联合用药可逆转对噪音的过敏反应

自闭症患者通常对噪音和其他感官输入非常敏感。麻省理工学院(MIT)的神经科学家们现在已经发现了两种大脑回路，它们可以帮助消除分散注意力的感觉信息。他们还发现了一种方法，可以通过增强这些回路的活动，来逆转老鼠的噪音过敏症。

研究人员发现，其中一个回路与过滤噪音有关，而另一个回路通过让大脑在不同的感官输入之间切换注意力，实现自上而下的控制。

研究人员表明，恢复这两个回路的功能比单独处理任何一个回路都要有效得多。麻省理工学院(MIT)麦戈文脑研究所(McGovern Institute for brain Research)的大脑与认知科学助理教授迈克尔·哈拉萨(Michael Halassa)说，这证明了绘制和定位涉及神经障碍的多个回路的好处。

这项研究的主要作者Halassa说:“我们认为这项工作有潜力改变我们对神经和精神疾病的看法，(因此我们将它们视为)回路缺陷的组合。”“我们应对这些大脑疾病的方法应该是，尽我们最大的能力，绘制出大脑缺陷的组合，然后追踪这些组合。”

麻省理工学院博士后中岛美和研究科学家施密特是这篇论文的主要作者，这篇论文发表在10月21日的《神经元》杂志上。冯国平，神经科学教授，麦戈文研究所成员，也是这篇论文的作者之一。

超敏反应

许多基因变异与自闭症有关，但大多数患者很少有这些变异，如果有的话。其中一个基因是ptchd1，它在1%的自闭症患者中发生突变。在2016年的一项研究中，Halassa和Feng发现，在发育过程中，这种基因主要在丘脑中被称为丘脑网状核(TRN)的部分表达。

该研究显示，TRN的神经元帮助大脑调整感觉输入的变化，如噪音水平或亮度。在ptchd1缺失的小鼠中，TRN神经元的放电速度过快，当噪音水平发生变化时，它们无法进行调整。Halassa说，这阻止了TRN执行它通常的感觉过滤功能。

“那些用来过滤噪音或调节整体活动水平的神经元并不适应。如果没有能力调整整体活动水平，你很容易就会不知所措，”他说。

在2016年的研究中，研究人员还发现，他们可以通过一种名为EBIO的药物来激活神经元的钾离子通道，从而恢复小鼠的一些噪音过滤能力。EBIO有有害的心脏副作用，所以可能不能用于人类患者，但其他药物，促进TRN活性可能有一个类似的过敏有益的作用，Halassa说。

在这篇新的神经元论文中，研究人员对ptchd1的作用进行了更深入的研究，ptchd1也在前额叶皮层中表达。为了探究前额叶皮层是否在动物的超敏反应中起作用，研究人员使用了一项任务，要求老鼠分辨三种不同的音调，背景噪音的数量也不同。

正常的老鼠可以学习使用一个提示，当噪音水平升高时就会发出警报，从而提高它们在任务中的整体表现。Halassa说，类似的现象也出现在人类身上，当他们提前得到一些警告时，就能更好地适应嘈杂的环境。然而，携带ptchd1突变的小鼠无法利用这些线索来提高它们的表现，即使使用EBIO治疗它们的TRN缺陷也是如此。

这表明，一定是另一个大脑回路在动物过滤杂音的能力中起作用。为了测试该回路位于前额叶皮层的可能性，研究人员记录了该区域的神经元，而缺乏ptch1的小鼠则完成了这项任务。他们发现，这些小鼠的神经元活动比正常小鼠的前额叶皮层消失得快得多。这促使研究人员测试了另一种药物莫达非尼(modafinil)，这种药物被fda批准用于治疗嗜睡症，有时还被用来改善记忆力和注意力。

研究人员发现，当他们同时用莫达非尼和伊比奥治疗缺失ptchd1的小鼠时，它们的过敏症状消失了，而且它们的表现与正常小鼠相同。

针对电路

这种症状的成功逆转表明，缺失ptchd1的小鼠经历了一种回路缺陷的组合，每种回路缺陷对噪声过敏的影响不同。一个电路滤除噪声，另一个电路根据外部信号来控制噪声。Ptch1突变以不同的方式影响这两个回路，可以用不同的药物治疗。

Halassa说，这两个回路也可能受到与自闭症和其他神经系统疾病有关的其他基因突变的影响。他说，针对这些回路，而不是特定的基因突变，可能会提供一种更有效的方法来治疗这类疾病。

他说:“这些回路对于在大脑中移动物体很重要——感觉信息、认知信息、工作记忆。”“我们正试图对电路操作进行逆向工程，以找出应对一种真正的人类疾病的方法。”

他现在计划研究精神分裂症引起的电路级干扰。这种紊乱会影响涉及认知过程的回路，比如推理——从现有信息中得出结论的能力。

研究由西蒙斯麻省理工学院的社会大脑中心,斯坦利Broad研究所精神病学研究中心,麻省理工学院麦戈文脑研究所,皮尤基金会人类前沿科学计划,美国国立卫生研究院,詹姆斯和帕特里夏·Poitras麻省理工学院的精神疾病研究中心,促进日本社会科学奖学金,全国精神分裂症和抑郁症研究联盟青年研究员奖。