Neue Ergebnisse zeigen überraschende Rolle des Kleinhirns in Lohn und soziale Verhaltensweisen
Eine neue Studie an Nagern hat gezeigt, dass das Gehirn Kleinhirn-bekannt, um eine Rolle in der motorischen Koordination — hilft auch Steuerung das Gehirn die Belohnung Schaltung. Forscher fanden eine direkte neuronale Verbindung vom Kleinhirn zum ventralen Tegmentum (VTA) des Gehirns, das ist ein Bereich, der schon lange bekannt ist, daran beteiligt zu sein Belohnung Verarbeitung und Codierung. Diese Ergebnisse, veröffentlicht in der Wissenschaft, zum ersten mal zeigen, dass das Gehirn das Kleinhirn spielt eine Rolle bei der Kontrolle der Lohn-und sozialen Präferenz Verhalten, und wirft ein neues Licht auf die schaltkreise im Gehirn, die entscheidend für die emotionale und soziale Dysfunktion gesehen über mehrere psychiatrische Störungen. Finanziert wurde die Forschung durch das National Institute of Mental Health (NIMH), Teil der Nationalen Institute der Gesundheit.
„Diese Art der Forschung ist von grundlegender Bedeutung für die Vertiefung unseres Verständnisses davon, wie Gehirn-Schaltung Aktivität bezieht sich auf die psychischen Krankheiten“, sagte Joshua A. Gordon, M. D., Ph. D., Direktor von NIMH. „Ergebnisse wie die, die in diesem Papier beschrieben werden, die uns helfen mehr darüber, wie das Gehirn funktioniert, ist ein wichtiger Erster Schritt auf dem Weg hin zur Entwicklung von neuen Behandlungen.“
Das Kleinhirn spielt eine anerkannte Rolle in der Koordination und regulation der motorischen Aktivität. Jedoch, Forschung hat auch vorgeschlagen, dass dieses hirnareal trägt zu einer Vielzahl von nicht-motorischen Funktionen. Zum Beispiel Auffälligkeiten im Kleinhirn wurden mit Autismus, Schizophrenie und Substanz verwenden Störungen und Gehirn-Aktivierung im Kleinhirn wurde mit einer motivation, soziale und emotionale Verhaltensweisen und Belohnung zu lernen, von denen jede unterbrochen werden kann bei psychiatrischen Erkrankungen.
Diese früheren Befunde led Kamran Khodakhah, Ph. D., von der Albert Einstein College of Medicine, New York, und Kollegen zu Fragen, wenn gab es eine direkte Verbindung zwischen dem Kleinhirn und der VTA — ein Gehirn-Struktur beteiligt sich an der Kontrolle Belohnung und Motivation von Verhalten. Um dies zu untersuchen, verwendeten die Forscher eine Technik namens optogenetik, in dem die Neuronen der Tiere werden gentechnisch so verändert, dass Sie gesteuert werden kann mit Impulse des Lichtes. Die Forscher verwendeten diese Technik bei Mäusen, die Aktivierung der Neuronen im Kleinhirn verbunden mit dem VTA. Die Forscher fanden, dass die Aktivierung der cerebelläre Neuronen führte zu einer erhöhten Aktivierung in der VTA von Mäusen, was auf eine funktionierende Verbindung zwischen diesen beiden Hirnstrukturen.
Sobald die neuronale Verbindung zwischen diesen beiden Hirnstrukturen bestätigt wurde, untersuchten die Forscher, ob die Eingänge aus dem Kleinhirn der VTA beeinflusst Lohn-und sozialen Präferenz Verhalten. Die Forscher platziert Mäusen in ein Quadrat-geformte offene Kammer und verwendet Lichtimpulse aktivieren cerebelläre Neuronen verknüpft mit der VTA, wenn Mäuse betraten einen bestimmten Teil der Kammer, genannt der „Lohn-Quadranten.“ Mäuse zeigten eine starke Vorliebe für das verbringen der Zeit in der Lohn-Quadranten, frei zu wählen, zu verbringen mehr als 70 Prozent Ihrer Zeit in diesem Bereich. Darüber hinaus fanden die Forscher, dass Mäuse, die bereit waren, die Arbeit für die Aktivierung in dieser Hirnregion und Zeit zu verbringen, in Bedingungen, Sie würden in der Regel nicht bevorzugen (Licht vs. dunklere Bereiche) zu erhalten, diese Aktivierung. Zusammen legen die Befunde nahe, dass die Aktivierung des cerebelläre Projektionen der VTA ist, lohnt sich für Mäuse und dass das Kleinhirn spielt eine Rolle bei der Lohn-bezogenen Verhaltensweisen.
Zu prüfen, ob die Eingänge aus dem Kleinhirn in die VTA beeinflusst Soziales Verhalten, testeten die Forscher Mäuse mit einem drei-Kammer-soziale Aufgabe, in der die Mäuse beschließen, Zeit zu verbringen, in einer Kammer mit einer anderen Maus (die sozial-Kammer), in einem leeren zentralen Kammer, oder in eine Kammer mit einem nicht-sozialen Objekt. Bei der baseline, Mäuse bevorzugt werden in der gesellschaftlichen Kammer, aber nachdem Forscher inaktiviert die cerebelläre Projektionen der VTA, die die Mäuse nicht mehr zeigten diese Präferenz. Darüber hinaus ständige schweigen der Kleinhirn-VTA Weg gefunden wurde, um vollständig verhindern, dass die Ausprägung der sozialen Präferenz Verhalten in den Mäusen, die Erkenntnisse, die darauf hindeuten, dass die Eingänge aus dem Kleinhirn in die VTA sind notwendig für die soziale Präferenz Verhalten bei Mäusen.
Die Ergebnisse dieser Studie deuten auf eine potentiell große — und bislang nicht erkannte — Rolle für das Kleinhirn in der Erstellung und Kontrolle der Lohn-und sozialen Präferenz-Verhalten. Zwar gibt es viel mehr zu entdecken, die Identifizierung dieser direkte Nervenbahn kann erklären helfen, die Rolle der Schaltung bei Erkrankungen, die Einbeziehung der Lohn-und social-processing-Systeme, wie zum Beispiel sucht, Autismus und Schizophrenie, und kann auf künftige Ziele für intervention und symptom-management.
„Die Rolle der cerebelläre schaltkreise im mental-health-relevanten Verhaltensweisen ist eine unerforschte Gegend, in der wir gerade erst begonnen haben, um zu sehen, gesteigertes Interesse, sagte Janine Simmons, M. D., Ph. D., Leiter der NIMH-Social and Affective Neuroscience-Programm. „Wir sind immer aufgeregt, um zu sehen, Innovationen dieser Art in der Verhaltens-Neurowissenschaften, und diese Ergebnisse zeigen, wie viel noch gelernt werden.“
In zukünftigen Studien wollen die Forscher planen, um zu testen, ob das Kleinhirn-VTA-Signalweg manipuliert werden kann, mit Drogen oder optogenetik, zur Behandlung von sucht und verhindern Rückfall nach der Behandlung.
„Cerebelläre Auffälligkeiten sind auch mit einer Reihe von anderen psychischen Störungen wie Schizophrenie,“ sagte Dr. Khodakhah. „Wir wollen herausfinden, ob dieser Weg spielt auch eine Rolle in diesen Erkrankungen.“