Nature重磅！揭示習(xí)得行為中去甲腎上腺素的時空動態(tài)
Nature重磅！揭示習(xí)得行為中去甲腎上腺素的時空動態(tài)
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藍(lán)斑核（LC）是大腦中合成去甲腎上腺素（NA）的主要部位，LC-NA通路與睡眠和覺醒以及壓力相關(guān)的行為有關(guān)。LC-NA通路的功能已經(jīng)在不同的任務(wù)、不同的條件下進(jìn)行了研究，但LC-NA中去甲腎上腺素表達(dá)神經(jīng)元的激活是否能夠以及如何促進(jìn)特定行為的不同組成部分目前尚不清楚。
近日，研究者發(fā)現(xiàn)LC-NA活性在習(xí)得行為中表現(xiàn)出不同的時空動態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)兩種功能：促進(jìn)任務(wù)執(zhí)行和性能優(yōu)化。為了檢驗(yàn)這些功能，研究人員在小鼠中執(zhí)行了行為任務(wù)測試。LC的光遺傳失活表明，LC-NA活性和任務(wù)執(zhí)行及優(yōu)化存在因果關(guān)系。通過光標(biāo)記、雙光子顯微內(nèi)窺鏡和雙光子輸出監(jiān)測對LC-NA神經(jīng)元進(jìn)行靶向記錄，發(fā)現(xiàn)在行為執(zhí)行之前和強(qiáng)化之后存在瞬時的LC-NA激活，并且這兩種階段性活動成分在LC-NA皮層輸出中呈現(xiàn)不均勻分布，運(yùn)動皮層中的行為反應(yīng)信號更高，有助于任務(wù)執(zhí)行；而負(fù)強(qiáng)化信號則廣泛分布于大腦皮層各區(qū)域，從而提高了后續(xù)試驗(yàn)中的反應(yīng)靈敏性。因此，靶向LC輸出的不同模塊可實(shí)現(xiàn)不同的功能。
LC-NA軸突與皮質(zhì)NE釋放高度相關(guān)
研究者將基因編碼的熒光去甲腎上腺素傳感器(GRABNE)通過AAV9病毒載體注入Gad2-cre or VGAT-cre 鼠大腦的運(yùn)動皮層（MC）,對MC區(qū)GRABNE2m 進(jìn)行了稀疏標(biāo)記和成像。通過比較LC-NA軸突GCaMP7b活性和GRABNE活性，研究者發(fā)現(xiàn)LC-NA軸突鈣信號與皮質(zhì)NE釋放高度相關(guān)。
本研究利用依賴于LC-NA活性的后天習(xí)得行為，揭示了LC-NA系統(tǒng)的兩種不用功能：任務(wù)執(zhí)行和性能優(yōu)化，并發(fā)現(xiàn)在LC-NA輸出，存在不同的功能模塊可以支持習(xí)得行為的不同方面。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04782-2
