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Facendo uso di un modello semplice per studiare come la serotonina modula il comportamento

Nell'esperienza popolare la storia di come la serotonina modula il cervello potrebbe sembrare semplice: schiocchi un antideprimente, livelli della serotonina vanno su, l'umore migliora. Ma i neuroscenziati riconoscono come piccolo essi sa circa come il neurotrasmettitore pregiudica i circuiti ed il comportamento nel cervello umano incredibilmente complesso. Per rivelare le basi di come la serotonina realmente funziona, gli scienziati all'istituto del Picower del MIT per l'apprendimento e la memoria, costituito un fondo per da un nuovo $1,16 milioni, concessione quadriennale dagli istituti della sanità nazionali, impiegheranno un modello ben più semplice: i elegans del verme C. del nematode.

Sebbene sia minuscolo, trasparente e sport un sistema nervoso con soltanto 302 neuroni, i elegans del C. è un sistema potente per lo studio come la serotonina modula gli stati del cervello, hanno detto il ricercatore principale Steven Flavell della concessione, professore dello sviluppo di carriera dei fratelli del Lister nell'istituto di Picower e l'assistente universitario nel dipartimento del cervello e delle scienze cognitive. I elegans ed i mammiferi del C. dividono gran parte dello stesso macchinario molecolare di base per l'emissione e la ricezione della serotonina. Ma a differenza dentro di un mammifero, tutti i neuroni e la loro connettività è stato pianificato precisamente nei elegans del C. e gli scienziati possono esercitare il controllo genetico potente sopra ogni cella, compreso quelli che esprimono ciascuno dei ricevitori distinti della serotonina del verme cinque. Inoltre, il laboratorio di Flavell ha messo a punto un sistema innovatore della rappresentazione che può attendibilmente immagine l'attività del calcio di virtualmente ogni neurone in tempo reale, proprio mentre un verme liberamente striscia e si contorce intorno in risposta alle manipolazioni sperimentali.

Essenzialmente, il gruppo di Flavell può catturare quasi il controllo totale del sistema serotonergic del verme ed osservare simultaneamente la risposta di virtualmente ogni neurone nell'intero cervello. Ciò li dà ha avuto bisogno delle capacità che non sono a disposizione in mammiferi per capire come i reticoli varianti della versione della serotonina possono stimolare i ricevitori distinti (o le combinazioni loro) su un gran numero di neuroni in vari circuiti per modulare i comportamenti differenti.

Fuoco sul alimentare

Approfittando di un paradigma ben definito per la funzione serotonergic e le tecnologie dell'immagine di avanguardia, siamo posizionati bene per esaminare come la versione modellata della serotonina attiva i tipi distinti del ricevitore in tutto un circuito per cambiare i reticoli su grande scala di attività che provocano il comportamento.„

Steven Flavell, professore di sviluppo di carriera dei fratelli del Lister nell'istituto di Picower e assistente universitario nel dipartimento del cervello e delle scienze cognitive

Nel dicembre 2018, il laboratorio di Flavell ha pubblicato un documento nella rappresentazione delle cellule come un neurone particolare dei elegans del C. ha chiamato i sensi di NSM quando un verme ha cominciato alimentarsi i batteri e segnala altri neuroni via serotonina per rallentare il verme giù per assaporare il pasto. Da allora, il suo laboratorio ha studiato come manipolare la versione della serotonina di NSM modella le influenze il comportamento di rallentamento del verme ed ha cominciato a pianificare che ricevitori della serotonina su cui i neuroni svolgono un ruolo in quegli effetti, per esempio geneticamente tramortendo i diversi ricevitori, o le combinazioni di ricevitori, vedere che cosa cambia.

Con la nuova concessione, il laboratorio spiegherà questi studi ed andrà ben oltre raggiungere sistematicamente tre obiettivi: pianificando quali combinazioni di ricevitori della serotonina mediano l'effetto della serotonina su comportamento e sull'identificazione dei neuroni esatti in cui funzionano; analizzando come la serotonina altera l'attività del intero-cervello; e determinando come i circuiti serotonina-rispondenti e l'intera attività di cervello differisce quando i vermi devono saldare gli stimoli che ha avversione con le indicazioni appetitive dell'alimento. Mentre le prime due serie di esperimenti delucideranno come il cervello spiega la serotonina per modulare il comportamento, il terzo scopo mostrerà come quella dinamica cambia negli ambienti più complessi.

“Sorprendente, queste emissioni fondamentali relative alla segnalazione della serotonina rimangono capite male,„ Flavell ha detto. “Risolverle notevolmente migliorerebbero la nostra comprensione del sistema serotonergic.„