美國紐約大學朗格尼醫(yī)學中心等多家單位研究人員通過小鼠實驗發(fā)現(xiàn)，腦中一個特殊部位的功能就像信息“交換臺”，能引導來自外部世界和內部記憶中的信號。通常人類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(xiàn)為“交換臺”混亂。研究人員認為，這一發(fā)現(xiàn)為理解和治療這些疾病提供了新策略。相關論文發(fā)表在最近的《細胞》雜志上。

　　據(jù)報道，研究人員用多電極技術記錄了丘腦網(wǎng)狀核(TRN)區(qū)神經元的活動，發(fā)現(xiàn)這里就是“交換臺”所在。TRN位于前腦，是覆蓋著丘腦的薄薄一層神經元，能把來自外界的信息，如視覺信號和來自內部的記憶信息引導到它們正確的目的地：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，如學習和語言；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(xiàn)，TRN細胞的活動取決于小鼠的睡眠和警覺兩種狀態(tài)。在睡眠中，控制感覺輸入的TRN細胞更加活躍，尤其是在快周期腦波（即紡錘波，與睡眠期間的感覺輸入屏蔽有關）短暫爆發(fā)期間。在警覺狀態(tài)，TRN細胞放電非常少。研究小組負責人、紐約大學神經科學院神經病學副教授邁克爾·哈拉薩解釋說，這表明這些神經元在睡眠期間屏蔽了外部信息流，而在小鼠清醒和警覺狀態(tài)，卻能促進信息流。如果TRN細胞損壞，可能會破壞對環(huán)境信息的篩選。目前他們正在動物模型中研究這種篩選過程。

　　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。因為丘腦神經元與海馬體相連，而海馬體在學習與記憶中至關重要。

　　在第二部分實驗中，研究小組用光控基因技術打開和關閉神經元，測試在警覺狀態(tài)下TRN細胞放電是否影響小鼠的注意力。

　　他們先讓小鼠學習把視覺刺激和食物聯(lián)系在一起。當刺激信號出現(xiàn)時，充分休息的小鼠只需一兩秒就能發(fā)現(xiàn)食物，而睡眠剝奪小鼠用的時間更長。打開控制視覺部分的TRN細胞（這是正常睡眠中會發(fā)生的），充分休息的小鼠就會表現(xiàn)得像睡眠剝奪小鼠；而關閉這些細胞后，睡眠剝奪小鼠也能很快發(fā)現(xiàn)食物。

　　“控制光開關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，“以往我們從未看到過這一結構是怎樣工作的。實驗顯示了信息在腦中是怎樣按路線發(fā)送的，以及精神紊亂中這些路線可能受到了怎樣的破壞。”這有望為多種神經紊亂找到新的治療標靶。