Проучването на мишките предлага специфично влияние на невроните върху поведението „остани или отиди“
Невролозите от Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) вече са идентифицирали ключови елементи на веригата, които допринасят за такива решения в предната цингуларна кора (ACC), част от префронталната кора.
В проучване, публикувано през Природата, Д-р Адам Кепеч и неговият екип откриха за първи път специфични типове мозъчни клетки към определен модел на поведение при мишки - модел „остани или отиди“, наречен поведение на търсене.
Хартията показва, че изстрелването на два различни типа инхибиторни неврони, известни като соматостатин (SOM) и парвалбумин (PV) неврони, има силна корелация с началото и края на период на поведение на търсене.
Свързването на специфични типове неврони с добре дефинирано поведение се оказа изключително трудно.
"Има голяма пропаст в нашите знания между нашето разбиране за типовете неврони по отношение на тяхното физическо местоположение и тяхното място във всяка дадена невронна верига и това, което тези неврони всъщност правят по време на поведението", каза Кепеч.
Част от проблема е техническото предизвикателство при извършването на тези проучвания на живи, свободно поведени мишки.
Ключът към решаването на този проблем е модел на мишка, разработен в лабораторията на Cold Spring Harbor Laboratory, в който мишката има генетична модификация, която позволява на изследователите да насочват към определена популация неврони с какъвто и да е протеин, който представлява интерес.
Групата на Kepecs, водена от Duda Kvitsiani и Sachin Ranade, използва тази мишка, за да маркира специфични типове неврони в ACC със светлинно активиран протеин - техника, известна като оптогенетично маркиране.
Винаги, когато те осветяват мозъка на мишките, от които записват, само маркираните PV и SOM неврони реагират незабавно с скок в активността, което позволява на изследователите да ги извадят от огромното разнообразие от клетъчни реакции, наблюдавани във всеки един момент.
Екипът регистрира невронна активност в АСС на тези мишки, докато те се занимават с походно поведение.
Те откриха, че PV и SOM инхибиторните неврони реагират по време на вземането на решения за търсене - с други думи дали да останат да пият или да отидат и да изследват другаде. По-конкретно, когато мишките влязоха в зона, където могат да получат водна награда, инхибиторните неврони на SOM се изключиха и влязоха в период на активност на ниско ниво, като по този начин отвориха „порта“ за постъпване на информация към ACC.
Когато мишките решиха да напуснат тази област и да потърсят другаде, PV инхибиторните неврони изстреляха и внезапно нулираха клетъчната активност.
„Мозъкът е сложен и непрекъснато активен, така че има смисъл, че тези два вида инхибиторни интернейрони дефинират границите на поведение, като търсене, отваряне и след това затваряне на„ портата “в определена невронна верига чрез промени в тяхната активност,“ - каза Кепеч.
Това е важен напредък, разглеждайки проблем в поведенческата неврология, който учените наричат „зоологическата градина на кортикалния отговор“.
Когато изследователите записват невронна активност в кората по време на поведение и те не знаят от кой тип неврони записват, се вижда объркващ набор от отговори.
Това значително усложнява задачата за тълкуване. Оттук и значението на резултатите от екипа на Kepecs, за първи път показващи, че специфични типове кортикални неврони могат да бъдат свързани със специфични аспекти на поведението.
„Ние мислим за мозъка и поведението от гледна точка на нива; какви са типовете клетки и схемите или мрежите, които те образуват; в кои региони на мозъка се намират; и какво поведение се модулира от тях “, каза Кепеч.
„Наблюдавайки, че активността на специфични клетъчни типове в префронталната кора е свързана с поведенчески период, ние установихме връзка между тези нива.“
Източник: Cold Spring Harbor Laboratory
