京都大學(xué)、筑波大學(xué)成功用光控制彌猴腦神經(jīng)回路

近日，京都大學(xué)靈長(zhǎng)類研究所助教井上謙一與筑波大學(xué)醫(yī)學(xué)醫(yī)療系教授松本正幸等人的研究團(tuán)隊(duì)成功用光照射特定神經(jīng)回路，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)回路的操控。該研究雖然是采用彌猴進(jìn)行的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，但運(yùn)用這種技術(shù)可以在腦深部刺激療法中選取特定的神經(jīng)回路為目標(biāo)，因此有望開發(fā)出對(duì)帕金森病、抑郁癥更有效的冶療方法。

在人類腦部疾病中，有不少病例都是由于特定神經(jīng)回路出現(xiàn)異常而導(dǎo)致的，因此通常認(rèn)為，調(diào)節(jié)特定神經(jīng)回路的機(jī)能將會(huì)有助于治療。此外，近幾年來(lái)，光遺傳學(xué)的進(jìn)步使此類操作對(duì)小鼠等嚙齒類動(dòng)物成為可能。然而，在腦功能強(qiáng)大的靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上尚未有成功案例。

由此，研究團(tuán)隊(duì)注意到了連接大腦額葉的前眼野部位和中腦的上丘部位的神經(jīng)回路。研究人員將清除了毒性的病毒作為載體，在獼猴的前眼野部位植入蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)光照射后會(huì)促進(jìn)神經(jīng)回路的活躍。同時(shí)，研究人員還用裝有光纖的印刷電級(jí)扎入獼猴上丘。隨后，研究人員用光線刺激這種蛋白質(zhì)，發(fā)現(xiàn)上丘的神經(jīng)活動(dòng)有所增強(qiáng)。

此外，研究人員讓猴子持續(xù)盯住屏幕中央的一點(diǎn)，并在此過(guò)程中用光刺激連接前眼野和上丘的回路，發(fā)現(xiàn)猴子會(huì)將視線移動(dòng)到特定位置。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，試驗(yàn)結(jié)果顯示只需激活前眼野到上丘的回路就會(huì)誘發(fā)或改變眼球運(yùn)動(dòng)。

注1：將由光激活的蛋白質(zhì)植入特定細(xì)胞，通過(guò)光操作細(xì)胞機(jī)能的技術(shù)。

注2：光刺激上丘回路，導(dǎo)致活動(dòng)有所增強(qiáng)的上丘神經(jīng)細(xì)胞。