华人学者Cell发表光遗传学重要成果

大脑“跷跷板”决定你是否合群

加州理工（Caltech）的科学家们在大脑中发现了一个跷跷板回路，这个回路决定小鼠的行为是否合群。他们在小鼠杏仁体中发现了相互对立的两类神经元，这些神经元控制小鼠选择社会性行为还是重复自我理毛。

　　

生物通报道：加州理工（Caltech）的科学家们在大脑中发现了一个跷跷板回路，这个回路决定小鼠的行为是否合群。

自闭症患者往往不喜欢社交，更倾向于表现出孤僻的重复行为。 人们知道，自闭症与大脑杏仁体功能障碍有关，杏仁体结构参与了大脑中的情绪处理。现在，Caltech研究团队在小鼠杏仁体中发现了相互对立的两类神经元，这些神经元控制小鼠选择社会性行为还是重复自我理毛。

这一成果发表在九月十一日的Cell杂志上，文章的第一作者是David J. Anderson教授实验室的博士后洪伟哲（音译Weizhe Hong）。Weizhe Hong本科毕业于清华大学，后来在斯坦福大学获得博士学位。

Anderson等人发现的两类对立神经元，混杂在大脑的杏仁体中。一类神经元促进社交行为，比如交配、打架或社交性理毛；另一类神经元控制着非社交性行为，比如反复自我理毛。研究显示，“社交神经元”是释放神经递质GABA的抑制性神经元，而“自我理毛神经元”是释放神经递质谷氨酸的兴奋性神经元。

为了研究深入分析这两种神经元，研究人员采用了光遗传学技术。他们对神经元进行遗传改造，使其表达细菌的光敏蛋白，随后给大脑植入微小的光纤，通过光照控制细胞的活性。（延伸阅读：光遗传学之父Science再发突破性成果）

当研究人员激活社交神经元时，相关行为会根据光信号的强度发生改变。比如说，高强度光照会使小鼠对入侵者的攻击性更强。而使用低强度光照时，小鼠不再对入侵者发起攻击，而是做出交配行为或者尝试社交性理毛。

当研究人员激活“自我理毛神经元”时，小鼠完全无视入侵者，反复给自己理毛。就算关闭光照，这种重复性行为还能持续几分钟。

令人称奇的是，光照能够中断小鼠的特定行为。举例来说，单独呆着的一只小鼠会开始给自己理毛，此时激活社交神经元，就能中止这一行为。等光照关闭之后，这个小鼠会继续给自己理毛。

研究显示，这两类神经元能够干扰对方的功能。激活社交神经元能抑制自我理毛行为，而激活自我理毛神经元会抑制社交行为。它们俩就像在玩跷跷板，相互进行控制。

研究人员指出，这个跷跷板回路有助于人们进一步理解自闭症，并在此基础上开发新的治疗策略。

 

生物通编辑：叶予

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