VISELKEDÉSÉLETTAN 10. ELŐADÁS SZOCIÁLIS VISELKEDÉSEK Dobolyi Árpád ELTE, Élettani és Neurobiológiai Tanszék
AZ ELŐADÁS VÁZLATA A szociális viselkedések a társas kapcsolat, mint jutalom Fajtársakkal kapcsolatos memória Monogám párosodási rendszer agyi mechanizmusa rágcsálókban Vígasztalási viselkedés idegrendszeri háttere Az empátia rágcsálómodellje
A SZOCIÁLIS VISELKEDÉS Bármely fajtársra irányuló, vagy fajtárs által befolyásolt viselkedés Előnyei: Ragadozókkal szembeni védelem (passzív vagy aktív) Könnyebb párt találni Munkamegosztás, együttes vadászat Időjárás elleni védelem Hátrányai: Kevésbé hatékonyan lehet elbújni Nincs feltétlenül elég élelem mindenki számára
A SZOCIÁLIS VISELKEDÉSEK TÍPUSAI Reprodukciós viselkedések (szexuális, anyai) Kooperatív viselkedések: Amikor egy állat erőforrásokat biztosít egy, a többi csoporttaggal közös cél érdekében Kompetitív viselkedések: Amikor egy állat vetélkedik más csoporttagokkal Típusai: Agonista viselkedés: az erőforrásokhoz (étel, ital, reprodukció, búvóhely) való hozzáférésért való direkt vetélkedés Dominancia hierarchia kialakítása Területvédelem Tipikus viselkedésmintázat: Általában 3 különböző viselkedéstípus meghatározott sorrendjét foglalja magába: fenyegetés, agresszió, és megadás Általában sérülés nélkül ér véget
A VENTRAL TEGMENTAL AREA (VTA) AKTIVITÁSÁNAK MÉRÉSE FIBER FOTOMETRIÁVAL SZOCIÁLIS VISELKEDÉS KÖZBEN Gunaydin LA et al. (2014) Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell 157: 1535-51.
A VENTRAL TEGMENTAL AREA (VTA) DOPAMINERG NEURONJAIBAN MÉRHETŐ KALCIUM ION SZINT VÁLTOZÁS KÜLÖNBÖZŐ VISELKEDÉSEK ALATT cukorfogyasztás szociális interakció új tárgy felismerés Gunaydin LA et al. (2014) Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell 157: 1535-51.
A VENTRAL TEGMENTAL AREA (VTA) DOPAMINERG NEURONJAINAK OPTOGENETIKAI INGERLÉSE Gunaydin LA et al. (2014) Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell 157: 1535-51.
A VTA OPTOGENITIKAI STIMULÁLÁSÁNAK ÉS GÁTLÁSÁNAK HATÁSA A SZOCIÁLIS INTERAKCIÓKRA
EREDMÉNY A VTA dopaminerg neuronjai aktiválódnak szociális interakció során, hasonlóan a cukros víz fogyasztásához A VTA dopaminerg neuronjai sokkal kisebb mértékben aktiválódnak, ha élettelen tárggyal találkozik az egér A VTA dopaminerg neuronjainak aktiválása növeli, míg gátlása csökkenti a szociális interakciók mennyiségét Konklúzió: A szociális interakciók az állat számára jutalmat jelentenek Kérdés: A VTA milyen projekciói okozzák a jutalmat szociális interakció esetén?
A VTA DOPAMINERG NEURONJAINAK VETÜLETEI
A VTA CÉLTERÜLETEINEK AKTIVÁLÓDÁSA OPTOGENETIKAI INGERLÉS HATÁSÁRA
A VTA CÉLTERÜLETEK AKTIVÁLÁSÁNAK HATÁSA A SZOCIÁLIS INTERAKCIÓK MÉRTÉKÉRE Gunaydin LA et al. (2014) Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell 157: 1535-51.
A VTA-NAc PROJEKCIÓ SPECIFIKUS AKTIVÁLÁSÁNAK HATÁSA A SZOCIÁLIS INTERAKCIÓK MÉRTÉKÉRE Gunaydin LA et al. (2014) Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell 157: 1535-51.
A NUCLEUS ACCUMBENS (NAc) AKTIVÁLÓDÁSA OPTOGENETIKAI INGERLÉS HATÁSÁRA ELEKTROFIZIOLÓGIAILAG MÉRVE Gunaydin LA et al. (2014) Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell 157: 1535-51.
A NUCLEUS ACCUMBENSBEN MÉRHETŐ MULTIUNIT AKTIVITÁS EGY MÁSIK ÁLLAT JELENLÉTÉNEK HATÁSÁRA Gunaydin LA et al. (2014) Natural neural projection dynamics underlying social behavior. Cell 157: 1535-51.
