2-qism: Dopamin gradienti Maymun korteksida taqsimlangan ishchi xotiraga kirishni nazorat qiladi

Aloqa: Audrey Xu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com

1-qism uchun shu yerni bosing

3-qism uchun shu yerni bosing

Dopamin ish xotirasining faollik-sokin va doimiy faoliyat rejimlari o'rtasida almashinadi

Oxirgi eksperimental va modellashtirish natijalari shuni ko'rsatadiki, ba'zi kechikish vazifalarini ozgina yoki umuman doimiy faoliyat bilan hal qilish mumkin (Mongillo va boshq., 2008; Rose va boshq., 2016; Vatanabe va Funahashi, 2014; Wolff va boshq., 2017). Bu doimiy faoliyat yoki "faollik-sokin" mexanizmlar ishlashi haqida munozaralarga sabab bo'ldi.xotira(Constantinidis va boshqalar, 2018; Lundqvist va boshqalar, 2018). Korteksdagi dopamin modulyatsiyasi ushbu munozaraga tegishlimi? Faoliyat-sokin ishlash imkoniyatini baholash uchun biz modelga qisqa muddatli plastisiyani berdikxotirakeng ko'lamli tarmoqda. Qisqa muddatli plastisiya qo'zg'atuvchi hujayralar orasidagi barcha sinapslarda (bir xil parametrlardan foydalangan holda Mongillo va boshq., 2008) va qo'zg'atuvchidan CB / SST hujayralariga qadar amalga oshirildi. Biz tizimni neytral stimulyator bilan "ping" qilish va javob sifatida yaratilgan faollikni o'qish orqali faollik-sokin ko'rinishlarni tekshirdik, xuddi Volf va boshqalarning eksperimental protokoliga o'xshash. (2017) (4A-rasm, i). Dopamin chiqarishning optimal o'rta darajalari uchun (4A, ii-rasm) model qisqa muddatli plastisiyasiz tarmoqqa juda o'xshash doimiy faollikni yaratdi. Frontal va parietal korteksning kuchli va taqsimlangan faollashuvi ongli ravishda kuzatilgan ogohlantirishlarga tutashuv reaktsiyasini eslatadi (van Vugt va boshq., 2018).

Cistanche xotirani yaxshilashi mumkin

Dopaminning past va yuqori darajada chiqarilishi uchun doimiy faoliyat yo'q edi (4A, iii-rasm). Biroq, biz tizimni neytral stimulyator bilan bog'laganimizda, maqsadli signal bilan bog'liq faoliyat frontoparietal tarmoq bo'ylab vaqtincha hosil bo'ldi (4A-rasm, iii), bu shuni ko'rsatadiki,xotiramaqsadli stimulning ichki qismida saqlangan. Kechikish davrida sinaptik samaradorlik maqsadli qo'zg'atuvchini kodlaydigan neyronlar o'rtasidagi ulanishlarda ortdi. Faoliyatning oldingi modellari - jim qisqa muddatlixotirapre-frontal korteksdagi mahalliy sinaptik o'zgarishlarga e'tibor qaratgan (Mongillo va boshq., 2008). Bizning modelimizda sinaptik samaradorlikning o'sishining aksariyati hissiy sohalardagi neyronlarning sinaptik ulanishlarida bo'lgan (4A, iii-rasm). Keyin biz qisqa muddatli sinaptik plastisiyani frontoparietal tarmoqdan tashqaridagi presinaptik neyronlarga cheklab qo'ydik. Ushbu tizimni pinglash yana frontoparietal tarmoq bo'ylab maqsad bilan bog'liq faollikni faollashtirishga olib keldi (S6-rasm). Keyinchalik, biz teskari manipulyatsiyani amalga oshirdik va frontoparietal tarmoqdagi pre-sinaptik neyronlarga qisqa muddatli sinaptik plastisiyani chekladik. Ushbu tizimni pinglash frontoparietal tarmoqning faollashishiga olib kelmadi (S6-rasm). Bu shuni ko'rsatadiki, (presinaptik) prefrontal kortikal neyronlar bilan bog'lanishda sinaptik plastika faollik uchun talab qilinmaydi.xotira. Nihoyat, biz qisqa muddatli plastisiyani mahalliy ulanishlar bilan chekladik. Ushbu tarmoqda faolliksiz xotirani chaqirish ham muvaffaqiyatsiz tugadi (S6-rasm). Bu shuni ko'rsatadiki, erta sezuvchanlik zonalaridan frontal va parietal korteksgacha bo'lgan hududlararo uzatuvchi aloqalarni qisqa muddatli osonlashtirish "faoliyat-sokin" uchun potentsial substratdir.xotiraqo'zg'atuvchiga kuchli dastlabki pre-frontal javob bo'lmasa.

Nima uchun miya qisqa muddatli narsalarni ushlab turish uchun ikkita parallel tizimga ega?xotira? Ushbu savolni o'rganish uchun biz modelni ping protokoli (Wolff va boshq., 2017) yordamida simulyatsiya qildik.chalg'ituvchi. Xulq-atvorga mos keladigan signaldan so'ng va kechikish davrida biz tarmoq tomonidan filtrlanishi kerak bo'lgan chalg'ituvchini, keyin neytral ping stimulini kiritdik (4B, i-rasm). O'rta darajadagi dopaminni chiqarish uchun maqsadli stimul uchun doimiy faollikni kodlash chalg'ituvchi va ping orqali amalga oshiriladi va saqlanadi (4B, ii-rasm). Chalg'ituvchi vaqtinchalik ravishda pastki temporal (IT) va lateral intraparietal korteksda (LIP) ifodalanadi (shunday qilib, Suzuki va Gottlieb, 2013-dagi eksperimental natijalarni takrorlaydi), lekin frontoparietal tarmoqning ko'p qismiga etib bormaydi. Past va yuqori dopamin holatlarida, ping paytida, faollik-sokin mexanizm frontal va parietal korteksdagi oxirgi kodlangan ogohlantiruvchi, chalg'ituvchi bilan bog'liq faoliyatni qayta tiklaydi (4B, iii-rasm). Shunday qilib, faollik-sokin holat stsenariysidagi ping har doim oxirgi elementni qayta chaqiradi, lekin chalg'ituvchini e'tiborsiz qoldira olmaydi. Shuning uchun, dopaminning chiqarilishi ishdagi muhim elementlarni kodlash uchun xizmat qilishi mumkinxotirava ularni chalg'itishdan himoya qiladi.

