Obwody mózgowe związane z czujnością

Jak czujny, lub czujność, jesteś w ciągu dnia może wpływać na zdolność do wykonywania codziennych zadań. Wiele rzeczy może zmienić, jak czujny czujesz, takie jak ilość snu lub kofeiny miałeś. Bycie zbyt czujnym lub nie dość czujnym może być również oznaką pewnych chorób psychicznych, takich jak lęk, mania lub depresja.

Naukowcy dowiedzieli się wiele o tym, jak mózg reguluje bycie śpiącym lub obudzonym w ogóle. Ale mniej wiadomo o tym, jak mózg reguluje zmiany w czujności w ciągu dnia.

Aby zbadać, które komórki mózgowe (neurony) regulują czujność, zespół kierowany przez dr Karla Deisserotha i Matthew Lovett-Barrona na Uniwersytecie Stanforda przeanalizował aktywność komórek mózgowych u rybek zebrafish i myszy podczas pomiaru ich czasów reakcji. Badania były częściowo wspierane przez National Institute of Mental Health (NIMH) oraz National Institute on Drug Abuse (NIDA). Wyniki zostały opublikowane online w Cell 2 listopada 2017 r.

Zespół stworzył technikę zwaną MultiMAP (Multiplexed-alignment of Molecular and Activity Phenotypes), aby śledzić i identyfikować neurony i obwody aktywowane podczas określonego stanu mózgu. Używając tej techniki, badacze śledzili aktywność dziesiątek tysięcy komórek mózgowych ryb zebrafish, podczas gdy ryby były prezentowane z bodźcem naśladującym zbliżającego się drapieżnika. Zmierzyli czujność, mierząc, jak długo trwało to ryby do swish ich ogony w odpowiedzi na bodziec threatening.

A molekularnej analizy zidentyfikowano kilka różnych typów komórek, które zostały aktywowane, gdy ryby były najbardziej czujny i reaguje. Obejmowały one neurony, które uwalniają posłańców chemicznych, które zmieniają aktywność innych komórek mózgu. Potwierdzając wyniki poprzednich badań, zidentyfikowali neurony wydzielające noradrenalinę jako aktywne w czujności. Ponadto, ich technika pozwoliła im zidentyfikować inne typy komórek nie wcześniej wykazano, aby być zaangażowane w czujność, w tym acetylocholiny-, serotoniny-, dopaminy-, i peptydów-secreting neurons.

Badacze szukali tych zestawów komórek mózgowych w mózgu myszy. Stwierdzili, że były podobne typy komórek i obwody regulujące czujność u myszy. Aktywacja określonych obwodów za pomocą optogenetyki, która wykorzystuje światło do aktywacji lub hamowania określonych neuronów, sprawiła, że myszy stały się bardziej czujne lub zmniejszyła ich czas reakcji.

„Czujność poszła w złym kierunku oznacza stany takie jak mania i te widoczne w zespole stresu pourazowego i depresji”, mówi dyrektor NIMH dr Joshua Gordon. „Uzyskanie znajomości molekularnych graczy w zachowaniu – jak obiecuje to nowe narzędzie – może kiedyś doprowadzić do klinicznych interwencji ukierunkowanych na dysfunkcyjne stany mózgu.”

.