, 1965; Hoebel va Teitelbaum, 1966; Booth va boshq. 1969). Stellar nazariyasi gipotalamusning o'ziga xos g'ayrioddiy xatti-harakatlardagi rolini tushuntirib bera olmasligiga qaramasdan, hozirgi kunda gipotalamus ichidagi hududlar, odatda, ishtahani xulq-atvorli harakatlarni rivojlantirishda muhim rol o'ynaganligini ko'rsatadi.

Keyinchalik lateral gipotalamik hududga (LHA) yo'naltirilgan elektr stimulyatsiyasining qisqa burmalari bilan ishlaydigan klassik tajribalar LHA ning motivatsiya va mukofot jarayonlarida ishtirok etganligini ko'rsatdi. Olds va Milner (1954Dastlab, kalamushlar LHA-ning o'tkir elektriksel stimullanishini olish uchun operanni amalga oshiradi, ba'zan o'z-o'zidan ogohlantiruvchi yoki miya stimulyatori deb ataladigan eksperimental paradigma. Ular LHA ning elektriksiz stimulyatsiyasi (masalan, LHA stimulyatori subyektiv zavq baxsh etgan) degan ma'noni anglatadi. Agar bu baholash to'g'ri bo'lsa, LHA ichidagi ba'zi neyronlarning funktsional ahamiyatga ega bo'lishini ta'minlash uchun mukofotni iste'mol qilishdan lazzatlanish muhimdir. Biroq, boshqalar LHA stimulasyonunun zavq o'rniga emas, balki öznel bir öznel holatini keltirishi mumkinligini ilgari surdi boshiga tushgan (Berrij va Valenstayn, 1991). Agar ushbu talqin to'g'ri bo'lsa, u LHAdda joylashgan neyronlarning bir to'plamini hayvonlarni mukofotlashni talab qiladigan istakka jalb qiladi. LHAni rag'batlantirishning motivatsion va foydaluvchan xususiyatlari LHA-da neuronlarning faollashuvi natijasidir, bu esa mesolimbik dopamin tizimiga (Phillipson, 1979; Geisler va Zahm, 2005). "Hedonik issiq nuqtalar" ning anatomik xaritalashidan foydalanadigan so'nggi tajribalar, yoki mamnuniyatga uchragan miya joylari (Peciña va Berridge, 2000), oldingi LHA loyihasida joylashgan neyronlarning dorsomedial yadroidagi akbumbens qobig'idagi hedonik issiqlik nuqtasiga (Tompson va Swanson, 2010) va LHA stimulasyonu, bu projektorini nöronlarını bir zavq hissi uyg'otish uchun faollashtirishi mumkin. Qizig'i shundaki, agar LHA etarli oraliqda (~ 10-30 s) rag'batlantirilsa, kalamushlar ichish, ovqatlanish va nusxa ko'chirish xatti-harakatlarini o'z ichiga olgan g'ayritabiiy xatti-harakatlarni amalga oshiradi (hikmatli, 1968). Bundan tashqari, LHA lezyonları oziq-ovqat va suv qabul qilishni yo'q qiladi, natriy tuyadi (Anand va Brobeck, 1951; Montemurro va Stevenson, 1957; Teitelbaum va Epstein, 1962; Kurt, 1964; Wolf va Quartermain, 1967; Cagguila va boshq. 1973; Grossman va boshq. 1978; Hansen va boshqalar, 1982).

