关闭离子渠道加强脑网络

耶鲁大学医学院和克里特岛大学医学院的研究人员在4月20日的《细胞》杂志上报告了第一个动态改变高级大脑网络连接强度的分子机制的证据。

这一发现可能有助于开发药物疗法，治疗正常年龄的认知缺陷，以及精神分裂症、双相情感障碍或注意力缺陷多动障碍(ADHD)的认知变化。

“我们的数据揭示了大脑的唤起系统如何影响来自工作记忆的认知网络 - 这在抽象思维，规划和组织中起着关键作用，以及抑制注意分散注意力的刺激，”艾米阿尔斯滕说，引导作者和神经生物学说耶鲁斯教授。

大脑的前额定皮层（PFC）通常负责所谓的执行职能。PFC维持这种基于记忆的功能的能力随着正常老化而下降，在患有ADHD的人中削弱，并且在精神分裂症和双相情感障碍等疾病中受到严重破坏。

目前的研究发现，PFC中的脑细胞含有被称为具有驻留在树突状脊柱上的超极化活化的循环核苷酸门控通道（HCN）的离子通道，这是专门用于接收信息的神经元的微小突起。当它们暴露于营地时，这些通道可以打开（环状腺苷一磷酸盐）。打开时，信息不再流入单元格，因此网络被有效地断开连接。ARNSTEN表示禁止阵营关闭通道并允许网络重新连接。

该研究还发现禁止阵营生产的通道附近的α-2A肾上腺素能受体，并允许信息通过连接网络，连接网络。这些受体受到天然脑化学脑肾上腺素的刺激或由胍丰碱等药物刺激。

“关菲纳通过保持这些渠道关闭，可以加强这些网络的连接，从而改善工作记忆并减少分心性，”她说。“这是我们第一次在离子渠道的水平上观察到精神疗化药物的作用机制。”

Arnsten说HCN通道的过度开放可能导致高级认知功能的许多缺陷。例如，压力似乎会使PFC神经元充满cAMP，从而打开HCN通道，暂时断开网络，损害更高的认知能力。

也有证据表明，随着年龄的增长，这一途径可能没有得到适当的调控，导致cAMP的破坏。随着年龄的增长，通路的失调可能会导致越来越多的健忘和容易分心。

该研究也与ADHD等常见疾病有关，这与对关注和行为的调节较弱相关。ADHD是高度遗传的，一些患有ADHD的患者可能在削弱去甲肾上腺素的分子中具有遗传变化。用于ADHD的治疗均增强去甲肾上腺素受体的刺激。

这些新数据也对研究人员对更严重的精神疾病，如精神分裂症和双相情感障碍的研究具有重要意义，这些疾病可能涉及一种名为DISC1(精神分裂症分裂)的分子的突变，这种分子通常调节cAMP。精神分裂症或双相情感障碍患者的DISC1功能丧失会增加皮质网络断开和严重的PFC缺陷的易感性。即使是在受到轻微压力的情况下，这可能也会造成特别严重的问题，这可以解释在受到压力后症状经常恶化的原因。“我们发现，患者的基因突变与PFC神经元网络的离子通道调节有关，这是值得注意的，”Arnsten说。

参考:细胞129：1-14（2007年4月20日）

资料来源：耶鲁大学

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