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内侧杏仁核中信息素处理环路的皮层样功能组织

2007-11-22 08:56 卞希玲, 罗敏敏 北京生命科学研究所 阅读 0
核心摘要: 北京生命科学研究所罗敏敏实验室在《神经生理学杂志》发表研究,揭示了内侧杏仁核处理信息素的基本神经环路。他们利用神经示踪、遗传标记和电生理等方法,证明内侧杏仁核通过皮层样环路而非纹状体环路处理信息素信号,其投射神经元具有独特的H电流和T电流,树突延伸至外层接受感觉输入。该发现为理解信息素调节社会行为的神经机制提供了关键数据。

2007年10月31日,北京生命科学研究所罗敏敏实验室在《神经生理学杂志》(Journal of Neurophysiology)上发表了题为“内侧杏仁核中信息素处理环路的皮层样功能组织”(Cortical-Like Functional Organization of the Pheromone-Processing Circuits in the Medial Amygdala)的文章。该研究揭示了内侧杏仁核处理信息素信号的基本神经环路,为理解社会行为和生殖行为的神经调控机制提供了关键数据。

信息素(pheromone)是动物体内分泌的化学信号物质,能够调节同种个体间的社会行为和生殖行为。在处理信息素的神经通路中,内侧杏仁核位于核心位置,接受来自犁鼻器和副嗅球的投射,并向下丘脑等区域发送输出信号,影响行为决策。然而,此前内侧杏仁核处理信息的细胞机制尚不清楚。有学者曾提出,内侧杏仁核可能采用类似纹状体的神经环路——纹状体主要提供抑制性投射,其投射神经元呈星形,具有延迟放电等特殊生理特性。

罗敏敏实验室的博士生卞希玲利用多种实验手段,系统检验了内侧杏仁核是否具备纹状体细胞的特征。研究团队采用神经示踪技术、遗传标记GABA能神经元的方法以及对谷氨酸能突触进行免疫组化分析,结果发现:内侧杏仁核对下丘脑腹内侧核主要提供兴奋性输出,而非抑制性输出。全细胞膜片钳记录显示,投射至腹内侧核的神经元在细胞形态和内在电生理特性方面形成均一的群体,几乎所有神经元都表现出H电流和T电流。此外,这些神经元的树突延伸至内侧杏仁核的外层,接受来自上一级感觉皮层的直接兴奋性输入,同时也接受局部GABA能神经元的抑制性输入。这些结果表明:内侧杏仁核通过独特的皮层样神经环路,而不是纹状体环路来处理信息素信息

此项工作首次阐明了内侧杏仁核处理信息素的细胞机制,指出其更类似于皮层的功能组织方式。后续研究进一步证实,内侧杏仁核的不同亚区参与处理不同类型的社会线索,且其投射模式与行为输出高度相关,这一发现对理解自闭症、焦虑症等与社会行为相关的精神疾病具有潜在启示意义。

博士生卞希玲为本文第一作者,论文其他作者包括日本群马大学的Yuchio Yanagawa和耶鲁大学的陈伟博士,罗敏敏博士为本文通讯作者。该研究获得了中国科技部、北京市政府、中国自然科学基金以及人类前沿科学计划的资助,在北京生命科学研究所完成。

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