马萨诸塞州梅德福/索默维尔(2019年5月26日)-塔夫茨大学(Tufts University)生物学家领导的研究人员发现，可以通过使用某些被称为“离子药物”的药物治疗来修复因尼古丁暴露而受损的发育中的青蛙胚胎的大脑。胚胎中的生物电模式，然后修复生长中的normal的正常解剖结构，基因表达和脑功能。今天发表在《神经科学前沿》上的这项研究介绍了基于恢复胚胎发育的生物电“蓝图”的干预策略，研究人员认为这可以为探索治疗药物以帮助修复先天缺陷提供路线图。

较早的研究表明，尼古丁会破坏正在生长的胚胎的大脑中的正常电图样，从而基本冲刷或降低生物电图样的对比度-围绕着细胞周围不同电压水平的“图”，该图谱指导着图样和组织和器官的生长。人体中的尼古丁与产前发病率，婴儿猝死，注意力缺陷超敏性疾病(ADHD)以及认知功能，学习和记忆力的其他缺陷有关，但是关于该分子如何诱发大脑结构缺陷的问题仍然很多。

这组作者将尼古丁用于发展青蛙胚胎以产生神经缺陷，目的是确定可以逆转该化学品有害作用的特定干预措施。他们之前的研究发现了控制大脑发育的自然电信号中的一个特殊元素，即超极化激活的环状核苷酸门控通道2(HCN2)，它能够恢复生物电模式-就像用照片编辑工具调出对比度一样-防止尼古丁引起的缺陷。

这项研究有两个主要的新发现。首先，不同于先前的研究，即使用一种可以改变HCN2表达的基因疗法来修复缺陷，新的实验表明，无需引入基因就可以达到相同的效果-而是使用小分子药物激活HCN2通道已经存在于青蛙胚胎中。其次，研究人员证明了控制大脑发育的电子模式信息可以从胚胎的远处重置。

Vannevar Bush教授Michael Levin表示：“这项研究的显著之处在于，当我们在距大脑一定距离的非神经区域中增加HCN2的表达时，仍能修复或预防大脑中的缺陷。”塔夫茨大学艺术与科学学院生物学博士学位，塔夫茨大学艾伦发现中心主任。“我们发现，胚胎一部分中的HCN2不仅可以局部恢复生物电模式，而且还可以恢复一定距离。”

他补充说：“建立一个完全成长的动物，包括像大脑这样复杂的器官的指令，分布在胚胎的所有细胞中。”“这些结果表明，我们可能不必直接针对受损区域，我们可以使用药物代替基因操作，这为生物医学的部署提供了很多机会。”