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深腦成像技術解碼腦幹關鍵結構

日期:2025-05-09 來源:科技日報 瀏覽量: 字號:
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日本自然科學研究機構科學家開發出一種創新的深腦成像技術,用於研究大腦中一個關鍵的腦幹結構——孤立管核(NTS)。該成果打開了“腦—身—心”互動研究新窗口,不僅為研究腦—體之間的複雜聯繫提供了有力工具,也為基礎神經科學研究向臨床轉化搭建了橋樑。相關論文發表於最新一期《細胞報告方法》。

NTS是通過迷走神經介導大腦與身體器官之間交流的重要樞紐,這一過程對於情緒調節和整體心理健康至關重要。然而,此前傳統的成像方法無法在活體動物中對其進行全面觀察。而NTS之所以難以研究,是因為它位於小腦下方的深層區域。舊方法爲了接近NTS,不得不移除小腦,但小腦也是運動協調的重要中樞,同時被認為參與情緒調節。因此,科學界需要一種既能保留小腦功能、又能觀察NTS的新方法。

此次,團隊介紹了一種新的實時NTS成像技術,被稱為“D-PSCAN”(基於雙棱鏡的小腦下腦幹結構與神經迴路成像)。該技術能夠在不干擾小腦功能的前提下,對活體實驗對象的NTS神經活動進行高分辨率、微創的可視化記錄。

該技術的核心在於,在小腦與腦幹之間精確植入由兩個微型棱鏡組成的裝置,從而實現對NTS的廣泛而清晰的視野覆蓋。團隊測試了NTS對迷走神經電刺激的反應。迷走神經負責將來自內臟器官的信號傳遞至NTS。他們發現,特定強度的迷走神經電刺激能夠激活NTS中的神經元,並且不同的刺激參數會導致不同的神經響應模式,包括興奮性增強或抑制效應。目前,迷走神經電刺激已被用於治療耐藥性癲癇,其在抑鬱症等精神和神經系統疾病中的應用也在探索中,此次有望優化相關治療參數。

團隊還研究了NTS在更自然條件下的功能表現:當小鼠攝入食物後,腸道釋放的激素能夠引發NTS的神經活動,這表明NTS在感知和整合來自身體內部信號方面發揮着重要作用。

深入理解這一機制有助於開發針對精神和神經疾病的新型療法,促進人類心理健康與整體福祉。

總編輯圈點

NTS位於延髓背側,是迷走神經感覺傳入的第一級中樞。研究人員很難在活體動物中對其運行機制開展精細探測,因為其位置隱蔽,甚至需要“挪開”小腦才方便觀察。此次,科研人員採用了一種新的實時NTS成像技術,在小腦與腦幹之間精確植入由兩個微型棱鏡組成的裝置,以巧妙的設計獲得對NTS清晰的觀測視野。研究表明,NTS可以感知和整合來自身體內部信號。對NTS的深入研究,或有助於對腦部、心理疾病的治療。

來源:科技日報

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編輯:羅懿 校對:馬又清 監製:黎知明
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