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发现脑区调控动机行为和觉醒机制 或为临床治疗

  中新网上海新闻10月27日电(徐明睿 孙国根 王毅群) 复旦大学基础医学院药理学系、脑科学研究院黄志力教授和曲卫敏教授课题组,携博士研究生李亚东和罗艳佳,经4年多研究有了重要发现:对人类运动、情感、认知、药物成瘾及奖赏等起重要作用的腹侧苍白球(脑区)中有一种抑制性γ-氨基丁酸能神经元可调控觉醒,变性(改变正常神经元的功能)或抑制此类神经元能显著降低觉醒等活动。该研究可为临床治疗睡眠障碍、药物成瘾等精神疾病提供新思路。近日,最新一期国际学术期刊《分子精神病学》(Molecular Psychiatry)已在线发表了该成果。

  黄志力介绍,人类的生存活动离不开动机、运动、奖赏和学习等行为,而这些行为高度依赖于觉醒状态的维持。黄志力课题组经研究发现,存在于伏隔核脑区中的多巴胺的两种不同受体阳性神经元分别可调控觉醒和睡眠,而腹侧苍白球(脑区)则是这二类神经元的下游“成员”之一,但其本身是否调控觉醒和动机行为不明。

  为搞清楚这一问题,研究人员运用神经科学前沿研究方法,发现腹侧苍白球(脑区)中有一类抑制性γ-氨基丁酸能神经元在觉醒期时活性升高,而在睡眠期时活性降低。此提示γ-氨基丁酸(一种氨基酸,它是目前所发现的最主要的神经信息传导物质,可改善睡眠、燃烧脂肪、促进脑部组织中氧和葡萄糖的代谢、促进机体分泌生长激素等)能神经元可能调控觉醒,变性或抑制此类神经元,可显著降低觉醒并抑制动机行为;在进一步研究中,课题组应用特异性操控神经元活性的化学遗传学和光遗传学等方法,证实腹侧苍白球脑区中的γ-氨基丁酸能神经元调控觉醒、并增强动机行为的机制是通过中脑区的多巴胺能神经元来完成的;人类伏隔核脑区在奖赏、 快乐、成瘾、侵犯、恐惧以及安慰剂效果等活动中有重要作用,课题组首次系统揭示并证实伏隔核脑区-腹侧苍白球脑区-中脑腹侧被盖区的调控动机行为和觉醒这一神经环路的存在,为临床治疗一些与行为相关的疾病提供了研究基础。

  据悉,该研究成果的重要性在于,首次发现并证实腹侧苍白球脑区中的γ-氨基丁酸能神经元是觉醒和动机行为的重要整合中枢,可直接调控生理性觉醒。而以往传统观念认为γ-氨基丁酸是抑制性递质,常与促眠和麻醉机制相关,而本研究则首次发现:释放γ-氨基丁酸神经递质的腹侧苍白球脑区的神经元可直接调控觉醒,并增强动机。伏隔核脑区与药物成瘾和戒断密切相关,成瘾和戒断均伴有睡眠障碍。故该研究结果或为临床治疗睡眠障碍、药物成瘾等精神疾病治疗提供新思路,干预这一脑区或可治病。

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