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文獻解讀:解析皮層空間分布的“勝利環(huán)路”和“失敗環(huán)路”

瀏覽次數(shù):983 發(fā)布日期:2024-12-13  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

2024年12月10日浙江大學(xué)腦科學(xué)與腦醫(yī)學(xué)學(xué)院、雙腦中心胡海嵐教授團隊在Neuron雜志上發(fā)表文章揭示了進一步闡明了dmPFC中存在空間上分布的“勝利環(huán)路”和“失敗環(huán)路”。
 


1、dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的腦區(qū)
病毒示蹤實驗發(fā)現(xiàn)dmPFC投射到尾殼核(CPu)、伏隔核(NAc)、外側(cè)韁核(LHb)、基底外側(cè)杏仁核(BLA)、中縫背核(DRN)、中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)(PAG)、丘腦室旁核(PVT)、丘腦背內(nèi)側(cè)核(DMT)等腦區(qū)。通過社會等級實驗(鉆管實驗)篩選出勝利者小鼠和失敗者小鼠,免疫熒光實驗發(fā)現(xiàn)勝利者小鼠dmPFC、MDT、DRN、PAG腦區(qū)激活神經(jīng)元數(shù)量顯著增多,而失敗者小鼠僅頭側(cè)BLA(aBLA)腦區(qū)激活神經(jīng)元數(shù)量增多。
 


圖1、 dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的腦區(qū)


2、dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路
為進一步研究dmPFC下游環(huán)路在社會等級中的作用,他們利用光遺傳學(xué)抑制這些環(huán)路,發(fā)現(xiàn)抑制dmPFC-MDT、dmPFC-NAc、dmPFC-CPu環(huán)路并不影響社會等級,但抑制dmPFC-DRN、dmPFC-PAG環(huán)路引起更多的撤退行為,降低社會等級。相反,抑制dmPFC-aBLA環(huán)路增加社會等級。

光激活mPFC-DRN、dmPFC-PAG環(huán)路增加小鼠的推搡行為,提高社會等級,激活dmPFC-aBLA環(huán)路降低社會等級。此外,單獨光抑制aBLA腦區(qū)神經(jīng)元也會增加小鼠的推搡行為,提高社會等級,抑制該腦區(qū)神經(jīng)元降低社會等級,這些實驗表明mPFC-DRN、dmPFC-PAG環(huán)路與勝利者效應(yīng)相關(guān),dmPFC-aBLA環(huán)路與失敗效應(yīng)相關(guān)。

光纖鈣成像系統(tǒng)記錄到mPFC-DRN環(huán)路神經(jīng)元在鉆管實驗中推搡行為開始后鈣離子活性顯著增加,但dmPFC-PAG環(huán)路神經(jīng)元并沒有出現(xiàn)類似顯著的增加,dmPFC-aBLA環(huán)路神經(jīng)元鈣離子活性顯著降低。
 


圖2、 dmPFC下游勝利和失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路

 
3、失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路抑制勝利者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路

逆行示蹤病毒DRN和PAG神經(jīng)元主要投射到dmPFC腦區(qū)第5層,aBLA神經(jīng)元主要逆行投射到dmPFC腦區(qū)第2/3層。免疫熒光實驗發(fā)現(xiàn)勝利者小鼠dmPFC第5層神經(jīng)元激活數(shù)量增多,失敗者小鼠dmPFC第2/3層神經(jīng)元激活數(shù)量增多。光激活dmPFC第5層神經(jīng)元提高社會等級,激活dmPFC第2/3層神經(jīng)元降低社會等級。

在體電生理實驗發(fā)現(xiàn)在光激活投射到DRN的 dmPFC第5層神經(jīng)元后并不影響第2/3層錐體神經(jīng)元活性,光激活投射到aBLA的 dmPFC第2/3層神經(jīng)元后后可顯著降低第5層神經(jīng)元活性。光抑制投射到aBLA的 dmPFC第2/3層神經(jīng)元后后可顯著增加第5層神經(jīng)元活性,表明失敗相關(guān)的dmPFC-aBLA環(huán)路神經(jīng)元可抑制dmPFC第5層神經(jīng)元活性。

利用病毒工具差異性標(biāo)記dmPFC投射到aBLA、DRN腦區(qū)的神經(jīng)元,光激活aBLA投射神經(jīng)元后誘發(fā)DRN投射神經(jīng)元的抑制性突觸后電流,可被河鲀毒素或GABAA受體拮抗劑阻斷,表明存在前饋抑制的作用。dmPFC腦區(qū)主要存在小清蛋白(PV)陽性細(xì)胞和生長抑素(SST)陽性細(xì)胞兩大類中間能神經(jīng)元。通過基因工具小鼠實現(xiàn)特定抑制PV或SST能神經(jīng)元后均能減弱光激活aBLA投射神經(jīng)元后對DRN投射神經(jīng)元的抑制性作用。
 


圖3、失敗者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路抑制勝利者效應(yīng)相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路

總結(jié)
本文發(fā)現(xiàn)投射到aBLA的背內(nèi)側(cè)前額葉皮層第2/3層神經(jīng)元調(diào)控失敗者效應(yīng),投射到DRN、PAG的第5層神經(jīng)元調(diào)控勝利者效應(yīng)。
 


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