
西班牙埃尔切米格尔·埃尔南德斯大学与西班牙国家研究委员会(CSIC)联合神经科学研究所(IN)突触生理学实验室的胡安·莱尔马(Juan Lerma)及其团队领导的一项开创性研究,其成果已在《iScience》期刊上发表。这项研究揭示了大脑中一个微小回路的修复如何能够逆转焦虑行为。
该研究聚焦于杏仁核,这一大脑区域在调节恐惧和焦虑等情绪中发挥关键作用。研究人员发现,杏仁核内特定的一组神经元对情绪和社会行为具有强大影响。莱尔马解释道:“我们已知杏仁核与焦虑和恐惧有关,但现在我们识别出了一群特定的神经元,其失衡的活动足以引发病理行为。”
为深入探究,研究团队使用了基因工程小鼠模型,这些小鼠体内Grik4基因的表达水平异常升高。这种基因改变导致GluK4谷氨酸受体数量增加,使得某些神经元比正常情况下更易兴奋。该小鼠模型由同一实验室于2015年首次开发,表现出类似焦虑和社交退缩的行为,这些特征常与自闭症和精神分裂症等疾病相关。
随后,科学家们将目标锁定在杏仁核的基底外侧杏仁核(basolateral amygdala, BLA)区域的神经元。通过使该区域的Grik4基因活性恢复正常,他们成功重建了BLA与中央内侧杏仁核(centrolateral amygdala, CeL)中被称为“规律放电神经元”的抑制性神经元之间的通讯。研究结果令人瞩目。该研究的第一作者阿尔瓦罗·加西亚(Álvaro García)表示:“这种简单的调整足以逆转与焦虑相关的社交缺陷行为,这非常了不起。”
为了量化这种影响,研究团队将电生理记录与评估啮齿类动物焦虑、抑郁和社交互动常用的行为测试相结合。这些测试包括评估小鼠探索开放空间的意愿以及对陌生小鼠的兴趣。通过基因工程技术和修饰病毒,研究人员选择性地纠正了基底外侧杏仁核的神经元失衡,随后观察到小鼠大脑活动和行为均有所改善。
研究人员还希望了解这种机制是否在更广泛的焦虑症中发挥作用。为此,他们将相同的干预措施应用于自然表现出高焦虑水平的野生型小鼠。结果显示,该治疗同样减轻了这些小鼠的焦虑。莱尔马补充道:“这验证了我们的发现,并使我们相信所识别的机制并非特定于某个遗传模型,而是可能代表了大脑中情绪调节的普遍原理。”这一结果表明,研究中发现的神经通路可能是一个更普遍的情绪调节系统的一部分。
尽管如此,干预后并非所有症状都得到改善。小鼠在物体识别记忆方面仍表现出缺陷,这表明其他大脑区域可能也对这些疾病的某些方面有所贡献。研究人员指出,海马体等区域可能是未受治疗影响的潜在贡献者。即便如此,这些发现仍为未来的治疗提供了有希望的方向。研究人员总结道:“靶向这些特定的神经回路,有望成为治疗情感障碍的一种有效且更具局部性的策略。”