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浙大发现:脑中“社交律动”或能打开自闭症患者心扉

发布时间:2018-03-03 15:27:21作者:记者 曾福泉 通讯员 柯溢能 卢绍庆 来源:浙江新闻网 浏览次数:0 网友评论 0

 

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这副图片以中国剪纸的风格展示了自闭症模型小鼠光遗传治疗前后的两种状态。左边的两只小鼠在社交时由于脑电波异常不能顺利交流,所以失落惊慌。但是,当接受了特定频率的光遗传刺激治疗,小鼠们开始载歌载舞了。

        浙江大学科学家的一项最新研究成果表明:重建一种特定样式的脑电波,可以帮助自闭症模型小鼠克服社交障碍——如同在它们脑海中弹奏起一段“社交律动”。这一发现或为人类自闭症治疗带来新的思路。成果发表在最新一期神经科学领域顶级期刊《神经元》。

        这种与社交行为关系密切的特定脑电波发生在前额叶皮层这一脑区。浙大医学院罗建红教授说,前额叶就像一个主管社交行为的司令部,它依靠脑电波发出信息指挥其他环节,最终完成社交活动。“脑电波发生异常就会打乱司令部的自身工作节奏,发出的社交指令也混乱了。”罗建红说。

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罗建红(右二)教授团队

        研究团队用自闭症模型小鼠开展一系列实验,得到了上述发现。小鼠天性爱群居,有着复杂的社交行为,如相互嗅探、追逐、发声等。如果向两位老朋友介绍一个陌生人,正常的小鼠总会“冷落”老友,花更多时间和新来的那位打交道;而自闭症小鼠则显得无动于衷,表现出典型的社交趋新障碍。

        罗建红团队发现,自闭症模型小鼠的前额叶脑区中,低频gamma振荡(意思是其振荡频率为40赫兹左右)脑电波明显受损,表现为振荡幅值下降,并失去了指挥后续环节的能力。研究者进一步发现,低频gamma振荡的异常与前额叶脑区中PV神经元兴奋性下降密切相关。

        PV神经元是所谓“中间神经元”,其功能是协调主神经元,后者则负责把信息从大脑传递到身体各个部位。正常小鼠的PV神经元可以快速放电,带来明显的低频gamma振荡脑电波。同时这种振荡与主神经元的放电是相匹配的,主神经元总是能按着振荡波峰—波谷变化的拍子,准确地在波谷时向外发送信息。显然,这是一种节律脑电引动社交信息编码的机制,浙大科学家称之为“社交律动”。研究发现,自闭症小鼠脑中的PV神经元非常沉闷,无法建立这种社交律动。

       为了进一步验证前额叶皮层和PV神经元对小鼠社交行为的调控,研究团队采用光遗传学技术,实时地用特定频率的电波振荡来激发小鼠内侧前额叶皮层的PV神经元,观察到小鼠的社交行为缺陷得到有效恢复,好似用“信息密钥”打开了“社交律动”。

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光遗传学实验示意图

        自闭症小鼠研究是揭示人类自闭症的一面镜子。罗建红说,本研究采用的模型小鼠因神经连接素基因的突变导致自闭症,而这一基因突变最早就是在人类自闭症患者身上鉴定到的。也就是说,模型小鼠的遗传缺陷的基础信息来源于人类自闭症患者,其在小鼠神经发育中的功能也相似,这是推论的科学基础。

       自闭症这种儿童先天性的神经疾病,目前发病率约1%,致残率高,主要症状为社会交往障碍、语言障碍和行为刻板反复,不小比例还伴有智力障碍。自闭症至今没有有效的治疗方法,临床上行为训练和康复方式的效果不确定。

        罗建红表示,本研究的发现提示,可以通过精准调控特定神经元的活性来治疗自闭症,且由于实验模型鼠已经成年,该手段对于成年的自闭症动物仍可具有治疗效果。如果后续研究表明人类自闭症有相似的机制,就可以考虑通过物理或药物手段提高人的前额叶PV神经元功能,以重建前额叶低频振荡,达到改善自闭症患者的社交能力的目的,可能还会对自闭症儿童智力和语言发育具有积极意义。

        本研究主要受国家自然科学基金“情感和记忆的神经环路基础”重大计划重点项目、创新团队项目及面上项目的资助。共同第一作者是博士研究生曹蔚和林燊,共同通讯作者是罗建红教授和许均瑜副教授。

【中国网英文报道:http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(18)30100-4 】
【《神经元》(NEURON)2018年3月1日文章原文Gamma Oscillation Dysfunction in mPFC Leads to Social Deficits in Neuroligin 3 R451C Knockin Mice链接:http://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(18)30100-4 】

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