发布时间：2023-11-01
2023年10月31日，《Cell Reports》杂志在线发表了题为《An Atlas of Itch-Associated Neural Dynamics in the Mouse Brain》的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、神经科学国家重点实验室的孙衍刚研究组完成。研究团队运用在体光纤记录技术，绘制了小鼠大脑在两种痒觉模型下的神经动力学图谱。
瘙痒引发的抓挠反应是一种本能的防御机制，有助于动物清除潜在的的有害刺激。产生瘙痒的化学刺激大致可分为两类：组胺依赖型（如组胺、化合物48/80等）和非组胺依赖型（如氯喹、BAM8-22等）。“瘙痒-抓挠”周期涉及感觉、运动、情绪以及动机等多个方面。那么，大脑是如何编码这些复杂过程的？大脑对组胺依赖性瘙痒与非组胺依赖性瘙痒在处理机制上有何异同？目前，我们对这些问题的科学认知仍很有限。
为深入探究上述问题，研究团队采用在体光纤记录技术，对小鼠大脑的多个关键区域（包括皮层、丘脑和中脑等的126个脑区）进行了神经元钙活动和抓挠行为的实时记录和分析。研究结果揭示，小鼠大脑对组胺和氯喹引起的瘙痒表现出复杂多样的神经活动模式。例如，在组胺模型中，包括伏隔核在内的特定脑区，在瘙痒引发的抓挠行为结束后才表现出显著的神经活动。相对的，在氯喹模型中，如脑桥网状结构等脑区在抓挠行为的起始时刻出现一种瞬时的激活状态。更为重要的是，对组胺和氯喹所引发的瘙痒，小鼠大脑皮层之间存在着功能性差异的神经网络。总之，本项研究为我们理解痒觉感知的神经机制，特别是在痒觉相关的神经网络方面提供了新的视角和基础。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心孙衍刚研究员为该论文的通讯作者；孙衍刚研究组陈文振博士为该论文的第一作者；沈亭宇、王蒙、袁麟、王林翰和丁文群做出了重要贡献；脑智卓越中心全脑介观神经联接图谱研究平台史晓雪和王晓飞提供了重要帮助；比较神经成像研究组研究员梁智锋、工程师薄斌仕以及瑞士苏黎世大学脑研究所Yaroslav Sych博士在数据分析方面提供了重要帮助；该研究得到科技部、中国科学院、国家自然基金委员会和上海市的支持。
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