科學家揭秘大腦迴路對機體健康的重要性!

本文中，小編整理了多篇重要研究成果，共同解讀大腦迴路對機體健康的重要性！與大家一起學習！

圖片來源：Caltech

【1】J Neurosci：關鍵神經迴路調控酗酒反應

doi：10.1523/JNEUROSCI.1466-19.2019

如今科學家們已經知道，大腦的杏仁核中心區（CeA）在與飲酒有關的行為中起著重要作用。然而，目前我們仍不清楚介導這些行為的確切腦細胞類型。近日，一項刊登在國際雜誌Journal of Neuroscience上的研究報告中，來自北卡萊羅那大學醫學院的科學家通過研究發現CeA中的特定神經元會導致類似酗酒行為的發生，文章中，研究者揭示了一種特定的神經迴路，該迴路在改變時會導致動物飲酒行為的減少。

研究者表示，事實上，這些神經元會促進類似獎勵的行為，極低的飲酒量會激活這些細胞，而這些神經元的活化會導致動物在沒有廣泛飲酒經驗的情況下飲酒；研究者希望通過了解該神經迴路的功能，我們可以更好地預測從輕度飲酒過渡到酗酒以及酗酒障礙的人們大腦中發生了什麼。

【2】Science：首次發現一種皮質-腦幹迴路控制和預測強迫性飲酒行為的產生

doi：10.1126/science.aay1186

雖然酒精的使用在現代社會是普遍存在的，但只有一部分人會出現酒精使用障礙（alcohol use disorder），即酒精成癮。然而，科學家們還不明白為何有些人容易出現飲酒問題，而另一些人卻沒有。如今，在一項新的研究中，來自美國沙克生物學研究所和麻省理工學院等研究機構的研究人員發現了一種控制小鼠飲酒行為的皮質-腦幹迴路（cortical-brainstem circuit），並且它可以作為一種生物標誌物用於預測小鼠日後產生的強迫性飲酒行為。在未來，這些發現可能會對理解人類的酗酒和酒精成癮產生潛在影響，相關研究結果發表在Science期刊上。

研究者表示，我們希望這將是一項具有裡程碑意義的研究，這是因為我們（首次）發現了一種可以提前數周準確預測哪些小鼠會出現強迫性飲酒行為的大腦迴路。這項研究填補了迴路分析與酒精成癮研究之間的空白，並首次揭示了強迫性飲酒的表現是如何隨時間的推移在大腦中產生的。

【3】eNeuro：睡眠時幫助記憶產生的腦迴路

doi：10.1523/ENEURO.0365-19.2019

最近，來自阿爾伯塔大學的神經科學家們發現了一種新的機制，可以幫助人們在深度睡眠時建立記憶。這項研究圍繞「連合核」的作用展開，該區域連接著負責產生記憶的其他兩個大腦結構-「前額葉皮層和海馬體」-並可能在慢波睡眠中協調它們的活動。

研究者表示，睡眠中的慢波有益於我們個人經歷相關記憶的產生，這很可能是由於額葉前額葉皮層和海馬體內的協調活動所致。我們發現連合核負責協調這兩個結構之間的同步慢波。這意味著該結構可能對依賴於睡眠的事件整合起著至關重要的作用。

【4】Nat Neurosci：揭示大腦迴路在改善學習和記憶上扮演的關鍵角色

doi：10.1038/s41593-019-0496-y

近日，一項刊登在國際雜誌Nature Neuroscience上的研究報告中，來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究在大腦海馬體形成過程中鑑別出了一種新型的神經迴路，其在目標定位學習和記憶中扮演著非常關鍵的角色。

對物體位置記憶的喪失是阿爾茲海默病患者的主要障礙之一，阿爾茲海默病是一種老年人最常見的痴呆症，這些在海馬體迴路機制中的新發現或能為研究人員提供一種新的靶點，幫助開發有效減緩或中和阿爾茲海默病相關記憶損傷的新型策略或療法。研究者Xiangmin Xu說道，我們的研究是通過新的基於病毒遺傳圖譜的方法來檢測不同結構之間的連接性，這些新型繪圖工具能夠幫助我們鑑別出海馬體和大腦皮層內部和之間的新型迴路。

【5】Neuron：科學家們發現了一種在視覺上引發天生的防禦反應的新的神經迴路

doi：10.1101/493007

恐懼過度泛化是一種限制區分安全與威脅能力的狀況，是創傷後應激障礙(PTSD)、廣泛性焦慮障礙(GAD)和恐慌障礙等焦慮相關症候群的重要病理特徵。然而，與傳統的條件恐懼不同的是，處理先天恐懼的機制在很大程度上是未知的。

中國科學院深圳先進技術研究院(SIAT)的王立平教授和他的同事揭示了VTA(腹側被蓋區)GABAergic神經迴路在視覺上介導先天防禦反應。在本研究中，研究小組首次發現了一個與VTAGABA+神經元相關的神經迴路，它在視覺上介導了涉及上丘(SC) Glut+ - VTAGABA+- CeA(杏仁核中央核)通路的先天防禦反應。神經科學家已經證實VTA在習得的食慾和厭惡行為中起著重要作用。有趣的是，研究人員發現VTA中的GABA神經元是通過光纖光度計被視覺威脅激活的。通過病毒追蹤以及體內和體外的電生理記錄，他們發現VTAGABA+神經元接受來自SC的直接興奮輸入。

