科学家们使用光遗传技术刺激特定的脑细胞，以增加动物模型中与记忆和情绪处理相关的神经干细胞和神经元的产生。
北卡罗莱纳大学5月16日消息
我们人类失去了思维的敏锐度，这是衰老的一个不幸的副作用。对于患有神经退行性疾病(如阿尔茨海默病和帕金森病)的人来说，认知功能的丧失往往伴随着焦虑等情绪障碍，这是一种痛苦的经历。抑制认知能力下降和焦虑的一种方法是刺激新神经元的生成。北卡罗来纳大学医学院(University of North Carolina School of Medicine)的科学家首次以小鼠体内的一种特定神经元为靶点，以增加神经干细胞的生成，并刺激新的成年神经元的生成，从而影响行为。
成年新生的神经元，负责记忆和情绪调节
《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)杂志报道，以这些细胞为靶点，调节了小鼠的记忆提取和焦虑样行为。本质上，北卡罗来纳大学的科学家们增强了下丘脑和海马体细胞之间的电活动，以产生新的神经元——这是一个重要的过程，称为神经发生（neurogenesis）。
研究于2022年5月6日发表在《Nature Neuroscience》（最新影响因子：24.884）杂志上
“以下丘脑神经元为靶点，增强成人海马神经发生，不仅有利于大脑功能，”资深作者、药理学副教授宋娟（音译）博士说，“而且还具有治疗与各种大脑疾病相关的认知和情感缺陷的潜力。”
我们一生中携带的大多数神经元都是在我们出生之前产生的，在幼年时期就形成组织了。但这种神经发生会持续到成年期并贯穿一生。事实上，认知能力下降和焦虑，甚至阿尔茨海默病等疾病的原因之一，就是神经发生的暂停。
宋博士是北卡罗来纳大学神经科学中心的一名成员，她一直在研究脑细胞之间的详细相互作用，这些相互作用使神经发生得以顺利进行。她知道成人海马体的神经发生在记忆和情绪处理中扮演着重要的角色，而神经回路活动(想想“电活动”）以一种不断变化的方式调节着这一过程。
没有人知道的是，这种神经回路的活动是否可以被操纵，以刺激神经发生，使其效果被视为一种行为的改变，比如更好的记忆或更少的焦虑。
为了观察调节神经活动的效果，宋博士实验室进行了由共同第一作者 Ya-Dong Li 博士和 Yan-Jia Luo 博士领导的实验，他们都是博士后。他们在一个叫做上乳头状核(SuM)的小的脑结构中使用了光遗传学（本质上是一种用光来触发神经元活动的方法）。SuM 位于大脑的下丘脑区域，它帮助管理从认知到运动和睡眠/觉醒的事情。
当宋博士的研究人员长期刺激 SuM 神经元时，他们发现在多个阶段都能促进神经发生。他们观察到神经干细胞产生的增加，以及具有增强特性的成年新生神经元的产生。这些新神经元的化学遗传学刺激然后改变了记忆和焦虑样行为。
“我们还表明，当小鼠在其环境中经历新事物时，SuM 神经元的反应非常灵敏，”宋博士说，“事实上，在一个新的环境中，小鼠需要这些细胞来进行神经发生。”
受损的成人海马神经发生与许多病理状态相关，如衰老、神经退行性疾病和精神障碍，“因此，”宋博士补充说，“以下丘脑神经元为靶点，增强成人海马神经发生不仅有利于大脑功能，而且还具有治疗与各种大脑疾病相关的认知和情感缺陷的潜力。”
创立于1789年的北卡罗莱纳大学
参考文献
Source：University of North Carolina Health Care
Stimulating brain circuits promotes neuron growth in adulthood, improving cognition and mood
Reference：
Li, YD., Luo, YJ., Chen, ZK. et al. Hypothalamic modulation of adult hippocampal neurogenesis in mice confers activity-dependent regulation of memory and anxiety-like behavior. Nat Neurosci 25, 630–645 (2022). https://doi.org/10.1038/s41593-022-01065-x
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