Energiya yoki suyuqlikdagi muvozanatdagi uzilishlar o'z-o'zini stimullash uchun javob beradi (eski, 1958; Morris va uning hamkorlari, 2006, 2010). Olds (1958dastlab oziq-ovqat mahsullarini yo'qotishning mantiqiy holatini uyg'otishning o'z-o'zini rag'batlantirish uchun javob berishini kuchaytirdi. Bundan tashqari, oziq-ovqatni yo'qotish vaqtida o'z-o'zini stimullash uchun javob berishni kuchaytirish, leptinni boshqarish orqali to'yintirishga to'sqinlik qilishi mumkin (Fulton va boshqalar, 2000). Oziq-ovqatdan mahrum bo'lishdan farqli o'laroq, natriy iste'mol qilish o'z-o'zidan ogohlantirish uchun javob beradi (Morris va boshq. 2010). Ekzogen gormonni tatbiq etish yo'li bilan tuzlar och bo'lganda, o'z-o'zidan ogohlantirish uchun javob berish kamayadi; bu kalamushlarda ushbu davolash paytida natriy balansini saqlaganligiga qaramasdan (Morris va boshqalar, 2006). Nimaga ochlik va tuz ishtahasining motivatsion holatlari o'z-o'zini rag'batlantirishga zid ta'sir qiladi? Shu bilan birga, ushbu tadqiqotlar ochlik va tuzning ishtahasi o'z-o'zidan ogohlantiruvchi ta'sir ko'rsatadigan va bu ta'sir energiya yoki suyuq gomeostazada haqiqiy uzilishlardan mustaqil bo'lib tuyuladi. Misol uchun, leptin yo'qolib ketadigan kaloriyalarni tuzatmasdan o'z-o'zidan ogohlantiruvchi javobni normallantiradi (Fulton va boshqalar, 2000) va o'z-o'zidan ogohlantiruvchi reaktsiyalar, natriy etishmovchiligini indamasdan, tuzning ochligini uyg'otadigan manipulyatsiyalar orqali kamayishi mumkin (Morris va boshqalar, 2006). Eng muhimi, bu tajribalar LHA hayvonning motivatsion holatiga sezgir ekanligini ko'rsatish orqali mavjud farazni qo'llab-quvvatlaydi.

Gipotalamusning rag'batlantiruvchi xulq-atvorda rolini qo'llab-quvvatlaydigan ayrim kuchli dalillar, orexin (Aka-gipokretin) tekshiruvidan kelib chiqadi. Orexin asosan gipotalamusning kaudal yarmida ifodalanadigan nevropeptid bo'lib, u DMH dan LHAdga (Fig. (Rasm 1) .1). Orexin, nisbatan chegaralangan hududdan kelgan orexin neyronlari sifatida turli xil miya joylariga distal proektsiyalarni yuborgan yagona mashhur markazlashgan peptid nörotransmiter tizimi (Peyron va boshq. 1998). Funktsional ravishda, orexin neyronlari har xil g'ayratli xatti-harakatlarga qattiq ta'sir ko'rsatdi (Xarris va boshqalar, 2005; Borgland va boshq. 2009). Orexin kuchli oziq-ovqat mahsulotlarini sotib olish qobiliyatiga katta e'tibor qaratdi (shu sababli, Sakarin va boshqalar, 1998; Choi va boshqalar, 2010), ammo u ham tashnalikni, tuzning tuyadi (Kunii va boshqalar, 1999; Hurley va boshq. 2013a) va reproduktiv harakatlar (Muschamp va boshq. 2007; Di Sebastiano va boshqalar, 2010). Orexin neyronlari gipotalamusdagi uchta hujayra klasteriga joylashtirilishi mumkin: DMH, periferik sohada (PeF) klaster va LHAd (shakl (Rasm 1) .1). Ham PeF, ham LHAd, LHA'da joylashgan hududlardir, DMH esa uchinchi qorincha joylashgan joylarda medialarda yotadi. Har bir orexin hujayra klasteri VTA-ga loyiha qiladigan orexin neyronlarning bir to'plamini o'z ichiga oladi (Rasm (Rasm 1; 1; Fadel va Deutch, 2002) va oreksin VTA tarkibidagi neyronlarni depolarizishga qodir (Korotkova va boshqalar, 2003). Shuning uchun, orexin neyronlari LHA ichidagi joylar uchun an'anaviy ravishda rag'batlantiruvchi va mukofot sifatida jalb qilingan tizimlarga o'tish uchun mexanizmni ta'minlaydi. Dalillar, shuningdek, orexin neyronlarning yadro akumbens qobig'iga to'g'ridan-to'g'ri proektsiyalarga ega ekanligini ko'rsatadi (Peyron va boshqalar, 1998; Kampe va boshqalar, 2009) Ular motivasion xatti-harakatlarni targ'ib qilish uchun harakat qilishlari mumkin (Thorpe and Kotz, 2005).

 

Shakl 1

Mualliflar tomonidan chop qilinmagan ma'lumotlar. Hipotalamustagi ornekin va VTA proektsion neyronlari orasidagi o'zaro belgilar. Retrograd kuzatuvchisi Floro-Gold (Fluorochrome, Denver CO) mikroorganizmlar (2% 250 nl ichida) VTAga aylandi, miyalar to'plandi va 40simda kesildi, ...

