研究人员利用一种称为光遗传学的技术，通过光来控制脑细胞的开启和关闭，在转基因小鼠身上成功地诱发并缓解了强迫症 (OCD) 的症状。这两项由不同团队进行的研究证实了导致这种疾病的神经回路，并指出了治疗靶点。 它还揭示了强迫行为发展速度以及被缓解的速度。这些研究的结果发表在《科学》杂志上。
对患有强迫症的人类进行脑部扫描发现，有两个区域——眼眶前额皮质（眼睛后方）和纹状体（大脑中部的一个枢纽）——与该疾病特有的重复性和强迫性行为有关。但“在人类身上，我们无法测试因果关系”，纽约哥伦比亚大学的精神病学家和神经科学家苏珊娜·艾玛丽（Susanne Ahmari）说，她是其中一项研究的负责人。
例如，尚不清楚是异常的大脑活动导致了强迫行为，还是这种行为仅仅是大脑试图通过代偿来控制症状的结果。“这个领域一直存在很大的争议，”康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的萨廷德·考尔·辛格（Satinder Kaur Singh）说，他研究与类似强迫症的疾病有关的分子，但没有参与这项新研究。“艾玛丽的论文表明它是具有因果关系的。”
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅我们的获奖新闻报道来支持我们。 订阅。 通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
关闭开关
艾玛丽的团队想看看光遗传学是否可以引发小鼠的重复梳理行为——这是动物模型中常用的类似强迫症的症状。研究小组将携带光敏蛋白基因的病毒注入眼眶前额皮质。某些神经细胞随后开始产生蛋白质并对光变得敏感。然后，研究人员插入一根光纤，每天用光照射这些细胞几分钟。过了几天之后，他们才开始观察到强迫行为。
艾玛丽说：“之前，我以为当光线打开时我们会立即看到重复的行为。” 相反，似乎是这些网络中的长期活动引发了异常的梳理行为。 这可能对人类如何发展这些行为模式具有影响。
在第二项研究中，马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院（MIT）的研究人员使用了一种重复行为的小鼠模型，这些小鼠携带一个参与创建神经元连接的基因突变。研究人员对突变小鼠和对照小鼠进行条件反射训练，当水滴在它们的前额时，它们就会梳理毛发。经过一系列试验，突变小鼠甚至在没有水滴的情况下也开始梳理毛发。
然后，研究小组利用光遗传学刺激眼眶前额皮质中连接到纹状体的神经元。 这与艾玛丽团队研究的神经回路相似但不重叠。
麻省理工学院研究的共同作者安·格雷比尔（Ann Graybiel）说：“在一两秒钟内，就会发生行为改变。” 异常的梳理行为消失了，只留下对水滴的正常反应。“看到这一幕真是太惊人了，”格雷比尔说。
她感到加倍惊讶的是，与执行行为甚至有意识的行为控制有关的皮质，竟然是这种自动反应的根源。“大家都认为，当我们出现这些强迫行为或非常强烈的习惯时，这些行为就会自行展开，”她说。相反，眼眶前额皮质可以向其他与更自动的运动有关的大脑区域发送“停止”信号。
这种症状的快速缓解与哥伦比亚团队在小鼠体内产生症状所需的时间形成了对比。 艾玛丽说，这可能与两个团队使用的小鼠类型不同，以及他们检查的回路略有不同（尽管在同一广阔区域内）有关。
格雷比尔希望这些结果将有助于使强迫症的治疗方法（例如使用电极进行深部脑刺激）更加精确。
艾玛丽认为，这些发现可以被利用来帮助更快地消除重复行为。她说，了解大脑如何随着时间的推移而变化以产生重复行为，可以带来更好的治疗方法。不过，没有人建议应该将光遗传学病毒注入人脑作为一种治疗方法。 “我们还没有做好准备，”格雷比尔打趣道。