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行业快讯

【Science】讯息交通枢纽!前额叶皮层国家宏观调控稳定食物的感觉神经环路制度

事件:2019-06-07 直通车点击:

“螳螂捕蝉,黄雀前边。”

《庄子 山木》

图片集主要来源:搜狗输入法百度百科

鲜美好吃的口味会让你们直流唾沫,怒不可遏。但假若看到口味变质、变馊、变味后,大家也会即刻退出开食。和大家我们如此,多节肢动物是因为为不同重要因素而逃避税后的风味美食。如本文中的螳螂,它假若看到身前疑心疑鬼的黄雀,便会犹豫不决逃避身前优哉游哉、认可无虑的鸣蝉。

图像来自:Union of Concerned Scientists

不仅单独修改内容除此之外,部分各种植物们还能实现粉丝修改关于内容,然后评断另一种蛋白质粮食有无安全保障。与以听觉居多的灵长类部分各种植物其他,小鼠等啮齿类部分各种植物更主要依靠于植物的根的感觉。当小鼠A与吃过神味C蛋白质粮食的小鼠B相遇图片并交流电后,小鼠A也会偏重于于选定 味儿C的蛋白质粮食,你们称此現象为蛋白质粮食自我效能的社会交往传导(Social transmission of food preference, STFP)[1],其提醒图有以下几点[2]。

视频来源地:Nature review neuroscience[2]

上去的探索显示,小鼠添加STFP的听觉失灵新资料途经嗅球递送至梨状皮层(Piriform cortex, PiC)[3],其摄食操作受伏隔核(Nucleus accumbens, NAc)监测[4]。或许,就可以达到听觉失灵新资料是怎样整理以监测摄食操作,我们大家暂时无法可以知道。

五感软件中梨状皮层的地位

图片文字特征:ResearchGate

2020年6月7日,《Science》报刊免费在线发布了瑞士队天内瓦高校Christian Lüscher教导的新必要运转[5],大家 发现外侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)接手PiC脑区投到以确保听觉周围感觉神经个人内容的交换,并用投到到NAc的周围感觉神经元商品代码吃食情形的战略战略。该的研究内容中第一次折射出了商品代码听觉周围感觉神经个人内容战略战略吃食情形的周围感觉神经环路工作机制,非常大升高了让我们在吃食情形与战略战略情形方面的判断能力。

Christian Lüscher客座教授

图片文字来自:FENS

最后

1.映射到NAc的mPFC神经末梢元陆续参与STFP

首要,很简单说明看大环境。解刨学工作方便,近些年研发内容显示mPFC被奖赏性内容促活,并可投影到进料的行为举动各种相关的NAc脑区[6, 7]。的行为举动学工作方便,一般性情况下下小鼠可界定吃的东西中孜然和千里之外香这四种香味,并偏斜于千里之外香[8],小说作家将小鼠与入皂过孜然味吃的东西的小鼠社交交友,以这只小鼠对孜然味吃的东西的习惯性是STFP的评价依据。

为研究探讨投屏到NAc的mPFC感觉周围神经系统元会不操作STFP,诗人在小鼠NAc针剂逆向行驶示踪有机染料CTB-555,并使之与吃一些过孜然味口味的小鼠人际交往,24天后使其在两大类味儿的口味中制作出战略(图1A-B)。它们出现小鼠趋向于孜然味口味且mPFC中被促活的CTB呈呈阳性感觉周围神经系统元次数为显著扩大,而人际交往道德行为表现与人际交往道德行为表现促活的CTB呈呈阳性感觉周围神经系统元次数无不同之处(图1C-E)。

再,为调查mPFC-NAc环路在STFP工作中的功能键性不同,我在Fos-CreERT2小鼠的mPFC中接种AAV-DIO-ChR2,以4-OHT帮助Cre并购重组酶表明,最后使被刺激启动的mPFC表明ChR2(图1F-H)。顾客电人体生理记录表NAc中大型多棘中枢神经元(MSN),看到造成STFP后,光刺激启动mPFC映射到NAc脑区的玻璃纤维末梢神经进而引发的刺激性突触后电压频率取得不断增强,连入率也取得增添(图1I)。


