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我们的大脑如何引起不同的叹息新的发现可以提供答案

2022-09-23 10:44:00 来源: 用户: 

根据一项计划于6月16日发表在《细胞报告》杂志上的研究,一组神经元控制着各种类型的叹息,但它们会根据叹息的原因接收来自大脑不同区域的指令。

人类和其他哺乳动物每隔几分钟就会自动叹气,以维持正常的肺功能。这种所谓的基本叹息是正常呼吸过程的一部分,不需要我们思考就会自动发生。然而,除了满足基本的生理目的,叹息也可以作为情绪的行为反应,从压力、烦恼到缓解。

密歇根大学生命科学研究所的生理学家兼助理教授李鹏说:“我们想知道情感和生理上所有这些不同的输入是如何导致相同的行为输出的。”

理解大脑对情绪的控制是神经生物学和精神病学的中心目标,但由于情绪大脑状态及其复杂输出的挑战,很难做到这一点。

由于叹息可以提供简单而可测量的大脑输出,李和他的同事们利用它们来了解更多关于神经回路如何交流以调节行为反应的信息。通过研究老鼠的回路,他们研究了独特的神经回路如何使大脑在不同的情况下控制叹息和呼吸——老鼠的回路也表现出基本的和情绪化的叹息,大脑的结构与人类相似。

此前,李和他的同事发现了神经元和调节基本叹息的方法。在这项最新的研究中,研究人员跟踪了这些所谓的NMB神经元(表达神经介素B的神经元的缩写),以观察小鼠在压力下会接收到什么信号,并发现了12个前脑区域,这些区域直接向大脑发送信号。叹息控制中心。

当老鼠被限制在一个狭窄的空间,这导致了幽闭恐惧症,它们的叹息率增加了两到三倍。使用遗传工具,研究人员在前大脑区域发现了另一种神经元,称为降钙素(HCRT)表达神经元,它在压力下刺激NMB神经元并向其发送信号。然后,研究人员在不限制小鼠的情况下,人工激活HCRT神经元,观察到同样的叹息率变化。

当研究人员沉默NMB神经元时,小鼠的基本叹息和压力诱导的叹息急剧下降。然而,当他们只沉默HCRT神经元时,只有压力引起的叹息减少,而基本的叹息不受影响。

研究人员发现,当小鼠处于有限的压力下时,HCRT神经元也可以导致呼吸频率增加。由于NMB神经元只能控制叹息,而不是规律的呼吸,这一发现表明HCRT神经元同时向大脑的其他部分发送信号,激活不同的压力诱导行为。

“因此,我们发现了调节所有类型叹息的电路,但随着来自大脑不同部分的输入信号,叹息因不同原因而被激活。而且我们发现了另一组神经元,它们在应对幽闭恐惧症的压力时会诱发叹息,并调节其他与幽闭恐惧症相关的输出。”李博士说,他也是密歇根大学医学院和医学院的助理教授。

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