Dopamin inhibisyonning subhujayra maqsadini o'zgartirib, chalg'ituvchi qarshilikni oshiradi

Dopamin ishni qanday himoya qiladixotirachalg'itishdan? Ushbu savolni o'rganish uchun biz ish paytida CR/VIP va CB/SST neyronlaridagi faollikni tahlil qildik.xotirachalg'ituvchi bilan vazifa (5A-rasm). CB/SST va CR/VIP neyronlari raqobatda, chunki ular bir-birini inhibe qiladi. CB/SST hujayralarining faollashishi yuqori bo'lsa, piramidal hujayra dendritlari nisbatan inhibe qilinadi. Aksincha, CR/VIP xujayralarining faollashishi yuqori bo'lsa, piramidal hujayra dendritlari inhibe qilinadi. Modeldagi har bir kortikal sohada piramidal, CB/SST va CR/VIP hujayralarining ikkita tanlangan populyatsiyasi mavjud. Biz birinchi bo'lib model chalg'ituvchini e'tiborsiz qoldiradigan sinovlarni tahlil qildik. Maqsadli tanlangan populyatsiyalarda CR/VIP neyronlari CB/SST neyronlariga qaraganda ancha yuqori tezlikda yonadi (5B va 5C-rasmlar). Shunday qilib, maqsadli tanlab olingan piramidal hujayralarning dendritlari inhibe qilinadi, bu esa sohalararo maqsad bilan bog'liq faoliyatning kortikal sohalar o'rtasida oqishiga imkon beradi. Chalg'ituvchi-selektiv populyatsiyalarda, butun frontoparietal tarmoq bo'ylab, CB / SST neyronlari CR / VIP hujayralariga qaraganda bir oz yuqori tezlikda yonadi. Shunday qilib, boshqa kortikal sohalarning faolligi frontal va parietal korteksdagi distraktor-selektiv piramidal hujayralarning dendritlariga kirishiga to'sqinlik qiladi. Ushbu ta'sirning ahamiyatini tekshirish uchun biz chalg'ituvchining taqdimoti paytida frontoparietal tarmoqdagi CB / SST2 hujayralarini vaqtincha inhibe qildik (CB / SST2; 5D-rasm). CB/SST2 hujayralarining bu vaqtinchalik inhibisyoni tarmoqni chalg'ituvchi holatga o'tkazish uchun etarli edi, chalg'ituvchi stimul ishda ushlab turildi.xotirasud jarayonining oxirigacha (5D-rasm).

Dopamin dendritlarning inhibisyon kuchini oshiradi va somata inhibisyonunu kamaytiradi, chunki dopamin modulyatsiyasining bu jihati tizimning chalg'ituvchi qarshiligini kuchaytirishi mumkin. Biz dopamin modulyatsiyasining bu ta'sirini olib tashladik, shu bilan birga dopaminning NMDA va moslashuv oqimlariga ta'sirini avvalgidek qoldirdik (5E-rasm). Biz ishchi xotira vazifasini o'rta darajadagi dofaminli chalg'ituvchi ishtirokida takrorladik, bu odatda chalg'ituvchiga chidamli ishchi xotiraga olib keladi. Dopaminga bog'liq bo'lgan inhibisyonning somadan dendritga siljishisiz, tizim chalg'ituvchi holga keladi (5F va 5G-rasmlar). Oldingi modellashtirish ishlari shuni ko'rsatdiki, doimiy faoliyat mahalliy takrorlanuvchi qo'zg'atuvchi aloqalarga yoki mahalliy va interyer halqalarining kombinatsiyasiga bog'liq bo'lishi mumkin (Mejias va Vang, 2021; Murray va boshq., 2017). Biz mahalliy va hududlararo qo'zg'atuvchi-qo'zg'atuvchi bog'lanishlar kuchini aniqlash bo'yicha parametr bo'shlig'ini qidirdik va mahalliy kortikal sohalarning bir qismi izolyatsiyada doimiy faollikni yaratish uchun etarli darajada takroriy qo'zg'alish bilan ta'minlanganligini aniqladik (masalan, gE(se)E). (LF)=0:33nA, mE E=1:25), yuqori somatik inhibisyon va past dendritik inhibisyon

odatda chalg'ituvchanlik bilan bog'liq edi (5H-rasm; S7-rasm). Past somatik va yuqori dendritik inhibisyon chalg'ituvchiga chidamli xatti-harakatlar bilan bog'liq edi (5H-rasm; S7-rasm). Shu sababli, dopaminning inhibisyonni somadan dendritga o'tkazishdagi ta'siri (Gao va boshq., 2003), CB / SST hujayralariga kuchli ta'siri orqali (Mueller va boshq., 2020), chalg'ituvchi bilan bog'liq bo'lgan faoliyatni sezuvchanlikdan oldini oladi. frontoparietal tarmoqda davom etayotgan doimiy faoliyatni buzishdan hududlar.

Kuchaytirish orqali dopamin chiqarish vaqtini optimallashtirishni o'rganish

Haqiqiy hayotda biz doimiy ravishda hissiy ma'lumotlar oqimini va ishimizni boshdan kechiramizxotiraTizim tegishli va ahamiyatsiz ma'lumotlarning vaqtini aniqlashda moslashuvchan bo'lishi kerak. Dopamin neyronlari vazifaga taalluqli ogohlantirishlarga javoban yonadi (Schultz va boshq., 1993), lekin vaqtdan qat'i nazar, vazifaga aloqador bo'lmagan chalg'ituvchi ogohlantirishlarga javoban yonmasligi kerak. Biz dopaminni chiqarishning to'g'ri vaqtini oddiy mukofotni o'rganish mexanizmlari orqali o'rganish mumkin deb taxmin qildik.

Biz GABAergik va dopaminergik neyronlar bilan ventral tegmental maydonning (VTA) soddalashtirilgan modelini yaratdik va buni keng ko'lamli kortikal modelimiz bilan bog'ladik (6A-rasm) (qarang. Braver va Koen, 2000). Kortikal piramidal hujayralar VTAdagi GABAergik va dopaminergik hujayralarni nishonga oladi (Soden va boshq., 2020; Watabe-Uchida va boshq., 2012). Dopaminergik hujayralar mahalliy VTA GABAergik hujayralar tomonidan ham kuchli inhibe qilinadi (Soden va boshq., 2020). Modeldagi dopamin korteksda VTA dopaminerjik neyron otilishiga javoban chiqariladi va kortikal dopamin darajalari dopaminerjik neyronlarning otilishi to'xtatilgandan so'ng asta-sekin boshlang'ich darajaga qaytadi (Muller va boshq., 2014). Modelda tanlangan populyatsiyalardan VTA populyatsiyalariga kortikal kirishlarning sinaptik kuchlari mukofotdan keyin ortadi va noto'g'ri javobdan keyin zaiflashadi (Harnett va boshq., 2009; Soltani va Vang, 2006).

