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科学家揭秘大脑回路对机体健康的重要性!

来源:本站原创 2019-12-24 22:49

本文中,小编整理了多篇重要研究成果,共同解读大脑回路对机体健康的重要性!与大家一起学习!

图片来源:Caltech

【1】J Neurosci:关键神经回路调控酗酒反应

doi:10.1523/JNEUROSCI.1466-19.2019

如今科学家们已经知道,大脑的杏仁核中心区(CeA)在与饮酒有关的行为中起着重要作用。然而,目前我们仍不清楚介导这些行为的确切脑细胞类型。近日,一项刊登在国际杂志Journal of Neuroscience上的研究报告中,来自北卡莱罗那大学医学院的科学家通过研究发现CeA中的特定神经元会导致类似酗酒行为的发生,文章中,研究者揭示了一种特定的神经回路,该回路在改变时会导致动物饮酒行为的减少。

研究者表示,事实上,这些神经元会促进类似奖励的行为,极低的饮酒量会激活这些细胞,而这些神经元的活化会导致动物在没有广泛饮酒经验的情况下饮酒;研究者希望通过了解该神经回路的功能,我们可以更好地预测从轻度饮酒过渡到酗酒以及酗酒障碍的人们大脑中发生了什么。

【2】Science:首次发现一种皮质-脑干回路控制和预测强迫性饮酒行为的产生

doi:10.1126/science.aay1186

虽然酒精的使用在现代社会是普遍存在的,但只有一部分人会出现酒精使用障碍(alcohol use disorder),即酒精成瘾。然而,科学家们还不明白为何有些人容易出现饮酒问题,而另一些人却没有。如今,在一项新的研究中,来自美国沙克生物学研究所和麻省理工学院等研究机构的研究人员发现了一种控制小鼠饮酒行为的皮质-脑干回路(cortical-brainstem circuit),并且它可以作为一种生物标志物用于预测小鼠日后产生的强迫性饮酒行为。在未来,这些发现可能会对理解人类的酗酒和酒精成瘾产生潜在影响,相关研究结果发表在Science期刊上。

研究者表示,我们希望这将是一项具有里程碑意义的研究,这是因为我们(首次)发现了一种可以提前数周准确预测哪些小鼠会出现强迫性饮酒行为的大脑回路。这项研究填补了回路分析与酒精成瘾研究之间的空白,并首次揭示了强迫性饮酒的表现是如何随时间的推移在大脑中产生的。

【3】eNeuro:睡眠时帮助记忆产生的脑回路

doi:10.1523/ENEURO.0365-19.2019

最近,来自阿尔伯塔大学的神经科学家们发现了一种新的机制,可以帮助人们在深度睡眠时建立记忆。这项研究围绕“连合核”的作用展开,该区域连接着负责产生记忆的其他两个大脑结构-“前额叶皮层和海马体”-并可能在慢波睡眠中协调它们的活动。

研究者表示,睡眠中的慢波有益于我们个人经历相关记忆的产生,这很可能是由于额叶前额叶皮层和海马体内的协调活动所致。我们发现连合核负责协调这两个结构之间的同步慢波。这意味着该结构可能对依赖于睡眠的事件整合起着至关重要的作用。

【4】Nat Neurosci:揭示大脑回路在改善学习和记忆上扮演的关键角色

doi:10.1038/s41593-019-0496-y

近日,一项刊登在国际杂志Nature Neuroscience上的研究报告中,来自加利福尼亚大学的科学家们通过研究在大脑海马体形成过程中鉴别出了一种新型的神经回路,其在目标定位学习和记忆中扮演着非常关键的角色。

对物体位置记忆的丧失是阿尔兹海默病患者的主要障碍之一,阿尔兹海默病是一种老年人最常见的痴呆症,这些在海马体回路机制中的新发现或能为研究人员提供一种新的靶点,帮助开发有效减缓或中和阿尔兹海默病相关记忆损伤的新型策略或疗法。研究者Xiangmin Xu说道,我们的研究是通过新的基于病毒遗传图谱的方法来检测不同结构之间的连接性,这些新型绘图工具能够帮助我们鉴别出海马体和大脑皮层内部和之间的新型回路。

【5】Neuron:科学家们发现了一种在视觉上引发天生的防御反应的新的神经回路

doi:10.1101/493007

恐惧过度泛化是一种限制区分安全与威胁能力的状况,是创伤后应激障碍(PTSD)、广泛性焦虑障碍(GAD)和恐慌障碍等焦虑相关综合征的重要病理特征。然而,与传统的条件恐惧不同的是,处理先天恐惧的机制在很大程度上是未知的。

中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)的王立平教授和他的同事揭示了VTA(腹侧被盖区)GABAergic神经回路在视觉上介导先天防御反应。在本研究中,研究小组首次发现了一个与VTAGABA+神经元相关的神经回路,它在视觉上介导了涉及上丘(SC) Glut+ - VTAGABA+- CeA(杏仁核中央核)通路的先天防御反应。神经科学家已经证实VTA在习得的食欲和厌恶行为中起着重要作用。有趣的是,研究人员发现VTA中的GABA神经元是通过光纤光度计被视觉威胁激活的。通过病毒追踪以及体内和体外的电生理记录,他们发现VTAGABA+神经元接受来自SC的直接兴奋输入。

