精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其症状之一是患者在面对新的信息时难以灵活吸收和整合，这使得他们在做决策时容易出现困难，甚至与现实脱节。最近的神经科学研究揭示，这种认知障碍可能与特定基因突变及其影响的大脑回路密切相关，为理解和治疗这一疾病提供了新的线索。
麻省理工学院的科学家通过对小鼠模型的实验发现，名为grin2a的基因突变会破坏大脑中处理新信息并更新信念的关键回路功能。该基因最初是在精神分裂症患者的大规模基因筛查中被识别出的。研究显示，当该基因功能异常时，大脑无法快速整合新的感官输入，从而导致个体在认知和决策上出现明显迟缓。科学家认为，这一回路的异常可能正是精神分裂症患者认知障碍的重要机制之一。
精神分裂症具有较强的遗传背景。普通人群的患病风险约为1%，但如果父母或兄弟姐妹中有人患病，风险可能升至10%，而同卵双胞胎的风险更高，可达50%。大规模基因研究揭示，精神分裂症与众多基因变异相关，其中许多变异位于非编码区域，使其作用机制难以直接理解。通过全外显子测序，科学家能够聚焦基因组中编码蛋白质的部分，发现与精神分裂症相关的显著突变，为进一步研究提供了可操作的目标。
在实验中，研究团队创造了携带grin2a突变的小鼠模型，以观察其在认知任务中的表现。精神分裂症患者的典型症状包括幻觉和妄想，这类精神症状在小鼠中难以直接评估，因此研究聚焦于小鼠处理新信息的能力。实验设计中，小鼠需要在两个杠杆之间做出选择以获得不同奖励：一个杠杆奖励少但容易获得，另一个杠杆奖励高但需要更多努力。健康小鼠能够根据奖励变化快速调整选择策略，而携带突变的小鼠在适应环境变化时表现出明显迟缓，显示其决策能力和对新信息的整合能力受损。
进一步的神经记录和功能性成像显示，grin2a突变主要影响内侧丘脑的神经元活动。内侧丘脑与前额叶皮层连接，形成重要的丘脑皮层回路，参与执行控制和决策调节。研究发现，这一区域的神经元能够追踪不同选择的价值变化，并在小鼠选择行为中呈现不同活动模式：探索状态或单侧承诺。通过光遗传学技术激活内侧丘脑的神经元，可以在携带突变的小鼠中恢复接近正常的行为模式，进一步验证了该回路在认知障碍中的核心作用。
虽然在精神分裂症患者中，grin2a基因突变的个体比例相对较低，但这项研究表明，不同患者的认知障碍可能通过这一回路交汇和影响。科学家认为，针对这一回路的干预手段，包括药物或其他神经调控技术，有望改善患者处理新信息和做出适应性决策的能力，从而缓解部分认知障碍。
这项研究不仅为理解精神分裂症的神经机制提供了新的视角，也为未来开发针对性治疗方案奠定了基础。通过探索关键基因与大脑回路的关系，科学家正逐步揭示导致认知障碍的复杂机制，为改善患者生活质量提供了希望。
本文译自：news.mit，（编译 / 整理：olaola）
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