大脑小脑发现影响成瘾和社会行为

在《华尔街日报》今日发表的一项研究科学爱因斯坦医学院的研究人员,他的一部分,首次证明大脑的cerebellum-long认为是主要参与协调运动都有助于控制大脑的反馈回路。惊人的发现表明,小脑中起着重要作用在奖励处理和社会行为和可能导致治疗成瘾的新策略。

先前的研究已经暗示cerebellum-a拳头大小的人才结构位于brainstem-were略高于评估。例如,一些功能性核磁共振研究(测量时血流变化时,大脑活动)评估了大脑的活动戒毒的人谁是图片与成瘾有关,比如一个注射器。出人意料地,这些人的小脑发光核磁共振扫描显示,表明加强活动;此外,发光的强度与一个人的复发的风险。本和其他证据表明,小脑参与引发自我感觉良好的神经递质多巴胺的释放大脑区域接受有益的刺激。

“小脑的概念做了很多超出控制运动遭到了很多怀疑和没有人任何真正的线索小脑可能如何影响多巴胺释放,”研究带头人Kamran Khodakhah说,博士,教授,多明尼克主席p紫癜神经科学和神经科学的佛罗伦萨和欧文·鲁宾斯坦椅子。在爱因斯坦Ilaria法令,博士生,克里斯托弗•陈博士co-first作者在研究。

Khodakhah博士也在精神病学和行为科学教授和教授扫罗r·科里神经学部门怀疑小脑直接连接和激活的腹侧被盖区(VTA)附近的一个结构在成瘾中发挥作用。(VTA神经元合成和释放多巴胺边缘通路,介导愉悦和回报)。在研究旨在测试这一假说,他的实验室表明,刺激小脑神经元激活腹侧被盖区,导致“上瘾”的行为老鼠。

选择光遗传学

进行这些研究Khodakhah使用光遗传学博士,这是插入基因,产生光敏蛋白质在选择神经元。然后研究人员可以选择性地激活或灭活治疗神经元通过揭露他们。

在最初的实验中,当Khodakhah博士的研究小组将基因插入小脑神经元,其中一些与腹侧被盖区通过长纤维轴突。当小脑轴突延伸到腹侧被盖区是选择性地刺激与光,大约三分之一的VTA神经元增加了射击。因为只有小脑轴突含有光敏蛋白质和能被激活的光,这个实验第一次证明了小脑神经元形成突触(连接),VTA神经元工作。

引发反应中枢

这些连接有影响的行为?Khodakhah博士为了回答这个问题,进行了一次所谓的开放田地室试验,小鼠自由地探索一个方形外壳的任何角落。每次鼠标达到一个特定的角落每个鼠标(随机选择)、小脑神经元与腹侧被盖区optogenetically刺激。如果老鼠发现了这个刺激快感,他们会将优先返回这个角落(得到另一个奖励的闪光),而不是到另一个角落和他们做,经常多发生在控制动物。

刺激小脑预测腹侧被盖区可能引发“上瘾”老鼠呢?为了找到答案,Khodakhah博士和他的同事们把老鼠放在一个室半黑半明亮。因为老鼠喜欢黑暗追忆最好避免成为捕食者的下一个晚饭花更多时间探索黑暗房间的一部分。研究人员然后重复experiment-except这一次,每隔一天六天,老鼠仅限于光明面30分钟,而小脑与连接轴突,腹侧被盖区是optogenetically刺激。最初的调节期后,老鼠被允许自由地探索整个室。

“尽管老鼠通常避开明亮的区域,现在他们优先跑向那个光,因为他们记得奖励,“Khodakhah博士说。“这表明小脑在成瘾行为中发挥作用。”He notes that the results were "very similar" to findings in other studies in which mice confined to the bright part of chambers received addictive drugs such as cocaine instead of cerebellar stimulation.

一个角色在社会行为

小脑畸形都牵连到自闭症谱系障碍(ASD),尽管小脑是如何导致自闭症还不清楚。因为需要腹侧被盖区社会行为Khodakhah博士和他的同事们检测cerebellum-VTA通路是否参与其中。他们把老鼠放在一个three-chambered盒子是免费前往一个无生命的对象,一个鼠标或一个空腔。小脑内轴突VTA的活动监控。

老鼠被研究通常花了大部分的时间与另一个鼠标和社交时,小脑的轴突VTA是最活跃的,一致认为小脑继电器腹侧被盖区与社会行为有关的信息。有趣的是,当研究人员optogenetically沉默小脑轴突投射到腹侧被盖区,老鼠不再喜欢与其他老鼠交互。这一发现表明,社会行为需要一个功能cerebellum-VTA途径这干扰途径可能是故障通过小脑功能障碍导致自闭症。

下一个步骤

Khodakhah博士在未来的研究中,将测试cerebellum-VTA通路是否可以操作,使用药物或光遗传学治疗成瘾和预防复发后治疗。他还将调查是否小脑的神经元影响前额叶皮层和伏隔核,其他两个大脑区域有针对性的腹侧被盖区和成瘾行为和精神障碍密切相关。“小脑异常也与其他精神疾病如精神分裂症、“Khodakhah博士说,“我们想知道是否这个途径在这些障碍中也扮演了重要的角色。”