识别负责运动激活和回避行为的大脑回路

负责运动激活和回避行为的脑回路
IPACL区域的CRH神经元产生一种红色荧光蛋白,使视觉化。如果CRH神经元连接到中脑的黑质,逆行标记会将它们染成绿色。图片来源:Simon Chang

在一个很大程度上被忽视的大脑区域,科学家发现了产生应激激素CRH(促肾上腺皮质激素释放激素)的神经元。他们发现,该区域产生的CRH在行为唤醒、运动激活和回避行为中发挥作用。这些发现可能对理解精神疾病很重要。

马克斯·普朗克精神病学研究所(MPI)的研究小组组长Jan Deussing和他的团队已经确定了大脑中的一个区域在哪里产生应激激素CRH这个所谓的IPACL区域(前连合后肢的外侧间质核)在很大程度上被科学家忽视了,直到现在。它是延展杏仁核的一部分,杏仁核是大脑中负责诸如恐惧等行为的区域。

来自这部分大脑的CRH所起的作用以前是未知的。相比之下,CRH起源于下丘脑脑区,是应激轴的组成部分,导致应激激素皮质醇的释放。“我们想知道为什么IPACL神经元会产生CRH。我们用老鼠作为模型系统,因为和人类的相似。我们对老鼠进行了基因改造,使我们能够特别刺激IPACL神经元,”Deussing解释道。

CRH会触发移动和回避行为

IPACL神经元的减少会导致老鼠更加过度地探索环境。在IPACL神经元的刺激下,小鼠表现出行为激活的迹象,在其他事情中,表现为增加的运动活动。应激激素皮质酮也会增加。因此,科学家们想要调查动物是否将IPACL神经元的激活视为愉快或不愉快。

为此,他们对小鼠进行了以下训练:在测试设备的一个房间里,他们刺激IPACL神经元,在另一个房间里他们不刺激IPACL神经元。经过训练后,老鼠可以自由选择待在哪个房间。他们避开IPACL神经元受到刺激的房间,这表明刺激被认为是不舒服的。这些结果表明,IPACL神经元的刺激会引发类似于在压力环境下经历的感觉。

尽管进行了这些研究,Deussing和他的团队仍然不知道IPACL神经元的CRH是否负责或者这些变化是否由神经元刺激触发。因此,他们抑制了动物体内特定的CRH受体。这种抑制后,IPACL神经元的刺激不再触发探索性增加.“因此,我们很清楚,来自IPACL区域的CRH导致了小鼠的行为,”Deussing总结道。

大脑中与CRH回路有关的三个结构

IPACL神经元的末梢支配神经元(SN)在中脑内。这个区域对运动很重要。例如,SN是帕金森氏症中最先退化的区域之一。Jan Deussing的团队怀疑IPACL神经元的CRH正是作用于这个区域的细胞。因此,他们对小鼠进行了基因改造,使CRH受体只在SN区关闭。

然而,在刺激IPACL神经元后,这些小鼠继续显示出更多的探索行为。这让团队感到困惑。“接下来,我们关注苍白球区域(GPe)外部部分的神经元。这些神经元含有许多CRH受体,它们的神经末梢也终止于SN。通常,CRH受体位于神经元体及其树突上,但在GPe神经元中,CRH受体位于神经末梢上,”德辛说。

研究小组关闭了GPe神经元中的受体。结果,刺激IPACL神经元后,啮齿类动物不再表现出增加的探索行为。因此,研究人员得出结论,IPACL神经元中的CRH通过GPe神经元介导其作用。“我们首次在IPACL、SN和GPe中发现了CRH电路在运动激活和Deussing解释道。

研究结果最近发表在科学的进步,可能与理解精神疾病有关。在或者抑郁,诸如觉醒和回避行为等反应可能会受损。Deussing说:“我们发现的CRH电路有可能控制着这种行为的一部分。”

更多信息:三部延伸杏仁核-基底神经节CRH电路驱动运动激活和回避行为,科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abo1023
期刊信息: 科学的进步

引用:识别负责运动激活和回避行为的大脑回路(2022年,11月25日),检索自2022年11月27日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-11-brain-circuit-responsible-locomotor-behavior.html
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