Hippocampal neural dynamics driving affiliation and attachment

海马神经动力学驱动归属和依恋

基本信息

项目摘要

Abstract: Attachment powerfully shapes our development and remains a primary driver of health and well-being in adulthood; disruption of attachments is highly traumatic. While affiliation, defined as general positive social interactions, is shared widely among mammals, attachment, or selective affiliation as a result of a bond, is far rarer and of primary relevance to humans. While affiliation has been studied in a number of contexts, how the neural circuitry that underlies affiliation ultimately contributes to adult attachment remains largely unknown. In this proposal, we will take a comparative framework to understand how the basic circuitry and neuronal patterns that underlie non-selective affiliation are ultimately engaged and underlie selective attachment in adulthood. Specifically, we will examine how the neurobiology of affiliative behavior in mice has been elaborated to support the more complex attachments formed by monogamous prairie voles and gregarious fruit bats, representing a spectrum of social relationships. We will focus on the hippocampal CA2 region as it has been shown to play a specialized role in social behavior and receives direct inputs from oxytocin and vasopressin producing cells in the paraventricular hypothalamus. Specifically, we will test the overarching hypothesis that CA2 population activity patterns follow similar trajectories across species before and during mating, and subsequently diverge to causally drive affiliative investigation in mice (Golshani/Hong) and different forms of attachment in prairie voles (Donaldson) and bats (Yartsev). To test this hypothesis we will refine and use new generation open-source wireless miniaturized microscopes (Aharoni) that will allow prolonged recordings of large neuronal populations in freely behaving animals. Kennedy will bring computational expertise and allow a unified data analysis framework cross species. In Aim 1 we will perform in-vivo calcium imaging in mice, prairie voles and bats to test the hypothesis that mating experiences modulate CA2 neural dynamics and that CA2 activity patterns encode spatial and identity information. We hypothesize that species that form attachments to mating partners, activity patterns will differentiate preferred vs. non-preferred partners. In Aim 2 we will use chemogenetic inhibition of CA2 in all species to determine whether CA2 causally drives affiliative and attachment behaviors. In Aim 3 we will test the hypothesis that inhibition of vasopressin inputs to CA2 will reduce the dimensionality of CA2 population activity patterns after mating, diminish memory of the mate in all species, and in voles and bats, reduce the decodability of the identity of the previous mating partner. In a technology development aim, we will develop and test a “true wireless” digital data transmitting microscope with power over distance charging capability that will allow prolonged imaging over many hours without human intervention.
抽象的: 依恋有力地塑造了我们的发展,并且仍然是健康和福祉的主要驱动力 成年依恋的破坏是高度创伤的。在会员时,定义为一般积极的社会 由于债券的结果,相互作用在哺乳动物,依恋或选择性分支机构中广泛共享 稀有和与人类的主要相关性。虽然会员在许多情况下都研究了 构成会员的神经回路最终导致成人依恋仍然很大。在 该建议,我们将采用一个比较框架来了解基本电路和神经元模式如何 这是非选择性分支机构的基础,最终是成年后的选择性依恋。 具体而言,我们将研究如何对小鼠的分支行为神经生物学进行详细说明以支持 一夫一妻制的田鼠和gregarian水果蝙蝠形成的更复杂的附件,代表 社会关系的范围。我们将专注于海马Ca2区域,因为它已显示出来 在社会行为中的专业角色,并从氧气和加压素产生细胞的直接输入中 旁脑膜下丘脑。具体而言,我们将测试CA2人口的总体假设 活动模式遵循交配之前和期间跨物种的类似轨迹,随后发散到 因果推动小鼠(Golshani/Hong)和Prairie Pores的不同形式的依恋形式的因果关系。 (唐纳森)和蝙蝠(Yartsev)。为了检验这一假设,我们将完善并使用新一代开源 无线微型显微镜(AHARONI),将允许长时间记录大型神经元种群 在自由行使的动物中。肯尼迪将带来计算专业知识,并允许统一的数据分析 框架交叉物种。在AIM 1中,我们将在小鼠,草原田鼠和蝙蝠进行测试中执行体内钙成像 交配经历调节Ca2神经动力学和CA2活动模式编码的假设 空间和身份信息。我们假设形成对交配伙伴的依恋的物种,活动 模式将区分首选与非优先合作伙伴。在AIM 2中,我们将使用化学发生抑制 在所有物种中,CA2确定CA2是否偶尔驱动会员和依恋行为。在目标3中我们 将检验以下假设:抑制加压素输入对Ca2的抑制作用将降低Ca2的尺寸 交配后的种群活动模式,在所有物种中减少对伴侣的记忆,以及田鼠和蝙蝠, 降低以前交配伙伴身份的可分解性。在技​​术开发目标中,我们将 开发和测试一个“真正的无线”数字数据传输显微镜,并具有距离充电的功率 可以在不干预的情况下允许长时间成像的能力。

项目成果

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Nucleus accumbens dopamine release reflects the selective nature of pair bonds.
伏隔核多巴胺的释放反映了成对键的选择性性质。
  • DOI:
    10.1016/j.cub.2023.12.041
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Pierce,AnneF;Protter,DavidSW;Watanabe,YurikaL;Chapel,GabrielD;Cameron,RyanT;Donaldson,ZoeR
  • 通讯作者:
    Donaldson,ZoeR
Neural basis of prosocial behavior.
  • DOI:
    10.1016/j.tins.2022.06.008
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Wu, Ye Emily;Hong, Weizhe
  • 通讯作者:
    Hong, Weizhe
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