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《神经元》:破解嗅觉调控抑郁之迷!科学家发现,嗅球驱动的伽马震荡,或是调节抑郁的关键

2023-06-10 09:16:52    来源:个人图书馆-安喜的空间


(相关资料图)

*仅供医学专业人士阅读参考抑郁症,甚至重度抑郁症(MMD),已经成为常见精神疾病,在2019年之前,抑郁症已经是全球残疾的第二大原因,并且发病率和患病率还在继续增加。当然可以通过药物治疗来抵御抑郁症,但是短期用药停药后复发率高、体重增加、性欲下降,甚至自杀率更高。电休克疗法、深部脑刺激、经颅刺激等方法的长期疗效及预后复杂且不确定。我们还有别的办法可以治疗抑郁症吗?近日,塞格德大学的Antal Berényi及其团队的研究成果表明,啮齿动物大脑边缘系统的伽马振荡与抑郁样行为密切相关。伽马振荡频率降低诱导小鼠或大鼠抑郁,而增强伽马振荡则可以减轻抑郁样行为。研究发表在《神经元》杂志上。嗅球是大脑边缘系统的重要结构之一,不仅参与嗅觉信息的处理和传递,也在情绪、记忆等方面发挥作用。同时,嗅球也是伽马振荡的产生区域之一。伽马振荡整合来自不同脑区的信息,通过增强神经元的兴奋性和可塑性来增强神经元之间的连接,提高信息传递效率。氯胺酮是强效抗抑郁药物,使用之后可以观察到抑郁症患者大脑伽马振荡频率增加。如果对啮齿类动物行双侧嗅球切除术(OBx),则会导致动物出现抑郁症状。那么,嗅球驱动的伽马振荡是否能够缓解抑郁样行为呢?能不能通过调节嗅球神经元活动来增强或抑制伽马振荡呢?为了验证这些猜想,研究人员结合化学遗传学、光遗传学、电生理学和行为学方法,对啮齿动物嗅球神经元活动、边缘伽马振荡与抑郁样行为之间的关系进行了探索。嗅球的主要投射研究人员首先利用大鼠验证了OBx对伽马振荡的影响。在清醒大鼠中,伽马振荡在嗅球和多个脑区之间高度一致,但是接受OBx之后伽马振荡频率显著减弱,大鼠出现抑郁样行为,包括焦虑和愉悦感缺失(蔗糖水消耗减少)。使用药物抑制嗅球神经元活动,也会改变局部和全脑的伽马振荡。如果让小鼠长期接受药物抑制,同样会诱发焦虑样行为,进一步验证了嗅球神经元活动驱动的伽马振荡与抑郁样行为的关系。通过针对途径特异性的光遗传学方法,研究人员首先证实了嗅球向边缘系统嗅球皮层(PirC)的投射对边缘系统伽马振荡的生成和维持起着重要作用。抑制嗅球到PirC的投射会使PirC中伽马振荡频率减弱,大鼠愉悦感缺失。PirC的伽马振荡频率与抑郁样行为的严重程度相关。伽马振荡频率与大鼠蔗糖偏好通过实时闭环干预,研究人员发现嗅球驱动的PirC伽马振荡可以通过电刺激调节。反相位电刺激使PirC伽马振荡频率降低,大鼠表现出焦虑并丧失愉悦感;正相位电刺激时伽马振荡频率增加,大鼠行为没有明显改变。为了评估抗抑郁药是否能够通过伽马振荡改善抑郁样行为,研究人员先是用反相位电刺激诱导大鼠抑郁,再使用氯胺酮对大鼠进行治疗。结果显示,氯胺酮治疗使PirC和其他边缘系统的伽马振荡功率增加,并且改善了大鼠的蔗糖偏好。实验示意图反相位电刺激诱导大鼠抑郁,那么正相位电刺激是否能够改善抑郁呢?接下来,研究人员利用脂多糖诱导大鼠抑郁,并让大鼠接受正相电位刺激,大鼠的抑郁样行为果然得到改善。总的来说,研究证明了伽马振荡频率减弱与抑郁样行为有关,PirC在抑郁症网络交互中起着重要作用。由嗅球驱动的伽马振荡通过影响PirC及其连接的边缘系统来改变情绪行为,而重新激活神经元群的伽马振荡可以改善抑郁样行为。值得注意的是,嗅觉是啮齿类动物的主要感觉方式,人类嗅觉虽然与抑郁症相关,但是与啮齿类动物依然存在不同。研究人员表示,他们并不声称嗅觉缺陷是重度抑郁症的主要驱动因素,只是提出调控伽马振荡对治疗和缓解抑郁症的治疗潜力。参考文献:[1]Li Q, Takeuchi Y, Wang J, et al. Reinstating olfactory bulb-derived limbic gamma oscillations alleviates depression-like behavioral deficits in rodents[J]. Neuron, 2023.[2]/news/restoring-key-brain-rhythm-has-potential-help-treat-depression-according-new-study本文作者丨王雪宁

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