Дослідження мишей пропонують специфічні нейрони, що впливають на поведінку “будь-де-ходи”
Неврологи з лабораторії Колд-Спрінг-Харбор (CSHL) зараз визначили ключові елементи ланцюга, які сприяють прийняттю таких рішень у передній порожнистій корі (ACC), частині префронтальної кори.
У дослідженні, опублікованому в Природа, Доктор філософії Адам Кепеч та його команда вперше виявили специфічні типи клітин головного мозку для певного зразка поведінки у мишей - шаблону "залишайся чи йди", який називається поведінкою пошуку.
Стаття показує, що випалювання двох різних типів гальмівних нейронів, відомих як соматостатин (SOM) та парвалбумін (PV), має сильну кореляцію з початком та кінцем періоду поведінки корму.
Пов’язати певні типи нейронів із чітко визначеною поведінкою виявилося надзвичайно складно.
"У наших знаннях є великий розрив між нашим розумінням типів нейронів з точки зору їх фізичного розташування та місця в якому-небудь даному нейронному ланцюзі, і тим, що ці нейрони насправді роблять під час поведінки", - сказав Кепеч.
Частковою проблемою є технічний виклик проведення цих досліджень на живих мишах, що поводяться вільно.
Ключем до вирішення цієї проблеми є модель миші, розроблена в лабораторії лабораторії Колд-Спрінг-Харбор, в якій миша має генетичну модифікацію, що дозволяє дослідникам орієнтуватись на конкретну популяцію нейронів із будь-яким цікавим білком.
Група Кепеч, очолювана Дудою Квіціані і Сачіном Ранаде, використовувала цю мишу для позначення певних типів нейронів в АСС білком, що активується світлом - техніка, відома як оптогенетичне мічення.
Кожного разу, коли вони просвічували мозок мишей, від яких вони записували, лише позначені нейрони PV та SOM негайно реагували спалахом активності, дозволяючи дослідникам виділити їх із величезного різноманіття клітинних реакцій, побачених у будь-який момент.
Команда реєструвала нейронну активність в АСС цих мишей, поки вони брали участь у пошуку їжі.
Вони виявили, що нейрони, що гальмують PV та SOM, реагували приблизно під час прийняття рішення про пошук їжі - іншими словами, залишатися чи пити, або йти та досліджувати деінде. Зокрема, коли миші потрапляли в зону, де вони могли отримати водну винагороду, нейрони, що гальмували SOM, вимикалися і входили в період низькорівневої активності, тим самим відкриваючи «ворота» для надходження інформації до АСС.
Коли миші вирішили покинути цю область і шукати в іншому місці, нейрони, що гальмують PV, спрацьовували і різко скидали активність клітин.
"Мозок складний і постійно активний, тому має сенс, що ці два типи гальмівних інтернейронів визначають межі такої поведінки, як пошук, відкриття, а потім закриття" воріт "у певному нейронному ланцюзі через зміни в їх діяльності". - сказав Кепеч.
Це важливий прогрес у вирішенні проблеми поведінкової нейронауки, яку вчені називають "зоопарк коркової реакції".
Коли дослідники реєструють нервову активність в корі під час поведінки, і вони не знають, з якого типу нейронів вони реєструють, видно здивований масив відповідей.
Це значно ускладнює завдання тлумачення. Звідси важливість результатів команди Kepecs, вперше показавши, що конкретні типи нейронів кори можуть бути пов'язані з конкретними аспектами поведінки.
«Ми думаємо про мозок і поведінку з точки зору рівнів; що таке типи комірок та схеми або мережі, які вони утворюють; в яких регіонах мозку вони перебувають; і яка поведінка ними модулюється », - сказав Кепеч.
"Спостерігаючи, що активність певних типів клітин в префронтальній корі корелює з поведінковим періодом, ми виявили зв'язок між цими рівнями".
Джерело: Cold Spring Harbor Laboratory
