#شناسایی #سازوکارهای بالقوه ایجاد #الکلیزم
#Dopamine #Neurons #Change the #Type of #Excitability in #Response to #Stimuli
#پژوهشگران مدرسه عالی اقتصاد روسیه با همکاری موسسه ملی سلامت و وزارت آموزش روسیه 🇷🇺، دانشکده نرمال سوپریر فرانسه 🇫🇷، و دانشگاه ایندیانای ایالات متحده 🇺🇸، در پژوهش بر ریشه های #عصبی، #ژنتیک و #متابولیک #الکلیزم در افراد دریافتند که مکانیزم های #تغییریافته عمل در پاسخ #نورون های #دوپامینرژیک در پویایی های #کرتکس #پیش_پیشانی منجر به تغییر سطح #دوپامین مغز شده و فرد را به سمت الکلیزم سوق دهند.
Abstract
#The #dynamics of #neuronal #excitability #determine the #neuron’s response to stimuli, its #synchronization and #resonance properties and, ultimately, the computations it performs in the #brain. We investigated the dynamical #mechanisms underlying the excitability type of dopamine (#DA) neurons, using a #conductance-based #biophysical model, and its #regulation by intrinsic and #synaptic currents. #Calibrating the model to reproduce low frequency #tonic firing results in #N-methyl-D-aspartate (#NMDA) #excitation balanced by γ-Aminobutyric acid (#GABA)-mediated #inhibition and leads to type I excitable behavior characterized by a continuous decrease in firing frequency in response to #hyperpolarizing currents. Furthermore, we analyzed how excitability type of the DA neuron model is influenced by changes in the intrinsic current composition. A #subthreshold #sodium current is necessary for a continuous frequency decrease during application of a negative current, and the low-frequency “balanced” state during simultaneous activation of NMDA and GABA #receptors. Blocking this current switches the neuron to type II characterized by the abrupt onset of repetitive firing. Enhancing the #anomalous rectifier #Ih current also switches the excitability to type II. Key characteristics of synaptic conductances that may be observed in vivo also change the type of excitability: a #depolarized γ-Aminobutyric acid receptor (#GABAR) reversal potential or co-activation of α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptors (#AMPARs) leads to an abrupt frequency drop to zero, which is typical for type II excitability. Coactivation of N-methyl-D-aspartate receptors (#NMDARs) together with AMPARs and GABARs shifts the type I/II boundary toward more hyperpolarized GABAR reversal potentials. To better understand how altering each of the aforementioned currents leads to changes in excitability profile of DA neuron, we provide a thorough dynamical analysis. Collectively, these results imply that type I excitability in dopamine neurons might be important for low firing rates and fine-tuning basal dopamine levels, while switching excitability to type II during NMDAR and AMPAR activation may facilitate a transient increase in dopamine concentration, as type II neurons are more amenable to synchronization by mutual excitation.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1005233
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
#Dopamine #Neurons #Change the #Type of #Excitability in #Response to #Stimuli
#پژوهشگران مدرسه عالی اقتصاد روسیه با همکاری موسسه ملی سلامت و وزارت آموزش روسیه 🇷🇺، دانشکده نرمال سوپریر فرانسه 🇫🇷، و دانشگاه ایندیانای ایالات متحده 🇺🇸، در پژوهش بر ریشه های #عصبی، #ژنتیک و #متابولیک #الکلیزم در افراد دریافتند که مکانیزم های #تغییریافته عمل در پاسخ #نورون های #دوپامینرژیک در پویایی های #کرتکس #پیش_پیشانی منجر به تغییر سطح #دوپامین مغز شده و فرد را به سمت الکلیزم سوق دهند.
