日本的大学共同利用机关法人自然科学研究机构生理学研究所生物光子学研究部门的扬妻正和副教授、锅仓淳一前所长等，与东京理科大学药学部的山田大辅讲师、国立研究开发法人国立精神与神经医疗研究中心神经研究所的关口正幸客座研究员等人共同宣布，成功将连接大脑与身体的脑干“孤束核”的信息传递过程可视化。研究人员此次开发出了一种新的脑深部成像法“D-PSCAN法”，并在活体小鼠脑中维持小脑功能的同时，实现了孤束核的神经活动记录。该方法有望用于难治性抑郁症等疾病的临床应用。研究成果已发表在国际学术期刊《Cell Reports Methods》的4月5日刊上。
图1. 使用双棱镜的成像法“D-PSCAN法”，能够低侵袭、高分辨率地观察大脑深部的孤束核（供图：生理学研究所）
大脑通过迷走神经与多个脏器相连，这种连接影响情感（喜怒哀乐等情感）及与情感相关的记忆。作为迷走神经传递信息的重要部位之一，脑干的孤束核被认为会首先汇集来自多个脏器的信息，之后再将信息传递至大脑内参与情绪控制的各个部位。然而，由于孤束核位于小脑深部，活体状态下的详细观察存在困难，所以其作用机制此前一直不明确。小脑不仅对运动控制至关重要，对情绪（情感）的控制也同样重要，因此人们一直在寻找一种能够在维持小脑功能的状态下观察孤束核的方法。
鉴于此需求，此次研究人员开发出了D-PSCAN法（Double-Prism-based brainStem imaging under Cerebellar Architecture and Neural circuits）。
D-PSCAN法使用由两个2毫米尺寸的玻璃直角微棱镜组成的双棱镜，通过将其植入活体小鼠小脑与脑干的间隙，无需切断小脑神经，即可以大视野、高分辨率对深处的孤束核进行可视化。
在使用小鼠进行的实验中，研究人员成功地在活体小鼠脑中保持小脑功能的状态下记录了孤束核的神经活动。
研究人员在对迷走神经实施电刺激并详细观测其刺激下孤束核神经元的反应时发现，能够观察到单个神经元的复杂反应。
另外，为了观察比电刺激更自然状态下的孤束核，研究人员还使用该方法观察了餐后分泌肠道激素时的反应。
结果显示，D-PSCAN法能够检测到施用肠道激素引发的孤束核神经细胞活动。
在饮食、代谢、肠道菌群等研究领域中，孤束核的作用日益受到关注，该研究的应用前景值得期待。
扬妻副教授表示：“大脑与身体的连接参与情绪调控，这种调节有望推动精神神经疾病的治疗。而揭示这种脑、身体、情绪关系的关键正是‘孤束核’。但由于孤束核位于脑深部，此前难以对其进行详细研究。通过此次合作研究开发的新型观察技术，将大幅推进对孤束核的理解，期待该技术能够在从基础医学到临床应用的广阔领域中得到充分利用。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST 客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Cell Reports Methods
论文：Minimally invasive, wide-field two-photon imaging of the brainstem at cellular resolution
DOI：10.1016/j.crmeth.2025.101010
