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刺激腦回路促進成年期神經元生長,改善認知和情緒

我們人類失去了精神敏銳度,這是衰老的不幸副作用。對於阿爾茨海默氏症和帕金森氏症等神經退行性疾病患者來說,認知功能的喪失通常伴隨著焦慮等情緒障礙是一種痛苦的經歷。抵制認知衰退和焦慮的一種方法是刺激新神經元的產生。北卡羅來納大學醫學院的科學家首次瞄準小鼠中的特定神經元,以增加神經幹細胞的產生,並刺激產生新的成年神經元來影響行為。

正如《

自然神經科學

》雜誌所報道的那樣,針對這些細胞可以調節記憶檢索,並改變小鼠的焦慮行為。從本質上講,UNC科學家促進了下丘腦和海馬體細胞之間的電活動,以建立新的神經元——這是一個被稱為神經發生的重要過程。

高階作家、藥理學副教授Juan Song博士說,瞄準下丘腦神經元來增強成人海馬神經發生不僅有利於大腦功能,而且具有治療與各種腦部疾病相關的認知和情感缺陷的潛力。

我們一生攜帶的大多數神經元都是在我們出生前創造的,並在童年早期組織起來。但這種神經發生一直持續到成年和一生。事實上,認知能力下降和焦慮,甚至阿爾茨海默氏症等疾病的原因之一是神經發生暫停。

宋是UNC神經科學中心的成員,他一直在研究腦細胞之間的詳細相互作用,這些相互作用使神經發生繼續下去。她知道,成人海馬神經發生在記憶和情緒處理中起著關鍵作用,神經迴路活動——認為“電活動”——以不斷變化的方式調節這一過程。

沒有人知道的是,這種神經迴路活動是否可以被操縱來刺激神經發生,以至於這種影響將被視為一種行為的改變,例如更好的記憶力或更少的焦慮。

為了瞭解調節神經活動的效果,宋實驗室進行了由聯合第一作者李雅東博士和博士葉嘉博士領導的實驗。他們在稱為超單核(SuM)的小腦結構中使用光遺傳學——本質上是一種使用光來觸發神經元活動的方法。SuM位於大腦下丘腦區域內;它有助於管理從認知到運動和睡眠/清醒的事情。

當宋的研究人員長期刺激SuM神經元時,他們發現神經發生在多個階段都有強大的促進作用。他們觀察到神經幹細胞的產生增加,並創造了具有增強特性的新的成人出生神經元。然後,對這些新神經元的光基因刺激改變了記憶和焦慮行為。

Song說,我們還表明,當小鼠在環境中遇到新事物時,SuM神經元反應非常靈敏。事實上,在新的環境中,小鼠

需要

這些細胞進行神經發生。

受損的成人海馬神經發生與許多病理狀態相關,如衰老、神經退行性疾病和精神障礙。Song補充說,“因此,瞄準下丘腦神經元來增強成人海馬神經發生不僅有利於大腦功能,而且具有治療與各種腦部疾病相關的認知和情感缺陷的潛力。”

其他作者包括UNC教堂山的Ze-Ka Chen、Luis Quintanilla和Libo Zhang;日本筑波大學的Yoan Cherasse和Michael Lazarus;以及中國復旦大學的Zhi-Li Huang。

這項研究由美國國立衛生研究院、阿爾茨海默氏症協會和大腦和行為研究基金會的NARSAD青年研究員獎資助。

刺激腦回路促進成年期神經元生長,改善認知和情緒

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