研究人员利用光遗传学研究酒精成瘾

维克森林浸信会医学中心的研究人员正在通过一项名为光遗传学的新技术更好地了解成瘾的神经化学基础。

在神经科学研究中，光遗传学是一项新开发的技术，它允许研究人员利用光来控制特定脑细胞或神经元的活动。这一切都要感谢我们对微小绿藻的理解，它们赋予了池塘浮渣独特的颜色，它们是如何探测并利用光线生长的。

这项技术使得像Evgeny a . Budygin博士(维克森林浸信会大学神经生物学和解剖学助理教授)这样的研究人员能够利用啮齿动物模型解决有关多巴胺在饮酒相关行为中的作用的关键问题。

Budygin说:“通过这项技术，我们基本上控制了特定的多巴胺细胞群，用光让它们做出反应——就像打开电灯开关一样。”“这些数据为我们提供了具体的方向，即哪种多巴胺细胞激活模式可能最有效地针对饮酒。”

Budygin和他的团队的最新研究发表在上个月的杂志上行为神经科学前沿．合著者、威克森林浸信会大学生理学和药理学教授Jeffrey L. Weiner博士说，神经科学最大的挑战之一是用大脑实际控制脑细胞的方式来控制脑细胞的活动。通过光遗传学，神经科学家可以随意打开或关闭特定的神经元，证明这些神经元实际上控制着特定的行为。

韦纳说:“多年来，我们已经知道大脑的哪些区域与成瘾的发展有关，以及哪些神经递质对这一过程至关重要。”“我们需要知道大脑神经化学变化和成瘾行为之间的因果关系，而光遗传学现在正使这成为可能。”

研究人员利用尖端分子技术，在啮齿类动物大脑奖励系统的特定多巴胺细胞群中表达光响应通道视紫红质蛋白。然后他们将微小的光纤植入大脑区域，并能够通过对其闪烁蓝色激光来控制这些多巴胺细胞的活动。

“你可以在大脑中放置一个电极，并施加电流来模拟这种方式大脑细胞但当你这么做的时候，你激活了那个区域的所有细胞，”韦纳说。“通过光遗传学，我们能够选择性地控制大脑奖励系统的一部分中特定的多巴胺细胞群。使用这种技术，我们发现了多巴胺细胞激活的独特模式，似乎能够破坏大鼠的饮酒行为。”

韦纳说，这项研究有转化价值，因为“它让我们更好地了解如何使用深部脑刺激治疗酒精中毒。”他说，医生们已经开始使用脑深部刺激来治疗从焦虑到抑郁的各种疾病，尽管这种方法有效，但对其背后的科学理解却很少。

Budygin同意了。“现在我们正朝着这个方向迈出第一步，”他说。“在光遗传学时代之前，这是不可能的。”