# Regulation of nucleus accumbens neurons by sleep and circadian rhythm

> **NIH NIH P50** · UNIVERSITY OF PITTSBURGH AT PITTSBURGH · 2022 · $299,666

## Abstract

PROJECT SUMMARY 
Adolescence is a vulnerable period for initiating substance use and abuse, during which time sleep and circadian 
rhythm  disruptions  are  pervasive.  It  is  increasingly  recognized  that  sleep  and  circadian  rhythm  causally,  and 
powerfully regulate reward processing, but the underlying mechanisms remain poorly understood. Could sleep 
and  circadian  rhythm  traits  be  related  to  reward  circuit  function?  Whether  and  how  do  sleep  and  circadian 
disruptions lead to increased vulnerability for substance use in adolescents? The central hypothesis of the Center 
application  is  that adolescent development acts  on underlying  sleep and circadian  traits  to  modify homeostatic 
sleep  drive,  circadian  phase,  and  circadian  alignment,  which  in  turn  impact  cortico-­limbic  functions  critical  to 
substance  use  risk  (e.g.,  reward and  cognitive  control). It  is  further hypothesized that  specific  manipulations of 
sleep  and  circadian  rhythms  during  adolescence  will  affect  reward  responsivity  and  cognitive  control  in  either 
positive  or  negative  directions.  This  research  project  (Project  5)  will  focus  on  rodent  models  to  determine  the 
cellular and synaptic mechanisms within the cortico-­limbic circuit through which sleep and circadian disruptions 
alter reward processing. Specifically, the nucleus accumbens (NAc) is a reward-­processing “hub” in the ventral 
striatum which is sensitive to both sleep and circadian disruptions. For example, acute sleep deprivation reduces 
glutamate release at medial prefrontal cortex-­to-­NAc medium spiny principal neurons (MSNs) synapses;; chronic 
sleep  fragmentation  increases  cholinergic  neural  activity  in  the  NAc  (preliminary  results);;  robust  diurnal 
fluctuations in AMPA receptor (AMPAR) levels and intrinsic membrane excitability are also observed in the NAc 
MSNs, and circadian gene mutation in the NAc leads to altered AMPAR transmission in MSNs. Together, these 
results suggest that the NAc may represent a converging site for sleep and circadian rhythm to regulate reward 
processing. Accordingly, Project 5 will test the hypothesis that sleep and circadian rhythm target aspects of NAc 
synaptic  transmission  and  neural  modulation  to  regulate  reward-­motivated  behaviors.  Thus,  Aim  1  will  use 
genetically  diverse  outbred  rats  to  determine  whether  naturally  occurring  “early”  and  “late”  chronotypes  are 
associated  with  different  diurnal  variation of  AMPAR  transmission  in  NAc  MSNs.  This  aim  will  accommodate 
molecular  (Project 3) and  behavioral  (Project  4) characterizations  of  these  rats.  Aim 2  will  determine  whether 
circadian  disruptions  without  changes  in  sleep  alter  the  diurnal  variation  of  membrane  excitability  and/or 
postsynaptic  AMPAR  levels  in  the  NAc  MSNs.  Aim  3  will  determine  the  effects  of  acute  and  chronic  sleep 
restrictions on ade...

## Key facts

- **NIH application ID:** 10442467
- **Project number:** 5P50DA046346-03
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF PITTSBURGH AT PITTSBURGH
- **Principal Investigator:** Yanhua H Huang
- **Activity code:** P50 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2022
- **Award amount:** $299,666
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2020-07-15 → 2025-06-30

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/10442467

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 10442467, Regulation of nucleus accumbens neurons by sleep and circadian rhythm (5P50DA046346-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/10442467. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*