Az egerek vizsgálata specifikus idegsejtekre utal, amelyek befolyásolják a tartózkodási vagy magatartási magatartást
A Cold Spring Harbour Laboratory (CSHL) idegtudósai most meghatározták azokat a fő áramköri elemeket, amelyek hozzájárulnak az ilyen döntésekhez a prefrontális kéreg részét képező elülső cinguláris kéregben (ACC).
Ben megjelent tanulmányban Természet, Kepecs Ádám, Ph.D. és csapata először fedezett fel specifikus agysejt-típusokat az egerek egy adott viselkedési mintájához - egy "maradj vagy menj" mintához, amelyet táplálkozási magatartásnak hívnak.
A tanulmány azt mutatja, hogy a gátló idegsejtek két különféle típusának, a szomatosztatin (SOM) és a parvalbumin (PV) idegsejtjeinek tüzelése szoros összefüggésben áll a táplálkozási viselkedés időszakának kezdetével és végével.
A specifikus idegsejt típusok összekapcsolása a jól meghatározott viselkedéssel rendkívül nehéznek bizonyult.
"Nagy a szakadék az ismereteink között az idegsejt típusok megértése között a fizikai elhelyezkedésük és az adott idegi áramkörben elfoglalt helyük szempontjából, valamint az, hogy mit csinálnak ezek az idegsejtek a viselkedés során" - mondta Kepecs.
A probléma része az a technikai kihívás, hogy ezeket a vizsgálatokat élő, szabadon viselkedő egerekben végezzük.
A probléma megoldásának kulcsa a Cold Spring Harbour Laboratory laboratóriumában kifejlesztett egérmodell, amelyben az egér genetikai modifikációval rendelkezik, amely lehetővé teszi a kutatók számára, hogy az idegsejtek meghatározott populációját megcélozzák bármilyen érdekes fehérjével.
Duda Kvitsiani és Sachin Ranade vezette Kepecs csoportja ezt az egeret arra használta, hogy az ACC-ben található specifikus idegsejt típusokat fény-aktivált fehérjével jelölje - ezt a technikát optogenetikai jelölésnek hívják.
Amikor rávilágítottak az egerek agyára, amelyekről felvételt készítettek, csak a jelölt PV és SOM idegsejtek reagáltak gyorsan az aktivitás megugrásával, lehetővé téve a kutatók számára, hogy kiválasszák őket az adott pillanatban látott sejtválaszok hatalmas sokféleségéből.
A csapat idegaktivitást regisztrált ezen egerek ACC-jében, miközben táplálkozási magatartást tanúsítottak.
Felfedezték, hogy a PV és a SOM gátló idegsejtek a táplálkozási döntések idején reagálnak - más szóval: maradnak-e inni, vagy elmennek-e máshova felfedezni. Pontosabban, amikor az egerek beléptek egy olyan területre, ahol vízjutalmat gyűjthettek, a SOM-gátló idegsejtek leálltak és alacsony szintű aktivitás időszakába léptek, ezáltal „kaput” nyitva az információk ACC-be áramlásához.
Amikor az egerek elhatározták, hogy elhagyják ezt a területet, és máshova keresnek, a PV-gátló idegsejtek lőttek és hirtelen visszaállították a sejtek aktivitását.
"Az agy összetett és folyamatosan aktív, ezért van értelme, hogy ez a két típusú gátló interneuron meghatározza egy viselkedés határait, mint például a" kapu "kutatása, kinyitása, majd bezárása egy adott idegi áramkörön aktivitásuk megváltozása révén." - mondta Kepecs.
Ez egy fontos előrelépés, kezelve a viselkedési idegtudomány azon problémáját, amelyet a tudósok „kérgi válasz állatkertnek” neveznek.
Amikor a kutatók viselkedés közben rögzítik az idegaktivitást a kéregben, és nem tudják, hogy milyen típusú idegsejteket rögzítenek, akkor a válaszok zavaros tömbje látható.
Ez nagymértékben bonyolítja az értelmezés feladatát. Ezért a Kepecs csapat eredményeinek jelentősége, először megmutatva, hogy a specifikus kérgi idegsejt típusok a viselkedés bizonyos aspektusaihoz köthetők.
„Gondolkodunk az agyról és a viselkedésről a szintek tekintetében; mik a sejttípusok és az általuk létrehozott áramkörök vagy hálózatok; az agy mely régióiban vannak; és milyen viselkedést modulálnak ők ”- mondta Kepecs.
"Megfigyelve, hogy a prefrontális kéregben lévő specifikus sejttípusok aktivitása összefüggésben van egy viselkedési periódussal, kapcsolatot találtunk ezen szintek között."
Forrás: Cold Spring Harbor Laboratory