Oreksinning boshqa muhim funktsiyalari orasida xushchaqchaqni targ'ib qilish (Hagan va boshqalar, 1999) va qon bosimining ko'tarilishi, jumladan, simpatetik asab tizimi javoblari (Samson va boshqalar, 1999; Fergyuson va Samson, 2003; Kayaba va boshq. 2003) va stress gormonlarining chiqarilishi (Kuru va boshq. 2000; Spinazzi va boshq. 2006). Hayvonda kaloriya, hidratsional yoki natriy etishmovchiligi mavjudligi yoki jinsiy bezovtalik holatida bo'lsa, orexin neyronlari faollashishi mumkin. Neuraxis orqali orexinning keyingi relefi maqsadga yo'naltirilgan xulq-atvorni rag'batlantirish, qiziqish uyg'otadigan, qiziqish uyg'otadigan va rag'batlantiruvchi xatti-harakatlarni ilgari suruvchi miya tizimlarini faollashtirish orqali rag'batlantiradi. Simpatetik faollashtirish energiya safarbarligini qo'llab-quvvatlaydi (masalan, qon bosimi ortishi va mavjud glyukoza darajasi va stress gormonini chiqarib tashlash) hamda ko'tarilgan lokomotor faollikni qo'llab-quvvatlash uchun zarur bo'lgan qonni qayta taqsimlash. Ushbu markaziy va periferik javoblar birgalikda hayvonning energiya va gidravlik gomeostazani tiklaydigan atrof-muhitni nazorat qiluvchi organlarni muvaffaqiyatli izlash va iste'mol qilish ehtimolini oshirishga xizmat qiladi.

Anatomik va immunohistokimyoviy tadqiqotlar LHA ning oryksigenik peptidlardan neyrokimyoviy ishtiyoq bilan motivatsiya va mukofotga daxldor signallarni qo'shilishiga yordam berishi haqidagi g'oyani qo'llab-quvvatlaydi. Neuropeptid Y (NPY) ARH nöronlarında ifodalangan (Hahn va boshqalar, 1998) va bu nöropeptid ovqatlanishni keltirib chiqaradi (Schwartz va boshqalar, 2000). Qizig'i shundaki, NPY nöronları, LHA'da joylashgan orexin nöronları bilan bog'liq bo'lgan yoğun projeksiyonlar yuboradi (Broberger va boshqalar, 1998). Hipoglisemiya yoki grifin va NPY, shu jumladan orexigenic peptidlar kabi ochlikni keltirib chiqaradigan davolarda s-fos orexin o'z ichiga olgan nöronlarda ifodalangan (Moriguchi va boshqalar, 1999; Niimi va boshq. 2001; Toshinai va boshqalar, 2003). Bundan tashqari, orexin nörotransmisyonu xavfini kamaytirish NPY yoki ghrelin'in tatbiqi natijasida paydo bo'lgan beslenmeyi kamaytiradi. NPY neyronlarning aksariyat qismlarini o'z ichiga olgan ARH mintaqasida joylashgan dorsomedial ARH neyronlari, shuningdek PeF va ehtimol LHAd (loyiha (Rasm 2; 2; Hahn va Swanson, 2010).

 

Shakl 2

Mualliflar tomonidan chop qilinmagan ma'lumotlar. LHAd va PeF dan LT ga retrograd etiketlash va gipotalamusning kavisli yadrosi. Fiziologik tuzlarda 2% Fluoro-Gold PeF va LHAdga ionning ta'siriga uchragan (A). Retrograd etiketkasi butunning bo'ylab kuzatildi ...

