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大部分患有自闭症谱系障碍（ASD,广泛意义上的孤独症）的人会对光、噪音和其他感官输入高度敏感。最近在一项针对小鼠的研究中，科学家们发现了一种神经回路，它似乎是这种过度敏感（以下简称过敏或超敏）反应的基础，这为开发新的治疗方法提供了一种可能的策略。
麻省理工学院(MIT)和布朗大学(BrownUniversity)的神经科学家发现，与基因正常的老鼠相比，缺乏Shank3蛋白质的老鼠对触摸胡须更敏感，而此前Shank3蛋白质被认为与自闭症有关。在这些缺乏“Shank3”蛋白质的小鼠大脑中，躯体感觉皮层区域存在过度活跃的兴奋性神经元，研究人员认为这是小鼠产生过敏反应的原因。
目前还没有治疗感知过敏的方法，但研究人员相信，了解这种过敏反应的细胞基础将有助于科学家开发潜在的治疗方法。
麻省理工学院(MIT)神经科学教授、麦戈文大脑研究所(McGovernInstituteforBrainResearch)研究员GuopingFeng表示：“我们希望我们的研究能为下一代治疗发展指明正确的方向。”
这项研究已被发表在NatureNeuroscience上，Feng和布朗大学神经科学教授ChristopherMoore是该论文的通讯作者，麦戈文研究所的科学家QianChen和布朗大学的博士后ChristopherDeister是主要作者。
令人振奋的研究成果
Shank3蛋白对突触的功能有重要影响，而突触又是神经元之间相互沟通的纽带。Feng之前的实验已经证明，缺乏Shank3基因的老鼠表现出许多与自闭症相关的特征，包括逃避社会交往、强迫（作态）行为以及重复行为。
在这项新的研究中，Feng和他的同事们开始研究这些缺乏Shank3的老鼠是否也表现出过度敏感的症状。对老鼠来说，获取感知最重要的途径之一是它们的胡须，因为胡须有许多重要功能，包括帮助它们导航和保持平衡，。
研究人员开发了一种用来测量老鼠对胡须轻微偏转的敏感度的方法，然后观察Shank3突变的老鼠和正常(“野生型”)老鼠被触摸胡须时表现出的行为。他们发现Shank3突变的小鼠能准确地报告非常轻微的偏转，而正常小鼠没有注意到这种偏转。
“它们对微弱的感官输入非常敏感，而野生型小鼠几乎察觉不到，”Feng说。“这表明它们有感官过度反应的迹象。”
当他们确定突变小鼠有感觉过敏的反应，研究人员就开始分析其潜在的神经活动，为此他们使用了一种成像技术，用于测量特定细胞类型中神经活动的钙水平。
他们发现，当老鼠被触摸胡须时，体感皮层的兴奋神经元会过度活跃。这让人出乎意料，因为理论上当Shank3缺失时，突触活动会下降。据此研究人员猜测，过敏的根源在于抑制性神经元中的Shank3含量较低，而抑制性神经元的激活通常会降低兴奋性神经元的活性。在这种假设下，抑制“抑制性神经元”的活动将使“兴奋性神经元”不受抑制，由此便导致过敏反应。
为了验证这一观点，研究人员对老鼠进行了基因改造，使其能够完全关闭“生长感觉皮层”中抑制性神经元的Shank3表达。正如他们所想的，他们发现这些小鼠的兴奋性神经元过度活跃，虽然这些神经元具有正常水平的Shank3。
Feng说：“如果你只删除了小鼠生长感觉皮层中抑制神经元的Shank3，而其他部分神经元都是正常的，你会看到极度活跃的兴奋性神经元以及更高的感觉敏感度。”
过敏反应是可逆的
“研究结果表明，恢复正常的神经元活动可以逆转这种过敏反应。这为我们提供了一个细胞级别的视角，在未来我们可以通过调节抑制性神经元的活动水平来纠正这种异常现象。”
目前许多针对小鼠的研的已经将抑制性神经元缺陷与神经系统疾病联系起来，如X染色体易损综合征，蕾特氏症以及自闭症等。
Feng说：“我们的研究属于这些反应抑制缺陷和感觉异常的直接关系或因果关系的研究之一。”“这为支持抑制性神经元缺陷作为自闭症谱系障碍模型的关键机制之一提供了进一步的证据。”
他现在计划研究动物在发育过程中出现这些基因损伤的时间，这可能有助于指导治疗方法的发展。Feng说，现有的药物虽然可以抑制兴奋性神经元，但如果使用这些药物，也将会对大脑产生镇静效果，因此更有针对性的治疗可能是更好的选择。
“虽然我们还没有一个明确的目标，但已经有了一个细胞级别的发现可以帮助指导我们，”他说。“我们距离开发出一种治疗方法还有很长的路要走，但幸运的是我们已经知道了缺陷所在，这为我们指明了前进方向。”
这项研究的赞助方有麻省理工学院HockE.Tan和K.LisaYang自闭症研究中心，麻省理工学院与哈佛大学Broad研究所Stanley精神病学研究中心，NancyLurieMarks家族基金会，麦戈文研究所Poitras精神疾病研究中心，Varanasi家族，R.Buxton，美国国立卫生研究院。