[Nature Neuroscience]痛并不悦乐，设计揭露觉着整体管控多巴胺中枢感觉神经元话动的中枢感觉神经依据

各位大朋友小朋友儿童节快乐呀，这里是儿童节也想咕咕的椰球。今天为大家带来的研究是一项功能神经环路研究。论文的标题简洁明了，为疼痛通过脊髓-臂旁核-中脑环路调控多巴胺神经元。本文发表于自然·神经科学，第一作者是目前就职于浙江大学的杨鸿斌博士。

在本文诗人中，诗人鉴定会半个条从脊髓到达路经臂旁核（LPB）看向中脑的中枢脑精神环路，并阐述了剧痛着信息借助该环路调节多巴胺中枢脑精神元过程的中枢脑精神原则。研发发掘，地方臂旁核中枢脑精神元进行脊髓上行速率的损坏认为到性信息并将其转递给中脑的黑质网状结构部（SNR）。而SNR则借助立即和间接的三种有差异 的原则调节腹侧被盖区(VTA)多巴胺中枢脑精神元的过程。本研发发掘了联接认为系统化和多巴胺系统化两者之间的“桥梁施工”，有好处于鼓励我们都更深刻入理解是什么剧痛着对的学习和自我意识现象的调节原则。 论文引言 痛点有的是种繁杂的全方位的性迹象。本质特征的痛点或者只有的是种驱体对损坏性有趣的感情影响迟钝，但临床实践上痛点人群经常还还出现主观因素活动缺损等社会舆论消极状态，而且会引致焦急状态不稳定等状态现象。这温馨提示“痛点”上述理念也可以感情因素的表演外，还有机会还出现消极状态和社会认知影响迟钝的改善。 属于中脑腹侧被盖区（ventral tegmental area，VTA）的多巴胺（dopamine，DA）运动神经末梢元在奖赏和和犯罪行为犯罪行为涉及到的的环路中激发的效果现在已经为我们的所熟记了。许多探索举证体现 ，而定是急性膀胱最好急慢性胀痛都是会造成VTA中多巴胺运动神经末梢元全过程的下跌，然后进上述步带来胀痛随带来的社会舆论的不良情绪反應。然后在上述全过程中有缘有一个间题悬而未决。另外是重要的两种重要科学的间题是：

01  外周伤害感受器上行的痛觉信号是通过何种通路被传递给VTA多巴胺神经元的？

02  疼痛调控多巴胺神经元活动的神经机制是怎样的？

为了更好地理解疼痛对认知行为的影响，以上这些问题依然值得深入挖掘。
 

在触觉神经系统移动数字信号的传到径路中，臂旁核（lateral parabrachial nucleus，LPB）达到了注重的交通枢纽的功效。实验是因为，臂旁核行对多重损害性刺击导致的反应，并将接收到到的感受信息内容分配到掌管不一样顺利方式的根本脑区，至少就是指了VTA。故此有那么难吗具体行政行为举个例子：臂旁核有或许在感受移动数字信号接入到多巴胺神经系统元某一方式中办演了“转车站”的人物角色。 接给自身来，可以让我们具体化一起来看研究方案者该如何从臂旁核开始出发，对此条有效的沟通feel设计和群体行为设计当中的径路对其进行详解。
可是 不论是解读还是设计功能神经环路类的研究，我们大体上可以按照一个“先示踪，再记录，最后操纵”的思路对感兴趣的科学问题进行分析。具体而言，我们可以首先采用神经示踪技术鉴定目标神经环路的解剖学结构并利用电生理记录手段确定该环路的生理基础；然后使用电生理记录和钙成像等记录手段获取该环路在特定生理或病理过程中的活动规律；最后使用光遗传/化学遗传等手段结合行为学对目标环路的活动进行操纵，从而揭示其与特定生理或病理过程的因果关系。   赶回到原文中，小说家要对LPB与中脑各种的的构成内的分析学连系开始了技术鉴定。非常的值得考虑的是，当大家的们规划中枢运动中枢中枢神经末梢末稍末稍示踪实验室探索各种的的脑区内的投影关心，愈加是设及LPB和VTA如此对接相比很复杂的构成时，让我们的有必要还提取顺向示踪（anterograde）和反向示踪（retrograde）二种示踪机制的证明，其他人验证就能够将各脑范围的分析学连系揭示。大概到这篇文，小说家要利用AAV病菌顺向不跨突触示踪联系迄今为止非常的流行的荧光显微镜光学玻璃切开断陷影像模式（fMOST）各种作图了LPB的谷氨酸能中枢运动中枢中枢神经末梢末稍末稍元和GABA能中枢运动中枢中枢神经末梢末稍末稍元向全脑的投影分布图制作（图1a）。效果信息展示LPB的谷氨酸能中枢运动中枢中枢神经末梢末稍末稍元末稍各种投影向了VTA和SNR（黑质网状结构部）的内侧（图1b和c），而GABA能中枢运动中枢中枢神经末梢末稍末稍元则缺少向中脑的投影。而在反向示踪组成部分，探索者各种利用了犬腺病菌2（CAV-2）和伪狂犬病菌（RV）二种各种的的的机制断定了投资选择VTA、SNR的LPB中枢运动中枢中枢神经末梢末稍末稍元的发展环境市场定位。效果信息展示投资选择VTA和SNR的LPB中枢运动中枢中枢神经末梢末稍末稍元在发展环境上归属这样离心分离的两群细胞系（图1d和e）。