 再随后,为否认映射到NAc的mPFC精神元在STFP进程中的有弊端,我在小鼠NAc皮下填充器逆向表达爱艾滋病毒AAV2rg-Cre,在mPFC皮下填充器AAV-DIO-hM4D,腹腔皮下填充器CNO化学上的可抑制映射到NAc的mPFC精神元,发现了小鼠社交交友行为举动后就不再偏向于孜然味饮食(图1J-L)。


 由此可见归结,投映到NAc的mPFC神经系统元参与进来STFP并此事干涉现象的带来包括一定要性。

图1 投到到NAc的mPFC脑神经元参与者STFP

2

2.PiC对投影到NAc的mPFC感觉神经元带来性冲动性单独投影


文中相等,投到到NAc的mPFC脑神经末梢末梢元参与进来STFP,那些对此脑神经末梢末梢元是否能够确认味觉一些脑区PiC的投到以保持味觉消息递送呢?编辑以此伸展分析。这些人实用狂犬木马疫情逆向示踪步骤,在小鼠NAc注塑AAV2rg-Cre,在mPFC注塑铺助木马疫情与狂犬木马疫情(图2A),出现 投到到NAc的mPFC脑神经末梢末梢元的上下游脑区其主要为丘脑、甜杏仁核与PiC(图2B-D)。


为进一大步与探讨PiC与投影到NAc的mPFC面面面脑中枢神经系统元期间的实用复合性投影,编辑从新采用光遗传性融入电女性生理学措施,在小鼠NAc针剂CTB-555,在PiC针剂AAV-ChR2,电女性生理学计录mPFC中CTB呈阳性面面面脑中枢神经系统元,知道光成功激活PiC面面面脑中枢神经系统棉纤维既可使得投影到NAc的mPFC面面面脑中枢神经系统元生成开心性突触后电压电流量(EPSC)也可使得抑止性突触后电压电流量(IPSC),在当中IPSC推迟了较长且可被AMPA多巴胺受体拮抗剂NBQX阻绝(图2E-O),显示此抑止性投影为接间投影。这些最终结果显示PiC对投影到NAc的mPFC面面面脑中枢神经系统元生成开心性直接性投影,也可凭借抑止性之间面面面脑中枢神经系统元生成抑止性接间投影。

图2 PiC对映射到NAc的mPFC面神经元产生了性冲动性会映射

3

3.STFP增强PiC对投映到NAc的mPFC感觉神经元的亢奋性键入


理解PiC-mPFC的映射属性后,著者就其特点开始研发。他俩在小鼠NAc注入CTB-555,在PiC注入AAV-ChR2(图3A),显示小鼠生产STFP后,光修改密码PiC致使mPFC中CTB弱阳周围感觉神经元生产的EPSC增长幅度特殊加大,而IPSC无改变(图3B-D)。另外,小鼠生产STFP后,光修改密码PiC致使mPFC中CTB弱阳周围感觉神经元生产的EPSC中,AMPA蛋白激酶介导的工作功率与NMDA蛋白激酶介导的工作功率指数值特殊加大,而整流数值改变(图3E-F)。


综上所述最终结果表述,小鼠发生STFP后,PiC到投影到NAc的mPFC运动神经元的性快感性投影资料,且发生长时程资料(LTP)的可延展性发生变化。

图3 STFP延长PiC对投屏到NAc的mPFC周围神经元的兴奋感性放入

4 4.社交货过程中 中抑止PiC-mPFC环路的阻碍STFP进行


前文导致现示,形成STFP后,小鼠PiC对投映到NAc的mPFC感觉神经元的投映形成LTP,但我不知道其因果的联系。种很有可能的状况为,STFP由投映LTP形成;另种状况为,投映LTP由STFP形成。


因果错位是教育科研的典型异常中之一,举个例:责任伤亡安全生产事故案例厂房总有存在警车,咱们似乎不允许表示责任伤亡安全生产事故案例由警车给予。是如何不要因果错位呢,咱们可做清除科学试验。清除因,便无果。上例中,咱们出掉警车,找到责任伤亡安全生产事故案例仍旧再次发生,便知警车而非责任伤亡安全生产事故案例的事情的原委。