Biz modelni ilgari kiritilgan maqsadni chalg'ituvchi-ping vazifasining bir variantida sinab ko'rdik (4B, i, va 6B-rasmlar). Birinchi 30 ta sinov uchun birinchi stimul (1-ko'rsatma, qizil) mukofotlandi (1-qoida). Keyingi 30 ta sinov uchun ikkinchi stimul (koʻrsatkich2, koʻk) mukofotlandi (2-qoida). Birinchi blokning ettinchi sinovida chalg'ituvchiga chidamli doimiy faoliyat paydo bo'ldi va birinchi ishora to'g'ri eslab qoldi. Bu xatti-harakat keyingi blokgacha davom etdi. Ikkinchi blokning bir nechta sinovlaridan so'ng, birinchi stimulga javoban dopaminning chiqarilishi kamaydi va korteksdagi neyron populyatsiyalari faqat vaqtinchalik birinchi (hozir ahamiyatsiz) stimulni ifodalaydi. Biroq, ikkinchi stimulga dopamin reaktsiyasi kuchayib, ikkinchi stimulni ifodalovchi doimiy faoliyat bilan shug'ullanadi. Ikkinchi qoidani o'zgartirgandan so'ng, tizim yana birinchi signalga javoban doimiy faoliyatga o'tdi. Bundan tashqari, tegishli doimiy faoliyat bilan shug'ullanish uchun sinovlar soni har bir o'tish bilan asta-sekin kamaydi. Biz modelni topshiriqning versiyasida sinovdan o'tkazdik, unda ko'k belgi ikkinchi blokda tegishli bo'lishidan oldin tegishli qizil belgi blok ichida birinchi yoki ikkinchi ko'rsatilishi mumkin edi. Model bu vazifani ham o'rganishga muvaffaq bo'ldi, garchi kalitni o'rganish uchun (birinchi bir necha bloklar uchun) ko'proq sinovlar (10-15) talab qilingan bo'lsa-da. Shunday qilib, oddiy mukofotni o'rganish mexanizmlari yordamida dopaminni chiqarishning optimal vaqtini o'rganish mumkin, bu esa taqsimlangan doimiy faoliyatni ishda moslashuvchan jalb qilish imkonini beradi.xotira.

MUHOKAZA

Biz kortikal ierarxiya bo'ylab dopamin D1 retseptorlari zichligining makroskopik gradientini aniqladik. Maymun korteksining anatomik jihatdan cheklangan yangi modelini yaratish orqali biz dopamin qanday qilib taqsimlangan doimiy faoliyat mexanizmlarini jalb qilishini va xatti-harakatlarga tegishli stimullarning xotiralarini chalg'itishdan himoya qilishini ko'rsatdik. Bu ish mahalliy elektron modellar bilan mumkin bo'lmagan yangi bashoratlarga olib keladi. Masalan, model shuni ko'rsatadiki, dopaminning CB / SSTni ifodalovchi hujayralardan piramidal hujayralar dendritlariga inhibisyonini kuchaytirishi chalg'ituvchi sensorli ma'lumotlarning frontoparietal ishiga kirishini bloklaydi.xotiratarmoq. Ikkinchidan, agar dastlabki stimul prefrontal korteksni faol ravishda faollashtira olmasa, biz aniqladikxotiraDastlabki qo'zg'atuvchini sezgidan frontoparietal korteksgacha bo'lgan sohalararo aloqalardagi faolliksiz sinaptik mexanizm orqali esga olish mumkin. Nihoyat, bizning modelimiz dopamin faolliksiz va taqsimlangan doimiy faoliyat mexanizmlari o'rtasida almashishi mumkinligini va dopaminning ajralib chiqish vaqtini kuchaytirish orqali bilib olishini taxmin qiladi. Bu shuni ko'rsatadiki, taqsimlangan doimiy faoliyat esda tutilishi va chalg'ituvchi omillardan himoyalanishi kerak bo'lgan xatti-harakatlarga tegishli stimullar uchun jalb qilinishi mumkin.

