華人學者Cell發表光遺傳學重要成果

　　加州理工（Caltech）的科學家們在大腦中發現了一個蹺蹺板回路，這個回路決定小鼠的行為是否合群。

　　自閉癥患者往往不喜歡社交，更傾向于表現出孤僻的重復行為。 人們知道，自閉癥與大腦杏仁體功能障礙有關，杏仁體結構參與了大腦中的情緒處理。現在，Caltech研究團隊在小鼠杏仁體中發現了相互對立的兩類神經元，這些神經元控制小鼠選擇社會性行為還是重復自我理毛。

　　這一成果發表在九月十一日的Cell雜志上，文章的第一作者是David J. Anderson教授實驗室的博士后洪偉哲（音譯Weizhe Hong）。Weizhe Hong本科畢業于清華大學，后來在斯坦福大學獲得博士學位。

　　Anderson等人發現的兩類對立神經元，混雜在大腦的杏仁體中。一類神經元促進社交行為，比如交配、打架或社交性理毛；另一類神經元控制著非社交性行為，比如反復自我理毛。研究顯示，“社交神經元”是釋放神經遞質GABA的抑制性神經元，而“自我理毛神經元”是釋放神經遞質谷氨酸的興奮性神經元。

　　為了研究深入分析這兩種神經元，研究人員采用了光遺傳學技術。他們對神經元進行遺傳改造，使其表達細菌的光敏蛋白，隨后給大腦植入微小的光纖，通過光照控制細胞的活性。

　　當研究人員激活社交神經元時，相關行為會根據光信號的強度發生改變。比如說，高強度光照會使小鼠對入侵者的攻擊性更強。而使用低強度光照時，小鼠不再對入侵者發起攻擊，而是做出交配行為或者嘗試社交性理毛。

　　當研究人員激活“自我理毛神經元”時，小鼠完全無視入侵者，反復給自己理毛。就算關閉光照，這種重復性行為還能持續幾分鐘。

　　令人稱奇的是，光照能夠中斷小鼠的特定行為。舉例來說，單獨呆著的一只小鼠會開始給自己理毛，此時激活社交神經元，就能中止這一行為。等光照關閉之后，這個小鼠會繼續給自己理毛。

　　研究顯示，這兩類神經元能夠干擾對方的功能。激活社交神經元能抑制自我理毛行為，而激活自我理毛神經元會抑制社交行為。它們倆就像在玩蹺蹺板，相互進行控制。

　　研究人員指出，這個蹺蹺板回路有助于人們進一步理解自閉癥，并在此基礎上開發新的治療策略。