Codificação da aproximação de recompensas em registros de LFP do núcleo accumbens de ratos Wistar

Abstract

Resumo: O estriado é a principal estrutura de entrada dos núcleos da base e está associado com uma variedade de funções, como o processamento límbico, associativo e locomotor. Iniciamos com uma revisão abrangente sobre a anatomia e as funções dos núcleos da base, seguida pela análise do processamento estriatal, em nível populacional, da aproximação de recompensas. Em um trabalho recente demonstramos que neurônios únicos da parte ventral do estriado (NAc shell) codificam variáveis cinéticas da aproximação de recompensas e influenciam as mudanças de velocidade que ocorrem no curso das corridas em direção à recompensa (Levcik et al., 2023). Assim, analisamos os local field potentials dos mesmos registros eletrofisiológicos utilizados para extrair a atividade de neurônios únicos em nosso trabalho recente, mencionado anteriormente. Ainda, aumentamos o escopo de registros eletrofisiológicos incluídos para investigar também a atividade do estriado dorsal. Demonstramos que as oscilações theta, alpha e beta suportam, respectivamente, sinais de expectativa de recompensa, proximidade de recompensa e valor da recompensa. Todas os fenômenos que associamos com as oscilações encontradas nesse trabalho já foram anteriormente associados extensivamente à liberação de dopamina no estriado. Então, postulamos a hipótese de que os local field potentials do estriado são altamente sensitivos à sinalização dopaminérgica, que por sua vez, pode disparar mecanismos de ajuste motor em tarefas de aproximação de recompensas.

Abstract: The striatum is the main input of the basal ganglia and is associated with a diverse range of functions, from locomotor to associative and limbic processing. First, we provide a comprehensive review of the basal ganglia anatomy and function, followed by the striatal population-level analysis of the reward approach locomotion. In a recent work, we showed that the ventral part of the striatum (NAc shell) single-unit activity represents kinematic variables of the reward approach and influences the velocity’s changes during the runs towards the rewards. Moreover, we analyze the local field potentials from the same electrophysiology recordings used to extract the single unity activity of our already mentioned recently published work. Indeed, we broadened the range of included recordings to investigate also the striatal activity. We show that theta, alpha, and beta oscillations support respectively reward expectation, reward proximity, and reward value signals. All the phenomena we associate with the oscillations we found were already previously associated extensively with dopamine release in the striatum. So, we further hypothesize that the striatal local field potentials are overly sensitive to dopamine signaling, which may trigger locomotion-vigor adjusting mechanisms in reward approach tasks.