海马体中的抑制性中间神经元刺激发育中的大脑

海马体
海马体是大脑中主要负责记忆形成的区域。信贷:索尔克研究所

大脑功能依赖于平衡或“刹车”兴奋的抑制性细胞。这些神经元允许大脑处理信息,也可以防止失控的癫痫发作。然而,来自乔治华盛顿大学(George Washington University, GW)的一项新研究报告称,在发育中的大脑的一些关键结构中,抑制性神经元引起兴奋,而不是抑制大脑活动。研究结果发表在科学的进步,可能会对新生儿癫痫的治疗产生影响。

伽马氨基丁酸(GABA)释放,或伽马氨基丁酸能,中间神经元介导了哺乳动物大脑的抑制。尽管它们在成人中很重要,在比如自闭症,中间神经元的作用了解甚少。对GABA在早期网络功能中的作用的更全面的理解对于设计新生儿癫痫的治疗是至关重要的,因为在婴儿癫痫发作时增加GABA受体功能的标准治疗通常是无效的。

乔治华盛顿大学的研究人员验证了一个长期存在的假设,即大脑的抑制系统在发育过程中实际上是兴奋的,这一假设以前没有在体内被证实过。

“这是第一个证据,表明这些神经元实际上在体内是兴奋的,”马修·科隆纳斯博士说,他是乔治华盛顿大学医学和健康科学学院的药理学和生理学副教授,也是该研究的资深作者。“胎儿大脑中的抑制系统在成人中扮演着制动系统的角色,而在幼小的大脑中则扮演着加速器的角色。”

在这项研究中,研究人员在小鼠模型中局部控制了神经元间活动。他们的研究结果证明,在相当于妊娠晚期早期的年龄阶段,海马中的GABAergic神经元是兴奋的,只是在后期才变得抑制性。该研究还表明,在一个密切相关但不同的区域——视觉皮层中,中间神经元在整个早期发育过程中都受到抑制。

研究小组证明了GABA在不同区域的异质性他给出了一种可能的解释,解释了为什么简单地试图把早期兴奋性GABA变成抑制性GABA,就像目前的抗癫痫治疗所做的那样——可能不起作用,Colonnese解释说。“这真的要取决于癫痫的起源,它们是起源于皮质还是海马组织,它们的扩散,婴儿的年龄,以及癫痫的类型。”

“目前,我们还没有一种有效的治疗新生儿癫痫的方法,”乔治华盛顿大学Colonnese实验室成员、该研究的第一作者Yasunobu Murata博士说。“我的希望是,我们可以利用这些发现,为患有癫痫障碍的婴儿开发更有针对性的治疗方法。”

Murata和Colonnese看到了他们的数据为开发新生儿癫痫药物提供信息的潜力,然而,在这项研究中只检查了两个区域,他们注意到,需要一个更全面的地图,了解中间神经元是兴奋的还是抑制的,以及理解是什么决定了神经元是充当加速器还是制动器。

这项名为“GABAergic中间神经元在体内刺激新生儿海马”的研究由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助,并发表在《科学》杂志(science)上科学的进步


进一步探索

一项研究发现神经肽生长抑素可以增强视觉处理

更多信息:“GABAergic中间神经元在体内刺激新生儿海马”科学的进步(2020)。advances.sciencemag.org/content/6/24/eaba1430
期刊信息: 科学的进步

引用海马体抑制性中间神经元刺激发育中的大脑(2020年6月12日
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