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神經(jīng)環(huán)路機制研究得益于光遺傳技術(shù)的興起和發(fā)展，進一步開展科學研究則需要發(fā)展合適和先進的方法與技術(shù)。
在前不久完成結(jié)束評估的國家自然科學基金委員會“情感和記憶的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)”重大研究計劃的支持下，科學家們在分子、細胞、活體水平建立和發(fā)展生物活性分子的取樣、示蹤、檢測和成像方法，不斷發(fā)展和應(yīng)用光遺傳學技術(shù)。
中國科學院深圳先進技術(shù)研究院教授王立平團隊通過整合光遺傳學技術(shù)、神經(jīng)環(huán)路示蹤技術(shù)、動物在體多通道電生理記錄和行為學等手段，發(fā)展出與光遺傳技術(shù)匹配的多腦區(qū)多通道電極記錄技術(shù)，并實現(xiàn)了特定環(huán)路功能記錄與調(diào)控。
據(jù)了解，研究團隊以小鼠為研究對象，找到了起源于皮層下感知覺整合中心——上丘，經(jīng)過丘腦外側(cè)后核快速到達杏仁核的皮層下神經(jīng)通路，通過丘腦的快速中繼通路將信號傳輸至外側(cè)杏仁核。同時，他們利用光遺傳學技術(shù)特異性“關(guān)閉”或者“打開”這條通路可以調(diào)控動物本能恐懼反應(yīng)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，腹側(cè)被蓋區(qū)GABA能神經(jīng)元介導了上視野危險信息的檢測以及本能的防御反應(yīng)的發(fā)生，而腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺能神經(jīng)元的抑制對于小鼠“逃回窩”的狀態(tài)的維持是必要的。上丘的CaMKIIα到腹側(cè)被蓋區(qū)的通路介導了視覺本能防御反應(yīng)，投射到CeA的長投射的腹側(cè)被蓋區(qū)GABA能神經(jīng)元參與了視覺本能防御反應(yīng)。
上述系列研究發(fā)表了多篇論文。在研究人員看來，這些成果將為人們深入理解物種生存、防御策略的大腦機制以及探尋與恐懼、焦慮等負性情緒有關(guān)的認知障礙的治療靶點和干預(yù)手段，提供新的實驗依據(jù)。
不僅如此，在研究過程中，該團隊開發(fā)出柔性可拉伸的水凝膠光纖，在動物活體水平實現(xiàn)了對目標神經(jīng)元的選擇性調(diào)控?！霸隗w柔性光遺傳技術(shù)”的建立有望為神經(jīng)精神疾病的治療提供新的工具。
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