绘制氯胺酮对整个大脑的影响图

要点

一项研究表明，反复使用氯胺酮会导致大脑多巴胺系统的结构变化：会减少与情绪调节有关的多巴胺神经元，增加与代谢和基本功能有关的多巴胺神经元。需要有针对性的氯胺酮治疗：针对特定的大脑区域，以尽量减少对其他多巴胺区域的意外影响。

这些发现可以解释氯胺酮在治疗饮食失调和解离行为效应方面的潜力。该研究为改善氯胺酮在临床环境中的应用铺平了道路。

氯胺酮是一种麻醉剂，也是一种非法的娱乐性药物，近年来，随着医疗机构开始认识到其广泛的治疗作用，氯胺酮的声誉已经彻底恢复。这种药物越来越多地用于一系列医疗目的，包括作为阿片类药物的止痛药替代品，以及作为治疗难治性抑郁症的疗法。

《细胞报告》(Cell Reports)杂志上发表了一项新研究，哥伦比亚大学的生物学家和生物医学工程师绘制了氯胺酮对小鼠大脑的影响，发现长时间重复使用氯胺酮会导致大脑多巴胺系统发生广泛的结构变化。

研究结果支持开发针对大脑特定区域的氯胺酮疗法，而不是使用氯胺酮清洗整个大脑。目前大多数氯胺酮的治疗方法是将其无选择性的应用于整个大脑，而这项全脑测绘数据表明，更安全的方法是针对大脑的特定部位，从而最大限度地减少对其他多巴胺区域的意外影响。

研究发现，反复接触氯胺酮会导致与调节情绪有关的中脑区域的多巴胺神经元减少，同时下丘脑的多巴胺神经元增加，下丘脑多巴胺神经元调节身体的基本功能，如新陈代谢和体内平衡。

前一项发现，氯胺酮会减少中脑中的多巴胺，这可能说明为什么长期滥用氯胺酮会导致使用者表现出与精神分裂症患者相似的症状。另一方面，后一项发现，氯胺酮增加了大脑中调节新陈代谢的部分多巴胺，可能有助于解释它在治疗饮食失调方面的疗效。

研究人员非常详细的数据也使他们能够追踪氯胺酮如何影响大脑中的多巴胺网络。他们发现，氯胺酮降低了大脑中负责听觉和视觉区域的多巴胺轴突或神经纤维的密度，同时增加了大脑认知中心的多巴胺轴突。这些有趣的发现有助于解释在接触氯胺酮的个体中观察到的解离行为效应。

研究者称，“我们在反复使用氯胺酮后看到的大脑多巴胺系统的重组，可能与长期的认知行为变化有关。”

迄今为止，大多数关于氯胺酮对大脑影响的研究都着眼于急性暴露的影响，即一次剂量如何在短期内影响大脑。在这项研究中，研究人员在长达十天的时间里检查了每天重复暴露的情况。只有在每天服用氯胺酮且持续10天后，大脑多巴胺组成的显著变化才能被测量到。

研究人员评估了重复暴露于两种剂量药物的效果，一种剂量类似于用于模拟小鼠抑郁症治疗的剂量，另一种剂量更接近于诱导麻醉的剂量。两种剂量的药物对多巴胺系统的影响都很明显。

这项研究在如何对整个大脑进行高分辨率研究方面开辟了一个新的技术前沿。这是第一次成功的尝试，以所谓的“亚细胞分辨率”来绘制慢性氯胺酮暴露引起的变化，换句话说，就是观察氯胺酮对单个细胞部分的影响程度。

迄今为止，大多数关于氯胺酮作用的亚细胞研究都是基于假设的研究，研究人员将目标锁定在大脑的一个区域，因为他们相信这个区域可能在大脑代谢氯胺酮的过程中起着重要作用。这项研究是首次在没有形成这样的假设的情况下，对整个大脑进行亚细胞研究。

这项研究揭示了氯胺酮是如何通过反复暴露来重塑大脑的。更广泛地说，研究表明，位于不同大脑区域的同一类型的神经元可能受到相同药物的不同影响。

这是开发有针对性的治疗方法的关键一步，针对性治疗可以有效地治疗抑郁症，而不会产生一些不必要的副作用。我们希望这个结果有助于改善这种极具前景的药物在各种临床环境中的使用，并有助于减少其娱乐性滥用。

研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)和美国国立精神卫生研究所(NIMH)的支持。

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参考文献

Datta MS, Chen Y, Chauhan S, Zhang J, De La Cruz ED, Gong C, Tomer R. Whole-brain mapping reveals the divergent impact of ketamine on the dopamine system. bioRxiv [Preprint]. 2023 Apr 17:2023.04.12.536506.

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