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Nature:增加神经发生可提高哺乳动物的社交自信

来源:本站原创 2018-07-08 08:57

2018年7月8日/生物谷BIOON/---如果年轻人告诉他们的长辈保持安静,那么他们的压力水平肯定会上升。但是,当谈到脑细胞时,情形似乎刚好相反---利用年轻的神经元沉默年老的神经元似乎让动物具有更强的抗压能力。如今,在一项新的研究中,来自美国哥伦比亚大学和纽约州精神病学研究所的研究人员报道在压力较大的社会环境中,产生新的海马体神经元的小鼠要比对照组小鼠产生更少的焦虑,这要归功于新产生的海马体神经元对成熟的海马体神经元的增强的抑制作用。相关研究结果发表在2018年7月5日的Nature期刊上,论文标题为“Hippocampal neurogenesis confers stress resilience by inhibiting the ventral dentate gyrus”。
图片来自Rost-9D/iStock。

英国伦敦国王学院神经科学家Sandrine Thuret(未参与这项研究)说,“这是一篇非常优雅的论文,它展示了成体神经发生如何抵御慢性压力。”众所周知,海马体中新的神经元产生能够抵御压力,“但我们并不知道这是如何做到的”,她解释道,“[这些作者们]证实新的神经元调节成熟神经元的活动,而且这具有行为效应。”

在大多数哺乳动物的成年大脑中,新的神经元产生(即神经发生)发生在两个区域:海马体齿状回,它涉及记忆形成、探索、压力和抑郁;和纹状体,它涉及奖励、强化以及其他。虽然人类似乎没有任何纹状体神经发生,但是有证据提示着人类在一生当中会继续在齿状回中产生新的神经元,不过最近针对这一点存在着一些争论。

在啮齿类动物中,抗抑郁药和运动(缓解压力)都会增加神经发生,而新的神经元产生本身能够减少焦虑样行为。领导这项研究的美国哥伦比亚大学行为神经科学家Christoph Anacker说,“不过我们不知道的是这些成年产生的神经元实际上如何影响海马体的功能,从而调节这些对行为的影响。”

Anacker团队通过基因操纵培育出用于实验的小鼠,在这些小鼠的齿状回中,成年出生的神经元数量在减少,因而具有下降的神经元活动,或者这些神经元的数量在增加,因而具有增加的神经元活动。这些研究人员随后让每只小鼠暴露在有压力的环境中----反复地让它与一只攻击性的小鼠一起短时间地笼养,并且随后在与没有攻击性的小鼠之间的社交互动中观察它的行为。那些具有下降的神经发生的小鼠躲避它们的新的笼养同伴,而那些具有增加的神经发生的小鼠与它们的新的笼养同伴发生社交互动,就像那些没有遭受压力的对照小鼠表现的那样。

Anacker说,“因此,如果我们沉默成年产生的神经元,这些小鼠就会更快地产生焦虑”,但是“具有更多的成年产生的神经元. . .这些小鼠能够抵御压力的影响。”

通过对大脑切片进行免疫组织化学分析和电生理记录以及对活体小鼠进行钙成像观察,这些研究人员随后研究了小鼠齿状回中的成熟神经元的活动。他们发现具有更少的新神经元产生的小鼠具有更大的成熟神经元活动以及具有更多的新神经元产生的小鼠具有更少的成熟神经元活动的证据,因而这就表明年轻的神经元以某种方式抑制成熟神经元的活动。

最后,Anacker团队对小鼠进行基因改造,使得他们能够在不改变这些小鼠的神经发生的情形下通过化学手段直接激活或抑制它们的成熟神经元。这些实验证实成熟的齿状回神经元的活动增加让这些小鼠易于产生社交焦虑,而成熟的齿状回神经元的活动减少让这些小鼠抵御压力。

在人类中,压力和焦虑症是非常常见的,估计有5%至30%的人在其生命中的某些时刻受到压力和焦虑症的影响。法国图尔大学抑郁症专家和神经科学家Catherine Belzung(未参与这项研究)说,抗抑郁药是标准治疗方法,但“50%的患者没有作出反应。”简而言之,她说,“我们需要找到其他的靶标。”

她补充道,通过弄清楚神经发生引起的压力抵御机制,Anacker的论文可能有助于鉴定出这样的靶标。“如今,我们知道新生神经元的作用是作用于同一神经网络中的成熟神经元,然后我们就能够[找到直接作用于成熟神经元的药物]。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Christoph Anacker, Victor M. Luna, Gregory S. Stevens et al. Hippocampal neurogenesis confers stress resilience by inhibiting the ventral dentate gyrus. Nature, 5 July 2018, 559(7712):98–102, doi:10.1038/s41586-018-0262-4

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