去抑制
去抑制(英文:Disinhibition)在神经科学中是指 抑制性调控被解除或减弱 的生理或病理过程,导致原本被抑制的神经活动 异常增强或失控。它既可以是一种关键的生理性调控机制(如在感觉处理和运动协调中),也可以是多种神经系统疾病和异常状态的核心病理环节。
核心概念与机制
去抑制的本质是 兴奋-抑制平衡 的破坏,倾向于兴奋性活动占优。其发生可以通过多种机制实现:
抑制性中间神经元功能下降:抑制性神经元(主要释放 GABA 或 甘氨酸)的活性降低、数量减少或突触传递受损。
抑制性突触效能降低:突触后膜上GABA或甘氨酸受体的数量、功能或下游信号通路发生改变。
对抑制性神经元的兴奋性输入减少:负责激活抑制性神经元的上游通路被削弱。
兴奋性输入异常增强:过强的兴奋性输入压倒了正常的抑制性控制。
生理性去抑制(功能性)
在某些正常神经活动中,去抑制是一种精密的时间或空间调控策略,以实现特定的功能:
感觉信息处理:
侧向抑制:在视网膜、体感皮层等感觉通路中,一个活跃的神经元通过抑制其邻近神经元,从而 锐化对比 和 提高信噪比。局部解除这种抑制(去抑制)可以允许对某些刺激的更广泛响应。
感受野动态调节:在注意或特定任务状态下,对感受野外周抑制环路的去抑制可以 扩大感受野,整合更广泛的背景信息。
运动控制:
在执行随意运动时,大脑皮层需要暂时解除对脊髓运动神经元的抑制(通过抑制脊髓的抑制性中间神经元),从而启动运动。例如,随意运动的启动就涉及对运动通路中特定抑制环节的解除。
学习与记忆:
在某些形式的突触可塑性(如长时程增强)中,暂时性降低GABA能抑制被认为是允许突触强度发生持久改变的必要条件。
皮层网络振荡:
特定频率的脑电节律(如γ振荡)的产生和维持,依赖于兴奋性神经元与抑制性神经元之间精细的动态平衡,其中周期性的去抑制起着关键作用。
病理性去抑制(功能障碍)
当去抑制过程过度、广泛或发生于不恰当的环路时,会导致神经系统疾病和异常症状:
癫痫:是最经典的病理性去抑制疾病。全脑或局部抑制功能的广泛丧失,导致神经元群异常同步化过度放电。许多抗癫痫药物的作用机制就是增强GABA能抑制。
运动障碍:
亨廷顿病:基底神经节中 间接通路 上的抑制性神经元(释放GABA和脑啡肽的纹状体神经元)选择性退化,导致对丘脑和运动皮层的抑制性输出减少,产生不自主的舞蹈样动作。
抽动秽语综合征:可能与皮层-基底节-丘脑环路的抑制功能失调有关。
精神疾病:
精神分裂症:涉及前额叶皮层GABA能中间神经元(特别是表达小白蛋白的篮状细胞)功能缺陷,导致对皮层锥体神经元的抑制不足,可能引起 思维紊乱、幻觉 等阳性症状,以及 γ振荡异常。
焦虑症与创伤后应激障碍:可能涉及杏仁核等情绪中枢的抑制性控制减弱,导致恐惧反应过度和泛化。
疼痛:
神经病理性疼痛:脊髓背角或下行抑制通路的抑制功能下降,导致痛觉信号被异常放大,产生 痛觉过敏 和 触诱发痛。
脱髓鞘疾病(如多发性硬化):
髓鞘脱失可导致原本被抑制的轴突间发生 异常信号传递,即“对话”。
成瘾与奖赏系统:
药物滥用可长期改变伏隔核等脑区中兴奋/抑制平衡,解除对冲动行为的正常抑制。
皮层损伤后重组:
感觉或运动皮层损伤后,邻近皮层区域快速发生的早期功能重组,部分就是由 潜伏连接的去抑制 所介导的。
研究方法
电生理学:在体或离体记录神经元活动,结合药理学方法(如应用GABA受体拮抗剂)研究去抑制现象。
光遗传学/化学遗传学:特异性激活或抑制特定类型的抑制性神经元,观察其对环路活动和行为的影响。
脑成像与脑电图:在疾病患者中研究抑制性神经递质系统的代谢或功能连接变化。
计算模型:模拟兴奋-抑制平衡破坏对神经网络动态的影响。
治疗意义
理解去抑制机制为治疗相关疾病提供了靶点:
增强抑制:使用GABA能药物(如苯二氮䓬类、加巴喷丁)治疗癫痫、焦虑。
恢复平衡:开发针对特定GABA能神经元亚型或受体的药物,以更精准地治疗精神分裂症等疾病。
神经调控:通过脑深部电刺激等手段,调节异常环路的兴奋-抑制平衡。
参考文献
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Kullmann, D. M. (2011). Disinhibition. In: Encyclopedia of Neuroscience. Springer. (精确定义和阐述去抑制概念的条目)
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