研究表明氯胺酮能改变大脑皮层的神经元活动

研究表明氯胺酮能改变大脑皮层的神经元活动
皮层区域(运动前皮层)的双光子图像,其中清醒活跃的神经元(绿色)被氯胺酮抑制,沉默的细胞被氯胺酮激活(红色),从而揭示了皮层中两种不同的细胞群。来源:Cichon et al。

人类有时会经历游离状态,在这种状态下,他们感到与自己的身体和周围的世界脱节。虽然这些状态与许多精神疾病有关,但它们也可能由摄入一些合法或非法药物引起。

最著名的解离诱导药物之一是氯胺酮,一种通常用于镇静患者或减轻医疗程序引起的疼痛的麻醉剂。近年来,氯胺酮也被发现是一种对某些抑郁症有潜在价值的治疗方法。

虽然有几项研究已经调查了这种强麻醉剂的治疗效果,但到目前为止,人们对它产生的分离状态背后的细胞和神经元机制知之甚少。宾夕法尼亚大学的一组研究人员最近发表在自然神经科学,可能会对这些迄今为止难以捉摸的过程有所启发。

“作为麻醉师,我们经常在手术中使用氯胺酮,因为它具有可靠的麻醉特性,”进行这项研究的研究人员之一约瑟夫·奇康医学博士告诉《医学快报》。欧宝娱乐地址“这些患者从麻醉中醒来时,经常会出现幻觉,比如有一种身在体外的感觉。从精神科医生对氯胺酮越来越多的研究中,我们知道低剂量氯胺酮也已成功用于治疗抑郁症和其他相关精神疾病。”

过去的研究表明,服用氯胺酮后出现游离状态和幻觉的患者更有可能获得抗抑郁的效果。Cichon和他的同事最近的工作的主要目标是更好地理解支持氯胺酮诱导的解离状态的神经元活动和机制。

另一位参与该研究的研究员Alex Proekt医学博士告诉MedicalXpress:“关于氯胺酮的另一个有趣的事情是,虽然注射后药物只在系统中停留大约一个小时,但对抑郁症的治疗效果可以持续两周。”

“这种持久的影响被认为是由于单剂量氯胺酮通过尚不清楚的机制引起的突触可塑性。如果我们理解了由氯胺酮引起的神经元活动的急性变化的本质,我们就有可能开始理解为什么氯胺酮和其他已知能改变感觉知觉的药物似乎能诱导持久的变化在大脑里。”

为了研究氯胺酮诱导的游离状态背后的机制,奇康和他的同事们在老鼠身上进行了一项实验。具体来说,他们给小鼠注射了一剂量的氯胺酮,预计会产生解离状态,然后用双光子显微镜观察它们的大脑活动。这是一种成像技术,可以让科学家连续地可视化相同的物体或者活体动物大脑中的神经元在几分钟或几天的过程中。

“为了成像神经元活动,我们在特定类型的细胞中表达了一种名为GCaMP6的荧光钙传感器,”chicon解释说。“这种蛋白质根据神经元中的钙浓度改变其荧光强度,钙浓度随着神经元放电而上升和下降。通过成像单个神经元中荧光信号的波动,我们可以成像氯胺酮如何改变单个神经元的模式。”

当他们分析收集到的神经记录时,奇康和他的同事们发现氯胺酮“改变”了老鼠大脑皮层的活动。换句话说,以前非常活跃的神经元被抑制了,以前沉默的神经元自发激活了。

“在正常的清醒状态下,一些神经元是活跃的,而另一些是静止的,”奇康解释说。“在氯胺酮的影响下,与之前的工作一致,我们发现大约相同比例的神经元是活跃的。然而,令人惊讶的是,在氯胺酮作用下活跃的神经元通常是沉默的神经元。相反,正常活跃的神经元会被氯胺酮抑制。”

在分离状态的背景下,解释这组研究人员收集的发现并不容易,因为自信地确定小鼠是否正在经历这些状态存在明显的挑战。尽管如此,chicon和他的同事们发现了两种不同的皮层神经元种群,一种在清醒时活跃,但被氯胺酮抑制,另一种最初沉默,但在药物的影响下被激活。

在未来,这些有趣的结果可能会为关于神经过程的新发现铺平道路,这些神经过程导致大脑在摄入氯胺酮后与周围环境断开连接,同时保持主观体验。这反过来可以帮助我们理解独特的方式可能用作抗抑郁药或麻醉剂。

“我们感兴趣的是在不同的药物中找到引起解离状态的共同元素,”Cichon补充道。“这些药物包括迷幻药以及其他麻醉剂,如笑气。我们也非常感兴趣于确定急性变化之间的关系这些药物所施加的影响是持久的因为这可能有助于开发治疗神经精神疾病的新药。”

更多信息:Joseph chichon等人,氯胺酮触发了新皮层兴奋性神经元活动的开关,自然神经科学(2022)。DOI: 10.1038 / s41593 - 022 - 01203 - 5
期刊信息: 自然神经科学

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引用:研究表明氯胺酮在新皮层中切换神经元活动(2022,12月6日)检索于2022年12月9日从//www.puressens.com/news/2022-12-ketamine-neuronal-neocortex.html
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