Forscher Karte Klang, die Reaktion und die Vorfreude auf Belohnung im Gehirn der Maus

Universität von Oregon-Forscher berichten, dass zwei Bereiche des Gehirn der Maus kombinieren Darstellungen von dem, was gehört und erwarteten, Führung, Verhalten, führt Mäusen, um die beste Belohnung.

Forscher haben bekannt, dass Signale gehen von den Ohren bis zum Hirnstamm, der thalamus und im auditorischen cortex und dann weiter. Was nicht bekannt ist, wie diese Signale über die sounds werden von anderen Hirnarealen, Entscheidungen zu treffen und Verhalten fahren.

In einer Reihe von Studien mit Mäusen, die Forscher im Labor von Santiago Jaramillo, professor für Biologie und Mitglied des Institute of Neuroscience, identifiziert der posterioren Ende des dorsalen striatum eine Schlüsselrolle. In einem im April 2018 paper in Nature Communications, Jaramillo und Kollegen Hinweise dafür gefunden, dass Neuronen in dieser region sorgen für eine stabile Darstellung von sounds, die während der auditorischen Aufgaben.

Follow-up-Studien, veröffentlicht in der „Journal of Neuroscience“, haben versucht, zu verstehen, was im Gehirn der Maus die auditive sensorische system, Jaramillo sagte.

Im Januar, In seinem Labor berichtete, dass die dorsale posteriore striatum empfängt Signale von zwei parallelen wegen, die eine aus dem auditorischen thalamus und andere aus dem auditorischen cortex. Die zweite Studie, online veröffentlicht am 5. März sah genauer auf, wie Signale sind integriert.

„Signale beider Signalwege Ihnen sagen, die Frequenz klingt sehr gut,“ Jaramillo sagte. „Das erklärt, warum, wenn Sie heruntergefahren auditorischen cortex erhalten Sie noch die Signale, die Sie benötigen, aus dem auditorischen thalamus. In unserer zweiten Studie untersuchten wir die integration von sound, Aktion und Belohnung. Wir wussten, dass die Aktivität der Nervenzellen in diesen Hirnregionen repräsentiert klingt, aber was über die Handlungen und Erwartungen über Belohnung?“

Es stellt sich heraus, dass die integration von Lohn-Reaktion, oder die Erwartung einer Belohnung gelernt, verstärkt in das posteriore striatum, fanden die Forscher mithilfe von elektrophysiologischen Ableitungen in einfachen zwei-Wahl-Szenarien.

Zunächst 11 Erwachsene, männliche Mäuse, die über 100 Studien, hörte kurze Ausbrüche von high – und low-Frequenzbereich klingt. Als Belohnung, ein oder zwei Tropfen Wasser erwarteten die Mäuse, wenn Sie nach rechts oder Links basierend auf einer Schallfrequenz. An diesem Punkt, Forscher verändert die Lohn-sound association, um zu sehen, wenn die programmierte Vorfreude in die Mäuse konnten umprogrammiert werden und Einfluss auf eine änderung gerichtetes Verhalten.

Im Laufe der Zeit, die eine verstärkte Reaktion in der hinteren dorsalen striatum erwies sich als die Mäuse passten Ihre Bewegungen zu suchen, die größere Belohnung. Die neue Studie schlägt vor, dass die beteiligten auditorischen Neuronen bauen zusagen über Klänge, Aktionen und Belohnung Erwartung.

„Können Sie sagen, von den feuern der Neuronen, welche Aktion der Maus erwartet, erzielen Sie die beste Belohnung,“ Jaramillo sagte.

Forschung in Jaramillo ‚ s lab zielt darauf ab zu verstehen, wie das Gehirn lernt, bessere Entscheidungen zu treffen. Hirnregionen und der Verschaltung sind ähnlich wie beim Menschen, erklärte er, aber ob der sound-Signale sind bis auf das posteriore striatum aus zwei Wege ist nicht bekannt.

Schließlich Jaramillo sagte, seine Forschung bieten könnte, Alleen für therapeutische Strategien, die potenziell auch spezielle Geräte zur Behandlung von menschlichen auditiven Störungen oder Schäden, die im Zusammenhang mit Schlaganfällen oder Verletzungen.

„Was machen wir im Labor grundlegende Wissenschaft,“ sagte er. „Wir versuchen zu verstehen, wie das gesunde Gehirn funktioniert, so dass zukünftige Forschung kann dieses wissen nutzen, um die Entwicklung besserer Diagnosen und Therapien.“