وبلاگ

ناحیه لوکوس سرولئوس (LC) مغز کوچک و به ظاهر تخصصی است که به دلیل صادرات گسترده نوراپی نفرین، تعدیل کننده عصبی تحریک کننده برانگیختگی، کلیشه شده است. آزمایشگاه علوم اعصاب MIT در مقاله ای جدید و با کمک مالی جدید از سوی مؤسسه ملی بهداشت، استدلال می کند که LC فقط یک دکمه زنگ هشدار نیست، بلکه تأثیر ظریف و چند جانبه تری بر یادگیری، رفتار و سلامت روانی نسبت به آن دارد. برای.

با ورودی بیش از 100 ناحیه دیگر مغز و کنترل دقیق بر مکان و زمان ارسال نوراپی نفرین (NE)، جمعیت کوچک سلول‌های LC ممکن است تنظیم‌کننده مهمی برای یادگیری از پاداش و تنبیه و سپس استفاده از آن تجربه برای بهینه‌سازی باشد. مریگانکا سور، پروفسور نیوتن علوم اعصاب در موسسه یادگیری و حافظه پیکوور و دپارتمان علوم مغز و شناختی در MIT گفت: رفتار.

آنچه قبلاً تصور می شد یک هسته همگن است که تأثیر جهانی و یکنواختی را بر مناطق هدف متنوع خود اعمال می کند، اکنون فرض می شود که جمعیتی ناهمگن از سلول های آزاد کننده NE است که به طور بالقوه دارای مدولاریت مکانی و زمانی است که بر عملکردهای آن حاکم است. سوهر، وینسنت برتون پروونچر، همکار فوق دکترا، و گابریل دراموند دانشجوی فارغ التحصیل در مقاله مروری که ماه گذشته در مرزها در مدارهای عصبی.

این مقاله تعداد زیادی شواهد جدید از گروه Sur و بسیاری دیگر را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد LC می‌تواند ورودی‌های حسی و حالات شناختی درونی را از سراسر مغز ادغام کند تا دقیقاً تأثیر واسطه‌ای NE خود را برای تأثیرگذاری بر اعمال اعمال کند – با فشار دادن NE به قشر حرکتی. – و پردازش بازخورد پاداش یا تنبیه ناشی از آن – با فشار دادن NE به قشر جلوی مغز.

برای بررسی این فرضیه، تیم کار را با کمک هزینه 5 ساله NIH 2.1 میلیون دلاری آغاز کرد که در آوریل اعطا شد. در این مطالعه، آن‌ها موش‌ها را در کارهای یادگیری که در آن‌ها با آهنگ‌هایی با زیر و بم و حجم متفاوت تشویق می‌شد، درگیر کردند. در طول آموزش، موش‌ها یاد می‌گیرند که وقتی صدا زیاد است، فشار دادن یک اهرم پاداشی را به همراه خواهد داشت، و زمانی که تن صدا پایین است، پاسخ صحیح این است که فشار ندهید تا استنشاق ناخوشایند هوا را تجربه نکنید. با تغییر حجم صدا، آزمایش‌کنندگان این اطمینان را تغییر دادند که موش‌ها می‌توانند احساس کنند که نشانه را به درستی شنیده‌اند.

سوهر گفت: این فرضیه (که توسط داده های اولیه پشتیبانی می شود) پیش بینی می کند که NE از بسیاری جهات مهم اهمیت دارد. هنگامی که موش سیگنال نشانه را می‌شنود، اگر گام پایین باشد، LC NE کمتری را از طریق مجموعه‌ای از نورون‌ها به قشر حرکتی می‌فرستد، که نشان‌دهنده اعتقاد حیوان است که اهرم نباید فشار داده شود زیرا پاداشی وجود نخواهد داشت. در این میان هر چه حجم کمتر باشد، حیوان در تصمیم خود اطمینان کمتری دارد. برعکس، صدای بلند NE های بیشتری را ارسال می کند، که نشان دهنده اطمینان حیوان است که فشار دادن اهرم منجر به پاداش می شود.

هنگامی که موش عمل کرد، هرچه بازخورد شگفت‌انگیزتر باشد، NE بیشتری تولید می‌کند و از طریق یک گروه جداگانه به قشر جلوی مغز ارسال می‌کند و یادگیری بیشتری را تحریک می‌کند. بنابراین، برای مثال، اگر یک موش صدای ملایم و بلندی بشنود و اهرمی را با دقت فشار دهد، غافلگیری از پاداش حاصل، خروجی NE قوی را برای آموزش قشر جلوی مغز تحریک می کند، زیرا انتظاراتش خیلی بالا نبود. هر بار که موش اشتباه حدس می‌زد و یک جت هوا را احساس می‌کرد، قوی‌ترین انتشار NE را به قشر جلوی مغز تحریک می‌کرد. پس از چنین پویایی، تیم Sur تغییرات عملکرد ثابتی را در آزمایش‌های بعدی مشاهده کرد.

سوهر گفت: “این روشی است که در آن نوراپی نفرین می تواند به عنوان یک سیگنال برانگیختگی و همچنین مهمتر از همه، در زمینه عملکرد مداوم، یک سیگنال یادگیری دیده شود.” “این هم یک سیگنال عملکرد و هم یک سیگنال یادگیری است، و برای هر دو ما می توانیم روابط کمی واقعی را توصیف کنیم.”

این تیم نه تنها فعالیت نورون‌های LC-NE را اندازه‌گیری می‌کند، بلکه آنها را با استفاده از اپتوژنتیک (جایی که نورون‌ها را می‌توان با نور کنترل کرد) ضبط می‌کند تا بتوانند خروجی LC-NE را قطع یا تقویت کنند تا نشان دهند که چگونه این کار را انجام می‌دهند. هر یک بر عمل و یادگیری تأثیر می گذارد.

سور گفت که درک ماهیت واقعی نحوه عملکرد LC می تواند برای بهبود درمان بیماری های خاص مفید باشد. به عنوان مثال، یک درمان بالقوه برای PTSD، شامل کاهش حساسیت به NE است، اما این نیز باعث خواب آلودگی می شود. او گفت که یک درمان اصولی تر و دقیق تر می تواند اثربخشی را بهبود بخشد و این عوارض را کاهش دهد.

سهر گفت: «امید این است که بر اضطراب تأثیر بگذارد، اما اگر اهداف و نظریه پشت آن را درک کنیم، شما را خواب آلود نمی کند. “این امید علوم پایه برای درمان اختلالات است – برای مشخص کردن چیزها بیشتر و بیشتر، برای تعریف مدارها و ویژگی عملکردهایی که یک سیستم درگیر آن است.”

او گفت همچنین، LC یک منطقه اولیه است که تحت تأثیر بیماری آلزایمر قرار گرفته است. برخورد صحیح با این آسیب می تواند به حفظ اشکال یادگیری و شناخت کمک کند.

###