作者:Karl Deisseroth 来源:《自然》 发布时间:2012-11-26 14:34:16
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某些神经元专门负责决定是否提供能量
 
近日来自斯坦福大学的研究人员分离出了一些神经元,证实它们专门负责决定是否值得提供能量付诸努力来完成某项任务。这一研究发现将有助于医务专业人员更好地应对抑郁症和其他脑相关疾病。研究论文发表在11月18日的《自然》(Nature)杂志上。
 
许多精神病学专家认为一个人的“行动意愿”来源于前额叶皮质,“大脑的这一最前端部分帮助计划和协调行动。”随后行为意愿在整个大脑传播,从一个神经元传递至另一个神经元,直至到达负责直接控制期望行动或反应的神经。
 
然而,专家们并不知道大脑中哪条神经通路负责决定身体是否应该行动,或决定对于某一挑战性的形势是否值得付诸努力做出某个特定的反应或行动。而这正是斯坦福生物工程学、精神病学和行为科学教授Karl Deisseroth和同事们所着手研究的。
  
“它极具挑战性,因为我们对于控制这种行为模式选择的神经回路没有一个基本的认识。我们不知道当这些行为变得不正常之时大脑做错了什么,甚至也不知道当事情正确运作之时大脑应该在做什么。这是我们在这一领域面对的一个秘密,” Deisseroth在一份声明中说。
 
“为了分离出于抑郁症相关的这些信号通路。Deisseroth的研究小组需要在啮齿动物中刺激特异的脑细胞,观察它们的行为变化,”该所大学的研究人员说。他们利用了一种称为光遗传学(optogenetics)的方法。Deisseroth博士是光遗传学技术的发明人,他于2005年首次开发了这一技术,通过整合光学和遗传学控制活体组织细胞中发生的特定事件。
 
利用来自绿藻的光敏感通道(channelrhodopsin)基因,Deisseroth能够构建出对光做出反应的神经元。利用这种光,他开发出了一种技术通过向大脑的不同部位发送脉冲使得他能够实质上激活或是失活某些神经元,随后研究对于受试者行为的影响。
 
在最新的研究中,斯坦福大学研究组试图刺激啮齿动物的前额叶皮质,却发现当完成一项实验室挑战时这样做不能实际激励小鼠做出比平常更多得努力。他们采用光遗传学方法逆向作用研究,开始是在脑干,由此发现了监督努力和动机的特异信号通路。
 
研究人员首先将他们的光敏蛋白导入前额叶皮质的细胞中,随后光敏感性向树枝一样通过所有的输出连接扩散,最终传到脑干,使得这一区域也对光敏感。
 
随后,被认为是控制了动机行为的脑干新光敏区域被照亮,Deisseroth和博士后学者Melissa Warden观察到了向脑干发送连接的前额叶皮质上的一个神经亚群被激活时的行为效应。他们不仅看到了哪些细胞有可能与动机有关,还知道了动机从一个大脑区域向另一个移动的途径。
 
这一研究成果为何极其重要?研究人员表示因为这一信号负责引发大脑动机,刺激行动,其发生故障是抑郁症和其他严重的精神疾病的原因之一。
 
这些研究发现是Deisseroth和研究团队利用光遗传学在受试动物中模拟人类行为拼凑的一个大谜题的一部分。这项工作帮助临床医生和研究人员更好地了解了患者大脑中发生的事件。(来源:生物通 何嫱)
 
 
 
 
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