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侵略相关基因削弱大脑的冲动控制电路

新闻发布

2006年3月20日,星期一

结构(左)和功能(右)MRI扫描数据显示,与暴力相关的MAO-A基因(MAOA-L)版本的受试者的前扣带回皮质(大脑前部蓝色区域)的体积和活动减少左边是黄色,右边是相应的黄色区域),这被认为是负责调节冲动攻击的电路的枢纽。颜色编码为NIMH临床脑部疾病科

美国国立卫生研究院(NIH)国立精神卫生研究所(NIMH)的研究人员发现,以前与冲动性暴力有关的一种基因版本似乎削弱了调节人类冲动,情绪记忆和思维的大脑回路。脑部扫描显示,患有这种疾病的人(尤其是男性)倾向于具有相对较小的与情感相关的大脑结构,活动过度的警报中心和活动不足的冲动控制电路。这项研究确定了神经机制,该基因可能通过影响发育中的大脑而导致暴力和冲动行为的风险。

NIMH壁内研究人员医学博士Andreas Meyer-Lindenberg博士,医学博士Daniel Weinberger及其同事在2006年3月20日那周的美国国家科学院院刊上在线报告了他们的磁共振成像(MRI)研究。

美国国家卫生研究院主任Elias A. Zerhouni博士说:“这些新发现表明,'成像基因组学'以研究大脑运作的惊人能力,有助于我们理解人类气质多样性的潜在电路。”在他的职业生涯中。

“就其本身而言,与其他遗传和社会心理影响相互作用时,该基因可能仅贡献少量风险;这不会使人们产生暴力。”迈耶·林登伯格(Meyer-Lindenberg)解释说。 “但是通过在大量正常人中研究其作用,我们能够看到这种基因变异如何使大脑偏向冲动,攻击性行为。”

该基因是编码单胺氧化酶-A(MAO-A)的两个常见版本之一,该酶分解了关键的情绪调节化学信使,尤其是5-羟色胺。与其他版本(H)相比,先前确定的与暴力相关的版本或L版本在其遗传密码中包含不同数量的重复序列,这可能导致较低的酶活性,从而导致较高的血清素水平。这些反过来又影响大脑在发育过程中的连线方式。这些变异可能会对雄性产生更大的影响,因为它们只有这个X染色体基因的一个拷贝,而雌性则有两个拷贝,在大多数情况下,其中一个是H变体。

先前的几项研究已将发展过程中血清素的增加与暴力和L型MAO-A相关联。例如,由NIMH资助的研究人员在2002年进行的一项研究*发现,该基因的作用取决于与环境硬敲的相互作用:L型男性更容易受到冲动性暴力的侵害,但前提是他们被虐待时是儿童。迈耶·林登伯格(Meyer-Lindenberg)和他的同事着手发现这在大脑电路水平上是如何工作的。

通过对97位受试者进行结构MRI检查,他们发现L者在其他区域的情绪调节回路(扣带皮层,杏仁核)的大脑结构中灰质(神经元及其连接)减少了约8%。仅在男性中,对动力和冲动调节很重要的区域(眶额叶皮层)的体积增加了14%。 Meyer-Lindenberg推测,尽管原因尚不清楚,但这可能反映了修剪不足–随着大脑的成熟和效率的提高,未使用的神经元连接的萎缩。

然后,研究人员使用功能性MRI(fMRI)扫描研究了对大脑活动的影响。在执行匹配情绪唤起的图片(愤怒和恐惧的面孔)的任务时,患有L的受试者在恐惧中心(杏仁核)表现出较高的活动能力。同时,在调节恐惧枢纽(扣带状,眶额叶和岛状皮层)的较高大脑区域中观察到活动减少-本质上是相同的回路,但其体积有所变化。

尽管在男性和女性中都发现了这些变化,但另外两个实验仅揭示了男性中与基因相关的变化。在一项需要记住情绪负面信息的任务中,男性(而不是女性)对L的恐惧(杏仁核)和记忆(海马)枢纽的反应性增强。患有L的男性在一项要求他们抑制简单运动反应的任务中也很虚弱。他们未能激活对抑制这种行为冲动很重要的一部分大脑(扣带皮层)。明显地,该区域是体积最大减少的皮质区域。

这些发现与2005年NIMH的一项研究结果相呼应, **显示了另一种与血清素相关的基因变异体如何塑造相同的情绪调节回路。在这项研究中,增加5-羟色胺水平的基因版本导致与情绪相关的下部大脑结构受损,恐惧枢纽激活增加以及其调节回路的反应较弱。但是,L型MAO-A的作用更为广泛,这可能反映了它还影响另一种调节情绪的主要神经递质去甲肾上腺素的事实。

研究人员说,在所有男性中,L型男性的调节回路减弱是由于眶额叶皮层和杏仁核之间固有的较弱连接而加剧的。

“对认知抑制和负面情绪信息的记忆至关重要的脑回路敏感性提高,可能会导致L型男性​​在童年时期遭受虐待的脆弱性增加,” Weinberger建议。 “由于只有男性在其中几个回路中表现出基因效应,因此可能导致多种大脑控制机制受损并导致明显的暴力行为,这是一种遗传双重危险。”

参加该研究的还有:约书亚·巴克霍尔茨(Joshua Buckholtz),巴斯卡·科拉查纳(Bhaskar Kolachana),艾哈迈德·哈里里(Ahmad Hariri),卢卡斯·皮萨瓦斯(Lukas Pezawas),朱塞佩·布拉西(Ashley Wabnitz),罗宾·霍尼(Robyn Honea),贝丝·维钦斯基(Beth Verchinski),约瑟夫·卡利科特(Joseph Callicott),迈克尔·埃根(Michael Egan)和Venkata Mattay,NIMH临床脑疾病分会。

NIMH是美国国立卫生研究院(NIH)的一部分,后者是联邦政府进行生物医学和行为研究的主要机构。 NIH是美国卫生与公共服务部的组成部分。

* Caspi A,McClay J,Moffitt TE,Mill J,Martin J,Craig IW,Taylor A,PoultonR。基因型在虐待儿童的暴力循环中的作用。科学。 2002年8月2日; 297(5582):851-4。

** Pezawas L,Meyer-Lindenberg A,Drabant EM,Verchinski BA,Munoz KE,Kolachana BS,Egan MF,Mattay VS,Hariri AR和Weinberger DR。 5-HTTLPR多态性影响人类扣带回-杏仁核的相互作用:抑郁症的遗传易感性机制。 Nat Neurosci 。 2005年6月; 8(6):828-34。 Epub 2005年5月8日。

关于美国国立卫生研究院(NIH):美国国立卫生研究院(NIH)是美国的医学研究机构,包括27个研究所和中心,并且是美国卫生与公共服务部的组成部分。 NIH是进行和支持基础,临床和转化医学研究的主要联邦机构,并且正在调查常见和罕见疾病的病因,治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息,请访问www.nih.gov

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