成立五周年,浙江大学脑科学与脑医学学院2024年重要科研成果汇编
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浙江大学脑科学与脑医学学院(系)于成立2019年10月,坐落于优美的浙江大学紫金港校区。学院是教育部脑与脑机融合前沿科学中心、国家健康与疾病人脑组织资源库、卫生部医学神经生物学重点实验室、浙江省神经生物学重点实验室等重要平台的实体支撑单位。
今天的浙大脑科学正在飞速发展,这所全国首个脑科学和脑医学领域教学、科研、临床有机结合的院系,在国家的大力支持下,秉承“求是创新”的校训和“仁心仁术、求是求新”的院训,坚守“仁爱、求是、创新、卓越”核心价值观,以更加从容和有力的步伐,在创建世界一流大学的进程中勇立潮头,再创新篇。
未来的脑科学与脑医学学院将打造成为国际一流的脑科学交叉研究平台, 成为中国脑计划研究的重要基地之一,力争在情绪和情感、感觉-行为转换的神经环路机制、重大神经和精神疾病的诊断和治疗、新型脑科学研究理论与方法等前沿方向取得重大突破,成为国际一流人才汇聚和拔尖创新人才培养的重要脑研究平台,在若干前沿领域抢占“领跑”地位。
下面,跟brainnews编辑部来一起回顾2024年浙大脑科学与脑医学学院发表的优秀论文吧!
往期回顾:
浙江大学脑科学与脑医学学院2023年重要科研成果汇编:3篇Cell、1篇Nature、2篇Neuron等
浙大脑科学与脑医学学院3周年!科研成果汇编:Nature、Nat N、Neuron 、STM
浙江大学脑科学与脑医学学院成立2周年!科研成果汇编
浙江大学脑科学与脑医学学院成立一周年!科研成果汇编
快讯:胡海岚教授任浙江大学脑科学与脑医学学院院长!
浙大官宣:脑科学与脑医学专业!
1
PNAS:孙秉贵团队发现调控海马CA2锥体神经元兴奋性进而影响社交识别的新机制
社交行为(社交互动、社交识别及社交记忆等)在动物及人类的日常活动中具有至关重要的作用,而社交障碍(社交退缩、社交焦虑及社交隔离等)则与多种精神和神经疾病(如自闭症、精神分裂症、阿尔茨海默病等)密切相关1。因此,解析社交行为的细胞、分子及神经环路机制具有重要意义。
既往研究表明,前扣带回(anterior cingulate cortex, ACC)是调控社交行为的重要脑区2,近来的研究提示,海马区CA2神经元在调控社交识别记忆方面也具有重要作用3。浙江大学脑科学与脑医学学院/浙江大学医学院附属儿童医院孙秉贵教授课题组近日在发表论文,PNAS“Efr3b is essential in social recognition by regulating the excitability of CA2 pyramidal neurons”为深入理解CA2锥体神经元介导社交行为的机制提供了新的认识。
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PNAS:孙秉贵团队发现调控海马CA2锥体神经元兴奋性进而影响社交识别的新机制
2
Nat Neurosci:李晓明团队发文,揭示恐惧和焦虑的新机制
过度的或反复的恐惧刺激是导致焦虑障碍的重要因素,而恐惧的核心脑中枢是杏仁核。临床研究发现双侧杏仁核损毁的患者仍然可以感受到恐惧并且表达恐惧情绪,提示存在杏仁核以外的恐惧情绪神经机制,然而独立于杏仁核的恐惧情绪神经机制迄今尚不清楚。
2024年2月12日,浙江大学医学院脑科学与脑医学学院、双脑中心(A molecularly defined amygdala-independent tetra-synaptic forebrain-to-hindbrain pathway for odor-driven innate fear and anxiety)的研究论文,李晓明教授团队在《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)上发表了题为“一条细胞特异性的前脑至后脑四级神经环路能够独立于杏仁核介导嗅觉本能恐惧和焦虑”发现了脑内主嗅球→脚背侧皮层→外侧臂旁核→丘脑下旁核通路在恐惧和焦虑中的重要作用。
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Nat Neurosci:李晓明团队发文,揭示恐惧和焦虑的新机制
3
Neuron:康利军团队发表论文,揭示胶质细胞调控神经元适应性和衰老退变的神经机制
