2022年11月21日

科学家们优化方法来研究一种关键的模式生物中休息的大脑

东京都大学

东京都市大学的研究人员领导的一个团队已经确定了使用功能性核磁共振成像研究绒猴大脑静息状态的最佳方法。研究经常使用镇静剂和麻醉药来限制测量过程中的运动，但药物本身会影响大脑活动。研究小组研究了7种药物，并确定了在保持正常功能的同时尽量减少运动的选择。他们的工作将研究范围扩展到一种重要的模式生物。

模式生物是科学家为了了解生物学的某些方面而研究的物种，这些方面可能适用于其他生物。从面包酵母、果蝇到豚鼠，样本的大小和种类都很广。最近，普通的狨猴，一种来自南美洲的小型灵长类动物，引起了人们的极大兴趣，尤其是在神经科学领域。尽管它们的体型很小，但它们保留了高度发达的身体大脑灵长类动物的结构，这使得开展研究成为可能，这些研究可能会告诉我们自己的大脑是如何工作的，以及我们如何克服影响高级大脑功能的疾病。

一个重要的研究方向是使用功能性核磁共振成像(fMRI)来研究绒猴休息时的大脑。功能磁共振成像是一种非侵入性成像技术血液流动身体内部;在大脑中，这与局部活动有关。这让我们得以一窥静息状态网络(RSN)，这是大脑不同部分之间连接的关键网络。然而，在功能磁共振成像仪上研究狨猴需要限制;这反过来又需要镇静剂/麻醉药来减少动物的痛苦。药物本身可以干扰大脑的活动，限制了调查结果的范围。

因此，由副教授Junichi Hata领导的研究小组开始研究对RSN影响最小的药物。他们测试了7种常见的镇静剂和麻醉药，比较了动物清醒时和服药时的RSN，并跟踪头部运动，这本身就会影响数据的质量。

他们发现咪达唑仑(Mida)和右美托咪定(Dex)在保持大脑网络方面效果最好，但会留下一些头部运动的痕迹。其余五种药物中的三种，Alfaxalone (Alfa)，异氟醚(Iso)和七氟醚(Sevo)，被证明对大脑功能有显著影响，但最后两种，异丙酚(Propo)和异氟醚和右美托咪定的组合(IsoDex)，在保持最小运动的同时保留了足够的RSN。

研究小组的结论是，咪达唑仑或右美托咪定联合一些轻度抑制可能是获得最准确数据的最现实的解决方案，但当抑制困难时，应该使用异丙酚或异氟醚/右美托咪定组合。