Dopaminergic regulation of limbic-striatal interplay

Dopaminergic regulation of limbic-striatal interplay

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J Psychiatry Neurosci 2007;32(6):400-11

Stan B. Floresco, PhD

Department of Psychology and Brain Research Centre, University of British Columbia, Vancouver, BC

Abstract

Neurochemical, electrophysiological and behavioural evidence indicates that certain forms of goal-directed behaviours are mediated by complex and reciprocal interactions between limbic and dopamine (DA) inputs in the nucleus accumbens (NAc). Mesoaccumbens DA transmission appears to be compartmentalized; synaptic DA transmission is mediated by phasic burst firing of DA neurons, whereas extrasynaptic tonic DA levels are regulated by DA neuron population activity and limbic glutamatergic inputs to the NAc. DA release facilitated by limbic inputs and acting on D1 receptors can either potentiate or suppress neural activity driven by separate limbic inputs converging on the same postsynaptic NAc neurons. In turn, D1 receptors in the NAc mediate accuracy of search behaviour regulated by hippocampal–ventral striatal circuitries; D2 receptors appear to mediate motivational aspects of task performance. These findings suggest that dopaminergic modulation of limbic afferents to the NAc may be a cellular mechanism for input selection that governs the smooth coordination of behaviour by permitting information processed by one limbic region to temporarily exert control over the type and intensity of adaptive behavioural responses.

Résumé

Des données probantes neurochimiques, électrophysiologiques et comportementales indiquent que des interactions complexes et réciproques entre les intrants limbiques et la dopamine (DA) dans le noyau accumbens (NAc) servent de médiateur à certaines formes de comportements dictés par des objectifs. La transmission de la DA dans le mesoaccumbens semble être compartimentée; le déclenchement par rafales en phases de neurones de DA sert de médiateur à la transmission de la DA dans les synapses, tandis que les concentrations extrasynaptiques de DA tonique sont régularisées par l’activité des neurones DA et les intrants glutamatergiques limbiques dans le NAc. La libération de DA facilitée par les intrants limbiques et agissant sur les récepteurs D1 peut activer ou réduire l’activité neuronale mue par des intrants limbiques distincts convergeant sur les mêmes neurones NAc postsynaptiques. En retour, les récepteurs D1 dans le NAc servent de médiateur à l’exactitude du comportement de recherche régularisé par les circuits striés hippocampiques–ventraux; les récepteurs D2 semblent servir de médiateur dans les aspects motivation de l’exécution des tâches. Ces constatations indiquent que la modulation dopaminergique des afférents limbiques du NAc peut constituer un mécanisme cellulaire de sélection des intrants qui régit la coordination fluide du comportement en permettant à l’information traitée par une région limbique de contrôler temporairement le type et l’intensité des réactions comportementales d’adaptation.


Medical subject headings: nucleus accumbens; dopamine; hippocampus; amygdala; electrophysiology.

Competing interests: None declared.

Submitted Feb. 19, 2007; Revised Apr. 9, 2007; Accepted Apr. 10, 2007

Correspondence to: Dr. Stan B. Floresco, Department of Psychology and Brain Research Centre, University of British Columbia, 2136 West Mall, Vancouver BC V6T 1Z4; floresco@psych.ubc.ca