Кіріспе
Шатты денедегі ГАБАергиялық нейронның түрі Орташа тікенді нейрондар (MSN), сондай-ақ тікенді проекциялық нейрондар (SPN) деп аталады, олар ГАБАергиялық ингибиторлық жасушалардың ерекше түрі, олар базальды ганглиялық құрылымдағы адам шатты денеіндегі нейрондардың 95% -ын құрайды. Екі түрінің де глютамат рецепторлары (NMDAR және AMPAR), холинергиялық рецепторлары (M1 және M4) және CB1 рецепторлары екі MSN түрінің де соматодендриттік аймағында экспрессияланады. MSN субпопуляциясында D1 және D2 типті рецепторлар бар, олардың шамамен 40% -ы DRD1 және DRD2 mRNA-ны білдіреді. Nucleus accumbens (NAcc) -де D1 және D2 типті рецепторларды қамтитын бұл аралас типті MSN-лер негізінен NAcc қабығында болады.
Medium spiny neurons (MSNs), also known as spiny projection neurons (SPNs), are a special type of GABAergic inhibitory cell representing 95% of neurons within the human striatum, a basal ganglia structure. Both types express glutamate receptors (NMDAR and AMPAR), cholinergic receptors (M1 and M4) and CB1 receptors are expressed on the somatodendritic area of both MSN types. A subpopulation of MSNs contain both D1 type and D2 type receptors, with approximately 40% of striatal MSNs expressing both DRD1 and DRD2 mRNA. In the nucleus accumbens (NAcc), these mixed type MSNs that contain both D1 type and D2 type receptors are mostly contained in the NAcc shell.
Көрінісі мен орналасқан жері
Орташа тікенді нейрондар - орта өлшемді нейрондар (диаметрі ~ 15 мкм, тышқанда ~ 1213 мкм) үлкен және кең дендриттік ағаштармен (диаметрі ~ 500 мкм). Стриаталық тікелей жол MSN (dMSN) тікелей ішкі глобус паллидусына (GPi) және қара дене ретикулятына (SNpr) шығады, ал стриаталық жанама жол MSN (iMSN) соңғы уақытта бұл екі құрылымға сыртқы глобус паллидусына (GPe) және вентральді паллидусқа (VP) аралық байланыс арқылы шығады. Естеріңізге сала кетейік, тікұшақты нейрондардың дендриттеріндегі глютаматергиялық кірістерден туындаған қоздырғыштық постсинаптикалық потенциалдар деполяризациялық толқын жасуша сомасына кіргенде жеткілікті күшті болған кезде ғана әрекет потенциалын тудырады. Жедел өршіп өтетін интернейрондардың әсері дендриттер мен сома арасындағы осы маңызды қақпаға өте жақын орналасқандықтан, олар іс-қимыл потенциалын қалыптастыруды оңай реттей алады. Сонымен қатар, басқа GABAергиялық интернейрондар тікенді нейрондармен байланысады. Бұларға тирозин гидроксилазасын және нейропептид Y экспрессиялайтын интернейрондар жатады.
Анатомия
Базальді ганглиялардағы тікелей жол қабық қабығынан, таламустан және басқа да ми аймақтарынан қоздырғышты алады. Тікелей жол бойынша орта тікенді нейрондар globus pallidus (GPi) немесе substantia nigra pars reticula (SNpr немесе SNr) ішкі бөлінісіне шығады. Бұл ядролар жоғарғы колликулдың терең қабатына қарай жылжып, көздің жылдам қозғалысын (сакадтар) басқарады, сондай-ақ вентральді таламусқа қарай жылжып, ол өз кезегінде негізгі моторлық қабықтағы (алдын ала орталық гирус) жоғарғы моторлы нейрондарға қарай жылжып отырады. SNr және GPi шығыстары екі тоникалық белсенді ингибиторлық ядролар болып табылады және осылайша таламусты (және осылайша моторлық қабықты) үнемі ингибициялайды. Алайда, (ингибиторлық) тікелей жолдағы орта тікенді нейрондардағы уақытша белсенділік ақыр соңында таламустың моторлық қабыққа проекцияларын дезингибициялайды және қозғалыс жасауға мүмкіндік береді.
