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【Cell Reports】細胞活性聊天设计阐释前岛叶皮层VIP中感觉神经元在适用性操作中的功能

时间段：2022-06-24 搜索指数：
 
 
 
同学们好，这个是我要咕咕的椰球。刚从前的6•18够物节中确信同学们还有不少的收益吧，今年引来的探索是6月刚发稿在Cell Reports上的篇环路涉及到的的运作。文献资料的小标题为前岛叶皮层中的VIP上面运动神经元借助影向感覺相关信息正确处理政策调控不适应型个人行为。本论文的最主要作家均来于奥地利人和的因斯布鲁克医科本科大学。
 
 





 

 

从宝贝标题上你们不是很难发掘，本探究重要性去创新点产品之一就是“神经细胞特喜欢的人（cell-type-specific）”。
 
实际的来说，脑组识中长期存在的着四种感觉运动神经系统系统元的形式，即便是在同两个个脑区也应该时长期存在的这么几种的差异的的形式的感觉运动神经系统系统元造成感觉运动神经系统系统元亚群。这样的组织集群技术应该依次行使权力与其的性能模块，也应该在同两个生物学流程中展现了的差异的角色。从而组织特情人的研究还要依次对这样的的差异的感觉运动神经系统系统元亚群与两者范围内造成的微环路（microcircuit）的结构的和性能模块去讲解。
 
在文章中，小说家能够 周围周围神经系统示踪、钙阴离子激光散斑、光显性基因学融入情形学等好几种策略，对前岛叶皮层（anterior insular cortex，aIC）中血液活力性肠肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）呈阳性两边周围周围神经系统元（从而细化，后文中国统一誉为VIP+INs）介导转变性情形的周围周围神经系统制度化进行了描术。探究者发展VIP+ INs与味道各种相关脑区现实存在广泛的的生理学学关系，并可以经济独立地对犯罪行为各种相关条件刺激做成体现。
 

引言

 
不断地达尔文的繁衍论价值取向被多方面认可，“物竞天择，适者活”这种繁衍论的关键价值取向现已开展调研心。对於食草动物所说，为了能自我调节活情况，一种重要的的对战就算怎么样去在无常的意思多样化的感受到讯息中敏锐性地自动识别出与做法同步的特异形激起，并自我调节相似讯息的反复重复显示导致免费指导人体画出化学反应。在这种感受到讯息操作的的时候中，岛叶皮层，需要是前岛叶皮层（aIC）被观点与自我调节性做法功用产生千丝万缕的电话联系。
在皮层的微环路中，也还可以占主导型认知度的周围周围运动觉得到精神元（如锥体周围周围运动觉得到精神元）外，仍有多中周围周围运动觉得到精神元（interneurons，INs）在激发功效。近年来我国掌握的中周围周围运动觉得到精神元大部分有几大类，即小清球蛋白抗体阳型（parvalbumin+，PV+）、植物生长抑素抗体阳型（somatostatin，SST+）和动脉血管灵活性肠肽抗体阳型（VIP+）几种。等中周围周围运动觉得到精神元还可以调节管控皮层心奋层次，减少大部分周围周围运动觉得到精神元的尖端放电特点。中周围周围运动觉得到精神元常见被相信通过了现象的情形依赖于的觉得到问题处理的过程。既使关与某段个某个类型的中周围周围运动觉得到精神元对觉得到促进的发应体制及及其通过自适应性现象调节管控的体制，近年来始终中缺渗入学习。
在本文中作者特别关注了VIP+INs在调控感觉信息处理方面的功能。VIP+INs主要是GABA能神经元，它可以与另外两种中间神经元形成突触连接并解除后两者对主要神经元的抑制作用，从而对信息流起到一种“门控”的作用（图1）。

图1 杏仁核中中间神经元形成的微环路，VIP+INs和另外两种中间神经元形成了两个“非门”的结构调控主要神经元

 
去年的题干设计证明格式VIP+INs的活动形式深受多重转变性活动的宏观调控，在最近这一段时间的设计媒体报道了VIP+INs在觉得正常识别的增加收益操纵中的的功效。为此小编诗人假说VIP+INs在aIC中的觉得的信息查询办理工作中发挥出来了非常重要的的功效。下面来就要让你们来诗人是该如何具有解密这样中部脑神经元在觉得的信息查询办理中的作用。
 

