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为啥会“外族人脸盲？”，杏仁核能止痛？

神经现实 2020-06-27 浏览144次

艾伦研究所推出第三代小鼠大脑图谱

期刊：Cell

科学家们从1675只小鼠的大脑中，用10微米的成像精度做出的开源3D大脑图谱（https://atlas.brain-map.org）——Common Coordinate Framework version 3/CCFv3。10微米的精度足以让未来的研究人员们找到所研究的单个细胞处在的脑区。

doi: 10.1016/j.cell.2020.04.007

_{The Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework (CCFv3)}

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_{Allen Institute for Brain Science}

淀粉样蛋白沉淀是大脑的抵抗机制？

研究人员发现能调节沉淀的蛋白

_{期刊：ACS Chemical Neuroscience}

淀粉样蛋白沉淀（amyloid plaques）长久以来都被认为是阿尔兹海默症的罪魁祸首之一，许多团队因而以减少这些沉淀为目标进行药物研发。但最近几年，越来越多研究发现，这些蛋白沉淀的前身，β淀粉样蛋白（β-amyloid），而非这些沉淀本身，具有很高的神经毒性（neurotoxicity），能导致细胞死亡和记忆损伤；而将它们沉淀，也许是大脑的防御机制之一。而各种金属离子，如铁离子和铜离子，则能加剧β淀粉样蛋白的神经毒性，并稳定这些蛋白，使其难以沉淀。近期，伊利诺伊大学（厄巴纳-香槟）的研究人员们发现了一种能与β淀粉样蛋白和各种金属离子发生作用的化合物（L1）。这个化合物可以穿过血脑屏障，并改善AD小鼠的症状。

_{doi: 10.1021/acschemneuro.0c00114}

不能飞？那就睡多一会吧

发现果蝇脑中新的睡眠环路

_{期刊：Science Advances}

睡眠是一个可塑性极强的动物行为，能受到如生态和内稳态环境等因素的调节。研究人员们尚未阐明调节睡眠的环路。近期华盛顿大学的一项研究表明，睡眠也许是帮助动物适应多变环境的重要行为。

果蝇的睡眠规律与人类相似——幼年果蝇生活中的大部分时间都属于睡眠，而随着果蝇长大，它们的睡眠时间也愈来愈少。幼年果蝇需要在破茧后的半个小时内伸展自己的幼翅，否则它们会在之后的蝇生中插翅难飞。研究人员们将破茧后的幼蝇置于非常小的盒子内，使得它们无法伸展幼翅，失去飞行能力。他们也对成年果蝇做了去翅手术，让它们也无法飞行。在这之后，不论是幼年还是成年果蝇，都调高了它们的睡眠时间。

通过追溯调节这个“无法飞行——调高睡眠时间”的神经环路，研究人员们发现，这个环路跟调节翅膀的正常发展的环路是同一个。这也就意味着，调节正常发育的环路也能同时调节神经可塑性——这对动物的生存和生活来说至关重要。

doi: 10.1126/sciadv.aaz2166

氢离子阻断剂的长期使用和老年痴呆症的关系

期刊：Alzheimer’s & Dementia

越来越多的人在用氢离子泵阻断剂（proton pump inhibitors或PPIs）来辅助胃溃疡、胃食物倒流等肠胃病的治疗，而最近的研究则渐渐揭示了长期使用PPIs的一些副作用。近期卡罗林斯卡研究所的研究人员们发现，PPIs能影响胆碱乙酰基转移酶（choline acetyletransferase）的工作，从而影响胆碱乙酰的合成。而胆碱乙酰的合成从阿尔兹海默症研究的早期开始就被认为是致病的重要因素。

_{doi: 10.1002/alz.12113}

海马体如何联系两个相距十多秒的事件？

_{期刊：Neuron}

哥伦比亚大学的研究者们用双光子钙离子成像，探索了海马体联系两个关联事件的细胞级别机制。实验利用了一个声音（tone）和一阵air puff之间的联系学习（associative learning），其间是一个15秒的间隙。

在前额皮质中有着一种类似的机制来维护工作记忆：在需要工作记忆的事件间隙中，前额皮质的细胞会持续放电，以维持对之前发生的事件的表征。因此，哥伦比亚大学的研究人员们本来期待找到海马体中类似的机制——然而并没有：他们没有在海马体中发现这15秒间隙内持续放电的细胞/细胞团体。与之相对地，研究人员们在这15秒间隙内，在海马体中观察到了看似随机，但其实有特定规律地簇状发放（bursts）。

