Psychophysical properties of midbrain dopamine neurons and implications for the antidepressant effect of deep brain stimulation
Notice bibliographique
Résumé
The discovery that animals engage in intracranial self-stimulation (ICSS) provided a direct way to study the neural networks that direct motivation. In ICSS experiments, animals are implanted with electrodes terminating in reward-implicated substrates. The development of optogenetics advanced the study of the brain reward system by confirming a causal role of midbrain dopamine firing in reward seeking. Since then, the correspondence of optical stimulation parameters to the neural signal of dopamine neurons causing operant behavior has been studied. In parallel, attention was paid to the application of deep brain stimulation on refractory mental illness, including depression. This thesis describes two psychophysical experiments that use optogenetic ICSS of midbrain dopamine neurons. The first experiment shows that, for a substantial range of powers (~12.6 mW - 31.6 mW), the trade-off between power and pulse duration undergoes temporal summation, aligning with Bloch’s Law. Pulse duration can be used to control the volume of activated opsin-expressing dopamine neurons. The second experiment provides a psychophysical measurement of firing fidelity of midbrain dopamine neurons. This study supports that pulse frequencies higher than 40 Hz are ineffective or counter-productive at improving the vigor of operant behavior. Together these experiments highlight the benefit of using measurable outcomes (e.g., operant response) as the basis for making inferences about the effectiveness of optical stimulation. These experiments contribute to the hypothesis that, similarly to electrical ICSS, the variable determining the intensity of reward seeking is the induced aggregate firing rate. Such insights can aid the understanding of how deep brain stimulation functions to alleviate depression. It is suggested here that the antidepressant effects of deep brain stimulation of the medial forebrain bundle (MFB) may involve activation of non-dopaminergic neural pathways. The reward platform hypothesis is presented, which suggests that MFB stimulation may cause antidepressant effects by facilitating reward seeking. This hypothesis is developed in relation to motivation parameters that promote involvement with response-contingent rewarding activities. Ways to test this hypothesis in both pre-clinical and clinical models are proposed. This thesis provides practical guidelines for optogenetic experiment designs, and it outlines original, theory-driven hypotheses about the structural and functional underpinnings of antidepressant deep brain stimulation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».