|
父母的安慰性觸摸。朋友的溫暖擁抱。戀人誘人的擁抱。這些都是我們生活中的觸覺樂趣。如今，在一項新的研究中，來自美國哥倫比亞大學(xué)祖克曼研究所和兩個合作機構(gòu)的研究人員報告了先前未知的、涉及愉悅、性和其他獎勵性的社會接觸的神經(jīng)生物學(xué)途徑的起點。最值得注意的是，在他們的小鼠研究中，他們首次找出了一條完整的途徑，該途徑從皮膚中的對輕柔的撫摸作出反應(yīng)的神經(jīng)元開始，一直延伸到大腦的愉悅中樞。相關(guān)研究結(jié)果于2023年1月23日在線發(fā)表在Cell期刊上，論文標題為“Touch neurons underlying dopaminergic pleasurable touch and sexual receptivity”。
這些作者說，這些研究結(jié)果還表明，基于觸摸的療法可以緩解焦慮、壓力和抑郁。更重要的是，此類療法可能會為那些患有自閉癥和其他即使是溫柔的觸摸都無法忍受的疾病的人帶來希望。 哥倫比亞大學(xué)祖克曼研究所首席研究員、論文通訊作者Ishmail Abdus-Saboor博士說，“從一開始，這個項目就充滿了高風(fēng)險/高回報。我們只是一直跟著數(shù)據(jù)走，看看它把我們帶到了哪里。” 科學(xué)家們早就知道皮膚具有觸覺感覺細胞（tactile sensory cell）---外周神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部，它們使我們能夠辨別不同的質(zhì)地和溫度，以及各種令人愉快和痛苦的機械刺激。 Abdus-Saboor博士說，“我們不確定這種社交接觸的描述是否正確。我們著手測試是否有專門為獎勵性觸摸而調(diào)整的觸覺神經(jīng)元（tactile neuron）?！?/p> 來自加州理工學(xué)院的研究人員之前已經(jīng)暗示了這種可能性，他們研究了一類感覺細胞，以它們的細胞膜上的一種受體命名為Mrgprb4細胞。他們發(fā)現(xiàn)這些細胞對輕輕撫摸（light stroke）有反應(yīng)。 這項新研究涉及來自三個研究機構(gòu)的近20位科學(xué)家（12位來自Abdus-Saboor實驗室，包括論文第一作者），以更密切地觀察這些細胞。 這項研究的關(guān)鍵是一種稱為光遺傳學(xué)（optogenetics）的強大技術(shù)，在這種技術(shù)中，單個細胞類型經(jīng)過基因改造，這樣當人們向它們照射特定顏色的光時，它們可以被激活。這項技術(shù)特別適合于找出特定細胞群體的功能。
圖片來自Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2022.12.034。 這些作者于2018年秋季在賓夕法尼亞大學(xué)開始了他們的探索，當時Abdus-Saboor博士是那里研究疼痛神經(jīng)科學(xué)的教職工。就在那時，當時的研究生Leah Elias和當時的實驗室技術(shù)員William Foster（如今是哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)與行為學(xué)項目的研究生）做了一個驚人的觀察。 Elias博士說，“我們看到，通過激活小鼠背部這個未被研究的觸覺感覺細胞群體，它們會降低背部并采取這種背屈的姿勢?！痹趪X動物的世界里，這種姿勢是性接受的一個關(guān)鍵標志，這通常需要求愛小鼠的身體關(guān)注。Elias博士說，“這很奇怪。我們不知道這是怎么回事。” 這一引人入勝的線索的核心是一種小鼠品系，這些作者通過基因工程使得這些小鼠的Mrgprb4觸覺敏感細胞在藍光照射下會放電。這些類型的觸摸細胞以前沒有與任何特定的社會行為聯(lián)系起來，但是當Elias博士和Foster通過向這些小鼠照射藍光來激活這些細胞時，他們兩人幾乎不敢相信他們看到的背屈反應(yīng)。 這種行為的高速視頻數(shù)據(jù)是明確無誤的。后來，由當時的研究生Melanie Schaffler領(lǐng)導(dǎo)的研究小組觀察到這些相同的小鼠自愿前往研究室中的同一地點，而這些動物之前在那里接受藍光照射。這是一個跡象，表明這些動物將背部Mrgprb4感覺細胞的放電體驗視為獎勵。Abdus-Saboor博士說，“這是第一個記錄在案的例子，表明一種特定的行為可能由這些Mrgprb4神經(jīng)元產(chǎn)生或支持?！?/p> 雖然這種背屈行為很吸引人，并指出了這些細胞在檢測性接觸方面的潛在作用，但是這些作者需要直接證據(jù)證明它們在自然的社會接觸中介導(dǎo)接觸。但是COVID-19大流行病的出現(xiàn)減緩了研究的步伐。推進研究變得如此困難，以至于到2020年中期，他們考慮完全放棄該項目。 