神经胶质细胞在神经系统中扮演着重要角色,参与神经元的分化、形态发生、突触生成、环路形成和维持等过程,对神经元的发育、功能和健康至关重要。从秀丽线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠到人类,胶质细胞的起源、结构和功能在进化上高度保守。相对于神经元而言,神经胶质细胞的电活动较弱,因而长期被认为在神经系统中发挥着支持、保护和营养等管家功能。
2024年3月5日,浙江大学医学院脑科学与脑医学学院、浙江大学医学院附属第四医院、双脑中心康利军教授团队在权威神经科学期刊的研究论文。《神经元》(Neuron)上发表了题为“Phasic/tonic-like glial GABA differentially transduce for olfactory adaptation and neuronal aging”他们发现,AMsh胶质细胞可以通过两条不同的GABA信号通路,分别调控嗅觉神经元的实时嗅觉适应性和长时程衰老退变。
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Neuron:康利军团队发表论文,揭示胶质细胞调控神经元适应性和衰老退变的神经机制
4
Molecular Psychiatry:罗建红团队发文,揭示调控孤独症认知灵活性缺陷的新神经环路机制
近日,浙江大学医学院脑科学与脑医学学院罗建红教授团队在Molecular Psychiatry发表论文,揭示了导致孤独症小鼠模型NL3R451C认知僵化的前额叶-纹状体环路功能紊乱机制。认知灵活性是执行功能的重要组成部分,使动物能对不断变化的环境条件做出适当的反应。孤独症谱系障碍(ASD)的特征是社交障碍和重复刻板行为及兴趣受限,其底层机制都可能涉及认知/行为的灵活性缺陷。
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Molecular Psychiatry:罗建红团队发文,揭示调控孤独症认知灵活性缺陷的新神经环路机制
5
Natl Sci Rev: 虞燕琴/段树民/杨鸿斌课题组发文,揭示控制恐惧防御行为的中脑环路新机制
《战国策 · 楚策四》记录了一则趣事:魏国的更羸不用箭就能将一只受伤的大雁射下来,魏王非常吃惊,更羸解释道:“这只大雁受过箭伤,此时惊魂未定,又听见弓弦声,便掉了下来。”面对威胁,动物会为了避免伤害表现出本能的防御性行为(包括冻结、逃跑、躲避或者防御性攻击),恐惧反应可以帮助动物规避风险,但过度的、持续的恐惧则会导致创伤后应激障碍(PTSD)、焦虑症等疾病,正如这则故事所述,大雁过度的内心恐惧使其不战自溃。但恐惧防御行为的神经环路机制目前仍然是不够清楚的。
2024年3月5日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心虞燕琴/段树民/杨鸿斌课题组在杂志在线发表题为的工作,National Science Review“Control of defensive behavior by the nucleus of Darkschewitsch GABAergic neurons ”首次揭示了达克谢维奇氏核(the nucleus of Darkschewitsch,ND)的GABA能神经元在防御行为的重要作用,进一步拓展了恐惧防御的神经机制。
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Natl Sci Rev: 虞燕琴/段树民/杨鸿斌课题组发文,揭示控制恐惧防御行为的中脑环路新机制
6
Nat Commun: 郭方团队发文揭示“春乏秋困,夏夜难眠”背后的神经调控机制
大部分动物,包括人类,都遵循着日出而作、日落而息的昼夜节律活动模式。随着季节的更迭,包括人类在内的许多动物的作息时间也会发生相应的调整。例如,在寒冷的秋冬季节,由于夜晚较早降临,我们的白天的工作和活动通常会提前进行。相反,在炎热的夏季,高温往往导致人们难以入睡。此外,随着温室效应的加剧和全球气候变暖,人类的睡眠活动将进一步受到温度变化的影响。因此,深入了解温度是如何影响动物睡眠活动的节律机制,成为了一个至关重要的问题。
