甲状腺激素重塑脑回路，激发探索行为——Cell研究新发现

日月交替，四季变迁，生态环境也随之发生变化。动物为了适应环境的变化，会在器官功能和行为上做出相应的调整。例如，蛇在捕食后会静止不动以促进消化，冬眠的动物则会通过改变新陈代谢和体温进入休眠状态。这些行为表明，动物通过协调器官功能和行为来应对环境变化，从而生存下来。

甲状腺激素是调节代谢的重要激素，由甲状腺分泌，作用于多种组织，调节新陈代谢和器官功能。哈佛大学医学院的Bernardo L. Sabatini团队在2024年8月22日于《Cell》期刊发表了一篇名为《甲状腺激素重塑皮层以协调全身新陈代谢和探索》的研究论文。该研究发现，甲状腺激素不仅能改变大脑神经回路，还能促使动物进行探索行为，通过同时调节神经回路和代谢速率，使得大脑和身体的行为相协调，从而在需要寻找配偶或储存资源的季节引发相应的行为。

更为重要的是，这项研究还揭示了甲状腺激素水平的异常如何导致抑郁和躁狂等精神疾病。低水平的甲状腺激素可能导致以低探索欲望为特征的抑郁状态，而过多的甲状腺激素可能引发极端探索欲望的躁狂状态。这些发现有助于理解甲状腺激素异常水平如何引发精神疾病，并为相关疗法的开发提供了新思路。

甲状腺激素在调节多个生理功能中起到关键作用，包括新陈代谢、体温、心率和生长。尽管关于甲状腺激素如何影响不同器官的研究已有很多，但其对大脑的影响仍不完全清楚。值得一提的是，许多哺乳动物的甲状腺激素水平会随季节变化。例如，在资源丰富的雨季，马达加斯加灰鼠狐猴的甲状腺激素水平会上升，同时其行为也会发生显著变化以适应觅食和求偶的需要。

研究论文的第一作者Daniel R. Hochbaum博士开始关注甲状腺激素是因为个人原因，他的妻子因甲状腺功能亢进导致代谢、情绪和行为的突然变化。这让他深刻认识到甲状腺激素对大脑的重大影响，并促使他进行科学研究以揭示这一现象的机制。

在这项研究中，团队假设甲状腺激素T3可以直接影响大脑皮质特定区域，例如表达甲状腺激素受体的M2区域。他们开发了一种T3传递方法，对C57BL/6J小鼠进行处理，发现小鼠的能量消耗、体温、食物摄入和运动都增加了。

为了验证T3是否会促进小鼠的探索行为，研究团队使用明暗偏好测定法，发现接受T3治疗的小鼠在明亮区域的停留时间显著增加，并且这种变化在雄性小鼠中更为明显。进一步的实验还显示，T3会诱导小鼠大脑皮层中某些基因的表达变化，从而影响其探索行为。

研究表明，甲状腺激素通过改变大脑神经回路的可塑性，直接影响动物的探索行为。这一发现不仅揭示了甲状腺激素在大脑中的作用机制，还为理解和治疗相关精神疾病提供了新的视角。

总之，这项发表于《Cell》的研究通过详细实验，证明了甲状腺激素可以重塑大脑的神经回路，协调新陈代谢和探索行为。这一研究为治疗抑郁、躁狂和双相情感障碍等精神疾病提供了新的可能性。