Gesundheit

Erforschung der Rolle der Zellen im lateralen thalamus in controlling Angst Verhalten

Forscher am Forschungszentrum für Naturwissenschaften und anderen Instituten in Ungarn haben kürzlich eine Studie durchgeführt, untersucht die Beteiligung von Hirnregionen, die andere als die amygdala—genauer gesagt, der laterale thalamus— in controlling Angst Verhalten. Papier, veröffentlicht in Nature Neuroscience, präsentiert interessante Ergebnisse, die könnte besser erklären, die verbindungen zwischen den neutralen stimuli und den automatischen Reaktionen entwickelt, die von Tieren in der Konditionierung Forschung aus neurowissenschaftlicher Sicht.

„In unserem täglichen Leben, die wir wahrnehmen, eine große Menge von Informationen; allerdings speichern wir nur dann, Erinnerung an Dinge, die Bedeutung haben für uns einen Wert, der zieht, die uns motiviert oder verursacht uns Unbehagen,“ Matyas Ferenc, einer der Forscher der Durchführung der Studie, sagte Medical Xpress. „In der klassischen Konditionierung erste Experimente durchgeführt, die von Ivan Petrovics Pavlov (1897), eine zuvor bedeutungslose Klang einer Glocke wurde vorgestellt, ein Hund, der zusammen mit Essen; nach ein paar Wiederholungen, begann der Hund zu salivate sofort, wenn es gehört die gleiche Glocke Klang, auch ohne Essen.“

Pawlows Experimente zeigten, dass, wenn ein Tier immer wieder Nahrung gegeben, unmittelbar, nachdem er hört den Klang der Glocke, die es in der Regel lernt die Zuordnung der sound mit der Ankunft der Nahrung und beginnt, salivating, wenn die Glocke läutet, unabhängig davon, ob Nahrung kommt oder nicht. Dieses Phänomen wird als „Konditionierung“ beinhaltet drei verschiedene Prozesse: lernen, Gedächtnisbildung und erinnern.

Jahre nach der Einführung der klassischen Konditionierung Paradigma, Neurowissenschaftler festgestellt, die amygdala, wie die Hirnregion, spielt die herausragende Rolle in einem Tier die Bildung und den Abruf von assoziativ Erinnerungen, wie beobachtet, in Pawlows Experimente. Trotz der zunehmenden Hinweise auf die Bedeutung der amygdala in assoziatives lernen und Konditionierung Prozesse, einige Forscher haben herausgefunden, dass andere Regionen des Gehirns könnte auch beteiligt werden, einschließlich des thalamus.

Dennoch, so weit, gibt es bisher keine definitiven wissenschaftlichen Beweise für die signal-Verband der thalamus, das könnte widerspiegeln, Klimaanlage Prozesse. Darüber hinaus, obwohl einige haben vorgeschlagen, dass die thalamic-Bereich, insbesondere der auditorischen thalamus, könnte in Zusammenhang mit der amygdala, Forscher wurden nicht in der Lage, dies zu bestätigen, Verbindung oder Identifizierung neuronaler Signalwege, die der Verbindung dieser zwei Regionen des Gehirns.

„Alle offenen Fragen und Widersprüche, die sich aus der Vergangenheit neurowissenschaftlichen Studien aufgefordert, uns zu re-Untersuchung der Signalwege, die in einer klassischen angstkonditionierung Paradigma und direkt beendet, in der amygdala,“ Ferenc erklärt. „In diesem Paradigma, einem neutralen Ton (sogenannte conditioned stimulus, CS) ist im Zusammenhang mit einer affektiven signal (genannt unconditioned stimulus, US; Fuß-Schock) während der Konditionierungs-phase. Der nächste Tag, der gleiche Ton allein löste die ähnlich defensiv Verhalten (einfrieren) von Mäusen ohne UNS Lieferung.“

In Ihrer Studie, Ferenc und seine Kollegen führten komplexe anatomische und funktionelle Untersuchungen richtet sich bei Zuordnung alle Regionen des Gehirns, die schnell Signale an die amygdala. Sie genetisch identifiziert, die eine seitliche thalamic Zellpopulation, die sich außerhalb des auditorischen thalamus-Hirnregion, erfüllt alle Anforderungen für den Abschluss dieser besonderen Aktion.

„Die Zellpopulation, die wir identifiziert (1) erhält Hirnstamm (direkte) multisensorische Eingänge gezeigt monosynaptic Tollwut-tracing; (2) es zeigt die größte Aktivierung, wenn zwei Signale (Ton-und Fuß-Schock) wurden gekoppelt, während wir die Aufnahme von identifizierten amygdala-Projektion seitliche thalamic Neuronen; und (3) er regelt die stimulus-evozierte Aktivierungen der amygdala verbunden Neuronen getestet durch optogenetische Hemmung der thalamic-Eingänge, während wir überwachen den feuern Muster der amygdala-Zellen,“ Ferenc sagte.

