东方时讯网当有人感染时，大多数人认为这是免疫系统在感觉到身体的一些自然防御功能(例如发烧、发冷或疲劳)时启动的。但我们许多人不知道的是，它实际上是所有这一切背后的大脑。由哈佛大学凯瑟琳·杜拉克博士和庄晓伟博士领导的研究小组领导的研究小组现已在小鼠大脑底部附近发现了一小群神经元，这些神经元可以诱发疾病症状，包括发烧、食欲不振、和寻求温暖的行为。这些神经元以前没有被描述过，是在下丘脑的一个区域中发现的，下丘脑是大脑的一部分，以控制关键的稳态功能而闻名，使身体保持平衡、健康的状态。
“对我们来说，建立大脑甚至可以感知这些免疫状态的一般原则非常重要，”杜拉克实验室的博士后研究员、该研究的主要作者杰西卡·奥斯特豪特博士说。“以前人们对此知之甚少。”希望有一天，科学家能够利用这一机制如何运作的知识来针对人类的这一过程，并在它对健康造成严重影响时扭转它。
Zhuang、Dulac及其同事在《自然》杂志上发表了一篇题为“视前神经元群体在生病期间控制发烧和食欲”的论文，报告了他们的发现。
作者解释说，在感染过程中，大脑与免疫系统对话，协调生理和行为变化，表现为令人不快的疾病症状，旨在帮助消除病原体并提高生存率。“症状包括发烧、嗜睡、食欲不振、寻求温暖、社交退缩和疼痛敏感性增加。”然而，研究小组向神经科学家指出，长期存在的问题是，这种情况如何以及在大脑中发生在哪里?“......神经系统究竟如何改变体温并引发疾病行为以协调对感染的反应仍然未知，”他们承认。
通过对小鼠的研究，研究人员现在已经确定了下丘脑腹侧内侧视前区(VMPO)中先前未表征的神经元群，这些神经元在疾病后被激活。他们写道：“这些神经元对于产生发烧反应和其他疾病症状(例如寻求温暖和食欲不振)至关重要。”
下丘脑的这个关键区域位于大脑的一个可渗透部分(称为血脑屏障)旁边，它有助于血液循环到大脑。“正在发生的事情是，与血液和外周免疫系统接触的血脑屏障细胞被激活，这些非神经元细胞分泌细胞因子和趋化因子，反过来又激活我们所需要的神经元群。发现，”杜拉克、李和埃兹佩莱塔艺术与科学教授以及希金斯分子和细胞生物学教授说。
有一天，这些新知识可能会帮助科学家制定新策略，以针对这一对健康有害而不是有益的过程。例如，发烧通常是一种健康反应，有助于消除病原体。但当它太高时，它也会变得危险。对于食欲不振或口渴感降低也可以这样说，这首先是有益的。但持续或持续缺乏营养或水分就会开始阻碍恢复。
“如果我们知道它是如何工作的，也许我们可以帮助患有此类症状的患者，例如化疗患者或癌症患者，他们食欲很低，但我们实际上无能为力，”奥斯特豪特说。
报道的工作最初是为了研究自闭症患者的发烧效应。这是一种自闭症患者出现感染症状(例如发烧)时自闭症症状减轻的现象。研究人员着手寻找产生发烧的神经元，并将它们与涉及社会行为的神经元联系起来。
相反，奥斯特豪特发现许多神经元群在动物生病时被激活。她重点关注下丘脑腹侧内侧视前区的约1,000个神经元，因为它们位于血脑屏障旁边。
为了找到被激活的神经元的不同区域，奥斯特豪特给小鼠注射了促炎剂、脂多糖或多胞苷酸，模拟细菌或病毒感染。她分析了大脑扫描中亮起的大脑区域。
奥斯特豪特和同事随后使用了一套强大而精确的方法，称为化学和光遗传学来控制和研究不同神经元群体之间的连接性。使用这些工具，他们能够根据命令激活或沉默小鼠大脑中的这些神经元，并通过观察发生的情况来确定它们的功能。
研究人员发现，使用这些工具可以提高小鼠的体温，增加寻求温暖的行为，并降低食欲。他们报告说，已识别的由LPS激活的VMPO神经元(VMPOLPS神经元)投射到12个大脑区域，其中一些区域已知可以控制口渴、疼痛感和社交互动。这表明其他疾病行为也可能受到相同神经元活动的影响。
在实验过程中，研究人员还注意到，当免疫系统的分子发出增加的信号时，这群神经元的活动和激活就会增加。这表明大脑和免疫系统通过它们关注的位置(腹侧内侧视前区和旁边的血脑屏障)的旁分泌信号相互沟通。旁分泌信号传导是指细胞产生信号以触发附近细胞的变化。研究小组表示：“总的来说，这些结果揭示了VMPOLPS神经元是一个控制中心，可以整合免疫信号来协调多种疾病症状以应对感染。”
奥斯特豪特说，这个过程扩展了她对神经元如何工作的理解。“作为一名神经科学家，我们经常认为神经元会激活其他神经元，而不是其他旁分泌型或分泌型方法真的很重要，”她说。“它改变了我对这个问题的看法。”
作者在论文中总结道：“总而言之，我们的数据表明，VMPOLPS神经元对于产生发烧、直接感知免疫信号以及协调疾病引起的体温升高、寻求温暖行为和食欲抑制来说是必要且充分的……我们表明，VMPOLPS神经元对与行为和稳态功能相关的大脑区域的活动产生广泛的影响，并在突触和功能上连接到控制体温和食欲的电路节点。”
科学家们计划进一步探索神经元投射到的其他区域，并应用他们的发现来重新审视自闭症患者的发烧效应。“未来我们还有更多值得关注的事情，”杜拉克说。