新的大脑研究洞察可能为焦虑、抑郁和其他心理健康状况的靶向治疗铺平道路。在一项具有里程碑意义的研究中，加州大学戴维斯分校的科学家们在杏仁核内发现了不同的细胞群，杏仁核是大脑中情感处理的核心区域。通过绘制人类和灵长类动物杏仁核的细胞和遗传结构，研究人员希望解锁新的、特定细胞的治疗方法。该研究结果已发表在《美国精神病学杂志》上。
杏仁核是一个位于大脑颞叶深处的小型、杏仁状结构，在处理情绪，特别是恐惧和压力反应方面发挥着核心作用。这一部分大脑帮助调节对不同刺激的情绪反应，发送信号影响我们对潜在危险或威胁情况的反应。
鉴于其在情感处理中的作用，杏仁核一直是各种心理健康状况研究的焦点，从焦虑和抑郁到自闭症谱系障碍。研究表明，杏仁核功能失调可能对这些疾病有所贡献，突显了其在理解情感和行为健康方面的重要性。
尽管其重要性显著，但治疗与杏仁核相关的疾病一直具有挑战性，因为这个脑区比最初理解的要复杂得多。杏仁核包含许多不同类型的细胞，每种细胞都有独特的功能和基因表达模式，影响其对各种刺激的反应。
大多数先前的研究要么将杏仁核视为一个单一的功能单元，要么依赖于动物模型来研究其细胞，通常忽略了特定区域内细胞的差异。因此，针对杏仁核活动的治疗效果有限，可能是因为它们没有针对参与情感失调的具体细胞类型。
这项研究旨在解决这种复杂性，并细化我们对杏仁核在细胞水平上的理解，特别是在人类中。研究人员的目标是识别和分类杏仁核内的不同细胞类型，利用基因表达模式来理解每个细胞簇如何贡献于情感和心理功能。
“数十年的研究表明，杏仁核与多种心理病理和神经发育障碍有关。然而，大规模研究发现这些关联相对较弱，有效的杏仁核定向治疗仍然难以实现。”研究作者、加州大学戴维斯分校副教授兼加州国家灵长类研究中心神经科学与行为核心科学家Andrew S. Fox表示，“同时，啮齿动物的基础科学研究揭示了杏仁核内的许多不同细胞类型，这些细胞可以有不同的甚至相反的行为作用。这种细胞类型的变化可以解释为什么针对杏仁核的有效治疗如此难以找到。简而言之，治疗不应针对杏仁核；而应针对杏仁核内的特定细胞。在我们的论文中，我们探讨了人类和非人类灵长类动物杏仁核内的细胞组成，以帮助填补我们理解中的空白。”
研究的主要工具是单核RNA测序，这种方法使科学家能够检查单个细胞内数千个基因的活性。选择这种方法是因为它可以仔细观察细胞多样性。
研究样本包括六名死者——三名人类和三只恒河猴。选择恒河猴是因为它们的杏仁核结构和基因表达与人类非常相似，使其成为理解人类大脑功能的宝贵模型。脑组织样本取自杏仁核内的两个特定区域：中央杏仁核和腹外侧杏仁核。
这两个区域被选中是因为它们具有不同的功能和结构组成。中央杏仁核主要由抑制性神经元组成，参与处理恐惧和压力反应，而腹外侧杏仁核主要由兴奋性神经元组成，参与情感学习和记忆。通过RNA测序，研究人员可以测量这些区域中哪些基因处于活跃状态，并绘制出杏仁核各部分的细胞构成图。
测序后，数据被处理以识别具有相似基因表达谱的细胞簇。这一分析揭示了杏仁核每个区域内的几个不同细胞簇，突显了其细胞结构的复杂性和多样性。每个簇代表了一组具有共享基因表达的细胞，这些细胞可能与杏仁核内的特定功能相关联。
例如，在中央杏仁核中，研究人员发现抑制性神经元的浓度较高，这些细胞抑制大脑活动，表明它们在调节情感反应和控制恐惧和压力反应方面的角色。相比之下，腹外侧杏仁核含有更多的兴奋性神经元，这些细胞刺激大脑活动，被认为参与学习和记忆，尤其是情感记忆。
