#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…
♻️#الگوی #تنفس بر #توانمندی های #شناختی و #پردازش های #هیجانی #انسان تاثیر دارد.
#Nasal #Respiration #Entrains #Human #Limbic #Oscillations and #Modulates #Cognitive #Function
🔆متخصصان اعصاب دانشکده پزشکی دانشگاه نورث وسترن واقع در شیکاگو 🇺🇸 در پژوهش های خود دریافته اند #ریتم های #تنفسی تاثیرات معناداری بر فعالیت های نورونی مرتبط با #تسهیل #حافظه و #قضاوت های #هیجانی دارند.
🔬در این پژوهش با بررسی #اسپیرومتری و #الکتروانسفالوگرافی مشخص شد هنگام #تنفس از راه #بینی، به هنگام #دم افراد چهره های ترسناک را سریعتر از حین #بازدم می توانند شناسایی کنند. همچنین، هنگام دم از راه بینی افراد سریعتر از بازدم می توانند موضوعات را به خاطر بیاورند. هنگامی که فرد در حالت #وحشتزدگی و #هول قرار می گیرد #سرعت تنفس افزایش می یابد و در نتیجه، در مقایسه با حال عادی، زمان بیشتری به دم اختصاص می یابد. به همین دلیل #مدارهای #ادراک ترس بیشتر و سریعتر و با حساسیت بالاتری فعال می شوند و بالطبع فرد تجارب ترسناک زیادی خواهد داشت.
🔍یافته مهم دیگر این پژوهش مشخص شدن تفاوت معنادار الگوهای فعالیت بادامه و سیستم لیمبیک هنگام دم و بازدم است. هنگام دم از راه بینی، نورون های کرتکس بویایی، بادامه، و هیپوکامپ فعال می شوند که همگی در اطراف سیستم لیمبیک هستند.،
⚠️تمرینات مراقبه ای بویژه با تمرکز بر اصلاح ریتم های تنفس و متعادل ساختن زمان دم و بازدم، نوسانات امواج مغزی در نواحی لیمبیک را متعادل و همگام می کند که به کاهش ادارک ترس و تنش در افراد منجر می شود.
Abstract
The need to #breathe links the #mammalian #olfactory #system #inextricably to the #respiratory #rhythms that draw air through the nose. In #rodents and other small #animals, slow #oscillations of local field potential activity are driven at the rate of breathing (∼2–12 Hz) in #olfactory #bulb and #cortex, and faster oscillatory #bursts are coupled to specific phases of the #respiratory #cycle. These dynamic rhythms are thought to regulate #cortical #excitability and coordinate network interactions, helping to shape olfactory coding, #memory, and #behavior. However, while respiratory oscillations are a ubiquitous hallmark of olfactory system function in animals, direct evidence for such patterns is lacking in humans. In this study, we acquired #intracranial #EEG data from rare patients (#Ps) with medically #refractory #epilepsy, enabling us to test the hypothesis that cortical oscillatory activity would be entrained to the human respiratory cycle, albeit at the much slower rhythm of ∼0.16–0.33 Hz. Our results reveal that natural breathing synchronizes electrical activity in human #piriform (olfactory) cortex, as well as in #limbic-related brain areas, including #amygdala and #hippocampus. Notably, oscillatory power #peaked during inspiration and dissipated when breathing was diverted from #nose to #mouth. Parallel behavioral experiments showed that breathing phase enhances #fear #discrimination and #memory #retrieval. Our findings provide a unique framework for understanding the pivotal role of nasal breathing in coordinating neuronal oscillations to support stimulus processing and behavior.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.jneurosci.org/content/36/49/12448
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
#Nasal #Respiration #Entrains #Human #Limbic #Oscillations and #Modulates #Cognitive #Function
🔆متخصصان اعصاب دانشکده پزشکی دانشگاه نورث وسترن واقع در شیکاگو 🇺🇸 در پژوهش های خود دریافته اند #ریتم های #تنفسی تاثیرات معناداری بر فعالیت های نورونی مرتبط با #تسهیل #حافظه و #قضاوت های #هیجانی دارند.
