研究发现一氧化氮帮助大脑“启动”

    美国威克森林大学医学院的科学家们这星期在网络版的《Neuroscience》上发表文章，声称他们发现人体中的一氧化氮能帮助人脑在早晨“启动”，以使我们能够处理视觉、听觉、触觉等感官信息。

    文章的第一作者，神经生物学和解剖学的助理教授，Dwayne Godwin博士说：“我们得到了关于我们大脑处理感官信息的新知识，这有助于我们更好地理解在精神分裂症、注意力不足症和癫痫 中出现的问题。”

    科学家们通过对雪貂的研究，开始理解一氧化氮这个小气体分子在健康中的重要地位。药物伟哥通过减缓阴茎中的一氧化氮的分解，从而增加了血液流量。心脏病药物硝化甘油被身体转化为一氧化氮，来增宽血管，减轻心绞痛。

    在大脑中，白天脑干会自然地向丘脑区域释放少量一氧化氮，但是科学家们对它的用途了解很少。

    一氧化氮是在清醒或大脑被唤醒的状态下被释放的。通过动物研究，Godwin和他的同事们发现了一氧化氮增加从眼睛到大脑的感官信息流的惊奇作用。

    Godwin说：“就像是计算机处理复杂应用前需要先启动操作系统一样，一氧化氮随着大脑醒来而被释放，通过增强早期信息的处理来为复杂的大脑运转打下基础。”

    从眼睛、皮肤、耳朵发出的感官信息首先到达脑丘。丘脑起着门禁的作用，它或者让信息通过到达掌管思考的皮层，或者阻止信息通过。科学家们知道丘脑会给大脑皮层发送信息，但是不知道一氧化氮对于皮层反馈信息的影响。

    Godwin说：“我们发现释放到丘脑的一氧化氮增强了丘脑和皮层间的通讯作用。这是一个关于大脑通讯的全新知识。”

    他解释说，皮层从丘脑处得到的视觉信息是图像的一小部分，好比一张照片中的一个像素。皮层然后建立起一个复杂的表述方法，反馈信息给丘脑来选择完成图像所需要的信息。而一氧化氮正是增强了这个反馈过程。

    科学家们在研究时把丘脑的输入信息隔绝为两组，一组从眼睛输入，另一组是皮层的反馈输入。他们本来期望发现一氧化氮能够增强从眼睛来的信号。但是相反地，他们发现一氧化氮减弱了眼睛的信号，而增强了皮层传来的反馈信号。看起来，这种小分子会让皮层来尽可能掌控从丘脑来的信息流量。我们其他的感官可能也是用同样的方式运转的。

    这项结果向人们展示了大脑与自己通讯的方式，这个方式要比人们想象的更加有协作性和灵活性。一般人们都认为视觉信号是从眼睛直接到皮层的，现在大家知道了视觉和其他感官信息更像一个回路，它随着大脑的清醒状态不同，强度会有起有落。