Electrophysiological characteristic of nondopaminergic rat neurons, in the ventral tegmental area in response to electric shock . In vivo studies using urethane anesthesia.

Stres jest zjawiskiem ciągle obecnym we współczesnym świecie, mającym bezpośredni wpływ na jakość życia. Jego oddziaływanie, zwłaszcza chroniczne, jest ważnym czynnikiem predykcyjnym wielu poważnych zaburzeń psychicznych. Jednym z celów, przyświecających badaniom nad stresem jest poznanie mechanizmów neuropsychofizjologicznych jego powstawania. Do klasycznych struktur kodujących informacje o bodźcu awersyjnym należy oś HPA oraz sympatyczna część autonomicznego układu nerwowego. W zależności od właściwości bodźca działającego na organizm, informacja o nim przekazywana jest do osi HPA dwoma odrębnymi drogami: pośrednią lub bezpośrednią. Poza klasycznymi układami fizjologicznymi zaangażowanymi w odpowiedź na stres, badana jest aktywność neuronów dopaminergicznych śródmózgowia, których nieprawidłowe funkcjonowanie stanowi podstawę fizjologiczną wielu chorób psychicznych, takich jak zaburzenia motywacji czy depresja. Jedną z funkcji neuronów dopaminergicznych śródmózgowia, znajdujących się m.in na obszarze brzusznego pola nakrywki, jest kodowanie walencji bodźców docierających do organizmu. Komórki te zwiększają aktywność w odpowiedzi na wzmocnienie pozytywne, a zmniejszają w odpowiedzi na bodźce awersyjne. W brzusznym polu nakrywki poza neuronami dopaminergicznymi znajdują się również komórki GABA-ergiczne, których potencjalna funkcja polega m.in na hamowaniu sąsiednich komórek dopaminergicznych, w odpowiedzi na bodziec awersyjny. Aktywność neuronów dopaminergicznych zależy również od cyklicznie zmieniającego się stanu aktywności mózgowia pojawiającego się w naturalnym cyklu okołodobowym lub np. po podaniu uretanu. Wiedząc, że odpowiedź neuronów dopaminergicznych na bodziec awersyjny, jest zależna od aktualnego stanu mózgowia, warty zbadania jest fakt czy podobną właściwość wykazują komórki GABA-ergiczne. Celem pracy było pokazanie w jaki sposób komórki GABA-ergiczne w brzusznym polu nakrywki, reagują na bodziec awersyjny w postaci szoku elektrycznego oraz czy reakcja ta jest zależna od aktualnego stanu mózgowia. W tym celu przeprowadzona została rejestracja zewnątrz komórkowa in vivo aktywności neuronów w brzusznym polu nakrywki szczurów w anestezji wywołanej uretanem.Uzyskane rezultaty sugerują, że komórki niedopaminergiczne (potencjalnie GABA-ergiczne) reagują zarówno pobudzeniem jak i zahamowaniem aktywności po szoku elektrycznym. Co więcej zarejestrowano również populację neuronów niedopaminergicznych, której reakcja zmieniała się wraz ze zmianą stanu pobudzenia mózgowia.

Stress effects are an important predictor of many mental disorders. One of the many aims, guiding research on stress effects is to discover its neuropsychophisiological mechanisms. The classic brain structures, whose function consists in coding information about the aversive stimulus, include the HPA axis and sympathetic part of the autonomic nervous system.In addition to the classic physiological systems involved in the stress response, the activity of dopaminergic neurons localized in the midbrain – whose disturbances are the physiological basis of many mental illnesses such as depression – is studied in the context of direct stressors. One of various function of the midbrain dopaminergic cells placed in the ventral tegmental area is coding the valence of stimuli reaching the mammalians body which determines its level of the motivational state. These cells increase activity in response to a positive reinforcement. Conversely, their activity is inhibited by aversive stimuli. In the ventral tegmental area, except the dopaminergic cells, there are also GABA-ergic cells whose potential function is to inhibit neighboring dopaminergic cells in response to an aversive stimulus. Importantly, activity of dopaminergic neurons depends on the cyclically changing state of cerebral activity occurring diurnally or after urethane administration. Knowing fact that the response of dopaminergic neurons to an aversive stimulus depends on the current state of the brain, it is worth investigating whether a similar characteristic is showed by GABA-ergic cells.We aimed to show how GABA-ergic neurons react to an aversive stimulus such as electric shock and whether this reaction depends on the current state of the brain. For this purpose, an in vivo single cell recording was carried out in the ventral tegmental area in rats under urethane anesthesia.Our results suggest that nondopaminergic (presumably GABA-ergic) neurons in the ventral tegmental area react either with excitation or inhibition of their activity after electric shock. What is more, a unique GABA-ergic neuronal population was demonstrated, which reaction changed (from excitation to inhibition) depending on the cerebral excitation state.