Abstract
#The #dynamics of #neuronal #excitability #determine the #neuron’s response to stimuli, its #synchronization and #resonance properties and, ultimately, the computations it performs in the #brain. We investigated the dynamical #mechanisms underlying the excitability type of dopamine (#DA) neurons, using a #conductance-based #biophysical model, and its #regulation by intrinsic and #synaptic currents. #Calibrating the model to reproduce low frequency #tonic firing results in #N-methyl-D-aspartate (#NMDA) #excitation balanced by γ-Aminobutyric acid (#GABA)-mediated #inhibition and leads to type I excitable behavior characterized by a continuous decrease in firing frequency in response to #hyperpolarizing currents. Furthermore, we analyzed how excitability type of the DA neuron model is influenced by changes in the intrinsic current composition. A #subthreshold #sodium current is necessary for a continuous frequency decrease during application of a negative current, and the low-frequency “balanced” state during simultaneous activation of NMDA and GABA #receptors. Blocking this current switches the neuron to type II characterized by the abrupt onset of repetitive firing. Enhancing the #anomalous rectifier #Ih current also switches the excitability to type II. Key characteristics of synaptic conductances that may be observed in vivo also change the type of excitability: a #depolarized γ-Aminobutyric acid receptor (#GABAR) reversal potential or co-activation of α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptors (#AMPARs) leads to an abrupt frequency drop to zero, which is typical for type II excitability. Coactivation of N-methyl-D-aspartate receptors (#NMDARs) together with AMPARs and GABARs shifts the type I/II boundary toward more hyperpolarized GABAR reversal potentials. To better understand how altering each of the aforementioned currents leads to changes in excitability profile of DA neuron, we provide a thorough dynamical analysis. Collectively, these results imply that type I excitability in dopamine neurons might be important for low firing rates and fine-tuning basal dopamine levels, while switching excitability to type II during NMDAR and AMPAR activation may facilitate a transient increase in dopamine concentration, as type II neurons are more amenable to synchronization by mutual excitation.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1005233
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
journals.plos.org
Dopamine Neurons Change the Type of Excitability in Response to Stimuli
Author Summary Dopamine neurons play a central role in guiding motivated behaviors. However, complete understanding of computations these neurons perform to encode rewarding and salient stimuli is still forthcoming. Network connectivity influences neural…
♻️چگونگی #تصمیم گیری در #مغز تحت تاثیر فعالیت #دوپامین است.
#Dynamic #Nigrostriatal #Dopamine #Biases #Action #Selection
در پژوهشی که به تازگی توسط متخصصان نوروساینس انستیتو سالک در لایولا کالیفرنیا 🇺🇸صورت گرفته است، مشخص شد سطح #غلظت #دوپامین درست پیش از تصمیم گیری شاخصی دقیق از چگونگی انتخاب گزینه و اتخاذ تصمیم را مشخص می سازد به گونه ای که می توان با سنجش سطح دوپامین با دقت بالایی نوع و #کیفیت #تصمیمات فرد را تعیین نمود.
ازآنجا که مغز نمی تواند بیش از یک انتخاب را در هر لحظه بطور #خودآگاه پردازش نماید، #سیستم #مغزی بطور ثابت تصمیماتی برای اینکه حرکت بعدی چه باشد، می گیرد (#تصمیم گیری #متوالی). برای این کار ارتباط هماهنگ بین #کرتکس و #جسم_مخطط که فعالیت دوپامینی دارد صورت می گیرد.
برای انتخاب فعالیت، پیام دهی دوپامینی #جسم #سیاه-#جسم #مخطط صورت می گیرد. دستکاری های #اپتوژنتیک از دو طرف می توانند این فعالیت دوپامینی و انتخاب عمل را تغییر دهند.
همچنین مشخص شد که تغییر سطح دوپامین مغزی براحتی انتخاب بعدی پیش روی فرد را تغییر می دهد. چنین تغییری با تغییر الگوهای فعالیت جسم مخطط صورت می گیرد. نتایج این تحقیق از آن جهت پر اهمیت هستند که در اختلالات مرتبط با دوپامین نظیر #پارکینسون، #وسواس (#OCD)، و انواع #سوءمصرف مواد، فرد ناتوان از تغییر تصمیمات خویش است و بنظر می رسد با تغییر سطوح دوپامین بتوان به اصلاح #کنشوری این افراد دست یافت.
Abstract
#Dopamine is thought to play a #critical role in #reinforcement #learning and #goal-directed #behavior, but its #function in #action selection remains largely unknown. Here we demonstrate that #nigrostriatal dopamine biases #ongoing #action #selection. When mice were trained to dynamically switch the action selected at different time points, changes in firing rate of nigrostriatal dopamine neurons, as well as dopamine signaling in the dorsal striatum, were found to be associated with action selection. This dopamine profile is specific to# behavioral choice, scalable with #interval duration, and doesn’t reflect reward #prediction error, #timing, or #value as single factors alone. Genetic deletion of #NMDA receptors on dopamine or striatal neurons or #optogenetic manipulation of dopamine concentration alters dopamine signaling and biases action selection. These results unveil a crucial role of nigrostriatal dopamine in integrating diverse information for regulating upcoming actions, and they have important implications for neurological disorders, including #Parkinson’s disease and #substance dependence.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(17)30137-X
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
#Dynamic #Nigrostriatal #Dopamine #Biases #Action #Selection
در پژوهشی که به تازگی توسط متخصصان نوروساینس انستیتو سالک در لایولا کالیفرنیا 🇺🇸صورت گرفته است، مشخص شد سطح #غلظت #دوپامین درست پیش از تصمیم گیری شاخصی دقیق از چگونگی انتخاب گزینه و اتخاذ تصمیم را مشخص می سازد به گونه ای که می توان با سنجش سطح دوپامین با دقت بالایی نوع و #کیفیت #تصمیمات فرد را تعیین نمود.
