Science:青春期学习能力下降的神经机制——GABAA受体亚基的关键作用
时间:2010-03-19 00:00 来源:生物通 作者:小茜 点击:次
纽约州立大学Downstate医学中心的科学家近期研究发现,青春期学习能力的降低与大脑中特定的GABAA受体亚基有关。相关成果以题为“A Critical Role for Alpha4-Beta-Delta GABAA Receptors in Shaping Learning Deficits at Puberty in Mice”的论文发表在《科学》(Science)杂志上。 调查显示,26%的中小学生在进入青春期后学习成绩出现下降。青春期似乎是每个学生的一道坎,究竟是学习兴趣减退、情绪波动,还是存在真实的生理变化导致学习能力下降?纽约州立大学的科学家给出了答案:当青春期来临时,学习能力确实会下降。这一现象已有充分的行为学证据,但此前其细胞和分子机制尚不明确。现在,研究人员在小鼠中找到了青春期动物体内减缓学习过程的细胞学和分子学基础。 Hui Shen及其同事结合高倍显微镜、药理学、生理学及行为测试等手段,发现了一类特殊的受体复合物——含有α4、β和δ亚基的GABAA受体(α4βδ GABAA受体)。这些受体在青春期时出现在海马体(大脑中负责学习和记忆的关键区域)的突触周围,干扰了神经元之间的信号传递,从而降低学习能力。 具体而言,这些GABAA受体在青春期小鼠的海马体中表达增加,它们位于突触外,介导持续的抑制性电流(tonic inhibition)。这种抑制性电流的增强削弱了海马体神经元的兴奋性,进而损害了空间学习能力。在实验室的行为测试中,青春期小鼠表现出明显的空间学习缺陷。 有趣的是,研究人员发现一种应激类固醇——四氢孕酮(THP,即allopregnanolone),它通常在老年人中损害学习能力,但在青春期小鼠中却能逆转学习缺陷。THP通过调节GABAA受体的功能,降低了突触外的抑制性电流,从而恢复了海马体的可塑性。这一发现提示,THP或类似化合物可能被用于改善青春期相关的学习障碍。 这项研究首次揭示了青春期学习能力下降的分子机制,为理解青少年认知发育提供了新视角。未来,针对α4βδ GABAA受体的药物可能帮助那些在青春期遭遇学习困难的学生。当然,青春期恋爱或情绪波动对学习的影响则不能归咎于受体了。 (生物通 小茜) (责任编辑:glia) |