Kortikal ierarxiya bo'ylab D1 retseptorlarining gradienti

Biz kortikal dopamin retseptorlari arxitekturasining yuqori aniqlikdagi, yuqori aniqlikdagi xaritasini yaratish uchun in vitro retseptorlari avtoradiografiyasidan miqdoriy foydalandik. Dopamin tizimini pozitron emissiya tomografiyasi (PET) va bitta fotonli emissiya kompyuter tomografiyasi (SPECT) skanerlari yordamida ham in vivo tasvirga olish mumkin. Ushbu skanerlar individual va guruh farqlari haqida ma'lumot berishi mumkin, ammo fazoviy o'lchamlari va signal-shovqin nisbati bilan cheklangan (Abi-Dargham va boshq., 2002; Froudist-Walsh va boshq., 2017a; Roffman va boshq., 2016; Slifstein va boshq., 2015) va kortikal o'lchovlar uchun ko'pincha ishonchsizdir (Egerton va boshq., 2010; Farde va boshq., 1988). Endi miya bo'ylab dopamin retseptorlari uchun kodlovchi genlar ifodasini xaritalash mumkin. Genni ifodalash usullari ma'lum afzalliklarga ega, xususan, hujayraga xos ma'lumotlarni taqdim eta oladigan RNK ketma-ketligi. Biroq, mRNK ifodasi har doim ham hujayra membranasidagi retseptorlar zichligi bilan chambarchas bog'liq emas yoki hatto ijobiy bog'liq emas (Arnatkeviciute va boshq., 2019; Beliveau va boshq., 2017). Membranada retseptorlarning zichligi funktsional jihatdan muhim miqdor bo'lib, bu erda bevosita o'lchanadi. Bu erda D1 retseptorlari zichligi xaritasi D1 retseptorlari zichligining oldingi tavsiflarini sezilarli darajada kengaytiradi (Goldman-Rakic ​​va boshq., 1990; Impieri va boshq., 2019; Lidow va boshq., 1991; Niu va boshq., 2020; Richfild va boshqalar. , 1989). D1 retseptorlari zichligi kortikal ierarxiya bo'ylab ortib, prefrontal va posterior parietal korteksda eng yuqori cho'qqiga chiqishini ko'rsatamiz. 12 kortikal sohaning oldingi tadqiqoti D1 retseptorlari ifodasining orqa-old gradientini taklif qildi (Lidow va boshq., 1991). Bu erda biz 109 ta kortikal sohada D1 retseptorlari zichligini baholaymiz, korteks bo'ylab neyron zichligidagi o'zgarishlarni hisobga olamiz va D1 retseptorlari gradienti qattiq posterior-old gradientdan ko'ra kortikal ierarxiyaga yaqinroq rioya qilishini ko'rsatamiz. Farqi aniq, somatosensor va birlamchi motor korteksga qaraganda posterior parietal korteks hududlarida neyron boshiga D1 retseptorlari zichligi yuqori. Gen ekspresyonining gradientlari retseptorlari gradientini to'g'ri ushlab turish darajasini tekshirish uchun kelajakdagi ishlar talab qilinadi (Beliveau va boshq., 2017; Hurd va boshq., 2001). Dopamin D1 retseptorlarining gradienti korteks bo'ylab tasvirlangan boshqa anatomik va funktsional xususiyatlarning gradientlariga o'xshaydi, ularning aksariyati ierarxiya bo'ylab ortadi yoki kamayadi (Burt va boshq., 2018; Fulcher va boshq., 2019; Goulas va boshq., 2018; Margulies va boshqalar, 2016; Sanides 1962; Shafiei va boshqalar, 2020; Vang 2020). Biz har bir neyron uchun D1R zichligining ba'zi qiziqarli naqshlarini kuzatdik (1F-rasm), masalan, prefrontal korteksda asta-sekin kaudorostral o'sish, bu plastiklik, laminar ulanish va abstraksiyaning ilgari xabar qilingan gradientlariga o'xshaydi (Badre va D'Esposito 2009; Riley va boshqalar. ., 2018; Vezoli va boshqalar, 2021). Frontal va parietal korteksning bir nechta sohalarida hayvonlarning kam sonli va nisbatan o'xshash D1R ifoda darajalari tufayli, juft hududlar o'rtasida D1R zichligini taqqoslash qiyin. Dastlab Markov va boshqalarda ko'rsatilganidek. (2014a), ierarxiyaning o'zi erta sezgi sohalari uchun tik va yuqori assotsiatsiyalar uchun sayozroq bo'ladi. Shuning uchun, LIP yoki 10 kabi hududlarning aniq pozitsiyalarini V1, V2 va V4 kabi aniq ajratib bo'lmaydi. Shunga qaramay, kortikal ierarxiya bo'ylab neyron boshiga D1R zichligi oshishining umumiy naqshini kutamiz. Har bir neyron uchun D1R yorlig'i, shuningdek, sinaptik qo'zg'alish va inhibisyon silliq gradientni ko'rsatsa ham, zanjir xususiyatlarining miqdoriy o'zgarishlari kortikal ierarxiya bo'ylab doimiy faoliyatning silliq bo'lmagan naqshini keltirib chiqarishi mumkin. chiziqli bo'lmagan dinamik tizimlar nazariyasi (Mejias va Vang, 2021; Vang, 2020). Bunday to'satdan o'tish maymun tajribasida kuzatilgan, unda ishlash bilan bog'liq doimiy faollik ko'tarilganxotirao'rta temporal sohada (MT) yo'q edi, lekin yaqin atrofdagi medial yuqori temporal sohada (MST) sezilarli darajada bir sinapsni taqdim etdi (Men-doza-Halliday va boshq., 2014). Neuropixels (Jun va boshq., 2017) kabi yangi vositalardan foydalangan holda ko'plab posilkali hududlardan hayvonlarning o'zini tutishini bir vaqtning o'zida yozib olish kelajakdagi tajribalarda bizning model bashoratimizni tizimli ravishda sinab ko'rishi mumkin. Kortikal ierarxiya bo'ylab dopamin retseptorlarining bu ortib borayotgan gradienti dopamin yuqori kognitiv qayta ishlashni modulyatsiya qilishi mumkin bo'lgan asosiy anatomik asosdir.

Dopamin va taqsimlangan ishchi xotira faolligi o'rtasidagi teskari U munosabatlari

Oldingi eksperimental va modellashtirish tadqiqotlari D1 retseptorlarini stimulyatsiya qilish va ishlaydigan xotira vazifalarini bajaradigan maymunlarda prefrontal korteksdagi doimiy faollik o'rtasidagi teskari U munosabatlarini ko'rsatdi (Brunel va Vang, 2001; Vijayraghavan va boshq., 2007; Vang va boshq., 2019). VTAdagi dopamin faolligi kechikish davrida nisbatan past bo'ladi, lekin baribir qisqa muddatli U shaklidagi teskari aloqaga ega.xotirakalamushdagi ishlash (Choi va boshq., 2020). Bizning modelimizda bu kortikal dopamin darajasini taqsimlangan doimiy faoliyat uchun tegishli chegaralar ichida ushlab turish uchun korteksga past darajadagi dopaminni ta'minlashda davom etayotgan VTA sifatida talqin qilinishi mumkin. Biz striatumda zich D1 va D2 retseptorlari belgilarini topdik. Biroq, biz o'z ishimizga e'tibor qaratdikxotirakorteks va VTA ustida modellashtirish. Ta'kidlash joizki, substantia nigra pars compacta dopamin neyronlarining optogenetik manipulyatsiyasi (asosan striatumga qaratilgan) o'ziga xos qisqa muddatli xotira ta'siriga ega emas (Choi va boshq., 2020). Bu shuni ko'rsatadiki, dopaminning striatal emas, balki kortikal chiqarilishi qisqa muddatli xotira uchun muhimroqdir. D1 retseptorlari xaritasi va traktni kuzatish ma'lumotlari asosida yangi keng miqyosli modelni yaratish orqali biz D1 retseptorlari stimulyatsiyasi va ish xotirasi davomida frontal va parietal korteks bo'ylab doimiy faoliyat o'rtasidagi teskari U munosabatlarini aniqladik. Maymun korteksidagi kechikish davri faolligi bo'yicha 90 ta elektrofiziologik tadqiqotlarning meta-tahliliga ko'ra, ish xotirasi faolligi modeli eksperimental ravishda kuzatilganiga juda o'xshash edi (Leavitt va boshq., 2017). Modelni tahlil qilish shuni ko'rsatdiki, sohalararo bog'lanishlar sxemasi ishchi xotira faoliyati naqshini eng kuchli belgilovchi omil hisoblanadi.

