本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
我们在星期二的第二张海报似乎是一个奇怪的组合,心脏病发作……以及焦虑和抑郁障碍的组合。
Tronson 等人。“全身炎症事件在中枢细胞因子信号传导、抑郁症和恐惧中的作用” 西北大学,682.04,FF6。
我之前提到过,你可以走在 SfN 周围,听到神经科学中即将出现的新事物的风声。其中之一是性别差异,男性和女性在反应上的差异。而我一直听到的另一个词是“细胞因子”。细胞因子是细胞信号蛋白,可调节免疫系统,有时会降低或增强免疫反应。虽然以前科学家们专注于它们在伤口愈合中的作用,但“炎症”作为一种存在于大脑和身体其他部位,可以改变行为的东西的想法,已经越来越受到关注。
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那么,如果您想研究身体损伤如何影响行为,您会怎么做呢?好吧,您从心脏病发作开始。心脏病发作除了是世界上最常见的心脏损伤之一(占全球死亡人数的 12.6%)之外,还有一些有趣的慢性影响。许多心脏病发作的人会在之后遭受抑郁症甚至 PTSD 的发作,这与心脏病发作本身有关。心脏病发作或心肌梗塞是研究炎症对行为影响的好方法。因为它们非常常见,心脏病专家已经详细研究了心脏病发作的影响,我们对它们如何影响身体的炎症过程有一个非常好的了解。
因此,在这项研究中,科学家们想研究心肌梗塞对行为的影响,而不是对身体过程的影响。因此,他们抓了一堆小鼠,对它们进行了不处理、假的微型手术或小型心脏病发作(可以通过使用工具冷冻左心室的一小部分来做到)。在恢复和测试以确保小鼠状况良好后,他们开始观察行为。
他们发现雄性小鼠在心脏病发作两周后,情境恐惧条件反射有所增加。恐惧条件反射是一种行为测试,用于测试小鼠的学习和记忆以及焦虑行为。将小鼠放入一个环境中,并给予轻微电击。第二天,将其放回原处,观察动物冻结的次数,记住并担心会再次受到电击。当这种情况发生在雄性小鼠身上时,与未发生心脏病发作的小鼠相比,发生过心脏病发作的小鼠在两周后表现出更多的冻结。科学家们发现,这在 6 周后被逆转,使用了一组新的小鼠。这些患有心脏病发作的小鼠平均恐惧程度较低,这可能表明无法学习情境。
然而,在雌性中,情况却有所不同。她们在两周时没有表现出差异,但在 6 周后表现出缺乏恐惧,这不仅发生在发生心脏病发作的雌性小鼠身上,也发生在假手术的小鼠身上,这意味着在这种情况下,可能是手术本身导致了差异。但是,缺乏恐惧本身也是不寻常的,这可能表明这些动物的学习和记忆能力不太好,作者很快将对此进行测试。
接下来是对焦虑和抑郁样行为的测量。作者首先使用了新异抑制性进食测试 (NSF),该测试包括将一只饥饿的小鼠放入一个全新的笼子里,笼子里有明亮的灯光和少量食物。这是一个新奇的环境,通常会抑制动物的进食欲望,但情急之下顾不得许多,饥饿的小鼠最终会接近食物。如果您给予慢性抗抑郁药或降低焦虑的药物,它们会更快地接近食物,如果您给予增加焦虑的药物,它们有时会完全避免食物。在这个测试中,雌性没有表现出任何差异,但雄性在手术后 8 周表现出类似焦虑的行为增加。当科学家们观察蔗糖偏好时,这一点得到了证实,他们检查了动物对糖水的偏好程度。它们确实喜欢糖水,但如果您有一只动物表现出抑郁样症状,它们会不太喜欢糖水,这被用作快感缺失的衡量标准。在实验诱导心脏病发作后,本研究中的雄性表现出蔗糖偏好降低,这表明存在抑郁样状态,而雌性再次没有表现出变化。很明显,男性和女性对心脏病发作的反应就是不一样。
但是,是什么在调节这些影响呢?这就是细胞因子发挥作用的地方。作者观察了一种名为 SOCS3 的化学物质,这是一种细胞因子信号传导抑制剂。他们发现,SOCS3 信号传导在海马体和下丘脑(与焦虑和抑郁症相关的区域)中增加。而且这种影响在女性中更强。SOCS3 有两种不同的激活方式,称为磷酸化位点。虽然患有心脏病发作的男性在一个位点表现出磷酸化,但女性在两个位点都表现出激活。这意味着女性不仅有更强的反应,而且她们的反应方式也不同,表明男性和女性对心脏病发作的反应不仅在行为上不同,而且在机制上也不同。如果这些发现转化为人类,可能意味着治疗心脏病发作的后遗症可能必须在男性和女性之间有所不同,并且它有助于我们理解身体损伤如何影响行为。