光遗传学之父Nature发表重要成果

斯坦福大学的研究人员在大鼠特定大脑区域发现了一小群神经细胞，它们的信号活动可以解释动物间冒险偏好的极大差异。这种活动不仅可以预测，并有效地决定了动物是决定冒险还是坚持安全的选择。这项研究描述在3月23日的《自然》（Nature）杂志上。

斯坦福大学生物工程学、精神病学及行为科学教授、光遗传学之父Karl Deisseroth博士是这篇论文的资深作者。研究生Kelly Zalocusky是论文的主要作者。

2005年， Deisseroth开发了光遗传学技术，他在细菌视蛋白的帮助下用光控制了大脑细胞的开/关。自那以后，世界各地的研究者们用这一技术对多种受电信号调节的细胞进行了研究，例如神经细胞、心脏细胞、干细胞等等。多年来Deisseroth一直在致力推动这一技术的发展及利用它来探索重要的神经学问题。

在2013年1月的Nature杂志上Deisseroth发表了两篇研究论文，证实利用光遗传学技术激活或沉默某些脑细胞的行为就可以导致动物改变它们的抑郁症状。两项研究一致表明多巴胺与抑郁症有关，并强调需要在这方面开展更一步的研究。针对这些细胞和相关信号通路开展更详细的研究，科学家们有可能最终更深入地了解人类大脑产生和减轻抑郁的机制（两篇Nature文章发布光遗传学重大成果 ）。

2014年，Deisseroth表示尽管光遗传学技术是在动物模型中深入理解生物系统的有力工具。但第一代光遗传学技术并不完美：兴奋性的光敏蛋白很有效，但抑制性视蛋白的效率很低。他的研究团队经过多年努力，重新设计了一种抑制性的光敏蛋白，大大提高了抑制性开关的工作效率。这一成果于4月发表在Science杂志上，将帮助研究者们更好的理解与行为、思维、情绪有关的大脑回路（光遗传学之父Science再发突破性成果 ）。

即便是处在称作为神经科学全盛期的时代，追踪大脑深部数以亿计神经元之间的生物化学信号，仍然是个巨大的挑战。2014年6月斯坦福大学Deisseroth小组通过操控活体、移动动物的行为，设法绘制出了埋藏在动物大脑内这样的一张连接图。这一研究前所未有地从细胞水平上细致观察了社会行为的起源，并提供了关于自闭症、抑郁症和焦虑症等精神病学难题的一些新认识。相关论文发表在Cell杂志上（光遗传学之父Cell发表新研究成果 ）。

风险偏好差异

Deisseroth说，个体间的冒险偏好有差异。大多数成年人相对不愿承担风险。在稳定工资或波动的自由职业收入之间，个体通常会选择拿薪水。

这具有进化意义，Deisseroth说：“个体并不总是从长远考虑。在不断变化的世界中充满了从饥饿到捕食者各种各样的危险，尽管随着时间的推移高风险的选项有着更高的预期回报，人们并不总是长寿到足以从中得到好处。”

然而，在每个物种中有少数会倾向于喜欢冒险。甚至很大程度上不愿承担风险的个体有时也会选择更冒险的选项。

研究人员将焦点放在了从果蝇到人类所有生物共享的复杂大脑回路——奖励系统上。这一系统的核心特征是从中脑腹侧被盖区（ventral tegmental）投射到前脑伏隔核（nucleus accumben）的一个神经束。在这一神经束中的神经细胞可以分泌多巴胺化学物质，结合伏隔核一些细胞的表面受体。这转而会引发包含多巴胺受体的细胞内的活动。这些受体主要分为两类：DR1和DR2，多存在于不同的细胞上。

在大鼠实验中，他们证实规避风险而非寻求风险的小鼠其伏隔核 DR-2神经细胞活动显著增高。通过采用光遗传学方法刺激DR-2细胞模拟这种信号模式，研究人员可以将寻求冒险的大鼠转变为规避风险。然而一停止激光脉冲，大鼠的投机倾向又会回复。在规避风险的大鼠中刺激相同的细胞，它们的行为基本上没有改变。

与之相反，将普拉克索（pramipexole,一种促进人类冒险行为的DR2刺激药物）直接传送到大鼠伏隔核，会短暂地将规避风险的大鼠转变为寻求风险者，也降低了它们伏隔核中这一信号的大小。DR1刺激化合物则无此效应。

Deisseroth说：“偏爱高风险行为也可以造成危害。我看到一些异常寻求高风险的患者导致了安全事故、成瘾、社会、经济或职业失败，让他们遭受很多的伤害和指责。”

阐明个体做出决定的机制及他们的整体冒险谱产生差异的原因，这些研究可以帮助更好地了解一些精神疾病并促使研发出一些更好的药物来治疗它们。就此而言，它可以帮助研究人员缓解一些药物自身影响风险倾向的效应。例如，普拉克索是一种治疗帕金森病和其他脑疾病的处方药，它可以导致赌博问题。