Анатомия
Сондай-ақ, жанама жол мидың әртүрлі аймақтарынан қоздырғыштар алады. Орташа тікенді нейрондар Globus pallidus (GPe) сыртқы сегментіне тікелей жолмен шығады. GPi сияқты, GPe де тоникалық белсенді ингибиторлық ядро болып табылады. GPe қоздырғышты субталамустық ядроға (STN) шығарады, ал ол өз кезегінде GPi және SNr-ге шығады. Бұл модель оптогенетикалық жолмен тікелей жолмен орта тікенекті нейрондарды ынталандыру қозғалыс қозғалысын арттыратынын, ал жанама жолмен орта тікенекті нейрондарды ынталандыру қозғалыс қозғалысын тежейтінін көрсететін эксперименттермен расталады. Қозғалыста тікелей / жанама белсенділіктің тепе-теңдігі нейродегенеративті аурулардың дәлелдерімен расталады, соның ішінде Паркинсон ауруы (ПД), бұл стриатумға шығатын дофамин нейрондарының жоғалуымен, тікелей жолдағы гипоактивтілікпен және жанама жолдағы нейрондардағы гиперактивтілікпен сипатталады, сонымен қатар қозғалыс дисфункциясы. Бұл қалыпты әрекет таңдаудың жоғалуына әкеледі, өйткені дофаминнің жоғалуы жанама жолдағы белсенділікті басқарады, бұл барлық моторлық парадигмаларды тұтастай тежейді. Бұл Паркинсон ауруы бар науқастарда әрекет басталуының бұзылуын, әрекетінің баяулауын (брадикинезия) және ерікті қозғалыс басталуының бұзылуын түсіндіреді. Екінші жағынан, Ханттингтон ауруы, ол жанама жолдың орта тікенді нейрондарының артықшылықты деградациясымен сипатталады, бұл қозғалыс тежелуінің нашарлауынан және тікелей жолдың басым белсенділігінен туындайтын қаламаған қозғалыстарға (хорея) әкеледі. Ал, басқа бір гипотезаға сәйкес, стриатум орталық қоршаған архитектура арқылы әрекетті бастау мен таңдауды басқарады, онда тікелей жолдағы нейрондардың қосалқы жиынтығының белсенділігі қозғалысты бастайды, ал қоршаған нейрондармен ұсынылған тығыз байланысты қозғалыс үлгілері жанама жолдағы нейрондар арқылы бүйірлік тежеу арқылы тежеледі. Бұл нақты гипотезаны соңғы кальцийлік бейнелеу жұмыстары нақты әрекеттерді кодтайтын тікелей және жанама жолды орта тікенді нейрондар кеңістікте ұйымдастырылған ансамбльдерде орналасқанын көрсетеді. Іске қосу/тұтыну моделінің дәлелдемелері мол болғанымен, тікелей немесе жанама жолмен кальций көрсеткіштерін білдіретін трансгендік тышқандарды қолданған соңғы дәлелдемелер екі жолдың да әрекет басталған кезде белсенді екенін, бірақ белсенділігі кезінде белсенді емес екенін көрсетті, бұл нәтиже екі арналы кальцийдің бір мезгілдегі бейнелеуін қолдану арқылы қайталанды. Бұл стриальдық жұмыс істеу модельдеріндегі парадигмалық ауысуға әкелді, сондықтан жаңа модельдер тікелей жол қалаған қозғалыстарды жеңілдетеді, ал жанама жол бір мезгілде қаламайтын қозғалыстарды тежейді деп болжайды. Шынында да, жағдайға тәуелді оптогенетика сияқты күрделі техникалар мен талдаулар екі жолдың да әрекет ету реттілігін орындауға қатты қатысы бар екенін және атап айтқанда, екі жолақты жолдың да элементтік деңгейдегі әрекет ету бақылауына қатысы бар екенін көрсетті. Алайда, тікелей жолды орталық тікенекті нейрондар негізінен тізбекті бастау/тұру сигналын береді, ал жанама жолды орталық тікенекті нейрондар берілген әрекет тізбектерінің арасында ауысу сигналын беруі мүмкін. Басқа дәлелдер тікелей және жанама жолдар қозғалыстың аяқталуына кері әсер етеді деп болжайды. Соңғы тәжірибелер арқалық жолақты дененің тікелей және жанама жолдары тек қозғалыспен ғана байланысты емес екенін анықтады. Бастапқы эксперименттерде интракраниалды өзін-өзі ынталандыру парадигмасы екі жолды күшейтудегі қарама-қарсы рөлдерді ұсынды; атап айтқанда, тікелей жолдың ортаңғы тікенді нейрондарын ынталандыру күшейтетін, ал жанама жолдың ортаңғы тікенді нейрондарын ынталандыру кері әсер ететін болып табылды. Алайда, кейінгі зерттеу (физиологиялық тұрғыдан маңызды ынталандыру параметрлерін пайдалану) тікелей және жанама жолды ынталандыру күшейтетінін, бірақ жолды нақты ынталандыру әр түрлі іс-қимыл стратегиясын дамытуға әкелетінін анықтады. Осыған қарамастан, бұл зерттеулер арқалық сызықты денеде күшейтудің маңызды рөлін көрсетеді, бұл сызықты дене тек қозғалысты басқаруда ғана қызмет етеді.
Тікелей жол
Базальдық ганглиялар ішіндегі вентральды стриатумның тікелей жолы сыйақыға негізделген оқытуды және ынталандыруға бағытталған ынталандыруды қамтамасыз етеді.
Тікелей емес жол
Базальді ганглиялар ішіндегі вентральді стриатумның жанама жолы аверсияға негізделген оқытуды және аверсивті ынталандыруды қамтамасыз етеді, ол аверсивті тітіркендіргіштерге тағайындалады.