來(lái)自哥倫比亞大學(xué)醫學(xué)中心的神經(jīng)學(xué)家發(fā)現,啟動(dòng)我們口渴感覺(jué)的神經(jīng)元,與將其關(guān)閉的神經(jīng)元并不相同,這一研究成果公布在1月26日Nature雜志在線(xiàn)版上。
多年來(lái),科學(xué)家們一直都懷疑口渴是受到下丘腦處的穹隆下器(subfornical organ, SFO)中神經(jīng)元的調控,但是要精確指出參與的神經(jīng)元,這十分困難。
“當研究人員利用電流**小鼠大腦SFO 的不同部位時(shí),他們得到的是混亂的結果,”文章的第一作者,哥倫比亞大學(xué)生化與分子生物物理,神經(jīng)科學(xué)教授Charles S. Zuker博士說(shuō)。
在最新這項研究中,研究組成員提出SFO中也許存在至少兩種類(lèi)型的神經(jīng)元,其中一個(gè)能啟動(dòng)口渴,而另外一種則能抑制這種感覺(jué)。“那些電**實(shí)驗實(shí)際上一次**了兩種神經(jīng)元,因此結果相互沖突。”Yuki Oka說(shuō)。
為了驗證這一假說(shuō),研究人員采用了一種新型技術(shù)——光遺傳學(xué),這是一種控制大腦活性更為精確的技術(shù)。利用光遺傳學(xué),研究人員可以通過(guò)插入光激活分子,控制大腦中的特殊神經(jīng)元元件。點(diǎn)亮這些分子,就能開(kāi)啟這些神經(jīng)元,而且還不會(huì )影響鄰近的其他類(lèi)型神經(jīng)元。
這種“大腦控制”實(shí)驗表明在SFO中確實(shí)存在兩種調控口渴的神經(jīng)元,其中稱(chēng)為 CAMKII 的神經(jīng)元能開(kāi)啟口渴的感覺(jué),而另外一種:VGAT 神經(jīng)元,則會(huì )關(guān)閉這一信號,讓人不感覺(jué)到渴。
當研究人員打開(kāi) CAMK11 神經(jīng)元時(shí),小鼠就會(huì )立即開(kāi)始找水,不停的喝水。對于缺水和不缺水的小鼠來(lái)說(shuō)都一樣,都會(huì )執行這一行為。一旦關(guān)閉光照射,這一信號就會(huì )被關(guān)閉,小鼠就會(huì )立即停止喝水。
研究人員還發(fā)現,光** CAMKII 神經(jīng)元并不會(huì )引發(fā)攝食行為,而且光致渴也僅僅局限于水,不會(huì )增加動(dòng)物對于其它液體的需求,比如甘油和蜂蜜。
同樣研究組也進(jìn)行了 VGAT 神經(jīng)元相似的試驗,結果表明這些神經(jīng)元能關(guān)閉口渴感覺(jué)信號,當研究人員通過(guò)光照打開(kāi)這些神經(jīng)元的時(shí)候,缺水的小鼠立即也停止的喝水,“結合這些發(fā)現,我們認為SFO就是大腦調控口渴的一個(gè)精密系統,”Oka博士說(shuō)。
“SFO是少數幾種不受到血腦屏障阻遏的神經(jīng)結構,也就是說(shuō)這一系統完全暴露在一般環(huán)境中,” Oka博士說(shuō),“因此可以利用這種特性開(kāi)發(fā)與渴相關(guān)的藥物。”
原文檢索:
Thirst Driving and Suppressing Signals Encoded by Distinct Neural Populations in the Brain
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