图片来源:UNIGE

【6】Nature:重大突破!鉴定出导致毒品成瘾的大脑回路,治疗毒品成瘾有戏!

doi:10.1038/s41586-018-0789-4

强迫性吸毒者的大脑会发生什么?瘾君子和以受控方式吸食毒品的人之间的大脑功能有何不同?为了解决这个难题,来自瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员一直在啮齿动物成瘾模型中研究这种差异。在一项新的研究中,他们发现将大脑中的决策区域与奖励系统连接在一起的大脑回路在强迫性吸毒小鼠中更加活跃。他们还发现,这种大脑回路的活动减少允许强迫性吸毒小鼠重新获得控制,相反,通过刺激这种大脑回路,起初保持控制的小鼠对毒品上瘾,相关研究结果发表在Nature期刊上。

成瘾是一种分阶段发展的疾病。它开始于最初接触一种毒品,然后是一个毒品摄入量仍然加以控制的阶段。然而,尽管这样会产生重大的负面影响,包括不断增加的债务、社会隔离或监禁,但是一些人将开始强迫性吸食毒品。临床估计表明在每五个人当中,仅有一人会从毒品摄入量可以控制转移到强迫性吸食毒品。

【7】Nature:发现大脑中存在着天然的噪声消除回路

doi:10.1038/s41586-018-0520-5

在一项新的研究中,来自美国杜克大学医学院的研究人员通过开展一系列艰难的实验,发现为了确保小鼠听到猫接近的声音而不是听到自己的脚步声,小鼠大脑拥有一种内置的噪声消除回路。这是从大脑的运动皮层到听觉皮层的直接连接,从本质上说,“我们如今正在跑步,但不会注意到我们自己的脚步声。”相关研究结果发表在Nature期刊上。

研究者表示,这种噪声消除过程的特殊之处在于大脑学会关闭对可预测的自发声音作出的反应。你能够观察到这些反应的消失与时间和经验存在着函数关系。

【8】JCB:大脑回路研究新进突破

doi:10.1083/jcb.201802057

最近,来自Marshall大学的研究者们发现了大脑中多种不同类型的细胞是如何形成成熟的脑回路的内在机制。大脑是高度复杂的器官,它使我们思考,记忆,运动以及完成简单或复杂指令的基础。这些过程需要脑回路功能的正常,即大脑神经元之间连接的正常。而神经元彼此之间连接的部位被称为“突触”。

来自生物医学系的助理教授Risher等人对大脑皮层的神经元突触进行了细致分析,该部位主要负责感知信息的处理以及行动的控制。在这项研究中,小鼠缺失了α2δ-1受体,而该受体对于神经元响应来自星形胶质细胞的信号具有重要的作用,当该受体缺失的情况下,皮质神经元的突触数量大幅降低,表明大脑的回路受到了明显的损伤。

【9】Cell Reports:科学家发现尼古丁影响大脑中奖赏回路的新机制

doi:10.1016/j.celrep.2018.04.062

最近,美国西北大学的科学家发现了尼古丁控制大脑奖赏通路的新机制,这将为未来的抗成瘾疗法提供指导。相关研究成果发表在Cell Reports期刊上。研究者表示,鉴定出尼古丁改变大脑回路的详细机制是当前一个非常重要的事情;我们都理解香烟和其它烟草产品的负面影响,然而电子烟在青少年中的使用在不断增加,这在某种程度上也产生了问题,因为尼古丁暴露可能会为日后的药物滥用打开大门。

众所周知,尼古丁通过在一个叫腹侧背盖区(VTA)的脑区里与特定细胞类型的受体——多巴胺和GABA神经元相互作用而发挥出其主要的增强效应。 过往研究表明,VTA谷氨酸神经元可能在奖励和强化行为中扮演重要角色。然而这些神经元是否会对尼古丁作出反应,或者是否与尼古丁依赖有关仍然是未知的。

【10】Nature:鉴定出大脑中调节口渴的神经回路

doi:10.1038/nature25488

小鼠大脑中有三个处理口渴的区域:穹窿下器官(subfornical organ, SFO)、下丘脑终板血管区(organum vasculosum laminae terminalis, OVLT)和正中视前核(median preoptic nucleus, MnPO)。这些区域一起在前脑(靠近大脑的前部)中形成一种被称作终板(lamina terminalis, LT)的片状结构。大脑的大部分区域都受到几乎不可渗透的血脑屏障的保护,其中血脑屏障是一层紧密堆积的细胞,将血液与大脑分隔开。但是在大脑的SFO和OVLT中,情况并非如此---它们直接与小鼠的血液交界,从而允许这两个区域测量血液中的钠离子含量或者说盐度,其中盐度表征水化状态。因此,LT是参与口渴调节的主要结构。

在一项新的研究中,研究人员通过研究发现MnPO是口渴调节中心。它接收来自SFO的兴奋性输入信号,但是反之则不会。该团队还发现当通过遗传手段让MnPO中的兴奋性神经元遭受沉默时,刺激SFO或OVLT并不会诱导饮水行为。这项研究揭示出LT中的一种分层组装的口渴通路:MnPO将来自SFO和OVLT的口渴信号整合在一起,并将它们传递到下游的大脑区域,从而诱导饮水行为,相关研究结果发表在Nature期刊上。(生物谷Bioon.com)

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