來(lái)源： 學(xué)術(shù)經(jīng)緯　 自閉癥、精神分裂癥等與神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)的疾病有著復(fù)雜的遺傳因素，患者也有一系列不同的癥狀。然而研究人員注意到，有些癥狀在多種神經(jīng)發(fā)育障礙中普遍存在，例如學(xué)習(xí)障礙和注意力缺陷。麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員最近發(fā)現(xiàn)，盡管導(dǎo)致疾病的因素可能因人而異，但認(rèn)知障礙的背后可能有著同樣的神經(jīng)機(jī)制。 這項(xiàng)研究今日在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Neuron上發(fā)表。研究人員通過(guò)小鼠研究揭示，在自閉癥或精神分裂癥患者中發(fā)生突變或缺失的一些基因，在丘腦（thalamus）“殊途同歸”地造成了相似的神經(jīng)環(huán)路功能障礙。這意味著只要能開(kāi)發(fā)藥物來(lái)修復(fù)這一環(huán)路，就有望治療多種不同的精神障礙。 領(lǐng)銜這項(xiàng)研究的馮國(guó)平教授指出：“這項(xiàng)研究為認(rèn)知障礙揭示了新的環(huán)路機(jī)制，并且指出了開(kāi)發(fā)新療法的未來(lái)方向——不根據(jù)患者表現(xiàn)出的綜合行為，而是根據(jù)背后的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制，來(lái)劃分不同的患者?！? 近年來(lái)的研究表明，位于大腦深處的丘腦，不僅參與了感覺(jué)信息傳遞，在學(xué)習(xí)和記憶的形成過(guò)程中也扮演一定的角色。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，與認(rèn)知障礙有關(guān)的一些基因，常在這個(gè)腦區(qū)高度表達(dá)。尤其是許多自閉癥和精神分裂風(fēng)險(xiǎn)基因，表達(dá)在丘腦的前背側(cè)核（anterodorsal thalamus，簡(jiǎn)稱AD）。 馮國(guó)平教授領(lǐng)導(dǎo)的小組對(duì)自閉癥風(fēng)險(xiǎn)基因Ptchd1進(jìn)行了長(zhǎng)期研究。當(dāng)他們利用CRISPR-Cas9技術(shù)抑制小鼠丘腦AD中的Ptchd1基因表達(dá)，觀察到動(dòng)物出現(xiàn)了記憶障礙。 利用新穎的技術(shù)追蹤丘腦AD的神經(jīng)投射，研究人員發(fā)現(xiàn)，丘腦AD區(qū)與大腦中另一個(gè)被稱為壓后皮層（retrosplenial cortex，簡(jiǎn)稱RSC）的區(qū)域相連，并確認(rèn)這一環(huán)路對(duì)于編碼記憶必不可缺。當(dāng)Ptchd1基因缺失，這一環(huán)路被破壞，小鼠就記不住曾在某個(gè)房間遭到過(guò)電擊，說(shuō)明它的空間恐懼記憶出現(xiàn)了問(wèn)題。 ▲來(lái)自丘腦前背側(cè)核的神經(jīng)元（紅色）揭示了前丘腦復(fù)合體中這一細(xì)分區(qū)域的獨(dú)特三角結(jié)構(gòu)。綠色為鄰近的丘腦網(wǎng)狀核神經(jīng)元，藍(lán)色是該區(qū)域的細(xì)胞核DAPI染色（圖片來(lái)源：參考資料[1]；Image credit: Dheeraj Roy and Ying Zhang） 研究人員還在這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，丘腦中另一個(gè)被稱為前腹側(cè)（簡(jiǎn)稱AV）的部分也參與了記憶形成。有意思的是，與鄰近的AD區(qū)不同，從AV到RSC的神經(jīng)連接調(diào)節(jié)的是記憶的特異性，也就是讓我們把某個(gè)記憶片段從類似特性的記憶片段中區(qū)分開(kāi)來(lái)。 不僅是Ptchd1，研究人員對(duì)另一個(gè)與自閉癥有關(guān)的基因，以及三個(gè)與精神分裂癥有關(guān)的基因進(jìn)行了相同的實(shí)驗(yàn)，在所有小鼠中看到了相似的結(jié)果：減少這些基因的表達(dá)后，都會(huì)造成記憶障礙。 ▲本研究的圖示（圖片來(lái)源：參考資料[1]） 更重要的是，這些基因減少表達(dá)后，都會(huì)造成丘腦AD區(qū)的神經(jīng)元過(guò)度興奮。研究人員認(rèn)為，這些結(jié)果解釋了為什么這幾種基因突變或缺失時(shí)患者可能都有記憶障礙。關(guān)于學(xué)習(xí)和記憶的主流理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)的過(guò)程就是形成記憶時(shí)產(chǎn)生的突觸（即神經(jīng)連接）得到增強(qiáng)。 基于這一機(jī)制，研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種恢復(fù)認(rèn)知的策略。他們?cè)O(shè)法人為降低了丘腦AD神經(jīng)元的過(guò)度興奮，使幾種基因突變小鼠重新具有了正常的認(rèn)知功能。盡管研究人員在實(shí)驗(yàn)中采用的化學(xué)遺傳方法尚未獲批用在人類身上，但研究人員說(shuō)，還有其他可能的方式靶向這一神經(jīng)環(huán)路。 注：原文有刪減 參考資料： [1] Dheeraj Roy et al., (2021) Anterior Thalamic Dysfunction Underlies Cognitive Deficits in a Subset of Neuropsychiatric Disease Models. Neuron Doi: [2] Some brain disorders exhibit similar circuit malfunctions, Retrieved June 30, 2021, from https://news.mit.edu/2021/circuit-brain-disorders-0630