圖片來源：UNIGE

【6】Nature：重大突破！鑑定出導致毒品成癮的大腦迴路，治療毒品成癮有戲！

doi：10.1038/s41586-018-0789-4

強迫性吸毒者的大腦會發生什麼？癮君子和以受控方式吸食毒品的人之間的大腦功能有何不同？為了解決這個難題，來自瑞士日內瓦大學（UNIGE）的研究人員一直在齧齒動物成癮模型中研究這種差異。在一項新的研究中，他們發現將大腦中的決策區域與獎勵系統連接在一起的大腦迴路在強迫性吸毒小鼠中更加活躍。他們還發現，這種大腦迴路的活動減少允許強迫性吸毒小鼠重新獲得控制，相反，通過刺激這種大腦迴路，起初保持控制的小鼠對毒品上癮，相關研究結果發表在Nature期刊上。

成癮是一種分階段發展的疾病。它開始於最初接觸一種毒品，然後是一個毒品攝入量仍然加以控制的階段。然而，儘管這樣會產生重大的負面影響，包括不斷增加的債務、社會隔離或監禁，但是一些人將開始強迫性吸食毒品。臨床估計表明在每五個人當中，僅有一人會從毒品攝入量可以控制轉移到強迫性吸食毒品。

【7】Nature：發現大腦中存在著天然的噪聲消除迴路

doi：10.1038/s41586-018-0520-5

在一項新的研究中，來自美國杜克大學醫學院的研究人員通過開展一系列艱難的實驗，發現為了確保小鼠聽到貓接近的聲音而不是聽到自己的腳步聲，小鼠大腦擁有一種內置的噪聲消除迴路。這是從大腦的運動皮層到聽覺皮層的直接連接，從本質上說，「我們如今正在跑步，但不會注意到我們自己的腳步聲。」相關研究結果發表在Nature期刊上。

研究者表示，這種噪聲消除過程的特殊之處在於大腦學會關閉對可預測的自發聲音作出的反應。你能夠觀察到這些反應的消失與時間和經驗存在著函數關係。

【8】JCB：大腦迴路研究新進突破

doi：10.1083/jcb.201802057

最近，來自Marshall大學的研究者們發現了大腦中多種不同類型的細胞是如何形成成熟的腦迴路的內在機制。大腦是高度複雜的器官，它使我們思考，記憶，運動以及完成簡單或複雜指令的基礎。這些過程需要腦迴路功能的正常，即大腦神經元之間連接的正常。而神經元彼此之間連接的部位被稱為「突觸」。

來自生物醫學系的助理教授Risher等人對大腦皮層的神經元突觸進行了細緻分析，該部位主要負責感知信息的處理以及行動的控制。在這項研究中，小鼠缺失了α2δ-1受體，而該受體對於神經元響應來自星形膠質細胞的信號具有重要的作用，當該受體缺失的情況下，皮質神經元的突觸數量大幅降低，表明大腦的迴路受到了明顯的損傷。

【9】Cell Reports：科學家發現尼古丁影響大腦中獎賞迴路的新機制

doi：10.1016/j.celrep.2018.04.062

最近，美國西北大學的科學家發現了尼古丁控制大腦獎賞通路的新機制，這將為未來的抗成癮療法提供指導。相關研究成果發表在Cell Reports期刊上。研究者表示，鑑定出尼古丁改變大腦迴路的詳細機制是當前一個非常重要的事情；我們都理解香菸和其它菸草產品的負面影響，然而電子菸在青少年中的使用在不斷增加，這在某種程度上也產生了問題，因為尼古丁暴露可能會為日後的藥物濫用打開大門。

眾所周知，尼古丁通過在一個叫腹側背蓋區（VTA）的腦區裡與特定細胞類型的受體——多巴胺和GABA神經元相互作用而發揮出其主要的增強效應。 過往研究表明，VTA穀氨酸神經元可能在獎勵和強化行為中扮演重要角色。然而這些神經元是否會對尼古丁作出反應，或者是否與尼古丁依賴有關仍然是未知的。

【10】Nature：鑑定出大腦中調節口渴的神經迴路

doi：10.1038/nature25488

小鼠大腦中有三個處理口渴的區域：穹窿下器官（subfornical organ， SFO）、下丘腦終板血管區（organum vasculosum laminae terminalis， OVLT）和正中視前核（median preoptic nucleus， MnPO）。這些區域一起在前腦（靠近大腦的前部）中形成一種被稱作終板（lamina terminalis， LT）的片狀結構。大腦的大部分區域都受到幾乎不可滲透的血腦屏障的保護，其中血腦屏障是一層緊密堆積的細胞，將血液與大腦分隔開。但是在大腦的SFO和OVLT中，情況並非如此---它們直接與小鼠的血液交界，從而允許這兩個區域測量血液中的鈉離子含量或者說鹽度，其中鹽度表徵水化狀態。因此，LT是參與口渴調節的主要結構。

在一項新的研究中，研究人員通過研究發現MnPO是口渴調節中心。它接收來自SFO的興奮性輸入信號，但是反之則不會。該團隊還發現當通過遺傳手段讓MnPO中的興奮性神經元遭受沉默時，刺激SFO或OVLT並不會誘導飲水行為。這項研究揭示出LT中的一種分層組裝的口渴通路：MnPO將來自SFO和OVLT的口渴信號整合在一起，並將它們傳遞到下遊的大腦區域，從而誘導飲水行為，相關研究結果發表在Nature期刊上。（生物谷Bioon.com）

生物谷更多精彩盤點！敬請期待！