在众多模式生物中,果蝇因其独特的生理特性成为了解析昼夜节律机制的理想模式动物。对果蝇生物钟的研究已荣获2017年诺贝尔生理学和医学奖(获奖者Michael Rosbash对本研究亦有指导)。果蝇的大脑中存在着一个由约75对节律神经元组成的神经回路,指导着果蝇在一天不同时刻有序地进行各种行为,如进食、运动、睡眠和觉醒等。先前的研究表明,果蝇大脑中的DN1a神经元负责对低温的反应[1],而DN1p神经元与果蝇在温度变化下的生理活动相关[2, 3]。然而,在中枢节律神经回路中谁才是真正主导温度调控的核心,仍是一个待解之谜。
2024年4月2日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心郭方课题组在上在线发表了题为:的研究论文。该研究通过改进过的先进实验手段,鉴定出果蝇中的关键温度感知节律神经元DN1a能够节律性地响应环境温度的变化。DN1a神经元通过靶向不同的下游节律神经元LNd和DN3,进而影响果蝇在不同温度下的睡眠活动。Nature CommunicationsDynamic encoding of temperature in the central circadian circuit coordinates physiological activities这一发现为我们研究昼夜节律神经元如何调控动物在不同温度下的生理活动机制提供了重要的实验依据。
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Nat Commun: 郭方团队发文揭示“春乏秋困,夏夜难眠”背后的神经调控机制
7
Neuron: 白戈团队发表综述,系统阐述了应激颗粒在神经退行性疾病中的重要作用
近年来,随着神经退行性疾病分子细胞机制研究的不断深入,应激颗粒(Stress granule, SG)作为领域内一个新的研究热点备受关注。SG是细胞在应激状态下形成的一种无膜细胞器,主要由RNA和RNA结合蛋白通过液-液相分离过程组装而成。SG的形成被认为是细胞抵抗外界不良环境刺激(如氧化应激、营养缺乏、病毒感染)的一种重要防御机制。
2024年5月13日,浙江大学医学院脑科学与脑医学学院的长篇综述,针对SG的生理病理功能进行了全面阐述,为神经退行性疾病的机制和治疗研究提供了新的视角。白戈教授受邀在Neuron上发表了题为“Friend or Foe: The Role of Stress Granule in Neurodegenerative Disease”该综述全面剖析了SG的组成、调控、功能及与其它细胞器之间的相互作用,强调了SG在神经退行性疾病中“亦敌亦友”的双重角色。正常SG的形成可以有效避免应激状态下蛋白的错误翻译,帮助细胞更好地应对不良环境刺激;但病理性SG的持续存在会导致细胞功能紊乱,参与多种神经退行性疾病的发生。最后,该综述还探讨了靶向SG的潜在治疗手段,并对领域未来发展方向进行了展望。
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Neuron: 白戈团队发表综述,系统阐述了应激颗粒在神经退行性疾病中的重要作用
8
Nat Commun:徐晗团队发文,揭示社交恐惧行为的神经环路新机制
我们每天的清醒时间中有80%在进行各种社交活动,良好的社交环境不仅对我们个人的生存繁衍和社会群体的和谐稳定不可或缺,还能为我们提供必要的情绪价值,对维持精神健康也至关重要。然而,社交功能障碍在很多神经精神疾病中普遍存在,例如自闭症、抑郁症、社交恐惧症等。回避和恐惧社交场景是社交恐惧症的典型行为症状,严重危害患者身心健康和社会功能。不良社交经历是社交恐惧行为发生的重要诱因,然而到目前为止,这些负性社交经历如何影响大脑功能从而导致社交恐惧行为还很不清楚。
2024年5月13日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心徐晗教授课题组在期刊上在线发表了题为的文章。Nature Communications“The basal forebrain to lateral habenula circuitry mediates social behavioral maladaptation”首次揭示了基底前脑(basal forebrain, BF)谷氨酸能神经元通过到外侧缰核(lateral habenula, LHb)的神经投射通路调控社交恐惧行为的神经环路机制。
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Nat Commun:徐晗团队发文,揭示社交恐惧行为的神经环路新机制
9
Neuron:段树民/虞燕琴团队发文,揭示大脑如何调控性别差异性的攻击行为
