科技日報記者 張夢然

日本自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)科學(xué)家開發(fā)出一種創(chuàng)新的深腦成像技術(shù)，用于研究大腦中一個關(guān)鍵的腦干結(jié)構(gòu)——孤立管核（NTS）。該成果打開了“腦—身—心”互動研究新窗口，不僅為研究腦—體之間的復(fù)雜聯(lián)系提供了有力工具，也為基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)研究向臨床轉(zhuǎn)化搭建了橋梁。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《細(xì)胞報告方法》。

NTS是通過迷走神經(jīng)介導(dǎo)大腦與身體器官之間交流的重要樞紐，這一過程對于情緒調(diào)節(jié)和整體心理健康至關(guān)重要。然而，此前傳統(tǒng)的成像方法無法在活體動物中對其進(jìn)行全面觀察。而NTS之所以難以研究，是因為它位于小腦下方的深層區(qū)域。舊方法為了接近NTS，不得不移除小腦，但小腦也是運動協(xié)調(diào)的重要中樞，同時被認(rèn)為參與情緒調(diào)節(jié)。因此，科學(xué)界需要一種既能保留小腦功能、又能觀察NTS的新方法。

此次，團(tuán)隊介紹了一種新的實時NTS成像技術(shù)，被稱為“D-PSCAN”（基于雙棱鏡的小腦下腦干結(jié)構(gòu)與神經(jīng)回路成像）。該技術(shù)能夠在不干擾小腦功能的前提下，對活體實驗對象的NTS神經(jīng)活動進(jìn)行高分辨率、微創(chuàng)的可視化記錄。

該技術(shù)的核心在于，在小腦與腦干之間精確植入由兩個微型棱鏡組成的裝置，從而實現(xiàn)對NTS的廣泛而清晰的視野覆蓋。團(tuán)隊測試了NTS對迷走神經(jīng)電刺激的反應(yīng)。迷走神經(jīng)負(fù)責(zé)將來自內(nèi)臟器官的信號傳遞至NTS。他們發(fā)現(xiàn)，特定強(qiáng)度的迷走神經(jīng)電刺激能夠激活NTS中的神經(jīng)元，并且不同的刺激參數(shù)會導(dǎo)致不同的神經(jīng)響應(yīng)模式，包括興奮性增強(qiáng)或抑制效應(yīng)。目前，迷走神經(jīng)電刺激已被用于治療耐藥性癲癇，其在抑郁癥等精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用也在探索中，此次有望優(yōu)化相關(guān)治療參數(shù)。

團(tuán)隊還研究了NTS在更自然條件下的功能表現(xiàn)：當(dāng)小鼠攝入食物后，腸道釋放的激素能夠引發(fā)NTS的神經(jīng)活動，這表明NTS在感知和整合來自身體內(nèi)部信號方面發(fā)揮著重要作用。

深入理解這一機(jī)制有助于開發(fā)針對精神和神經(jīng)疾病的新型療法，促進(jìn)人類心理健康與整體福祉。

總編輯圈點

NTS位于延髓背側(cè)，是迷走神經(jīng)感覺傳入的第一級中樞。研究人員很難在活體動物中對其運行機(jī)制開展精細(xì)探測，因為其位置隱蔽，甚至需要“挪開”小腦才方便觀察。此次，科研人員采用了一種新的實時NTS成像技術(shù)，在小腦與腦干之間精確植入由兩個微型棱鏡組成的裝置，以巧妙的設(shè)計獲得對NTS清晰的觀測視野。研究表明，NTS可以感知和整合來自身體內(nèi)部信號。對NTS的深入研究，或有助于對腦部、心理疾病的治療。