🔬در این پژوهش با بررسی #اسپیرومتری و #الکتروانسفالوگرافی مشخص شد هنگام #تنفس از راه #بینی، به هنگام #دم افراد چهره های ترسناک را سریعتر از حین #بازدم می توانند شناسایی کنند. همچنین، هنگام دم از راه بینی افراد سریعتر از بازدم می توانند موضوعات را به خاطر بیاورند. هنگامی که فرد در حالت #وحشتزدگی و #هول قرار می گیرد #سرعت تنفس افزایش می یابد و در نتیجه، در مقایسه با حال عادی، زمان بیشتری به دم اختصاص می یابد. به همین دلیل #مدارهای #ادراک ترس بیشتر و سریعتر و با حساسیت بالاتری فعال می شوند و بالطبع فرد تجارب ترسناک زیادی خواهد داشت.
🔍یافته مهم دیگر این پژوهش مشخص شدن تفاوت معنادار الگوهای فعالیت بادامه و سیستم لیمبیک هنگام دم و بازدم است. هنگام دم از راه بینی، نورون های کرتکس بویایی، بادامه، و هیپوکامپ فعال می شوند که همگی در اطراف سیستم لیمبیک هستند.،
⚠️تمرینات مراقبه ای بویژه با تمرکز بر اصلاح ریتم های تنفس و متعادل ساختن زمان دم و بازدم، نوسانات امواج مغزی در نواحی لیمبیک را متعادل و همگام می کند که به کاهش ادارک ترس و تنش در افراد منجر می شود.
Abstract
The need to #breathe links the #mammalian #olfactory #system #inextricably to the #respiratory #rhythms that draw air through the nose. In #rodents and other small #animals, slow #oscillations of local field potential activity are driven at the rate of breathing (∼2–12 Hz) in #olfactory #bulb and #cortex, and faster oscillatory #bursts are coupled to specific phases of the #respiratory #cycle. These dynamic rhythms are thought to regulate #cortical #excitability and coordinate network interactions, helping to shape olfactory coding, #memory, and #behavior. However, while respiratory oscillations are a ubiquitous hallmark of olfactory system function in animals, direct evidence for such patterns is lacking in humans. In this study, we acquired #intracranial #EEG data from rare patients (#Ps) with medically #refractory #epilepsy, enabling us to test the hypothesis that cortical oscillatory activity would be entrained to the human respiratory cycle, albeit at the much slower rhythm of ∼0.16–0.33 Hz. Our results reveal that natural breathing synchronizes electrical activity in human #piriform (olfactory) cortex, as well as in #limbic-related brain areas, including #amygdala and #hippocampus. Notably, oscillatory power #peaked during inspiration and dissipated when breathing was diverted from #nose to #mouth. Parallel behavioral experiments showed that breathing phase enhances #fear #discrimination and #memory #retrieval. Our findings provide a unique framework for understanding the pivotal role of nasal breathing in coordinating neuronal oscillations to support stimulus processing and behavior.
لینک منبع 👇🏻(further reading)👇🏻
http://www.jneurosci.org/content/36/49/12448
✅(در صورت جذابیت و علاقمندی به موضوع، مطلب را برای دیگران نیز بازنشر فرمایید).
📢کانال #دکترامیرمحمدشهسوارانی
🍃🌹🌸💐🌸🌹🍃
@DrAmirMohammadShahsavarani
Journal of Neuroscience
Nasal Respiration Entrains Human Limbic Oscillations and Modulates Cognitive Function
The need to breathe links the mammalian olfactory system inextricably to the respiratory rhythms that draw air through the nose. In rodents and other small animals, slow oscillations of local field potential activity are driven at the rate of breathing (∼2–12…