一下昏古七了？科学家发现了原因
Nature Portfolio
环球科学
2023-12-04 22:01:53
转自公众号：Nature Portfolio
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原文作者：Miryam Naddaf
Louis Leopold Boilly的画作《情节剧效果》（1830）。长期以来，科学家都没有搞清楚是什么机制在控制人们昏倒，以及为什么。来源：Leemage/Corbis via Getty40%的人一生中至少会晕倒一次，原因可能是炎热、饥饿、站太久，或者只是看到一眼血或针头。但究竟是什么导致了这种短暂意识丧失（研究者称为晕厥）还是一个谜。
现在研究者发现了控制该过程的一个神经通路，涉及一组连接心脏和脑干的感觉神经元。11月1日发表于《自然》的一项研究报告，激活这些神元经会让小鼠几乎立即停止活动和摔倒，然后出现人类晕厥中观察到的症状，如瞳孔迅速放大和翻白眼。小鼠实验揭示了快速失去意识、随即很快醒来的心脑联系。作者认为，除了大脑血流减少所致这一长期观察结果之外，这一通路是理解昏倒的的关键。
研究共同作者Vineet Augustine说，这些通路的研究可能会启发针对心源性晕厥的新治疗方法。新的神经元控制人们如何以及为何昏倒的机制长久以来都是个谜，部分是因为研究者倾向于单独研究心脏或大脑。但这项研究的作者开发出了工具，表明这两个系统如何交互作用。研究团队用单细胞RNA测序分析了迷走神经的一部分——结状神经节，发现了一些感觉神经元，它们表达一种受体，参与到血管小肌肉的收缩。
这些神经元称为NPY2R VSN，和迷走神经连接肺部或肠道的其他分支不同，它们在心脏较下部的肌肉部位（心室）形成分支，并连接到脑干称为最后区的一个独特区域。结合高分辨率超声成像和光遗传学，研究者刺激小鼠的NPY2R VSN，同时监控其心率、血压、呼吸和眼动。这让研究团队能操纵特定神经元并实时观察心脏的情况。Augustine说，这在过去是不可能的，因为你需要先弄清楚这些神经元的身份。
当NPY2R VSN被激活，四处活动的小鼠在数秒之内就晕倒了。除了快速瞳孔扩大和眼球上翻，小鼠还表现出其他人类晕厥的症状，包括心率、血压、呼吸频率降低和流向大脑的血流减少。通常人类从晕厥中会很快恢复。脑活动为了更好地理解在晕厥中大脑内部发生了什么，研究者用电极记录了小鼠晕厥时多个脑区里数以千计神经的活动。在此过程中，所有脑区的活动都降低了，除了下丘脑一个被称为脑室周围区（PVZ）的区域。
作者随后阻断了PVZ的活动，结果小鼠的昏倒时间更长了。刺激这一区域会让实验动物醒来，再次开始活动。研究团队认为，一个包括了NPY2R VSN和PVZ的协调神经网络调控昏倒和复苏。对于心脏病学家问了几十年的问题，现在你可以引入一种神经科学的观点，真正理解神经系统如何控制心脏。下一个大问题是这些神经如何被激发。
参考文献：1.Lovelace, J. W. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-023-06680-7 (2023).