Noudoost va Mur (2011) D1 antagonistini FEFga kiritish V4 da otish tezligining oshishiga olib kelganligini aniqladilar. Xuddi shunday, bizning modelimizda kortikal dopamin darajasi ishchi xotira uchun optimal diapazonga yaqin bo'lsa (ya'ni, teskari U ning cho'qqisi), antagonist orqali D1 retseptorlari stimulyatsiyasini kamaytirish ikkinchi cho'qqi davomida V4 faolligini oshirishga olib keladi. vizual stimulyatsiyaga javob (S3-rasm). Biroq, bizning modelimiz taqsimlangan ishlashga qaratilganxotirakeng ko'lamli kortikal tizimda va e'tibor yoki qaror qabul qilish mexanizmlarini ochish uchun qurilmagan. So'nggi elektrofiziologiya va inson bo'lmagan primat e'tiborini modellashtirish tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, diqqatning sezgir korteksdagi asabiy faoliyatga asosiy aniq ta'siri inhibisyondir (Huang va boshq., 2019; Yoo va boshq., 2021). Bu retseptiv sohasi diqqat markazida bo'lgan neyronlarning otishmasining nozik kuchayishiga va yaqin atrofdagi retseptiv maydonlarga ega neyronlarning ko'proq inhibisyoniga mos kelishi mumkin. Biz somatosensor va vizual fazoviy ish ekanligini ko'rsatdikxotiravazifalar kechikish davrida asosan yuqori kortikal maydonlarni bir-biriga moslashtiradi. Ehtimol, neyron darajasida bu tarmoqlar faqat qisman bir-biriga mos kelishi mumkin. Diqqatning ushbu aralash inhibitiv va qo'zg'atuvchi ta'sirini simulyatsiya qilish va turli xil ish turlarini aniqlashxotirabir xil neyronlar bilan shug'ullansa, kelajakdagi modellar har bir hududga ko'proq neyron populyatsiyasini talab qiladi, ehtimol uzuk kabi tuzilgan ulanishga ega (Ardid va boshq., 2007). Mahalliy sxemani modellashtirish ilgari ish xotirasi uchun mo'ljallangan sxema qaror qabul qilish uchun mos ekanligini ko'rsatdi (Vang 2002). Bizning modelimiz kortikal sohalarda taqsimlangan qaror jarayonlarini ko'rib chiqish uchun ham mos bo'lishi mumkin.

Tarqalgan ishchi xotiraga prefrontal va parietal hissa

Yozish texnologiyasidagi yutuqlar (Jun va boshq., 2017) va keng ko'lamli kortikal modellar (Cabral va boshq., 2011; Chaudhuri va boshq., 2015; Honey va boshqalar) tufayli taqsimlangan kognitiv funktsiyalar asosida yotqizilgan elektron mexanizmlarni ochish tobora ko'proq amalga oshirilmoqda. boshq., 2007; Joglekar va boshq., 2018; Mejias va boshqalar, 2016; Mejias va Vang, 2021; Shmidt va boshq., 2018; Shine va boshq., 2018). Oldingi keng ko'lamli kortikal modellarning aksariyati dam olish holatidagi funktsional ulanishni (Cabral va boshq., 2011; Chaudhuri va boshq., 2015; Honey va boshq., 2007) ko'paytirishga yoki ierarxiya bo'ylab asabiy faoliyatni targ'ib qilishga (Chaudhuri va boshqalar) qaratilgan. ., 2015; Joglekar va boshq., 2018; Shmidt va boshq., 2018), taqsimlangan ishlashni taqlid qilgan so'nggi modeldan tashqari.xotira30 ta kortikal sohalar tarmog'ida (Mejias va Vang, 2021). Oldingi harakatlar bilan solishtirganda, bizning modelimiz qo'shimcha ravishda (1) D1 retseptorlari gradientini o'z ichiga oladi; (2) bir nechta inhibitiv hujayra turlari va alohida piramidal hujayra bo'linmalari; (3) miqdoriy darajali va yo'naltirilgan ulanish ma'lumotlari orqali bog'langan kortikal zonalar kamida 33 foizga ko'p, va ba'zi raqamlar uchun (4) qisqa muddatli sinaptik plastisiya; va (5) mustahkamlash o'rganish mexanizmlari bilan VTA moduli. Modelning keng ko'lamli tabiati bizga miyaning turli mintaqalarining taqsimlangan ishlashga qo'shgan hissasini o'rganishga imkon berdi.xotirafaoliyat.

Ba'zi eksperimental tadqiqotlar prefrontal va parietal korteksning ishlashga qo'shgan hissasini ajratishga qaratilgan.xotiravaqtincha inaktivatsiyalar orqali. Misol uchun, Chafee va Goldman-Rakic ​​(2000) prefrontal yoki parietal korteksni teskari sovutishning boshqa sohadagi faoliyatga va vizual fazoviy ish paytida xatti-harakatlarga ta'sirini o'rganib chiqdilar.xotirachalg'ituvchisiz vazifa. Sovutish FEF (8-maydon) va yaqin atrofdagi prefrontal korteksga, shu jumladan asosiy sulkusga (46 va 9-maydonlar) ta'sir ko'rsatdi. Parietal korteksning sovishi LIP, shuningdek, DP (dorsal prelat girus), 7A va 5 sohalarining qismlarini o'z ichiga oladi. Parietal korteksni sovutish prefrontal otishni o'rganish tezligining sezilarli darajada kamayishiga olib keldi va ishlashga ozgina ta'sir qildi. Prefrontal korteksni sovutish parietal otish tezligining sezilarli darajada pasayishiga va xatti-harakatlardagi xatolarning katta o'sishiga olib keldi (Chafee va Goldman-Rakic ​​2000). Bu prefrontal va parietal inaktivatsiya mnemonik kechikish faolligini kamaytirishga kuchli ta'sir ko'rsatishi mumkinligini ko'rsatadigan simulyatsiya natijalariga mos keladi, ammo prefrontal inaktivatsiya ishlashga ancha katta ta'sir ko'rsatadi (3E va 3F-rasmlar). Suzuki va Gottlieb (2013) GABA-A retseptorlari agonisti muscimol yordamida LIP va dorsolateral prefrontal korteks (dlPFC) hududlarini faolsizlantirdilar va shunga o'xshash vizual fazoviy ishda ishlashni baholadilar.xotirachalg'ituvchi stimullar bilan va ularsiz vazifa. Ushbu tajribalarda na LIP, na dlPFC inaktivatsiyasi chalg'ituvchisiz sinovlarda xatolarga olib kelmadi (Suzuki va Gottlieb, 2013). Biroq, LIP emas, balki dlPFC ning inaktivatsiyasi chalg'ituvchilar bilan sinovlarda xatolarning keskin o'sishiga olib keldi (Suzuki va Gottlieb, 2013). Bu dlPFC ning aniq lezyonlari qiyin ishdagi xatti-harakatlarga ta'sir qilishini ko'rsatadigan simulyatsiya natijalariga mos keladi.xotirachalg'ituvchi stimullar bilan sinovlar, lekin chalg'ituvchisiz oddiy ish xotirasi sinovlarida ishlashni buzish uchun kattaroq jarohatlar talab qilinadi va LIP ning shikastlanishlari ishlashga faqat nozik ta'sir ko'rsatadi. Bu prefrontal korteks taqsimlangan doimiy faoliyatni saqlashda ayniqsa muhim rol o'ynashi mumkinligini ko'rsatadigan taqsimlangan ishchi xotiraning so'nggi modellariga mos keladi (Mejias va Vang, 2021; Murray va boshq., 2017). Zararlarning model ishlashiga ta'siri so'nggi hisobotlarga mos keladi, bu oddiy xatti-harakatlar paytida faol bo'lgan va hisoblash uchun zarur bo'lgan hududlar o'rtasida farq borligini ko'rsatadi (Pinto va boshq., 2019; Zatka-Haas va boshq., 2021). ) va kortikal lezyonlar yanada qiyin vazifalarni bajarishga ko'proq ta'sir qiladi (Pinto va boshq., 2019).

