控制饥饿感的细胞会影响大脑的结构和功能
![Neurons in the hypothalamus (B) project to the ventral tegmental area (C), where cells send connections to the prefrontal cortex (A). Through this pathway, AgRP cells in the hypothalamus affect cortical structure and function. Credit: Yale University 控制饥饿感的细胞会影响大脑的结构和功能](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2022/cells-that-control-hun.jpg)
人类大脑的前额叶皮层区域负责一系列复杂的功能,从决策到某些类型的记忆。当大脑的这个部分出现问题时,对认知和行为是非常有害的。事实上,前额叶皮层功能障碍与几种精神疾病有关,包括精神分裂症和重度抑郁症。
耶鲁大学的研究人员和他们在匈牙利的同事们发现,在下丘脑——大脑的一个区域——的细胞大脑控制饥饿感和体温等功能的大脑在塑造大脑的结构和功能方面发挥着重要作用前额叶皮层在老鼠身上,一项发现可能会为这一现象提供线索地区大脑的一部分在疾病中发生改变,为治疗开辟了新的途径。
他们在7月29日的杂志上报告了他们的发现《分子精神病学》.
在这项研究中,研究人员专注于位于大脑下丘脑区域的刺鼠相关肽(AgRP)神经元。这些神经元控制饥饿感,并调节进食行为和非进食行为,如寻求奖励和后代与父母的联系等。
当研究人员破坏小鼠的AgRP神经元时,他们发现前额叶皮层中的神经元比健康动物的神经元要少。
耶鲁大学比较医学教授、该研究的资深作者塔玛斯·霍瓦特说:“剩下的神经元比平常小,对身体信号和周围细胞信号的反应也不同。”
AgRP神经元与皮层没有很强的直接联系。但他们确实会投射到其他人身上大脑区域连接到前额叶皮层。霍瓦特和他的同事们发现其中一个区域的神经元——中脑区域被称为腹侧被盖区-在AgRP神经元受损时过度活跃。这些过度活跃的神经元在前额叶皮层释放了比正常小鼠更多的多巴胺(一种神经递质),这反过来又对小鼠产生了负面影响行为.例如,他们发现老鼠移动得更多,有异常的惊吓反应。
这是有道理的神经元霍瓦特说,控制饥饿感和进食的大脑皮层会影响大脑皮层和行为。
他说:“当你饿了的时候,你需要协调好所有的行为,这样你才能找到食物并吃掉它。”“当你不再饥饿时,你必须改变你的行为,专注于当时重要的事情。”
在发现受损的AgRP细胞对皮层的影响后,研究人员试图避免它们。他们发现氯氮平——一种可以阻止多巴胺发挥作用的抗精神病药,用于治疗精神分裂症——在适当的时间给予,能够预防其中一些问题,包括神经元损失。
霍瓦特说,当涉及到这些皮层变化时,时间是至关重要的。在这项研究中,大脑损伤开始出现在青春期,当时大脑还在发育,很脆弱。这也是氯氮平的影响。他说:“这告诉我们,如果你在特定的时间内破坏体内平衡功能,比如节食或暴饮暴食,就会对你的皮层功能产生持久的影响。”
这段发展时期的重要性可能会揭示精神疾病,通常出现在青春期后期,以及为什么在这段时间使用物质会对行为、生理和疾病产生长期影响。
这些发现也可能为治疗提供新的靶点。AgRP细胞在下丘脑外血脑屏障这是大脑的一个特征,可以保护大脑免受有害物质的侵害,并防止许多药物到达脑组织。
霍瓦特说:“这意味着这些细胞可以随时进行干预。”“也许它们可以用来改变大脑高级区域的疾病。”
越来越多的证据表明,大脑皮层的功能受到大脑中更原始的区域和身体其他部位的影响。霍瓦特最近展示了AgRP细胞如何影响皮质通过肝脏的调节。
“这里的基本信息是,在大脑中,通过不同的途径有非常分散的交流,”霍瓦特说。“像下丘脑这样的原始区域通过无数次的交流影响高级皮层区域,包括大脑过程,但也包括外周组织。我们回到卡米洛·高尔基(Camillo Golgi)和Ramón y Cajal之间的争论,他们在1906年共同获得了诺贝尔奖,但在大脑如何工作的原则上存在分歧。我们的结果似乎支持卡米洛·高尔基被遗忘的论点。”
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