科学家优化研究关键模型生物体中静止大脑的方法

由东京都立大学的研究人员领导的一个团队已经确定了使用功能性 MRI 研究狨猴大脑静息状态的最佳方法。研究通常使用镇静剂和麻醉剂来限制测量过程中的运动，但药物本身会影响大脑活动。该团队研究了七种药物，并确定了既能保持正常功能又能最大限度减少运动的选择。他们的工作将研究范围扩展到一种重要的模式生物。

模式生物是科学家研究的物种，以了解可能适用于其他生物的生物学的某些方面。例子涵盖各种大小和物种，从面包酵母和果蝇到豚鼠。最近，原产于南美洲的小型灵长类动物普通狨引起了人们的极大兴趣，尤其是在神经科学领域。尽管它们的体型很小，但它们保留了灵长类动物高度发达的大脑结构，从而有可能开展研究，了解我们自己的大脑如何工作，以及我们如何克服影响更高大脑功能的疾病。

一项重要的研究方向是使用功能性 MRI (fMRI) 来研究狨猴静止时的大脑。fMRI 是一种非侵入性成像技术，可以绘制体内血流图;在大脑中，这可能与局部活动有关。这让我们得以独特地了解静息状态网络 (RSN)，这是大脑不同部分之间连接的关键网络。然而，在 fMRI 机器上研究狨猴需要限制;这反过来又需要镇静剂/麻醉剂来尽量减少动物的痛苦。药物本身会干扰大脑活动，从而限制研究结果的范围。

对桌上狨猴的静息状态大脑活动进行成功成像可能需要镇静以尽量减少动物的痛苦。图片来源：东京都立大学

因此，由 Junichi Hata 副教授领导的一组研究人员着手研究对 RSN 影响最小的药物。他们测试了七种常见的镇静剂和麻醉剂，比较了动物清醒时和服药时的 RSN，并跟踪头部运动，这些运动本身会影响数据的质量。

他们发现药物咪达唑仑 (Mida) 和右美托咪定 (Dex) 最能保护网络，但会留下一些头部运动的痕迹。其余五种中的三种，阿法沙龙 (Alfa)、异氟烷 (Iso) 和七氟烷 (Sevo)，被证明对大脑功能有显着影响，但最后两种异氟烷和右美托咪定 (IsoDex) 的组合，异氟烷和右美托咪定的组合，保留了下来足够的 RSN，同时保持最小的运动。