加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，神经递质转换是甲基苯丙胺和 PCP 等药物损害记忆力和认知功能的一种机制。这涉及某些脑神经元中谷氨酸盐向 GABA 的转变，这种影响可以通过有针对性的治疗逆转。
加州大学圣地亚哥分校的研究表明，冰毒和五氯苯酚会导致神经元从谷氨酸转换为 GABA，从而损害记忆力，而这一过程可以通过特定治疗逆转。
持续滥用药物会产生许多长期影响，包括记忆力丧失和认知功能下降，这些影响可能会持续数年。现在，加州大学圣地亚哥分校的神经生物学家发现了大脑中一种可逆的共同机制，不同类别的药物通过这种机制产生认知障碍。
探究药物引起的认知缺陷的机制生物科学学院神经生物学系的科学家研究了甲基苯丙胺和苯环利定（PCP 或“天使尘”）如何通过激活大脑中的不同目标而产生类似的认知能力下降。为什么同样的记忆困难会出现在触发大脑不同活动的药物的反应中？
他们的研究表明，冰毒和 PCP 会导致神经元通过一种称为神经递质转换的过程改变其通信方式。这项由尼古拉斯·斯皮策教授实验室的助理项目科学家 Marta Pratelli 领导的研究结果发表在《自然通讯》上。
在正常小鼠（左）中，洋红色神经元表达兴奋性递质谷氨酸，绿色神经元表达抑制性递质 GABA。甲基苯丙胺（右）导致表达谷氨酸的神经元表达 GABA，甲基苯丙胺治疗小鼠的神经元同时表达洋红色和绿色标记（箭头），而未治疗小鼠（正常）则没有。图片来源：加州大学圣地亚哥分校 Spitzer 实验室
神经递质转换的发现神经递质转换是大脑可塑性的一种形式，是研究大脑如何根据经验改变功能和结构的一个不断发展的研究领域。近年来，斯皮策和他的同事还发现了神经递质转换在自闭症谱系障碍、创伤后应激障碍和运动中的作用。
研究人员检查了老鼠的大脑皮层，发现冰毒和 PCP 都会导致前额叶皮层中相同的神经元从兴奋性神经递质谷氨酸转变为抑制性神经递质 GABA（γ-氨基丁酸），前额叶皮层是负责执行功能的区域。这种转变与记忆任务表现的下降有关，因为当 GABA 的表达被阻断时，接受药物治疗的老鼠在任务中表现良好。
物体识别是认知能力的衡量标准。正常小鼠（神经元表达谷氨酸）习惯于看到两朵花，因此会花更多时间探索新物体（蘑菇）。接触甲基苯丙胺或 PCP（神经元开始表达 GABA）后，小鼠无法识别新物体，无法通过识别测试。当神经递质的变化得到恢复（神经元恢复表达谷氨酸）时，小鼠恢复了识别物体的能力。图片来源：加州大学圣地亚哥分校 Spitzer 实验室
药物引起的认知缺陷的可逆性进一步的实验表明，即使反复服用这些药物，研究人员仍能够使用分子工具局部降低大脑的电活动或使用抗精神病药物氯氮平来逆转这种神经递质转换。这些治疗方法都逆转了记忆丧失，恢复了小鼠在认知任务中的表现。
“这些结果表明，有针对性地操纵神经活动可用于改善重复药物滥用的一些负面影响，”普拉特利说。
在这项新研究中，研究人员发现，产生神经递质转换需要药物诱导多巴胺（一种参与奖励的神经递质）释放增加，以及大脑皮层神经元电活动增加。
助理项目科学家 Marta Pratelli 和 Nick Spitzer 教授研究神经递质转换，这是一个不断发展的研究领域，研究大脑如何根据体验改变功能和结构。图片来源：加州大学圣地亚哥分校 Erik Jepsen
结论及对未来治疗的启示Spitzer 教授说：“这项研究揭示了一种共享且可逆的机制，它可以调节接触不同药物后认知缺陷的出现。”
研究人员在论文中指出，更深入地了解与吸毒导致记忆力丧失相关的大脑机制将能促进新疗法的开发，不仅可以治疗冰毒和 PCP 成瘾，还可以治疗其他疾病。
参考文献：“药物引起的递质身份变化是产生认知缺陷的共同机制”，作者：Marta Pratelli、Anna M. Hakimi、Arth Thaker、Hyeonseok Jang、Hui-quan Li、Swetha K. Godavarthi、Byung Kook Lim 和 Nicholas C. Spitzer，2024 年 9 月 26 日，《自然通讯》。DOI：10.1038/s41467-024-52451-x
该研究的资金由美国国家药物滥用研究所（R21 CEBRA 拨款 DA048633；和 R21 DA050821）和 Overland 基金会提供。
作者： Mario Aguilera，加州大学圣地亚哥分校
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