识别负责运动激活和回避行为的大脑回路
在一个很大程度上被忽视的大脑区域,科学家发现了产生应激激素CRH(促肾上腺皮质激素释放激素)的神经元。他们发现,该区域产生的CRH在行为唤醒、运动激活和回避行为中发挥作用。这些发现可能对理解精神疾病很重要。
马克斯·普朗克精神病学研究所(MPI)的研究小组组长Jan Deussing和他的团队已经确定了大脑中的一个区域老鼠在哪里神经元产生应激激素CRH这个所谓的IPACL区域(前连合后肢的外侧间质核)在很大程度上被科学家忽视了,直到现在。它是延展杏仁核的一部分,杏仁核是大脑中负责诸如恐惧等行为的区域。
来自这部分大脑的CRH所起的作用以前是未知的。相比之下,CRH起源于下丘脑脑区,是应激轴的组成部分,导致应激激素皮质醇的释放。“我们想知道为什么IPACL神经元会产生CRH。我们用老鼠作为模型系统,因为大脑区域和人类的相似。我们对老鼠进行了基因改造,使我们能够特别刺激IPACL神经元,”Deussing解释道。
CRH会触发移动和回避行为
的刺激IPACL神经元的减少会导致老鼠更加过度地探索环境。在IPACL神经元的刺激下,小鼠表现出行为激活的迹象,在其他事情中,表现为增加的运动活动。应激激素皮质酮也会增加。因此,科学家们想要调查动物是否将IPACL神经元的激活视为愉快或不愉快。
为此,他们对小鼠进行了以下训练:在测试设备的一个房间里,他们刺激IPACL神经元,在另一个房间里他们不刺激IPACL神经元。经过训练后,老鼠可以自由选择待在哪个房间。他们避开IPACL神经元受到刺激的房间,这表明刺激被认为是不舒服的。这些结果表明,IPACL神经元的刺激会引发类似于在压力环境下经历的感觉。
尽管进行了这些研究,Deussing和他的团队仍然不知道IPACL神经元的CRH是否负责行为变化或者这些变化是否由神经元刺激触发。因此,他们抑制了动物体内特定的CRH受体。这种抑制后,IPACL神经元的刺激不再触发探索性增加行为.“因此,我们很清楚,来自IPACL区域的CRH导致了小鼠的行为,”Deussing总结道。
大脑中与CRH回路有关的三个结构
IPACL神经元的末梢支配神经元黑质(SN)在中脑内。这个区域对运动很重要。例如,SN是帕金森氏症中最先退化的区域之一。Jan Deussing的团队怀疑IPACL神经元的CRH正是作用于这个区域的细胞。因此,他们对小鼠进行了基因改造,使CRH受体只在SN区关闭。
然而,在刺激IPACL神经元后,这些小鼠继续显示出更多的探索行为。这让团队感到困惑。“接下来,我们关注苍白球区域(GPe)外部部分的神经元。这些神经元含有许多CRH受体,它们的神经末梢也终止于SN。通常,CRH受体位于神经元体及其树突上,但在GPe神经元中,CRH受体位于神经末梢上,”德辛说。
研究小组关闭了GPe神经元中的受体。结果,刺激IPACL神经元后,啮齿类动物不再表现出增加的探索行为。因此,研究人员得出结论,IPACL神经元中的CRH通过GPe神经元介导其作用。“我们首次在IPACL、SN和GPe中发现了CRH电路大脑在运动激活和回避行为Deussing解释道。
研究结果最近发表在科学的进步,可能与理解精神疾病有关。在焦虑性障碍,创伤后应激障碍或者抑郁,诸如觉醒和回避行为等反应可能会受损。Deussing说:“我们发现的CRH电路有可能控制着这种行为的一部分。”