Cell：首次揭示大腦血清素系統至少由兩組血清素能神經元亞群組成

化學信使分子血清素（serotonin，也稱作5-羥色胺）與從情緒到運動調節的一切相關。但是迄今為止，人們還遠未明確血清素對哺乳動物大腦的影響。科學家們給出了不同的結果。一些人發現血清素能促進快樂。另一些發現它增加焦慮的同時抑制運動，而其他人持相反的觀點。

在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學的Liqun Luo教授及其團隊著重關注腦幹中的一個被稱作中縫背核（dorsal raphe）的區域，這個區域含有哺乳動物大腦中最大密度的都通過釋放血清素傳遞信號的神經元（大約9000個）。相關研究結果於2018年8月23日在線發表Cell期刊上，論文標題為「Anatomically Defined and Functionally Distinct Dorsal Raphe Serotonin Sub-systems」。

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.07.043。

這些中縫背核神經元的神經纖維或者說軸突與很多至關重要的執行著一系列功能（包括思考、記憶、情緒和身體功能的調節）的前腦區域形成一個龐大的連接網路。通過注射感染這些區域中的血清素軸突（serotonin axon, 註：血清素能神經元的軸突）的病毒，這些研究人員能夠將這些連接追溯到它們在中縫背側中的原始神經元。

這允許他們構建出腦幹中緻密的血清素釋放神經元（serotonin-releasing neuron, 也稱作serotonin neuron，即血清素能神經元）到它們影響的多個前腦區域的神經投射的視覺圖譜。這種圖譜揭示出在中縫背核中至少存在著兩組不同的血清素能神經元，它們與大腦中的皮層和皮層下區域相連。

在一系列行為測試中，這些研究人員還證實這兩組血清素能神經元對刺激作出不同的反應。比如，當小鼠接受到喝糖水之類的獎勵時，這兩組血清素能神經元都會放電，但是它們對輕度的足部電擊等懲罰作出相反的反應。

Luo說，「我們如今明白為何一些科學家們認為血清素能神經元被懲罰激活，而另一些人認為它們被懲罰抑制。這兩種說法都是對的---它僅取決於你研究哪組血清素能神經元。」

更重要的是，這些研究人員發現血清素能神經元本身比之前想像的更加複雜。投射到皮層區域的血清素能神經元並不僅僅利用血清素傳遞信息，還會釋放出一種叫做谷氨酸的化學信使，這讓它們成為大腦中釋放兩種不同化學物質的少數神經元之一。這就產生一個問題，即人們是否應當稱呼它們為血清素能神經元，畢竟神經元是根據它們釋放的神經遞質命名的。

總之，這些研究結果表明，大腦的血清素系統不是由同質的神經元群組成，而是由許多協同發揮作用的神經元亞群（或者說子系統）組成。Luo團隊鑒定出兩組神經元亞群，但可能存在著更多組的神經元亞群。

事實上，斯坦福大學醫學院精神病學與行為科學教授Robert Malenka及其團隊最近在中縫背核中發現了一組投射到伏隔核（nucleus accumbens）的血清素能神經元。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

Jing Ren, Drew Friedmann, Jing Xiong et al. Anatomically Defined and Functionally Distinct Dorsal Raphe Serotonin Sub-systems. Cell, Published Online: 23 August 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.07.043.

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