Ferenc und seine Kollegen identifizierten einen neuen inhibitorischen neuronalen Untergruppe, Teil der Gabaergen Zellpopulation, dass übersehen worden war, die in früheren Studien. Diese einzigartige Zellpopulation scheint erheblich dazu beitragen, die übertragung von Signalen aus dem thalamus, um die gesamte amygdala, die Hirnregion. Die Forscher verwendeten optogenetische Hemmung Techniken während der angstkonditionierung Experimente an Mäusen zu untersuchen, die mögliche Rolle dieses thalamic-Zell-Typ im controlling die konditionierte Angst vor Verhalten.

„Tiere, für die der thalamic Eingänge innerhalb der amygdala wurden zum schweigen gebracht, während der Präsentation der Ton-und Fuß-Schock Reize nicht zeigen gefrierverhalten, während Kontroll-Mäuse (ohne optogenetische silencing) hat,“ Ferenc sagte. „Unsere Untersuchungen haben damit hervorgehoben, dass—im Gegensatz zu den gut akzeptierte Konzept der signal-Verband in der amygdala—dem lateralen thalamus zu integrieren, können diese Signale und senden assoziative Informationen in der amygdala, die Gestaltung der Verteidigung Verhalten.“

Neben der Enthüllung der Anwesenheit von assoziativen Signalisierung in den thalamus, Ferenc und seine Kollegen fanden heraus, dass die Paarung von Ton-und Fuß-Schock in Mäusen, die während Ihrer Klimaanlage-experiment änderte sich das feuern Muster der Tiere “ lateral thalamic Zellen. Dies deutet darauf hin, dass diese thalamic-Zellen die Aktivität der aus Kunststoff ist, oder in anderen Worten, dass es geformt werden kann im Laufe der Zeit durch die entsprechenden umweltsignale. Interessanterweise fanden die Forscher auch, dass das optogenetische Hemmung der thalamic Eingänge verhindert, die Tiere aus abrufen Angst vor Erinnerungen.

Im Jahr 1994, einem renommierten Neurowissenschaftler namens Joseph LeDoux führte die Idee, dass der thalamus stellt zwei sinnliche Wege zur amygdala. Die erste ist eine schnelle und unverarbeitete Weg, der führt direkt zu schnelle Reaktionen, während die zweite ist eine ‚indirekte‘ und langsamer Weg, der geht durch kortikale Regionen im Zusammenhang mit einem bestimmten Verhalten. Bemerkenswert ist, dass Ferenc und seine Kollegen identifizierten die thalamic region beteiligt sein könnten, in diese beiden Prozesse, sowie eine einzelne Zelle, die Bevölkerung, die Laufwerke beide dieser Wege der amygdala.

„Unsere Ergebnisse belegen, dass die amygdala ist nicht der einzige Ort im Gehirn, mit der Möglichkeit der Paarung von CS und US-Signale: CS-US Assoziation ist aufgetreten auf der Ebene der (calretinin-exprimierende) seitliche thalamic-Zellen, die dann, zu vermitteln diese Informationen an die amygdala und der cortex,“ Ferenc sagte. „Das signal Verein Laufwerke thalamic Plastizität, die begleitet ist mit dem Speicher über die Klimaanlage event.“

Frühere Studien, einschließlich einer Studie von Kay Tye im Jahr 2008, führte die Idee, dass die gleichen thalamic-Signalwegs identifiziert, die Ferenc und seine Kollegen beteiligt sein könnte in der Belohnung lernen. Die gewonnenen Erkenntnisse der Forscher geben neue Hinweise darauf, dass die spezifische Zellpopulation Sie studierte nicht nur relais sensorische Informationen in die amygdala, aber auch in der Regel Kodieren Informationen über die Umwelt im Zusammenhang zu Verhaltensreaktionen.

Durch die Enthüllung eine andere eindeutige Zellpopulation, die möglicherweise eine Rolle spielen, in assoziativen Lernens, die aktuelle Studie von Ferenc und seine Kollegen eröffnen neue Möglichkeiten für die Diagnose und Behandlung zahlreicher psychischer Störungen, insbesondere solche, gekennzeichnet durch nutzlose assoziativen Lernens. In der Zukunft, die Ihre Arbeit anregen könnte in weiteren Studien untersucht die mögliche Anwesenheit von thalamic Störungen bei Menschen mit psychischen Störungen verknüpft mit unpassenden assoziativen Lernens.