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研究使用NSF支持的技术来识别神经元电路一项新的研究从字面上和比喻上揭示了导致焦虑的错综复杂的脑细胞连接

斯坦福大学的科学家最近使用光来激活小鼠神经元并精确识别增加或减少焦虑相关行为的神经回路

精确定位焦虑的起源使精神科专业人员更加了解焦虑症,这是最常见的一类精神疾病

由精神病学和行为科学与生物工程副教授Karl Deisseroth领导的一个研究小组确定了大脑中的两个关键途径:一个促进焦虑,另一个减轻焦虑

这些通路位于称为杏仁核的大脑区域

之前的研究表明,杏仁核在焦虑症中发挥作用,但早期的研究通过药物或大脑区域的物理破坏对杏仁核进行了广泛的修改,以研究它对焦虑的影响方式

这项新作品发表在本周的“自然”杂志上,采用了一种名为光遗传学的工具 - 由Deisseroth开发,最近被命名为“自然方法年度方法” - 专门梳理出哪些途径会导致焦虑

光遗传学结合了遗传学和光学科学,有选择地操纵神经元在大脑中发射的方式

神经元是可电兴奋的细胞,通过电和化学信号传递信息

定向遗传操作导致特定神经元组装通常在藻类和细菌中发现的光活化蛋白质

当某些波长的光触发时,这些蛋白质允许研究人员增加或减少大脑中的神经元活动,并观察实验中对啮齿动物模型的影响

利用各种杏仁核途径的光遗传学操作,Deisseroth及其同事研究了小鼠行为是如何受到影响的

由于老鼠在开放空间中表现出与焦虑有关的行为,他们通过分析老鼠花在探索露天场地中心的时间,或探索没有墙壁的平台的长度来测量焦虑的变化

虽然光遗传学已被用于研究行为条件恐惧中的杏仁核功能,但这是第一次用于研究焦虑症

“恐惧和焦虑是不同的,”Deisseroth解释说

“恐惧是对直接威胁的反应,但焦虑是一种高度忧虑,没有直接的威胁

它们具有相同的输出,例如心率增加等身体表现,但它们的控制是非常不同的

“焦虑症是所有精神疾病中最常见的疾病,包括创伤后应激障碍,强迫症等疾病

和恐惧症

焦虑也导致其他主要的精神疾病,如抑郁症和药物滥用

“现在我们知道这些细胞投射[在杏仁核中]存在,我们可以首先使用这些知识比现在更多地了解焦虑,”Deisseroth指出

Deisseroth先前曾使用光遗传学研究帕金森病的深部脑刺激

这项研究去年在“科学”杂志上有详细报道,并由美国国家科学基金会(NSF)在线报道

“深度脑刺激越来越多地被考虑用于精神疾病,因此在研究帕金森病之后,我们开始着手研究精神疾病,”Deisseroth评论道

接下来他想用这些工具研究抑郁症和自闭症谱系障碍

光遗传学技术的基础工作由NSF资助

这项研究得到了全国精神分裂症和抑郁症研究联盟,国家卫生研究院和NSF的支持

- 图片说明:一项新的研究支持称为杏仁核的大脑区域在处理焦虑方面的作用

在人脑的这种3-D磁共振成像(MRI)渲染中,杏仁核的功能性MRI(fMRI)激活以红色突出显示

图片来源:NIMH临床脑紊乱科 - 网上:

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