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운동 활성화 및 회피 행동을 담당하는 뇌 회로 식별

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  • Post published:November 26, 2022
  • Post category:Medical

IPACL 영역의 CRH 뉴런은 시각화를 가능하게 하는 적색 형광 단백질을 생성합니다. CRH 뉴런이 중뇌의 흑질에 연결되어 있으면 역행 표지가 추가로 녹색으로 염색됩니다. 신용: 사이먼 장

크게 무시되는 뇌 영역에서 과학자들은 스트레스 호르몬 CRH(코르티코트로핀 방출 호르몬)를 생성하는 뉴런을 확인했습니다. 그들은 이 영역에서 생성된 CRH가 행동 각성, 이동 활성화 및 회피 행동에 역할을 한다는 것을 보여주었습니다. 이 발견은 정신 질환을 이해하는 데 중요할 수 있습니다.

Max Planck Institute of Psychiatry(MPI)의 연구 그룹 리더인 Jan Deussing과 그의 팀은 뉴런이 스트레스 호르몬 CRH를 생성하는 쥐의 뇌 영역을 확인했습니다. 이 소위 IPACL 영역(앞 교련의 후지의 측면 간질 핵)은 지금까지 과학자들에 의해 크게 무시되었습니다. 그것은 공포와 같은 행동의 중심인 뇌 영역인 확장된 편도체의 일부입니다.

뇌의 이 부분에서 발생하는 CRH의 역할은 이전에 알려지지 않았습니다. 이에 반해 시상하부 뇌영역에서 유래한 CRH는 스트레스 축의 구성요소로 스트레스 호르몬인 코르티솔을 분비하는 것으로 알려져 있다. “우리는 IPACL 뉴런이 CRH를 생성하는 이유를 알고 싶었습니다. 뇌 영역이 인간의 영역과 유사하기 때문에 마우스를 모델 시스템으로 사용했습니다. 우리는 IPACL 뉴런을 특이적으로 자극할 수 있도록 마우스를 유전자 변형했습니다.”라고 Deussing은 설명합니다.

CRH는 운동 활성화 및 회피 행동을 유발합니다.

IPACL 뉴런의 자극은 마우스가 환경을 더 과도하게 탐색하도록 합니다. IPACL 뉴런의 자극 시, 마우스는 무엇보다도 증가된 운동 활동으로 나타나는 행동 활성화의 징후를 보입니다. 스트레스 호르몬인 코르티코스테론도 증가합니다. 따라서 과학자들은 동물이 IPACL 뉴런의 활성화를 즐거운 것으로 인식하는지 불쾌한 것으로 인식하는지 조사하기를 원했습니다.

이를 위해 그들은 마우스로 다음 시나리오를 훈련했습니다. 테스트 장치의 한 챔버에서는 IPACL 뉴런을 자극하고 다른 챔버에서는 자극하지 않았습니다. 훈련 후, 쥐는 어떤 방에 머물 것인지 자유롭게 선택할 수 있었습니다. 그들은 IPACL 뉴런이 자극되는 챔버를 피했는데, 이는 자극이 불편한 것으로 인식되었음을 나타냅니다. 이러한 결과는 IPACL 뉴런의 자극이 스트레스 상황에서 경험한 것과 유사한 감각을 유발함을 시사합니다.

이러한 조사에도 불구하고 Deussing과 그의 팀은 IPACL 뉴런의 CRH가 행동 변화의 원인인지 또는 이러한 변화가 신경 자극에 의해 유발되었는지 여부를 여전히 알지 못했습니다. 따라서 그들은 동물의 몸 전체에서 특정 CRH 수용체를 억제했습니다. 이러한 억제 후에 IPACL 뉴런의 자극은 더 이상 증가된 탐색 행동을 유발하지 않았습니다. Deussing은 “따라서 IPACL 영역의 CRH가 쥐의 행동을 유발했다는 것이 우리에게 분명했습니다.”라고 요약했습니다.

CRH 회로와 관련된 뇌의 세 가지 구조

IPACL 뉴런의 말단은 중뇌 내의 흑색질(substantia nigra, SN)을 자극합니다. 이 지역은 움직임에 중요합니다. 예를 들어, SN은 파킨슨병에서 퇴화하는 첫 번째 영역 중 하나입니다. Jan Deussing 팀은 IPACL 뉴런의 CRH가 정확히 이 영역의 세포에 작용한다고 의심했습니다. 따라서 그들은 CRH 수용체가 SN에서만 꺼지도록 생쥐를 유전적으로 변형했습니다.

그러나, IPACL 뉴런의 자극 후에, 이들 마우스는 증가된 탐색 행동을 계속해서 나타냈다. 이것은 팀을 당혹스럽게 만들었습니다. “다음으로 우리는 담창구 영역(globus pallidus area, GPe) 외부 부분의 뉴런에 초점을 맞췄습니다. 이 뉴런에는 많은 CRH 수용체가 포함되어 있으며 신경 말단도 SN에서 끝납니다. 일반적으로 CRH 수용체는 뉴런의 몸체에 위치하며 수상돌기에 있지만 GPe 뉴런에서는 신경 말단에 위치합니다.”라고 Deussing은 말합니다.

연구팀은 GPe 뉴런의 수용체를 껐다. 그 결과, 설치류는 IPACL 뉴런의 자극 후에 더 이상 증가된 탐색 행동을 나타내지 않았습니다. 따라서 연구원들은 IPACL 뉴런의 CRH가 GPe 뉴런을 통해 그 효과를 매개한다고 결론지었습니다. “우리는 IPACL, SN 및 GPe 뇌 영역에서 운동 활성화 및 회피 행동에 역할을 하는 CRH 회로를 처음으로 밝힐 수 있었습니다.”라고 Deussing은 설명합니다.

최근에 발표된 결과, 과학 발전정신질환을 이해하는데 도움이 될 수 있습니다. 불안 장애, 외상 후 스트레스 장애 또는 우울증에서는 각성 및 회피 행동과 같은 반응이 손상될 수 있습니다. Deussing은 “우리가 발견한 CRH 회로가 이러한 동작 중 일부를 제어할 가능성이 있습니다.”라고 말했습니다.

추가 정보:
Simon Chang et al, Tripartite extended amygdala–basal ganglia CRH 회로 드라이브 운동 활성화 및 회피 행동, 과학 발전 (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo1023

막스 플랑크 소사이어티 제공


소환: 이동 활성화 및 회피 행동을 담당하는 뇌 회로 식별(2022년 11월 25일) https://medicalxpress.com/news/2022-11-brain-circuit-accountable-locomotor-habits.html에서 2022년 11월 26일 검색됨

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