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- 怎么帮助有抑郁症的朋友? - 为他们点一盏很亮的灯吧

图片:Public Domain

为什么光照能调节情绪,治疗抑郁症?

Mon1st,系统神经科学

长文预警,总结前置:视网膜神经节细胞直接投射到 5- 羟色胺中心背侧中缝核 (DRN) ,调节 5- 羟色胺活动,抑郁症状,和小鼠对视觉危险 (looming) 的防御行为。

光照能够调节情绪是一个常识,而对抑郁症,特别是季节性抑郁症 (seasonal affective disorder, SAD) 的治疗方法之一就是光照疗法:每天晒一个很亮的灯

但是光照为什么可以影响情绪甚至治疗抑郁症呢?

除了对昼夜节律的调节外,这一部分是由于视网膜中有直接投射到中缝核的细胞。这一神经连接会调节大脑中 5- 羟色胺细胞的活动水平

下面简要介绍两项相关研究。

视网膜神经节细胞直接投射到背侧中缝核 (DRN) 并调节抑郁症状

DRN 是脑中主要的 5- 羟色胺 (5-HT) 中心,而 5-HT 与抑郁症的关系密不可分:主要的抗抑郁药 SSRI 就是选择性 5- 羟色胺再摄取抑制剂。

从视网膜到 DRN 的直接投射,这个神奇的通路是北大医学部濮鸣亮组发现的。

上图中,绿色为在 DRN 注射一种逆向传递的染色剂 (CTB),红色为在视网膜中标记的神经节细胞 (RGC),说明该细胞直接投射到 DRN。

在这一研究中,作者任超然等人考察了光照对蒙古沙鼠抑郁症状的影响,发现

1:光照剥夺,即把沙鼠养在黑暗中,会引起抑郁症状(例如被吊起来时挣扎较少);

2:通过注射 MNU 特异性损伤视网膜的感光细胞(锥细胞和杆细胞),减弱了黑暗中沙鼠的抑郁症状;在这些沙鼠的视网膜中,“关闭”类神经节细胞的活动增强了

3:上述抗抑郁效果可通过向视网膜注射 TTX 以抑制神经元活动减弱,说明至少部分依赖于视网膜细胞的活动。

总结:此时我们知道黑暗中沙鼠的抑郁样症状可能与视网膜细胞活动有关,但还不知道是否与视网膜到 DRN 的投射有关,需要进一步验证(从知道有这个通路就可以猜到,肯定有嘛!

4:为了考察投射到 DRN 的神经节细胞是否调节抑郁症状,作者利用 anti-CTB-SAP,一种特异性损伤含有 CTB 细胞的药物,损伤了投射到 DRN 的视网膜神经元 (RGC-DRN) 。果然,这与前述视网膜抑制类似,选择性损伤 RGC-DRN 也增强了抑郁样症状。特别值得注意的是,这一效果在未受 MNU 损伤的视力正常沙鼠上同样存在。

图 8e,纵坐标为不同行为的指数,黄:爬,绿:游,红:静止。左边是控制组,右边是损伤了 RGC-DRN 的实验组,表现出更多的静止状态,符合抑郁症状。(我觉得这是整个实验最重要的结果,不知道为啥花了那么多篇幅讲 MNU 的……

一作任超然到暨南大学 - 粤港澳中枢神经再生研究院建立了自己的实验室,下一篇就是任超然组做的。

视网膜 - 中缝核连接调节 5- 羟色胺活动和对视觉危险 (looming) 的防御行为

这篇 2017 年的研究技术先进了很多(主要是因为用小鼠工具一下子多了...)。

首先用病毒手段发现 RGC-DRN 投射几乎全部是到 GABA 神经元而非 5-HT 神经元。GABA 是抑制性神经递质,DRN 内部的 GABA 神经元投射范围广泛,其中也包括了对本地 5-HT 神经元的抑制。

Looming 刺激是指当小鼠视野上方有快速靠近的物体。这因为形似快速靠近的捕食者,会引起先天的防御性行为(躲起来!)。

如上图所示,小鼠在一个房间里,当天花板上突然出现可疑的逐渐变大的视觉刺激(就像在快速靠近的捕食者一样),机智的小鼠就会迅速躲到帐篷里

正常小鼠的运动轨迹,从绿色点(实验开始,looming 出现),只需一秒,就迅速逃到了帐篷里(蓝色点)。

但当作者用和前文同样的方法损伤了视网膜中的 RGC-DRN 细胞时,小鼠就得心很大:

10 个一秒过去了,根本没有藏起来的意思!

可以推断,正常的 Looming 刺激反应需要 RGC-DRN 的运作

接下来,作者们考察了这些细胞对 Looming 刺激的反应。(这一用到了 photometry 技术,利用一种对钙离子浓度敏感的荧光蛋白,可以通过光纤检测特定神经元群体的活动状态。)

首先,当小鼠见到危险刺激时, DRN GABA 细胞的活动快速增加;当小鼠可以躲进帐篷时(右图),这一活动随着进入帐篷而回落了。

DRN 5-HT 神经元的活动与 GABA 正好相反,符合在对此刺激的反应中 RGC-DRN 投射刺激 GABA 以抑制 5-HT 的假说。

这些由威胁引起的活动在 RGC-5HT 投射受到损伤的小鼠上都消失了。

接下来,作者验证了用遗传化学方法直接刺激 DRN 的 5-HT 神经元,亦或者直接抑制 DRN 的 GABA 神经元,同样可以减弱威胁刺激下的躲藏行为。

综合以上结果,有相当有力的证据支持:光照通过视网膜 - 背侧中缝核通路调节 5- 羟色胺活动;这一通路既能调节与抑郁症相关的行为,又是正常的威胁反应所必需的

本文已发表在公众号 一元论者:为什么光照能调节情绪,治疗抑郁症?

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参考文献:

[1] Ren, C., Luan, L., Wui-Man Lau, B., Huang, X., Yang, J., Zhou, Y., … Pu, M. (2013). Direct retino-raphe projection alters serotonergic tone and affective behavior. Neuropsychopharmacology : Official Publication of the American College of Neuropsychopharmacology, 38(7), 1163–75.

[2] Huang, L., Yuan, T., Tan, M., Xi, Y., Hu, Y., Tao, Q., … Ren, C. (2017). A retinoraphe projection regulates serotonergic activity and looming-evoked defensive behaviour. Nature Communications, 8, 14908.

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