Minik Beyin Bölgesi Kontrolleri Ödüller İçin Çalışıyor

Özet: Yanal habenula, bir hayvanın ödüller için çalışmaya istekli olup olmadığını ve ne zaman çalışmayı bırakacağını belirlemekten sorumludur.

Kaynak: Cornell Üniversitesi

31 Ağustos’ta dergide yayınlanan bir araştırmaya göre, beynin ortasındaki küçük ama önemli bir alan, bir hayvanın bir ödül için ne zaman çalışmaya istekli olduğunu ve ne zaman çalışmayı bıraktığını belirleyen bir anahtar görevi görüyor. Güncel Biyoloji.

Fen Edebiyat Fakültesi ile Bilim Koleji arasında paylaşılan Nörobiyoloji ve Davranış Bölümü’nde yardımcı doçent ve Miriam M. Salpeter Üyesi olan kıdemli yazar Melissa Warden, “Çalışma, bu belirli beyin bölgesi hakkında nasıl düşündüğümüzü değiştiriyor” dedi. Tarım ve Yaşam Bilimleri.

Warden, “Psikiyatrik bozukluklar, özellikle depresyon ve anksiyete için etkileri var” dedi.

“Yanal Habenula Nöronlarındaki Tonik Aktivite, Ödül Arayan Davranışta Nötr Değerlik Freni Olarak Davranır” başlıklı makale, talamusun tepesindeki küçük bir yapı olan lateral habenula’nın rolünü aydınlatır ve önden daha yüksek seviyeli bilgileri huni haline getirir. beynin merkezini serotonin ve dopamin gibi nörotransmiterler üreten bölgelere yönlendirir.

Yanal habenula’nın kesin rolü şimdiye kadar belirsizdi. Yeni çalışma, bu beyin bölgesindeki nöronlar kapandığında, bir hayvanın ödül için çalışacağını gösteriyor; bu nöronlar ateşlendiğinde, hayvan devre dışı kalır ve çalışmayı durdurur.

Deneyler, yanal habenulanın, özellikle bir hayvan yeterince ödül aldığında ve tatmin olduğunda veya işini bulduğunda artık bir ödül vermediğinde çalıştığını ortaya çıkardı.

Nörobilimciler, işlevlerine göre beyin bölgelerine pozitif ve negatif değerler atar. Önceki çalışma, bir hayvan depresif durumlardayken, insanlarda olumsuz olarak görülen düşük ruh hali, melankoli ve kaygı ile ilişkili olduğunda, lateral habenulanın açıldığını göstermiştir.

Warden, “Habenula için daha genel bir açıklama olumsuz/olumlu değil – bir hayvanın çalışmaya istekli olup olmadığıdır” dedi.

Bu, beyin cerrahlarının şiddetli depresyonu tedavi etmek için derin beyin stimülasyonu için bir hedef olarak lateral habenula’yı araştırdığı için önemlidir. Warden, lateral habenula, birinin ödüller için çalışmaya istekli olup olmadığını düzenlediğinden, bu çalışmanın kaygı, düşük ruh hali ve melankoliyi tedavi etmek için iyi bir hedef olmayabileceğini ileri sürdü.

Warden, bunun yerine, lateral habenula, bir hasta dünyadan ayrıldığında, ilgisizlikle ilgili bozuklukların tedavisi için daha uygun bir hedef olabilir, dedi. Depresyon ve ilgisizlik sıklıkla ilişkili olsa da, bazı şizofreni türlerinde, bir hastada lokalize beyin hasarı olduğunda ve Parkinson hastalığında, apatinin düşük ruh hali olmadan var olduğu durumlar vardır.

Warden, “Ancak semptomların tek başına ortaya çıktığı vakaların ötesinde,” dedi, “bu günlerde psikiyatrik bozuklukların araştırılmasında büyük bir itici güç, bir bozukluğun farklı semptomlarının beyindeki farklı ağlar tarafından düzenlenip düzenlenmediğini ve nasıl düzenlendiğini anlamaya çalışmaktır.”

