Optogenetic dissection of limbic circuits
- Reference number
- FFL12-0006
- Start and end dates
- 140101-181231
- Amount granted
- 9 826 363 SEK
- Administrative organization
- Karolinska Institutet
- Research area
- Life Sciences
Summary
Disturbances in limbic circuits are found in neuropsychiatric disorders such as major depression and in the development of addiction. The main limitation for in vivo investigation of the limbic system has been the lack of specificity in manipulation of distinct neuronal subtypes. The genetic and optogenetic approach allows for the direct characterization of neuronal subtypes with very high temporal precision during animal behavior. GABAergic interneurons are powerful modulators of local circuit function. We aim to apply genetic, optogenetic and in vivo e-phys analyses to determine how GABAergic interneurons of the limbic system control microcircuits and shape animal behavior. We further aim to characterize the synaptic inputs, both local and long-range, that in turn regulate the recruitment and function of GABAergic interneurons, through a viral-based transsynaptic tracing technique as well as through genetic disruptions of dopamine neurotransmission in GABAergic interneurons. Results from this project can provide the foundation for the development of therapeutic strategies that specifically target GABAergic interneurons for disorders of the reward system including mood disorders and addiction.
Popular science description
Idag orsakar psykiska sjukdomarna stort lidande för den sjuka individen samt dess anhöriga och är en stor börda för samhället. De tillgängliga terapier som finns för depression, ångestsyndrom eller beroende är begränsade och ofta utan verkan för väldigt många patienter. WHO beräknar att mer än 250 miljoner människor lider av störningar som är kopplade till hjärnans belöningsmekanismer (mood disorders, t.ex. depression och beroende) och nästan en miljon människor begår självmord varje år. Den nya statliga utredningen (Missbruksutredningen, 2011) kom fram till att samhällskostnaden endast för missbruk i Sverige uppgår till 150 miljarder kronor per år. Den neurovetenskapliga forskningen är nu inne i ett paradigmskifte, då det börjar bli möjligt att utforska de riktigt svåra frågorna på ett systematiskt sätt, till exempel den funktionella diversiteten i hjärnans olika nätverk, och hur dessa direkt ansvarar för att reglera beteende samt hur dysfunktion i dessa nätverk leder till psykisk ohälsa. Vår forskning ligger i neurovetenskapens framkant, och vår ambition är att kraftfullt bidra till en ökad kunskap om hur olika typer av nervceller bidrar till att skapa känslan av belöning och hur dessa nätverk är felkopplade i psykiatriska tillstånd. Den kunskapen är helt avgörande för att inom en snar framtid utveckla helt nya typer av terapier och läkemedel mot de vanligaste psykiska sjukdomarna. Vi använder framförallt optogenetik (ljusstyrning av nervcellers aktivitet) och genetiska verktyg i gnagare för att direkt både styra men även registrera olika nervcellers aktivitet inom det limbiska systemet under specifika beteenden där vi kan studera hur belöning och drogberoende styrs av specifika nervcellstyper. Därmed kan vi för första gången i vakna djur direkt studera hur olika nervceller ger upphov till komplexa beteenden för att också därmed identifiera vilka celler och hur deras aktivitet ger upphov till psykiska sjukdomar.