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Nature Neuroscience: 科學家揭示腹側紋狀體亞區調控自身清潔的行為

作者:由 腦聲常談 發表于 攝影時間:2021-11-28

紋狀體(包括嗅結節)

作為皮質-基底神經節環路的關鍵組成部分,調控運動,參與目標動機和獎賞動機行為,主要由GABA能中型多棘神經元,根據其表達多巴胺受體的不同,可分為D1型神經元和D2型神經元。

The islands of Calleja (IC) 由腹側紋狀體的一群密集顆粒細胞組成

島樣結構

,表達D3型多巴胺受體,發源於腦室下區,在人類中主要位於伏隔核(NAc)區域,在大鼠、小鼠中主要位於嗅結節。

理毛(Grooming)是一種維持行為

,在維持清潔、體溫調節和減輕壓力方面起著關鍵作用。過度理毛行為是強迫性重複行為的表現。腦幹,杏仁核 ,下丘腦和紋狀體等腦區參與調控自我理毛行為。

Nature Neuroscience: 科學家揭示腹側紋狀體亞區調控自身清潔的行為

2021年11月18日賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院Minghong Ma研究團隊發現紋狀體亞區IC具有調控自我理毛的新功能。

Nature Neuroscience: 科學家揭示腹側紋狀體亞區調控自身清潔的行為

IC區域神經元特點

研究人員透過電生理技術發現

IC區域D3型神經元胞體較小(直徑6-8微米)

,胞膜高輸入電阻,並且不存在自發性動作電位。光啟用該型別神經元后引起小鼠自我理毛行為。更有意思的是,即便是小鼠正在和其他小鼠進行社交行為,

啟用該神經元后,小鼠立即停止社交行為,開始理毛行為,讓同伴一臉懵逼

此外,無論是飢餓的小鼠正在進食或在瘙癢引起的抓撓的被動行為中,啟用IC區域D3型神經元均會讓小鼠立即停止當前的動作,瞬間進行理毛行為,這就表明即使正在進行其他的動機或目標行為,啟用IC腦區D3型神經元能夠引起強烈的理毛行為。

當小鼠正在進行

自發理毛行為或在淋水後進行理毛行為

時,光抑制IC區域D3型神經元后立即停止理毛行為。透過Cre 依賴性白喉毒素 A 亞基 (DTA) 病毒策略誘導IC腦區D3型神經元凋亡後,也能夠阻止小鼠的理毛行為。

光纖鈣成像技術

發現在理毛行為過程中IC區域D3型神經元活性增強,在離IC腦區較遠(大於200微米)的區域並未觀察到神經元活性的增加,這些結果更進一步證實IC區域神經元在調控理毛行為中發揮關鍵作用。

Nature Neuroscience: 科學家揭示腹側紋狀體亞區調控自身清潔的行為

順行示蹤病毒揭示IC腦區的輸出

為進一步弄清楚IC區域D3型神經元的上、下游輸入輸出,研究人員向

IC腦區注射逆行示蹤病毒

,發現其不僅僅接受來自於NAc,梨狀皮層、VTA腦區的輸入,還接受具備調控理毛行為功能的腹側蒼白球、下丘腦外側區和杏仁核等腦區的突觸輸入;向該腦區注射

順行示蹤病毒

發現該腦區神經元並不向其他腦區投射,與鄰近的中型多刺神經元形成單突觸連線,形成區域性微環路。

總的來說,本文揭示了紋狀體亞區IC區域神經元新的功能—調控自我理毛行為。異常的自我理毛行為存在於自閉症、強迫症等精神神經疾病中,IC區域或可成為潛在的研究靶區。

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標簽: IC  理毛行為  神經元  腦區  D3