我们都熟悉惊吓反射,突然发生不可控的混蛋,当我们惊讶噪声或其他意想不到的刺激。但是,大脑还有一个重要pre-attentive机制来抑制这种反应和无用听起来,所以你可以在你面前的任务。
这种pre-attentive机制通常被称为感觉运动控制,防止认知超载。然而,感觉运动控制通常是受损的人精神分裂症和其他神经和精神疾病,包括创伤后应激障碍(PTSD)和强迫症(OCD)。
感觉运动控制是降低精神分裂症的一个特点,这是常与注意力障碍和其他可以预测认知缺陷,“神经学家解释说Karine费尼伦的生物学助理教授在马萨诸塞大学阿默斯特学院。虽然感觉运动控制赤字的逆转在啮齿动物中是一个黄金标准抗精神病药物筛选,神经通路和细胞机制仍不完全理解,甚至在正常情况下。
评估感觉运动控制,神经科学家测量前脉冲抑制声惊吓反射(PPI)。PPI时提出了一种弱刺激惊吓刺激之前,惊吓反应的抑制。
费内龙第一次和她马塞诸斯州大学阿默斯特团队——then-PhD学生穆卡诺(现在罗切斯特大学医学中心的博士后研究员)和博士生Wanyun黄——表明杏仁核、大脑区域通常与恐惧联系在一起,有助于PPI通过激活抑制性神经元在鼠标脑干。这发现发表在杂志上BMC生物学,理解系统的底层PPI和进步的努力最终发展医学治疗精神分裂症和其他疾病通过逆转pre-attentive赤字。
“直到最近,前脉冲抑制被认为依赖于发射机中脑神经元释放乙酰胆碱,“费尼伦解释说。这是因为研究的精神分裂症患者胆碱能系统中的赤字。”
但是存在一个“超级酷的神经科学工具”——光遗传学——允许科学家使用光来确定和控制转基因神经元在不同实验系统。费内龙说,这是非常具体的。“在此之前,我们无法选择,选择要操作的神经元。
他们面临的挑战是利用光遗传学识别电路在大脑的哪些部分参与PPI。“我们想知道大脑区域连接到脑干的惊吓抑制电路的核心,所以我们把示踪剂或想象那些染料神经元费内龙,”说。通过这种方法我们能够确定杏仁核神经元连接到脑干区域中心的惊吓抑制电路。
接下来,他们用optogenetic测试工具是否杏仁核之间的联系和惊吓抑制脑干是重要的。“我们知道,在精神分裂症患者的大脑杏仁核的功能也发生改变,因此,我们这个大脑区域相关的疾病,”费内龙说。
通过photo-manipulating杏仁核神经元在老鼠身上,他们表明杏仁核似乎有助于PPI抑制,通过激活脑干或glycinergic神经元。具体来说,PPI也减少了关闭之间的兴奋性突触杏仁核和脑干或沉默脑干抑制性神经元本身。“有趣的是,这些照片的PPI减少测量结果操作模仿PPI减少观察到人类与精神分裂症和精神分裂症的小鼠模型,”费内龙说。
费内龙这种联系更好的细节,和团队使用电生理学和遗传学记录单个神经元的电活动从薄的大脑部分,体外。这还非常精确的技术挑战性的记录方法允许我们确认没有任何疑问,杏仁核神经元兴奋性输入激活那些glycinergic脑干,”费内龙说。
她称这一发现一块拼图,却将前脉冲抑制电路。现在她的工作在她的实验室使用这个新的信息来识别其他大脑通路,试图扭转pre-attentive赤字在精神分裂症的小鼠模型。这样的突破将允许研究人员开始开发药物,可以更精确地目标治疗pre-attentive问题。
