大腦的興奮性與抑制性就好像一輛汽車的油門和剎車，兩者在相互配合、相互制衡中，促進(jìn)人的正常社交行為的發(fā)生。
近年來，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院/附屬第二醫(yī)院徐晗教授課題組一直專注于“社交行為與社交障礙神經(jīng)機(jī)制”的基礎(chǔ)研究。近日，課題組揭示了前額葉皮層抑制性神經(jīng)元在社交行為中的活動規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)了其調(diào)控社交行為的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動機(jī)制。這不僅加深了人類對社交行為發(fā)生機(jī)制的認(rèn)識，并為自閉癥等神經(jīng)精神疾病患者社交障礙的治療提供了新思路。
這一研究于美國東部時(shí)間7月22日在線發(fā)表在國際知名期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。
前額葉皮層調(diào)控社交行為的抑制性神經(jīng)元和網(wǎng)絡(luò)活動機(jī)制
技術(shù)的進(jìn)步打開研究的視野
人在清醒的時(shí)候，有高達(dá)80%的時(shí)間都在從事各種形式的社會交往活動。社交是人的基本需求，對于個(gè)人的成長和身心健康都是不可或缺的。然而不幸的是，社交障礙是自閉癥、抑郁癥、精神分裂癥以及社交焦慮癥等主要精神疾病的一個(gè)高度共有病征，嚴(yán)重危害患者的日常生活和工作。
科學(xué)界對影響社交行為的興奮性神經(jīng)元開展了良好的研究，但是一直以來對抑制性神經(jīng)元的作用卻知之甚少。這是因?yàn)?，抑制性神?jīng)元的數(shù)量相對較少，僅占全部皮層神經(jīng)元的10-20%，而且這些為數(shù)不多的抑制性神經(jīng)元種類繁多。長期以來缺乏有效的手段，在體準(zhǔn)確地鑒定特定類型的抑制性神經(jīng)元并記錄它們的活動，也很難對這些神經(jīng)元的活動進(jìn)行特異性的操縱。
近年來，得益于抑制性神經(jīng)元類型特異的轉(zhuǎn)基因小鼠的制備，以及在體多通道記錄、光遺傳學(xué)和藥理遺傳學(xué)等先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，科研人員才有機(jī)會直接記錄這些神經(jīng)元并研究它們在社交行為中的功能。
不同類型的神經(jīng)元在社交行為中發(fā)揮不同的作用
研究中，徐晗課題組對小鼠前額葉皮層中PV陽性神經(jīng)元和SST陽性神經(jīng)元，這兩大類抑制性神經(jīng)元開展了深入研究。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在社交行為發(fā)生時(shí)，前額葉皮層PV陽性神經(jīng)元動作電位發(fā)放率增加并在網(wǎng)絡(luò)水平產(chǎn)生低頻伽瑪振蕩活動。低頻伽瑪振蕩能夠有效協(xié)同前額葉皮層興奮性神經(jīng)元的活動，從而有利于促社交行為的發(fā)生。
“PV陽性神經(jīng)元好比一個(gè)交響樂團(tuán)的指揮家，指揮不同樂器的演奏者形成一個(gè)和諧的整體，彈奏出悅耳動聽的音樂?！毙礻险f。
那么，SST陽性神經(jīng)元在社交行為中發(fā)揮什么樣的作用呢？
在小鼠發(fā)生社交行為時(shí)，SST陽性神經(jīng)元動作電位發(fā)放率沒有發(fā)生顯著變化，且抑制這一神經(jīng)元對社交行為和伽瑪振蕩能量也不會產(chǎn)生影響。但有趣的是，與PV陽性神經(jīng)元一樣，當(dāng)以低頻伽瑪頻率激活SST陽性神經(jīng)元時(shí)也能夠增加低頻伽瑪振蕩能量并產(chǎn)生促社交行為效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)提示，除了PV陽性神經(jīng)元之外，SST陽性神經(jīng)元也可能作為改善社交障礙的潛在治療靶點(diǎn)。
徐晗教授課題組成員
找到指揮社交行為中的關(guān)鍵
前額葉皮層抑制性神經(jīng)元究竟是如何調(diào)控社交行為的呢？徐晗認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)低頻伽瑪振蕩在這里發(fā)揮了重要作用。
單個(gè)抑制性神經(jīng)元可以發(fā)放動作電位，而數(shù)量眾多的神經(jīng)元群體則可以產(chǎn)生一定頻率范圍的網(wǎng)絡(luò)振蕩活動，其中低頻伽瑪振蕩是指20-50 Hz的網(wǎng)絡(luò)振蕩活動。在徐晗看來，這個(gè)振蕩好比交響樂團(tuán)指揮家的手勢，不同樂器的演奏者按照指揮家的手勢有規(guī)律地彈奏，才能產(chǎn)生美妙的音樂。
浙大研究人員闡明了社交行為發(fā)生的一個(gè)重要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動機(jī)制，即增加前額葉皮層低頻伽瑪振蕩活動可以促進(jìn)小鼠的社交能力。因此，調(diào)控低頻伽瑪振蕩可能作為臨床上治療神經(jīng)精神疾病社交障礙的有效干預(yù)方式。
課題組成員劉玲、許海峰、汪軍、李杰和田園園為該論文共同第一作者，徐晗教授為通訊作者。
本次研究受到科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1126/sciadv.aay4073
（文 柯溢能/圖片由受訪人提供）
