Przetwarzanie informacji o nagrodach naturalnych i farmakologicznych w mózgu myszy : praca doktorska

Bijoch, Łukasz

Przejdź do menu głównego
Przejdź do wyszukiwarki
Przejdź do treści
Przejdź do stopki

Przetwarzanie informacji o nagrodach naturalnych i farmakologicznych w mózgu myszy : praca doktorska

Pobierz

Opis
Informacje

Tytuł: Przetwarzanie informacji o nagrodach naturalnych i farmakologicznych w mózgu myszy : praca doktorska

Abstrakt:

Odpowiednie reagowanie na bodźce apetytywne w środowisku jest dla zwierząt kluczową umiejętnością, umożliwiającą im przetrwanie i reprodukcję. Niektóre substancje psychoaktywne też wywołują przyjemne doznania, ale ich działanie jest związane z farmakologicznym wpływem na neurony. Stąd wyróżnia się dwa rodzaje bodźców apetytywnych: nagrody naturalne oraz farmakologiczne. Z nagrodami farmakologicznymi związane jest uzależnienie, u którego podstaw stoją wywołane przez daną substancję zmiany w jakości i liczbie połączeń neuronalnych, zwane zmianami plastycznymi. Procesy plastyczne występują też fizjologicznie w mózgu i są uznawane za molekularną podstawę śladu pamięciowego. Podejrzewa się, że farmakologicznie wywołane zmiany plastyczne występują w rejonach mózgu przetwarzających nagrody naturalne, gdzie kodują patologicznie trwałe wspomnienia o narkotyku. Stosując dwa mysie modele ekspozycji na nagrody, sprawdziłem czy informacje o nich rzeczywiście przetwarzane są przez te same części mózgu. W przypadku nagrody naturalnej, myszy miały przez dwie godziny dziennie dostęp do słodkiego roztworu sacharozy. Nagrodą farmakologiczną były zastrzyki z roztworu kokainy. Zwierzęta były eksponowane na te nagrody jednokrotnie lub przez siedem kolejnych dni. By sprawdzić jakie struktury mózgowe angażuje każda z nagród, w całym mózgu sprawdziłem poziom c-Fos, który jest białkiem związanym ze zwiększoną aktywnością neuronalną i plastycznością synaptyczną. Wykorzystując optyczne oczyszczanie tkanek i mikroskopię arkusza światła ustaliłem, że obie nagrody angażowały struktury w rozległych częściach mózgu. Wzór podwyższonej aktywności częściowo pokrywał się ze sobą dla obu nagród, ale w przypadku wielu obszarów był specyficzny tylko dla ekspozycji na kokainę lub cukier. Analizując wzrost poziomu c-Fos po jednokrotnej i kilkukrotnej ekspozycji zwierząt na słodką wodę zauważyłem, że jest on wyższy w przypadku jednokrotnego podania. W przypadku kokainy, efekt ten był odwrotny i po siedmiu dniach podawania narkotyku ponad połowa struktur w mózgu wykazywała zmienioną aktywność. Przetwarzanie informacji o cukrze i kokainie badałem też na poziomie pojedynczych neuronów w obrębie jądra środkowego ciała migdałowatego (CeA). CeA przetwarza bodźce o znaczeniu emocjonalnym i składa się z dwóch części: przyśrodkowej (CeM) i bocznej (CeL). Technikami elektrofizjologicznymi zbadałem zmiany plastyczne wywołane nagrodami w obrębie CeA i w CeM zaobserwowałem je u zwierząt zarówno po ekspozycji na cukier, jak i na kokainę. Analiza wykazała, że skutkowały one wzmocnieniem siły synaps dochodzących do CeM. Zmiany plastyczne w CeL dotyczyły tylko zwierząt eksponowanych na kokainę i skutkowały osłabieniem siły synaps tamtejszych neuronów. Zaangażowanie CeA w przetwarzanie obu typów nagród potwierdziłem poprzez badanie zachowania zwierząt ze zmienioną aktywnością CeM. Stosując metody inżynierii chemogenetycznej zablokowałem motywację zwierząt do picia słodkiej wody oraz opóźniłem wystąpienie niektórych skutków behawioralnych wywołanych przez kokainę. W CeA odkryłem też populacje wrażliwych na dopaminę neuronów o dwóch typach receptorów: DRD1 oraz DRD2. Określiłem, że neurony w CeL eksprymują tylko DRD2, a w CeM mają na swojej powierzchni albo DRD1 albo DRD2. Okryłem, że kokaina i cukier różnie modulują aktywność tych neuronów w CeM. Kokaina zwiększa spontaniczną aktywność neuronów z receptorami DRD1, a zmniejsza tych z DRD2. Cukier z kolei zwiększa spontaniczną aktywność neuronów z DRD2, a zmniejsza z DRD1.Podsumowując, wyniki badań wskazują, że informacje o cukrze i o kokainie są różnie przetwarzane w mózgu. Odrębność tych nagród sprawia, że wymagają one scharakteryzowania indywidualnych modeli układu nagrody. Informacje dotyczące cukru i kokainy są także różnorodnie przetwarzane przez neurony CeA, jednak dokładne zrozumienie tych mechanizmów wymaga uwzględnienia roli różnych populacji neuronów.