Science：奇妙的神经元补偿机制

　　

生物通报道：科学家们知道，大脑奖赏回路(reward circuit)中的神经元电活性失衡，会使小鼠更容易出现抑郁症行为。为了解决这一问题，他们尝试了多种干预方式，不过现在出现一个新的转机。

西奈山Icahn医学院的研究团队没有像通常那样抑制异常神经元的活性，反而进一步增强它们的活性。这一措施最终触发了一个天然的补偿性应答。这种应答能够恢复神经元的电学平衡，使易感动物不再因为面对社交压力而表现出孤僻、焦虑和倦怠。

“令我们感到惊讶的是，奖赏回路的神经元拥有自我调节的天然能力，能够恢复体内的平衡，”领导这项研究的Ming-Hu Han博士说。这项研究于四月十八日发表在Science杂志上。

“就在我们揭开抑郁症行为的根源时，这种疾病的治疗引来了新的转机。未来的抗抑郁药物可以利用神经元的这种弹性机制起作用。”NIMH的主管Thomas R. Insel说，NIMH资助了这项研究。

此前，研究人员曾利用光遗传学技术，操纵奖赏回路的神经元活性，进而调节小鼠面对社交压力时的恢复能力。但他们并不清楚这种恢复机制如何在细胞水平上起作用。（延伸阅读：Science：走向临床的光遗传学）

为此，他们将小鼠暴露在社交压力之下，并对奖赏回路神经元中的电学事件进行了研究。研究显示，一些易感小鼠在社交压力下更容易出现抑郁症行为。而另一些小鼠恢复力较好，体内的巴胺活性未出现异常，也不表现出抑郁症行为。

研究显示，在容易出现抑郁症行为的小鼠中，奖赏回路VTA区域那些分泌多巴胺的神经元变得异常活跃。而这种过度活跃由一个兴奋性电流触发。令人吃惊的是，在恢复力较强的小鼠中，这种兴奋性电流更强。只不过小鼠体内，还同时出现了抑制性钾离子通道电流的增加。

研究人员在此基础上推测，恢复力较强的小鼠可能通过一个自我稳定的机制触发抑制性电流。那么，也许只需要提高一下易感性小鼠的兴奋性电流，就可以激活补偿性机制。

为了测试这一理论，Han的研究团队用增强兴奋性电流的药物，在五天内反复刺激易感小鼠的VTA。结果这些小鼠出现了行为大逆转，它们社交更多也恢复了对甜食的偏爱，这些现象很类似抗抑郁药物的效果。

在细胞水平上，上述行为逆转伴随着兴奋性和抑制性电流的显著增加，而神经元的活动恢复正常。研究中用来处理小鼠的药物是lamotrigine，这种药物在临床上被用于治疗双相情感障碍。

随后，研究人员又通过光遗传学的慢性刺激达到了类似的效果。不过他们强调，这种自我稳定机制似乎只在奖赏回路中起作用。

研究总结道，如果社交压力引起的兴奋性电流足够强并且持续一段时间，就能够触发天然的补偿机制，通过抑制性电流校正不平衡的电活性，进而使神经元复原。研究人员指出，至少在大脑的奖赏回路中，将异常扩大化一段时间可以有助于治疗。

“自我稳定机制精密调节着一些生存所必需的过程，例如血糖、氧、体温、血压等，”NIMH的Lois Winsky博士说。“现在看来，类似的机制也在维持着大脑细胞中的平衡。”

 

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Enhancing depression mechanisms in midbrain dopamine neurons achieves homeostatic resilience.