Ảnh hưởng của việc chặn truyền dẫn glutamatergic trong nhân đuôi lên việc tiếp thu các nhiệm vụ T-maze và vòng tròn

W. Hauber1, W. J. Schmidt1
1Biologisches Institut, UniversitÄt Stuttgart, Stuttgart, Federal Republic of Germany

Tóm tắt

Vỏ não trước và nhân đuôi cấu thành hệ thống vỏ não trước được kết nối bởi các nơron glutamatergic. Sự tham gia của đường truyền corticostriatal này trong việc điều khiển hiệu suất của chuột trong mê cung đã được nghiên cứu. Truyền dẫn glutamatergic được trung gian hóa bởi các thụ thể N-methyl-D-aspartate (NMDA) đã bị chặn lại bởi các tiêm trong nhân đuôi dl-2-amino-5-phosphonovaleric acid (AP-5) (50 nmole trong 0.5 µl). Trong thí nghiệm 1, AP-5 tiêm trong nhân đuôi đã làm tăng số lỗi trong quá trình tiếp thu nhiệm vụ chuyển đổi chậm trong mê cung hình chữ T. Trong thí nghiệm 2, tác động của AP-5 tiêm trong nhân đuôi lên việc tiếp thu các nhiệm vụ khác nhau của mê cung 8 nhánh đã được điều tra. AP-5 không ảnh hưởng đến số lần quay lại trong việc thay đổi ngẫu nhiên và có tăng cường; số lỗi trước và sau khoảng thời gian trì hoãn trong nhiệm vụ chuyển đổi chậm không bị thay đổi. Do đó, việc chặn thụ thể NMDA trong nhân đuôi làm suy giảm việc tiếp nhận chuyển đổi chậm trong mê cung hình chữ T, trong khi việc chặn thụ thể NMDA trong nhân đuôi không ảnh hưởng đến việc tiếp nhận các nhiệm vụ khác nhau của mê cung 8 nhánh. Việc suy giảm trong nhiệm vụ mê cung hình chữ T dường như không phải do việc tiếp thu thông tin không gian kém, vì hiệu suất trong mê cung 8 nhánh vẫn bình thường. Thay vào đó, những trì hoãn lặp đi lặp lại trong nhiệm vụ mê cung hình chữ T dường như là yếu tố chí mạng gây khó khăn trong việc tiếp thu. Những khó khăn trong việc nối kết các khoảng thời gian không liên tục liên tiếp này được quy cho việc tăng cường độ nhạy cảm với các kích thích can thiệp bên ngoài và bên trong trong thời gian trì hoãn. Do đó, các thụ thể NMDA trong nhân đuôi thuộc hệ thống vỏ não trước có thể liên quan đến việc duy trì phản ứng chính xác trong suốt thời gian trì hoãn.

Từ khóa

#vỏ não trước #nhân đuôi #nơron glutamatergic #thụ thể NMDA #mê cung hình chữ T #nhiệm vụ biết chọn

