研究人员发现了有助于解释光线对情绪影响的大脑通路

情绪障碍
来源:Unsplash/CC0 Public Domain

从季节的日光变化到工作场所的人工照明选择,很明显,一个人遇到的光的数量和质量会显著影响情绪。

现在,布朗大学的科学家们认为他们知道了原因。

在一项新的研究中发表在美国国家科学院院刊,研究小组利用功能性核磁共振成像揭示了其中的原理信号到达以及与情绪有关的大脑结构如何处理这些信号。研究表明,大脑皮层中涉及认知处理和情绪的一些区域对强度。

该研究的主要作者Jerome Sanes是布朗大学卡尼脑科学研究所的神经科学教授,他说,这一发现对理解季节性情感障碍和重度抑郁症等情绪问题以及如何治疗这些问题具有重要意义。

“确定这一途径并了解其功能可能会直接促进治疗抑郁症方法的发展,无论是通过药物操作,还是在途径的选定节点进行非侵入性脑刺激,或者是靶向bright- 1赛内斯说。

这一发现建立在研究报告的合著者之一、布朗大学神经科学教授大卫·伯森(David Berson)之前的研究基础之上。伯森在2002年发现了眼睛中特殊的感光细胞。与视杆细胞和视锥细胞不同,这些“内在感光的视网膜神经节细胞”不参与所谓的“物体视觉”或“形状视觉”,但主要功能是感知光强度。

先前的研究,其中一些是由Berson进行的,发现一些动物有一条情绪调节神经通路,将这些感光视网膜细胞与前额皮质中涉及情绪障碍的区域联系起来。赛内斯说,这项新研究的目的是确定人类是否存在类似的途径,以及他们是否能找到证据证明这种途径与光敏视网膜神经节细胞在功能上相似。

为了确定光强编码通路是否调节人类前额叶皮层,研究人员使用功能性核磁共振成像来探索20年的全脑激活模式

根据Sanes的说法,在一个相对简单的实验中,参与者通过漫射光的护目镜观察四种不同程度的光强度,并消除环境中的视觉形状、颜色和其他物体。参与者观看从暗到亮的光线强度,每次30秒。为了让他们保持警觉,他们同时进行了一项听觉任务,要求他们说出两个音调之间的区别。

通过评估在运动过程中拍摄的功能性磁共振图像,研究人员确定了26个人类大脑区域,这些区域的活动随着光强度的增加或减少。这种“与松弛相关的激活”发生在整个大脑在不同的皮层下结构和小脑中,包括与视觉图像形成相关的功能区域,认知和情感。

他们发现了光抑制前额叶皮层的活动与光照强度成正比。前额叶皮层的光诱发反应及其因先前的光暴露而发生的改变与内在感光的视网膜神经节细胞的反应相似。

众所周知,环境光线的变化不一定与形状或物体视觉有任何关系,但会影响各种基本功能,如昼夜节律、视觉反射、情绪等赛内斯说。然而,人们一直不清楚这些光强信号是如何到达人类大脑的相关区域的。

在这项研究中,研究人员表明,人类大脑的前额叶区域有光敏信号,这些信号与本质上感光的视网膜神经节细胞相似,赛内斯说,这些信号结合在一起,可以解释光强度对复杂情绪和认知行为的影响。

“我们的研究结果提供了光暴露与死亡之间的功能联系介导的认知和情感反应,”赛内斯说。

赛内斯说,下一个合乎逻辑的问题是,光线如何影响患有情绪障碍的人的这些相同的大脑通路和区域或者重度抑郁症。

他问道:“这与一组没有被诊断出这些疾病的健康人的对照组相比如何?”“光是否激活了相同的区域,如果是的话,这些区域对光的激活是更敏感还是更不敏感?”效果的差异有多大?这是一个正在进行调查的领域,”他说,并补充说,答案可以为治疗方法的发展提供信息

来自布朗大学神经科学系和卡尼脑科学研究所的迈克尔·沃登以及来自耶路撒冷希伯来大学的研究人员也参与了这项研究。


进一步探索

研究人员解码视网膜回路的昼夜节律,瞳孔光反应

更多信息:Shai Sabbah等人,人类前额叶皮层的Luxotonic信号可能是光对情绪和认知影响的基础,美国国家科学院院刊(2022)。DOI: 10.1073 / pnas.2118192119
所提供的布朗大学
引用当前位置研究人员发现有助于解释光线对情绪影响的大脑通路(2022年7月7日
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