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新闻 自闭症研究的最新进展。
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合理的策略能够精确控制大脑回路

通过/ 2018年11月6日
温柔的波:研究人员用超声波将携带病毒的受体(红色)输送到老鼠的海马体。

将声波轻轻推入老鼠的头部,将分子探针推入大脑,控制那里的活动。这项技术提供了一种非侵入性的方法来控制特定的大脑回路,并可能最终用于治疗自闭症等疾病。

研究人员今天描述了这种方法2018年神经科学学会年会在加州的圣地亚哥。

“神经回路是大多数疾病的核心,但我们还没有非侵入性地针对特定神经回路的方法,”他说杰西Szablowski他是哈佛大学的博士后研究员米哈伊尔•夏皮罗他在帕萨迪纳的加州理工学院的实验室展示了这项研究。

在一种被称为化学遗传学的成熟技术中,研究人员使用一种病毒将合成受体运送到神经元中。当药物与受体结合时,反应会激活或抑制神经元。

然而,对于化学遗传学,研究人员必须将病毒注入大脑。病毒不能从血液中进入,因为一组特殊的细胞形成了血脑屏障。这种注射需要手术,而且经常会损伤大脑。

Szablowski和他的同事们用超声波将病毒推进老鼠体内的屏障。

擦除记忆:

他们将病毒注射到老鼠的血液中。然后他们注入了微小的气泡,并在头部放置了一个超声波探头,将一束声波传送到海马体(控制学习和记忆的大脑区域)的六个点。声波引起气泡振动,对血脑屏障施加轻微压力,导致血脑屏障暂时打开。病毒通过这些开口扩散。

光束被聚焦,使每次应用只影响直径约1至4毫米的区域,使研究人员能够精确控制病毒感染的大脑部位。

六到八周后,老鼠在整个海马体中产生合成受体。由于病毒的特性,受体只在促进大脑活动的神经元中表达。

研究人员给其中一些老鼠服用了一种药物,这种药物可以与受体结合,抑制神经元的活动。他们在房间里对老鼠进行了三次痛苦的足电击。一天后,控制组的老鼠在被放置在实验室内时被冻住了——这表明它们形成了恐惧记忆。但是,服用了这种药物的小鼠并没有冻结,这表明抑制海马神经元干扰了记忆的形成。

除了海马体,研究人员没有发现受体在其他地方表达的迹象。而且大部分的大脑似乎没有受到声波的影响,尽管研究人员确实看到了小区域的组织损伤。

Szablowski的团队正试图提高声波的空间精度。研究人员还在更大的动物身上测试这项技术,比如老鼠。他们在七月刊上描述了他们的方法自然生物医学工程1

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修正

这篇文章是在原文的基础上修改的。光束直径约为1至4毫米,而不是原来所说的14至20毫米。


引用:
  1. Szablowski J.O.et al。Nat保证生物医学。Eng。2475 - 484 (2018)摘要