光遺傳學之父Nature發表重要成果

　　斯坦福大學的研究人員在大鼠特定大腦區域發現了一小群神經細胞，它們的信號活動可以解釋動物間冒險偏好的極大差異。這種活動不僅可以預測，并有效地決定了動物是決定冒險還是堅持安全的選擇。這項研究描述在3月23日的《自然》（Nature）雜志上。

　　斯坦福大學生物工程學、精神病學及行為科學教授、光遺傳學之父Karl Deisseroth博士是這篇論文的資深作者。研究生Kelly Zalocusky是論文的主要作者。

　　2005年， Deisseroth開發了光遺傳學技術，他在細菌視蛋白的幫助下用光控制了大腦細胞的開/關。自那以后，世界各地的研究者們用這一技術對多種受電信號調節的細胞進行了研究，例如神經細胞、心臟細胞、干細胞等等。多年來Deisseroth一直在致力推動這一技術的發展及利用它來探索重要的神經學問題。

　　在2013年1月的Nature雜志上Deisseroth發表了兩篇研究論文，證實利用光遺傳學技術激活或沉默某些腦細胞的行為就可以導致動物改變它們的抑郁癥狀。兩項研究一致表明多巴胺與抑郁癥有關，并強調需要在這方面開展更一步的研究。針對這些細胞和相關信號通路開展更詳細的研究，科學家們有可能最終更深入地了解人類大腦產生和減輕抑郁的機制。

　　2014年，Deisseroth表示盡管光遺傳學技術是在動物模型中深入理解生物系統的有力工具。但第一代光遺傳學技術并不完美：興奮性的光敏蛋白很有效，但抑制性視蛋白的效率很低。他的研究團隊經過多年努力，重新設計了一種抑制性的光敏蛋白，大大提高了抑制性開關的工作效率。這一成果于4月發表在Science雜志上，將幫助研究者們更好的理解與行為、思維、情緒有關的大腦回路。

　　即便是處在稱作為神經科學全盛期的時代，追蹤大腦深部數以億計神經元之間的生物化學信號，仍然是個巨大的挑戰。2014年6月斯坦福大學Deisseroth小組通過操控活體、移動動物的行為，設法繪制出了埋藏在動物大腦內這樣的一張連接圖。這一研究前所未有地從細胞水平上細致觀察了社會行為的起源，并提供了關于自閉癥、抑郁癥和焦慮癥等精神病學難題的一些新認識。相關論文發表在Cell雜志上。

　　風險偏好差異

　　Deisseroth說，個體間的冒險偏好有差異。大多數成年人相對不愿承擔風險。在穩定工資或波動的自由職業收入之間，個體通常會選擇拿薪水。

　　這具有進化意義，Deisseroth說：“個體并不總是從長遠考慮。在不斷變化的世界中充滿了從饑餓到捕食者各種各樣的危險，盡管隨著時間的推移高風險的選項有著更高的預期回報，人們并不總是長壽到足以從中得到好處。”

　　然而，在每個物種中有少數會傾向于喜歡冒險。甚至很大程度上不愿承擔風險的個體有時也會選擇更冒險的選項。

　　研究人員將焦點放在了從果蠅到人類所有生物共享的復雜大腦回路——獎勵系統上。這一系統的核心特征是從中腦腹側被蓋區（ventral tegmental）投射到前腦伏隔核（nucleus accumben）的一個神經束。在這一神經束中的神經細胞可以分泌多巴胺化學物質，結合伏隔核一些細胞的表面受體。這轉而會引發包含多巴胺受體的細胞內的活動。這些受體主要分為兩類：DR1和DR2，多存在于不同的細胞上。

　　在大鼠實驗中，他們證實規避風險而非尋求風險的小鼠其伏隔核 DR-2神經細胞活動顯著增高。通過采用光遺傳學方法刺激DR-2細胞模擬這種信號模式，研究人員可以將尋求冒險的大鼠轉變為規避風險。然而一停止激光脈沖，大鼠的投機傾向又會回復。在規避風險的大鼠中刺激相同的細胞，它們的行為基本上沒有改變。

　　與之相反，將普拉克索（pramipexole,一種促進人類冒險行為的DR2刺激藥物）直接傳送到大鼠伏隔核，會短暫地將規避風險的大鼠轉變為尋求風險者，也降低了它們伏隔核中這一信號的大小。DR1刺激化合物則無此效應。

　　Deisseroth說：“偏愛高風險行為也可以造成危害。我看到一些異常尋求高風險的患者導致了安全事故、成癮、社會、經濟或職業失敗，讓他們遭受很多的傷害和指責。”

　　闡明個體做出決定的機制及他們的整體冒險譜產生差異的原因，這些研究可以幫助更好地了解一些精神疾病并促使研發出一些更好的藥物來治療它們。就此而言，它可以幫助研究人員緩解一些藥物自身影響風險傾向的效應。例如，普拉克索是一種治療帕金森病和其他腦疾病的處方藥，它可以導致賭博問題。