ازآنجا که مغز نمی تواند بیش از یک انتخاب را در هر لحظه بطور #خودآگاه پردازش نماید، #سیستم #مغزی بطور ثابت تصمیماتی برای اینکه حرکت بعدی چه باشد، می گیرد (#تصمیم گیری #متوالی). برای این کار ارتباط هماهنگ بین #کرتکس و #جسم_مخطط که فعالیت دوپامینی دارد صورت می گیرد.
برای انتخاب فعالیت، پیام دهی دوپامینی #جسم #سیاه-#جسم #مخطط صورت می گیرد. دستکاری های #اپتوژنتیک از دو طرف می توانند این فعالیت دوپامینی و انتخاب عمل را تغییر دهند.
همچنین مشخص شد که تغییر سطح دوپامین مغزی براحتی انتخاب بعدی پیش روی فرد را تغییر می دهد. چنین تغییری با تغییر الگوهای فعالیت جسم مخطط صورت می گیرد. نتایج این تحقیق از آن جهت پر اهمیت هستند که در اختلالات مرتبط با دوپامین نظیر #پارکینسون، #وسواس (#OCD)، و انواع #سوءمصرف مواد، فرد ناتوان از تغییر تصمیمات خویش است و بنظر می رسد با تغییر سطوح دوپامین بتوان به اصلاح #کنشوری این افراد دست یافت.
Abstract
#Dopamine is thought to play a #critical role in #reinforcement #learning and #goal-directed #behavior, but its #function in #action selection remains largely unknown. Here we demonstrate that #nigrostriatal dopamine biases #ongoing #action #selection. When mice were trained to dynamically switch the action selected at different time points, changes in firing rate of nigrostriatal dopamine neurons, as well as dopamine signaling in the dorsal striatum, were found to be associated with action selection. This dopamine profile is specific to# behavioral choice, scalable with #interval duration, and doesn’t reflect reward #prediction error, #timing, or #value as single factors alone. Genetic deletion of #NMDA receptors on dopamine or striatal neurons or #optogenetic manipulation of dopamine concentration alters dopamine signaling and biases action selection. These results unveil a crucial role of nigrostriatal dopamine in integrating diverse information for regulating upcoming actions, and they have important implications for neurological disorders, including #Parkinson’s disease and #substance dependence.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(17)30137-X
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
♻️نقایص #حافظه و #اختلالات شدید یادگیری (#LD) #پسران بر اثر مصرف #کوکایین #پدران حین #بارداری
#Paternal #cocaine taking elicits #epigenetic #remodeling and #memory deficits in #male #progeny
پژوهشگران نوروساینس دانشگاه پنسیلوانیا 🇺🇸 در پژوهش خود که به تازگی منتشر شده است دریافتند مصرف کوکایین در مردان حین #بارداری همسرانشان منجر به نقایص عمیق در حافظه و بروز اختلالات متعدد یادگیری (LD) در پسرانشان می شود که غیر قابل جبران خواهد بود.
🔬 در این پژوهش مشخص شد مصرف کوکایین مردان حین بارداری همسرانشان برای فرزندان ذکور منجر به کاهش گیرنده های #NMDA #درونزاد در #هیپوکامپ می شود. این امر نه تنها منجر به کاهش جدی توانمندی مغز در #ذخیره سازی اطلاعات در انباره های #بلندمدت #حافظه می شود، بلکه نقایص جدی در #انعطاف پذیری #سیناپسی در هیپوکامپ ایجاد خواهد نمود که نتیجه مستقیم آن اختلالات یادگیری (LD) هستند.
