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Nature:诺奖得主光遗传学重大成果:如何赶走不开心

标签:记忆 抑郁
摘要 : 发表在6月17日《自然》(Nature)杂志上的一项新研究证实了记忆的治疗力量,科学家们发现人为地重新激活储存着快乐记忆的神经元可以抑制压力诱导的抑郁。

 发表在6月17日《自然》(Nature)杂志上的一项新研究证实了记忆的治疗力量,科学家们发现人为地重新激活储存着快乐记忆的神经元可以抑制压力诱导的抑郁。

这项由来自日本理化学研究所—麻省理工学院神经回路遗传研究中心(Riken-MIT Center for Neural Circuit Genetics)的科学家们完成的研究,揭示了在情绪病中积极记忆和消极记忆的相互影响,并为未来的临床治疗干预指出了一个特异的脑回路。

文章的资深作者是麻省理工学院生物系教授、Picower学习与记忆研究所RIKEN-MIT中心主任利根川进(Susumu Tonegawa)。他因为“发现抗体多样性的遗传学原理”获得了1987年的诺贝尔生理学或医学奖。利根川进教授是日本首位诺贝尔医学奖得主,也是极少数“独得”该奖项的科学家。

新研究解决了一个长期以来悬而未决的问题:积极记忆是否可以改写消极记忆。为了解答这一问题,该研究小组通过遗传操控构建出了一种特殊的小鼠:在记忆形成之时这些小鼠齿状回(DG)脑区域的记忆细胞被标记,以后用植入到齿状回中发蓝光的光纤则可重新激活这些细胞。由此研究小组便可以开启在过去的经历中构建的记忆细胞。

为了测试这一系统,研究人员首先让雄性小鼠体验了一段积极的经历——接触雌性小鼠,并形成了关于这一事件的记忆。随后又让这些小鼠体验了一段有压力的经历,使得它们陷入到一种抑郁样状态。在它们抑郁之时,研究人员用光线刺激了一些小鼠的齿状回,重新激活了积极经历构建的记忆细胞。令人惊讶地是,这使得小鼠从抑郁状态中强有力地恢复过来。绘制负责这一效应的脑回路图谱揭示出了与齿状回协同作用的另外两个脑区域——BLA和NAcc。

为了调查这种从抑郁状态恢复正常的过程,是否涉及了在没有光刺激的情况下也存在的脑回路持续改变,研究人员在5天时间里对齿状回给予了持久的光治疗,确保持续地重新激活积极记忆。接受这种治疗的小鼠可以迅速从压力诱导的抑郁负面效应中恢复过来,表明可以利用齿状回中积极经历储存的记忆来抑制或是改写压力对行为的破坏性影响,这是一个新的情绪控制概念。

这些研究结果对于应对压力和抑郁具有重要的意义。尽管目前对于积极、消极经历与对应记忆之间的相互影响仍知之甚少,新研究为情绪病治疗开启了一条新路,这或许在未来能够帮助到一些患者。

作者们表示,现在断定积极记忆可以减轻压力性抑郁还为时过早。然而很显然,齿状回细胞是开发出不良情绪状态治疗方法一个有前景的靶标。

原文标题:Activating positive memory engrams suppresses depression-like behaviour

原文摘要:Stress is considered a potent environmental risk factor for many behavioural abnormalities, including anxiety and mood disorders1, 2. Animal models can exhibit limited but quantifiable behavioural impairments resulting from chronic stress, including deficits in motivation, abnormal responses to behavioural challenges, and anhedonia3, 4, 5. The hippocampus is thought to negatively regulate the stress response and to mediate various cognitive and mnemonic aspects of stress-induced impairments2, 3, 5, although the neuronal underpinnings sufficient to support behavioural improvements are largely unknown. Here we acutely rescue stress-induced depression-related behaviours in mice by optogenetically reactivating dentate gyrus cells that were previously active during a positive experience. A brain-wide histological investigation, coupled with pharmacological and projection-specific optogenetic blockade experiments, identified glutamatergic activity in the hippocampus–amygdala–nucleus-accumbens pathway as a candidate circuit supporting the acute rescue. Finally, chronically reactivating hippocampal cells associated with a positive memory resulted in the rescue of stress-induced behavioural impairments and neurogenesis at time points beyond the light stimulation. Together, our data suggest that activating positive memories artificially is sufficient to suppress depression-like behaviours and point to dentate gyrus engram cells as potential therapeutic nodes for intervening with maladaptive behavioural states.

来源: Nature 浏览次数:0

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