研究探討了一種致幻藥物如何影響小鼠的大腦
雖然人們越來越關注使用致幻藥物治療抑郁癥和創(chuàng)傷后應激障礙等疾病,但科學家們才剛剛開始了解這些藥物在大腦中的作用以及它們如何引起幻覺。在3月26日發(fā)表在“細胞報道”雜志上的一項研究中,研究人員研究了一種致幻藥物如何影響個體神經元水平的小鼠大腦。他們發(fā)現(xiàn),視覺幻覺可能是由視覺皮層內的信號減少而不是增加,以及神經元發(fā)射時的改變時間引起的。
除了幫助我們了解致幻劑如何影響大腦功能外,這些發(fā)現(xiàn)還有助于找出以幻覺為特征的精神分裂癥等疾病的神經學基礎。
高級作者Cris Niell,俄勒岡大學副教授兼神經科學研究所成員說:
您可能會發(fā)現(xiàn)視覺幻覺會導致大腦中的神經元像瘋狂一樣發(fā)射,或者由于信號不匹配而導致幻覺。我們驚訝地發(fā)現(xiàn),致幻藥物反而導致視覺皮層活動減少。
然而,在視覺處理的背景下,它是有道理的。了解世界上正在發(fā)生的事情是獲取信息和解釋信息的平衡。如果你減輕你周圍發(fā)生的事情的重量,然后過度解釋它,那可能會導致幻覺。“
這方面的一個例子是盡管沒有視覺信號進入大腦,但在夢中常見的生動圖像;另一個例子是在黑暗中度過很長一段時間后出現(xiàn)的幻覺。
“我們有興趣了解我們如何利用視覺創(chuàng)造世界的表現(xiàn)形式,”他說。“在生物學的許多領域,研究過程的最佳方法之一就是觀察在受到干擾時會發(fā)生什么。”研究人員,包括研究生Angie Michaiel和博士后研究員Phil Parker,決定誘導幻覺是一種很好的方法。研究大腦中被破壞的視覺信號。
在該研究中給予小鼠的藥物稱為DOI(4-碘-2,5-二甲氧基苯基異丙胺),并且經常用于動物研究中。像其他致幻藥物,包括LSD和psilocybin,它作用于5-羥色胺2A受體。但與其他藥物不同,它不受緝毒機構作為附表1藥物的監(jiān)管,使其更易于研究。
研究人員還能夠確認發(fā)送的整體信號以及整個視覺皮層的大腦活動組織與沒有藥物時的情況類似。這表明傳遞給大腦的視覺信息沒有改變 - 它只是減小了幅度并且改變了時間。從人類的神經影像學研究中獲得的數(shù)據(jù)無法獲得這些類型的測量。給予藥物后,小鼠在屏幕上顯示圖像。研究人員使用鈣成像和單個單位電生理學來監(jiān)測大腦中的反應,并觀察哪些神經元受到視覺刺激和藥物的影響。他們觀察到神經元的時間發(fā)生了變化,伴隨著信號的減少。小鼠醒著的事實是顯著的:以前關于激活大腦中5-羥色胺2A受體的影響的大部分研究都是在麻醉的動物身上進行的。
研究動物模型中的幻視是有局限性的,因為動物不能直接報告它們所看到的東西。但研究表明,引起人體幻覺的藥物可引起小鼠可靠的運動變化,例如頭部抽搐和不尋常的爪子運動,這表明它們同樣會影響大腦功能。未來的實驗將檢查小鼠進行視覺辨別的能力,這可能潛在地揭示感知是否被改變。
Niell總結道:“我覺得我們并不一定能找到吸煙槍來解決幻覺的根本原因,但這可能只是其中的一部分。”“我們收集的數(shù)據(jù)將為未來的其他研究奠定基礎。特別是,我們計劃使用基因操作更詳細地研究該回路的特定部分。“此外,由于已知血清素2A受體在精神分裂癥中發(fā)揮作用,研究人員表示可能將這些發(fā)現(xiàn)應用于獲得更好地了解大腦中發(fā)生的疾病。
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