近日，南方科技大學生命科學學院教授侯圣陶團隊在神經科學領域的最新研究成果發表于《先進科學》。研究團隊揭示了40赫茲節律性光閃爍通過激活海馬體齒狀回區PV中間神經元，促進神經發生并改善空間學習能力的機制。
阿爾茨海默病、腦卒中等神經系統疾病嚴重損害患者的認知功能，現有治療手段效果有限。近年來，非侵入性的40 赫茲光刺激療法因其在改善認知障礙方面的潛力備受關注，但其長期效應及機制尚不明確。侯圣陶團隊通過長期動物實驗，系統闡明了40 赫茲光閃爍通過調控PV中間神經元活性，促進海馬齒狀回區神經發生、增強空間學習的完整通路，為神經退行性疾病的治療提供了新思路。
研究團隊對6月齡成年小鼠進行為期30天，每天1小時的40赫茲光閃爍干預，通過主動避障實驗證實，干預組小鼠的空間記憶能力較對照組提高約30%，且未引發焦慮或運動功能障礙。其次，光閃爍顯著增加了小鼠海馬齒狀回區的 BrdU+（增殖細胞）、DCX+（未成熟神經元）及 BrdU+DCX+ 雙標細胞數量。這些結果表明，長期的40赫茲光閃爍可以顯著提升空間學習能力和促進海馬神經發生。
通過光纖鈣信號記錄和膜片鉗技術，團隊發現40赫茲光閃爍能增強PV神經元的興奮性——其放電頻率提升1.5倍，興奮性突觸后電流增加40%。而特異性敲除或抑制PV神經元后，齒狀回區的40赫茲夾帶降低，光閃爍的促神經發生效應完全消失，說明PV中間神經元在其中起到的關鍵作用。
此外，通過微透析實驗顯示，光閃爍使齒狀回區GABA神經元水平瞬時升高35%，且PV神經元周圍對新生神經元的突觸輸入密度增加25%。阻斷受體后，神經發生及認知改善效應被逆轉，證實了GABA 能神經元信號通路介導的新機制。
這項研究表明，長期40赫茲光閃爍可以激活海馬體齒狀回區中的PV中間神經元，并通過增強 GABA 能神經元信號對分裂后神經元突觸整合的支持作用，促進神經發生。此外，40 赫茲光閃爍不會引發壓力和焦慮水平的改變，并能顯著改善小鼠空間學習能力。未來該技術有望成為治療人類神經系統疾病的潛在臨床療法。