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Science光遗传学新成果:如何赶跑不开心

2014/09/19 来源:生物通
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导读
我们的大脑中有一个区域负责处理人类体验为“失望沮丧”的感觉和情感信息。近日,发表在《科学》杂志上的一项研究中,来自加州大学圣地亚哥医学院的研究人员确定了这一区域的一个控制机制,发现了当情绪低落时有可能的神经化学解药。


我们的大脑中有一个区域负责处理人类体验为“失望沮丧”的感觉和情感信息。来自加州大学圣地亚哥医学院的研究人员确定了这一区域的一个控制机制。发现了当情绪低落时有可能的神经化学解药。这项研究在线发表在9月18日的《科学》(Science)杂志上。

论文的资深作者、生物科学部神经科学和神经生物学系教授Roberto Malinow博士说:“悲观的人看到的世界是玻璃杯空的那一半,这种观点有大脑化学基础。我们发现有一个过程或许可以减轻大脑对负面生活事件的敏感性。”

由于人们认为患有抑郁症的人比其他人能够更强烈地存储负面经历,研究结果不仅可以了解为什么具有某种大脑化学反应的人更容易抑郁,对于认识如何治疗抑郁症也具有重要的意义。

具体说来,在一些啮齿类动物实验中,加州大学圣地亚哥医学院的研究人员利用包括光遗传学等各种技术发现,通向丘脑之上一个称作为外侧系带(lateral habenula, LHb)的小区域的神经元,分泌了一种常见的兴奋性神经递质谷氨酸和对立的异质性神经递质GABA。

兴奋性神经递质促进了神经元放电,而抑制性神经递质则抑制了神经元放电,尽管谷氨酸和GBA是哺乳动物大脑中最常见的两种神经递质,但神经元通常具有专门性,生成一种而非两种化学信使。

实际上,在此研究之前,只在大脑的两个其他系统中观察到神经元同释放兴奋性和抑制性神经递质——分别是大脑听觉图谱形成过程中海马中的一种特殊连接和脑干处。

论文的主要作者、生物科学部神经科学与神经生物学系博士后研究人员Steven Shabel 说“我们的研究首次极精确地证实了抑制和兴奋可以共存于一条大脑信号通路中。在我们的例子中,这条信号通路被认为发送了失望沮丧信号。”

LHb是大脑上丘脑区域中一个小结节状的结构,在处理来自基底核、下丘脑和大脑皮层的各种输入信息,以及将编码反应(输出信息)传送至脑干中起至关重要的作用。

灵长类动物实验表明,当猴子期盼但却未得到果汁或其他报酬时LHb的活动显著增高,因此认为这一区域是失望信号通路的一个组成部分。

人们认为,LHb正常发挥功能不仅对失望情感极为重要,还参与调控了疼痛反应和各种动机行为。它也与精神病有关。

尤其是抑郁症一直与LHb过度活跃相关联,考虑到大脑中这一区域明显缺乏抑制性神经元,在这项研究之前研究人员对于健康个体中阻止这种过度刺激的机制缺乏实验性证据。

Shabel 说:“这项研究发现了对这一信号通路的抑制是源自神经递质不同寻常地共释放到外侧系带中。”研究人员还不知道这一大脑区域以这种方式受到控制的原因,但他们提出了一种假说:相比于用两种神经元直接拮抗彼此,它使得能够更为精细地控制信号传导。

研究人员还证实,具有人类抑郁症表现的啮齿类动物的神经元生成的GABA相对少于谷氨酸。给予这些动物一种抗抑郁药提高大脑中血清素水平时,它们的相对GABA水平升高。

“我们的研究揭示了血清素缓解抑郁症的一种途径:调整了大脑对消极生活事件的处理,和LHb中谷氨酸和GABA的平衡。对于为何抗抑郁药会使得某些人更加适应负面经历,我们现在获得了一种精确的神经化学解释,”shabel说。

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