Oziq-ovqat mahsulotlarini sotib olish bo'yicha olib borilgan izlanishlardan farqli o'laroq, LT ning motivatsiyasi qanday ta'sir qilishi va neyron devorlarini qanday qilib mukofotlashi haqida ozgina ish qilinmagan. Lt to'g'ridan-to'g'ri VTA (Phillipson, 1979; Geisler va Zahm, 2005) yoki yadro akselerlerini (Brog va boshqalar, 1993), ammo tana suyuqligi homeostaziga taalluqli axborotni aniqlovchi va ishlov beruvchi hududlar neyrokimyoviy harakatni rag'batlantirish va mukofotlashi kerak. SFO, DMH, PeF va LHAd (Swanson and Lind, 1986; Hurley va boshq. 2013a). Bundan tashqari, laboratoriyamizdagi so'nggi tajribalar shuni ko'rsatdiki, retrograd kuzatuvchisi Floro-Goldning DMH, PeF va LHAdning orqa qismiga iontophoretik tarzda qo'llanishi LTning butun qismi bo'ylab retrograd belgilarini ko'rsatmoqda PeF dan LH ga tarqalishi shaklda berilgan 2)). Ba'zilari, PeF LT'nin butunlay projeksiyonlarını (Hahn va Swanson, 2010). Bundan tashqari yaqinda yaqinda biz orexin neyronlari suv va natriy iste'mol qilishdan suv va gipertonik sho'rsinka tushirishga ruxsat berilganda va orexin retseptorlari antagonistining VTA ning ishqoriylashgan kalamushlarda suspenziya qilingan suv va natriy iste'moliga zo'r berishini (Hurley va boshq. ., 2013a). Shu sababli LT loyihalari DMX, PeF va LHAdga tegishli bo'lib, u o'z navbatida VTA-ga orexinerjik proektsiyalar yuboradi. Vektorning Orexin chiqarishi suv va natriyni iste'mol qilishga yordam beradi. Ushbu eksperimentlar gastrointestinal holatlar haqidagi ma'lumotni turtki va mukofot tizimi bilan birlashtirganligi haqidagi farazga anatomik va funktsional yordam beradi.

LHA-ni mukofot bilan bog'liq ta'limda qo'llab-quvvatlovchi dalillar

Uzluksiz LHAni rag'batlantiruvchi harakatlarga motivatsiya qilingan harakatlarga ta'sirini o'rgangan eksperimentlar, LHA-ni mukofot bilan bog'liq o'rganishda ishtirok etishi mumkin bo'lgan eng erta dalillarni taqdim etdi. Shaxsiy kalamushlar LHA stimulatsiyasini qabul qilganda, ular dastlab o'ziga xos g'ayratli harakatlar (Valenstein va boshqalar, 1970). Ba'zi bir kalamushlar ovqat eyishadi, boshqalar esa kopulatuvchi xatti-harakatlari bilan shug'ullanadilar. Har bir kalamushning ishtirok etadigan harakati odatiy harakatlar deb ataladi. Muhimi, LHA stimülasyonu paytida amalga oshirilgan oldingi xatti-tajriba bilan o'zgartirilishi mumkin (Valenstein va boshqalar, 1970). Tanlangan maqsad ob'ekti LHA stimulyatsiyasi vaqtida olib tashlansa, kalamushlar motivatsiya harakatlarini atrofdagi boshqa maqsad ob'ektiga yo'naltiradi. Misol uchun, agar LHA stimulyatsiyasi paytida bir kalamush yetsa, ichimlik suyagi qolganda oziq-ovqatni olib tashlash mumkin. Bunday holatda stimulyatsiya qilingan rat endi ichakdan ichadi. Eng muhimi, LHA oziq-ovqat va suv mavjud bo'lganda kelgusidagi sinovlarda rag'batlantirilganda, kalamush ovqatlanish va ichish o'rtasidagi vaqtni asosan ajratadi. Shuning uchun LHA stimulatsiyasini dastlab tanlanmagan maqsadli ob'ektning mavjudligi bilan birlashtirilishi ratni oldindan e'tiborsiz qoldirilgan maqsad ob'ektiga nisbatan ba'zi xatti-harakatlarni boshqarishga sabab bo'ladi. Ko'rinib turibdiki, LHAni rag'batlantirish va undan keyingi maqsad ob'ektni iste'mol qilish asta-sekinlik bilan o'rganish shaklini shakllantiradi, bu esa oldindan xulq-atvor o'zgarishlarida namoyon bo'ladi.

