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Cell發表光遺傳學重大成果

日期:2016-01-15 08:59:35

 瑞典卡羅林斯卡學院(Karolinska Institutet)的研究人員首次在小鼠大腦中鑒定到了注意力神經元,操縱這種細胞的活性可以增強小鼠的注意力。這項研究發表在一月十四日的Cell雜志上,有助于進一步理解大腦額葉(frontal lobes)的工作機制。

 

額葉在大腦認知功能中起到了重要的作用,比如注意力、記憶、學習、做出決策和解決問題。不過人們一直不清楚額葉是如何發揮這種作用的,也不知道涉及了什么類型的神經細胞。這項研究表明,PV神經細胞(parvalbumin-expressing neurons)是注意力必不可少的,而且優化PV細胞的活性足以增強注意力。

 

許多神經疾病都對注意力有影響,研究人員為此進行了深入研究。他們訓練小鼠反復執行需要高度注意力的任務,并在這一過程中記錄額葉數百個神經元的活性。

 

“我們發現PV細胞活性可以體現小鼠的注意力水平,”領導這項研究的Marie Carlén說。“當小鼠專心致志的時候PV細胞高度活躍,當它們注意力不集中的時候PV細胞活性較低。這種差異非常顯著,我們甚至可以只通過PV細胞的活性來判斷小鼠是否能夠成功完成任務。”

 

在小鼠需要集中注意力的時候,研究人員用光遺傳學技術去影響PV細胞的活性。他們發現,不論是抑制還是改變PV細胞的活性模式,小鼠注意力都會受損。如果以gamma振蕩(一種30-80 Hz的腦波)的頻率激活PV細胞,小鼠就能更好的完成任務。

 

認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。“我們的工作結合之前的研究發現,揭示了PV細胞在認知功能和神經疾病中的關鍵作用,”Dr Carlén說。“這項研究還向人們展示,改變單一類型神經元的活性就能增強大腦的認知功能。考慮到大腦內部的復雜性,這種可能是頗為驚人的。正因如此,PV細胞對于制藥產業來說是一個非常有吸引力的靶標。”

 


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