Commun Biol：夜刷手机记性变差？安徽医科大学张平平团队揭示蓝光通过特定神经环路损害空间记忆

我们每天都在接触大量蓝光：来自手机、电脑、LED灯等。虽然方便，但越来越多证据表明，长期暴露在高强度蓝光下可能损害大脑功能，尤其是空间记忆（比如记不住路线、容易迷路）。但问题是：蓝光是怎么“伤脑”的？

基于此，2025年12月24日，安徽医科大学基础医学院生理学系张平平研究团队在communications biology杂志发表了“Neural mechanisms of the V2M–PrL pathway mediate blue light-induced spatial memory impairment”揭示了V2M–PrL通路的神经机制介导蓝光诱导的空间记忆损伤。

作者的研究发现，600勒克斯的蓝光通过次级视觉皮层至前边缘皮层的神经通路干扰了雄性小鼠空间记忆的提取。具体而言，病毒示踪和多通道光纤记录显示，次级视觉皮层的谷氨酸能神经元投射至前边缘皮层的γ-氨基丁酸能神经元，从而抑制了前边缘皮层谷氨酸能神经元的兴奋性。选择性损毁投射至前边缘皮层的次级视觉皮层谷氨酸能神经元，可消除蓝光对空间记忆提取的不利影响。

此外，光遗传学或化学遗传学激活该神经环路可模拟蓝光对小鼠空间记忆的损害作用；相反，抑制该神经环路则可逆转蓝光诱导的空间记忆损伤。综上所述，作者的研究阐明了这一神经环路在雄性小鼠中可能是介导蓝光诱导空间记忆损伤的关键机制。

图一 600勒克斯蓝光照射损害了空间记忆的提取

在本研究中，作者探讨了不同波长的光对小鼠空间记忆的影响及其潜在的神经环路机制。为此，作者建立了小鼠模型，使其每天接受12小时、连续7天、14天、21天或28天的不同波长光照（白光、蓝光或绿光，照度为600勒克斯），随后通过Y迷宫实验（）评估其空间记忆能力。

Y迷宫测试结果显示，与基线水平以及对照组、白光组和绿光组相比，连续21天蓝光照射引起的小鼠空间记忆损伤最为严重。因此后续的研究聚焦于这种21天蓝光照射所导致的空间记忆损伤背后的神经机制。

此外，在新物体位置识别阶段，蓝光照射组小鼠的空间辨别指数显著低于对照组。作者还发现，当小鼠仅接受4小时或8小时的600勒克斯蓝光照射时，其空间记忆并未出现显著损伤。这些结果表明，600勒克斯的蓝光（而非其他波长的光）会损害小鼠的空间记忆。

鉴于既往研究表明光照可能引发小鼠焦虑，还进行了旷场实验和高架十字迷宫实验以评估蓝光照射组小鼠的行为表现。结果显示，600勒克斯蓝光照射不会引起小鼠的类焦虑行为。

图二 蓝光照射诱导了次级视觉皮层和前边缘皮层的神经元激活

为了探究长期蓝光照射损害空间记忆的机制，研究人员通过c-Fos免疫荧光染色发现：与白光对照组相比，蓝光照射使小鼠初级和次级视觉皮层及腹外侧膝状体核的神经元活动增强（c-Fos阳性细胞增多），而前边缘皮层（PL）的神经元活动却显著减弱，海马则无明显变化；且每天仅照射4或8小时、连续21天尚不足以抑制PL活动。

鉴于已有研究提示次级视觉皮层（V2）可直接投射至PL，作者聚焦于这一神经环路。通过顺行、逆行及跨单突触病毒示踪技术，证实V2确实向PL发出直接投射：V2中主要是谷氨酸能（兴奋性）神经元发出投射，而PL中接收该输入的约70%为GABA能（抑制性）神经元，仅约30%为谷氨酸能神经元。此外，蓝光诱导的c-Fos激活主要出现在V2的谷氨酸能神经元中。

这些结果提示，长期蓝光可能通过“V2谷氨酸能神经元 → PL GABA能神经元 → 抑制PL谷氨酸能输出”这一环路，削弱前边缘皮层功能，从而损害空间记忆。

图三 参与光诱导空间记忆提取损伤的神经元亚型

既往研究表明，内侧前额叶皮层中谷氨酸的失衡与认知功能障碍有关。

为验证这一点，作者在小鼠前边缘皮层注射AAV-CaMKII-taCasp3病毒以选择性损毁谷氨酸能神经元。该操作导致这些小鼠出现显著的空间记忆损伤，而接受人工脑脊液处理的对照组则无此现象。

作者还采用相同的病毒策略选择性损毁次级视觉皮层中的谷氨酸能神经元。有趣的是，当次级视觉皮层的谷氨酸能神经元被损毁后，即使小鼠连续21天暴露于600勒克斯蓝光下，其空间记忆与处于正常光照条件下的对照组相比并未受到显著影响。此外，选择性损毁投射至前边缘皮层的次级视觉皮层谷氨酸能神经元，可有效防止蓝光照射引起的空间记忆损伤。

这些结果表明，蓝光可能通过调控次级视觉皮层至前边缘皮层的神经环路损害雄性小鼠的空间记忆，凸显了这两个脑区中谷氨酸能神经元在空间记忆加工中的关键作用。

为阐明V2谷氨酸能神经元到PLGABA能神经元通路的功能连接，研究人员结合光遗传学、光纤记录和电生理技术展开验证。

在C57小鼠中，激活V2的谷氨酸能神经元（通过ChR2）导致PL谷氨酸能神经元的钙信号显著降低；而在Vgat-Cre小鼠中，同样激活V2却引起PL GABA能神经元的钙信号迅速升高，提示V2兴奋可特异性激活PL中的抑制性神经元。

为进一步评估GABA能神经元的“刹车”作用，作者选择性损毁PL中的GABA能神经元（表达taCasp3），结果发现此时激活V2反而使PL谷氨酸能神经元的钙信号增强，而在未损毁的对照组中则表现为抑制。此外，电生理记录显示，光刺激V2投射至PL的轴突末梢可诱发典型的AMPA受体依赖性兴奋性突触后电流。

这些结果证实：V2谷氨酸能神经元通过激活PL的GABA能神经元，间接抑制PL谷氨酸能神经元，形成一条介导蓝光损害空间记忆的功能环路。

总结

在本研究中，作者结合行为学实验、光纤光度测定记录和在体钙成像技术，探究了V2M谷氨酸能神经元→PrL γ-氨基丁酸能神经元→谷氨酸能神经元环路在介导蓝光对小鼠空间记忆影响中的作用。尽管在理解其神经机制方面取得了一定进展，但仍存在一些局限性。首先，视网膜如何感知蓝光并影响V2M神经元尚不清楚。其次，睡眠是否会影响蓝光诱导的空间记忆损伤仍有待探索。此外，V2M→PrL环路是否也参与人类蓝光诱导的空间记忆损伤尚不明确，需要进一步研究。

文章来源：

https://doi.org/10.1038/s42003-025-09304-0

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