Orexinning neyron faollashuvi, shuningdek, atrof-muhitdagi ogohlantirishlarga ham bog'liq bo'lishi mumkin. Konditsioner joyda tanlov paradigmalarida yangi ekologik kontekst mukofot bilan bog'liq. Atrof-muhit kontekstini takrorlangan juftlikdan so'ng mukofot bilan mukofotlash bilan bog'langan kontekst uchun imtiyozlar paydo bo'ladi. Shartli joy tanlovi paradigmalarida rivojlanayotgan afzallik, neuronning faollashuvi bilan bog'liq bo'lgan ko'rinadi. Orexin neyronlari ekspluatatsiya qilinadi c-fos jinsiy ekspluatatsiya va jinsga bog'liq giyohvand moddalar bilan bog'liq ekologik sharoitlarga javoban (Harris va boshq. 2005; Di Sebastiano va boshqalar, 2011). Bundan tashqari, oreksin konjugat-saporinli oreksin neyronlari erkak sichqonlarning kopyalanma bilan bog'liq bo'lgan ekologik kontekst uchun konditsioner joy tanlovini taqiqlashiga to'sqinlik qiladi (Di Sebastiano va boshqalar, 2011).

LHA-ni mukofotni o'rganishning assotsiyaviy shakllariga jalb etishni qo'llab-quvvatlaydigan yana bir dalil-atvorga bog'liq oziqlantirish hodisasidan kelib chiqadi. Ehtiyotkorlik bilan oziqlangan paradigmada, oziq-ovqat mahsuli kalamushlari ekologik nishon mavjudligida ovqatlanishiga ruxsat beriladi. Bu ta'rif, asosan, oziq-ovqat mahsulotlarini iste'mol qilishni yaxshilashga qodir bo'lgan shartli rag'batlantiruvchi (CS +) bo'ladi. SQ ga + kalamushlarga berilgan bo'lsa, hatto ular to'yimli bo'lsa, ular ovqatlanishni boshlaydilar (Petrovich va boshqalar, 2007). Qizig'i shundaki, kalamushlar CS + bilan bog'langan o'ziga xos oziq-ovqat mahsulotlarini katta miqdordagi miqdorda iste'mol qiladi, ammo yangi yoki tanish bo'lmagan taomlar (Petrovich va Gallagher, 2007). Shuning uchun, CS + ning namoyishi ochlikdan ko'ra CS + bilan bog'langan oziq-ovqat mahsulotlariga xos istakni uyg'otadi boshiga tushgan. LHA - burunga bog'liq oziqlantirishni bajarish uchun juda muhim ahamiyatga ega (Petrovich va Gallagher, 2007; Petrovich va boshq. 2005). LHA, amigdala (Krettek va Price, 1978; Everitt va boshq. 1999) va prefrontal korteks (Gallagher va boshqalar, 1999). Bazolyar / bazomedial amigdala va orbitomedial prefrontal korteksdan LHA-ni loyihalash uchun mo'ljallangan neyronlar CS + ning taqdimotiga javoban faollashadi (Petrovich va boshqalar, 2005). Bundan tashqari, bazolateral amigdala va LHA ning kontralateral assimetrik lezyonlari kuyish bilan bog'liq oziqlantirishni oldini oladi (Petrovich va boshqalar, 2005). Orexin CS-ga ta'sir ko'rsatadigan kalamushlarni sezilarli darajada ko'proq ifoda etgani sababli,fos PeFdagi musbat orexin neyronlari (Petrovich va boshqalar, 2012).