Tài liệu tham khảo

Alessandri B, Welzl H, BÄttig K (1988) Effects of the non-competitive NMDA antagonist ketamine on locomotor activity and memory formation in the rat. Eur J Neurosci [Suppl]: 323 Anis SC, Berry NR, Burton NR, Lodge D (1983) The dissociative anaesthetics, ketamine and phencyclidine, selectively reduce excitation of central mammalian neurones by N-methyl-aspartate. Br J Pharmacol 79: 565–575 Becker TL, Walker JA, Olton DS, O'Conell BC (1978) Neuroanatomical bases of shortterm spatial memory in the rat. Society for Neuroscience Abstracts 4: 73 Béracochéa DJ, Jaffard R (1987) Impairment of spontaneous alternation behaviour in sequential test procedures following mamillary body lesions in mice: evidence for time dependent interference-related memory deficits. Behav Neurosci 101/2: 187–197 Bischoff C, Tiedtke PI, Schmidt WJ (1988) Learning in an 8-arm-radial-maze: effects of dopamine- and NMDA-receptor antagonists. In: Elsner N, Barth FG (eds) Sense organs. Proceedings of the 16th Göttingen Neurobiology Conference. G Thieme, Stuttgart, p 358 Bolhuis JJ, Burešová O, Bureš J (1985) Persistence of working memory in an aversively motivated radial maze task. Behav Brain Res 15: 43–49 Burešová O, Bureš J (1982) Radial maze as a tool for assessing the effect of drugs on the working memory of rats. Psychopharmacology 77: 268–271 Divac I, öberg G (1979) The neostriatum. Pergamon Press, Oxford, pp 291–313 Douglas RJ, Isaacson RI (1965) Homogeneity of simple trial response tendencies and spontaneous alternation in the T-maze. Psychol Rep 16: 87–92 Dunnet SB, Iversen SD (1981) Learning impairments following selective kainic acid-induced lesions in the neostriatum of rats. Behav Brain Res 2: 189–209 Fonnum F (1984) Glutamate: a neurotransmitter in the mammalian brain. J Neurochem 42: 1–11 Fuster JM (1981) The prefrontal cortex. Raven Press, New York, pp 41–84 Hauber W (1988) Striatal glutamate and maze performance. In: Elsner N, Barth FG (eds) Sense organs. Proceedings of th 16th Göttingen Neurobiology Conference. G Thieme, Stuttgart, p 357 Havemann U, Turski L, Schwarz M, Kuschinsky M (1983) Nigral GABAergic mechanisms and EMG activity in rats: differences between pars reticulata and pars compacta. Eur J Pharmacol 92: 49–56 Katz RJ, Schmaltz K (1981) Dopaminergic involvement in attention: a novel animal model. Prog Neuropsychopharmacol 4: 585–590 Koek W, Woods JH, Ornstein P (1987) A simple and rapid method for assessing similarities among directly observable behavioral effects of drugs: PCP-like effects of 2-amino-5-phosphonovalerate in rats. Psychopharmacology 91: 297–304 Lienert GA (1973) Verteilungsfreie Methoden in der Biostatistik, Teil I. Anton Hain, Meisenheim, S 213–216 Markowitsch HJ, Pritzel M (1977) Comparative analysis of prefrontal learning functions in rats, cats and monkeys. Psychol Bull 84/5: 817–837 Martin D, Lodge D (1985) Ketamine acts as a non-competitive N-methyl-D-aspartate antagonist on frog spinal cord in vitro. Neuropharmacology 24: 999–1003 McCann DJ, Rabin RA, Winter JC (1987) Use of the radial maze in studies of phencyclidine and other drugs of abuse. Physiol Behav 40/6: 805–812 Monaghan DT, Cotman CW (1985) Distribution of N-methyl-D-aspartate-sensitive L-(3H)glutamate-binding sites in rat brain. J Neurosci 11: 2909–2919 Montgomery KC (1954) The role of the exploratory drive in learning. J Comp Physiol Psychol 47: 60–64 Morris RGM, Anderson E, Lynch GS, Baudry M (1986) Selective impairment of learning and blockade of long-term-potentiation by a N-methyl-D-aspartate receptor antagonist, AP-5. Nature 319: 774–776 Nieuwenhuys P (1985) Chemocytoarchitecture of the brain. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 48–51 Olton DS, Becker JT, Handelmann GE (1979) Hippocampus, space and memory. Behav Brain Sci 2: 313–366 Olton DS, Samuelson RJ (1976) Remembrance of places passed: spatial memory in rats. J Exp Psychol [Anim Behav] 2: 97–116 Olvermann HJ, Jones AW, Watkins JC (1984) L-Glutamate has higher affinity than other amino acids for (3H)-D-AP-5 binding sites in rat brain membranes. Nature 307: 460–462 Paxinos G, Watson C (1982) The rat brain in stereotaxic coordinates. Academic Press, Sydney Pisa M (1983) Kainic acid injections into the rat neostriatum: effects on learning and exploration. In: Fuxe K, Roberts R, Schwarcz R (eds) Excitotoxins. Wenner-Gren Int Symp, vol 39. Macmillan, London Rosvold HE (1968) The prefrontal cortex and caudate nucleus: a system for effecting correction in response mechanisms. In: Rupp E (ed) Mind as a tissue. Harper and Row, New York, pp 21–38 Ryan CN, Dunnett SB, Scheel-Krüger J (1988) Damage to the prefrontal cortex impairs spatial navigation learning but not the acquisition of spatial knowledge. Psychopharmacology 96/1: p 48 Sandberg M, Ward HK, Bradford HF (1985) Effects of cortico-striate pathway lesion on the activities of enzymes involved in synthesis and metabolism of amino acid neurotransmitters in the striatum. J Neurochem 44: 42–44 Simon H, Le Moal M (1984) Mesencephalic dopaminergic neurons; functional role. In: Catecholamines: neuropharmacology and central nervous system. Theoretical aspects. Alan R Liss, New York, pp 293–307 Scheel-Krüger J, Vrijmoed-De Vries MC (1986) Distinct functional effects of glutamic acid and dopamine within various regions of the striatum. Neurosci Lett [Suppl] 26: p 27 Schmidt WJ (1986) Intrastriatal injection of dl-2-amino-5-phosphonovaleric acid (AP-5) induces sniffing that is antagonized by haloperidol and clozapine. Psychopharmacology 90: 123–130 Schmidt WJ, Bury D (1988) Behavioural functions of N-methyl-D-aspartate (NMDA) in the antero-dorsal striatum of the rat. Life Sci 43/6: 545–549 Schmidt WJ, Bubser M (1987) 6-Hydroxydopamine lesions of the prefrontal cortex reduce stereotypy and enhance catalepsy. In: Elsner N, Creutzfeldt O (eds) New frontiers in brain research. Proc. 15th Göttingen Neurobiology Conference. G Thieme, Stuttgart, p 278 Turski L (1988) Muscle relaxant action of excitatory amino acid antagonists: sites of action. Neurochem Int 12 [Suppl 1]: 11 Turski WA, Sonntag KH (1988) Basal ganglia and motor control in the rat: effect of intrastriatal and intrapallidal 2-amino-7-phosphonoheptanoate on motility. Neurochem Int 12 [Suppl 1]: p 35 Walaas I (1981) Biochemical evidence for overlapping neocortical and allocortical projections to the nucleus accumbens and rostral caudatoputamen in the rat brain. Neuroscience 6: 399–405 Wikmark RGE, Divac I, Weiss R (1973) Retention of spatial delayed alternation in rats with lesions in the frontal lobes. Brain Behav Evol 8: 329–339