基底外側扁桃体皮質皮質経路における阻害および興奮性伝達のドーパミン作動性調節

基底外側扁桃体（BLA）およびドーパミン（DA）からの投影は、腹側皮質領域（VTA）からの内側前頭前野（MPFC）に収束し、特定の認知プロセスおよび感情プロセスに関与する神経回路を形成します。ただし、BLA-MPFC経路での活動の調節においてDAが果たす役割は不明です。本研究では、ウレタン染色ラットの細胞外シングルユニット記録を使用して、DAがMPFC神経活動のBLA誘発変化を調節するメカニズムを調査しました。BLA刺激は、MPFCニューロンの個別の集団で2つの異なるタイプの反応を呼び起こしました：単シナプス、興奮性反応、そしてより一般的には自然発火の阻害。VTAの刺激またはDA減衰BLA誘発阻害PFCニューロン発火の刺激。選択的DA受容体アゴニストの投与により、これらの効果はD2およびD4（D1ではなく）によって媒介されたことが明らかになりました。さらに、VTA刺激またはDAアプリケーションは、周波数依存的にMPFCニューロンの個別の集団のBLA誘発発火を減衰させました。BLAの高周波刺激によって誘発された発射は、単一パルス刺激によって引き起こされるものよりも阻害されませんでした。BLA誘発発火の減衰は、D1（ただしD2またはD4ではなく）受容体アゴニストによって誘導されました。これらのデータは、分離可能なDA受容体メカニズムがBLA-MPFC回路における興奮性と抑制性伝達のバランスを調節し、BLAがMPFCニューロンの集団に及ぼす興奮の影響の増加に向かってバイアスすることを示しています。これらの発見は、うつ病や薬物中毒などの障害に存在する感情的および認知障害の根底にある病態生理学を理解するために重要な意味を持つ可能性があります。

Projections from the basolateral amygdala (BLA) and dopamine (DA) input from the ventral tegmental area (VTA) converge in the medial prefrontal cortex (mPFC), forming a neural circuit implicated in certain cognitive and emotional processes. However, the role that DA plays in modulating activity in the BLA-mPFC pathway is unknown. The present study investigated the mechanisms by which DA modulates BLA-evoked changes in mPFC neural activity, using extracellular single-unit recordings in urethane-anesthetized rats. BLA stimulation evoked two distinct types of responses in separate populations of mPFC neurons: monosynaptic, excitatory responses and, more commonly, inhibition of spontaneous firing. Stimulation of the VTA or local iontophoretic application of DA attenuated BLA-evoked inhibition of PFC neuron firing. Administration of selective DA receptor agonists revealed that these effects were mediated by D2 and D4 (but not D1) receptors. In addition, VTA stimulation or DA application attenuated BLA-evoked firing of a separate population of mPFC neurons in a frequency-dependent manner; firing evoked by higher-frequency stimulation of the BLA was less inhibited than that evoked by single-pulse stimulation. Attenuation of BLA-evoked firing was also induced by of D1 (but not D2 or D4) receptor agonists. These data indicate that dissociable DA receptor mechanisms regulate the balance of excitatory and inhibitory transmission in BLA-mPFC circuits, biasing toward an increase in the excitatory influence that the BLA exerts over populations of mPFC neurons. These findings may have important implications for understanding the pathophysiology underlying emotional and cognitive disturbances present in disorders such as depression and drug addiction.