加利福尼亚州的一组科学家通过将激光脉冲的闪光灯引导到动物的中央丘脑中部,成功地操纵了大鼠的意识,该地区控制着唤醒。
这项研究的高级作者斯坦福大学的金·亨利(Jin Hyung Lee)博士说,中央丘脑似乎像无线电表盘,将大脑调整为活动和唤醒的各种状态,这意味着丘脑将神经元从身体转移到皮层。
当丘脑中部的神经元因脑损伤而受损时,该人会在注意力,记忆,睡眠等方面遇到问题。
先前的研究表明,如果丘脑中部的神经元受到刺激,实际上微不足道的受伤患者实际上可以被唤醒。
这项新研究是特色在日记中Elife,旨在检验这一理论。
睡觉或不睡觉
Lee和她的同事将特定的激光脉冲闪烁到浅色大鼠的光敏丘脑神经元上,导致这些神经元发射。
在每秒大约40或100脉冲的高频刺激中,觉醒了睡眠的大鼠。另一方面,对每秒10种脉冲的低频刺激导致大鼠进入与癫痫发作相似的状态,该状态触发它们在入睡前凝视和变硬。
该团队使用功能性磁共振成像(fMRI)来扫描这些睡眠大鼠的大脑活性,并确认频率变化时丘脑神经元发射的不同方式。
以这种方式改变了丘脑的频率:在低频刺激期间,抑制性神经元称为Zona incerta,在附近的大脑区域中发现,它会发射发送给感觉皮质的独特模式。触发Zona incerta神经元以纺锤体的方式移动,该模式通常在睡眠期间发生。
当研究人员试图阻止这些神经元在低频刺激的中间发射时,感觉皮层的平均活性升高了。
希望脑损伤患者吗?
丘脑中部的刺激显示出治疗创伤性脑损伤的希望,但研究人员说,意识水平降低的患者通过这些刺激治疗表现出缓慢的进展。
李说,他们的研究仍然表明,大脑的硬线如何调节唤醒状态。
“我们希望利用这些知识为脑损伤和其他神经系统疾病开发更好的治疗方法,”说李。