2024年7月16日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心段树民院士与虞燕琴教授团队在国际知名期刊上发表了题为的研究成果。Neuron“A Hypothalamic-Amygdala Circuit Underlying Sexually Dimorphic Aggression”该研究揭示了一条调控哺乳动物性别差异攻击行为的大脑环路,即从腹内侧下丘脑的腹外侧区域(the ventromedial hypothalamus ventrolateral area,VMHvl)到后侧无名质脑区(posterior substantia innominata,pSI)的神经环路。在雄性动物中,该环路表现出对下游pSI神经元的更强的兴奋性投射和更弱的抑制性投射。环路的兴奋-抑制连接强度的差异影响了下游核团pSI的活动水平,使其在雄性中整体兴奋性增强,从而触发了具有性别差异的攻击行为。
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Neuron:段树民/虞燕琴团队发文,揭示大脑如何调控性别差异性的攻击行为
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Science:胡海岚团队发表论文,阐明氯胺酮脑区特异性作用机制
抑郁症是一种严重危害人类健康的精神疾病。临床上偶然发现亚麻醉剂量的氯胺酮具有快速且长效的抗抑郁作用。而氯胺酮抗抑郁作用的发现给抑郁症的治疗领域带来了革命性的发展。因此神经科学家们针对氯胺酮的抗抑郁机制展开了广泛的研究,但截至目前为止,关于氯胺酮抗抑郁的神经机制,以及其作用的靶点分子和靶点脑区仍未有一个明确的定论。
浙江大学脑科学与脑医学学院/双脑中心胡海岚教授团队在2018年和2023年的两篇Nature长文中分别阐明了氯胺酮的快速和长效抗抑郁神经机制共同提示了外侧缰核作为一个关键脑区在氯胺酮的抗抑郁作用中发挥了极其重要的作用。然而之前的工作仍然遗留了两个重要的未解难题:1.氯胺酮的靶点分子—NMDA型谷氨酸受体—在大脑广泛表达,那氯胺酮究竟是同时作用于全脑还是有特异性的靶向脑区?2.前人研究发现氯胺酮在海马、皮层等脑区起作用,那么这些脑区和外侧缰核的作用之间有什么联系?
在2024年8月9日,胡海岚教授团队在Science杂志上发表题为的研究论文。“Brain region–specific action of ketamine as a rapid antidepressant”作为该团队氯胺酮研究三部曲之三,该研究工作在前期的基础上,进一步回答了外侧缰核为什么成为了氯胺酮作用首先靶向的脑区,揭示了该脑区特异性作用的神经基础,并描述了从外侧缰核到海马脑区之间上下游信号通路的联系。这一研究成果进一步丰富了团队提出的以外侧缰核NMDA受体为核心的氯胺酮抗抑郁作用脑机制理论体系,为研究氯胺酮的抗抑郁神经机制提供了全新的视角,为临床上氯胺酮的用药策略以及新型药物的研发提供了理论支持。
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Science:胡海岚团队发表论文,阐明氯胺酮脑区特异性作用机制
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Current Biology:龚哲峰团队发文,揭示双层神经环路实现全软体动物的快速前进运动控制的神经机制
速度控制对于动物在各种环境条件下的适应和生存至关重要。当面临各种环境挑战时,合适精确的运动速度可以帮助动物有效地进行捕食和避险等关键活动。目前的研究发现,速度控制的神经机制涉及到不同层级的神经活动,包括来自高位脑区的运动指令、脊髓水平的中央模式发生器(central pattern generator,CPG)的运动执行和本体感觉系统的反馈调节等。然而,当前研究对多层级神经网络如何在突触分辨率水平发起和实现特定方向和速度的运动仍然知之甚少。
7月24日,浙江大学脑科学与脑医学学院,浙江大学医学院附属第四医院,双脑中心为题发表研究论文。龚哲峰课题组在Cell press细胞出版社旗下期刊Current Biology以“A two-layer neural circuit controls fast forward locomotion in Drosophila”该论文报道了果蝇幼虫中控制快速前进运动的运动命令神经元AcNs,该神经元联合其下游具有运动节律活跃的CPG神经元A01j和A02j,全局协调控制果蝇前进运动方向和快速运动速度的神经机制,该研究从运动命令到运动执行层面深入阐述解析了快速前进运动控制的神经机制,为理解多层级神经网络如何控制实现精细化的协调运动提供了重要的实验依据。