“像杏仁核这样的脑区非常复杂，”Fox告诉PsyPost。“它们包含多个亚区和许多不同的细胞类型。科学家们开始在理解哪些细胞类型与精神疾病最相关方面取得进展。这种理解有可能指导新行为和药物治疗的发展，为那些受苦的人提供急需的缓解。”
一个值得注意的发现是在腹外侧杏仁核中识别出一个特定的细胞簇，该细胞簇显示出与自闭症谱系障碍常见的基因标记。这种细胞类型仅存在于腹外侧杏仁核中，表明该脑区内的某些细胞可能涉及神经发育障碍。
在中央杏仁核中，另一个细胞簇被发现表达了与焦虑和抑郁高度相关的基因。这个簇由中间神经元组成，这些小群神经元充当杏仁核内信号的“看门人”。在人类和猕猴中，这些中间神经元表达了FOXP2基因和其他标志物，如TSHZ1，并位于中央杏仁核的边界处。在之前对啮齿动物的研究中，表达FOXP2的中间神经元作为“看门人”，控制进入和离开杏仁核的信号。
这一发现意义重大，因为它表明杏仁核内的特定细胞类型，而不是整个结构，可能为焦虑和抑郁提供生物学基础。研究人员提出，这些中间神经元可能是治疗开发的一个有前景的方向，它们表达的FOXP2和其他特征，如Neuropeptide FF受体2（NPFFR2）的表达，使其成为精确治疗的潜在靶点。
“我们惊讶地发现中间神经元对于焦虑特别重要，”Fox解释说。“啮齿动物研究已经确定了这一小群中间神经元在威胁处理中的重要作用，但我们对人类和其他灵长类动物中的这些细胞知之甚少。通过关注这些细胞类型，我们进一步惊讶地发现，一种较少研究的Neuropeptide FF受体的表达水平相对较高，这可以探索与治疗心理疾病的关系。”
尽管这项研究很有前景，但它也有局限性。样本量较小，研究仅限于男性受试者，这可能无法完全捕捉到杏仁核结构和功能的性别差异。此外，虽然恒河猴与人类在基因上非常接近，但物种之间的差异可能会影响研究的适用性。未来的研究可以探索更大、更多样化的样本，可能扩展到女性受试者并探索更多脑区。
“这项研究处于前沿，我们应该谨慎不要过早解读我们的发现，直到它们得到重复验证，”Fox警告说。“此外，人们倾向于寻找复杂疾病的单一治愈方法——我认为这样的治愈方法不存在。相反，我们必须认识到大脑的复杂性，并致力于识别可以帮助那些受苦的人的潜在治疗方法。如果科学家们共同努力，这些治疗方法可以累积起来，对全世界受苦的人的生活产生巨大影响。”
尽管如此，这项研究为研究脑部疾病开辟了新的路径，通过提供人类和灵长类动物杏仁核细胞结构的更清晰地图。这项工作为未来研究奠定了基础，以便更详细地研究杏仁核的细胞类型和功能。
“这项研究的目标是为精炼的杏仁核理解奠定基础，帮助弥合我们对啮齿动物大脑的细胞和分子理解与人类条件之间的差距，”Fox告诉PsyPost。“这项工作反映了增加我们对杏仁核实际是什么的理解的努力。我们的希望是，这种理解将指导进一步的研究，旨在减少受苦者的痛苦。”
“我们认为，本文所述的转化方法是将从啮齿动物研究中获得的细胞和分子知识与人类心理疾病联系起来的重要第一步。未来几年的一个主要挑战将是将我们对细胞类型日益增长的知识纳入现代的精神病学和神经发育障碍理论中。”
该研究《跨物种研究中杏仁核亚核细胞类型变异的转化见解》由Shawn Kamboj、Erin L. Carlson、Bradley P. Ander、Kari L. Hanson、Karl D. Murray、Julie L. Fudge、Melissa D. Bauman、Cynthia M. Schumann和Andrew S. Fox共同撰写。
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