Nihoyat, LHA mukofoti bilan bog'liq bo'lgan ta'limning assotsiativ bo'lmagan shakllarida qo'llanilgan. Sichqoncha bir necha marta natriyni iste'mol qilganda, ular natriyni iste'mol qilish hajmini oshiradi (Falk, 1965; Sakay va boshqalar, 1987, 1989), natriy tuyadi sezuvchanligi deb atalgan fenomen (Hurley va boshq. 2013b). Natriy tuyadi sezuvchanligi assotsiativ bo'lmagan ta'lim shaklidir (Falk, 1966; Frankmann va boshq. 1986), bu glutamaterjik NMDA retseptorlari-ga bog'liq neyral plastinkaga bog'liq (Hurli va Jonson, 2013). Dalillar shuni ko'rsatmoqdaki, natriy tuyadi sezuvchanligi ikkita neyron davradagi neytral plastisitani o'z ichiga oladi: bir suyuqlikni boshqaruvchi suyuqlik gomeostazasi va boshqa motivatsiya va mukofotga asoslangan vosita (Roitman va boshqalar, 2002; Na va boshqalar, 2007). c-fos natriy sarflanishining kelib chiqishi bo'lmagan sichqonlarga nisbatan SFO, bazolateral amigdala, medial prefrontal korteks va nukleus akumbensdagi natriy suspenziyasi tarixi bilan ajralib turadigan kaltsiylarda natriy sarflanishining sababi oshgan (Na va boshqalar, 2007). Bundan tashqari, natriy sindirishni boshdan kechirgan kalamushlar yadrodagi akumbenslarda dendritik arborlashishni va uzunligini oshiradi (Roitman va boshqalar, 2002). Natriy iste'mol qilish paytida sezuvchanlikka uchragan hududlarning aksariyati LHAga, shu jumladan, SFO, prefrontal korteks va bazolateral amigdalga prognozlar yuboradi. LHA VTA ga proektlar yuboradi, bu esa o'z navbatida nucleus accumbens neyronlarida neytral plastinka hosil qilishga qodir (Mameli va boshqalar, 2009). Nihoyat, qo'shimcha dalillar, orneks nöronlarının natriy tüketilmesinden nöral plastisite qilish ehtimolini qo'llab-quvvatlaydi (Liedtke va boshqalar, 2011). Neytral plastinkada muhim rol o'ynaydigan faollikni nazorat qiluvchi tsitokkeleton bilan bog'langan protein (Tingunis va Nicoll, 2006; Cho'pon va ayiq, 2011), PeF orexin nöronlarında natriy tüketilmesinde (Liedtke va boshqalar, 2011).

Sintez va xulosalar

Ko'rib chiqilgan eksperimentlar LHA gomostostik holati va o'tgan tajribani motivatsiya va mukofot tizimi bilan integratsiyalashuviga hissa qo'shadigan farazni qo'llab-quvvatlaydi. Anatomik va funktsional ma'lumotlarning qisqacha mazmuni Shakli shaklida keltirilgan Figure 3.3. LHA ichidagi yadrolar, PeF va LHAdni o'z ichiga olgan holda, assotsiativ ta'lim bilan shug'ullanadigan joylarga qo'shimcha ravishda energiya va tana suyuqligi homeostazasini tartibga soladigan miya joylaridan prognozlar oladi (Broberger va boshqalar, 1998; Petrovich va boshq. 2005; Hurley va boshq. 2013a). O'z navbatida, LHA ning ushbu hududlari VTA ga prognozlar yuboradi, bu erda motivatsion xatti-harakatlarni ilgari suradi, hech bo'lmasa qisman VTA-da orexinni chiqarib tashlash orqali (Phillipson, 1979; Fadel va Deutch, 2002; Geisler va Zahm, 2005). Shaklga qaramay Figure 33 miyadagi pastki oqimlarga ta'sirli ulanishlar ustunlik qiladigan LHA funktsiyalarining ierarxik modelini namoyish etsa, bu sxema aslida o'rganish, homeostaz, motivatsiya va mukofot bilan bog'liq bo'lgan joylar orasidagi ikkita tomonlama kirishdan iborat bo'lgan neyron tarmoq bo'lib xizmat qilishi mumkin. Shu nuqtai nazardan, anterograd va retrograd kuzatuvchining birgalikda in'ektsiyalarini qo'llash ushbu hududlar neyronal tarmoq hosil qiladimi (masalan, Tompson va Swanson, 2010).

 

Shakl 3

Tadqiq qilingan eksperimentlarning sxematik sarlavhalari. Assotsiativ ta'lim (yashil) bilan shug'ullanadigan va homeostazni (ko'k) loyihani LHAga olib boradigan joylar. LHA g'ayratlarga motivatsiya berish va joylarni mukofotlash (qizil) bilan motivasion xatti-harakatlarni boshlash uchun yuboradi. The ...

Oreksin nafaqat bir motivatsiya qilingan harakatlar vositachiligida ishtirok etmasligi sababli, orexin bir necha motivatsiya qilingan davlatlar bilan bog'liq maqsadga yo'naltirilgan javoblarni kuchaytirishga harakat qiladi (Borgland va boshqalar, 2009). Taqdimot va iste'molni mukofotlash bilan bog'liq maslahatlar, shuningdek, orexin neyronlarning faollashishiga ham sabab bo'lishi mumkin (Harris va boshq. 2005; Di Sebastiano va boshqalar, 2011; Petrovich va boshq. 2012), o'tmish tajribasi orynin neyron faoliyatiga ta'sir ko'rsatadi. Shuning uchun, neyronlarning orexin samaradorligini keltirib chiqaradigan kamida ikkita shart mavjud: (1) mukofotlarni haqiqiy izlash va iste'mol qilish; va (2) mukofotlari bilan assotsiatsiyalarni o'rganishdi. Ikkinchi nuqta bilan bog'liq ravishda, ornekin VTA o'zi neytral plastisiteyi indirebileceğini ta'kidlash muhim (Borgland va boshqalar, 2006). Gipertoniyadan VTAga ko'plab proektsiyalar noexinergik bo'lmaganligi sababli, orexin LHA ning manipulyatsiyasi orqali kuzatilgan motivli xatti-harakatlarga barcha ta'sir ko'rsatadi.

