调控大脑节律可以对抗抑郁症

纽约大学朗贡医疗中心

在纽约大学格罗斯曼医学院和匈牙利塞格德大学研究人员的领导下，一项针对小鼠和大鼠的新研究发现，恢复大脑中处理气味区域的某些信号可以对抗抑郁症。

研究结果发表在5月9日在线出版的《神经元》（Neuron）杂志上，研究围绕神经细胞（神经元）展开。近年来，研究人员发现，大脑区域之间的有效交流需要神经元群在重复的共同沉默期（振荡）中同步其活动模式，然后再共同活动。

其中一种节奏被称为 "伽马"，在一秒钟内重复约 30 次或更多，是复杂信息（可能包括情绪）编码的重要计时模式。

尽管人们对抑郁症的成因仍知之甚少，但根据过去的研究，伽马振荡的变化反映了抑郁症在管理嗅觉的大脑区域的电生理标记，而嗅觉也与情绪有关。这些区域包括邻近鼻腔的嗅球，它被认为是整个大脑伽马振荡的来源和 "导体"。

为了验证这一理论，这项研究的作者利用基因和细胞信号技术关闭了嗅球的功能，观察到研究啮齿动物中类似抑郁的行为有所增加，然后利用一种能以自然速度增强大脑伽马信号的装置逆转了这些行为。

"我们的实验揭示了伽马活动不足与抑郁症小鼠和大鼠模型中行为能力下降之间的机理联系，嗅觉系统和相连边缘系统的信号变化与抑郁症患者的信号变化相似，"该研究的通讯作者、纽约大学朗贡卫生院神经科学与生理学系兼职助理教授、医学博士安塔尔-贝雷尼（Antal Berényi）说。

"这项研究表明，在现有药物治疗无效的情况下，伽马增强疗法是对抗抑郁和焦虑的一种潜在方法。

研究人员说，重度抑郁症是一种常见的严重精神疾病，通常对药物治疗产生抗药性。自大流行病开始以来，这种疾病的发病率急剧上升，估计新增病例超过 5300 万。

伽马波与情绪有关

从嗅球到边缘系统的其他脑区（如梨状皮层和海马体）的伽马信号的时间和强度可能因感染、创伤或药物而发生致病性变化，这种变化可能会改变情绪。然而，研究小组并不确定原因何在。有一种理论认为，抑郁不是在嗅球内部产生的，而是通过改变其向其他大脑目标发出的伽马模式而产生的。

切除嗅球是研究重度抑郁症的一种较早的动物模型，但这一过程会造成结构性损伤，可能会影响研究人员对疾病机理的认识。因此，目前的研究小组设计了一种可逆的方法来避免损害，首先是将一条经过设计的DNA链封装在无害的病毒中，然后将其注入啮齿动物嗅球的神经元中，使细胞在其表面建立某些蛋白质受体。

这样，研究人员就可以给啮齿动物注射药物，药物会扩散到整个系统，但只会关闭嗅球中被设计成具有药物敏感受体的神经元。这样，研究人员就可以有选择性地、可逆地关闭脑球伙伴脑区之间的通信。这些测试表明，长期抑制嗅球信号（包括伽马）不仅会在干预期间诱发抑郁行为，而且会在干预后持续数天。

为了显示嗅球伽马振荡消失的影响，研究小组使用了几种标准的啮齿动物抑郁测试，包括作为抑郁症主要症状之一的焦虑测量。该领域认识到，人类精神疾病的动物模型将是有限的，因此使用一系列测试来测量抑郁行为，这些测试长期以来已被证明是有用的。

具体来说，这些测试考察了动物在开放空间中停留的时间（衡量焦虑程度）、被水淹没时是否提前停止游泳（衡量绝望程度）、是否停止喝糖水（对事物的乐趣减少）以及是否拒绝进入迷宫（回避压力环境）。

接下来，研究人员使用了一种定制设备，该设备能记录嗅球的自然伽马振荡，并将这些步调信号作为闭环电刺激送回啮齿动物的大脑。该装置可以抑制健康动物的伽马振荡，也可以放大伽马振荡。抑制嗅叶中的伽马振荡会诱发类似人类抑郁症的行为。

此外，将放大的嗅球信号送回抑郁大鼠的大脑，可恢复边缘系统的正常伽马功能，并将抑郁行为减少 40%（几乎恢复正常）。

"该研究的资深作者、纽约大学朗贡卫生院神经科学与生理学系比格斯教授、神经科学研究所教员、医学博士捷尔吉-布扎基（György Buzsáki）说："目前还没有人知道伽马波的发射模式是如何转化为情绪的。"今后，我们将致力于更好地了解灯泡中的这种联系，以及随着行为的改变，灯泡所连接的区域中的这种联系"。

(责任编辑：泉水)

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