發(fā)布日期：2019-03-28

　　大腦中被稱為下丘腦的部分很小，但很強大——它控制著對生存至關重要的基本行為和生理學。包括飲食、性和防御行為、睡眠，以及對體溫、體液平衡和身體對壓力的反應等的生理控制。

　　3月25日，南加州大學多恩西夫分校（USC Dornsife）領導的一項研究成果發(fā)表在PNAS雜志上。該研究提供了第一個關于下丘腦內部工作的全球網(wǎng)絡模型。我們知道，下丘腦是大腦中最關鍵的部分，它支持所有哺乳動物、魚類、鳥類和許多其他動物的生命。

　　這項研究是正在進行的確定哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)結構工作的一部分，科學家們稱之為“The Neurome Project”。

The Neurome Project

　　該項目是一項開創(chuàng)性的工作，旨在更好地了解宇宙中最復雜的生物結構——大腦。目前，科學家們的工作重點是建立一個基于灰質區(qū)域連接的哺乳動物大腦模型。

　　他們希望將這個模型擴展到包括整個神經(jīng)系統(tǒng)和身體之間的連接（統(tǒng)稱為“neurome”）。這樣的成果，再結合不同類型腦細胞的網(wǎng)絡地圖，將徹底改變從心理學到醫(yī)學等眾多學科的研究。

　　具體來說，在最新的研究中，為了建立下丘腦的網(wǎng)絡模型，科學家們對65個已識別的下丘腦區(qū)域中的每一個區(qū)域進行了嚴格的連接數(shù)據(jù)分析，這些數(shù)據(jù)涵蓋了40年的大腦研究。計算機對這些數(shù)據(jù)的分析顯示，大腦兩側下丘腦的65個區(qū)域組成了一個層次結構。

　　在下丘腦兩側65個區(qū)域內或之間的16770個可能連接中，其中有近8000個區(qū)域存在。“這表明，下丘腦有一個非常密切聯(lián)系的內部網(wǎng)絡，” Joel Hahn說道。他是USC Dornsife文理學院生物科學助理教授(研究)，也是這項研究的第一作者。

　　此外，連接最緊密的區(qū)域(或中心)位于與生理相關的控制網(wǎng)絡中。Hahn表示，這個組織表明，下丘腦可能會優(yōu)先考慮生理控制而不是行為控制。

　　“從生存的角度來看，這個組織是有意義的，因為行為取決于一個有能力的身體，”他說。

　　科學家們還探索了較低層次的子網(wǎng)絡，發(fā)現(xiàn)了可能與多種疾病相關的新關聯(lián)，包括神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茨海默氏癥(Alzheimer's disease)，以及影響一種或多種功能的行為障礙，而下丘腦在這些功能中扮演著核心角色。

　　最后，在建立模型的過程中，他們還發(fā)現(xiàn)了另一個現(xiàn)象：下丘腦中神經(jīng)元信號的傳遞似乎受神經(jīng)元抑制的控制。

　　科學家們在分析抑制和興奮性(興奮性)神經(jīng)傳遞的遺傳標記時發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。首先，他們繪制了一張下丘腦興奮和抑制的圖譜。然后，他們將地圖與新的網(wǎng)絡模型進行了比較。

　　他們發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)抑制與下丘腦高度連接的網(wǎng)絡節(jié)點(中樞)聯(lián)系最為緊密。Hahn說，這表明，總的來說，下丘腦受到抑制，但隨時準備采取行動。他把它比作大壩后面的水，通過打開或關閉閘門釋放出來。

　　Hahn指出，“現(xiàn)在，通過這些努力，我們試圖開發(fā)更好的模型，以更清楚地了解大腦以及神經(jīng)系統(tǒng)。”

　　參考資料：

　　1）Untangling the brain's life-support network

　　2)THE NEUROME PROJECT

來源：生物探索