光照射脊髓,动物实验 中国实验动物信息网 2020-08-17 721

　　美国麻省理工学院（MIT）的神经科学家首次意识到使用上光技术来控制动物肌肉运动。他们用蓝光照亮了清醒小鼠的脊髓，而小鼠的后爪都无法移动。研究人员认为，这一结果提供了一种新方法，可以帮助人们研究复杂的脊髓如何协调运动和感觉过程。

　　这项研究由麻省理工学院麦戈文脑科学研究所教授埃米利奥·比奇（Emilio Beach）领导。过去，神经科学家使用电刺激或药物干预来控制神经元的活动并了解其功能。尽管这些方法揭示了许多有关脊髓的信息，但仍无法精确控制特定类型的神经元。这项研究探索了使用上光技术来研究抑制性中间神经元的功能。这些神经元与脊髓中的其他神经元形成回路，以执行来自大脑的命令，并将感觉信息从四肢发送到大脑。 光遗传学技术允许某些类型的神经元通过基因编程表达称为视蛋白的光敏蛋白。视蛋白是离子通道，是介导神经元电活动的“泵”。暴露在光线下会阻止某些视蛋白的活性并激活其他视蛋白的活性。脊髓中的抑制性神经元可防止肌肉收缩。这是保持平衡和协调锻炼的关键。例如，当您在嘴里放一个苹果时，您的二头肌收缩而您的三头肌放松。麻省理工学院神经科学教授冯国平已经使用转基因技术来培养小鼠，其中抑制性脊髓神经元可以表达一种被称为通道视紫红质2的视蛋白，该蛋白被蓝光照射激活。 ..在实验中，小鼠能够自由移动，研究人员观察到了在小鼠脊髓上照射各种点并激活神经元的效果。当激活胸椎中的抑制性神经元时，两条腿立即在小鼠中停止运动，这表明对胸椎的抑制可能会传递到脊髓。它已显示出来。” Kagino先生说。他们还发现激活被抑制的神经元不会影响感觉信号和正常神经反射的传递。

　　“使用光遗传学也提出了有趣的问题。”例如，美国德雷塞尔大学神经生物学和解剖学教授西蒙·吉斯特（Simon Gist）表示：“这种机制将是一种全面的机制。致命的大脑转换是否会把抑制性神经元发展成使人们有更多自由选择运动方式的模块？”

　　但是这项研究也显示了光基因组学的好处。麻省理工学院的团队希望继续使用它。探索其他类型的脊髓神经元，以了解大脑命令如何影响这些脊髓回路。