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【洪存正專欄】咳嗽或打噴嚏?大腦如何知道要釋放什麼

銳傳媒/特別報導 2024.09.07 14:16

聞一聞花粉會引起打噴嚏或咳嗽嗎?科學家發現了引起一種反應與另一種反應的神經細胞:根據在小鼠中進行的一項研究,鼻腔中的「打噴嚏神經元」將打噴嚏信號傳遞給大腦,而單獨的神經元則發送咳嗽訊息。發表在最新一期《自然》(Nature)的<咳嗽或打噴嚏?大腦如何知道要釋放什麼>( Cough or sneeze? How the brain knows what to unleash)告訴我們這個少人思索的問題。報導指出,被花粉或病毒感染等觸發因素啟動的「打噴嚏神經元」會發出「阿胡」訊號,而咳嗽神經元則會引發「哈呼」訊號。(‘Sneeze neurons’ activated by triggers such as pollen or a viral infection send an achoo signal, whereas cough neurons induce a hack.)

這些發現可能會導致針對過敏和慢性咳嗽等疾病的新的和改進的治療方法。波特蘭俄勒岡健康與科學大學的肺病學家馬修·德雷克(Matthew Drake)沒有參與這項工作,他說,這是個好消息,因為這些情況可能“令人難以置信地令人沮喪” ,而且目前治療的副作用可能「令人難以置信地成問題」。這項研究今天發表在《細胞》雜誌。

噴鼻涕的信號

先前的工作根據細胞表面攜帶的稱為離子通道的蛋白質複合物對小鼠氣道中的神經元進行了分類。

為了找出哪些鼻子神經元會導致打噴嚏,研究人員將小鼠暴露於各種化合物中,每種化合物都會活化特定類型的離子通道。

當一種名為 BAM 8-22 的物質讓老鼠打噴嚏時,他們發現了黃金。該化合物已知會活化一種名為 MrgprC11 的離子通道,因此研究人員懷疑攜帶 MrgprC11 的神經元會導致打噴嚏。事實上,當研究人員從疑似打噴嚏的神經元中刪除 MrgprC11,然後給老鼠注射流感病毒時,他們發現老鼠生病了,但不打噴嚏。

即使不考慮打噴嚏神經元,患病小鼠仍會因流感感染而出現咳嗽樣反應。研究人員使用類似打噴嚏神經元的方法,追蹤了氣管中一組神經元的咳嗽反應,這些神經元表達一種稱為生長抑素的信號化學物質。

密蘇裡州聖路易斯華盛頓大學的神經科學家和研究合著者劉欽表示,病毒「進化得非常快」。這可以解釋為什麼有兩個獨立的系統能夠檢測並將它們從呼吸道中清除。

現在,劉和她的同事想要弄清楚打噴嚏和咳嗽神經元被觸發並向大腦發出信號後會發生什麼。她認為它們的訊號很可能會傳送到大腦的呼吸控制中心,在那裡它們改變呼吸模式以產生咳嗽或打噴嚏。

其他阿喬神經元?

斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的神經科學家 Patrik Ernfors 表示,下一個主要挑戰是找出人類中是否有類似的神經元群。劉說,初步證據顯示確實如此,但還需要更多的研究。

推動更好的流感療法

一些研究人員懷疑更多用於打噴嚏和咳嗽的神經元仍有待被發現。馬薩諸塞州波士頓哈佛醫學院的感覺神經科學家史蒂芬·利伯爾斯說,大多數對感覺訊息的反應都是由多種類型的神經元觸發的,打噴嚏和咳嗽可能是相似的。

德雷克說,咳嗽可能會持續很長時間,導致人們昏倒。然而醫生並沒有治療咳嗽的好選擇。可待因等鴉片類藥物是最有效的藥物,但它們會使人極度昏昏欲睡,並且容易上癮。

德雷克說,缺乏有效的藥物可能會導致醫生放棄緩解咳嗽。 「我希望,隨著新療法進入市場,這將真正改變我們對如何治療[咳嗽]的想法以及我們治療咳嗽的熱情,」他說。

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