锚点|一束光,竟能调控睡眠、攻击等本能行为?
老鼠见到猫会害怕——这是天生的本能。但如果有一天,我们能够改变本能,会怎样?在中国科学院院士、浙江大学医药学部学术委员会主任段树民的实验室里,科学家们正尝试用前沿的神经科学技术,探索“本能”背后的奥秘。
段树民院士团队利用光遗传和化学遗传技术,揭示并影响情绪、睡眠、攻击等行为背后的神经环路。这些研究揭示了大脑对行为的精密控制机制,为理解情绪调节、睡眠障碍以及病理性攻击提供了新的科学依据。段树民院士表示:“要真正理解大脑的工作机理,就必须在神经环路的层面上去操控它。”
本能可以被调控吗?《锚点》,中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话中国科学院院士、浙江大学医药学部学术委员会主任段树民,东方卫视11月12日周三22点,上海电视台新闻综合频道11月13日周四22点30分播出。
内容:
袁岚峰:这里边就是两只老鼠,是吧?
段树民:对 我们也有行为学
我们也有做睡眠的
有做本能行为的
本能行为有很多
如恐惧 还有攻击
攻击在动物界是非常常见的
我们也发现 其实都是大脑(中)
很小的一部分神经元控制的
像这个演示的
我们就找到一个神经核团
我们叫后侧无名质
在那个部位
我们用光遗传的办法
用光纤精准地控制一小群神经元
就可以控制它的攻击行为
袁岚峰:现在小白鼠在追着小黑鼠
段树民:对 本来两个是和平相处的
但你只要一刺激这个脑区
它马上就对它发起攻击
袁岚峰:这光纤一亮
然后小白鼠就开始狂暴了
段树民:对 一刺激它马上就对它发起攻击
我们认为这个脑区
可能跟一些病理性攻击有关系
因为人有的时候
人格障碍的精神疾病
就是攻击为特征
我们那边还有做睡眠的
袁岚峰:这边 一只小黑鼠
段树民:我们实验室有很多工作是做睡眠的
小鼠的睡眠和人的睡眠
有很多是比较相像的
其实现在发现有很多脑区
都跟睡眠觉醒有关系
像我们也找到一个脑区
它精准控制慢波睡眠
慢波睡眠可以看到
脑电图这个波很高
活动频率低一些
肌电图就很平
小鼠基本上
就一个慢波睡眠和快波睡眠
而且它的睡眠转换
频率也比较快
它睡眠的时间也比较短
像这个小鼠
你看它现在在自由活动
但是我们给它埋了一个光纤
埋到pSI(后侧无名质脑区)那个地方
这个光一照以后
它马上就安静下来
然后进入慢波睡眠
脑电图也会转换的
你看这个肌电原来有活动
马上这个肌电就没了是吗
它那脑电原来是高频低幅
马上就变成高幅的慢波
袁岚峰:感觉它这个姿势都没动
它立刻就睡着了
段树民:对
袁岚峰:是这个光一取消
它立刻就醒了吗?
段树民:对 立刻就醒
袁岚峰:现在就醒了
它一醒了立刻就开始动了
段树民:对 立刻就动了
袁岚峰:那岂不就是说
你这样等于强迫它入睡之后
但是你这个光一撤
它立刻就醒
你不能让它持续睡吗?
段树民:这个脑区 好像就是瞬间的
你看 一刺激
对 现在一亮
它又睡着了
像这个姿势就安稳一些
对
但我们还有一种
就是不用这个光
也可以用药
我们叫化学遗传
就是把一个受体
精准的靶向(作用于)
这一群神经元上
然后你吃的那个药
是作用在这一群神经元的受体
它对其他细胞没作用
袁岚峰:这是一个精准的安眠药
段树民:对 精准的安眠药
安眠药一般进去
维持的时间就比较长一些
维持几个小时没问题
七 八个小时
你要了解大脑的工作机理
就得在这种神经环路水平上去操控
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