您是否曾经想过，如果有一个“开关”可以关闭社交焦虑症或强迫症等精神障碍，那会是什么样子？也许我们并没有那么遥远。来自 杜克大学 通过在小鼠大脑中创建人工电突触，实现了巨大的飞跃，从而改变了其神经元的交流方式。
这些基因编辑的突触绕过了有问题的化学连接，创造了新的信号通路，从根本上改变了动物的行为。小鼠在基因上易患强迫症 (OCD) 样行为 症状轻微，约三分之二的患者未出现典型的面部病变。 这一突破可能标志着精神病学新时代的到来。
超越神经递质：大脑的电气高速公路
在包括人类在内的哺乳动物中，大脑主要通过使用神经递质的化学突触进行交流。电突触则更为罕见，它是基于一种叫做连接蛋白的蛋白质。这就是 卡富伊·齐拉萨 和他的团队。
“我们想找出是否可以通过插入电突触来绕过细胞间化学突触的方法，”他解释道。 齐拉萨. 这绝非易事： 虽然类似的工作已经在 线虫 秀丽隐杆线虫 （一只只有 302 个神经元的线虫） 老鼠拥有大约 71 万个神经元，其复杂程度要高得多。
为了构建这些新的“神经高速公路”，研究人员首先必须识别正确的连接蛋白。选择权在 连接 34.7 和 35，在一种叫做 白鲈鱼。这些蛋白质的功能类似于电路的正极和负极，允许电流直接在神经元之间通过。
人工突触：绘制大脑图谱，精准干预
下一个挑战是弄清楚将这些新连接放置在哪里。科学家将微型电极植入小鼠的大脑，创建了显示不同大脑区域之间信息流的电子图。
通过观察当老鼠处于引起焦虑或攻击性的环境中时这张图如何变化，研究小组能够精确地找出需要修改的电路。然后使用无害病毒携带产生连接蛋白所需的遗传信息进入靶细胞。
结果呢？ 功能齐全的电突触改变了额叶皮层的电流，使老鼠变得更具探索性和社交性。对于诸如社交焦虑症等问题来说，这是一个具有革命性的潜在应用。
预防精神障碍，而不仅仅是治疗精神障碍
在第二个更具雄心的实验中，研究人员想要验证这种技术是否可以预防精神问题的发生。
我们已经创建了一种修改细胞之间连接的方法，从而实现大脑的有针对性的重新连接。它有可能纠正多种不同类型的基因引起的神经连接缺陷，以防止精神疾病的出现。
通过瞄准额叶皮层和大脑中称为丘脑的区域（当小鼠感到压力时很重要）之间的长距离回路，引入电突触改善了这些区域之间的通信，防止小鼠在压力反应中“冻结”。
更令人印象深刻的是对基因上易患强迫症样症状的老鼠进行的实验。通常情况下，这些动物会开始强迫性地梳理自己，最终导致面部病变，类似于强迫症患者强迫性洗手的病变。 装有人工突触的小鼠很少自我梳理，大约三分之二的小鼠从未出现病变。
人工突触，未来：人类大脑编辑？
尽管这项研究是在老鼠身上进行的， 齐拉萨 他还选择了连接蛋白 34.7 和 35，因为预计它们在人类身上具有类似的功能。 现有的人类基因表达谱图可以确定需要针对的细胞。
“这些基因表达模式就像 GPS 标记，”研究人员解释说，显示哪些细胞正在做什么。携带必要基因组物质的病毒可以被注入血液，然后穿过血脑屏障，也可以使用聚焦超声打开血脑屏障。
但人类大脑编辑仍然遥不可及，并引发了伦理问题。 作为注释 伊泰·拉比诺维奇 耶路撒冷希伯来大学的研究人员表示，我们还不知道大脑是否会通过创建新的神经连接来做出反应，从而消除工程突触的影响。 甚至创造其他潜在的负面路径。
尽管存在这些未知数，但这项研究开辟了一条令人兴奋的途径：我们第一次可以想象出不仅可以弥补化学失衡，而且可以重建大脑连接的治疗方法。不再仅仅是药物，而是真正的个性化“神经工程”干预。
我们是否正处于精神病学新时代的黎明？现在下结论还为时过早，但人工突触无疑是对抗精神疾病最有希望的前沿领域之一。
官方研究报告请见此处： https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.03.25.645291v1
