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为探究下丘（IC）与中脑运动区（MLR）的神经联系及对帕金森症状的影响，研究人员开展 IC 光遗传学刺激实验。结果发现该刺激能激活 MLR 神经元、改善氟哌啶醇诱导的大鼠僵住症，且不影响情绪和基础运动。这为帕金森病治疗提供新方向。
在帕金森病（Parkinson’s disease，PD）的研究领域，一直存在诸多待解之谜。PD 患者会出现运动障碍，如运动不能（akinesia）、运动迟缓（bradykinesia）、震颤（tremor）、肌强直（rigidity ）和姿势不稳（postural instability）等症状，其主要原因是黑质致密部（substantia nigra pars compacta，SNc）的多巴胺能神经元发生退变，导致尾状核 - 壳核多巴胺水平下降。临床上常用的抗精神病药物氟哌啶醇（haloperidol），在阻断黑质纹状体通路中的多巴胺能受体时，会引发不良的运动效应，在啮齿动物中表现为僵住症（catalepsy），动物会保持固定姿势不动。
此前，虽有研究表明电刺激或化学刺激 IC 可改善氟哌啶醇诱导的僵住症，但具体机制尚不明确。为了深入探究这一现象背后的神经机制，来自巴西巴拉那联邦大学药理学系、德国马尔堡菲利普斯大学行为神经科学系等多个研究机构的研究人员，开展了一项具有重要意义的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了光遗传学（optogenetics）、电生理记录（electrophysiological recordings）等技术方法。首先，选取成年雄性 Wistar 大鼠，通过立体定位手术向 IC 注射携带不同视蛋白基因的腺相关病毒（adeno - associated virus，AAV） ，包括 AAV1/2 - hSyn - hChR2（H134R） - eYFP、AAV1/2 - hSyn - arch - eYFP - WPRE3 和对照 AAV1/2 - hSyn - eYFP - WPRE3 。之后，一部分大鼠用于电生理实验，记录 IC 和 MLR 神经元在光刺激下的活动；另一部分用于行为学实验，评估光遗传学操作对大鼠运动功能、情绪状态等方面的影响。
研究结果如下：
- MLR 神经元对 IC 光遗传学刺激的反应：在电生理实验中，对 4 只注射了 ChR2 病毒的大鼠进行重复光刺激，共记录到 252 个神经元的动作电位。经组织学验证，其中 209 个细胞在光纤位于 IC 时被记录，45 个位于 IC，43 个位于 MLR。IC 中多数细胞（40/45）对 2 秒的刺激有强烈且显著的反应，而 MLR 中，光刺激的激活作用也占主导（29/43），但部分细胞反应较弱或受到抑制。此外，MLR 神经元对光刺激的脉冲反应起始潜伏期（4.74 ms）明显长于 IC 神经元（2.32 ms），这表明 IC 到 MLR 的突触传递存在调制。
- IC 光遗传学操作对运动和情绪相关行为的影响：行为学实验中，通过旷场实验（open field test）和超声发声（ultrasonic vocalization，USV）记录发现，IC 的光刺激或抑制对大鼠的移动距离、梳理和直立行为次数，以及 50 - kHz 和 22 - kHz USV 的发出数量均无显著影响，说明 IC 光遗传学操作不影响大鼠的基础运动和情绪状态。在横杆测试（bar test）中，IC 光遗传学刺激显著改善了氟哌啶醇诱导的僵住症，ChR2 组大鼠从横杆上跳下的潜伏期明显短于对照组和基线期，而 Arch 组则无显著差异。
综上所述，该研究表明 IC 光遗传学刺激可诱导 MLR 神经元产生强烈的兴奋性反应，同时能减轻系统性氟哌啶醇处理的大鼠的僵住症，且不影响基础运动、探索活动和情绪状态。这一研究揭示了 IC 与 MLR 之间的神经相互作用机制，为理解运动控制的神经回路提供了新的视角，也为帕金森病等运动相关疾病的治疗提供了潜在的新靶点和干预策略，具有重要的临床意义。未来还需进一步研究明确这些效应的具体机制及其在临床上的应用价值。
