好奇心和探索新環境是生物適應和生存的本能行為🔐👳。探索性行為依賴於高度覺醒，然而🏋🏻♂️🤏，與探索行為相關的覺醒神經環路及其機製有待闡明🪕。近日，藥理學系睡眠課題組團隊在Nature Communications發表研究成果，揭示丘腦下旁核（parasubthalamic nucleus, PSTN）鈣網膜蛋白（calretinin, CR）神經元調控探索相關覺醒行為的作用及機製。
研究人員采用光纖鈣信號記錄PSTNCR神經元在自主睡眠-覺醒和其它多種行為中的活性變化，發現PSTNCR神經元在覺醒和探索行為中活性最高，表明其與覺醒和探索行為高度相關♡🐘。運用控製神經元活性的化學遺傳學和光遺傳學方法👭🏼，結合腦電肌電記錄以及行為學實驗進一步研究發現：激活PSTNCR神經元可顯著增加小鼠覺醒時間以及覺醒期間探索行為的比例🚑🚿，反之，抑製PSTNCR神經元則顯著降低小鼠覺醒以及探索行為👨👩👧👦，表明PSTNCR神經元調控生理性覺醒和探索行為👨👨👧。為闡明PSTNCR神經元調節覺醒行為的神經環路機製☂️，采用形態學🐻、電生理學技術和光遺傳學方法等，發現PSTNCR神經元主要通過PSTNCR-VTA（ventral tegmental area，腹側被蓋區）和PSTNCR-PB（parabrachial nucleus, 臂旁核）通路調控覺醒🧑💻，而PSTNCR-VTA通路誘導的覺醒與探索行為相關。雖然PSTNCR向覺醒核團丘腦室旁核（paraventricular thalamus，PVT）發出纖維投射🤟🏻，但PSTNCR-PVT環路在PSTNCR主導的覺醒和探索行為中不發揮作用🧑🏿🔧🫄。
該研究揭示了PSTNCR神經元調控覺醒和探索行為的作用及其神經環路機製，但與焦慮及抑郁等負面情緒無關🛜。研究成果可能為臨床治療睡眠障礙提供新靶點和新思路。
課題組成員郭涵和江建波為論文共同第一作者；MK体育平台黃誌力教授👰🏽，曲衛敏教授和MK体育平台附屬中山醫院李善群教授為共同通訊作者。本工作得到腦科學研究院何苗教授🤶🏽、日本築波大學Lazarus Michael研究員等人員的支持和幫助。該研究在中國腦計劃“腦科學與類腦研究”重大科技項目👉、國家重點研發計劃🧩、國家自然科學基金和上海市科委等課題支持下完成。
文章信息及鏈接👨🏼💼：Han Guo, Jian-Bo Jiang, Wei Xu, Mu-Tian Zhang, Hui Chen, Huan-Ying Shi, Lu Wang, Miao He, Michael Lazarus, Shan-Qun Li, Zhi-Li Huang & Wei-MinQu. Nature Communications. 2023, April 25, 14:2346. https://doi.org/10.1038/s41467-023-37797-y
