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加州大学洛杉矶分校研究人员确定参与巴甫洛夫反应的脑细胞

发布时间:2018-05-15

渲染人脑,突出纹状体,这与奖励,运动和决策有关。

em来自加州大学洛杉矶分校的新发表的研究集中在纹状体中的细胞活动,纹状体是与奖励,运动和决策相关的大脑的一部分。这项新研究有助于提高对帕金森病,亨廷顿病和图雷特病的理解。 / em

在他着名的实验中,俄罗斯科学家伊万帕夫洛夫每次喂他的狗时都会响个不停。很快,当他们听到钟声时,甚至在食物出现之前,狗们就开始流口水了。

现在,加州大学洛杉矶分校的一项研究追踪了巴甫洛夫对一小群脑细胞的反应,这些脑细胞是在亨廷顿病,帕金森病和图雷特综合征期间出现偏差的相同神经元。 3月22日发表在Neuron杂志上,这项研究可能最终帮助科学家确定诊断和治疗这些神经系统疾病的新方法。

“研究的资深作者,大卫格芬医学院神经生物学助理教授Sotiris Masmanidis说:”物种生存是因为他们已经学会了如何将特定的声音,气味和景点等感官线索与食物和水等奖励结合起来。加州大学洛杉矶分校。 “我们想要发现编码基于奖励的学习和行为的大脑电路。”

加州大学洛杉矶分校的研究小组专注于纹状体中的细胞活动,这是与奖励,运动和决策相关的大脑的一部分。

在巴尔夫洛夫实验的现代版本中,Masmanidis及其同事一再将小鼠暴露于不熟悉的香蕉或柠檬香味,然后是一滴炼乳。最终,老鼠得知香水预示着甜蜜的奖励的到来,并开始热切地舔着空气。

“同时也是加州大学洛杉矶分校加利福尼亚纳米系统研究所和脑研究所的成员,Masmanidis说:”老鼠学会了将新气味与食物联系起来,就像巴甫洛夫的狗一样。 “我们的下一步是揭开巴甫洛夫反应发生的事情,当我们在纹状体中沉默不同的细胞群时。”

根据早期研究的线索,研究小组调查了一小群支持纹状体主要神经元的细胞。虽然这些支持者在该地区的细胞数量不到2%,但科学家们惊奇地发现他们在这个地区扮演着不成比例的重要角色。使用专用电极和光遗传学的组合 - 使用光控制细胞 - 他们能够“关闭”这些支持细胞。

Masmanidis说:“当我们关闭支持细胞时,小鼠舔空气的速度只有正常情况的一半。” “我们怀疑支持细胞增强编码巴甫洛夫反应的大脑回路。”

支持细胞的影响力最强,当小鼠第一次学习配对不熟悉的气味与奖励。已经掌握了联系的小鼠的变化不那么显着。

Masmanidis说:“这些细胞对尚未掌握巴甫洛夫反应的无经验老鼠最为重要。

这些发现表明,神经系统疾病可能部分是由支持细胞功能障碍引起的,恢复细胞功能可能最终帮助患有这些疾病的人。

帕夫洛夫经典研究一个多世纪后,对巴甫洛夫的反应仍有很多需要了解的地方。 “我们的研究结果为进一步研究不同类型的神经元在健康和疾病中的角色提供了令人兴奋的机会,”加利福尼亚大学洛杉矶分校的神经生物学博士后研究员Kwang Lee说道,“这项研究的第一作者。

该论文的其他合着者还有加州大学洛杉矶分校的第一作者Sandra Holley,Justin Shobe,Natalie Chong,Carlos Cepeda和Michael Levine。

该研究由McKnight神经科学捐赠基金,国家药物滥用研究所,国家神经疾病和中风研究所以及国家科学基金会资助。

出版物:Kwang Lee等人,“Parvalbumin Interneurons Modulate Striatal Output and Incremental Performance during Associative Learning,”Neuron,2017; DOI:10.1016 / j.neuron.2017.02.033

来源:Elaine Schmidt,加州大学洛杉矶分校新闻