Araştırmada, araştırmacılar, yanal habenuladaki hücrelerin ateşlendiğinde flüoresans yayması ve aktif olmadıklarında flüoresanı durdurması için tasarlanmış fareler kullandılar. Habenula’nın üzerine yerleştirilmiş bir fiber optik filaman, floresandan gelen fotonları toplar ve sayar ve popülasyon düzeyinde bir aktivite kaydı sağlar.

Fareler, bir tarafında delik, diğer tarafında su musluğu bulunan bir kutuya yerleştirildi; bir fare kafasını deliğe soktuğunda, bir su ödülü aldı.

Bir deneyde, yan habenuladaki hücreler, hayvanlar ödülden yeterince aldıkları ve tatmin oldukları ve kendi başlarına durdukları için işten ayrıldığında sürekli ateşleme gösterdi.

Başka bir deneyde, araştırmacılar ödülü kapattığında, ilk ısrardan sonra, fareler görevi bıraktığında beyin alanı aktif hale geldi. Araştırmacılar, fare durduğunda yanal habenulanın özellikle ateşlendiğini buldular.

Araştırmacılar ayrıca habenuladaki aktiviteyi kontrol etmek için optogenetik adı verilen bir teknoloji kullandılar. Bu deneylerde fareler, ışık varlığında habenuladaki aktiviteyi inhibe eden bir molekülü ifade edecek şekilde tasarlandı. Warden, bu beyin bölgesinin engellenmesinin farelerin ödül toplamasına rağmen daha uzun süre çalışmasına neden olduğunu söyledi.

Ryan Post, Doktora ’20 ve David Bulkin, daha önce Warden’ın laboratuvarında çalışan eski bir araştırma görevlisi, makalenin ilk yazarları.

Bu sinirbilim araştırma haberleri hakkında

Soyut

Yanal habenula nöronlarındaki tonik aktivite, ödül arama davranışı üzerinde nötr bir değerlik freni görevi görür

Öne Çıkanlar

• Tonik LHb etkinliği, ödül arayan görevlere katılımı yansıtır
• LHb aktivitesi, tokluk ve ödül ihmali nedeniyle ayrılmalar sırasında yükselir
• LHb inhibisyonu, ödül arayan davranışsal durumları genişletir
• Klk8-Cre (NP171) fare çizgisi, LHb hedefli gen ekspresyonunu kolaylaştırır

Özet

Hayatta kalmak, hem hedefleri ısrarla takip etme becerisini hem de durma zamanının geldiğini belirleme becerisini, uyarlanabilir bir azim ve ayrılma dengesi gerektirir. Yanal habenuladaki (LHb) nöral aktivite, negatif değerlilikle bağlantılıdır, ancak meşgul ödül arayışı ve serbest davranış durumları arasındaki dengeyi düzenlemedeki rolü belirsizliğini korumaktadır.

Burada, LHb nöral aktivitesinin, hem tekrarlanan ödül ihmali (negatif değerlik) nedeniyle hem de yeterli ödül tüketildiğinde (pozitif değerlik) ödül arama davranışından dakikalarca süren ayrılma süreleri boyunca tonik olarak yükseldiğini gösteriyoruz.

Ayrıca, LHb inhibisyonunun devam eden ödül arayan davranış durumlarını genişlettiğini ancak görevin yeniden katılımını sağlamadığını gösteriyoruz. Ventral tegmental alan dopamin nöronlarında benzer tonik aktivite değişiklikleri için hiçbir kanıt bulamadık.

Bulgularımız, LHb nöronlarındaki tonik aktivitenin, hem olumsuz hem de olumlu değerli faktörlere yanıt olarak ödül arama davranışına katılımı bastırdığı bir çerçeveyi desteklemektedir.