LHA ichidagi yadrolarning rolini sinchiklab o'rganishni maqsad qilgan kelgusidagi ish samarali bo'ladi. LHA, aslida neyroanatomik ulanishlar va sitofizika me'yorlariga ega bo'lgan heterojen miya joylari to'plamidan iborat (Swanson va boshqalar, 2005; Hahn va Swanson, 2010). Bundan tashqari, turli xil eksperimental sharoitlarda alohida orexin neyron klasterlari faollashgani ko'rinadi (Harris va boshqalar, 2005; Xarris va Aston-Jones, 2006; Petrovich va boshq. 2012). Optogenetik manipulyatsiyalar bu orexin hujayra kümelerinin VTA yoki yadro gabaritlari uchun funktsional jihatdan ahamiyatli proektsiyasiga ega ekanligini tekshirish uchun bir usulni taklif etadi. Bundan tashqari, orexin hujayra guruhlarini inaktivatsiya qilish VTA va yadro akumbens neuronlarining ta'siriga ta'sir qilishi kerak. Nihoyat, muhokama qilingan tajribalarning ko'pchiligi LHA ichidagi miya yadrolarining rollarini ajratib tashlamasliklarini va DMH ning maqsadi bo'lgan xulq-atvoridagi rolini muhokama qilmaganligini ta'kidlash kerak. DMH shuningdek, tana suyuqligi homeostaz joylaridan proektsiyalarni oladi (Swanson va Lind, 1986), VTA (Geisler va Zahm, 2005) va orexin neyronlari (Fadel va Deutch, 2002), ularning barchasi potentsial ravishda homeostatik harakatlarga jalb qilingan.

Sog'liqni saqlash nuqtai nazaridan

Xulq-atvor nuqtai nazaridan ayrim kasalliklarni yutish muammosi sifatida o'ylash mumkin. Misol uchun, anoreksiya etarli miqdordagi ozuqani iste'mol qila olmaydi, semirib ketgan kishilar esa juda ko'p ovqat iste'mol qiladi. Xuddi shunday, ba'zi odamlar juda ko'p natriyni iste'mol qilishadi; ba'zan tuz shuhrat deb ataladigan fenomen (Shulkin, 1986), boshqalari esa juda kam miqdorda natriyga ega bo'lib, natijada natriy etishmovchiligi bo'lib, ular avtonomik va yurak-qon tomir funktsiya buzilishlariga olib keladi (Bou-Holaigah va boshqalar, 1995). Bundan tashqari, keksa odamlar susayib, keyinchalik suvsizlanishlari mumkin (Rolls and Phillips, 1990; Warren va uning hamrohlari, 1994). Yutish xatti-harakatlarida ortiqcha yoki sörf bilan belgilangan ushbu kasalliklarni tushunishning bir usuli ularni gomostazani saqlab turish va g'ayrioddiy xatti-harakatlarga to'g'ri munosabatda bo'lish bilan bog'liq bo'lgan markaziy asab tizimining muammolari deb tasavvur qilishdir. LHA ham gomostazani saqlab turishda ham, vositachilik qiluvchi harakatlarda ham muhim rol o'ynaganligi sababli, LHA ning yaxshilangan tushunchasi yutish kasalliklarini aniqlash va davolashda yordam berishi mumkin.

Foiz hisoboti to'qnashuvi

Mualliflar tadqiqot natijalari potentsial manfaatlar to'qnashuvi deb talqin etilishi mumkin bo'lgan biron-bir tijoriy yoki moliyaviy aloqalar mavjud bo'lmagani holda amalga oshirilganligini e'lon qiladi.

rahmat

Manbalar