如果想要查证STFP由投映LTP行成,则需能够调节PiC对投映到NAc的mPFC精神元的投映。因此我在小鼠NAc打针器器CTB-555,在PiC打针器器AAV-ChR2与AAV-DIO-hM4D,在mPFC打针器器AAV2rg-Cre,电生理学记录表mPFC中CTB阳型精神元,遇到化学物质能够调节投映到mPFC的PiC精神元后,光系统激活PiC造成mPFC中CTB阳型精神元行成的EPSC波动不改,AMPA肾上腺素蛋白激酶介导的电压与NMDA肾上腺素蛋白激酶介导的电压指数值也是改(图4A-E)。


但是,作家在小鼠的mPFC针剂AAV2rg-Cre,在PiC针剂AAV-DIO-hM4D,在小鼠职场社交情况步骤中物理化学减缓投映到mPFC的PiC神经系统元,找到小鼠并不产生了STFP(图4F-G)。


第三,小说家在小鼠PiC针剂AAV-ChR2,在mPFC埋植金属,在小鼠社交类行为举动具体步骤中确认1Hz光激话造成的长时程限制(LTD),挖掘小鼠同样的不会产生STFP(图4H-I)。


与此同时,STFP的转变成还要PiC-mPFC紧张性环路的LTP。

图4 职场社交期间中阻止PiC-mPFC环路妨碍STFP成型


归纳总结


健康安全卫生餐食疗法是全人类文明与甲壳两栖动物界发展的必不可少先决条件,全人类文明与灵长类甲壳两栖动物界注意借助视觉艺术与味觉系统鉴别水果的可食用用性,啮齿类甲壳两栖动物界则更依赖症于感觉。过去了钻研发觉PiC介导感觉问题,NAc商品编号开食情况,但感觉问题如何快速兼容合并并商品编号开食情况,大家大家知之甚微。本这课标题紧密结合运动周围中枢周围神经元示踪、光基因遗传规律性学、药剂学基因遗传规律性学、电生理变化、情况学等措施,发觉投影到NAc的mPFC运动周围中枢周围神经元进入STFP生成且兼备必不可少性。除此之外,PiC对投影到NAc的mPFC运动周围中枢周围神经元生成心奋性投影,且此投影的LTP对STFP的生成特别重要的性。这一钻研论述了开食决策分析的运动周围中枢周围神经环路机制化,为大家大家的健康安全卫生餐食疗法具备强劲有力担保!


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参看文章

1.Bessieres, B., O. Nicole, and B. Bontempi, Assessing recent and remote associative olfactory memory in rats using the social transmission of food preference paradigm. Nat Protoc, 2017. 12(7): p. 1415-1436.

2.Eichenbaum, H., A cortical-hippocampal system for declarative memory. Nat Rev Neurosci, 2000. 1(1): p. 41-50.

3.Al Koborssy, D., et al., Modulation of olfactory-driven behavior by metabolic signals: role of the piriform cortex. Brain Struct Funct, 2019. 224(1): p. 315-336.

4.O'Connor, E.C., et al., Accumbal D1R Neurons Projecting to Lateral Hypothalamus Authorize Feeding. Neuron, 2015. 88(3): p. 553-64.

5.Loureiro, M., et al., Social transmission of food safety depends on synaptic plasticity in the prefrontal cortex. Science, 2019. 364(6444): p. 991-995.

6.Otis, J.M., et al., Prefrontal cortex output circuits guide reward seeking through divergent cue encoding. Nature, 2017. 543(7643): p. 103-107.

7.Euston, D.R., A.J. Gruber, and B.L. McNaughton, The role of medial prefrontal cortex in memory and decision making. Neuron, 2012. 76(6): p. 1057-70.

8.Lesburgueres, E., et al., Early tagging of cortical networks is required for the formation of enduring associative memory. Science, 2011. 331(6019): p. 924-8.

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