长久以来，簇状发放就被认为是能促进神经网络突触重构的重要活动（通常认为通过LTP和LTD机制）。研究人员们认为，海马体之所以选择通过规律的簇状发放来维持对前序事件的表征，是因为这样不需要浪费过多能量。相比于前额皮质，海马体的策略利用了突触，而非神经元本身，来短暂地储存对前序事件的表征，以便于在15秒间隙后将前序事件与后序事件联系起来。

_{doi: 10.1016/j.neuron.2020.04.013}

果蝇如何对常见气味脱敏，

以将注意力集中在罕见气味上？

_{期刊：PNAS}

果蝇需要在万千种气味中“时刻准备着”，因此需要对熟悉而常见的气味脱敏，以便在罕见（因而很可能有重要意义的）气味出现时能够及时作出反应。今日，UCSD的研究人员们探索了果蝇大脑中调节这一功能的环路。我们知道，当果蝇嗅到一个气味时，大脑中一种叫Kenyon cells的细胞会对之进行反应，将信号传递给下游神经元。而研究人员发现，这些Kenyon cells对某个气味的反应就相当于这个气味的一个“标记”（tag）——如果这个气味长期出现，这个气味相对应的标记神经元也会慢慢调低自己的活跃程度，以便别的气味能成功被标记且激活更多的神经活动。

_{doi: 10.1073/pnas.1915252117}

田鼠渴求情人的眼眸

渴求与另一半重逢的神经机制

_{期刊：PNAS}

橙腹田鼠是一夫一妻制动物，且分隔已久的田鼠夫妻会有强烈的动机想要与另一半重逢。近期，Donaldson实验室的一项研究探索了调节重逢动机的神经机制。

以往的神经研究都将目光聚焦在nucleus accumbens（NAc）上——这是一个调节上瘾行为的脑区，其中的多巴胺水平与上瘾行为有因果关系。令人惊讶的是，Scribner等人并未在“同居”的田鼠夫妻大脑NAc内观察到非常不同的活动。使NAc活动发生显著变化的唯一情景，就是在分隔已久之后重聚。Donaldson的研究团队将这一些“在重聚时持续放电的神经元”统称为“伴侣相聚神经元”。

_{doi: 10.1073/pnas.1917287117}

杏仁核除了调节恐惧，还能止痛？

新研究发现止痛药的大脑环路基础

_{期刊：Nature Neuroscience}

通用止痛药（general anaesthetics/GAs）可以在不阻止意识工作的同时，降低疼痛的程度，这表明大脑中很可能有一个/多个“疼痛开关”，可以绕开其他大脑运作机制而独立地将痛感“关闭”。近日，杜克大学的Fan Wang团队发现，GAs能激活小鼠中央杏仁核（central amygdala/CeA）中的一群同样的GABA神经元（CeAGA neurons），而对这群GABA神经元进行光遗传学激活则能减少与疼痛相关的反射和行为。

_{doi: 10.1038/s41593-020-0632-8}

“外族人脸盲”的神经学基础

_{期刊：eNeuro}

很多时候，人们会分辨不出外族人的脸，这种现象在心理学上被称为“外族同一性”（outgroup homogeneity）。近期，哈佛大学的一项研究利用功能性核磁共振（fMRI）探索了这一现象的神经学基础。

我们辨别他人面孔的过程中，一个重要的脑区叫做梭状回（fusiform gyrus，位于颞叶尾部）。梭状回损伤，在人类和其他动物中，都能导致脸盲症（prosopagnosia）。Reggev等人发现，被试白人在连续看到同一个白人的肖像照片时，梭状回的活动会衰弱，这种衰弱会在看到另一个白人的肖像照片时消失。然而，当被试白人看到不同的黑人肖像照片时，梭状回的活动会一直处于衰弱状态，就好像他们看到的是同一个白人的肖像照片一样。

此前几十年的研究已表明，外族同一性是在个体发展过程中，对同族面孔的熟悉和对外族面孔的陌生导致的，而在特定的儿童发展时期，这个现象可以被迅速塑造。结合近期的这项研究来看，也许发展期的环境因素（接触外族面孔的频率和程度）能调控梭状回的神经可塑性。

_{doi: 10.1523/ENEURO.0431-19.2020}

“意识中心”——屏状体帮助各脑区进行同步

_{期刊：Nature Neuroscience}

近期，日本RIKEN脑科学中心（CBS）的研究团队发现，屏状体（claustrum）控制着大脑的慢波活动（slow waves）。此前，已经逐渐有证据表明屏状体也许能结合多感官信息、调节注意力和意识活动；而睡眠和休息状态下的慢波活动则能帮助各脑区交流信息、同步处理。

