积极和消极记忆的大脑回路在老鼠身上发现的
推拉控制有把握的因果关系
神经科学家发现大脑电路编码积极和消极学习协会在老鼠身上。发现两种电路显示相反的活动后恐惧和奖励学习后,研究人员证明,这种不同的活动使回避或reward-driven行为。由美国国立卫生研究院(NIH),他们用尖端optical-genetic工具来确定这些机制生存的关键,也是涉及精神疾病。
“这项研究展示了新的分子的权力工具,可以推和拉在同一电路驱使的行为,”Thomas r . Insel说,医学博士国家卫生研究院的国家心理卫生研究所的主任(NIMH)。“改进的理解这种情绪记忆是如何工作的前景为解决神秘的大脑电路障碍这些机制的破坏。”
NIMH授权者凯方面的博士,Praneeth Namburi和安娜Beyeler,博士,麻省理工学院(MIT),剑桥,和他的同事们,在《自然》杂志上报道了他们的发现。
研究人员发现单独的大脑回路正面和负面联想在老鼠大脑注入逆行荧光珠示踪剂(绿色、红色)迁移上游通过神经元预测链接奖励中心(南汽,伏隔核)和恐惧中心(CeM centromedial杏仁核)的情绪记忆的十字路口(BLA,基底外侧杏仁核)。信贷:Praneeth Namburi,安娜Beyeler凯m /麻省理工学院
在新的研究中,科学家怀疑参与电路最终牵连,但被一个看似悖论难住了。十字路口的收敛电路情感中心在大脑深处,杏仁核的基底外侧区域后似乎参与恐惧和奖励学习,但是一个大脑区域如何编排这样的反对行为——方法和避免——仍是一个谜。如何找到合适的信号路径跟随在这个岔路口?
为了找到答案,方面和他的同事们研究了是否两个嫌疑人电路预测从十字路口可能会提供一些线索。一个项目一个奖励中心,伏隔核,和其他附近的一个恐惧中心,centromedial杏仁核,输出站的情感中心。
每个电路投影是由单独的交织在一起的神经元数量。研究人员第一次使用的荧光珠示踪剂来解决每个神经元属于电路。然后他们测量的指标连接-神经连接的强度预测,后小鼠接受恐惧或奖励的学习。动物被训练恐惧基调搭配了一个冲击或者把基调与糖奖励。
引人注目的是,十字路口连接后奖励中心预测减少恐惧学习和增加奖励的学习。相比之下,连通性与恐惧恐惧中心预测增加学习和奖励学习后下降。
这些收敛机制在解剖学上错综复杂的电路可能线索分离如何积极和消极情感关联可能相互影响,方面的建议。
证明projection-identified电路和行为之间的因果关系,光遗传学方面的团队转向,使光脉冲来控制动物转基因light-responsive的脑电路。光刺激奖励中心投影增强正面强化,同时刺激恐惧中心投影推广负强化。同样,挡住了恐惧中心投影受损学习和增强奖励的学习。
最后,研究者发现定义电生理、解剖和遗传特性有助于解释相反的两个电路连接反应。
“鉴于许多心理健康问题,包括焦虑、上瘾,和抑郁,可能出现扰动的情感处理,这些发现可以帮助铺平道路,基于电路的方法来治疗精神疾病,”方面说。
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出版
Praneeth Namburi,安娜Beyeler Suzuko Yorozu,格温多林g . Calhoon莎拉·a .戟罗密Wichmann,斯蒂芬妮·s·霍尔顿,金l·莫顿Melodi Anahtar, Ada c . Felix-Ortiz伊恩·r·Wickersham杰西·m·格雷凯m .方面。电路机制区分正面和负面的联想。自然,2015年4月29日出版。doi: 10.1038 / nature14366