D1 retseptorlari zichligi yuqori bo'lgan joylarning shikastlanishi ishchi xotirani buzadi

Ishchi xotira faolligi D1 retseptorlari zichligi yuqori bo'lgan hududlarda shikastlanishlar tufayli eng ko'p buzildi, bu prognozni eksperimental ravishda sinab ko'rish mumkin. Miya travmatik shikastlanishi bo'lgan odamlarda ko'pincha ish xotirasi etishmovchiligi mavjud (Dunning va boshq., 2016). Ushbu kamchiliklarni farmakologik davolash, shu jumladan dopaminerjik preparatlar bilan aralash muvaffaqiyatga erishdi (Froudist-Walsh va boshq., 2017b). Bizning model simulyatsiyalarimiz shuni ko'rsatadiki, D1 agonistlari yoki antagonistlari ma'lum kortikal sohalarga shikastlangandan so'ng normal xotira faoliyatini tiklashda samarali bo'lishi mumkin, ammo to'g'ri davolash insonning kortikal dopaminning asosiy darajalariga bog'liq bo'lishi mumkin. Dopaminerjik dorilar, shuningdek, ish xotirasi etishmovchiligi bo'lgan shizofreniya bilan og'rigan odamlarni davolash sifatida taklif qilingan (Yang va Chen 2005). Shizofreniya bilan og'rigan odamlarda PV va SST genlarining ekspressiyasi kortikal ishchi xotira tarmog'ining bir nechta sohalarida kamayadi (Tsubomoto va boshq., 2019). Ushbu inhibitiv neyronlarning buzilishi, ehtimol, ish xotirasi etishmovchiligiga hissa qo'shishi mumkin. Bizning modelimizning kelajakdagi moslashuvlari ish xotirasi etishmovchiligini simulyatsiya qilishga imkon beradi va odamlar uchun ularning o'ziga xos anatomiyasi, gen ekspressiyasi va kortikal dopamin chiqarilishi yoki retseptorlari zichligi asosida potentsial davolanishni rag'batlantirishi mumkin (Abi-Dargham va boshq., 2002; Slifstein va boshq. , 2015).

Faoliyat-sokin holat va doimiy faoliyat o'rtasidagi dopamin almashinuvi

D1 retseptorlarini rag'batlantirishning juda past yoki yuqori darajalari uchun sinaptik mexanizmlar orqali doimiy faollik bo'lmaganda ogohlantiruvchi ma'lumotni saqlab qolish mumkin edi. Frontoparietal kechikish davri faoliyatisiz muvaffaqiyatli xotirani eslab qolishning ushbu modeli "faoliyat-sokin" sinaptik mexanizmlarga tayanadigan passiv qisqa muddatli xotira izini eslatadi (Rose va boshq., 2016; Trbutschek va boshq., 2017; Wolff). va boshq., 2017) bu frontoparietal korteksni yoqmasdan sodir bo'lishi mumkin (Trbutschek va boshq., 2017, 2019). Qisqa muddatli sinaptik plastisiyaga ega bo'lgan oldingi modellar prefrontal korteksdagi mahalliy faollikka qaratilgan (Mongillo va boshq., 2008) va shuning uchun dastlabki stimul prefrontal asab faolligini sezilarli darajada jalb qilishi va qisqa muddatli xotira izini saqlashi kerakligini anglatadi. mahalliy pre-frontal ulanishlarda plastiklik. Biroq, ba'zi ogohlantirishlar kuchli dastlabki prefrontal javobsiz eslab qolishi mumkin. Biz sezuvchanlikdan frontoparietal sohalargacha bo'lgan hududlararo bog'lanishlarda qisqa muddatli sinaptik plastisitning jim xotira izini saqlab qolish uchun eng muhim ekanligini aniqladik. Xususan, bu stimulga kuchli dastlabki prefrontal javob bo'lmaganda faollik-jim qisqa muddatli xotira uchun potentsial mexanizmdir. Nospesifik qo'zg'atuvchi yoki inhibitiv oqimlar faol va jim holatlar o'rtasidagi o'zgarishlarni hisobga olishi mumkinligi taklif qilingan (Barbosa va boshq., 2020). Bizning modelimiz shuni ko'rsatadiki, dopamin, aslida, jim holatdan faol holatga o'tishni hisobga oladi. Darhaqiqat, dopamin va doimiy otish o'rtasidagi teskari U munosabati tufayli, sinov oxirida mukofotga dopamin javobi ham doimiy faoliyatni to'xtatishi mumkin. Yana bir so'nggi taklif shuni ko'rsatadiki, faoliyat qisqa muddatli jimxotiraHipokampal-prefrontal epizodik xotira mexanizmlari orqali, ehtimol korteksdagi qisqa muddatli sinaptik o'zgarishlar bilan birgalikda amalga oshirilishi mumkin (Beukers va boshq., 2021). Kelajakdagi tadqiqotlar prefrontal korteksdagi (Mongillo va boshq., 2008), sensorli sohalardan (ushbu maqola) yoki gippokampdagi (Beukers va boshq., 2021) hududlararo bog'lanishlarda tez sinaptik o'zgarishlarning hissasini ajratishga qaratilgan bo'lishi kerak. faoliyatga - jim qisqa muddatlixotiraprimatda. Faoliyat jim holatda, eng so'nggi kodlangan stimul har doim chalg'ituvchi bo'lsa ham, eng kuchli kodlanganligini aniqladik. Bu qisqa muddatli sinaptik xotira izida ahamiyatsiz stimullarning majburiy kodlanishini aks ettirishi mumkin (Barbosa va boshq., 2021, 2020). Chalg'ituvchilar soni ortib borayotganligi sababli, bu bashorat o'zini tutishi kerak. Boshqa kiritish tarmoqni oldingi stimulni kodlashda qo'llanilgan faollik namunasiga yo'naltirganda, harakatsiz tizim avvalgi stimullarni cheklangan vaqt davomida eslab qolishi mumkin.xotira(Manohar va boshq., 2019) yoki chalg'ituvchi stimullarni faol unutish orqali (Volff va boshq., 2021). Shu bilan bir qatorda, bir nechta raqobatbardosh xotiralar asabiy faoliyatda ifodalanishi mumkin (Barbosa va boshq., 2021; Panichello va Buschman, 2021), bu aniqlanmagan tanlash mexanizmiga tayanadi va qisqa muddatli sinaptik o'zgarishlar bilan parallel ravishda sodir bo'lishi mumkin. Bizning modelimizda doimiy faoliyatda saqlangan stimullar (va shuning uchun o'rta darajadagi dopamin chiqarilishiga bog'liq) odamlarda giyohvand moddalarni o'rganishga mos keladigan chalg'itishga qarshi kuchliroq edi (Fallon va boshq., 2017a, 2017b). Shunday qilib, dopaminning chiqarilishi muhim stimullarning xotiralarini chalg'itishdan himoya qilish uchun taqsimlangan doimiy faoliyatni amalga oshirishi mumkin.

