Cell發(fā)表光遺傳學(xué)重大成果
日期：2016-01-15 08:59:35
瑞典卡羅林斯卡學(xué)院（Karolinska Institutet）的研究人員首次在小鼠大腦中鑒定到了注意力神經(jīng)元，操縱這種細(xì)胞的活性可以增強(qiáng)小鼠的注意力。這項(xiàng)研究發(fā)表在一月十四日的Cell雜志上，有助于進(jìn)一步理解大腦額葉（frontal lobes）的工作機(jī)制。
額葉在大腦認(rèn)知功能中起到了重要的作用，比如注意力、記憶、學(xué)習(xí)、做出決策和解決問題。不過人們一直不清楚額葉是如何發(fā)揮這種作用的，也不知道涉及了什么類型的神經(jīng)細(xì)胞。這項(xiàng)研究表明，PV神經(jīng)細(xì)胞（parvalbumin-expressing neurons）是注意力必不可少的，而且優(yōu)化PV細(xì)胞的活性足以增強(qiáng)注意力。
許多神經(jīng)疾病都對注意力有影響，研究人員為此進(jìn)行了深入研究。他們訓(xùn)練小鼠反復(fù)執(zhí)行需要高度注意力的任務(wù)，并在這一過程中記錄額葉數(shù)百個(gè)神經(jīng)元的活性。
“我們發(fā)現(xiàn)PV細(xì)胞活性可以體現(xiàn)小鼠的注意力水平，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Marie Carlén說。“當(dāng)小鼠專心致志的時(shí)候PV細(xì)胞高度活躍，當(dāng)它們注意力不集中的時(shí)候PV細(xì)胞活性較低。這種差異非常顯著，我們甚至可以只通過PV細(xì)胞的活性來判斷小鼠是否能夠成功完成任務(wù)。”
在小鼠需要集中注意力的時(shí)候，研究人員用光遺傳學(xué)技術(shù)去影響PV細(xì)胞的活性。他們發(fā)現(xiàn)，不論是抑制還是改變PV細(xì)胞的活性模式，小鼠注意力都會(huì)受損。如果以gamma振蕩（一種30-80 Hz的腦波）的頻率激活PV細(xì)胞，小鼠就能更好的完成任務(wù)。
認(rèn)知問題在精神分裂癥、ADHD、自閉癥等精神障礙中很常見，但目前還缺乏有效的治療藥物。“我們的工作結(jié)合之前的研究發(fā)現(xiàn)，揭示了PV細(xì)胞在認(rèn)知功能和神經(jīng)疾病中的關(guān)鍵作用，”Dr Carlén說。“這項(xiàng)研究還向人們展示，改變單一類型神經(jīng)元的活性就能增強(qiáng)大腦的認(rèn)知功能。考慮到大腦內(nèi)部的復(fù)雜性，這種可能是頗為驚人的。正因如此，PV細(xì)胞對于制藥產(chǎn)業(yè)來說是一個(gè)非常有吸引力的靶標(biāo)。”
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