Reaktion serotonerger kaudaler Raphe-Neuronen in Bezug auf spezifische motorische Aktivitäten bei frei bewegenden Katzen

Die serotonergen neuronalen Reaktionen während dreier spezifischer motorischer Aktivitäten wurden in den Kernen raphe obscurus (NRO) und raphe pallidus (NRP) frei bewegender Katzen mittels extrazellulärer Einzelneuronaufzeichnungen untersucht. Die Reaktionen auf durch Laufband induzierte Lokomotion waren überwiegend erregend, wobei 21 von 24 Neuronen erhöhte Feuerraten zeigten, die direkt mit der Laufbandgeschwindigkeit verbunden waren. Individuelle Regressionsanalysen bestimmten drei Reaktionsmuster: maximale Aktivierung bei niedriger Geschwindigkeit (0,25 m/sec), Zunahme der neuronalen Aktivität nur bei hoher Laufbandgeschwindigkeit (0,77 m/sec) und eine lineare Zunahme. Ein kleinerer Anteil der serotonergen Neuronen aus NRO und NRP (6 von 27) reagierte ebenfalls auf hyperkarbische ventilatorische Herausforderungen mit erhöhten Feuerraten. Das Ausmaß der neuronalen Reaktion hing von der Fraktion des inspirierten CO2 ab und stand im Zusammenhang mit der ventilatorischen Motorik, insbesondere der inspiratorischen Amplitude. Eine Untergruppe von Neuronen, die auf Hyperkarbie im Wachzustand ansprechen, zeigte signifikante Rückgänge in der neuronalen Reaktion auf Hyperkarbie im langsamen Schlaf. Schließlich nahm die Aktivität von 12 von 29 Zellen als Reaktion auf spontanes Fressen zu und zeigte zwei unterschiedliche Muster der neuronalen Reaktion in Bezug auf Beginn und Ende des Fressens: schnelle Aktivierung und Deaktivierung versus allmähliche Zunahme und Abnahme. Mehr als die Hälfte der unter allen drei Bedingungen studierten Zellen reagierte auf mehr als eine motorische Aufgabe. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass serotonerge kaudale Raphe-Neuronen auf spezifische Herausforderungen des Motorsystems ansprechen, wobei viele Neuronen auf mehrere motorische Aufgaben reagieren, und dass die Reaktivität serotonerger Neuronen auf mindestens eine motorische Aufgabe, hyperkarbische ventilatorische Herausforderung, zustandsabhängig ist.