큐에 대한 측면 하베눌라의 신경 역학의 가소성

분자정신의학(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

위협을 외부 자극과 연관시키는 뇌의 능력은 회피를 포함한 필수 행동을 실행하는 데 필수적입니다. 이 과정의 중단은 대신 중독과 우울증에서 흔히 나타나는 병리학적 특징의 출현에 기여합니다. 그러나 연관 학습 인코딩의 기본이 되는 단일 세포 해상도의 메커니즘과 신경 역학은 여전히 ​​파악하기 어렵습니다. 여기에서는 생쥐에서 파블로프식 차별 작업을 사용하여 자극이 부정적인 영향의 기초가 되는 피질하 핵인 측면 하베눌라(LHb)의 신경 개체군이 조건부 자극과 처벌(무조건 자극) 사이의 연관성을 인코딩하는 방법을 조사합니다. LHb의 대규모 인구 단일 단위 기록은 혐오 자극에 대한 흥분성 반응과 억제성 반응을 모두 나타냅니다. 또한 국소 광학 억제는 연관 학습 중에 단서 차별의 형성을 방지하여 이 과정에서 LHb 활동의 중요한 역할을 보여줍니다. 따라서, 컨디셔닝 동안 LHb 칼슘 신경 역학을 추적하는 생체 내 2광자 이미징은 개별 뉴런의 CS 유발 반응의 상향 또는 하향 이동을 나타냅니다. 급성 조각의 기록은 컨디셔닝 후 시냅스 흥분의 강화를 나타내지만 지원 벡터 기계 알고리즘은 처벌 예측 단서에 대한 시냅스 후 역학이 행동 단서 차별을 나타냄을 시사합니다. 학습에 참여하는 LHb의 시냅스전 신호를 조사하기 위해 우리는 행동하는 쥐에서 유전적으로 암호화된 지표를 사용하여 신경 전달 물질 역학을 모니터링했습니다. LHb의 글루타메이트, GABA 및 세로토닌 방출은 연관 학습 전반에 걸쳐 안정적으로 유지되지만 컨디셔닝 전반에 걸쳐 향상된 아세틸콜린 신호 전달이 관찰됩니다. 요약하면, LHb의 시냅스전 및 시냅스후 메커니즘의 수렴은 학습 중 단서 차별을 지원하는 가치 있는 신호의 중성 단서 변환의 기초가 됩니다.

파블로프 조건화는 감각 신호가 인센티브 자극과 연관되어 개인이 다가오는 위협과 보상을 예측할 수 있도록 하는 시간적으로 추적 가능한 뇌 기능을 나타냅니다. 이 과정은 동결 또는 회피와 같은 방어적 반응을 포함한 복잡한 행동 결과의 기초가 됩니다[1,2,3,4]. 파블로프 조건화 동안 감각 단서인 조건 자극(CS+)은 예를 들어 눈을 향한 에어퍼프와 같은 무조건 자극(US)과 연관됩니다[4]. CS+에만 다시 노출되면 후속 에어퍼프를 예측할 때 눈 깜박임이 나타나며 이는 연관 학습 및 예상 행동의 확립을 나타냅니다[1, 4, 5].

과거 연구에서는 LHb의 CS 매개 위상 여기와 함께 학습한 후 시냅스 글루타메이트 전달이 강화된 측면 하베눌라(LHb) 뉴런이 발견되었습니다[6, 7]. 특히, 이러한 처벌 예측 신호 매개 LHb 신경 자극은 인간, 인간이 아닌 영장류, 설치류 및 어류에 존재하는 것처럼 종 전반에 걸쳐 보존됩니다[5, 8,9,10]. LHb는 시상하부, 변연계, 기저핵 핵을 포함하는 피질하 네트워크로부터 음성 관련 정보를 수신합니다[11]. LHb 내의 신경 활동은 1초 미만 및 더 느린 시간 척도에서 처벌과 부정적인 감정 상태를 나타냅니다[12]. LHb 뉴런은 처벌에 반응하여 활동을 단계적으로 증가시키는 반면, 스트레스가 증가하는 동안 지속적인 시냅스 적응과 향상된 뉴런 활동이 나타납니다 [5, 13,14,15,16,17]. 전체적으로, 이러한 관찰은 LHb의 흥분과 부정적인 원자가 및 영향의 인코딩 사이의 인과 관계를 뒷받침합니다 [12]. 그러나 최근의 발전은 분자적 특징과 기능적 특징 모두에 기초한 LHb의 다양성 정도를 정확히 지적합니다 [18,19,20,21]. 이는 모든 LHb 세포에 걸친 자극이 신호-처벌 연관 학습을 지원하는 유일한 메커니즘이 아닐 것 같다는 것을 시사합니다. 독립적이고 차등적으로 적응하는 신경 집단은 학습과 기억 저장을 허용하지만[22], 이것이 하베눌라에 적용되는지 여부와 어떤 메커니즘을 통해 알려지지 않은 상태로 남아 있습니다.