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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


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)知障礙類疾病,。因此,,探究大腦的工作機(jī)制,、 解決認(rèn)知障礙類疾病對(duì)人類造成的困擾,、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索。

項(xiàng)目受到科技部科技創(chuàng)新2030-“-腦科學(xué)與類腦研究”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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