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Utilisant un modèle simple pour étudier comment la sérotonine module le comportement

Dans une expérience populaire l'histoire de la façon dont la sérotonine module le cerveau pourrait sembler simple : sautez un antidépresseur, niveaux de sérotonine montent, humeur s'améliore. Mais les neurologistes reconnaissent comment peu ils savent la façon dont la neurotransmetteur affecte des circuits et le comportement dans l'esprit humain incroyablement complexe. Pour indiquer les éléments de la façon dont la sérotonine fonctionne réellement, les scientifiques à l'institut de Picower du MIT pour apprendre et la mémoire, financé par des $1,16 millions neuf, concession de quatre ans des instituts de la santé nationaux, emploieront un modèle bien plus simple : les elegans de la vis sans fin C. de nématode.

Bien que ce soit minuscule, transparent et des sports un système nerveux avec seulement 302 neurones, les elegans de C. est un système puissant pour étudier comment la sérotonine module des conditions de cerveau, ont dit l'investigateur principal Steven Flavell de la concession, le professeur de développement de la vie professionnelle de frères de listeuse dans l'institut de Picower et le professeur adjoint dans le service du cerveau et des sciences cognitives. Les elegans et les mammifères de C. partagent une grande partie des mêmes machines moléculaires fondamentales pour émettre et recevoir la sérotonine. Mais à la différence dedans d'un mammifère, tous les neurones et leur connectivité a été avec précision tracés à l'extérieur dans des elegans de C. et les scientifiques peuvent exercer le contrôle génétique puissant de chaque cellule, y compris ceux qui expriment chacun des récepteurs à la sérotonine distincts de la vis sans fin cinq. D'ailleurs, le laboratoire de Flavell a développé un système novateur de représentation qui peut sûrement image l'activité de calcium de pratiquement chaque neurone en temps réel, même pendant qu'une vis sans fin librement rampe et se tortille autour en réponse aux manipulations expérimentales.

Essentiellement, l'équipe de Flavell peut prendre presque le plein contrôle du système serotonergic de la vis sans fin et simultanément observer la réaction de pratiquement chaque neurone dans le cerveau entier. Ceci les donne a eu besoin de capacités qui ne sont pas procurables dans les mammifères pour figurer à l'extérieur comment les configurations variables du desserrage de sérotonine peuvent stimuler les récepteurs distincts (ou les combinaisons de eux) sur une multitude de neurones dans un grand choix des circuits pour moduler différents comportements.

Orientation sur alimenter

En tirant profit d'un paradigme bien défini pour des technologies de l'image serotonergic de fonctionnement et de tranchant, nous sommes bien positionnés pour examiner comment le desserrage modelé de sérotonine active les types de récepteur distincts dans tout un circuit pour changer les configurations de grande puissance d'activité qui provoquent le comportement. »

Steven Flavell, professeur de développement de la vie professionnelle de frères de listeuse dans l'institut de Picower et professeur adjoint dans le service du cerveau et des sciences cognitives

En décembre 2018, le laboratoire de Flavell publié un papier dans l'apparence de cellules comment sens appelés de C. du neurone particulier un NSM d'elegans quand une vis sans fin a commencé alimenter sur des bactéries et signale d'autres neurones par l'intermédiaire de la sérotonine pour ralentir la vis sans fin vers le bas pour savourer le repas. Depuis lors, son laboratoire a étudié comment manipuler le desserrage de la sérotonine de NSM modèle des affects le comportement de ralentissement de la vis sans fin et a commencé à tracer à l'extérieur qui les récepteurs à la sérotonine sur lesquels les neurones jouent un rôle dans ces effets, par exemple en assommant génétiquement différents récepteurs, ou combinaisons des récepteurs, pour voir ce qui change.

Avec la concession neuve, le laboratoire examinera ces études et ira bien au-delà de atteindre systématiquement trois objectifs : cartographie à l'extérieur que les combinaisons des récepteurs à la sérotonine négocient l'effet de la sérotonine sur le comportement et recenser les neurones exacts où elles fonctionnent ; analysant comment la sérotonine modifie l'activité d'entier-cerveau ; et déterminant comment les circuits sérotonine-sensibles et l'activité cérébrale entière diffère quand les vis sans fin doivent équilibrer les stimulus opposés avec des caractères indicateurs appétitifs de nourriture. Tandis que les deux premiers ensembles d'expériences élucideront comment le cerveau déploie la sérotonine pour moduler le comportement, le troisième objectif montrera comment ces changement de dynamique des environnements plus complexes.

« Étonnant, ces éditions principales liées à la signalisation de sérotonine demeurent mal comprises, » Flavell a dit. La « résolution de elles améliorerait grand notre compréhension du système serotonergic. »