美國紐約大學(xué)朗格尼醫學(xué)中心等多家單位研究人員通過(guò)小鼠實(shí)驗發(fā)現，腦中一個(gè)特殊部位的功能就像信息“交換臺”，能引導來(lái)自外部世界和內部記憶中的信號。通常人類(lèi)腦功能紊亂疾病如精神分裂、自閉癥、創(chuàng )傷后應激障礙等都表現為“交換臺”混亂。研究人員認為，這一發(fā)現為理解和治療這些疾病提供了新策略。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《細胞》雜志上。

　　據報道，研究人員用多電極技術(shù)記錄了丘腦網(wǎng)狀核(TRN)區神經(jīng)元的活動(dòng)，發(fā)現這里就是“交換臺”所在。TRN位于前腦，是覆蓋著(zhù)丘腦的薄薄一層神經(jīng)元，能把來(lái)自外界的信息，如視覺(jué)信號和來(lái)自?xún)炔康挠洃浶畔⒁龑У剿鼈冋_的目的地：一方面把信息傳遞到大腦皮層，再由大腦皮層負責高級功能，如學(xué)習和語(yǔ)言；另一方面向丘腦發(fā)送抑制信號，決定哪些信息應被屏蔽。

　　他們發(fā)現，TRN細胞的活動(dòng)取決于小鼠的睡眠和警覺(jué)兩種狀態(tài)。在睡眠中，控制感覺(jué)輸入的TRN細胞更加活躍，尤其是在快周期腦波（即紡錘波，與睡眠期間的感覺(jué)輸入屏蔽有關(guān)）短暫爆發(fā)期間。在警覺(jué)狀態(tài)，TRN細胞放電非常少。研究小組負責人、紐約大學(xué)神經(jīng)科學(xué)院神經(jīng)病學(xué)副教授邁克爾·哈拉薩解釋說(shuō)，這表明這些神經(jīng)元在睡眠期間屏蔽了外部信息流，而在小鼠清醒和警覺(jué)狀態(tài)，卻能促進(jìn)信息流。如果TRN細胞損壞，可能會(huì )破壞對環(huán)境信息的篩選。目前他們正在動(dòng)物模型中研究這種篩選過(guò)程。

　　TRN細胞在睡眠中也能極少放電，降低活躍性，以相反的方式控制內部信息流。哈拉薩推測，已知記憶是在睡眠期間形成的，或許這樣能使記憶形成。因為丘腦神經(jīng)元與海馬體相連，而海馬體在學(xué)習與記憶中至關(guān)重要。

　　在第二部分實(shí)驗中，研究小組用光控基因技術(shù)打開(kāi)和關(guān)閉神經(jīng)元，測試在警覺(jué)狀態(tài)下TRN細胞放電是否影響小鼠的注意力。

　　他們先讓小鼠學(xué)習把視覺(jué)刺激和食物聯(lián)系在一起。當刺激信號出現時(shí)，充分休息的小鼠只需一兩秒就能發(fā)現食物，而睡眠剝奪小鼠用的時(shí)間更長(cháng)。打開(kāi)控制視覺(jué)部分的TRN細胞（這是正常睡眠中會(huì )發(fā)生的），充分休息的小鼠就會(huì )表現得像睡眠剝奪小鼠；而關(guān)閉這些細胞后，睡眠剝奪小鼠也能很快發(fā)現食物。

　　“控制光開(kāi)關(guān)好像能轉換小鼠的精神狀態(tài)，改變它們的信息處理速度。”哈拉薩說(shuō)，“以往我們從未看到過(guò)這一結構是怎樣工作的。實(shí)驗顯示了信息在腦中是怎樣按路線(xiàn)發(fā)送的，以及精神紊亂中這些路線(xiàn)可能受到了怎樣的破壞。”這有望為多種神經(jīng)紊亂找到新的治療標靶。