發(fā)布時(shí)間：2023-11-01 12:03:00
2023年10月31日，《Cell Reports》雜志在線(xiàn)發(fā)表了題為《An Atlas of Itch-Associated Neural Dynamics in the Mouse Brain》的研究論文。該研究由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng )新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）、神經(jīng)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的孫衍剛研究組完成。研究團隊運用在體光纖記錄技術(shù)，繪制了小鼠大腦在兩種癢覺(jué)模型下的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)圖譜。
瘙癢引發(fā)的抓撓反應是一種本能的防御機制，有助于動(dòng)物清除潛在的的有害刺激。產(chǎn)生瘙癢的化學(xué)刺激大致可分為兩類(lèi)：組胺依賴(lài)型（如組胺、化合物48/80等）和非組胺依賴(lài)型（如氯喹、BAM8-22等）。“瘙癢-抓撓”周期涉及感覺(jué)、運動(dòng)、情緒以及動(dòng)機等多個(gè)方面。那么，大腦是如何編碼這些復雜過(guò)程的？大腦對組胺依賴(lài)性瘙癢與非組胺依賴(lài)性瘙癢在處理機制上有何異同？目前，我們對這些問(wèn)題的科學(xué)認知仍很有限。
為深入探究上述問(wèn)題，研究團隊采用在體光纖記錄技術(shù)，對小鼠大腦的多個(gè)關(guān)鍵區域（包括皮層、丘腦和中腦等的126個(gè)腦區）進(jìn)行了神經(jīng)元鈣活動(dòng)和抓撓行為的實(shí)時(shí)記錄和分析。研究結果揭示，小鼠大腦對組胺和氯喹引起的瘙癢表現出復雜多樣的神經(jīng)活動(dòng)模式。例如，在組胺模型中，包括伏隔核在內的特定腦區，在瘙癢引發(fā)的抓撓行為結束后才表現出顯著(zhù)的神經(jīng)活動(dòng)。相對的，在氯喹模型中，如腦橋網(wǎng)狀結構等腦區在抓撓行為的起始時(shí)刻出現一種瞬時(shí)的激活狀態(tài)。更為重要的是，對組胺和氯喹所引發(fā)的瘙癢，小鼠大腦皮層之間存在著(zhù)功能性差異的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。總之，本項研究為我們理解癢覺(jué)感知的神經(jīng)機制，特別是在癢覺(jué)相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )方面提供了新的視角和基礎。
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng )新中心孫衍剛研究員為該論文的通訊作者；孫衍剛研究組陳文振博士為該論文的第一作者；沈亭宇、王蒙、袁麟、王林翰和丁文群做出了重要貢獻；腦智卓越中心全腦介觀(guān)神經(jīng)聯(lián)接圖譜研究平臺史曉雪和王曉飛提供了重要幫助；比較神經(jīng)成像研究組研究員梁智鋒、工程師薄斌仕以及瑞士蘇黎世大學(xué)腦研究所Yaroslav Sych博士在數據分析方面提供了重要幫助；該研究得到科技部、中國科學(xué)院、國家自然基金委員會(huì )和上海市的支持。
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