图1 臂旁核投射向中脑的功能神经解剖学结果

反驳来，作著采用离体脑片膜片钳信息技术工艺一直科研LPB向中脑的功效突触接触。VTA中一般包括种不一样方式的周围脑精神元，但其中投映向伏隔核的多巴胺能周围脑精神元被认定与奖赏、动因道德行为关联会有社会关系密切的社会关系。这么，与LPB引发投映的VTA周围脑精神元说到底归于哪几种方式呢？为了更好地科研在这个情况，作著在LPB的谷氨酸能周围脑精神元中体现了光比较敏感路通道ChR2。离体脑片信息报告单提示，当光条件刺激到提高卡LPB流向VTA的周围脑精神人造黏胶纤维时，VTA中一大帮流向伏隔核的多巴胺周围脑精神元被信息来到了凸显的快感性突触后电势差（图1g和h）；而不一样的是，在VTA中仅仅一定量GABA能周围脑精神元现象出对光条件刺激到的的反应（图1k）。这预示着LPB之间向VTA的投映快感而并非是可遏制了VTA多巴胺周围脑精神元，与前科研有关报道的胀痛会可遏制VTA多巴胺周围脑精神元过程的答案刚刚相反的。与此的同时，提高卡LPB流向SNR的人造黏胶纤维也会以至于SNR中的GABA能周围脑精神元引发EPSCs（图1h）。

以上实验结果不得不令人深思，既然LPB向VTA的直接投射对VTA的多巴胺神经元起到的是兴奋作用，那么必然存在另外一条环路痛信号转化为对VTA多巴胺神经元的抑制信号。结合前面的实验结果，这条环路可能就是LPB投向SNR的环路。因此在后续的实验中，作者将目光转移到了这条通路的功能上。

 作者首先检验了投向SNR的LPB神经元（为了简明，我们统一将其记作LPB_→SNR神经元，对于其他环路也采取相同的记录规则）是否接受来自脊髓上行的疼痛信号。结合顺向和逆向示踪手段，研究者发现脊髓背角神经元投向LPB的纤维末梢与LPB_→SNR神经元存在空间上的重叠（图2b）。膜片钳记录进一步发现光刺激激活脊髓背角投向LPB的纤维可以诱发LPB_→SNR神经元产生突触后电位（图2d）。这些结果表明由脊髓背角上行的伤害感受性信号会与投射向SNR的LPB神经元产生连接。

图2 脊髓背角神经元投射向LPB_→SNR神经元

通过以上实验，作者成功鉴定了脊髓-LPB-SNR这一连接通路。接下来，作者检验该通路能否能够传输伤害感受性信号。为了检验这一问题，作者分别采用了光纤钙成像记录以及在体电生理记录结合光标记（Opto-tagging）手段对LPB_→SNR神经元群体和个体的活动进行了记录。结果表明大部分LPB_→SNR神经元可以被机械、电、热等多种伤害性刺激激活（图3）。而大约半数左右接受LPB投射的SNR神经元同样可以被伤害性刺激所激活（图4）。以上发现提示来自脊髓的伤害感受性信号可以通过LPB被传递至SNR。

