Identificar um circuito neural envolvido na forma como a dor modula os neurônios da dopamina

Neuroanatomia funcional das projeções LPB para o mesencéfalo ventral. a, Projeto experimental. b, Imagem de fluorescência do cérebro inteiro mostrando projeções LPBVGLUT2 (eYFP, verde; linha superior, horizontal; linha inferior, sagital). VTA, SNR e CeA são destacados em cores diferentes (barra de escala, 1 mm). c, terminais LPBVGLUT2 e fibras de passagem (setas brancas) em diferentes sub-regiões do mesencéfalo ventral (barra de escala, 50 μm). d-f, Esquerda, injeção de CAV2-Cre em SNR (d), VTA (e) e CeA (f) de camundongos Ai14 (n = 3 camundongos para cada alvo de projeção). Neurônios marcados retrogradamente no meio (tdT positivo, vermelho) em diferentes sub-regiões do LPB (DAPI, azul; barras de escala, 100 μm). À direita, quantificação de células marcadas retrogradamente para diferentes sub-regiões de LPB. g, Projeto experimental. h, EPSCs gerados a -70 mV por estimulação de luz de entradas LPBVGLUT2 para neurônios VTA DA (isto é, imunopositivos TH; dados estendidos Fig. 1t) projetando para NAcLat (traço vermelho) ou não-DA (isto é, imunonegativo TH; Dados Fig. 1u) células no SNR (traço preto). i, Amplitudes médias de EPSC produzidas por estimulação de luz de entradas LPBVGLUT2 para diferentes populações de células (DA → NAcLat, n = 21 células; SNR, n = 25 células; registradas no líquido cefalorraquidiano artificial (ACSF)). j, A aplicação de 20 µM de CNQX e 50 µM de APV bloqueou EPSCs em células SNR (n = 16 células) e neurônios DA de projeção de NAcLat (n = 7 células). k, projeto experimental (esquerda) e amplitudes EPSC produzidas por estimulação de luz de entradas LPB excitatórias em neurônios VTA positivos para GAD2-tdT (direita; VTAGAD2 +, n = 10 células; registrado em ACSF; Dados estendidos Fig. 1v). l, m, Disparo espontâneo de neurônios VTA DA projetando NAcLat (l) e células SNR (m) em resposta à estimulação de luz de 10 Hz de entradas LPBVGLUT2. A estimulação LPBVGLUT2 aumentou significativamente o disparo de neurônios DA que projetam NAcLat e células SNR (NAcLat, n = 12 células; SNR, n = 12 células). A significância foi calculada por meio de um teste t pareado de comparação dentro do grupo (j), um teste t não pareado (i) ou ANOVA de medidas repetidas unilateral (RM) com teste post hoc de Tukey (l e m). ** P Crédito: Yang et al.

O neurotransmissor dopamina (DA) tem várias funções importantes. Por exemplo, sabe-se que desempenha um papel em como sentimos prazer, bem como em nossa capacidade de nos concentrar nas tarefas diárias, manter o foco e aprender comportamentos específicos.

Estudos anteriores da neurociência descobriram que a percepção da dor diminui a atividade da dopamina na área tegmental ventral (VTA), uma parte do mesencéfalo adjacente à substância negra. O VTA é uma parte fundamental do sistema de recompensa, uma rede de estruturas no cérebro de humanos e outros mamíferos que apóia a capacidade de aprender comportamentos por meio de recompensas.

Embora as evidências de pesquisa sugiram que a dor diminui a atividade de muitos neurônios dopaminérgicos VTA, os circuitos neurais específicos que conectam a nocicepção (isto é, o processo através do qual a dor crônica e o estresse são comunicados através do sistema nervoso) com a atividade dopaminérgica são mal compreendidos.

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley (UC Berkeley) e da Universidade Huazhong de Ciência e Tecnologia na China realizaram recentemente um estudo investigando os circuitos neurais envolvidos na percepção da dor e do estresse. Suas descobertas, publicadas na Nature Neuroscience, podem ajudar no entendimento atual de como a dor influencia a aquisição de padrões de comportamento em humanos e outros animais.

Para conduzir sua investigação, a equipe da UC Berkeley realizou uma série de experimentos em ratos adultos. Eles usaram diferentes técnicas, a saber, rastreamento anterógrado do vírus adeno-associado (AAV) e tomografia de corte ótico micro-óptico de fluorescência (fMOST) e combinaram os resultados com imagens de todo o cérebro de camundongos adultos.

Posteriormente, os pesquisadores também realizaram o rastreamento retrógrado da substantia nigra pars reticulata (SNR), um centro de processamento fundamental nos gânglios da base; a área tegmental ventral (VTA), uma área adjacente à substância negra; e o núcleo central da amígdala (CeA). Eles observaram que os neurônios parabraquiais laterais (LPB) que se projetam nessas estruturas são segregados anatomicamente.

“Nós mostramos que uma subpopulação de neurônios parabraquiais laterais (LPB) é crítica para retransmitir sinais nociceptivos da medula espinhal para o SNR”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.

“Neurônios LPB que projetam SNR são ativados por estímulos nocivos e silenciando-os bloqueia as respostas de dor em dois modelos diferentes de dor. Neurônios SNR direcionados a LPB e receptores de nocicepção regulam a atividade de VTA DA diretamente através da inibição feed-forward e indiretamente pela inibição de uma população distinta de neurônios LPB que projetam VTA, reduzindo assim o impulso excitatório para os neurônios VTA DA. ”

Os experimentos realizados por esta equipe de pesquisadores levaram a observações interessantes e altamente valiosas. Por fim, a equipe foi capaz de mapear um circuito neural específico que envia sinais relacionados à dor para os neurônios DA.

Suas descobertas podem ter implicações muito importantes para o estudo da dor, particularmente para pesquisas que exploram seus efeitos sobre como os humanos adquirem padrões comportamentais específicos. No futuro, este estudo recente poderia, portanto, abrir caminho para novas investigações sobre o circuito espinhal-parabraquial-mesencefálico único identificado pelos pesquisadores.

“A identificação de um circuito neural transmitindo dados nociceptivos para os neurônios DA é fundamental para nossa compreensão de como a dor influencia o aprendizado e o comportamento”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.


Publicado em 17/09/2021 12h53

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