钙波在老鼠大脑减轻抑郁行为

日本理研大脑科学研究所的研究人员已经发现,用直流电刺激大脑的好处来自于它影响astrocytes-not大脑神经元的鼠标。发表在自然通讯工作表明,应用直流头部释放同步波浪星形胶质细胞的钙,可以减少抑郁症状增加,导致神经plasticity-the神经连接的能力改变当我们试图学习或记忆。

经颅直流电刺激(tDCS)是一个著名的和有效的程序,已经使用了几十年临床治疗抑郁症。非侵入性的程序,持续大约30分钟,包括针对特定大脑区域采用弱电流通过。除了减少抑郁症的症状,它甚至可以增强学习和突触可塑性在人类和动物。

“虽然我们知道这种刺激的临床效益持续很长一段时间,”笔记组长Hajime Hirase,“我们的研究旨在了解的细胞机制的影响成为可能。”

因为钙含量astrocytes-a类型的非神经胶质细胞传播有关的大脑最近被证明是重要的传输信号,帮助神经元相互连接形式,Hirase和他的团队决定研究大脑活动期间经颅直流电刺激使用钙成像。

为了实现这一点,他们首先做了一个转基因小鼠表达荧光calcium-indicator蛋白质在星形胶质细胞和神经元在大脑的一个子集。使用此设置,他们能够形象brain-wide钙活动标准荧光显微镜。

钙含量监测时,他们发现经颅刺激引发了大量的钙振幅激增。“令人惊讶的是,钙激增发生很快刺激后发病,”解释了作者Hiromu Monai,”和同步出现在大脑皮层不仅刺激附近的位置。”

钙激增缺席对老鼠进行的同样的实验时,星形胶质细胞的钙水平上升了,要么通过药物阻断击倒一个关键受体或另一个。这使得研究人员知道,星形胶质细胞,而不是神经元,是海浪的来源。这是确认当他们表达了荧光标记使用两种不同的重组腺相关病毒,使他们能够区分神经元中的钙和钙在星形胶质细胞。

接下来,他们检查的重要性钙激增使用鼠标对应激抑郁模型。而经颅刺激通常可以减少类似抑郁的行为在这些老鼠,封锁了星形钙激增时失败。“这说明经颅直流电刺激的积极影响抑郁躺在这些广泛钙激增,“Monai说。“但是,我们也想调查其对神经可塑性的影响。”

检查这个角色的星形钙激增,团队研究了感官反应经颅刺激后的变化。他们测量反应闪光和须扰动,并发现他们超过50%后更大的效应,刺激结束后持续了2个小时。这些塑料改变神经元的反应时消失钙激增星形胶质细胞被阻止,表明其重要性在帮助改变神经元之间的连接。

”,这一机制是由星形的活动是很让她兴奋和暗示,星形胶质细胞可能是神经精神疾病的主要治疗目标,“Hirase指出。”此外,胶质激活通过经颅直流电刺激应仔细检查在灵长类动物(包括人类)和安全标准或许应该重新评估从神经胶质的角度来看。”