图3 LPB_→SNR神经元可以对多种疼痛刺激做出反应

 

图4 接受LPB投射的SNR神经元可以被伤害性刺激激活

之内探析界面显示系统LPB→SNR环路与酸疼产生一些性，特别假如人们特情人克制LPB向SNR投影环路的活动方案可不可以还可以变换两栖各种软体动物的酸疼表型呢？为了更好地校验某种数学猜想，我们在对侧LPB表述克制性的光蛋白质NpHR，并将光纤宽带埋置在SNR。在这两种经典爱情的酸疼模板（福尔马林检验是明显的影响感慨性酸疼模板；坐骨运动运动神经分支选性伤到SNL是明显的运动运动神经病理想主义酸疼模板）中，克制LPB投影向SNR的环路均可以一部分阻挠两栖各种软体动物的酸疼化学反应（图5a-j）。而情境所喜爱测试则界面显示出光多种多样克制LPB投资选择SNR的环路这让两栖各种软体动物行成了酸疼避免的记忆英文（图5k-m）。综上所述，光隔代遗传控制综合情况学测试认为，LPB→SNR环路在监测酸疼感慨管理方面扮演着了为重要的脚色。

图5 抑制LPB→SNR通路可以减少动物对疼痛的行为反应

在决定LPB→SNR通道与酸痛都存在的密切搞好关系搞好关系后，收起来作家又将顾客的目光投资选择了该通道是是怎样调节管控VTA多巴胺感觉中枢脑中枢运动精神元的营销主题过程组织某种的情况上，这也是从文中最重要要的的情况最为。为深入研究该的情况，作家立即赶回到“框架-记下-使用”某种无限循环通常。详细来讲，应先用感觉中枢脑中枢运动精神示踪和离体膜片钳记下方法作家得知SNR和VTA之間都存在的直观和间接性的两个各个的连结通道。之中直观通道从SNR七日游直观投资选择VTA，某种通道的提高能否直观调控VTA的营销主题过程组织（图6a-c）。而间接性的通道则从SNR投回LPB，而这群容忍SNR投映的LPB感觉中枢脑中枢运动精神元也同時投映向VTA多巴胺感觉中枢脑中枢运动精神元（图6e）。SNR的营销主题过程组织能否调控这群投资选择VTA的LPB感觉中枢脑中枢运动精神元的营销主题过程组织，为了接触二者对VTA多巴胺感觉中枢脑中枢运动精神元的刺激用。两个通道框架各个，而且均现象出对VTA多巴胺感觉中枢脑中枢运动精神元营销主题过程组织的调控用。

图6 接受LPB投射的SNR神经元通过直接和间接两条通路支配VTA多巴胺神经元

在定量分析结构类型接下来，笔者随时定量分析SNR对VTA多巴胺面感觉神经末梢元的两个投到径路在剧痛中的帮助。笔者先再生利用伪狂犬病毒有哪些导向跨突触投到的性在进行投资选择VTA的SNR面感觉神经末梢元中特喜欢的人呈现ChR2（图6j）。在福尔马林介导的剧痛三维模型中，激活卡进行径路面感觉神经末梢元会为显著缓和動物的剧痛体会心得表型（图6k和i），系统提示进行径路会更改動物对剧痛的不良反应的行为。   并且，通过光隔代遗传刺击放在体光纤传输钙成相纪要，我们看见重置SNR向LPB的投屏需要降VTA向伏隔核的多巴胺减少（图7d），该看见建议间接性径路的话动对VTA多巴胺周围神经元的话动也是需要有调节管控的作用。

图7 SNR→LPB活动可以影响VTA多巴胺释放

至此，通过两轮“结构-记录-操纵”的循环，作者有力地证明了LPB→SNR环路接受来自脊髓的疼痛信号并参与疼痛感受行为的调控。同时，该通路还通过直接和间接两条途径将伤害感受性信号传递至VTA的多巴胺神经元，从而达到调控后者活动的目的。在惊叹于本文工作量的同时，本文严谨的逻辑顺序和极为丰富的实验手段的应用也为我们设计功能神经环路研究提供了良好的参考作用。银河集团官网 生物推出了福尔马林测试、SNI或CCI等疼痛模型动物构建及Von Frey痛阈检测等服务助力疼痛领域研究，年中促销更是免费赠送假损伤对照动物，欢迎前来咨询。