然而，在第11個小時，Elias博士與當時在賓夕法尼亞大學(xué)實驗室的技術(shù)員Isabella Succi合作，進行了一項關(guān)鍵的實驗。利用遺傳技術(shù)，他們清除了這些Mrgprb4細胞。這使得他們能夠觀察到觸摸回路中沒有這些細胞是否會影響這些小鼠對觸覺刺激的性反應(yīng)。 Elias博士說，“性接受能力急劇下降。我們隨后確定這些細胞對自然接觸中的社會接觸很重要?！?/p> 盡管這一結(jié)果很清晰，但室這些新數(shù)據(jù)導(dǎo)致了一個引人注目但令人生畏的研究問題：這些外周細胞如何通過脊髓連接到下游的神經(jīng)回路，然后更集中地進入大腦？ Abdus-Saboor博士指出，要回答這個問題，需要在實驗室的工作范圍之外的技術(shù)，也就是外圍神經(jīng)系統(tǒng)。為此，Elias博士表達了對實驗室采用纖維測光技術(shù)的渴望，這種技術(shù)將使他們能夠看到大腦中的獎勵神經(jīng)元在愉快的刺激下“亮起”。在接下來的幾個月里，在Succi的重要幫助下，Elias博士能夠證實激活Mrgprb4細胞確實會導(dǎo)致伏隔核（nucleus accumbens）中的神經(jīng)元放電，而伏隔核是大腦中已知的獎勵中樞之一。 但一個關(guān)鍵問題仍然存在：這一信號是如何從皮膚到達大腦的？ 2020年，當這個不斷壯大的研究團隊開始進行這項多方面的研究時，一項由哈佛大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究報告了愉悅性觸摸難題的一個重要部分（Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2860-1）。在他們對與觸摸有關(guān)的脊髓細胞（稱為GPR83細胞）的研究中，他們在兩個方向上追蹤了神經(jīng)元之間的聯(lián)系：從中央到腦干，從外圍到同一類Mrgprb4細胞，Abdus-Saboor博士的團隊已證實這些細胞可以檢測和傳遞獎勵性的觸摸刺激。 Abdus-Saboor博士說，“這讓我們了解到，這些GPR83神經(jīng)元很可能是連接皮膚和大腦的通道?！?/p> 通過與羅格斯大學(xué)Victoria Abraira博士的實驗室合作進行額外的實驗，該研究團隊成功地進一步跟蹤了皮膚到大腦的觸摸回路，而且比以前取得的成果更加詳細。一個重要的發(fā)現(xiàn)是，哈佛大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的那項研究中探究的腦干神經(jīng)元與大腦中更深層的位置---腹側(cè)被蓋區(qū)（ventral tegmental area）以及伏隔核---相連接。這是觀察到的一個關(guān)鍵聯(lián)系，因為這兩個大腦區(qū)域已經(jīng)被認為與獎勵和快樂的體驗有關(guān)。 Abdus-Saboor博士指出，人有感覺皮膚細胞，稱為C-觸覺傳入神經(jīng)（C-tactile afferent），它們與小鼠的Mrgprb4細胞有一些相似之處。人類也有脊髓和大腦神經(jīng)元，與Abdus-Saboor博士團隊和神經(jīng)科學(xué)家們一直在發(fā)現(xiàn)的觸摸回路相對應(yīng)。Elias博士說，這些相似之處為潛在的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用開辟了道路。例如，有可能開發(fā)出治療壓力、焦慮或抑郁的外周靶向技術(shù)---無論是通過觸摸療法，還是直接施加于皮膚的新型藥物。 Abdus-Saboor博士補充說，“許多自閉癥患者的一個主要癥狀是他們不喜歡被觸摸。這就提出了一個問題：我們所確定的途徑是否可以被改變，以便人們能夠從應(yīng)該是獎勵性的而不是厭惡性的觸摸中受益?！?/p> Elias博士說，“COVID-19大流行病使我們都敏銳地意識到，缺乏社會和身體接觸會有多大的破壞性。我想到了養(yǎng)老院里那些無法與訪客進行典型接觸的老人的精神衰退。我想到父母和他們的新生兒和幼兒之間的身體接觸對于正確的認知和社交發(fā)展是多么必要。我們還不了解這些類型的接觸是如何傳遞其好處的，無論是急性愉悅還是促進長期的精神健康。這就是為什么這項新的研究是如此重要?！保?a >生物谷 Bioon.com） 參考資料： Leah J. Elias et al. Touch neurons underlying dopaminergic pleasurable touch and sexual receptivity. Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2022.12.034.   |
|
|