نتایج این پژوهش نشان می دهند که نه تنها مصرف کوکایین مادران باردار عواقب جبران ناپذیری بر مغز جنین های آنان خواهد داشت، بلکه مصرف کوکایین توسط پدران نیز تغییرات #اپی ژنتیک خطرناکی در مغز نوزدان در پی دارد. پژوهش های #نوروساینس در حوزه یادگیری در مورد تاثیرات منفی مصرف سایر مواد #(نیکوتین، ترکیبات #حشیش، #افیون ها، #روانگردان ها، #موادمحرک و ...) بر هیپوکامپ #نوزدان ادامه دارد.
Abstract
#Paternal #environmental perturbations including exposure to #drugs of abuse can produce profound effects on the #physiology and behavior of offspring via epigenetic modifications. Here we show that adult drug-naive male offspring of #cocaine-exposed sires have memory formation deficits and associated reductions in #NMDA receptor-mediated #hippocampal synaptic plasticity. Reduced levels of the #endogenous NMDA receptor co-agonist #d-serine were accompanied by increased expression of the d-serine degrading #enzyme #d-amino acid oxidase (#Dao1) in the #hippocampus of cocaine-sired #male progeny. Increased Dao1 #transcription was associated with enrichment of permissive epigenetic marks on #histone proteins in the hippocampus of male cocaine-sired progeny, some of which were enhanced near the Dao1 locus. Finally, hippocampal administration of d-serine reversed both the #memory formation and synaptic plasticity deficits. Collectively, these results demonstrate that paternal cocaine exposure produces epigenetic remodeling in the hippocampus leading to NMDA receptor-dependent memory formation and #synaptic #plasticity impairments only in male progeny, which has significant implications for the male descendants of #chronic #cocaine #users.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.nature.com/mp/journal/vaop/ncurrent/full/mp20178a.html
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
#Paternal #cocaine taking elicits #epigenetic #remodeling and #memory deficits in #male #progeny
پژوهشگران نوروساینس دانشگاه پنسیلوانیا 🇺🇸 در پژوهش خود که به تازگی منتشر شده است دریافتند مصرف کوکایین در مردان حین #بارداری همسرانشان منجر به نقایص عمیق در حافظه و بروز اختلالات متعدد یادگیری (LD) در پسرانشان می شود که غیر قابل جبران خواهد بود.
🔬 در این پژوهش مشخص شد مصرف کوکایین مردان حین بارداری همسرانشان برای فرزندان ذکور منجر به کاهش گیرنده های #NMDA #درونزاد در #هیپوکامپ می شود. این امر نه تنها منجر به کاهش جدی توانمندی مغز در #ذخیره سازی اطلاعات در انباره های #بلندمدت #حافظه می شود، بلکه نقایص جدی در #انعطاف پذیری #سیناپسی در هیپوکامپ ایجاد خواهد نمود که نتیجه مستقیم آن اختلالات یادگیری (LD) هستند.
نتایج این پژوهش نشان می دهند که نه تنها مصرف کوکایین مادران باردار عواقب جبران ناپذیری بر مغز جنین های آنان خواهد داشت، بلکه مصرف کوکایین توسط پدران نیز تغییرات #اپی ژنتیک خطرناکی در مغز نوزدان در پی دارد. پژوهش های #نوروساینس در حوزه یادگیری در مورد تاثیرات منفی مصرف سایر مواد #(نیکوتین، ترکیبات #حشیش، #افیون ها، #روانگردان ها، #موادمحرک و ...) بر هیپوکامپ #نوزدان ادامه دارد.
Abstract
#Paternal #environmental perturbations including exposure to #drugs of abuse can produce profound effects on the #physiology and behavior of offspring via epigenetic modifications. Here we show that adult drug-naive male offspring of #cocaine-exposed sires have memory formation deficits and associated reductions in #NMDA receptor-mediated #hippocampal synaptic plasticity. Reduced levels of the #endogenous NMDA receptor co-agonist #d-serine were accompanied by increased expression of the d-serine degrading #enzyme #d-amino acid oxidase (#Dao1) in the #hippocampus of cocaine-sired #male progeny. Increased Dao1 #transcription was associated with enrichment of permissive epigenetic marks on #histone proteins in the hippocampus of male cocaine-sired progeny, some of which were enhanced near the Dao1 locus. Finally, hippocampal administration of d-serine reversed both the #memory formation and synaptic plasticity deficits. Collectively, these results demonstrate that paternal cocaine exposure produces epigenetic remodeling in the hippocampus leading to NMDA receptor-dependent memory formation and #synaptic #plasticity impairments only in male progeny, which has significant implications for the male descendants of #chronic #cocaine #users.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.nature.com/mp/journal/vaop/ncurrent/full/mp20178a.html
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
♻️علت احتمالی #بیماری #پارکینسن، اتصالات جدید #عصبی در #مغز است.