EREDMÉNY A NAc és a mediális prefrontális kéreg (mpfc) is aktiválódik a VTA optogenetikai stimulálásakor A VTA-NAc pálya szelektív aktivitása növeli a szociális interakciókat, míg a VTA-mPFC pálya szelektív aktiválása nincsen rájuk hatással A NAc neuronjainak aktivitása változik a szociális interakciók során Konklúzió: A szociális interakciók a VTA-NAc idegpályán keresztül fejtik ki az állat számára a jutalmazó hatásukat
AZ ELŐADÁS VÁZLATA A szociális viselkedések a társas kapcsolat, mint jutalom Fajtársakkal kapcsolatos memória Monogám párosodási rendszer agyi mechanizmusa rágcsálókban Vígasztalási viselkedés idegrendszeri háttere Az empátia rágcsálómodellje
FAJTÁRSAK FELISMERÉSE, SZOCIÁLIS MEMÓRIA A normális szociális interakciók feltétele Fontos a beltenyésztés elkerülése, az optimális párválasztás érdekében Kérdés: mi a mechanizmusa?
SZOCIÁLIS FELISMERÉS / MEMÓRIA TESZTELÉSE: SZOCIÁLIS DISZKRIMINÁCIÓ TESZT
FÉNNYEL VALÓ GÁTLÁS (PHOTOINHIBITION) LEGELTERJEDTEBB ESZKÖZEI 1. Halorhodopsin: enphr3.0 - Eredetileg a Natronomomas pharaonis nevű halofil baktériumból izolálták - Egy befelé működő kloridpumpa 2. Archeorhodopsin: earch3.0 - Eredetileg a Halorubrum sodomense nevű halofil archaebaktériumból izolálták - Egy kifelé működő hidrogén ion pumpa A molekuláris biológiai változtatások mindkét esetben főleg a plazmamembránba való lokalizációnak a mértékét fokozták. Mindkettő hatékonyan gátolja a neuronok kisülését sárga/zöld fénnyel gerjesztve. Fő különbség köztük a túlműködés okozta mellékhatás: klorid ion gradiens elvesztése vs. a citoplazma lúgosodása.
A VENTRÁLIS ÉS DORZÁLIS HIPPOKAMPUSZ GÁTLÁSÁNAK HATÁSA A SZOCIÁLIS DISZKRIMÁCIÓRA Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
A DISZKRIMINÁCIÓS PONTSZÁM KISZÁMÍTÁSA A TARTÓZKODÁSI IDŐK ALAPJÁN Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
A VENTRÁLIS HIPPOKAMPUSZ (vhpc) EGYES VETÜLETEINEK SPECIFIKUS GÁTLÁSA ELTÉRŐEN BEFOLYÁSOLJA A SZOCIÁLIS DISZKRIMINÁCIÓT Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
EREDMÉNY A ventrális hippokampusz gátlása megakadályozza a fajtárs felismerését (szociális diszkriminációt) A dorzális hippokampusz gátlásának nincsen hatása a fajtárs felismerésére A ventrális hippokampusz nucleus accumbensbe való vetülete játszik szerepet a fajtárs felismerésében, míg más vetületek szerepe kizárható volt Kérdés: A ventrális hippokampusz milyen sejtjei játszanak szerepet a fajtárs felismerésében?
A VENTRÁLIS HIPPOKAMPUSZ (vhpc) NUCLEUS ACCUMBENS (NAc) PROJEKCIÓ vhpc eredetű rostok a NAc-ban Retrográdan jelölt CA1 neuronok a vca-ban cholera toxin B alegység NAc-be való injekcióját követően Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
A VENTRÁLIS HIPPOKAMPUSZ (vhpc) CA1 NEURONJAINAK SPECIFIKUS GÁTLÁSA MEGSZŰNTETI A SZOCIÁLIS DISZKRIMINÁCIÓT Trpc4 (transient receptor potential chanel 4) CA1 neuronok szelektív markere a hippokampuszban
A VENTRÁLIS HIPPOKAMPUSZ (vhpc) CA1 NEURONJAINAK NUCLEUS ACCUBENSBE MENŐ VETÜLETÉNEK A GÁTLÁSA MEGSZŰNTETI AZ ISMERŐS FAJTÁRS FELISMERÉSÉT Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
A HIPPOKAMPUSZ CA1 NEURONOK AKTIVITÁSÁNAK MÉRÉSE FLUORESZCENS MIKROENDOSZKÓPPAL Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
KÍSÉRLETI ELRENDEZÉS A HIPPOKAMPUSZ CA1 NEURONOK AKTIVITÁSÁNAK MÉRÉSÉRE SZOCIÁLIS DISZKRMINIÁCIÓ ALATT Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
ISMERŐS ÉS ISMERETLEN EGÉRRE KISÜLŐ HIPPOKAMPÁLIS CA1 NEURONOK SZÁMA Okuyama et al. (2016) Ventral CA1 neurons store social memory. Science 353:1536-41
EREDMÉNY A ventrális hippokampusz CA1 neuronjainak a gátlása megakadályozza a fajtárs felismerését (szociális diszkriminációt) A ventrális hippokampusz CA1 neuronjai vetülnek a nucleus accumbensbe. Ennek a vetületnek a gátlása megakadályozza a fajtárs felismerését. A ventrális (de nem a dorzális) hippokampusz fajtárs hatására aktiválódó CA1 neuronjainak a száma nő a fajtárs megismerésével Kérdés: A CA1 neuronokban tárolódik a szociális memória?