【央視新聞】快速抗抑郁藥氯胺酮三維結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制揭示！
文章來源：腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心 | 發(fā)布時(shí)間：2021-12-06 | 【打印】 【關(guān)閉】
記者: 帥俊全 2021年07月29日 11:08 來源：央視新聞客戶端
軀體感覺對(duì)很多生理功能的正常執(zhí)行至關(guān)重要，它包括不同的感覺模態(tài)，比如痛覺、溫度覺、觸覺等等。對(duì)這些軀體感覺神經(jīng)機(jī)制的研究一直是醫(yī)學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，但是多模態(tài)軀體感覺的編碼機(jī)制在很大程度上還不清楚。另一方面，作為軀體感覺一種模態(tài)的癢覺，是機(jī)體一種重要的保護(hù)機(jī)制，然而癢覺感知在大腦的表征機(jī)制也尚不明確。
在軀體感覺研究領(lǐng)域，前人研究發(fā)現(xiàn)外周傳入神經(jīng)元對(duì)不同軀體感覺刺激表現(xiàn)出復(fù)雜的反應(yīng)特性，而大多脊髓神經(jīng)元又能夠同時(shí)被溫度覺、觸覺、癢覺和痛覺等軀體感覺刺激激活，這些結(jié)果使得我們對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)如何區(qū)分不同模態(tài)的軀體感覺有了更多疑惑。
為了回答初級(jí)軀體感覺皮層如何編碼不同模態(tài)的軀體感覺信息的問題，中科院腦智卓越中心研究人員在給予實(shí)驗(yàn)小鼠癢覺、觸覺或溫度覺刺激的同時(shí)利用在體雙光子鈣成像技術(shù)記錄了初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元的活動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，部分初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元能夠穩(wěn)定地響應(yīng)觸覺刺激或熱刺激。通過建立一種光遺傳誘導(dǎo)的精確控制感覺輸入的癢覺模型，研究人員發(fā)現(xiàn)初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元編碼癢覺的時(shí)空特性和強(qiáng)度信息。進(jìn)一步，研究人員在記錄同一群初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元的同時(shí)隨機(jī)給予小鼠癢覺、觸覺和熱刺激，發(fā)現(xiàn)不同模態(tài)的軀體感覺刺激激活了很大比例上重合的初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元。研究人員對(duì)初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元的群體活動(dòng)進(jìn)行了解碼分析，發(fā)現(xiàn)初級(jí)軀體感覺皮層的神經(jīng)元群體編碼足夠多的信息可以區(qū)分不同模態(tài)的軀體感覺。
另一方面，為了解析自然狀態(tài)下癢覺感知在初級(jí)軀體感覺皮層的表征機(jī)制，研究人員利用一種新型的微型雙光子顯微鏡在自由活動(dòng)的小鼠中進(jìn)行單細(xì)胞分辨率的鈣成像。研究發(fā)現(xiàn)部分初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元在癢覺誘發(fā)的抓撓行為起始前活性上升，并且一定比例的神經(jīng)元在抓撓起始前的鈣活動(dòng)可以預(yù)測(cè)后續(xù)行為的發(fā)生，提示這群初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元編碼癢覺感知。利用光遺傳誘導(dǎo)的癢覺輸入精確操控方式，研究人員探究了初級(jí)軀體感覺皮層神經(jīng)元在癢覺感知閾值附近的活動(dòng)模式，發(fā)現(xiàn)一小群記錄到的神經(jīng)元在癢覺閾值上表現(xiàn)出“點(diǎn)燃”式的發(fā)放模式。
這兩項(xiàng)工作一方面闡述了不同模態(tài)的軀體感覺在初級(jí)軀體感覺皮層的表征模式，為進(jìn)一步理解多模態(tài)感覺信息在皮層的處理和整合機(jī)制提供了思路。另一方面揭示了初級(jí)軀體感覺皮層對(duì)癢覺感知的編碼機(jī)制，為在自由活動(dòng)的動(dòng)物中研究癢覺感知的單細(xì)胞層面的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制開辟了道路。同時(shí)，此工作中建立的光遺傳誘導(dǎo)的新型癢覺模型也為癢覺研究提供了重要的方法學(xué)基礎(chǔ)。