Loss of #Hyperdirect #Pathway #Cortico-#Subthalamic #Inputs Following #Degeneration of #Midbrain #Dopamine Neurons
پژوهشگران نوروساینس دانشگاه نورث وسترن شیکاگو 🇺🇸 در پژوهشی که گزارش آن به تازگی منتشر شده است دریافتند فعالیت غیر عادی در #گلوبوس_پالیدوس (بخش مهمی از #گره های #پایه مغز) مسئول مشکلات #حرکتی در بیماری پارکینسن است.
🔬در این پژوهش که بر #مدل #موش صورت گرفته است، مشخص شده است کاهش #دوپامین در ساختارهای #قاعده #جمجمه منجر به ایجاد مجدد و #تحریک بیش از حد اتصالات بین #نورون ها می شود که در نتیجه مشکلات حرکتیِ مشخصۀ بیماری پارکینسن در مبتلایان مشاهده خواهد شد.
🔆همچنین یافته های این پژوهش مدل فعلی بیماری پارکینسن را به چالش کشیده و رد می کند
Summary
The #motor #symptoms of #Parkinson’s disease (#PD) are linked to abnormally correlated and coherent activity in the #cortex and #subthalamic #nucleus (#STN). However, in #parkinsonian #mice we found that cortico-STN #transmission strength had diminished by #50%–75% through loss of #axo-dendritic and #axo-spinous #synapses, was incapable of long-term potentiation, and less effectively patterned STN activity. #Optogenetic, #chemogenetic, #genetic, and #pharmacological interrogation suggested that #downregulation of #cortico-STN transmission in PD mice was triggered by increased #striato-pallidal transmission, leading to #disinhibition of the STN and increased activation of #STN #NMDA #receptors. Knockdown of STN NMDA receptors, which also suppresses proliferation of #GABAergic #pallido-STN inputs in PD mice, reduced loss of cortico-STN transmission and patterning and improved motor function. Together, the data suggest that loss of dopamine triggers a maladaptive shift in the balance of #synaptic #excitation and #inhibition in the STN, which contributes to parkinsonian activity and motor dysfunction.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(17)30781-X
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
Loss of #Hyperdirect #Pathway #Cortico-#Subthalamic #Inputs Following #Degeneration of #Midbrain #Dopamine Neurons
پژوهشگران نوروساینس دانشگاه نورث وسترن شیکاگو 🇺🇸 در پژوهشی که گزارش آن به تازگی منتشر شده است دریافتند فعالیت غیر عادی در #گلوبوس_پالیدوس (بخش مهمی از #گره های #پایه مغز) مسئول مشکلات #حرکتی در بیماری پارکینسن است.
🔬در این پژوهش که بر #مدل #موش صورت گرفته است، مشخص شده است کاهش #دوپامین در ساختارهای #قاعده #جمجمه منجر به ایجاد مجدد و #تحریک بیش از حد اتصالات بین #نورون ها می شود که در نتیجه مشکلات حرکتیِ مشخصۀ بیماری پارکینسن در مبتلایان مشاهده خواهد شد.
🔆همچنین یافته های این پژوهش مدل فعلی بیماری پارکینسن را به چالش کشیده و رد می کند
Summary
The #motor #symptoms of #Parkinson’s disease (#PD) are linked to abnormally correlated and coherent activity in the #cortex and #subthalamic #nucleus (#STN). However, in #parkinsonian #mice we found that cortico-STN #transmission strength had diminished by #50%–75% through loss of #axo-dendritic and #axo-spinous #synapses, was incapable of long-term potentiation, and less effectively patterned STN activity. #Optogenetic, #chemogenetic, #genetic, and #pharmacological interrogation suggested that #downregulation of #cortico-STN transmission in PD mice was triggered by increased #striato-pallidal transmission, leading to #disinhibition of the STN and increased activation of #STN #NMDA #receptors. Knockdown of STN NMDA receptors, which also suppresses proliferation of #GABAergic #pallido-STN inputs in PD mice, reduced loss of cortico-STN transmission and patterning and improved motor function. Together, the data suggest that loss of dopamine triggers a maladaptive shift in the balance of #synaptic #excitation and #inhibition in the STN, which contributes to parkinsonian activity and motor dysfunction.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(17)30781-X
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani