科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腦區(qū)調(diào)控動機(jī)行為和覺醒機(jī)制
作者:孫國根 黃辛 來源:中國科學(xué)報(bào)
復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系、腦科學(xué)研究院教授黃志力和教授曲衛(wèi)敏課題組研究發(fā)現(xiàn),對人類運(yùn)動、情感、認(rèn)知、藥物成癮及獎(jiǎng)賞等起重要作用的腹側(cè)蒼白球(腦區(qū))中有一種抑制性γ—氨基丁酸(一種氨基酸,它是目前所發(fā)現(xiàn)的最主要的神經(jīng)信息傳導(dǎo)物質(zhì),可改善睡眠、燃燒脂肪、促進(jìn)腦部組織中氧和葡萄糖的代謝、促進(jìn)機(jī)體分泌生長激素等)能神經(jīng)元可調(diào)控覺醒,變性(改變正常神經(jīng)元的功能)或抑制此類神經(jīng)元能顯著降低覺醒等活動。該研究可為臨床治療睡眠障礙、藥物成癮等精神疾病提供新思路。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《分子精神病學(xué)》。
黃志力介紹,人類的生存活動離不開動機(jī)、運(yùn)動、獎(jiǎng)賞和學(xué)習(xí)等行為,而這些行為高度依賴于覺醒狀態(tài)的維持。黃志力課題組經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),存在于伏隔核腦區(qū)中的多巴胺的兩種不同受體陽性神經(jīng)元分別可調(diào)控覺醒和睡眠,而腹側(cè)蒼白球(腦區(qū))則是這二類神經(jīng)元的下游“成員”之一,但其本身是否調(diào)控覺醒和動機(jī)行為不明。
為搞清楚這一問題,研究人員運(yùn)用神經(jīng)科學(xué)前沿研究方法,發(fā)現(xiàn)腹側(cè)蒼白球(腦區(qū))中有一類抑制性γ—氨基丁酸能神經(jīng)元在覺醒期時(shí)活性升高,而在睡眠期時(shí)活性降低。此提示γ—氨基丁酸能神經(jīng)元可能調(diào)控覺醒,變性或抑制此類神經(jīng)元,可顯著降低覺醒并抑制動機(jī)行為;在進(jìn)一步研究中,課題組應(yīng)用特異性操控神經(jīng)元活性的化學(xué)遺傳學(xué)和光遺傳學(xué)等方法,證實(shí)腹側(cè)蒼白球腦區(qū)中的γ—氨基丁酸能神經(jīng)元調(diào)控覺醒、并增強(qiáng)動機(jī)行為的機(jī)制是通過中腦區(qū)的多巴胺能神經(jīng)元來完成的;人類伏隔核腦區(qū)在獎(jiǎng)賞、快樂、成癮、侵犯、恐懼以及安慰劑效果等活動中有重要作用,課題組首次系統(tǒng)揭示并證實(shí)伏隔核腦區(qū)—腹側(cè)蒼白球腦區(qū)—中腦腹側(cè)被蓋區(qū)的調(diào)控動機(jī)行為和覺醒這一神經(jīng)環(huán)路的存在,為臨床治療一些與行為相關(guān)的疾病提供了研究基礎(chǔ)。
據(jù)悉,該研究成果的重要性在于,首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)腹側(cè)蒼白球腦區(qū)中的γ—氨基丁酸能神經(jīng)元是覺醒和動機(jī)行為的重要整合中樞,可直接調(diào)控生理性覺醒。而以往傳統(tǒng)觀念認(rèn)為γ—氨基丁酸是抑制性遞質(zhì),常與促眠和麻醉機(jī)制相關(guān)。
據(jù)悉,伏隔核腦區(qū)與藥物成癮和戒斷密切相關(guān),成癮和戒斷均伴有睡眠障礙。故該研究結(jié)果或?yàn)榕R床治療睡眠障礙、藥物成癮等精神疾病治療提供新思路,干預(yù)這一腦區(qū)或可治病。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1038/s41380-020-00906-0