Студија мишева предлаже специфичне утицаје неурона на понашање „остани или крени“
Неурознанственици из лабораторије Цолд Спринг Харбор (ЦСХЛ) сада су идентификовали кључне елементе кола који доприносе таквим одлукама у предњем кортикуларном кортексу (АЦЦ), делу префронталног кортекса.
У студији објављеној у Природа, Др Адам Кепецс и његов тим су први пут открили специфичне типове можданих ћелија према одређеном обрасцу понашања код мишева - „остати или отићи“ образац који се назива тражење хране.
Рад показује да отпуштање два различита типа инхибиторних неурона, познатих као соматостатин (СОМ) и парвалбумин (ПВ), има снажну корелацију са почетком и крајем периода понашања у исхрани.
Повезивање одређених неуронских типова са добро дефинисаним понашањем показало се изузетно тешким.
„Постоји велика празнина у нашем знању између нашег разумевања типова неурона у погледу њихове физичке локације и њиховог места у било ком датом неуронском кругу и онога што ти неурони заправо раде током понашања“, рекао је Кепецс.
Део проблема је технички изазов извођења ових студија на живим мишевима који се слободно понашају.
Кључ за решавање тог проблема је модел миша развијен у лабораторији лабораторије Цолд Спринг Харбор, у којем миш има генетску модификацију која омогућава истражитељима да циљају одређену популацију неурона са било којим протеином од интереса.
Кепецова група, коју су предводили Дуда Квитсиани и Сацхин Ранаде, користила је овог миша за обележавање одређених типова неурона у АЦЦ протеином који се активира светлошћу - техником познатом као оптогенетско означавање.
Кад год су осветљавали мозак мишева са којих су снимали, само су означени ПВ и СОМ неурони одмах реаговали са скоком активности, омогућавајући истраживачима да их одаберу из огромне разноликости ћелијских одговора виђених у било ком тренутку.
Тим је забележио неуронску активност у АЦЦ ових мишева док су се бавили храном.
Открили су да ПВ и СОМ инхибиторни неурони реагују у време доношења одлука о исхрани - другим речима да ли да остану и пију или да оду и истражују негде другде. Конкретно, када су мишеви ушли у подручје где су могли да сакупе награду за воду, неурони који инхибирају СОМ су се искључили и ушли у период активности на ниском нивоу, чиме су отворили „капију“ за прикупљање информација у АЦЦ.
Када су мишеви одлучили да напусте то подручје и потраже негде другде, ПВ инхибиторни неурони су пуцали и нагло ресетовали активност ћелија.
„Мозак је сложен и континуирано активан, па има смисла да ове две врсте инхибиторних интернеурона дефинишу границе понашања као што је проналажење хране, отварање и затварање„ капије “унутар одређеног неуронског кола кроз промене у њиховој активности“ рекао је Кепецс.
Ово је важан напредак, решавајући проблем у бихевиоралној неуронауци који научници називају „зоолошки врт кортикалног одговора“.
Када истраживачи забележе нервну активност у кортексу током понашања и не знају са које врсте неурона снимају, види се збуњујући низ одговора.
То у великој мери компликује задатак тумачења. Отуда и значај резултата Кепецс тима, који први пут показују да се одређени типови кортикалних неурона могу повезати са одређеним аспектима понашања.
„О мозгу и понашању размишљамо у смислу нивоа; који су типови ћелија и кола или мреже које формирају; у којим се деловима мозга налазе; и каквим понашањем они модулирају “, рекао је Кепецс.
„Примећујући да је активност одређених типова ћелија у префронталном кортексу у корелацији са периодом понашања, идентификовали смо везу између ових нивоа.“
Извор: Лабораторија Цолд Спринг Харбор