Dopamin inhibisyonning subhujayra maqsadini o'zgartirib, chalg'ituvchi qarshilikni oshiradi

Faol ishning chidamliligixotiramodeldagi holat sezuvchanlik sohalaridan frontal va parietal korteksdagi piramidal hujayralar dendritlariga chalg'ituvchi kirishlarni blokirovka qiluvchi CB/SST hujayralariga bog'liq edi. Mahalliy kortikal zanjirlar bo'yicha oldingi modellashtirish ishlari kattaroq dendritik va kamroq somatik inhibisyon chalg'ituvchi qarshilikni oshirishi mumkinligini ko'rsatdi (Vang va boshq., 2004a) va dendritning selektiv disinhibisyonu (CR / VIP hujayralari orqali) maxsus ma'lumotlarning o'tishiga imkon beradi. tarmoq (Yang va boshq., 2016). Bizning keng miqyosli modelimizda CR/VIP xujayralari maqsadli selektiv hujayralarning dendritlarini tanlab inhibe qildi va bu maqsad bilan bog'liq faoliyatning kortikal tarmoq orqali o'tishiga imkon berdi. Maymun korteksidagi D1 retseptorlari CB/SST neyronlarida boshqa interneyron turlariga qaraganda kuchliroq ifodalangan (Mueller va boshq., 2020). Ushbu anatomik topilmalar bilan kelishilgan holda, dopaminning frontal korteks bo'lagiga qo'llanilishi dendritlarning inhibisyonini oshiradi va piramidal hujayralar somatasiga inhibisyonni kamaytiradi (Gao va boshq., 2003). Biz shuni aniqladikki, agar mahalliy kortikal zonalar (yoki kortiko-subkortikal halqalar) doimiy faoliyatni saqlab turishga qodir bo'lsa, unda inhibisyon muvozanatini somadan dendritga o'tkazish doimiy faoliyatda stimulning faol vakilini saqlashga imkon beradi. uni sensorli sohalardan chalg'ituvchi kirishdan himoya qilishda. Kortikal hududlarning doimiy faollikni saqlab turish qobiliyati NMDA ga bog'liq qo'zg'alishning dopaminergik kuchayishiga bog'liq. Sichqonlarda fazoviy ish namunasi davrida medial prefrontal korteksdagi SST neyronlarining inhibisyonuxotiravazifa ishlashga putur etkazadi va prefrontal faoliyatda ahamiyatsiz ma'lumotlarning namoyishini oshiradi (Abbas va boshq., 2018). Bizning modelimizga muvofiq, bu SST neyronlari ma'lumotni ishchi xotiraga kiritishini va frontoparietal sohalarda SST neyronlarining inhibisyoni chalg'ituvchi ma'lumotlarning kirib kelishiga imkon beradi. Kuchaytirish orqali taqsimlangan doimiy faoliyatni o'rganish

Barcha ogohlantirishlarga javoban chalg'ituvchi qarshilik ish berishi mumkinxotiratizim moslashuvchan emas va yangi, potentsial muhim kirishlarga javob bermaydi. Oldingi tadkikotlar shuni ko'rsatdiki, prefrontal korteksning shikastlanishi sinovlar davomida e'tiborni ogohlantirishlar o'rtasida almashtirish qobiliyatini buzadi (Rossi va boshq., 2007). Bizning modelimiz prefrontal korteksning prefrontal korteksdan tashqaridagi qisqa muddatli sinaptik o'zgarishlarga tayanishi mumkin bo'lgan faolliksiz qisqa muddatli xotiradan ko'ra doimiy faoliyat uchun muhimroq ekanligini taxmin qiladi. Biz oddiy mukofotga asoslangan ta'lim mexanizmidan foydalanib, kortikal VTA modeli (qarang. Braver va Koen, 2000; Frank 2005) sinovlar davomida xotira belgisi va chalg'ituvchi stimullar o'rtasidagi o'zgarishlar bilan vazifani muvaffaqiyatli bajarishi mumkinligini ko'rsatamiz. Bizning modelimizda, korteksdagi dopaminning ajralib chiqish vaqtini faqat mukofotni bashorat qiluvchi signallarga javoban frontoparietal tarmoq bo'ylab taqsimlangan doimiy faoliyat bilan shug'ullanishni o'rganish mumkin. Dopamin neyronlari mukofotni bashorat qiluvchi stimullardan keyin taxminan 130-150 ms dan keyin portlashi, frontal kortikal neyronlarning faolligi oshishi bilan bir vaqtda sodir bo'ladi (de Lafuente va Romo, 2012). Kortikal dopaminning sekin dinamikasi tufayli (Muller va boshq., 2014), biz maqsadli stimulga javoban dopamin chiqarilishining vaqtinchalik ko'payishi (Choi va boshq., 2020; Schultz va boshq., 1993) etarli bo'lishi mumkinligini taklif qilamiz. taqsimlangan doimiy faollikni bir necha soniya ushlab turish. Shunday qilib, bu mexanizm xulq-atvorga bog'liq bo'lgan stimullar sinovdan sinovga o'tganda ham chalg'itishdan himoyalanishi kerak bo'lgan xatti-harakat uchun muhim ogohlantirishlar uchun ajratilgan bo'lishi mumkin. Aksincha, ahamiyatsiz yoki unchalik muhim bo'lmagan stimullar dopaminning kam chiqishiga olib keladi va jim mexanizmlar orqali eslab qolishi yoki unutilishi mumkin. Biz blokda bir xil takroriy sinovlar bilan teskari o'rganish vazifasi bo'yicha model ishlashini tekshirdik. Tabiiy hayotda ikkita bir xil vaziyat mavjud emas. Ehtimol, miya mustahkamlovchi o'rganishni amaliyotda qo'llashga imkon berish uchun shunga o'xshash vaziyatlarni umumlashtiradi. Ushbu umumlashtirish qobiliyati prefrontal korteksdagi dopaminga bog'liq plastisiyadan kelib chiqishi mumkin (Vang va boshq., 2018). Klassik mukofot-bashorat-xato gipotezasi dopaminni fazoviy-vaqtinchalik bir xil bo'lgan global skalyar mukofotni bashorat qilish xato signali sifatida ko'rib chiqadi (Schultz 1998). Bu erda biz fazoviy heterojenlikning bir shaklini ajratib ko'rsatishni maqsad qilganmiz va dopaminning keng tarqalishi har bir neyron uchun D1 retseptorlari zichligiga qarab har bir kortikal sohaga ta'sir qilishini taklif qilamiz. Oxirgi ishlar shuni ko'rsatadiki, sichqonchaning striatumidagi to'lqinlarda chiqariladigan dopaminning vaqtinchalik xilma-xilligi (Hamid va boshq., 2021). Bunday dopamin to'lqinlari korteksda yoki primatlarda ham paydo bo'ladimi, hozircha ko'rish mumkin. Agar dopamin korteks bo'ylab to'lqinlar shaklida chiqarilsa ham, uning kortikal sohalarga ta'siri bu erda keltirilgan D1 retseptorlari gradientiga bog'liq bo'ladi.