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Current Biology:龚哲峰团队发文,揭示双层神经环路实现全软体动物的快速前进运动控制的神经机制
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Protein & Cell:崔一卉/杨帆团队合作发文,开发化学遗传学工具RADICAL
如何利用遗传学工具操控神经元的活动,进而研究动物行为的机制是神经科学领域非常重要的问题。目前广泛应用的遗传工具主要有光遗传学工具(光敏感离子通道)和基于GPCR的化学遗传学工具DREADDs。虽然这些已有的工具可以调控钠、钾、氯等离子的跨膜流动,但是目前尚没有可以直接控制在多个生命过程中发挥重要作用的钙离子的遗传学工具。为了拓宽化学遗传学工具的种类和应用领域,获得可以调控钙离子流动的遗传工具,针对可以通透钙离子的离子通道进行理性改造是有潜力的化学遗传学工具开发策略。
2024年9月4日,来自良渚实验室/浙江大学基础医学院生物物理学系的杨帆团队和浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心的的论文。崔一卉团队在Protein & Cell杂志发表题为“RADICAL: a rationally designed ion channel activated by ligand for chemogenetics”此研究基于具有较高钙离子通透性的瞬时受体电位M8离子通道(TRPM8),开发了化学遗传学工具RADICAL,可以被环己醇(CHXOL)特异地激活。为了验证该工具在神经系统中的应用价值,研究人员分别开发了能在神经元或胶质细胞里表达RADICAL的遗传工具,并且在不同的脑区和行为中检测了该遗传工具的效应。结果表明,激活表达在前额叶皮层边缘下区(IL)神经元的RADICAL可以显著增强恐惧记忆消退;激活表达在腹侧被盖区(VTA)星型胶质细胞的RADICAL则可诱导小鼠自发活动显著增加。
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Protein & Cell:崔一卉/杨帆团队合作发文,开发化学遗传学工具RADICAL
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Neuron:崔一卉团队发文,揭示“压力感应细胞”在慢性压力动物的抑郁情绪发生进程中发挥了重要作用
抑郁症已经成为最流行的精神疾病之一。全球约有2.8亿抑郁患者,每年造成约70万患者自杀,相关的全球疾病负担位居所有精神疾病之首。在众多复杂病因中,压力是主要的风险因素之一。目前大部分研究集中在抑郁发病的横断面,鲜少有人关注压力应激导致抑郁的“动态”机制,这在一定程度上阻碍了抑郁症的“及早预防”和“精准治疗”。厘清压力导致抑郁发生的始动环节、核心神经环路和特征分子,找到其动态变化规律是情绪领域和抑郁症研究中亟待解决的问题,有助于从根源上预防抑郁的发生,明确个体化病因,找到早期预防和诊断的新策略。
近年来的大量研究表明,不同的外界经历或刺激都可以只招募相应脑区中占比很低的一小群神经元,并且足以执行多种复杂的脑功能(如记忆、情绪效价、痛觉、进攻等)。然而,至今仍不清楚是否存在一小群特异性响应压力刺激的神经元。这群“压力神经元”又是否参与调控抑郁样状态的发生。
2024年10月9日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心崔一卉团队在Neuron发表题为的研究论文。“A small population of stress-responsive neurons in the hypothalamus-habenula circuit mediates development of depression-like behavior in mice”在这项研究中,他们利用活性依赖标记的病毒策略,在小鼠的外侧下丘脑(Lateral hypothalamus, LH)与外侧缰核(Lateral habenula, LHb)中分别鉴定出了一小群“压力神经元”,并且发现这群神经元在LH-LHb环路内部形成了感知压力的核心功能单位,随后通过LHb的局部微环路将压力信息传播至整个LHb,从而在慢性压力过程中主导了抑郁样状态的发生。因此这群细胞被定义为压力的“起始细胞”(starter cells)。
