科学家们优化了研究一个关键模型生物的大脑休息的方法

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磁共振成像研究狨猴大脑静止状态的最佳方法。研究通常使用镇静剂和麻醉剂来限制测量时的运动，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大到了一个重要的模型生物体。

模式生物是由科学家研究的物种，以了解可能适用于其他生物的生物学的某些方面。这方面的例子涵盖了广泛的尺寸和物种，从面包酵母和果蝇到豚鼠。最近，最初来自南美洲的小型灵长类动物--普通狨猴吸引了大量的兴趣，特别是在神经科学方面。尽管它们的体型很小，但却保留了灵长类动物高度发达的大脑结构，这使得我们有可能开展研究，从而了解我们自己的大脑如何工作，以及我们如何克服影响高级大脑功能的疾病。

一个重要的研究方向是使用功能性核磁共振成像(fMRI)来研究狨猴休息时的大脑。fMRI是一种非侵入性的成像技术，可以映射身体内部的血流;在大脑中，这可以与局部活动联系起来。这使得人们可以独特地窥见静止状态网络(RSN)，这是大脑不同部分之间的一个关键连接网络。然而，在fMRI机器中研究狨猴需要束缚;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，限制了研究结果的范围。

因此，由副教授Junichi Hata领导的一个研究小组开始研究对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，比较了动物在清醒时和用药时的RSN，并跟踪了头部运动，这本身就会影响数据的质量。他们发现，药物咪达唑仑(Mida)和右美托咪定(Dex)在保存网络方面效果最好，但会留下一些头部运动的痕迹。其余五种药物中的三种，即阿法酮(Alfa)、异氟醚(Iso)和七氟醚(Sevo)，结果对大脑功能产生了重大影响，但最后两种，即丙泊酚(Propo)和异氟醚与右美托咪定(IsoDex)的组合，保留了足够的RSN，同时使运动保持最小。该小组的结论是，咪达唑仑或右美托咪定与一些轻度约束相结合可能是获得最准确数据的最现实的解决方案，但当约束有困难时，应使用丙泊酚或异氟烷/右美托咪定组合。

尽管对正确的剂量及其对大脑功能的影响的研究仍在进行中，但这些发现为今后如何开展狨猴的研究提供了明确的方向。更好的数据将意味着在理解高水平的大脑功能和相关病症方面取得令人兴奋的新进展。

这项工作得到了医学研究与发展机构的综合神经技术疾病研究脑图计划(批准号JP21dm0207001)、科学促进会的KAKENHI补助金(批准号JP20H03630)以及文部科学省先进研究基础设施公共利用促进项目的 "MRI平台"(批准号JPMXS0450400622)的支持。