研究团队发现，高级处理区（higher-order brain areas）将信息发送至屏状体，而屏状体的输出则覆盖了大部分对认知功能非常重要的脑区。接下来，通过光遗传学手段对屏状体进行的操纵表明，激活屏状体能让大脑慢波长时间处于抑制态（DOWN state），而敲除屏状体则会使得额叶慢波几乎消失。

这些结果表明，屏状体很有可能是大脑慢波活动的生成和维持中的重要一环——而这与意识的运作息息相关。

_{doi: 10.1038/s41583-020-0313-3}

夜间光照为何容易致郁？

新发现的皮质下环路调节夜光诱发的抑郁行为

_{期刊：Nature Neuroscience}

光照强度与生理过程息息相关，而生理过程又能引发情绪变化。我们知道，在夜间过度的光照能够诱发部分抑郁症状。这带来了一个问题：为什么日间的光照水平不会诱发这些症状，而类似的光照水平在夜间就会呢？研究团队利用夜间光照（light-at-night/LAN）在小鼠身上对这种现象进行建模，发现小鼠也会在夜间过度光照下被诱发出抑郁症状。作者团队进一步阐明了这一现象背后的神经通路，表明这一通路从视网膜中的黑视素神经节细胞（ipRGC）开始，经过背外侧缰核团（dpHb），到达NAc。这一通路在夜间调节大脑的感光过程，因此也能参与对生理过程的调节。

doi: 10.1038/s41593-020-0640-8

先天决定还是后天影响？

基因与环境对大脑发育的影响

_{期刊：PNAS}

先天遗传与后天环境都能会对个体发展产生影响，但我们知道，遗传与环境是两个交互作用的因素，我们很难它们剥离开来。这两个因素是如何分别影响个体发展的呢？

近来一项研究通过探究基因遗传及经济发展因素对青少年大脑发育与认知水平的影响对这个问题作出了解释。研究者们对551个青少年进行了追踪研究——被试分别在14及19岁时参与了工作记忆任务及结构性磁共振成像（sMRI）扫描。实验结果揭示了遗传与经济水平两因素间存在着关联性（r = 0.27），且两个因素均独立影响着青少年的大脑结构及认知水平：基因遗传与整体大脑皮层及右顶叶（该区域与包含工作记忆在内的非语言认知功能相关）表面积相关，而社会经济水平则与青少年大脑皮层的发展水平及认知水平相关。该研究显示，后天经济环境，尤其是父母受教育水平，对于青少年整体的认知发展存在着不容小觑的影响。

_{doi: 10.1073/pnas.2001228117}

氯胺酮的作用机制

迷幻药物在抑郁治疗中的新前景

_{期刊：Nature Translational Psychiatry}

低剂量的氯胺酮能够对重性抑郁障碍（MDD）人群快速发挥治疗效果，然而，氯胺酮是一种成瘾性较强的致幻类药物，在将其列入精神障碍治疗药物之前，我们需要更清楚的知道这种药物的作用机制。瑞典卡洛琳斯卡学院的研究团队首次揭示了氯胺酮的治疗机理——氯胺酮增加了5-羟色胺1B受体的数目。该研究分两阶段对30名MDD被试进行随机双盲氯胺酮处理。第一阶段中，被试在接受氯胺酮治疗之后的24-72小时内接受PET成像处理，在第二阶段，愿意接受治疗的29名被试参与了为期两周的氯胺酮治疗；二阶段结束后的自评量表显示，70%的被试症状得到了改善。

在PET成像研究中，研究人员使用了能与5-羟色胺1B受体结合的特殊放射性标记。该研究结果揭示了氯胺酮的作用机理：通过与该类受体结合，氯胺酮降低了5-羟色胺的释放，而增加了该神经递质的替代物安非他命的的释放。安非他命在大脑中的奖赏系统发挥着重要作用，它能够增加人们的积极感受，从而降低抑郁情绪的影响。

_{doi: 10.1038/s41398-020-0844-4}

我们的动物实验可重复吗？

是时候考虑生物多变性了

_{期刊：Nature Review Neuroscience}

小鼠与小鼠之间的差别很大——但是这些差别重要吗？本篇Perspective的作者团队认为，这些差别非常重要，而且我们应该在设计动物实验的时候考虑到这些重要差别。生物多变性（biological variation）也许能帮助我们获得更有可重复性的研究结果。

_{doi: 10.1038/s41583-020-0313-3}

_{编者：阿莫東森，山鸡}

_排版：EON

_{封面：纪善生}