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Nat Commun:李晓明团队发文,揭示食物消耗调控恐惧行为的神经环路机制
生物体为生存必须平衡营养摄入与危险回避,并对相关行为进行适应性调控。能量需求推动着进食行为,这将生物体暴露于潜在危险之中。已有研究发现,诱发恐惧的危险信号可抑制进食行为。相反地,增加的能量需求可拮抗捕食者刺激对进食的抑制,且人为激活弓状核AgRP阳性神经元诱发的食欲行为可减弱恐惧反应。在人类社会,不正常的进食模式通常与包括恐惧和焦虑在内的精神疾病有关。这些研究都暗示,进食可能会调节恐惧,但其机制尚不清楚。在脑内,外侧下丘脑(lateral hypothalamus,LH)参与控制进食,并调节各种奖励与厌恶相关的行为。因此,LH可能是介导进食与恐惧等负性情绪相互作用的重要脑区。
近日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心的文章。李晓明教授课题组在Nature Communications上发表了题为“Hypothalamic-Hindbrain Circuit for Consumption-Induced Fear Regulation”本研究主要探讨了雄性小鼠食物消耗期间遇到危险刺激时其恐惧行为如何被调控,以及其神经机制是什么。通过构建恐惧-进食试验动物模型,作者发现食物消耗期间条件性刺激(Conditioned stimulus,CS)诱发的僵直(freezing)反应减少,并进一步揭示了一条LHGAD2神经元--脑干不定核(nucleus incertus,NI)松弛素-3(relaxin-3,RLN3)阳性神经元--乳头体外侧核的三级神经环路介导了这一行为。
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Adv Sci:李晓明/陈家东团队发文,揭示杏仁核复合体调控颞叶癫痫的具体核团及神经环路机制
癫痫是最常见的神经系统疾病之一,影响全球约 6500 万人。其中,颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)是成人中最常见且耐药性的癫痫形式。尽管TLE 病人及动物模型研究已报道杏仁核复合体(amygdaloid complex)是控制颞叶癫痫发作的关键脑区,但杏仁核复合体由多个核团构成,其内部调控癫痫发作的具体核团和神经环路仍然不为人知。
2024年10月31日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心李晓明/陈家东团队在Wiley出版社旗下Advanced Science杂志发表了题为“Posterior Basolateral Amygdala is a Critical Amygdaloid Area for Temporal Lobe Epilepsy”的研究论文,该研究揭示了pBLA(posterior basolateral amygdala)是杏仁核复合体中调控颞叶癫痫发作的关键核团,并揭示了pBLA上下游神经环路在癫痫发作中的不同作用。
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Adv Sci:李晓明/陈家东团队发文,揭示杏仁核复合体调控颞叶癫痫的具体核团及神经环路机制
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Adv Sci: 虞燕琴/段树民团队发文,揭示脑干面神经旁核星形胶质细胞调控睡眠觉醒的独特化学机制与神经环路机制
科学家们一直认为,大脑中的神经元是控制我们睡眠和觉醒状态的主导力量。然而,最近的研究却揭示了另一种神秘的“幕后力量”——星形胶质细胞。尽管它们在大脑中数量庞大,却不直接参与信息传递,因此过去一直被视为“配角”。但这些默默无闻的细胞不仅与神经元有着密切的结构连接,其功能也远比我们想象的复杂。越来越多的证据表明,星形胶质细胞也是调控睡眠的“积极参与者”。这些发现让科学家们重新审视经典的睡眠理论,思考星形胶质细胞在其中的重要地位,而星形胶质细胞是如何具体介入并影响特定的神经环路,仍然是个尚未破解的谜题。
