北理工課題組解析大腦認(rèn)知功能的神經(jīng)調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展
發(fā)布日期：2023-09-21 供稿：生命學(xué)院 攝影：生命學(xué)院
編輯：肖雯 審核：周連景 閱讀次數(shù)：
大腦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組織精密，負(fù)責(zé)各種高級(jí)認(rèn)知功能。大腦功能異常會(huì)引起多種認(rèn)知障礙類(lèi)疾病。因此，探究大腦的工作機(jī)制、 解決認(rèn)知障礙類(lèi)疾病對(duì)人類(lèi)造成的困擾、開(kāi)發(fā)大腦認(rèn)知功能，是腦科學(xué)面臨的重大挑戰(zhàn)。2023年，北京理工大學(xué)生命學(xué)院分子醫(yī)學(xué)與生物治療重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室慶宏和全貞貞課題組連續(xù)在國(guó)際期刊Translational Psychiatry和Current Biology 上發(fā)表學(xué)術(shù)研究論文解析大腦認(rèn)知功能的神經(jīng)環(huán)路調(diào)控機(jī)制。
在自然界，動(dòng)物應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)環(huán)境時(shí)，需要將不同感官刺激（圖像，氣味，聲音等）與危險(xiǎn)信號(hào)關(guān)聯(lián)起來(lái)并進(jìn)行區(qū)分，以便于快速作出反應(yīng)和更好的適應(yīng)自然。如果個(gè)體無(wú)法將感官刺激與危險(xiǎn)信號(hào)關(guān)聯(lián)所形成的記憶進(jìn)行區(qū)分，或者是區(qū)分出現(xiàn)混淆，會(huì)導(dǎo)致對(duì)危險(xiǎn)信號(hào)的過(guò)度泛化，進(jìn)而出現(xiàn)創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙。聽(tīng)覺(jué)是主要的感官刺激之一，但聽(tīng)覺(jué)恐懼記憶區(qū)分的神經(jīng)回路尚未清楚。2023年03月，該課題組在 Translational Psychiatry (一區(qū)top)雜志上發(fā)表題為“ACx-projecting cholinergic neurons in the NB influence the BLA ensembles to modulate the discrimination of auditory fear memory”的研究論文。這項(xiàng)工作揭示了NBACh-ACx-BLA神經(jīng)環(huán)路在DAFM的調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用：NB-ACx的膽堿能信號(hào)投射通過(guò)N型乙酰膽堿受體調(diào)節(jié)ACx對(duì)不同聲音響應(yīng)的神經(jīng)元群的活動(dòng)性，進(jìn)而影響B(tài)LA神經(jīng)元的再激活而調(diào)控聽(tīng)覺(jué)恐懼記憶的區(qū)分。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)nAChR激動(dòng)劑尼古丁可以恢復(fù)因抑制NBACh-ACx投射而下降的區(qū)分能力。因此，在特定的軸突末端對(duì)尼古丁膽堿能信號(hào)的操縱可能為治療與某些神經(jīng)生物學(xué)疾病相關(guān)的區(qū)分性恐懼記憶缺陷提供新的治療思路。
在自然界，人和哺乳類(lèi)動(dòng)物具有親社會(huì)行為表現(xiàn)，這是一種符合社會(huì)希望并對(duì)行為者本身無(wú)明顯好處，而行為者卻自覺(jué)自愿給行為的受體帶來(lái)利益的一類(lèi)行為。社會(huì)性行為損傷會(huì)引起多種精神疾病包括社交焦慮癥、自閉癥譜系障礙、抑郁癥和精神分裂癥等等。而親社會(huì)行為作為一種積極的社會(huì)行為，其發(fā)生機(jī)制尤其欠缺。2023年09月，該課題組在 Current Biology (一區(qū)top)雜志上發(fā)表題為“Mediodorsal thalamus-projecting anterior cingulate cortex neurons modulate harm avoidance to others in mice”的研究論文。這個(gè)工作中，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)偏好壓桿切換任務(wù)并發(fā)現(xiàn)小鼠通過(guò)轉(zhuǎn)換壓桿來(lái)減少同類(lèi)受傷的行為，這種傷害回避行為受到先前經(jīng)歷和社會(huì)接觸等因素的調(diào)控，但不受性別和熟悉程度的影響。通過(guò)單細(xì)胞記錄和神經(jīng)軌跡/解碼分析，他們證明了小鼠前扣帶皮層(ACC)神經(jīng)元的動(dòng)態(tài)變化與傷害回避行為同步。此外，通過(guò)光遺傳學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，ACC到丘腦中背側(cè)(MDL)這一神經(jīng)投射調(diào)節(jié)傷害回避行為。這一研究揭示了ACC-MDL神經(jīng)投射調(diào)節(jié)親社會(huì)行為以避免對(duì)同類(lèi)的傷害，并可能為親社會(huì)行為功能障礙的神經(jīng)精神疾病的治療提供線(xiàn)索。
項(xiàng)目受到科技部科技創(chuàng)新2030-“-腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大計(jì)劃的青年科學(xué)家項(xiàng)目（編號(hào)：STI2030-Major Projects 2022ZD02068000）、國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目（編號(hào)：92049102, 32070954）、北京市科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：20220484083）及北京市自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目（編號(hào)：7222113）等的資助。
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