科学家详细描述了与神经系统疾病有关的大脑动力学

当你做白日梦，或思考一些烦人的事情，或思考过去，或计划未来时，你大脑中最活跃的部分是默认模式网络(DMN)，它包括前额叶皮层的一部分。长期以来，科学家们一直假设DMN动态的变化在某些行为中起着重要作用，比如与注意力缺陷多动障碍相关的行为;疾病，如阿尔茨海默氏症和帕金森症;以及抑郁症和自闭症等疾病。

但是科学家们还没有完全理解控制DMN动态的精确机制。现在，北卡罗来纳大学医学院的研究人员在神经学副教授Ian Shih博士的带领下，通过实验记录了神经元和神经元之间的相互作用大脑化学物质在大脑区域，导致DMN动力学的改变。

发表在杂志上科学的进步这项在小鼠身上的研究为DMN动态如何通过激活蓝斑(LC)而改变提供了证据，蓝斑是脑干中释放去甲肾上腺素的小脑核。它还提出了恢复DMN功能的治疗新靶点。

“许多脑成像仪对识别控制大规模大脑网络的电路机制有着巨大的兴趣，”Shih说，他是北卡罗来纳大学生物医学研究想象中心(BRIC)动物MRI中心(CAMRI)的资深作者和主任。ob欧宝直播nba“但一个特定的神经递质系统如何改变整个大脑的动态仍然不完全清楚。我们的工作有助于解释去甲肾上腺素如何影响大脑的活动和连通性，导致DMN的变化。”

Shih和第一作者，北卡罗来纳大学教堂山分校研究生Esteban Oyarzabal博士领导了这项研究功能性磁共振磁共振成像(fMRI)的研究小鼠模型在LC中表达合成受体。然后他们研究了LC对DMN的影响。

创建一个模型来表达这些合成受体，使研究人员能够通过使用可以选择性激活这些受体的化合物来操纵脑细胞活动。这种由北卡罗来纳大学药理学研究员Byran Roth(医学博士，博士)首创的“化学发生”技术非常适合Shih的团队在fMRI期间操纵LC。他们发现，激活LC会导致该区域的血管收缩，同时增加DMN额叶皮层区域的低频fMRI活动变化。

然后，科学家们创建了一个光学测量平台，以同时测量去甲肾上腺素的释放量、神经元钙活性和脑血容量的变化。他们证明，LC中的去甲肾上腺素可以增加额叶皮层神经元的尖峰活动，同时降低血容量．

“这对功能磁共振成像数据的解释具有重要意义，”Shih说，“因为已经有广泛的记录表明，大脑中的神经元和血管活动是相关的。现在，我们证明了这种耦合受到去甲肾上腺素的影响。“他们还证明，LC-NE神经元的化学活化加强了DMN额叶皮层区域内神经元的通信。他们发现retrosplenial皮层海马体区域大脑可以调节此功能的连通性。

Shih说:“我们相信，当LC神经元在阿尔茨海默病和帕金森病中退化时，这两个区域可能成为控制额叶皮层区域和恢复DMN功能的新靶点。”