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美科学家研发新技术能暂时关闭脑区功能,有助确定精神障碍病理位置
罗纳尔多 2016-07-26
导语

美国加州大学戴维斯分校研究人员利用一种药物控制基因开关技术暂时关闭恒河猴脑内杏仁核的活性,以研究某个脑区功能失活对其余脑区活动的影响。

图:左图是猴子大脑图像,不同颜色代表相关区域集合,右图表示不同区域集合之间是否相连。

国加州大学戴维斯分校网站近日报道,为了研究某个脑区功能失活对其余脑区活动的影响,该校研究人员与加州国家灵长类动物研究中心(CNPRC)合作,利用一种药物控制基因开关技术暂时关闭恒河猴脑内杏仁核的活性。该研究结果有望适用于人类,根据人脑功能性连接的改变,可确定精神分裂症和自闭症病等复杂精神障碍病理位置。

药控基因开关技术原理

研究人员所用技术称为“只能由设计药物激活的设计受体”(DREADDs)。他们对杏仁核神经元做了基因改造,使其能产生一些受药物控制的分子开关(受体),给实验动物注射药物后,这些受体会关闭杏仁核活性。然后,他们用功能磁共振成像(fMRI)观察评估了其余脑区在杏仁核开和关两种状态下的活性。杏仁核位于脑部深处,对情绪尤其是恐惧起着重要作用。

哺乳动物大脑是个复杂的系统,某个功能区受损,其影响会波及整个系统。这项发表在《神经元》杂志上的研究验证了这一点,并发现当杏仁核关闭时,所有与杏仁核有关的皮层网络,耦合活动被打乱,有的脑区活动减少,有的增加。其中,已知与杏仁核密切相连的脑区受影响最大,一些尚不知与杏仁核有什么连接的脑区也受到影响。为此,他们提出,通过多样化网络效应可以矫正一些脑区结构上的损伤。

药控基因开关技术意义重大

该校精神病学和行为科学系教授戴维·阿玛罗说,这种研究以往从未在猴子身上做过,这一技术开辟了行为神经科学的新时代,能帮人们理解神经障碍疾病在神经连接上有哪些改变。

CNPRC主管约翰·莫里森也表示,理解脑区如何形成网络是确定病理起源,并最终开发有效干预疗法的关键。这项技术有着巨大的临床应用潜力,将来或许能用于控制神经障碍患者的症状。

文章链接:

David S. Grayson, et al, "The Rhesus Monkey Connectome Predicts Disrupted Functional Networks Resulting from Pharmacogenetic Inactivation of the Amygdala," Neuron, Volume 91, Issue 2, p453–466, 20 July 2016

(本文文字来源:科技日报;作者:常丽君。)

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作者 罗纳尔多

学生

北京理工大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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