《自然》:破解百年谜题,心脏确实可以直接影响情绪!

其实我是个特社恐又爱焦虑的人,每逢要在人群前讲话,那是真能体会一把什么叫“心要从嗓子眼蹦出来”,心跳声大得感觉全场人都能听到,这么多年全靠演技硬撑。所幸演技貌似还行,基本都演住了,没有掉啥大链子。

有意思的是,点开今日《自然》,头版头条这项研究发现,不光紧张焦虑让心跳加速,心跳加速竟然也能直接“遥控”大脑开始焦虑

来自斯坦福大学的光遗传学之父Karl Deisseroth团队,通过无创的光遗传学“心脏起搏器”,给小鼠来了次心跳大冒险,发现心动过速会有效增强焦虑样行为,抑制大脑后岛叶活动就能减弱这种影响

这个发现说明大脑和身体都可能参与情绪的发展,更意味着我们或许可以通过干预心脏来治疗焦虑等问题。这可是个好消息,毕竟影响一下心脏可比影响一下大脑要容易多了。

今日官网头版头条,心脏图真好看

而且《自然》《科学》一起配发了三篇评论,很豪华

论文题图

我们的情绪会直接反应在身体上,比如说看见可怕的东西会感到“汗毛倒竖”,听到坏消息“心头一沉”。很长时间以来,科学家们都抱有一个疑问,情绪与身体机能之间,到底是谁驱动谁?

这个问题在1880年代首次由一名心理学家提出,至今未能解决。Karl Deisseroth在大学期间首次接触到这个难题,心脏与大脑之间的联系确实很难厘清,毕竟你很难寻找到一种方法能够单独激活心脏而不影响到其他机体部位。

此前我们介绍过的光遗传学(这篇文章真写老好了),则给了这个难题一条出路。简单来说,光遗传学使目标细胞表达光敏蛋白,以光作为细胞功能的”开关“,已经能够实现以毫秒为单位对单个神经元细胞的精细操控,可谓是神经科学研究的一项爆炸式黑科技。

这项研究中,Deisseroth团队使用的是一种在2019年构建的视紫红质ChRmine,它有两个特点,一是灵敏度非常高,二是识别红光。高灵敏度意味着激活它所需的辐照强度低,而红光我们都知道穿透性比较强,也就意味着可以真正无创影响深部组织。实际上研究者们也确实完成了隔着脑壳调控深部脑回路,ChRmine前途无量哇。

把ChRmine基因与小鼠心肌肌钙蛋白T启动子(mTNT)连接在一起,通过AAV9递送,这样就能定向地在小鼠心肌中表达ChRmine了。从结果来看效果很好,表达均匀无脱靶,589nm光能够有效提升小鼠心率,光照停止后也能立刻恢复自然起搏,此外小鼠挺健康、行为一切正常。

ChRmine均匀表达

体外实验可见光照能加速心肌细胞收缩

为了方便实验,研究者们做了一个小鼠专用背心,背心上装着一个591nm的微型LED,LED光穿透小鼠的胸壁可以照射到心脏,这样也不耽误小鼠活动。

准备做好,开始实验!

通过这套装置,小鼠的心率从正常的每分钟660次升高到了900次在这种状况下,小鼠更不愿意去往开阔地带,这是一种典型的焦虑表现

另一项实验中,小鼠按下杠杆获得奖励,但有一定几率遭受电击。心动过速小鼠在惩罚几率10%的时候就不会再去按杠杆了,而对照小鼠要到30%才会停止。这也说明心动过速小鼠的焦虑水平升高了。

分析整个过程中大脑的神经活动,研究者发现后岛叶(pIC)要为这一现象负责。岛叶是公认的情绪与身体信号处理中心,使用另一种视紫红质iC++抑制后岛叶活动,心动过速也不再给小鼠带来焦虑了

原理

有科学家评论认为,这是一种帮助动物更快处理危险信号的机制。而对人类来说,意味着我们获得了从大脑之外管理焦虑的方法。

参考资料:

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-023-05748-8

[2]https://www.nature.com/articles/d41586-023-00584-2

[3]https://www.nature.com/articles/d41586-023-00502-6

[4]https://www.science.org/content/article/racing-heart-makes-mind-race-too-mouse-study-finds

来自: 奇点网

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