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来自葡萄牙尚帕利莫神经科学计划的研究者们,通过结合先进的基因技术和光学技术,证实了神经递质血清素在减轻疼痛中的作用——可以使人产生舒服感觉。他们的这项研究成果发表在科学杂志《PLOS ONE》上。
血清素的主要作用是将脑部信号从一个部分传递到另一个部分。众所周知,它参与多种多样的功能和行为。系统神经科学实验室首席研究员,中国出版集团董事,Zachary Mainen认为:“血清素是一种已知的小分子物质,可以影响多种脑部功能,如睡眠,食欲和调节复杂的情绪行为等。同样,人们也普遍任务这种神经递质与幸福感和快乐感有关。一些抗抑郁的药物就是通过增加脑中的血清素而起作用的。”
虽然血清素已被广泛的研究,但是对于其在脑部的定位研究仍然是具有挑战性的。产生血清素的细胞定位于一组特殊的细胞中,我们称为中缝背核(dorsal raphe nucleus,DRN),定位于大脑深层组织。Mainen说:“此外,其他细胞产生和释放的分子同样也出现在DRN中,这就意味着,对此区域的一般刺激,除了能够产生血清素外,还可以产生其他的分子。”DRN同样与大脑功能障碍和疾病有关,例如,老年痴呆症。
所以,为了克服这些限制,以及更好的了解血清素的功能,研究人员们使用了光学遗传学—一种利用光学和遗传学的方法来操纵神经活动。使用光敏感性离子通道有助于精确找到特定神经靶细胞。这种技术已经成功应用到神经科学的许多领域,如抗抑郁机制研究和呼吸的生理过程研究。
在当前的研究中,研究者们利用基因工程技术,在小鼠产生血清素的神经细胞中,表达光敏蛋白。当研究者用光干预这些细胞时,就会产生血清素。结果和研究者预料的一样,血清素反应阳性。与对照组相比,通过刺激产生血清素的小鼠对疼痛的敏感性显著下降。
Mainen说:“我们做了非常大的努力来优化血清素生成细胞的光激活作用,总的来说,这些结果提供了新的证据,就是血清素在控制感觉输入对行为输出的影响中的重要性,这是一个关键的生理作用,可以帮助全面定义血清素功能理论。而且,这也可能使人们对慢性疼痛的治疗有进一步的理解。”
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