利他林是如何增强注意力的？

原创 Patrick Monahan 阿尔茨海默病

兴奋剂如哌甲酯(利他林)在临床上经常用于治疗注意力缺陷多动障碍(ADHD)并通常用于改善选择性注意力。一项针对恒河猴的研究揭示了利他林是如何增强注意力的。

匹兹堡大学4月29日消息

即使在药物上市半个世纪后，科学家们仍然可以了解它的工作原理的新知识。匹兹堡大学（University of Pittsburgh，PITT）神经科学家的一项新研究对利他林如何影响恒河猴大脑活动提供了一个罕见的视角，为大脑细胞群如何控制注意力提供了更深入的理解，并指出了这种兴奋剂新的可能用途。

在美国，大约每 11 名儿童中就有 1 名服用哌甲酯（也以其品牌名称 Ritalin，利他林而闻名）等兴奋剂，以提高注意力缺陷多动障碍（ADHD）患者的注意力和专注力。根据调查，还有更多的成年人(约五分之一)也在使用这些药物。虽然这些药物的安全性和有效性已经被很好地理解，但关于它们的工作原理仍有很多需要了解。

“我们对这些药物对神经元群活动的作用知之甚少，”资深研究作者、匹兹堡大学肯尼斯·迪特里希艺术与科学学院神经科学教授 Marlene Cohen 说， “但像我们这样的基础科学家一直在研究哪些神经元群可以告诉我们有关行为和认知的信息，因此了解这些药物对神经元群的作用可能会给我们一些关于它们有用的其他事情的提示。”

Marlene Cohen 教授

由匹兹堡大学博士后研究员 Amy Ni 领导的先前研究[1]表明，动物在视觉任务中的表现与视觉皮层中神经元的特定测量之间存在联系——具体来说，是它们相互独立而不是同步放电的可能性。

之前的研究于2018年1月26日发表在《Science》（最新影响因子：47.728）杂志上

在目前的研究中，他们发现服用哌甲酯的恒河猴在视觉注意力任务上表现更好，而且这种改善恰好发生在相同的神经元活动指标发生变化时。由 Ni 领导的团队于近日在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS）上发表了他们的研究成果[2]。

研究于2022年4月25日发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》（最新影响因子：11.205）杂志上

一些研究结果是基于已知的药物。这三只恒河猴交替服用哌甲酯或安慰剂进行为期两周的测试。在它们服用药物的日子里，它们在任务上花费的时间更长并且表现更好，但只有当所需的任务发生在他们已经注意到的地方时。

在大多数神经科学实验中，研究人员用电或光瞄准非常小的神经元群。“我们绝对没有这样做——我们把这些药物混合在果汁中，然后喂给恒河猴，” Cohen说，“令我惊讶的是，非常普通的操纵会产生非常具体的行为影响。”

随着对这种药物如何起作用的了解越来越多，这样的实验让研究人员对放电神经元的模式如何转化为关注我们所看到的行为有了更广泛的了解。通过比较神经元在大脑处于不同状态时的行为——比如受试者服药和未服药——研究人员可以创建更完整、更有用的模型，来研究脑细胞和行为之间的联系。

Cohen 说，这种方法并没有受到太多关注， 部分原因是缺乏资助药物如何改变神经元活动的研究的方法。这使得寻找“交叉治疗”变得困难，也就是说，寻找已经上市的药物的新用途。

根据目前的研究，实验室之前的工作暗示了其中一些潜在的交叉。Ni 的研究发现，与注意力相关的神经模式与某些学习类型之间存在相似之处， 这表明对其中一种疾病的治疗可能对另一种疾病也有效。

“这些兴奋剂实际上可能有助于治疗许多疾病，从与正常衰老相关的认知变化到阿尔茨海默病等，” Cohen 说。尽管目前这只是一个消息灵通的预感，但这是实验室计划在未来研究中追求的目标。

目前，这项研究仍然是 Cohen 希望看到的更多研究的重要的第一步：将我们行为的神经基础与药物如何影响它之间的点联系起来。

“这是一个测试案例，我认为还有很多工作要做，”她说， “我希望人们会认识到这些方法的重要性。”

创立于1787年的匹兹堡大学

参考文献

Source：University of Pittsburgh

Pitt research helps explain how Ritalin sharpens attention

References：

[1]. Ni AM, Ruff DA, Alberts JJ, Symmonds J, Cohen MR. Learning and attention reveal a general relationship between population activity and behavior. Science. 2018 Jan 26;359(6374):463-465. doi: 10.1126/science.aao0284. PMID: 29371470; PMCID: PMC6571104.

[2].Amy M. Ni, Brittany S. Bowes, Douglas A. Ruff, Marlene R. Cohen. Methylphenidate as a causal test of translational and basic neural coding hypotheses. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (17) DOI: 10.1073/pnas.2120529119

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