一项创新的深脑成像技术近日在日本取得突破性进展,为大脑研究开辟了新的视角。来自日本自然科学研究机构的研究团队成功开发出一种新型实时观测方法——D-PSCAN(基于双棱镜的小脑下脑干结构与神经回路成像),该技术可对大脑中一个关键的脑干结构——孤立管核(NTS)进行高分辨率、微创的可视化记录。这一发现为探索"脑-身-心"互动机制提供了重要工具,同时也为基础神经科学研究向临床转化搭建了桥梁。
孤立管核(NTS)是通过迷走神经介导大脑与身体器官之间交流的关键中枢。它不仅参与情绪调节,还在整体心理健康中发挥重要作用。然而,由于其位于小脑下方的深层区域,传统的成像方法难以在活体动物中对其进行全面观察。旧有的研究方法需要移除小脑才能接近NTS,但这种做法会破坏小脑的功能——小脑不仅是运动协调的重要中枢,还被认为与情绪调节密切相关。因此,科学界亟需一种既能保留小脑功能、又能有效观察NTS的新技术。
此次研究人员采用的D-PSCAN技术通过在小脑与脑干之间植入两个微型棱镜组成的装置,成功实现了对NTS的广泛而清晰的视野覆盖。这种创新设计不仅能够精确捕捉NTS的神经活动,还能确保不影响小脑正常功能。实验中,研究团队测试了迷走神经电刺激对NTS的影响。迷走神经负责将来自内脏器官的信号传递至NTS,实验表明特定强度的迷走神经电刺激可以激活NTS中的神经元,并引发不同的神经响应模式,包括兴奋性增强或抑制效应。这些发现为优化现有迷走神经电刺激疗法提供了重要参考。
此外,研究团队还探索了NTS在更自然条件下的功能表现。实验表明,当小鼠摄入食物后,肠道释放的激素能够触发NTS的神经活动,这进一步证明了NTS在整合身体内部信号方面的重要作用。这些发现为理解"脑-身-心"互动机制提供了新的视角,并为开发针对精神和神经系统疾病的新型疗法开辟了新方向。
这项研究不仅深化了我们对大脑功能的理解,也为改善人类心理健康与整体福祉带来了希望。通过精准捕捉NTS的神经活动,D-PSCAN技术有望推动基础神经科学向临床应用转化,为治疗各种脑部疾病提供新的思路和方法。
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