Boshqa neyromodulyator va subkortikal tizimlarning roli

Dopaminga qo'shimcha ravishda, atsetilxolin (Croxson va boshq., 2011; Sun va boshq., 2017; Yang va boshq., 2013) va noradrenalin (Arnsten va boshq., 2012) kabi boshqa neyromodulyatorlar prefrontal kechikish davriga ta'sir qiladi. Vizual fazoviy ish ustida ishlash va ishlashxotiravazifalar. Xolinergik mexanizmlar dopaminerjik mexanizmlarni to'ldirishi mumkin. Masalan, nikotinik alfa{0}}retseptorlari depolyarizatsiya qiluvchi piramidal hujayralar magniy blokini olib tashlash orqali NMDA retseptorlarini ishga tushirishga imkon beradi (Yang va boshq., 2013). Bu D1 stimulyatsiyasiga javoban presinaptik glutamat chiqarilishining kamayishini qoplashi va dopaminning NMDA uzatilishiga ruxsat beruvchi ta'sirini ta'minlashi mumkin (Seamanset boshq., 2001). Muskarinik M1 retseptorlari faollashuvi D1 stimulyatsiyasining yuqori darajadagi giperpolyarizatsiya ta'siriga hissa qo'shadigan KCNQ kanallarini yopadi (Arnsten va boshq., 2012; Galvin va boshq., 2020). Shunday qilib, M1 stimulyatsiyasi dopaminning kattaroq diapazonida doimiy faoliyatni ta'minlashi mumkin. Noradrenalinning ishlashga ta'sirixotiradavrlar maqsadli adrenergik retseptorlarga bog'liq. Noradrenalinning o'rtacha chiqarilishi adrenergik a2A retseptorlari bilan bog'liq bo'lib, ular giperpolyarizatsiya bilan faollashtirilgan siklik nukleotidli (HCN) kanallarning giperpolyarizatsiya ta'siriga qarshi turishi mumkin (Arnsten, 2000; Arnsten va boshq., 2012; Li va Mei, 1994; Robbins, 1992; Robbins, )va D1 ta'sirini kalsiy-tsiklik AMP (cAMP) signalini kamaytirish orqali tekshiring. Kattaroq noradrenergik darajalar a1 va b1 retseptorlarini jalb qiladi, ular kaltsiy-cAMP signalizatsiyasini kuchaytiradi va yuqori darajada KCNQ va HCN kanallari orqali salbiy fikr bildiradi (Arnsten va boshq., 2020). Neyromodulyatorlarni ishlaydigan xotira bilan bog'laydigan tadqiqotlar dorsolateral prefrontal korteksga qaratilgan. Ushbu va boshqa neyromodulyatorlarning prefrontal korteksdan tashqarida ishlaydigan xotira asosidagi taqsimlangan tarmoq faoliyatiga ta'siri haqida juda kam narsa ma'lum. Kelajakdagi ishlar turli xil neyromodulyatorlarning o'zaro ta'siriga va neyromodulyatorlarning turli kombinatsiyalarining chiqarilishi ushbu retseptorlarning korteks bo'ylab turli xil taqsimlanishini hisobga olgan holda taqsimlangan faoliyat naqshlari va xatti-harakatlariga qanday ta'sir qilishi mumkinligiga e'tibor qaratish kerak (Froudist-Walsh va boshq., 2021). Talamus kabi subkortikal tuzilmalar ish xotirasida muhim rol o'ynashi mumkin (Fuster va Alexander, 1971; Guo va boshq., 2017; Jaramillo va boshq., 2019; Vatanabe va Funahashi, 2012). Kelgusi tajribalar va hisoblash modellashtirish tadqiqotlari talamusning hissiy xotira va vosita tayyorgarligiga qo'shgan hissasini ajratishga qaratilgan bo'lishi kerak (Guo va boshq., 2017; Vatanabe va

Funahashi, 2012) va bunday mexanizmlarning turlar bo'ylab taqsimlanish darajasini aniqlang. Tegishli vaznli va yo'naltirilgan ulanish ma'lumotlari mavjud bo'lganda, kelajakdagi keng ko'lamli kortikal modellar talamus (Jaramillo va boshq., 2019), bazal gangliya (Vey va Vang, 2016), klaustrum va boshqa tuzilmalarni ham birlashtirishi kerak. serebellumning ishlashga qo'shgan hissasini aniqlashxotira.

Xulosa

Biz eksperimental ravishda kortikal ierarxiya bo'ylab dopamin D1 retseptorlari zichligining makroskopik gradientini topdik. Ko'p turdagi inhibitiv hujayralar bilan ta'minlangan maymun korteksining konnektomga asoslangan yangi biofizik modelini yaratish orqali biz dopamin qanday qilib bog'langan yuqori kortikal sohalarda mustahkam taqsimlangan doimiy faoliyat mexanizmlarini jalb qilishini va diqqatni jalb qiluvchi stimullarning xotiralarini chalg'itishdan himoya qilishini ko'rsatamiz. Chunki taqsimlangan doimiy faoliyat ishda axborotni ichki manipulyatsiya qilish uchun zarurdirxotira(Masse va boshq., 2019; Takeda va Funahashi, 2004; Trbutschek va boshq., 2019), korteksdagi dopaminning chiqarilishi yuqori bilim va fikrlash sari asosiy qadam bo'lishi mumkin.