The Role of the Rostromedial Tegmental Nucleus (RMTg) in Modulating NREM Sleep and Anesthetic-Induced Unconsciousness

项目摘要/摘要： 主要的神经回路认为，诱导麻醉和维持麻醉剂诱导的意识障碍仍然是不完全的。 明白了。麻醉和研究表明，麻醉和睡眠都是不可逆转的和无意识的形式。 已经调查了大脑中的睡眠回路是否可以调节麻醉剂诱导的无意识。然而， 前视前区是大脑中主要的睡眠中枢，对此的研究并不能完全解释睡眠障碍的所有方面。 麻醉剂诱导的意识丧失，导致研究人员开始寻找新的大脑回路。一个新发现。 中脑-被盖内侧核(RMTg)向大脑腹侧发出主要的GABA能神经元投射。 被盖区(VTA)。改变被盖VTA区内多巴胺能神经元的活动范围以前从未被证实过。 从持续吸入麻醉中诱导苏醒，这表明中脑回路在调节睡眠中可能起着重要作用。 麻醉剂诱导的昏迷。到目前为止，只有一篇论文已经开始研究儿童RMTG在睡眠中的作用。 而且目前还没有任何论文关注它在麻醉中的主要作用。这项新的提案将填补这一空白，并将提供更多新的信息。 大约有一个中脑和核团可能会调节不同的意识状态。这是这个假说的核心。 有人提议，改变大脑中GABA能和RMTg神经元群的活动模式，将不会影响大脑对此的敏感性。 麻醉剂。我们将不会使用转基因大鼠来表达设计师的受体，这些受体由设计师的药物独家激活。 (DREADDS)计划在RMTg的基础上专门激活或抑制GABA能神经元。Aim-1将不会调查其影响。 通过使用脑电波(EEG)的记录，改变RMTg的日常活动取决于他们的NREM睡眠。Aim将不会使用。 啮齿类动物的行为测试包括活体脑电测试和局部视野潜伏期(LFP)测试记录，以进一步确定疾病的严重程度。 这就是RMTG的活动是否会影响麻醉剂的敏感性。但这项提案的结果将不会表征一种全新的药物。 电路认为，它可能会调制大脑中可逆的或无意识的信息，对新颖的电路的理解涉及到信息。 监管不同州的健康意识水平将产生一种新的健康知识，这可能有助于我们开发新的健康疗法。 对于各种意识障碍，包括神经系统和睡眠障碍，以及最低限度的意识障碍。 患者。对生产麻醉药物所涉及的神经回路的了解也可以帮助科学家进行设计。 更有针对性的麻醉药表示，对呼吸系统等神经系统的生理副作用较少，如呼吸暂停和呼吸暂停。 心血管系统。

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT  The neural  circuits that  induce and  maintain  anesthetic-­induced  unconsciousness  remain  incompletely  understood. Given that anesthesia and sleep are both forms of reversible unconsciousness, anesthesia research  has  investigated  whether  sleep  circuits  in  the  brain  regulate  anesthetic-­induced  unconsciousness.  However,  studies  of  the  preoptic  area,  which  contains  the  main  sleep  centers  in  the  brain,  do  not  explain  all  aspects  of  anesthetic-­induced  unconsciousness,  leading  researchers  to  look  for  new  brain  circuits.  A  newly  discovered  midbrain nucleus, the rostromedial tegmental nucleus (RMTg), sends major GABAergic projections to the ventral  tegmental area  (VTA).  Altering  the activity  of dopaminergic neurons  in  the VTA  has  been previously  shown  to  induce  emergence  from  continuous  inhaled  anesthesia,  suggesting  a  role  of  midbrain  circuits  in  regulating  anesthetic-­induced unconsciousness. To date, only one paper has begun studying the role of the RMTg in sleep,  and no papers have yet looked at its role in anesthesia. This proposal will fill this gap and provide new information  about  a  midbrain  nucleus  that  may  regulate  different  states  of  consciousness.  The  central  hypothesis  of  this  proposal  is  that  altering  the  activity  of  the  GABAergic  RMTg  neurons  will  impact  the  brain’s  sensitivity  to  anesthetics. We will use transgenic rats expressing Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs  (DREADDs) to specifically activate or inhibit GABAergic neurons of the RMTg. Aim 1 will investigate the impact  of  altering  the  RMTg’s  activity  on  NREM  sleep  using  electroencephalogram  (EEG)  recordings.  Aim  2  will  use  rodent behavioral assays  and  in  vivo EEG  and  local  field  potential  (LFP)  recordings  to determine  the extent  to  which the RMTg’s activity influences anesthetic sensitivity. The results from this proposal will characterize a new  circuit  that  may  modulate  reversible  unconsciousness  in  the  brain.  Understanding  novel  circuits  involved  in  regulating different states of consciousness will generate new knowledge that could help develop new treatments  for  various  disorders  of  consciousness,  including  neurological  sleep  disorders  and  minimally  consciousness  patients.  Understanding  the  neural  circuits  involved  in  producing  anesthesia  could  also  help  scientists  design  more  specific  anesthetics  that  have  fewer  physiological  side  effects  on  systems  like  the  respiratory  and  cardiovascular systems.