本文關(guān)鍵詞： 決策 獎賞利用和獎賞尋覓狀態(tài) 中縫背核 5-HT GABA　出處：《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：原初獎賞對物種的生存至關(guān)重要。在基于獎賞的覓食決策行為中,動物的行為狀態(tài)需要在獎賞利用狀態(tài)和獎賞尋覓狀態(tài)之間不斷切換以獲取更多的獎賞。中縫背核是前腦血清素(5-HT)的主要來源之一,它是異質(zhì)性的核團(tuán),除了5-HT神經(jīng)元,還包含γ-氨基丁酸(GABA)神經(jīng)元等多種不同類型的神經(jīng)元。中縫背核參與調(diào)節(jié)和控制獎賞相關(guān)的行為,處理獎賞相關(guān)的信息。迄今為止,中縫背核基因特異性的神經(jīng)元的活性在動物攝取原初獎賞時怎樣變化仍然不清楚。中縫背核神經(jīng)元參與調(diào)節(jié)動物的行為狀態(tài),而前人尚未闡明中縫背核不同類型的神經(jīng)元在動物處于獎賞利用狀態(tài)或者獎賞尋覓狀態(tài)下活性怎樣變化。在此項研究中,我們利用神經(jīng)元特異性的光纖記錄和在體電生理記錄研究了中縫背核5-HT和GABA神經(jīng)元在動物攝取原初獎賞,以及動物處于獎賞利用狀態(tài)和獎賞尋覓狀態(tài)下的活性變化。利用光纖記錄中縫背核5-HT神經(jīng)元群體的鈣信號活性變化,我們發(fā)現(xiàn)原初獎賞,包括食物、交配行為以及社會性的交往行為能夠有效地激活中縫背核5-HT神經(jīng)元,但是厭惡性的刺激比如苦味的奎寧水和足底電擊并不能激活中縫背核5-HT神經(jīng)元,甚至導(dǎo)致其活性的降低。正相反,我們發(fā)現(xiàn)中縫背核GABA神經(jīng)元群體在動物攝取獎賞性的食物和蔗糖溶液時鈣信號活性降低,但厭惡性的足底電擊可以有效地激活中縫背核GABA神經(jīng)元。在基于獎賞的覓食行為中,中縫背核5-HT神經(jīng)元的活性在動物處于獎賞利用的行為狀態(tài)時較高,而在動物處于獎賞尋覓狀態(tài)時活性較低。獎賞利用狀態(tài)可以細(xì)致分成獎賞期待和獎賞攝取階段,光纖記錄中縫背核5-HT神經(jīng)元群體鈣活性發(fā)現(xiàn),在獎賞期待階段5-HT神經(jīng)元活性逐漸持續(xù)升高,并維持高活性狀態(tài)直到獎賞的到來；獎賞攝取起始時,5-HT神經(jīng)元鈣活性進(jìn)一步升高。在體電生理記錄單個5-HT神經(jīng)元活性進(jìn)一步驗證了光纖記錄的結(jié)果,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)典型的5-HT神經(jīng)元在獎賞期待階段被強(qiáng)直激活,而在獎賞攝取時成簇發(fā)放。同時,還存在其它的神經(jīng)元發(fā)放類型。與5-HT神經(jīng)元的活性大體相反,中縫背核GABA神經(jīng)元在動物處于獎賞利用狀態(tài)時呈現(xiàn)較低的活性,而在獎賞尋覓時呈現(xiàn)較高的活性。作為對照,腹側(cè)被蓋區(qū)DA神經(jīng)元在獎賞決策行為中呈現(xiàn)出與5-HT神經(jīng)元不同的活性特征。我們的研究暗示中縫背核5-HT神經(jīng)元的激活可以促進(jìn)動物獎賞利用行為狀態(tài)但抑制獎賞尋覓的行為狀態(tài),而GABA神經(jīng)元則相反。同時,揭示了5-HT以與DA神經(jīng)元不同的方式參與編碼獎賞信息。該研究為人們對5-HT相關(guān)的精神類疾病的機(jī)理的理解提供了堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
[Abstract]:Primordial rewards are essential to the survival of species. In rewarding foraging decisions, Animal behavior needs to be switched between the reward utilization state and the reward seeking state to obtain more rewards. The dorsal raphe nucleus is one of the main sources of serotonin 5-HTs in the forebrain, and it is a heterogeneous nucleus with the exception of 5-HT neurons. The dorsal raphe nucleus is involved in the regulation and control of reward related behavior, processing of reward related information. It remains unclear how the activity of gene-specific neurons in the dorsal raphe nucleus changes when animals receive the original reward. Dorsal raphe nucleus neurons are involved in regulating animal behavior. However, it has not been clarified how the activity of the different types of neurons in the dorsal raphe nucleus changes when the animal is in the state of reward utilization or seeking the reward. We studied the primordial reward of 5-HT and GABA neurons in the dorsal raphe nucleus in animals using neuron specific optical fiber recording and in vivo electrophysiological recording. And the changes in the activity of animals in the state of reward utilization and reward seeking. Using optical fibers to record changes in calcium signal activity in the 5-HT neuron population in the dorsal raphe nucleus, we found that the primary reward, including food, Mating and social interaction can effectively activate 5-HT neurons in the dorsal raphe nucleus, but aversion stimuli such as bitter quinine water and plantar shock do not activate 5-HT neurons in the dorsal raphe nucleus. On the contrary, we found that GABA neurons in the dorsal raphe nucleus decreased their calcium signal activity when they ate reward food and sucrose solution. In reward based foraging behavior, the activity of 5-HT neurons in the dorsal raphe nucleus was higher when the animal was in the behavior of reward utilization. However, when animals were in the state of reward seeking, the activity was lower. The state of reward utilization could be divided into reward expectation stage and reward uptake stage. The calcium activity of 5-HT neurons in dorsal raphe nucleus was recorded by optical fiber. At the stage of expectation of reward, the activity of 5-HT neurons continued to increase and remained high until the arrival of reward. The calcium activity of 5-HT neurons increased further during the initiation of reward uptake. The activity of single 5-HT neurons recorded in vivo further verified the results of optical fiber recording, and it was further found that typical 5-HT neurons were strongly activated during the reward expectation stage. In contrast to the activity of 5-HT neurons, the GABA neurons in the dorsal raphe nucleus showed low activity when the animals were in the state of reward utilization. The reward was found to be more active. As a control, The DA neurons in ventral tegmental area show different activity characteristics from 5-HT neurons in reward decision making. Our study suggests that the activation of 5-HT neurons in dorsal raphe nucleus can promote animal reward to use behavioral state but inhibit reward. The state of seeking, GABA neurons, on the other hand, reveal that 5-HT encodes reward information in a different way from DA neurons. This study provides a solid data basis for understanding the mechanism of 5-HT related mental disorders.
【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：Q42

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5 楊s，

本文編號：1526184