Pelių tyrimas siūlo specifinius neuronus, kurie įtakoja elgesį
Neurologai iš Cold Spring Harbour laboratorijos (CSHL) dabar nustatė pagrindinius grandinės elementus, kurie prisideda prie tokių sprendimų priekinės cingulinės žievės (ACC), esančios prefrontalinės žievės, srityje.
Paskelbtame tyrime Gamta, Adomas Kepecsas, Ph.D., ir jo komanda pirmą kartą atrado specifinius smegenų ląstelių tipus pagal tam tikrą pelių elgesio modelį - „pasilik arba eik“ modelį, vadinamą pašaro elgesiu.
Straipsnyje parodyta, kad dviejų skirtingų tipų slopinamųjų neuronų, žinomų kaip somatostatino (SOM) ir parvalbumino (PV), šaudymas turi stiprią koreliaciją su pašaro elgesio pradžia ir pabaiga.
Susieti konkrečius neuronų tipus su aiškiai apibrėžtu elgesiu pasirodė ypač sunku.
"Tarp mūsų žinių apie neuronų tipus, atsižvelgiant į jų fizinę vietą ir vietą bet kurioje nervų grandinėje, ir to, ką šie neuronai iš tikrųjų veikia elgesio metu, yra didelė spraga", - sakė Kepecsas.
Dalis problemos yra techninis iššūkis atlikti šiuos tyrimus su gyvomis, laisvai besielgiančiomis pelėmis.
Raktas šiai problemai išspręsti yra pelės modelis, sukurtas Cold Spring Harbour laboratorijos laboratorijoje, kuriame pelė turi genetinę modifikaciją, leidžiančią tyrėjams nukreipti konkrečią neuronų populiaciją su bet kokiu dominančiu baltymu.
Kepecso grupė, vadovaujama Duda Kvitsiani ir Sachin Ranade, naudojo šią pelę, norėdama pažymėti specifinius neuronų tipus ACC šviesoje aktyvinamu baltymu - technika vadinama optogenetiniu žymėjimu.
Kai jie nušvito pelių, iš kurių jie įrašinėjo, smegenis, tik pažymėti PV ir SOM neuronai greitai reagavo su aktyvumo padidėjimu, leisdami tyrėjams juos išskirti iš bet kurios akimirkos matomos didžiulės ląstelių reakcijos įvairovės.
Komanda užfiksavo nervų aktyvumą šių pelių ACC, kol jos elgėsi ieškodamos maisto.
Jie atrado, kad PV ir SOM slopinantys neuronai reagavo maždaug tuo metu, kai buvo priimti sprendimai dėl pašarų - kitaip tariant, ar likti gerti, ar eiti tyrinėti kitur. Tiksliau, kai pelės pateko į teritoriją, kur jos galėjo surinkti vandens atlygį, SOM slopinantys neuronai užsidarė ir pateko į žemo aktyvumo laikotarpį, taip atverdami „vartus“, kad informacija patektų į ACC.
Kai pelės nusprendė palikti tą sritį ir ieškoti kitur, PV slopinantys neuronai sušaudė ir staigiai atstatė ląstelių veiklą.
„Smegenys yra sudėtingos ir nuolat aktyvios, todėl logiška, kad šie du slopinamųjų interneuronų tipai apibrėžia elgesio ribas, tokias kaip„ vartų “ieškojimas, atidarymas ir uždarymas tam tikroje nervinėje grandinėje keičiantis jų veiklai“, - tarė Kepecsas.
Tai svarbus žingsnis į priekį sprendžiant elgesio neurologijos problemą, kurią mokslininkai vadina „kortikos atsako zoologijos sodu“.
Kai tyrėjai elgesio metu užfiksuoja nervinį aktyvumą žievėje ir nežino, kokio tipo neuronus jie registruoja, matomas gluminantis atsakymų rinkinys.
Tai labai apsunkina aiškinimo užduotį. Taigi Kepecs komandos rezultatų reikšmė pirmą kartą parodo, kad specifinius žievės neuronų tipus galima susieti su konkrečiais elgesio aspektais.
„Mes galvojame apie smegenis ir elgesį lygių prasme; kokie yra ląstelių tipai ir jų sukurtos grandinės ar tinklai; kuriuose smegenų regionuose jie yra; ir kokį elgesį jie moduliuoja “, - sakė Kepecsas.
"Stebėdami, kad tam tikrų ląstelių tipų aktyvumas prefrontalinėje žievėje yra susijęs su elgesio periodu, mes nustatėme ryšį tarp šių lygių."
Šaltinis: „Cold Spring Harbor“ laboratorija
