圖1：對遺傳編碼的傳感器圖示的傳輸進行高分辨率分析�；�于G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）和細菌周質(zhì)結(jié)合蛋白（PBP）的神經(jīng)調(diào)節(jié)遞質(zhì)的遺傳編碼傳感器示意圖。B病毒表達，基因編碼傳感器在體內(nèi)和離體應用的示意圖。C對使用遺傳編碼傳感器獲得的圖像數(shù)據(jù)進行超分辨率和/或反卷積顯微分析的示意圖。D突觸傳遞的三維時空分布圖。注意最近發(fā)表的項目[32]收集的示例性動物實驗數(shù)據(jù)。圖片來源：分子精神病學（2020）。DOI：10.1038 / s41380-020-00960-8

弗吉尼亞大學醫(yī)學院的科學家們開發(fā)了一種以前所未有的方式監(jiān)視大腦內(nèi)部通訊的工具，它已經(jīng)提供了一個解釋，說明為什么阿爾茨海默氏癥藥物療效有限，以及為什么患者在服藥后會變得更糟他們。

研究人員期望他們的新方法將對我們對抑郁癥，睡眠障礙，自閉癥，神經(jīng)系統(tǒng)疾病和主要精神病的理解產(chǎn)生巨大影響。他們說，它將加速對大腦運作的科學研究，并促進新療法的發(fā)展。

UVA藥理學系的首席研究員J. Julius Zhu說：“我們現(xiàn)在可以'看到'大腦細胞如何在健康和患病的大腦中進行清晰的交流。”

意外的傳輸

朱和他的合作者開發(fā)的新方法使科學家可以在微觀水平和遠小于納米水平上檢查大腦內(nèi)部的傳播。它結(jié)合了生物“傳感器”和兩種不同形式的尖端成像。

該方法可以量化與嚴重的腦部疾�。ò�括成癮，阿爾茨海默氏病，抑郁癥和精神分裂癥）相關(guān)的“神經(jīng)調(diào)節(jié)”傳遞。它們也與自閉癥，癲癇癥，飲食失調(diào)和睡眠失調(diào)有關(guān)。

神經(jīng)調(diào)節(jié)傳遞是大腦中的“較慢”傳遞。通常認為它們涉及大區(qū)域的許多神經(jīng)元。這與神經(jīng)元到神經(jīng)元發(fā)生更快的傳輸相反。

但是朱的新工具已經(jīng)表明它不是那么簡單。

在阿爾茨海默氏病中，Zhu和他的同事發(fā)現(xiàn)了shot彈槍神經(jīng)調(diào)節(jié)傳遞中令人驚訝的“精細控制和精確度”�？茖W家報告稱，被廣泛使用的阿爾茨海默氏癥藥物乙酰膽堿酯酶抑制劑可能會抑制這種精確的交流。他們說，這可能解釋了藥物的有效性有限。

研究人員接著確定了長期使用這種藥物可能引起的大腦潛在變化，這可以解釋為什么患者在停止服用藥物后往往會變得更糟。他說：“新方法指出了阿爾茨海默氏癥在前所未有的時空分辨率上的缺陷，從而確定了精確的藥物靶標�！�

研究人員說，老年癡呆癥只是冰山一角。他們在兩篇新的科學論文中報告說，該新系統(tǒng)在神經(jīng)和精神疾病和病癥的各個方面都具有“廣泛的適用性”。科學家們預測，在未來的幾年中，它將幫助醫(yī)生了解神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神病問題，篩選藥物以進行潛在治療，識別引起疾病的基因，并開發(fā)出針對特定患者需求量身定制的更好，更個性化的藥物。

朱If基說：“如果我們看到問題，我們將準備好解決它們。”

研究人員在科學雜志《分子精神病學》和《納米快報》上描述了這種新方法及其發(fā)現(xiàn)。