伏隔核全脑跨突触输入的模式研究

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伏隔核(nucleus accumbens,NAc)位于腹侧纹状体,是基底神经节的重要组成部分,由核部(core)和壳部(shell)组成。NAc在小鼠行动选择、认知、奖惩、药物成瘾等脑功能中扮演重要的角色。NAc还与多种神经精神类疾病密切相关,例如:阿尔兹海默症、抑郁症、帕金森氏病等。且NAc是一个功能异脑区,抑制NAc core内AMPA(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid receptor)和NMDA(N-methyl-D-aspartic acid receptor)明显减少小鼠对奖赏相关刺激的反应;而抑制NAc shell中相应受体则显著增加小鼠对非奖赏相关刺激的反应。已有研究表明内侧前额叶(the medial prefrontal cortex,m PFC)、基底外侧杏仁核(basolateral amygdala nucleus,BL)、海马(hippocampus,HPC)是对NAc输入比例较多的三个脑区。m PFC和NAc形成的神经环路与决策、记忆和社会行为等脑功能相关;BL和NAc形成的神经环路与条件性奖赏寻求行为的调控密切相关;HPC和NAc形成的神经环路与攻击行为的调控密切相关。但是,对于以上神经环路接受的全脑输入尚不清楚。因此,有必要对以上神经环路接受的全脑输入进行定量分析和比较,为解析复杂的NAc功能提供一定程度上的参考信息。本文使用多种嗜神经病毒,采用TRIO(tracing the relationship between input and output)标记策略系统的研究了投射到NAc不同亚区的m PFC、BL、HPC神经元的全脑输入模式。本文的研究结果显示:(1)m PFC-core与m PFC-shell神经元之间、BL-core与BL-shell神经元之间、HPC-core与HPC-shell神经元之间接受的上游输入模式相似。但投射到NAc不同亚区的m PFC、BL神经元接受广泛的输入,而投射到NAc不同亚区的HPC神经元接受较为集中的输入,其中本地(HPC)的输入占一半以上。(2)有研究表明内嗅皮层(entorhinal cortex,Ent)、梨状皮层(piriform cortex,Pir)、HPC大量投射到NAc不同亚区,我们发现投射到NAc不同亚区的m PFC、BL、HPC神经元也都会大量接受来自Ent、Pir、HPC的投射。证明Ent、Pir、HPC可能既会直接也会间接通过m PFC、BL、HPC调控NAc神经元的活动。综上所述,本文揭示了投射到NAc不同亚区的m PFC、BL、HPC神经元的全脑输入模式,为将来进一步解析复杂的NAc功能机制奠定了坚实的基础。
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