发布时间：2024-08-07 16:12:02 栏目：精选百科
神经科学家发现大脑如何双向控制小鼠对威胁的敏感性，从而启动和完成逃跑行为。这些发现可能有助于为焦虑和创伤后应激障碍 (PTSD) 的治疗方法开辟新方向。
这项研究今天发表在《当代生物学》杂志上，概述了伦敦大学学院塞恩斯伯里·威康中心的研究人员如何研究大脑中一个叫做导水管周围灰质 (PAG) 的区域，该区域在患有焦虑症和创伤后应激障碍的人中会过度活跃。他们的研究结果表明，PAG 中的抑制神经元不断激发，这意味着它们的水平可以调高或调低。研究小组发现，这对小鼠的逃跑启动有直接影响，而且同样的神经元也决定了逃跑的持续时间。
“逃跑行为并不是固定的——它会随着经验而改变。我们之前的研究表明，老鼠逃跑的可能性会根据它们过去的经验而变化。因此，我们想了解大脑如何调节对威胁的敏感性，因为这可能对焦虑症和创伤后应激障碍患者有影响，因为这些回路可能被错误调节，”SWC 小组负责人、论文通讯作者 Tiago Branco 教授评论道。
为了研究大脑如何控制逃避行为，研究小组首先对 PAG 抑制神经元(在培养皿中)进行了体外记录，以观察其特性。他们发现，在没有输入的情况下，PAG 抑制神经元总是会放电。他们通过在老鼠四处奔跑时使用钙成像和头戴式微型显微镜进行体内记录来证实这一发现。该团队还在大脑中进行了一些连接研究，并表明 PAG 抑制神经元与已知启动逃避的兴奋性神经元直接相连。
“我们发现整个逃生网络都受到直接抑制控制。当我们观察逃生过程中发生的情况时，我们发现一组细胞在逃生前活动减少。这意味着抑制被消除，因此可以开始逃生。我们还发现另一组细胞，在动物逃生时，抑制逐渐增加，并在动物到达庇护所时达到峰值。这表明抑制细胞不仅控制逃生启动，而且它们似乎在告诉动物在到达安全时停止时也很重要，”布兰科教授解释说。
为了进一步验证这一点，研究小组使用了一种名为光遗传学的技术，通过刺激或抑制神经元来直接操纵神经元的活动。当他们人为地增加 PAG 抑制神经元的活动时，他们发现逃跑概率会降低。当他们抑制 PAG 抑制神经元时，逃跑概率就会增加。这证实了 PAG 抑制神经元就像一个拨盘，可以调高或调低来控制动物对威胁的敏感程度。
“为了检查这些神经元是否对于控制何时停止逃跑也很重要，我们首先在动物开始逃跑后激活了这些神经元，发现它们在到达庇护所之前就停止了逃跑。然后，当我们抑制这些神经元时，我们发现老鼠跑过庇护所后并没有停止逃跑。这意味着这些神经元能够获取动物用来了解何时到达安全地点的信息，”布兰科教授解释说。
研究小组的下一步是了解威胁体验如何通过招募这些神经元使系统变得更加兴奋或更加不兴奋。布兰科教授总结道：“如果我们能够揭示将体验与这些神经元的招募联系起来的特定分子通路，那么就可以开发出针对这一通路的药物，从而可以提高或降低焦虑和创伤后应激障碍患者的敏感度。”
这项研究得到了威康高级研究奖学金(214352/Z/18/Z)、盖茨比慈善基金会和威康的塞恩斯伯里威康中心核心拨款(GAT3755 和 219627/Z/19/Z)、欧洲研究理事会拨款(合并编号 864912)、德国研究基金会博士后奖学金(项目编号 515465001;项目编号 STE 2605/1)、伦敦大学学院威康 4 年制神经科学博士课程、SWC 博士课程和马克斯普朗克学会的资助。
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