结果

 
在之前的解读文章中，我们曾经提出过一个环路研究的基本思路，也就是“先示踪，再记录，最后操纵” （具体内容可以回顾往期文章）。在本研究中也不例外，论文的第一部分就是喜闻乐见的神经示踪研究。具体而言，作者先是利用组织学手段确定了皮层中VIP+INs主要位于第2/3层（图 2A，注意皮层一共有6层，但岛叶皮层的第四层很薄所以在文中被忽略了）。接下来使用伪狂犬病毒的逆向示踪技术，作者确定了与岛叶皮层VIP+INs存在单突触连接的脑区分布（图 2B-2E）。结果显示VIP+INs除了与同脑区的其他神经元形成微环路外，还接受了多种感觉相关皮层的输入，如体感皮层（触觉之类的躯体感觉）和梨状皮层（嗅觉）等（图2 F）。在之前的解读文章中我们也指出，一个扎实的示踪实验需要顺向和逆向两方面的证据才能说明问题，在本文中作者利用AAV病毒的顺向示踪技术，证实了岛叶皮层VIP+INs和上游脑区之间的投射关系。

图2 VIP+INs在岛叶皮层的分布和接受的上游输入
接下来来到记录部分。本文中作者使用了目前相当先进的微显微镜植入技术结合钙离子成像，对aIC中的VIP+INs进行单细胞水平的记录（图 3B-3C）。为了检测VIP+INs在适应性行为中的活动规律，作者设计了一套为期5天，由3种不同行为结合起来的组合范式（图3 A）。三个行为范式从时间顺序上分别为社交偏好，声音刺激，以及恐惧记忆（建立和提取）。

图3 厌恶刺激可以诱发前岛叶VIP+INs活动
在建立好行为范式和记录系统之后，作者首先对小鼠在恐惧记忆范式中VIP+INs的活动规律进行了分析。在这个巴甫洛夫条件性恐惧记忆范式下，小鼠首先听到一段白噪音作为条件性刺激，然后接受足底电击（一种伤害性刺激）作为非条件性刺激。钙离子成像的结果表明前岛叶皮层的VIP+INs对非条件性刺激表现出了强烈的反应（图 3E-3G）。这说明在该范式下VIP+INs活动主要受到厌恶刺激（比如电击这种伤害性刺激）而不是中性刺激（白噪音是中性刺激）的诱发。
接下来作者继续分析VIP+INs在听觉测试下的活动规律。在听觉测试范式下，动物会分别接受两种频率相同但是响度不同的声音刺激（图4A）。分析结果表明更高分贝的声音刺激更能够出触发VIP+INs的反应（图 4B-4D）。
社交偏好范式利用了小鼠的社交天性，在三箱社交笼中的左右分别设置一只用于交互的小鼠和一个无生命的物体，24 h后交换位置并且更换用于交互的小鼠（图 4E）。不出意外地，在两天的测试过程中，实验鼠均表现出对小鼠而不是物体更高的注意力（图 4F）。钙离子成像的结果显示，在第一天无论是接近小鼠还是物体，VIP+INs的活动都表现出缓慢上升的趋势，而且VIP+INs对小鼠的反应显著高于对物体的反应（图4H-4I）。而在第二天，无论是对物体还是小鼠，VIP+INs都显示出了相似的反应强度（图 4K-4L）。作者认为这一现象可能是VIP+INs不仅可以对刺激出现做出反应，也可以对刺激消失作出反应的原因所导致的。

 图4 声音和社交刺激可以激活VIP+INs活动
经过了示踪-记录之后，最后到了三部曲的结尾即操纵。作者将抑制性光蛋白ArchT表达在aIC的VIP+INs中从而可以利用光照抑制VIP+INs的活动。在社交范式中，光刺激可以改变动物的社交偏好（图 5E-5I）；而在恐惧记忆范式中光刺激可以破坏条件性刺激和非条件性刺激的偶联（图 5K、5L）。

图5 岛叶皮层VIP+INs在社交媒体消费喜好和烦感练习步骤中是重要的
 
 
 
到今天为止小作文的关键工作的任务已简单介绍结束以后。整体来说看来下面的小编大多了解了示踪-记录卡-控制的經典要点，对前岛叶皮层VIP+INs在应用性形为中的生活原理作了描诉，并对此类中枢神经元调节作用应用性形为的因果干系画出了刨析。而是还都存在必须的颇感遗憾，如图已知2的示踪最终结果和后文的研究或缺保持联系，相应工作的任务未牵涉大多微环路工作机制相应的的解析视频等。可是下面所利用的技巧的方法较现进，阐述专业困难的要点事非常不清，从未事非常值得购买阅读文章适当借鉴的名家名作。
 
考虑文献资料 ：
[1]Krabbe S, Paradiso E, d’Aquin S, et al. Adaptive disinhibitory gating by VIP interneurons permits associative learning[J]. Nature neuroscience, 2019, 22(11): 183
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