抑制性神经元功能障碍是作为过度兴奋的调节机制而发生的

抑制性神经元功能障碍是作为过度兴奋的调节机制而发生的

德克萨斯大学西南医学中心的研究人员领导的一项研究表明，在一种罕见的癫痫形式中，一小群连接在电路中的脑细胞负责触发全脑癫痫发作，这种癫痫形式受血糖水平的影响。 作者说，这一发现发表在《科学转化医学》上，可能会导致大脑其他代谢紊乱的新疗法。

研究负责人、尤金·麦克德莫特人类生长与发展中心神经病学、儿科、生理学教授、医学博士、哲学博士胡安·帕斯夸尔（Juan Pascual）说：“它对其他疾病也有广泛的影响，因为这个回路与痴呆、精神分裂症、睡眠和认知有关。” “我们的实验室现在正在研究这些影响。”

罕见脑部疾病项目的负责人 Pascual 博士表示，他和 UTSW Peter O'Donnell Jr. 脑研究所 Pascual 实验室的同事长期以来一直对一种被称为 GLUT1 缺乏综合症的疾病感兴趣，因为它具有不寻常的特征。 这种疾病在全世界只有几百人被诊断出来，是由一种称为 1 型葡萄糖转运蛋白的蛋白质先天性缺陷引起的，这种蛋白质将血糖带入细胞作为燃料。

从生命的最初几个月开始，患有 GLUT1 缺乏综合症的人每天可能会遭受数百次“失神”癫痫发作，其中一些的特点是注意力不集中几秒钟。 来自北美和世界其他地区的患有这种疾病的患者在德克萨斯大学西南医学中心寻求医疗护理。

血糖水平可以显着影响患者的发作次数，而提高血糖水平或保持血糖水平恒定的治疗饮食可以显着减少血糖水平。 为什么这些癫痫发作会受到血糖水平的影响尚不清楚。

为了回答这个问题，帕斯夸尔博士和他的同事研究了人类患者癫痫发作的解剖学起源。 脑电图（EEG）、功能磁共振成像（fMRI）和正电子发射断层扫描（PET）相结合显示，癫痫发作起源于大脑丘脑和体感皮层中相对较小的区域。

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当血糖水平下降时，这些区域形成的回路中异常的电活动会扩散到整个大脑。 奇怪的是，尽管脑电图显示整个大脑都有快速的癫痫活动，但患者在癫痫发作时仍然保持意识并能够进行认知测试。

研究人员利用 GLUT1 缺乏综合症的小鼠模型表明，葡萄糖的代谢副产物——包括神经递质和正常大脑功能所需的其他化学物质——在动物大脑中基本上保持在正常水平。 然而，负责抑制或减缓神经活动的脑细胞中的电活动失调，导致它们的放电频率比平时低得多，从而导致其他相连的兴奋性细胞不受控制地放电。 当研究人员给这些动物服用一种名为吡仑帕奈的抗癫痫药物时，它们的癫痫发作显着减少。

帕斯夸尔博士表示，这些发现可能为这种不寻常的癫痫类型提供一种新的治疗方法，并反驳了一个长期存在的观点，即丘脑和皮质回路中细胞的正常功能对于意识是必要的。

这些结果驳斥了数十年来关于大脑在意识中的作用的猜测。 然而，这并不完全出乎意料，因为意识是人的财产，而不是大脑的财产。”

Juan Pascual，UT 西南医学中心神经病学、儿科、生理学教授

其他对这项研究做出贡献的 UTSW 研究人员包括 Karthik Rajasekaran、Qian Ma、Levi B. Good、Gauri Kathote、Vikram Jakkamsetti、Peiying Liu、Adrian Avila、Sharon Primeaux、Isaac Marin-Valencia、Deepa Sirsi 和 Hanzhang Lu。

Pascual 博士拥有 Ed 和 Sue Rose 神经病学杰出教授职位以及童话基金会儿科神经疾病教授职位。

来源：

德州大学西南医学中心

参考：

Rajasekaran，K.，等人。 (2022) Glut1 缺乏症中突触衰竭和丘脑皮质超同步的代谢调节，并保留意识。 科学转化医学。 doi.org/10.1126/scitranslmed.abn2956 。

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