揭開大腦可塑性的神秘面紗!美研究揭腦內催產素(Oxytocin )濃度整合新舊神經元

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人類在學習一項新任務時,需不斷地隨著環境變化調整與適應,而這都要歸功於大腦的可塑性。更精確來說,大腦可透過重新排列現有的神經網路以學習新能力,而此特性也有助於維持神經迴路的健康與穩定。

為更進一步了解大腦的可塑性,美國貝勒醫學院(Baylor College of Medicine)和德州兒童醫院(Texas Children’ Hospital)透過小鼠模式以探討腦細胞如何與新生成的神經元連接,並將研究結果於日前發表於 Genes & Development 期刊中。此研究不僅增進人類對於大腦的理解,更有望為神經發育障礙疾病帶來新解方。

嗅球內催產素濃度為關鍵

研究團隊專注於小鼠的嗅球(olfactory bulb)的研究,因其在小鼠大腦中為一具高度可塑性的感覺區域,並可持續整合成長後所新生的神經元。結果發現大腦會透過增加嗅球內催產素(oxytocin)的量與其相關,且其濃度會在新生神經元與舊有神究網路連接時達到頂峰。

而在透過病毒標記、共軛焦顯微鏡(confocal microscopy )、RNA 定序等研究後,團隊發現催產素會透過一訊號傳導路徑促進突觸的成熟,讓新生成的神經元能完整地與原先的神經網路連接,顯示催產素除了驅動腦內新神經元的整合外,更參與了發育過程。且一旦降低催產素受體的表現,將導致細胞突觸發育不全、功能受損等情形。此外,研究團隊更指出本研究另一發現為,腦內突觸的成熟是透過型態發育與許多結構蛋白的表現所促成。

研究團隊指出,此一重大發現可應用於包含人類在內的所有哺乳類動物,並為神經系統疾病提供了新線索。

本研究的通訊作者 Arenkiel MacNair 博士表示道:「本研究還揭示了催產素可促進新神經元的生長以修復受損組織,若將來我們能進一步了解如何調節大腦內催產素的表現情形,將有機會可透過神經網路的整合來維持大腦的可塑性與健康。」

延伸閱讀:生病如何影響大腦神經細胞作用?Nature 研究揭神經肽調控小鼠活動力

參考資料:
1. http://genesdev.cshlp.org/content/early/2022/12/07/gad.349930.122

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