2024年11月4日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心虞燕琴教授与段树民院士在国际知名期刊Advanced Science上发表了题为的研究成果。该研究“Adenosine‐Dependent Arousal Induced by Astrocytes in a Brainstem Circuit”首次揭示了脑干面神经旁核(parafacial zone, PZ)内的星形胶质细胞通过细胞外腺苷促进和维持觉醒的独特作用,并在神经环路水平阐明了其潜在机制。
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Adv Sci: 虞燕琴/段树民团队发文,揭示脑干面神经旁核星形胶质细胞调控睡眠觉醒的独特化学机制与神经环路机制
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Plos Biology:郭方团队发文揭示神经肽负反馈回路根据季节温度变化灵活调节运动和睡眠的机制
生物在进化过程中形成了根据季节性温度变化来调整日常运动和睡眠模式的能力,这种适应性对于生物的生存至关重要。例如,在炎热的夏季,白天活动太多可能导致动物脱水和紫外线损伤,而在寒冷的冬季,活动不足可能导致摄食不够,而过多的活动会导致低温下能量消耗大。为了有效应对这些环境挑战,生物体必须合理管理其能量消耗、灵活地微调睡眠和运动的时相与水平,以实现最佳生存策略。这一调节过程依赖于脑中的节律神经网络,该网络能够感知温度变化并动态调节运动和睡眠的发起。尽管已有一些研究揭示了温度如何影响生物的睡眠与觉醒周期,但对于这些神经回路的具体机制仍缺乏深入了解。
2024年12月2日,浙江大学脑科学与脑医学学院、双脑中心郭方课题组在Plos Biology杂志在线发表了题为的研究论文。“Temperature cues are integrated in a flexible circadian neuropeptidergic feedback circuit to remodel sleep-wake patterns in flies”该研究鉴定出果蝇节律神经网络中的LNd-LPN负反馈回路,并揭示了其利用独特的神经肽负反馈通讯,在季节温度变化下动态调节活动-睡眠行为的机制。值得注意的是,这是郭方课题组继2024年04月02日在Nature Communications发表论文之后,揭示环境温度重塑睡眠模式的神经机制的又一项成果。
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Plos Biology:郭方团队发文揭示神经肽负反馈回路根据季节温度变化灵活调节运动和睡眠的机制
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Neuron:胡海岚团队发表论文,解析前额叶皮层下游“胜利环路”和“失败环路”如何相互作用调控社会竞争
2024年12月10日,杂志上发表题为的研究论文。作为该团队社会竞争研究的后续,胡海岚教授团队在Neuron“Deconstructing the neural circuit underlying social hierarchy in mice”该研究以钻管对抗的结果来反映小鼠的竞争能力,通过全脑c-Fos筛选、光遗传学、化学遗传学、光纤记录钙成像、在体光标记电生理记录及离体脑片电生理记录等手段,进一步阐明了dmPFC中存在空间上分层分布的“胜利环路”和“失败环路”:5层投射到中缝背核(DRN)和水管周灰质(PAG)的环路促进社会竞争,而2/3层投射到前基底外侧杏仁核(aBLA)的环路则抑制社会竞争。“失败环路”会通过dmPFC内部PV和SST两种中间神经元共同作用,抑制“胜利环路”。
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Neuron:胡海岚团队发表论文,解析前额叶皮层下游“胜利环路”和“失败环路”如何相互作用调控社会竞争
文章来源:浙江大学脑科学与脑医学学院
编辑:brainnews编辑部
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