Nature發(fā)表光遺傳學(xué)重要成果:讓惡霸變良民
日期:2016-07-04 08:44:12
在動物王國和人類社會中,總有一些喜歡欺負(fù)別人的家伙。Nature雜志六月三十日發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示,這些家伙的大腦的確與眾不同,霸凌行為會讓它們很開心。
此前有研究者認(rèn)為,“惡霸”們的大腦獎賞系統(tǒng)可能會被攻擊性行為激活,而基底前腦是與攻擊性行為有關(guān)的重要獎賞區(qū)域。“我們的研究首次證實(shí),霸凌行為激活了大腦獎賞回路,讓一些個體對此感到愉悅,”西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的副教授Scott Russo說。“操縱這個回路能夠改變神經(jīng)元的活性和個體的攻擊性行為。”
為了研究攻擊性行為的個體差異,研究人員每天讓成年雄性小鼠與地位較低的年輕小鼠相處三分鐘。他們發(fā)現(xiàn)70%的小鼠會表現(xiàn)出攻擊性行為(AGG),30%的小鼠完全沒有攻擊性(NON)。
GABA是大腦中主要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì),在多種生物中調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)的功能和行為。GABA投射神經(jīng)元能抑制其它大腦區(qū)域的神經(jīng)元。研究人員發(fā)現(xiàn),霸凌其他小鼠會使AGG小鼠基底前腦GABA投射神經(jīng)元活性增強(qiáng),由此減少外側(cè)韁核的神經(jīng)活性,而外側(cè)韁核介導(dǎo)小鼠對攻擊性刺激的反感。在有機(jī)會霸凌其他小鼠的時候,NON小鼠基底前腦的神經(jīng)活性減弱,外側(cè)韁核的神經(jīng)活性增強(qiáng),導(dǎo)致它們反感攻擊性刺激。
隨后,研究人員用光遺傳學(xué)工具直接控制基底前腦和外側(cè)韁核之間的GABA活性。研究表明,刺激或抑制這個神經(jīng)投射是改變小鼠攻擊性傾向的充分必要條件。操縱基底前腦和外側(cè)韁核之間的GABA活性,能使攻擊性小鼠變得溫和起來,不再欺負(fù)地位較低的小鼠。
研究人員總結(jié)道,小鼠是否喜歡欺負(fù)弱小取決于基底前腦和外側(cè)韁核之間的大腦回路。攻擊性行為與不少精神疾病有關(guān),這項(xiàng)研究可以幫助人們開發(fā)新藥治療一些精神疾病。
光遺傳學(xué)是神經(jīng)學(xué)領(lǐng)域的革命性技術(shù),誕生至今已經(jīng)有十年了。該技術(shù)是將光敏通道蛋白添加到想要研究的神經(jīng)元中,通過光照選擇性開啟這些通道,激活或者沉默目標(biāo)神經(jīng)元。光遺傳學(xué)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精確的時間和空間控制,是深入理解神經(jīng)系統(tǒng)的有力工具,有助于探索神經(jīng)元功能、神經(jīng)元興奮性、突觸傳遞等問題。
對于人類來說,進(jìn)食已經(jīng)不僅是生存需要更是一種享受,甚至是一種“癮”。現(xiàn)在強(qiáng)迫性進(jìn)食和糖癮已經(jīng)成為了人類健康的重要威脅,但對此進(jìn)行干涉又可能會影響正常的進(jìn)食行為。2015年1月Cell雜志上發(fā)表的兩項(xiàng)研究,通過光遺傳學(xué)技術(shù)將正常的進(jìn)食行為與尋求獎賞的進(jìn)食分開,鑒定了強(qiáng)制性進(jìn)食的神經(jīng)基礎(chǔ),為治療這種疾病提供了新的靶標(biāo)。
隨著光遺傳學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,人們開始認(rèn)識到這一技術(shù)中的種種局限,而這又進(jìn)一步刺激了光遺傳學(xué)的發(fā)展。Nature Methods以“Optogenetics: the age of light”為題,回顧了光遺傳學(xué)近期取得的新成果,探討了這一技術(shù)中存在的一些問題。文章指出,要完全發(fā)揮光遺傳學(xué)的潛力,人們還需要更好的探針和光遞送策略,對結(jié)果進(jìn)行更謹(jǐn)慎的解讀。
Nature雜志去年年底的一項(xiàng)研究指出,在錯綜復(fù)雜的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,牽動一根線就會拆開好幾個回路??梢哉f是牽一發(fā)而動全身。通過光遺傳學(xué)技術(shù)或藥物操縱大腦的神經(jīng)回路,會出現(xiàn)誤導(dǎo)性的現(xiàn)象,使人們得出沒有根據(jù)的結(jié)論。