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适应性髓鞘形成:大脑的新发现揭示药物成瘾的潜在机制

放大字体  缩小字体发布日期:2024-06-12 10:01  浏览次数:18
摘 要:即使我们步入成年,大脑依然保持着惊人的适应能力。随着我们不断磨练新技能或摒弃旧习惯,大脑中的神经性通路会相应地得到加强或
 即使我们步入成年,大脑依然保持着惊人的适应能力。随着我们不断磨练新技能或摒弃旧习惯,大脑中的神经性通路会相应地得到加强或削弱。最近,斯坦福大学等机构的科学家在《自然》杂志上发表了一项名为“腹侧被盖区的髓鞘可塑性对阿片类药物奖赏是必要的”的研究,揭示了适应性髓鞘形成(adaptive myelination)这一特殊的神经可塑性现象,它可能与药物成瘾有关。
 
适应性髓鞘形成是一个复杂的过程,其中更活跃的大脑回路会获得更多的髓鞘——一种脂肪绝缘体,它能显著提升电信号在神经纤维中的传播速度和效率。例如,学习杂耍或弹奏钢琴都会逐步增加涉及区域大脑的髓鞘形成,从而优化这些技能。然而,这种对学习、注意力和记忆至关重要的适应性髓鞘形成,也有其潜在的负面影响。
 
通过小鼠实验,研究者发现,单次剂量的吗啡就足以触发大脑中负责产生多巴胺的神经元(这是奖惩回路的一部分)的髓鞘形成过程,进而刺激小鼠寻求更多的药物。而当髓鞘形成被人为阻断时,小鼠就不再对更多吗啡表现出强烈的需求。
 
医学博士Michelle Monje表示,髓磷脂的发育直到二十多岁甚至三十多岁才完成,这令人感到惊讶。即使在这么长的发育期内,大脑中特定的少突胶质细胞仍在某些区域持续产生新的髓磷脂。过去十年,科学家们已经认识到,在神经系统的某些部位,髓磷脂具有可塑性,能根据经验进行调整。神经元的活跃程度能直接影响其轴突被髓鞘化的程度。
 
这项研究的许多基础发现都源自Monje的实验室。早在2014年,他们就发现刺激小鼠大脑的运动(http://www.maoyihang.com/sell/l_35/)前区皮层可以增加该区域的神经元髓鞘形成,进而改善小鼠的肢体运动。后续研究还表明,小鼠需要适应性髓鞘形成来进行空间学习,如穿越迷宫或记住危险情况。
 
在这项新研究中,研究人员探讨了适应性髓鞘形成是否参与奖惩学习过程。通过给小鼠注射可卡因或吗啡,或直接利用光遗传学技术刺激其产生多巴胺的神经元,研究人员为小鼠创造了一种奖惩体验。在单次注射或刺激后的短短几个小时内,他们观察到特定干细胞(这些干细胞将转化为产生髓磷脂的少突胶质细胞)在腹侧被盖区(与奖惩学习和成瘾症紧密相关)发生了增殖。
 
研究人员Belgin Yalcin表示,他们原本不认为单次剂量的吗啡或可卡因会产生显著影响,但实验结果显示,不到三个小时就发生了显著变化,即使这些变化相对温和,也足够引起关注。在重复给药或大脑刺激数天后,一个月后的分析显示,小鼠腹侧被盖区区域的少突胶质细胞和髓鞘多巴胺产生细胞数量增加,轴突周围的髓鞘也更厚。即使是髓鞘的微小增厚(通常只有几百纳米)也能对大脑功能和行为产生显著影响。
 
这项研究强调了少突胶质细胞在奖惩学习中的关键作用,并揭示了多巴胺能神经活性调节的髓鞘可塑性可能是阿片类药物奖赏所需的重要回路修饰。
 
 
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