Açlık kuramına yeni bir bakış: Arkuat çekirdeğin optogenetik olarak uyarılmasının kognitif davranış üzerine etkisi

Açlığın ileri beyin fonksiyonları üzerine olan etkisini konu alan çalışmalar açlığın kognitif fonksiyonları geliştirici etkisini göstermektedir. Bu çalışmada açlığın ileri kognitif fonksiyonlara olan katkı mekanizması hücresel düzeyde incelenmiştir. Bu amaçla açlık - tokluk ve besin alımınında önemli bir merkez olan hipotalamusun arkuat çekirdeğindeki AgRP nöronları optogenetik metotla uyarılarak öğrenme bellek üzerine davranışsal etkileri kayıt altına alınmıştır. AgRPcre transgenik denekler ağırlık ortalamaları eşit olacak şekilde Kontrol (n=12), Açlık (n=12) ve Optogenetik Uyarı (n=12) olmak üzere 3 gruba ayrılmıştır. Optogenetik Uyarı grubuna intrakraniyal enjeksiyon tekniği ile rAAV – ChR2 virüsü enjekte edilmiş ve AgRP hücreleri ışığa duyarlı protein kanallar içeren denekler elde edilmiştir. Bu deneklere yerleştirilen fiberoptik kanül ile yapay olarak aç hissetmeleri sağlanmıştır. Kontrol ve açlık grubuna ise rAAV – GFP virusu enjekte edilmiştir. Optogenetik Uyarı grubu ve Kontrol grubuna serbest beslenme rejimi uygulanmış, Açlık grubuna ise 18 saatlik açlık uygulaması yapılmıştır. Gruplar Moris su labirentinde öğrenme kapasiteleri ve hafıza performansları açısından karşılaştırılmıştır. Optogenetik Uyarı grubunun platforma ulaşma zamanının Kontrol grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı şekilde azaldığı gözlemlenmiş AgRP hücrelerinin spesifik uyarılmasının öğrenme kapasitesini geliştirdiği ortaya konulmuştur. Ayrıca ölçüm gününde hedef kadrandan geçirilen sürenin kontrol grubuna göre anlamlı artmış olması AgRP aktivasyonun hafıza performansını iyileştirici etkisini göstermiştir.

Recent studies show that fasting has possitive effects on cognitive behavior. In this study we aim to understant the cellular circuits and mechanism under effects of fasting on congnition. We optegeneticly stimulate targeted AgRP neurons in arcuat nucleus of hipotalamus that is important for feeding behavior and metabolism. And we record the effects on behavioral tests. We share AgRPcre transgenic mice in to 3 different groups, Contol (n=12), Starvation (n=12) and Optogenetic Stimulation (n=12). We use intracranial infusion technique for taking rAAV in to the arcuate nucleus of hipotalamus to have AgRP spesific light dependent activation. And we make the mice hungry by stimulating with a fiberoptic canula. We enjected rAAV – GFP virus in to Control and Starvation groups. Optogenetic Stimulation and Control groups have ad libidum feeding diet and the Starvation group has 18 hour starvation. We compare there groups learning and memory performance by using Moris water maze task. We found that the Optogenetic Stimulation group has istatisticly mean better latency performance to hidden platform than Control group. And we show that in probe day Optogenetic Stimulation group had longer time in target quardant. It means spesific stimulation of AgRP neurons improves learnig capacity and memory performans.